解析卷-沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机章节练习试卷(含答案详解).docx

沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机章节练习
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、2021年10月16日，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火起飞，成功发射。如图，火箭喷气发动机是利用燃料在燃烧室中燃烧，燃气向后高速喷出，从而获得向前的动力。下列与火箭发动机燃烧室工作原理一致的冲程是（　　）

A． B．
C． D．
2、以下描述中的“发热”现象，其改变内能的方式与其他三个不同的是（　　）
A．锯木头锯条发热 B．铁丝反复弯折后发热
C．阳光下路面发热 D．搓手时手掌发热
3、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
4、成都正以新发展理念创建公园城市，让市民可以出门见绿意，抬头望雪山。对下列美好生活场景的分析，正确的是（　　）
A．春天，蒲江品茗春茶暖；热茶暖手，是通过做功改变手的内能
B．夏天，龙泉戏水浸心凉；水比岸边石头凉，说明水的比热容小
C．秋天，新都赏桂满城香；花香袭人，是分子无规则运动的结果
D．冬天，郫都望雪西岭上；山顶积雪常年不化，积雪的内能为零
5、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
6、某汽油机的四个冲程如图所示，在该汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是（ ）

A．① B．② C．③ D．④
7、甲、乙两物体质量都为2kg，丙物体质量为1kg，三个物体温度都升高1℃，吸收热量如图所示，则（　　）

A．甲的比热容为3000J/(kg·℃)
B．甲的比热容比乙的大
C．乙和丙的比热容相等
D．吸收相同热量，甲升高的温度大于丙
8、西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭，于2019年4月20日将第44颗北斗导航卫星成功送上太空｡下列说法中正确的是（　　）
A．火箭升空过程中，将机械能转化为内能
B．燃料燃烧时将内能转化为化学能
C．火箭使用液氢燃料，主要是因为液氢的比热容较大
D．火箭使用液氢燃料，主要是因为液氢的热值较大
9、如图为汽油机工作循环中的某个冲程，关于此冲程的说法正确的是（　　）

A．进气门打开，排气门关闭 B．喷油嘴喷出雾状汽油
C．靠飞轮的惯性完成 D．内能转化为机械能
10、请你想象一下,假如“水的比热容变为原来的一半”,则可能会出现
A．同体积的水质量会减半 B．沿海地区的夏季比内陆地区更凉爽
C．沿海地区的昼夜温差会变大 D．水的沸点会升高超过100摄氏度
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、 (1)如图所示是同种物质的三种不同状态下的分子结构，其中丙图表示物质处于________态，物质从丙图变化到乙图时，组成物质的体积变大，分子间作用力________，（选填“变大”、“变小”或“不变”）在这一变化过程中要热量。

(2)热干面是武汉人民“舌尖上的美食”。端上一碗热干面，香味扑鼻而来，是由于分子的________造成的；端碗时很烫手，是通过________方式增加了手的内能。
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、请根据如表中提供的信息，回答下列问题：
物质
比热容 J/（kg·℃）
物质
比热容 J/（kg·℃）
银
0.14×103
沙石
0.92×103
水
4.2×103
冰
2.1×103

（1）由于水比沙石的比热容大，相同质量的水和沙石，吸收或放出相等的热量，水升高或降低的温度比沙石______，所以沿海地区的昼夜温差比内陆地区______；（两空均选填“大”或“小”）
（2）一杯质量为0.2kg的水，温度从70℃降到20℃，在此过程中，水放出的热量为______J，水的比热容______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（3）冷却食品时，0℃的水与0℃的冰相比，用______冷却效果更好，你判断的依据是______。
4、汽油机的转速为3000r/min，则1s内汽油机对外做功______次，活塞往复运动______次｡
5、知识梳理是学习的一种重要方法，请将动能、能、机械能、内能填在下列知识结构图对应的序号框中。
（1）___________；（2）___________；（3）___________；（4）___________

