强化训练沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机专题攻克试题(含详细解析).docx

沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机专题攻克
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、如图所示，在四冲程汽油机工作过程中，获得动力的冲程是（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程
C．做功冲程 D． 排气冲程
2、汽车的发动机大多数是内燃机，内燃机是热机的一种，下列关于热机和环境保护的说法，正确的是（　　）
A．热机排出的尾气没有内能 B．热机的效率能达到100%
C．热机的大量使用会造成环境污染 D．汽油机的做功冲程是将机械能转化成内能
3、下列说法正确的是（　　）
A．0℃的物体内能为零 B．0℃的等质量的水和冰的内能相等
C．同一物体温度升高，内能增大 D．甲传热量给乙，说明甲内能大
4、5月8日母亲节这一天，学校举行了“爱心献给妈奶”的主题活动，很多同学通过为妈妈分担家务来表达对妈妈的爱。以下说法正确的是（　　）
A．切菜——用锋利的刀是为了减小压强
B．拖地——加大力度可以增大滑动摩擦力
C．炒菜——是用做功的方法改变食物的内能
D．烧水——水沸腾后继续加热，温度会续升高
5、关于温度、比热容、热量、内能，以下说法正确的是（　　）
A．温度高的物体一定比温度低的物体具有内能多
B．的冰变成的水，温度不变，内能不变
C．热量也有可能从内能小的物体向内能大的物体转移
D．升高相同温度时，吸收热量越多的物体比热容越大
6、关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（　　）
A．内能越大的物体所含有的热量一定越多
B．温度相同的两物体接触时不发生热传递
C．热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
D．同一物体内能减少，它的温度一定降低
7、下列现象和推断不符合实际的是（　　）

A．现象：抽去玻璃板，两瓶中的气体都会变成红棕色。推断：分子在不停地做无规则运动
B．现象：稍稍用力向上拉玻璃板，弹簧测力计示数变大。推断：分子间只有引力没有斥力
C．现象：棉花被点燃。推断：外界对物体做功，物体的内能增大，温度升高
D．现象：当塞子跳起时瓶内出现白雾。推断：物体对外界做功，物体内能减小，温度降低
8、 “二十里中香不断，青羊宫到浣花溪”，这是南宋大诗人陆游对成都的赞誉。漫步在成都的这段“寻香道”，观花赏水，令人心旷神怡。下列分析正确的是（　　）
A．闻到花香是分子做无规则运动的结果 B．溪水的温度高低取决于水流的速度
C．阳光下湖水内能增加是通过做功的方式 D．阳光下的石板温度升高，其比热容增大
9、在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机，观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的（　　）

A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
10、如图所示，图中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（　　）

A．图甲，厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的内能减少
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大
C．图丙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能减少
D．图丁，是做功冲程，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大
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、小华发现家中正在煮饭的高压锅限压阀被气流项起，这一现象与热机的工作循环中的___________冲程原理相同，这一过程内能转化为___________能。
2、1kg分类后的垃圾能“榨”出0.14kg燃料油，已知0.14kg燃料油完全燃烧释放的热量为5.6×106J，则燃料油的热值为_________J/kg；利用相同的加热装置对等质量的液体A和B分别进行加热时，液体受热升温关系如图所示，两种液体比热容的大小关系为______（选填“>”、“<”或“=”）。

3、小明使用家用天然气热水器将50L初温为10℃的自来水加热到40℃洗衣，这些水吸收热量为_______J，若观察到加热前天然气表的示数是2021.8117m3，加热后天然气表的示数如图所示，则该热水器的热效率为______%。（取q天然气＝3.5×107J/m3）

4、内燃机一个工作循环有四个冲程，实现将机械能转化为内能的是______冲程。内燃机工作时要产生大量的热，通常采用水循环将热带走，这是利用水______的特性。某品牌汽车每行驶100km耗油5kg，这些汽油完全燃烧要放出______J的热量。（汽油的热值q=4.6×l07J/kg）
5、如图所示，小明在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团硝化棉，用力将活塞迅速下压，棉花被点燃，此过程的能量转化方式与柴油机的______冲程相同。小明参加了一次长跑，身体消耗的能量约为8.4×106J，这些能量相当于完全燃烧______m3的天然气，若天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收，则在标准大气压下这些热量可将______kg20℃的水烧开。（c水＝4.2×103J/（kg•℃）；q天然气＝4×107J/m3）

