解析卷-沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机专题练习试题.docx

沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机专题练习
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 20分）
一、单选题（10小题，每小题2分，共计20分）
1、国家速滑馆在冬奥会历史上首次采用“二氧化碳跨临界直冷制冰”技术。技术原理简化如图，下列说法正确的是（　　）

A．CO2经过压缩机时温度降低 B．CO2经过冷凝器时发生凝华
C．CO2经过膨胀阀时发生升华 D．CO2经过蒸发器时吸收热量
2、甲、乙两种材料不同的金属块，它们的质量相等，同时投入沸水中充分加热，先把甲金属块从沸水中取出投入一杯冷水中，热平衡后，水的温度升高了t，取出甲金属块（不计水的质量变化），再把乙金属块由沸水投入该杯水中，热平衡后又使水温升高了t，则两金属块的比热容关系是（　　）
A．c甲＜c乙 B．c甲=c乙 C．c甲>c乙 D．以上情况都有可能
3、2022年4月16日，摘星妈妈王亚平和航天员翟志刚、叶光富三人乘坐神舟十三号返回舱成功返回地球。下列关于返回舱进入大气层后的有关说法错误的是（　　）
A．返回舱下落过程中，动能转化为重力势能
B．返回舱加速下落过程中其动能增大
C．返回舱下落过程中与大气摩擦，外表面温度升高，其内能增加
D．返回舱下落过程中，航天员相对地球是运动的
4、五月五，是端午，吃粽子，挂艾草，划龙舟。俗语中包含的物理知识，正确的是（　　）
A．煮粽子是用做功的方法改变粽子的内能
B．煮粽子的水沸腾后，继续吸热温度升高
C．闻到艾草的气味，说明分子在永不停息地做无规则运动
D．划龙舟时，桨对水有作用力，水对桨没有作用力
5、内能是一种常见的能量形式，关于内能下列说法正确的是（　　）

A．0°C的水不具有内能
B．温度高的物体一定比温度低的物体内能多
C．静止的物体不具有内能
D．内能与物体的温度有关
6、小帆在老师指导下，用如图所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图，乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精（）。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，，则下列说法中正确的是（　　）

A．
B．乙的吸热能力大于甲的吸热能力
C．0~8min乙吸收的热量为
D．该酒精灯的加热效率为28%
7、关于汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（　　）
A．汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴
B．汽油机用压燃式点火，柴油机用点燃式点火
C．吸气冲程中，汽油机吸入汽油和空气混合物，柴油机只吸入空气
D．小汽车、摩托车通常用汽油机做发动机；卡车、挖掘机用柴油机做发动机
8、把盛有冷水的铝壶放到电炉上加热，则发生热传递三种方式的先后顺序应该是（　　）
A．热对流、热辐射、热传导 B．热传导、热对流、热辐射
C．热传导、热辐射、热对流 D．热辐射、热传导、热对流
9、下列四张图中利用热传递来改变物体内能的是　　
A．钻木取火 B．煤炉烧水
C．压缩空气升温 D．搓手取暖
10、关于内能，下列说法中正确的是（　　）
A．的冰块没有内能
B．物体内能大小与温度无关
C．热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
D．金属汤勺放在热汤中，温度升高，这是通过热传递的方式改变内能
第Ⅱ卷（非选择题 80分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、 “涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车（L型）更节能，排气更清洁。同样的汽油加在T型轿车内比加在L型轿车内热值______（填“更大”、“一样大”或“更小”）；如果散热器中装有10kg的20℃的水，在温度升高60℃的过程中，水吸收的热量是______J；（c水=4.2×103J/（kg•℃））。散热器中用水做冷却液而不用其它液体是因为水的______。
2、用两个完全相同的电加热器分别给质量相同的A、B两种液体同时加热，加热过程中，两种液体的温度T随加热时间t变化的图像如图所示，分析图像得出：A液体的比热容______B液体的比热容。（选填“大于”或“小于”）

3、如图所示是流星经过大气层与空气摩擦发热、发光的一幅照片，这个现象说明_____（选填“热传递”或“做功”）可以改变物体的内能：长征二号PT2运载火箭外表涂有一层特殊物质，利用该物质在高温下先熔化、再汽化时要_____热（选填“吸”或“放”），从而避免高速运行的火箭温度过高．

4、小王在滑梯上加速下滑的过程中，她所具有的重力势能减小，动能___________（选填“增大”、“减小”或“不变”），同时，她也觉得臀部略微发烫，这是通过___________（选填“做功”或“热传递”）的方式改变物体内能。
5、（1）为了预防新冠病毒，要做到戴口罩，勤洗手。制作口罩的熔喷无纺布纤维表面携带大量电荷，能够____（选填“吸引”或“排斥”）空气中的轻小物体。用洗手液洗手时，会闻到酒精的气味，这是____现象。

