2022-2023学年沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机综合练习试卷.docx

沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机综合练习
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、热学世界真了不起，揭开了隐藏在物质世界深处的秘密，瓦特发明的蒸汽机推动了第一次工业革命……。下列有关热现象描述正确的是（　　）
A．物体吸收热量后内能一定增大，温度一定升高
B．不同物质组成的质量相同的物体，放出同样多的热量时，降温较多的物体其物质比热容较大
C．柴油机在吸气冲程中吸入汽缸的是柴油和空气的混合物
D．登山运动员在高山上用高压锅煮饭，是因为高山上气压小，液体沸点低，米饭不易煮熟
2、下列关于热现象的说法中，正确的是（　　）
A．物体从外界吸收热量，其温度一定升高
B．温度高的物体内能多，温度低的物体内能少
C．水可作为汽车发动机的冷却剂，是因为水的比热容较大
D．煤的热值比干木柴的大，煤燃烧时放出的热量比干木柴燃烧时放出的热量多
3、小汽车已成为大多数家庭出行代步的工具，其发动机大多数为汽油机，下列有关汽油机的说法正确的是（　　）
A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气 B．汽油机的效率一般比柴油机的效率高
C．汽油机的点火方式是压燃式 D．汽油机的压缩冲程是把机械能转化为内能
4、下列说法正确的是（　　）
A．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
B．雪花纷飞，说明分子不停地做无规则运动
C．同一物体，温度降低得越多，放出的热量越多
D．汽油机的压缩冲程，汽缸内的混合物内能增加，温度升高
5、关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（　　）
A．没有燃烧的燃料，热值等于零
B．燃料完全燃烧时，它的热值最大
C．燃料的热值与质量和燃烧状态无关
D．燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多
6、下列说法中正确的是（　　）
A．把一瓶柴油倒去一半，则剩下的柴油比热容变小
B．热传递中，温度总是从内能大的物体传递给内能小的物体
C．在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能
D．燃料燃烧得很充分，它的热值也不变
7、关于温度、热量、内能，下列说法中正确的是（　　）
A．我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量多
B．温度相同的物体，内能一定相同
C．铁水很热具有内能，冰块很冷没有内能
D．物体吸收热量，温度不一定升高
8、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%
9、如图所示，在试管里注入少量的水，用软木塞塞紧管口，用酒精灯加热。一会儿试管里的水沸腾了，水蒸气把软木塞向上冲起。下面解释正确的是（　　）

A．这个过程与内燃机的做功冲程类似
B．试管内水的内能增加是通过做功方式改变
C．酒精燃烧时是内能转化为化学能
D．管内水蒸气的内能减少，温度降低，在试管口变成白色的热空气
10、今年端午节期间，热爱家务劳动的小红与妈妈一起在家包粽子、煮粽子，做出来的粽子非常可口，下列说法正确的是（　　）
A．煮粽子时，是通过做功的方式改变粽子的内能
B．煮粽子时，锅的上方“白气”腾腾，“白气”属于汽化现象
C．煮粽子时，香气满屋，说明分子在不停地做无规则运动
D．煮熟的粽子出锅后，由于温度较低所以粽子没有内能
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、冬天天气很冷，哈气搓手取暖，其中“哈气”是通过______改变内能，“搓手”的过程是机械能转化为______。
2、如图所示，图A是汽油机的________冲程，与它改变内能方式相同的是_________图所示的演示实验；行驶时汽油机的飞轮的转数可以达到，则每秒钟做功的次数为_________次。

3、烈日炎炎的夏季，白天河岸上沙土热得烫脚，但河水却非常凉爽，是由于水的比热容较____（“大”或“小”）；清澈河水看起来比实际深度要____（选填“深”或“浅”），容易造成误判，因此不要贸然下水，以免发生溺水事故｡
4、如图所示，在配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，看到的现象是___________。这是因为活塞压缩空气，使空气的内能___________，温度升高，这一过程与内燃机工作的___________冲程原理相同。