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、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？
2、淬火是金属热处理工艺之一，把金属制品加热到一定温度后放在水、油或空气中迅速冷却，以提高金属的硬度和强度。现将一质量为1.5kg的金属块加热到420℃，然后放在室温为20℃的空气中自然冷却，求：
（1）金属块在冷却过程中放出多少热量？
（2）若把这些热量全部用于给35℃、1kg的水加热，在一标准大气压下水温升高多少摄氏度？[已知金属的比热容为0.49×103J/(kg·℃)，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
3、燃气灶烧水时，在一标准大气压下把质量为2kg、初温为20℃的水加热至沸腾，共燃烧了0.02m3天然气（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为8.4×107J/m3.求：
（1）水吸收的热量；
（2）天然气完全燃烧放出的热量；
（3）燃气灶烧水时的效率。
4、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。
5、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2的菜油从20℃加热到170℃（未沸腾），求：
（1）菜油吸收的热量[取]；
（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）
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、小组同学比较沙子和水的比热容，实验装置如图甲、乙所示。

（1）在两个相同的易拉罐内分别装入初温、_________相同的沙子和水。
（2）用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水，加热过程中需用玻璃棒不断搅拌。搅拌的目的是：_________。测得实验数据如表格所示。
加热时间/
0
1
2
3
4
5
温度/
沙子
18
22
29
37
45
—
水
18
19
21
23
25
27
（3）时，温度计显示沙子的温度如图丙所示，其读数为_________。
（4）加热相同的时间，发现沙子的温度升得更高，有同学认为此过程中沙子吸收热量比水吸收热量多，该观点_________（正确/错误）。
（5）分析数据可得沙子的比热容_________（小于/等于/大于）水的比热容。
2、小社同学用如图甲所示的装置给质量都为100g和初温都为70℃的水和煤油加热（加热装置完全相同实验过程忽略热散失），图乙是根据实验过程记录的数据作出的两种液体的温度随时间变化的图象。

（1）实验过程中通过______（选填“升高温度”或“加热时间”）来反映物质吸收热量的多少；
（2）若要在不改变装置的情况下，为了使水和煤油在相同时间升高相同的温度，应减少______（选填“水”或“煤油”）的质量，升高相同的温度后，水吸收的热量______（选填“大于”、“等于”或“小于”）食用油吸收的热量。______的吸热能力强些；
（3）已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），则煤油的比热容是______J/（kg•℃）；
（4）通过观察图象分析水在第3分钟到第4分钟沸腾过程中吸收的热量是______J。

-参考答案-
一、单选题
1、C
【详解】
火箭的喷气发动机工作时，燃料燃烧产生高温高压的气体，经喷管向后高速喷出，从而获得向前的动力，使火箭发射出去，燃料燃烧时将化学能转化为内能，然后再将内能转化为火箭的机械能。
A．该图中进气门打开，排气门关闭，活塞下行，为吸气冲程，没有能量的转化，故A不符合题意；
B．该图中两个气门关闭，活塞上行，为压缩冲程，是机械能转化为内能，故B不符合题意；
C．该图中两个气门关闭，活塞下行，为做功冲程，内能转化为机械能，故C符合题意；
D．该图中进气门关闭、排气门打开，活塞上行，为排气冲程，没有能量的转化，故D不符合题意。
故选C。
2、C
【详解】
A．锯木头时锯条发烫，是摩擦生热，属于做功改变物体的内能；
B．反复弯折铁丝，人对铁丝做功，铁丝的内能增加，温度升高，是通过做功改变物体的内能；
C．阳光下路面发热是热传递改变内能；
D．用力搓手，手会发热，这是通过做功的方式增加内能的。
综上，故ABD相同，C不同，故C符合题意。
故选C。
3、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。
4、C
【详解】
A．热茶暖手是茶将热量传递给手，是通过热传递改变手的内能，故A错误；
B．水比岸边石头凉，是因为水的比热容大，与其它物质相比，相同质量的水在吸收相同热量时，水升温慢，故B错误；
C．花香袭人是花香分子进入鼻子，是分子无规则运动的结果，故C正确；
D．所以物体不论温度高低具有内能，所以雪的内能不为零，故D错误。
故选C。
5、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。
6、C
【详解】
A．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图①可知，活塞向上运动，排气门打开，所以图①是排气冲程，故A不符合题意；
B．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图②可知，活塞向下运动，进气门打开，所以图②是吸气冲程，故B不符合题意；
C．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图③可知，活塞向下运动，两门关闭，所以图③是做功冲程，故C符合题意；
D．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图④可知，活塞向上运动，两门关闭，所以图④是压缩冲程，故D不符合题意。
故选C。
7、B
【详解】
ABC．由图可知甲物体吸收的热量Q甲=3000J，乙物体吸收的热量Q乙=2000J，丙物体吸收的热量Q丙=2000J，甲的比热容为