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、某市为了加强航空港建设，方便市民出行，修建了市汽车南站到机场的高速公路，公路全长20km，设计行车速度为120km/h。一辆家用轿车按设计时速从汽车南站匀速行驶到机场消耗汽油1.6kg，汽油热值q＝4.6×107J/kg，求：
（1）轿车按设计时速从汽车南站匀速行驶到机场需要多少min？
（2）轿车在这一行驶过程中消耗的汽油，完全燃烧能放出多少热量？
（3）轿车在该段行驶中所受阻力为1200N，则轿车消耗汽油行驶做功的效率是多少？（百分号前保留一位小数）
2、2千克的水加热后温度升高了50℃，求：水吸收的热量Q。[水的比热容为4.2103J/(kg·℃)]
3、如今越来越多家庭采用“水地暖”进行取暖。水地暖多以天然气为热源，利用管道内温度不高于60℃的热水循环，以热传递方式向室内供热。某房间一段时间内循环流动的水质量为1000kg，供水温度为55℃，出水温度为40℃，消耗天然气为1.2m3。
（1）这段时间水向外界放出多少热量？（水比热容为4.2×103J/(kg·℃)）
（2）这段时间天然气放出多少热量？（天然气热值为7×107J/m3）
（3）该水暖的热效率为多少？
4、图1是小亮家某品牌小厨宝（小体积快速电热水器）。某次正常加热工作中，其内胆装有5L的水，胆内水的温度随时间变化的图像如图2所示。已知水的比热容为c水=4.2×103J/(kg·℃)，煤气的热值为4.2×107J/m3，求：
（1）该小厨宝内胆装有水的质量为多少kg？
（2）由图象可知，加热5min，水吸收的热量为多少J？
（3）若水吸收的热量由煤气燃烧来提供，且煤气完全燃烧放出的热量仅75%被水吸收，则至少要燃烧多少m3煤气？

5、如图所示的油电混合动力汽车是一种新型节能汽车，这种油电混合动力汽车的内燃机工作时，给车提供动力的同时也给动力蓄电池组充电。已知某型号油电混合动力汽车所用的动力蓄电池组储存的最大电能是1.0×108J，若该车以80km/h的车速匀速直线行驶了0.5h。行驶过程中所受阻力大小为800N，动力蓄电池组的电能也增加了最大电能的14%，内燃机消耗燃油2kg。（燃油的热值4.6×107J/kg）求：
（1）燃油完全燃烧放出的热量；
（2）牵引力做的功；
（3）该油电混合动力汽车内燃机的效率。

四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、为了探究冰熔化时温度的变化规律，小丽设计了如图甲所示的实验装置，并通过实验描绘了冰熔化时温度随加热时间变化的图象，如图乙所示。

（1）本实验采用_______法加热冰，其好处是_______；
（2）冰在熔化过程中温度保持不变，内能_______（选填“变大”“变小”“不变”）。小丽和同学交流时发现，冰熔化前升温快，熔化后升温慢，原因是_______；
（3）通过查找资料，小丽发现：为了表示晶体熔化成液体时吸收的热量，物理学中引入了物理量“熔化热”。冰的熔化热为3.35×105J/kg，其物理意义是“1kg、0℃的冰熔化成相同温度的水时吸收的热量是_______J”。已知试管中冰的质量为100g，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，假设在加热过程中水蒸发引起的质量变化可忽略不计，则试管中的冰从图像中的B点加热到D点吸收的热量为_______。
2、在标准大气压下，做“观察水的沸腾”的实验时，甲、乙、丙三个实验小组的同学分别从图甲中A、B两套实验装置中任选一套来完成实验。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
温度/℃
90
92
94
96
98
100
101
102
102
102
102
102

（1）甲组从水温升高到90℃时开始记录数据，以后每隔1min记录一次水的温度，直到水沸腾5min为止，实验数据如表，分析表中的数据可知，甲组同学选择的是图甲中的______（选填“A”或“B”）套装置；
（2）如图乙所示，______图（选填“左”或“右”）是水沸腾前气泡上升过程的情况；
（3）实验过程中小刚不小心碰到了水沸腾时产生的水蒸气，感觉很烫。他进行了以下实验操作，如图丙所示，将烧瓶内水沸腾时所产生的水蒸气通入试管A中，试管A放在装水的容器B内，过一段时间，你看到的现象是：试管A中有小水珠出现，温度计示数______（选填“升高”、“降低”或“不变”），这个实验说明______；
（4）如图丁所示，甲容器内装有水，乙试管内也装有水，并通过甲容器密封盖上的孔插入甲容器的水中，且乙试管与密封盖紧密接触。现给甲容器加热，则经过一段时间后______；
A．甲容器内的水先沸腾
B．甲容器、乙试管内的水同时沸腾
C．乙试管内的水先沸腾
D．甲容器内的水沸腾，乙试管内的水不会沸腾
（5）小明、小红两名同学分别探究“水的沸腾”的实验时，他们所用的器材规格完全相同，同时将水加热16min。如图戊是根据实验数据绘制的水温随时间变化的图象。请根据图象分析，若不计热量损失，小明、小红从给水加热到水沸腾所需热量为Q1、Q2，则Q1∶Q2为______，若小明、小红所选水的质量为m1、m2，则m1______m2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