5、人们常用热水袋取暖，这是用___________的方式改变物体的内能；热水袋里装水是因为水具有较大的___________；用水取暖的过程中，水的内能不断___________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、菜油是人们烹饪时常用的材料，最适宜的烹饪温度在150℃到180℃之间。某酒店厨师在炸制酥肉时，将2kg的菜油从10℃加热到160℃（未沸腾），求：
（1）菜油吸收的热量(c菜油取2.0×103J/（kg·℃）)；
（2）如果这些热量由天然气燃烧来提供，则需要完全燃烧多少立方米的天然气（假设天然气完全燃烧释放的热量全部被菜油吸收，天然气的热值为4.0×107J/m3）？
2、某一次使用天然气热水器洗澡，洗澡前天然气表的示数为808.909m3，洗完澡后天然气表的示数为809.009m3。已知热水器进水管中水的温度为26℃，热水器的出水温度为46℃，天然气的热值q天=3.2×107J/m3，水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）。
（1）求本次洗澡的用气量是多少m3?这些天然气完全燃烧放出多少热量?
（2）若热水器的热效率为75%，求本次洗澡用了多少千克的热水?【保留一位小数】
（3）若想节约每次洗澡的用气量，你有什么可行的措施?列举1条合理的措施。
3、吃早饭时，妈妈用天然气灶给小梦加热250mL的牛奶，使这些牛奶的温度由12℃升高到42℃，他家的天然气灶的效率为60%。[该牛奶的密度为1×103kg/m3、比热容为2.4×103J/（kg•℃），天然气的热值为3.8×107J/m3]。求：
（1）这些牛奶吸收的热量；
（2）加热这些牛奶需要多少m3的天然气？
4、有一个电热水壶，铭牌如表所示，不计热量的散失，不考虑温度对电阻的影响，c水=4.2×103J/（kg·℃）。求:
（1）将质量为1kg、温度为20℃的一壶冷水加热到100℃，水吸收的热量是多少？
（2）若壶体吸收的热量是水吸收热量的10%，电热水壶至少正常工作多长时间才能把这壶水加热到100℃？
（3）若在用电高峰期，实际电压只有198V，要把同样的这壶水加热到100℃，至少需要多长时间？
电热水壶
型号：91400
电压：220V
频率：50Hz
功率：1000W
最大水量：1kg

5、用燃气锅炉烧水时，把质量为100kg､初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了2m3天然气，已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值q=4.2×107J/m3，求：
（1）水吸收的热量；
（2）燃气锅炉烧水时的效率；
（3）可燃冰是一种新型能源，它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质，可燃冰的热值约为1.4×1010J/m3，我国可燃冰已试采成功，技术处于世界领先地位｡若换用可燃冰为燃料，锅炉效率不变，则完全燃烧1m3可燃冰可以使初温为20℃的多少kg水温度升高到100℃｡
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、如图甲所示为盾构机，盾构机在地下掘进时，为了保证隧道方向不出偏差，采用了激光自动导向系统。图乙所示是盾构机的结构图，在推进液压缸的推动下，刀盘向前切割泥巴，收入土仓，再由螺旋输送机往后输送泥浆到皮带输送系统。如表是盾构机的有关数据：

盾构机长/m　
盾构机直径/m
盾构机质量/t
每分钟前进距离/mm
推进系统功率/kW
刀盘功率/kW
最大推进力/kN
螺旋输送量/m3h-1
57
6.6
1100
80
80
950
36000
360
（1）刀盘向前切割泥巴过程中，温度升高，这是通过______的方式改变内能的。用水循环给滚刀降温，这是利用水的______较大的原理；
（2）盾构机在地下掘进时，下列说法中正确的是______（多选，填字母符号）；
A．激光器可以固定在地面上
B．盾构机的激光导向应用了光的反射定律
C．激光器必须固定安装在盾构机上
D．盾构机的激光导向应用了光的直线传播
（3）若泥土的密度为2×103kg/m3，则螺旋输送机每分钟从土仓里输送出来的泥土的质量是______t；
（4）当推进系统以最大的推进力工作时，推进效率是______；
（5）盾构机的推进液压缸有30个，每个液压缸的原理图如丙所示的容器，里面装有密闭液体，容器两端活塞的面积分别是S1、S2，其中大活塞连接刀盘。作用在两个活塞的压力分别是F1、F2，根据帕斯卡原理，把一个力施加在一端的活塞上，产生的压强通过密闭液体传到另一端的的活塞上，两个活塞受到密闭液体的压强相等。这样就能够将较小的力通过液体放大，使刀盘获得了较大的推进力。已知液压缸两端活塞面积之比S1∶S2＝1∶20，如果要刀盘产生最大的推进力，每个缸的S1端应该要至少施加______N的力。
2、为了探究物质温度升高的幅度与哪些因素有关，某实验小组同学用相同的酒精灯分 别加热质量和初温都相同的液体（设加热时液体每分钟吸收的热量相等），实验过程及观察 到的现象如图所示。请根据实验现象及相关条件归纳得出初步结论。