（2）2021年4月29日，中国空间站天和核心舱发射成功。火箭搭载核心舱升空，火箭加注的液态燃料需具有____ （填“热值”或“比热容”）大的特点。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、吃包子、挂菖蒲、佩香囊、赛龙舟”，生动的呈现了某地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的蒸气进行加热。若将2.5kg的水加热到沸腾，水温升高了80℃，[c水=4.2×103J/（kg·℃），q煤=3×107J/kg]，在此过程中，求：
（1）水吸收的热量；
（2）采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%，煤燃烧放出的热量；
（3）需要完全燃烧煤的质量。
2、如图是某电蒸锅的内部简化电路图，R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484Ω，加热挡功率为1200W。用此电蒸锅对质量为1.2kg的水加热使其温度升高75℃，需要的时间为378s，已知c水=4.2×103J/(kg·℃)。求：
（1）保温挡的功率；
（2）电阻R2的阻值；
（3）电蒸锅的加热效率。

3、小华在家里将装有2kg水的水壶放到天然气灶上去烧，如图所示，用温度计测量水从20℃加热至80℃的过程中，天然气表的数字变化了0.035m3.（天然气的热值q=4×107J/m3）求：
（1）水吸收的热量；
（2）天然气完全燃烧放出的热量；
（3）天然气灶的效率。

4、提倡节能减排，小宇家将灶“煤改气”后，用天然气烧水更划算。他将5kg的水倒入烧水壶中，并测出水初温为20℃。在一个标准大气压下，把水加热到100℃。已知水的比热容。求：
（1）水温升高多少℃？
（2）将这些水烧开，需吸收多少热量？
5、火力发电厂是利用可燃物（例如煤）作为燃料生产电能的工厂，燃料在燃烧时加热水生成蒸汽，蒸汽推动汽轮机旋转，然后汽轮机推动发电机发电，实现将燃料的化学能转化为电能。世界上最好的火力发电厂的效率达到40%，即把燃料燃烧产生的40%的热量转化为电能。请尝试计算该火力发电厂生产电能为3.6×109J时，需要用煤燃烧来产生多少热量？需完全燃烧多少kg的煤？（已知煤的热值约为3.6×107J/kg）
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、小明想了解热水在图1 的哪个杯子中降温更快，他往两杯子中倒入等质量热水同时开始计时， 测得水温随时间变化的图象如图2。

（1）由图2可推测杯_________ （选填“甲”、“乙”）中的热水先降温至40℃；
（2）___________杯（选填“甲”、“乙”）中的水在0~10min放出的热量较多，依据是________ ；
（3）是什么因素造成了两杯热水降温快慢的不同，小明猜想可能是两个杯子开口散热面积的不同和杯身散热的不同。请设计实验探究热水降温快慢与玻璃杯开口大小是否有关，写出实验步骤（已提供足量热水，从图3中自造器材）。

实验步骤：( )
2、小媛在初三总复习时认识到，水吸收的热量可以定量测量了，她想重新设计一个实验证明：“当液体的质量和升高的温度相同时，液体的比热容越大，液体吸收的热量越多”。实验桌上有三个完全相同的烧瓶，烧瓶内分别装有质量相等的水、酒精和煤油、完全相同的温度计、阻值为5Ω且不变的电阻丝R。图是小媛已经设计好的电路，请利用该电路及秒表，帮助小媛完成实验设计。请你写出主要实验步骤，画出实验数据记录表。已知：c水>c酒精>c煤油且大小已知。
（1）写出实验步骤；
（2）画出实验数据记录表格。