-参考答案-
一、单选题
1、C
【详解】
四冲程汽油机工作时，只有在做功冲程中将燃料燃烧产生燃气的内能转化为机械能，为内燃机工作提供动力，其它三个冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的，故C符合题意；故ABD不符合题意。
故选C。
2、C
【详解】
A．一切物体在任何温度下都有内能，所以热机排放的尾气也有内能，故A错误；
B．热机在工作时不可避免地要损失一部分能量（如散热、克服机械部件间的摩擦），所以热机的效率不可能达到100%，故B错误；
C．热机在使用时会排放出一些有害的气体，会造成环境污染，故C正确；
D．汽油机的做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，故D错误。
故选C。
3、C
【详解】
A．一切物体都有内能，故0℃的物体也有内能，即0℃的物体内能不为零，故A错误；
B．水结成冰时，要放出热量，内能减小，所以质量相等的0℃的水的内能大于0℃的冰的内能，故B错误；
C．同一物体，质量一定，温度升高，其内能增大，故C正确；
D．甲物体传递了热量给乙物体，说明甲物体的温度高，不能说明甲内能大。故D错误。
故选C。
4、B
【详解】
A．用锋利的刀是为了减小受力面积增大压强，故A错误；
B．拖地时加大力度是通过增大压力从而增大滑动摩擦力，故B正确；
C．炒菜时菜从锅中吸收热量，是通过热传递的方法改变食物的内能，故C错误；
D．水沸腾后继续加热，温度不会升高，保持温度不变，故D错误。
故选B。
5、C
【详解】
A．内能的大小与物体的温度、质量、状态等有关系，所以温度高的物体内能不一定多，故A错误；
B．的冰变成的水，吸收热量，温度不变，内能增加，故B错误；
C．在热传递过程中，热量从温度高的物体传递给温度低的物体，内能小的物体可能温度高，内能大的物体可能温度低，热量也有可能从内能小的物体向内能大的物体转移,故C正确；
D．根据有

在相同时，因不知道质量大小关系就无法根据吸收热量的多少来判断比热容的大小，故D错误。
故选C。
6、B
【详解】
A．热量是一个过程量，不能用“含有、具有”等词修饰，故A错误；
B．发生热传递的条件是存在温度差，温度相同的两物体不存在温度差，故接触时不会发生热传递，故B正确；
C．热量能自发的从温度高的物体向温度低的物体转移，而温度高的物体内能不一定大，故C错误；
D．同一物体内能减少时，它的温度不一定降低，例如晶体在凝固过程中，放出热量，内能减少，但温度不变，故D错误。
故选B。
7、B
【详解】
A．抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，属于扩散现象，说明气体分子在不停地做无规则运动，故A正确，不符合题意；
B．缓慢向上提拉与水面接触的玻璃板，弹簧测力计示数变大，分子间同时存在引力和斥力，分子间距离较大，表现的是分子间的引力，故B错误，符合题意；
C．将活塞迅速下压，压缩气体做功，使筒内的气体内能增大，气体温度升高，达到硝化棉的燃点，使硝化棉燃烧，故C正确，不符合题意；
D．向烧瓶内打气，当瓶塞跳出时，瓶内气体膨胀对外做功，温度降低，内能减小，水蒸气液化形成白雾，说明物体对外界做功，物体内能减小，故D正确，不符合题意。
故选B。
8、A
【详解】
A．闻到花香是由于分子在永不停息地做无规则运动，花香分子扩散到了空气中，进入人的鼻子从而闻到香味，故A正确；
B．由Q=cmΔt可知，溪水的温度高低与溪水的质量和吸收的热量等因素有关，与水流的速度无关，故B错误；
C．阳光下湖水通过吸收太阳辐射的热量使得其内能增加，这是通过热传递的方式增加内能，故C错误；
D．比热容是物质本身的一种特性，与物体的温度无关，故阳光下的石板温度升高，其比热容不变，故D错误。
故选A。
9、C
【详解】
将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机使放电针放电，电火花将汽油点燃，汽油燃烧产生高温高压燃气对软木塞做功，将燃气的内能转化为软木塞的机械能，所以软木塞被冲出。四冲程汽油机的做功冲程也是将燃气的内能转化为活塞的机械能，故这一过程是模拟四冲程汽油机的做功冲程。
故选C。
10、C
【详解】
A．图甲，厚玻璃筒内的空气被压缩时，活塞对筒内空气做功，机械能转化为内能，空气的内能增加，故A错误；
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时对塞子做了功，内能转化为机械能，空气的内能减少，故B错误；
C．图丙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时对塞子做了功，内能转化为机械能，水蒸气的内能减少，故C正确；
D．图丁两气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，在做功冲程汽缸内的高温高压的燃气推动活塞向下运动时对外做功，内能转化为机械能，气体的内能减少，故D错误。
故选C。
二、填空题
1、     做功     机械
【详解】
[1][2]正在煮饭的高压锅限压阀被气流项起，是由于锅内气体对限压阀做功的结果，在这一过程中，内能转化为机械能。热机的工作循环中，做功冲程也是燃气对活塞做功，将内能转化为机械能，所以这一现象与热机的工作循环中的做功冲程原理相同。
2、     4×107     <
【详解】
[1]燃料油的热值