①分析比较图中（a）与（b）与（c）可得出的初步结论是：质量相等的 ______物质， 吸收热量越多，温度升高的幅度______；
②分析比较图中（c）与（d）可得出的初步结论是：质量相等的______物质，要使它 们温度升高幅度相同，吸收的热量______。

-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
A．改变内能的方式有做功和热传递两种，物体吸收热量内能增大，放出热量内能减小；物体对外做功内能减小，外界对物体做功内能增大；当物体只吸收热量没有对外做功时，物体内能是增大的，但物体吸收热量时，温度不一定上升，比如晶体熔化过程中，物体吸收热量但温度不变，故A错误；
B．由物体放热公式的变形可得

根据上式可得，当物质的质量m和吸收的放出的热量Q放相同时，温度下降量Δt越大，物质的比热容c越小，故B错误；
C．柴油机使用的点火方式是压燃式，在做功冲程中由喷油嘴喷出油雾，故柴油机在吸气冲程中只吸入空气不需要吸入柴油，故C错误；
D．液体的沸点和大气压有关，大气压越低，液体沸点越低，而大气压的大小又和海拔高度有关，海拔高度越高，大气压越低，因此在高山上，液体的沸点会低于标准大气压下的沸点，导致煮饭时温度较低，不易煮熟，因此登山运动员用高压锅煮饭，高压锅形成一个密闭空间，当里面的液体汽化时，有大量水蒸气聚集在液面以上，增大了液面上方的气压，从而提高液体沸点，将饭煮熟，故D正确。
故选D。
2、C
【详解】
A．物体从外界吸收热量，其温度可能不变，如晶体熔化时，吸热但温度不变，故A错误；
B．内能与物体的温度、质量都有关系，温度高的物体内能不一定多，温度低的物体内能也不一定少，故B错误；
C．水可作为汽车发动机的冷却剂，是因为水的比热容较大，与相同质量的其它物质相比，升高相同温度时可以吸收更多的热量，故C正确；
D．煤的热值比干木柴的大，但是两种燃料的质量以及燃烧状况未知，所以无法判断哪种燃料燃烧时放出的热量多，故D错误。
故选C。
3、D
【详解】
A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物，故A错误；
B．柴油机是压燃式，一般是柴油机的效率高，故B错误；
C．汽油机的点火方式是用火花塞点火，故C错误；
D．汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩空气和汽油的混合物，混合物内能增大，温度升高，是把机械能转化为内能，故D正确。
故选D。
4、D
【详解】
A．热传递是有方向的，热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，故A错误；
B．雪花是宏观物体，雪花纷飞是宏观物体做的机械运动，不能说明分子的热运动，故B错误；
C．同一物体，物体质量一定，温度降低得多，不一定是放出热量，还有可能是物体对外做功，使物体温度降低，但是物体内能减小是一定的，故C错误；
D．汽油机的压缩冲程，曲轴由于惯性，使活塞向上运动，压缩气缸内燃气，汽缸内的混合物内能增加，温度升高，故D正确。
故选D。
5、C
【详解】
ABC．热值是燃料自身的一种属性，大小与燃料的质量、温度、燃烧情况无关，故AB错误，C正确；
D．根据公式Q=mq可知，燃料燃烧放出的热量多少与燃料的热值、燃料的质量有关，与燃烧时的温度无关，故D错误。
故选C。
6、D
【详解】
A．比热容只和物质的种类和状态有关，与质量和体积无关；所以，柴油用去了一半，质量和体积均减小一半，而比热容不变，故A错误；
B．热传递中传递的是热量（能量），不能说传递温度，故B错误；
C．因为柴油机吸入气缸的只有空气，在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为空气的内能，故C错误；
D．单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做热值，热值与质量和是否完全燃烧无关，只与燃料种类有关，故D正确。
故选D。
7、D
【详解】
A．热气腾腾的汤具有较大的内能，热量是过程量，不能用含有来描述，故A错误；
B．内能大小跟质量、温度、状态有关，温度相同的物体，当其它因素不同时，物体的内能不能确定，故B错误；
C．一切物体都具有内能，所以铁水和冰块都具有内能，故C错误；
D．物体吸收热量，温度不一定升高，如晶体熔化时，吸收热量，内能增大，但是温度不变，故D正确。
故选D。
8、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。
9、A
【详解】
B．用酒精灯加热，是通过热传递的方式使得水的内能增加，产生大量水蒸气，故B错误；
C．酒精灯燃烧时，把化学能转化为内能，故C错误；
D．水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能转化为木塞的机械能木塞冲出；此时水蒸气的内能减少，温度降低，液化为小水滴，即我们看到的白雾，故D错误；
A ．在汽油机的做功冲程中，燃气膨胀做功，将内能转化为机械能，所以汽油机的做功冲程是此原理的应用，故A正确。
故选A。
10、C
【详解】
A．煮粽子时，粽子吸收水的热量即通过热传递改变内能，故A错误；
B．“白气”是热的水蒸气遇到冷空气液化形成的小水珠，故B错误；
C．煮粽子时，粽叶飘香是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故C正确；
D．一切物体在任何情况下都有内能，故D错误。
故选C。
二、填空题
1、     热传递     内能
【详解】
[1][2]冬天天气很冷，哈气搓手取暖，其中“哈气”是呼出的高温气体的热量传递给低温的手，使手的内能增加。因此是通过热传递改变内能；“搓手”的过程是通过摩擦的方式使手的内能增加，把机械能转化为内能。
2、     做功     C     30
【详解】
[1]图A中，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能。
[2] 图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧。是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程；C图对试管中的水加热，加快水的蒸发，使试管中水的内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能；汽油机的做功冲程中将内能转化为机械能，因此与做功冲程原理相同的是C实验；且汽油机的工作示意图中机械能转化为内能的冲程是B图。
[3]飞轮转速是