-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
A．CO2经过压缩机时，活塞压缩气体，对气体做功，机械能转化为内能，气体内能增加，温度升高，故A错误；
B．气态CO2经过冷凝器变为液态CO2，发生的是液化，故B错误；
C．液态CO2经过膨胀阀变为气态，发生的是汽化，故C错误；
D．液态CO2经过蒸发器变为气态，发生的是汽化现象，汽化吸热，故D正确。
故选D。
2、A
【详解】
先后将甲乙两金属块投入到同一杯水中，水升高的温度相同，水吸收的热量相同，不计热量损失，甲乙两金属块放出的热量相同，由题知，甲金属块温度比乙多降低了t，根据，质量相同的甲乙两金属块，放出相同的热量，降低的温度多的甲金属块，比热容小，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
3、A
【详解】
A．返回舱下落过程中，高度减小，速度变大，质量不变，所以重力势能减小，动能增大，将重力势能转化为动能，故A错误，符合题意；
B．返回舱加速下落过程中，速度增大，质量不变，所以其动能增大，故B正确，不符合题意；
C．返回舱下落过程中与大气摩擦，克服空气阻力做功，将机械能转化为内能，内能增加，外表面温度升高，故C正确，不符合题意；
D．返回舱下落过程中，航天员相对地球的位置不断的变化，所以航天员是运动的，故D正确，不符合题意。
故选A。
4、C
【详解】
A．煮粽子时通过热传递的方式使粽子的温度升高，内能增大，故A错误；
B．水沸腾后，继续吸热，但温度保持不变，故B错误；
C．组成物质的分子都在永不停息的做无规则的热运动，之所以闻到艾草的气味，就是组成它分子在永不停息地做无规则运动，故C正确；
D．物体间力的作用是相互的，划龙舟时，桨对水有作用力，同时水对桨也有作用力，故D错误。
故选C。
5、D
【详解】
AC．一切物体都具有内能，所以0℃的冰具有内能，静止的物体也具有内能，故A错误；
BD．内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，温度不是决定物体内能大小的唯一因素，应考虑其它因素，故B错误，D正确。
故选D。
6、C
【详解】
ABC．由图乙知，甲从20℃加热至沸腾用时8min，乙从20℃加热至沸腾用时10min。 升高相同温度，甲所需时间长，需要吸收的热量多，那么甲的吸热能力更强，则甲是水，甲从20℃升温至100℃，需要吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.1kg×(100℃-20℃)=3.36×104J
即酒精灯在8min内放出的热量为3.36×104J，那么乙在8min内吸收的热量为3.36×104J。乙从20℃升温至100℃，所需时间为4min，吸收的热量

那么乙的比热容

故AB错误，C正确；
D．乙从20℃加热至沸腾，所需时间为10min，吸收的热量

消耗的酒精放出的热量
Q放=m酒精q酒精=0.004g×3×107J/kg=1.2×105J
那么酒精灯的加热效率

故D错误。
故选C。
7、B
【详解】
A．汽油机汽缸顶部有火花塞，柴油机汽缸顶部有喷油嘴，故A正确；
B．柴油机与汽油机采用的点火方式不同，柴油机采用压燃式，汽油机采用点燃式，故B错误；
C．在热机的吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合气体，柴油机吸入的只有空气，故C正确；
D．柴油机一般用于大型机械，例如卡车、挖掘机；汽油机用于小型机械，例如小汽车、摩托车，故D正确。
故选B。
8、D
【详解】
电炉通电后，电能会转化为内能使得电炉丝发热，热量会辐射给铝壶；然后热量会通过热传导的方式传递给壶底的冷水，壶底的水温升高后又以热对流的方式传递给上面的水，最终水温共同升高到相同的温度，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
9、B
【详解】
改变物体内能有两种方式，分别为做功和热传递：
A．钻木取火，机械能转化成内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故A不符合题意；
B．煤炉烧水，水吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递的方式增加水的内能，故B符合题意；
C．压缩空气，使空气升温，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故C不符合题意；
D．用“搓手”的方法取暖，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故D不符合题意。
故选B。
10、D
【详解】
A．因为一切物体的分子都在不停的做无规则运动，所以一切物体都具有内能，的冰具有内能，故A错误；
B．内能的大小跟质量、温度、状态有关，故B错误；
C．热量总是从温度高的物体向温度低的物体转移，故C错误；
D．金属汤勺放在热汤中，汤勺从汤中吸热，温度升高，这是通过热传递的方式改变内能的，故D正确。
故选D。
二、填空题
1、     一样大     2.52×106     比热容比较大
【详解】
[1]物体的热值属于自身的一种属性，与所处的位置无关，则同样的汽油加在T型轿车内和加在L型轿车内热值一样大。
[2]水吸收的热量为