[2]如图所示：

相同时间内，吸收的热量相同，A和B的质量相等，A升高的温度较大，根据Q=cmΔt知A的比热容较小，即
＜
3、     6.3×106     90
【详解】
[1]50L水的质量为

这些水吸收热量为

[2]加热后天然气表的示数如图所示为2022.0117m3，则加热消耗的天然气为

天然气完全燃烧放出的热量为

该热水器的热效率为

4、     压缩     比热容大     2.3×108
【详解】
[1]内燃机的四个冲程中，压缩冲程中两气门关闭，活塞向上运动，压缩气体做功，将机械能转化为内能，故将机械能转化为内能的是压缩冲程。
[2]汽油机工作时要产生大量的热，通常采用水循环将热带走，这是利用水的比热容大，相同质量的水与其它物质相比，在升高相同的温度时可以吸收更多的热量，降温效果好。
[3]5kg汽油完全燃烧要放出的热量为

5、     压缩     0.21     12.5
【详解】
[1]小明在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团硝化棉，用力将活塞迅速下压，棉花被点燃，这是因为压缩筒内空气做功，使空气的内能增加；该实验中，活塞的机械能转化为筒内空气的内能，与内燃机的压缩冲程的能量转化方式相同。
[2]由题意知，天然气完全燃烧放出的热量等于小明长跑时身体消耗的能量，由Q放=qV，可知需要燃烧的天然气体积为

[3]由题意知，天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收，则水吸收的热量为
Q吸=ηQ放=50%×8.4×106J=4.2×106J
由可得，水的质量为

三、计算题
1、（1）10min；（2）；（3）
【详解】
解：（1）由速度公式可得，轿车按设计时速从汽车南站匀速行驶到机场的时间为

（2）由热值公式可得，轿车在这一行驶过程中消耗的汽油完全燃烧放出热量为

（3）汽车做匀速直线运动，牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，轿车在该段行驶中牵引力做的功为

轿车消耗汽油行驶做功的效率是

答：（1）轿车按设计时速从汽车南站匀速行驶到机场需要10min；
（2）轿车在这一行驶过程中消耗的汽油，完全燃烧能放出热量；
（3）轿车在该段行驶中所受阻力为1200N，则轿车消耗汽油行驶做功的效率是。
2、4.2×105J
【详解】
解：水吸收的热量
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×50℃=4.2×105J
答：水吸收的热量是4.2×105J。
3、（1）6.3×107J；（2）8.4×107J；（3）75%
【详解】
解：（1）这段时间里水向外界放出的热量
Q=cm水(t0-t)=4.2×103J/(kg·℃)×1000kg×(55℃-40℃)=6.3×107J
（2）消耗天然气为1.2m3，天然气热值为7×107J/m3，这段时间天然气的热量
Q放=Vq=1.2m3×7×107J/m3=8.4×107J
（3）则水暖的热效率为

答：（1）这段时间里水向外界放出6.3×107J的热量；
（2）天然气放出8.4×107J的热量；
（3）水暖的热效率为75%。
4、（1）5kg；（2）6.3×105J；（3）0.02m3
【详解】
解：（1）该小厨宝内胆装有水的质量为
m=ρ水V=1.0×103kg/m3×5×10-3m3=5kg
（2）由图2可知，在5min的加热时间里，水的初温t0=20℃，末温t=50℃，水升高的温度为
Δt=50℃-20℃=30℃
则水吸收的热量
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×30℃=6.3×105J
（3）煤气完全燃烧放出的热量