表示每秒飞轮转动60圈，要经过120个冲程，对外做功30次。
3、     大     浅
【详解】
[1]烈日炎炎的夏季，水和沙土同时接受阳光的照射，加热条件相同，在相同时间内，物质所吸收到的热量是相同的，因为水的比热容大，水的温度升高的慢，所以人站在水中时感觉凉爽，而当人赤脚走在沙土地上时却感到烫。
[2]从岸上看清澈池塘的深度比实际的要浅，是由于光从水中射入空气中，在水面处发生光的折射而产生的现象。
4、     硝化棉燃烧     增加     压缩
【详解】
[1][2]当把活塞迅速压下去后，活塞压缩气体做功，气体的内能增加，温度也会随之上升，当温度达到硝化棉的着火点时，会看到硝化棉燃烧。
[3]活塞压缩空气使空气内能增加，这是机械能转化为内能，在内燃机四个冲程中，只有压缩冲程是机械能转化为内能，所以这一过程与内燃机工作的压缩冲程原理相同。
5、     热传递     比热容     减小
【详解】
[1]人们用热水袋取暖时，人体从热水袋吸收热量，使得人体内能增大，温度升高，这是通过热传递的方式来改变物体的内能。
[2]因为水相对于其他物质来说，比热容较大，在质量相同、降低温度相同时，水比其他物质放出的热量更多，所以热水袋里要装水。
[3]用水取暖的过程中，人体从热水袋吸收热量，使得人体内能增大，水的内能不断减小，热量从热水袋传递给人体。
三、计算题
1、（1）；（2）
【详解】
解：（1）菜油的质量m=2kg，比热容为c菜油=2.0×103J/（kg·℃），菜油的初始温度为t0=10℃，末温度为t=160℃，菜油吸收的热量为

（2）由题意得，天然气的热值为q=4.0×107J/m3，天然气完全燃烧释放的热量为

由Q放=qV得，完全燃烧天然气的体积为

答：（1）菜油吸收的热量为6×105J；
（2）菜油吸收的热量由天然气燃烧来提供，则需要完全燃烧1.5×105m3的天然气。
2、（1）0.1m3；3.2×106J（2）28.6千克（3）调低热水的出水温度，或减少热水的质量
【详解】
解：（1）本次小旋洗澡的用气量