[3]由于水的比热容较大，则在升高相同温度时可吸收更多热量，因此常用作冷却液。
2、小于
【详解】
[1]用两个完全相同的电加热器分别给质量相同的A、B两种液体同时加热，加热相同的时间，两种液体吸收的热量相同，从图像可知，吸收相同的热量，A液体温度变化的快，B液体温度变化的慢可知A液体的比热容小于B液体的比热容。
3、     做功     吸
【详解】
流星在进入大气层后，克服摩擦做功，使流星的内能增加、温度升高，是通过做功的方式改变内能的；为保证火箭安全，箭体上涂有一层特殊固体物质，在高温下先熔化，再汽化，因为熔化、汽化时要吸收大量的热，这样箭体的温度就不会太高．
4、     增大     做功
【详解】
[1]小王在滑梯上加速下滑的过程中，质量不变，速度变大，故其动能增大。
[2]在下滑的过程中，要克服滑梯的摩擦力做功，部分机械能转化为内能，使得臀部略微发烫，这是通过做功的方式改变物体的内能。
5、     吸收     扩散     热值
【详解】
（1）[1]带电体具有吸引轻小物体的性质，纤维表面携带大量电荷，能够吸引空气中的轻小物体。
[2]用洗手液洗手时，会闻到酒精的气味，属于扩散现象，是分子无规则运动形成的。
（2）[3]火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以放出更多的热量。
三、计算题
1、（1）8.4×105J；（2）8.4×106J；（3）0.28kg
【详解】
解：（1）根据可知，水吸收的热量

（2）采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%，根据可知，煤燃烧放出的热量为

（3）根据Q放=mq可知，需要完全燃烧煤的质量为

答：（1）水吸收的热量为8.4×105J；
（2）采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%，煤燃烧放出的热量为8.4×106J；
（3）需要完全燃烧煤的质量为0.28kg。
2、（1）100W；（2）44Ω；（3）83.3%
【详解】
解：（1）只闭合S1时，只有R1接入电路，总电阻较大，电源电压不变，由可知，总功率较小，电蒸锅处于保温挡，由可得，保温挡功率为

（2）当S1、S2均闭合时，R1、R2并联，总电阻较小，由可知，总功率较大，电蒸锅处于加热挡，则电阻R2的电功率为
P2=P加热-P保温=1200W-100W=1100W
由可得，R2电阻为

（3）水吸收的热量为
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg•℃)×1.2kg×75℃=3.78×105J
其消耗的电能为
W=P热t=1200W×378s=4.536×105J
则该电蒸锅的加热效率为

答：（1）保温挡的功率为100W；
（2）电阻R2的阻值为44Ω；
（3）电蒸锅的加热效率为83.3%。
3、（1）；（2） ；（3）36%
【详解】
解：（1）水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(80℃-20℃)=5.04×105J
（2）天然气完全燃烧放出的热量

（3）天然气灶的效率

答：（1）水吸收的热量为5.04×105J；
2）天然气完全燃烧放出的热量为1.4×106J；
（3）天然气灶的效率是36%。
4、（1）；（2）
【详解】
解：（1）水温升高

（2）水吸收的热量为

答：（1）水温升高；
（2）将这些水烧开，需吸收热量。
5、9×109J ； 2.5×102kg
【详解】
解:由η可知，放出的热量
Q燃放9109J
根据Qqm可得，完全燃烧煤的质量
m煤2.5102kg
答：该火力发电厂生产电能为3.6×109J时，需要用煤燃烧来产生9×109J热量；需完全燃烧2.5102kg的煤。
四、实验探究
1、     乙     乙     见解析     见解析
【详解】
（1）[1]由图2可知，相同时间内，乙杯水温下降得快，在初温都为70℃时，乙杯中的热水先降温至40℃。
（2）[2][3]由题意可知，甲乙都为水、质量相等，在0~10min内Δt甲<Δt乙，根据Q=cmΔt可知：Q甲录对应的温度：

t1/℃
t2/℃
t3/℃
t4/℃
t5/℃
玻璃杯A

玻璃杯B

⑤分析数据，得出结论。
2、（1）见解析；（2）见解析
【详解】
（1）根据实验要求，要证明液体质量和升高相同温度时，液体的比热容越大，液体吸收的热量越多，可设计实验，让质量相同的不同液体升高相同的温度，比较加热时间即可，可知：实验步骤：
①测出水的初温t1，用酒精灯给装有水的烧瓶加热，测出水的末温t2，用Δt=t2-t1计算水升高的温度Δt，用停表读出加热时间t，并把测量数据和c水记录在表格中。
②测出酒精的初温t1，用酒精灯给装有酒精的烧瓶加热，测出酒精的末温t2，当t2-t1和水升高的温度Δt相等时停止加热，用停表读出加热时间t，并把测量数据和c酒精记录在表格中。
③测出煤油的初温t1，用酒精灯给装有煤油的烧瓶加热，测出煤油的末温t2，当t2-t1和水升高的温度Δt相等时停止加热，用停表读出加热时间t，并把测量数据和c煤油记录在表格中。
（2）实验数据记录表
c/J/(kg·℃)

t1/℃

t2/℃

Δt/℃

t/min