需要煤气的体积

答：（1）该小厨宝内胆装有水的质量为5kg；
（2）由图象可知，加热5min，水吸收的热量为6.3×105J；
（3）若水吸收的热量由煤气燃烧来提供，且煤气完全燃烧放出的热量仅75%被水吸收，则至少要燃烧0.02m3煤气。
5、（1）9.2×107J；（2）3.2×107J；（3）50%
【详解】
解：（1）由题意可知，燃油完全燃烧放出的热量为
Q=mq油=4.6×107J/kg×2kg=9.2×107J
（2）因为汽车匀速直线行驶，所以汽车所受牵引力与阻力是一对平衡力，即
F=f=800N
由题意可知，汽车通过的路程为
s=vt=80km/h×0.5h=40km=4×104m
故汽车行驶中牵引力所做的功为
W=Fs=800N×4×104m=3.2×107J
（3）由题意可知，蓄电池增加的电能为
W′=1.0×108J×14%=1.4×107J
故汽车内燃机的效率为

答：（1）燃油完全燃烧放出的热量为9.2×107J；
（2）牵引力做的功为3.2×107J；
（3）该油电混合动力汽车内燃机的效率为50%。
四、实验探究
1、     水浴     使冰受热均匀     变大     水的比热容比冰的大         
【详解】
（1）[1][2]将装有固体的试管放入水中加热，这是水浴法，采用水浴法，可以使冰受热均匀，并且便于记录温度，便于观察熔化过程状态的变化。
（2）[3]冰是晶体，冰熔化时，温度保持0℃不变，不断吸收热量，内能变大。
[4]冰和水的质量相等，吸放热量相等，冰开始吸热升温快，而水吸热升温慢，根据Q=cmΔt可知，水的比热容大于冰的比热容。
（3）[5]冰的熔化热为3.35×105J/kg，表示1kg、0℃的冰熔化成相同温度的水时吸收的热量是3.35×105J。
[6]100g的冰从B点加热到C点（完全熔化）需要吸收热量为
Q=3.35×105J/kg×0.1kg=3.35×104J
水从C点加热到D点需要吸收热量为
Q′=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×10℃=4.2×103J
烧杯中100g的冰从图中的B点加热到D点共吸收的热量是
3.35×104J+4.2×103J=3.77×104J
2、     B     右     升高     液化需要放热     C     1∶2     等于
【详解】
（1）[1]由表格数据知，水从第6min开始，温度保持不变，说明水已经沸腾，此时水的温度保持为102℃，说明水上方空气压强大于1个标准大气压，因为水在1个标准大气压下，沸点为100℃。而图甲的装置A中，烧杯不加盖，装置B中，烧杯加盖，则此烧杯中水上方的空气压强会增大，水的沸点更高。所以甲组同学选择的是B套装置。
（2）[2]图乙左侧烧杯中水的气泡在上升过程中变小、消失是水沸腾前的情况；右侧烧杯中水的气泡在上升过程中变大、到水面破裂开来，是沸腾时的情况。
（3）[3][4]图丙中，烧瓶内的水蒸气通往试管A中，温度较高的水蒸气遇到冷的试管壁液化成小水珠，且放出热量。烧杯B中的水吸收热量，温度升高，温度计示数升高。这个实验说明液化需要放热。手遇到水蒸气时，水蒸气遇冷液化，同时放热，则手吸收更多的热量，会感觉很烫。
（4）[5]图丁中，甲容器有密封盖，乙容器插入甲容器中，不加盖。给加容器加热，容器中的水会吸收热量，温度升高，乙试管中的水也吸收热量温度升高，当甲容器中的水温度达到100℃时，还未沸腾，因为加盖后，水上方空气压强大，沸点会升高。而乙试管中的水温度达到100℃时，开始沸腾。继续加热，甲容器中的水温度继续升高到一定程度，便会沸腾。故C符合题意，ABD不符合题意。
（5）[6]由图戊知，用相同器材进行实验，给水加热，从开始到沸腾，小明用时4min，小红用时8min，即小明实验时，水吸收的热量是小红实验时水吸收的热量的一半，即Q1∶Q2=1∶2。
[7]小明实验时，水由96℃升到99℃，小红实验时，水由93℃升到99℃。据Q吸=cm(t-t0)得
[cm1×(99℃-96℃)]∶[cm2×(99℃-93℃)]=1∶2
解得
m1=m2