这些天然气完全燃烧放出的热量

（2）根据热水器的热效率，计算出小旋本次洗澡使用的水吸收的热量

由可得，小旋本次洗澡用了的热水的质量

（3）由Q吸=75%Q放可得

要想节约每次洗澡的用气量V，可降低，因为水的初温是一定的，即可通过调低热水的出水温度，或减少m水，即节省热水的质量。
答：（1）求本次洗澡的用气量是0.1m3，这些天然气完全燃烧放出3.2×106J热量；
（2）若热水器的热效率为75%，求本次洗澡用28.6千克的热水；
（3）调低热水的出水温度，或减少热水的质量。
3、（1）1.8×104J；（2）7.9×10﹣4m3
【详解】
解：（1）由题意可知，牛奶的体积为
V=250mL=2.5×10﹣4m3
故可得牛奶的质量为

故牛奶升温时吸收的热量为

（2）由题意可知，天然气灶的效率为60%，故完全燃烧天然气放出的热量为

由Q放=Vq可得需要天然气的体积为

答：（1）这些牛奶吸收的热量为1.8×104J；
（2）加热这些牛奶约需要7.9×10﹣4m3的天然气。
4、（1）3.36×105J；（2）6.16min；（3）456.3s
【详解】
解：（1）水吸收的热量

（2）若壶体吸收的热量是水吸收热量的10%，则壶体吸收的热量

把这壶水加热到100℃消耗的电能

电热水壶至少正常工作多长时间

（3）该电热水壶的电阻

水壶的实际功率

需要加热时间

答：（1）水吸收的热量是3.36×105J；
（2）电热水壶正常工作6.16min才能把这壶水加热到100℃；
（3）若在用电高峰期，实际电压只有198V，要把同样的这壶水加热到100℃，至少需要456.3s。
5、（1）3.36×107J；（2）40%；（3）16666.7kg
【详解】
解：（1）水吸收的热量
Q吸=c水m水（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（100℃﹣20℃）=3.36×107J
（2）2m3天然气完全燃烧放出的热量
Q放=V天然气q=2m3×4.2×107J/m3=8.4×107J
燃气锅炉烧水时的效率

（3）若换用可燃冰为燃料，完全燃烧1m3可燃冰放出的热量
Q放′=V可燃冰q可燃冰=1m3×1.4×1010J/m3=1.4×1010J
锅炉效率不变，由可得水吸收的热量
Q吸′=η×Q放′=40%×1.4×1010J=5.6×109J
由Q吸=cm（t﹣t0）得水的质量

答：（1）水吸收的热量为3.36×107J；
（2）燃气锅炉烧水时的效率为40%；
（3）完全燃烧1m3可燃冰可以使初温为20℃的16666.7kg水温度升高到100℃｡
四、实验探究
1、     做功     比热容     AD     5.4     60%     60000
【详解】
（1）[1]刀盘向前切割泥巴过程中，刀盘与泥巴之间摩擦生热，温度升高，这是通过做功的方式改变内能的。
[2]用水循环带走盾构机产生的热量，这是利用了水的比热容较大的特性，因为在质量和升高的温度均相同时，水吸收的热量多。
（2）[3] AC．在工作时，应将激光器可以固定在地面上，不能安装在盾构机上，因为盾构机是运动的，故A正确，C错误；
BD．工程师们用激光束来引导盾构机沿直线掘进，利用的是光在均匀介质中沿直线传播的，故B错误，D正确。
故选AD。
（3）[4]螺旋输送机每分钟从土仓里输送出来的泥土的体积

则螺旋输送机每分钟从土仓里输送出来的泥土的质量

（4）[5]当推进系统以最大的推进力工作时，每分钟前进距离为80 mm，推进系统功率80 kW，则推进效率

（5）[6]盾构机的推进液压缸有30个，如果要刀盘产生最大的推进力，则

因为两个活塞受到密闭液体的压强相等，由得

又因为液压缸两端活塞面积之比S1∶S2＝1∶20，则

解得

2、     同     越大     不同     不等
【详解】
[1][2]由图（a）、（b）、（c）可知，都是加热相同质量的水，因为相同的酒精灯相同时间内放出的热量相同，所以加热时间越长，水吸收热量就越多，温度升高的幅度也越大。
[3] [4] 由（c）与（d）可知，加热相同质量的两种物质，一种是水，一种是煤油，两种物体升高到同一温度时，加热时间不同，因此吸收热量也不同。