乙的比热容为

丙的比热容为

所以甲的比热容比乙的大，乙的比热容小于丙的比热容，故B正确，AC错误；
D．当甲、丙吸收相同热量时，甲升高的温度为

丙升高的温度为

所以甲升高的温度小于丙升高的温度，故D错误。
故选B。
8、D
【详解】
A．火箭升空过程中，燃料燃烧消耗内能转化为火箭的机械能，故A错误；
B．燃料燃烧时将化学能转化为内能，故B错误；
CD．火箭使用液氢燃料，主要是因为液氢的热值较大，与其它燃料相比，完全燃烧相同质量的氢时可以释放出更多的热量，故C错误、D正确。
故选D。
9、D
【详解】
A．如图所示，是做功冲程，进气门、出气门都关闭，故A错误；
B．该内燃机是汽油机，是火花塞点火，而不是喷油嘴喷柴油，故B错误；
C．做功冲程中飞轮的转动是靠汽油的内能转化为机械能，并不是靠惯性完成的，故C错误；
D．做功冲程，将内能转化为机械能，故D正确。
故选D。
10、C
水的比热容较大，若水的比热容变小，则一切与水的比热容有关的现象都会变得相反，据此即可解答．
【详解】
A．物体所含物质多少叫做物体的质量，质量大小与水的比热容无关，故A错误；
B．水的比热容变小后，由Q=cmΔt知道，在质量和吸收（或放出）热量一定时，水变化的温度大，所以沿海地区的夏季比内陆地区炎热，故B错误；
C．水的比热容变小后，由Q=cmΔt知道，在质量和吸收（或放出）热量一定时，水变化的温度大，所以沿海地区的昼夜温差会变大，故C正确；
D．水的沸点和比热容没有关系，所以，水的沸点仍是100℃，故D错误．
二、填空题
1、     液     变小     无规则运动     热传递
【详解】
(1)[1]由图知，甲为固体物质的分子结构，乙为气体物质的分子结构、丙为液体物质的分子结构，故丙图表示物质处于液态。
[2]物质从丙图变化到乙图时，即物质由液态变为气态，分子的间隙增大，物质的体积变大，分子间的作用力变小。
(2)[3]香味扑鼻而来，能闻到香味，说明分子在不停做无规则运动，故香味扑鼻而来，是由于分子的无规则运动造成的
[4]端碗时很烫手，是通过热传递方式增加了手的内能。
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、     小     小     4.2×104     不变     0℃的冰     见解析
【详解】
（1）[1][2]水的比热容比沙石的比热容大，由Q=cmΔt可知，相同质量的水和沙石，吸收或放出相等的热量时，水升高或降低的温度比沙石小，沿海地区的昼夜温差比内陆地区小。
（2）[3]水放出的热量
Q放=cm(t0-t)=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(70℃-20℃)=4.2×104J
[4]比热容是物质的一种特性，水温度降低、状态不变，则水的比热容大小不变。
（3）[5][6]质量相同的0℃的冰和0℃的水，虽然温度相同，但是0℃的冰变成0℃的水多一个熔化吸热过程，直到冰全部熔化后温度才可能继续上升。所以质量相同的0℃的冰和0℃的水，升高到相同温度，0℃的冰吸热更多一些，故质量相同的0℃的冰冷却效果更好。
4、     25     50
【详解】
[1][2]四冲程内燃机的一个工作循环中，曲轴转动2周，活塞往复运动2次，完成4个冲程，对外做功1次，该汽油机的转速为

表示飞轮每秒转动的圈数为50，则曲轴转动50周，活塞往复运动50次，每秒完成25个工作循环，对外做功25次。
5、     能     机械能     内能     动能
【详解】
[1][2][3][4]能量的种类比较多：有光能、机械能、内能等；其中机械能包括动能和势能。
三、计算题
1、（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%。
2、（1）2.94×105J ；（2）65℃
【详解】
解：（1）金属块放出的热量
Q放=c金m金Δt金=0.49×103J/(kg•℃)×1.5kg×(420℃-20℃）=2.94×105J
（2）由题知，水吸收的热量
Q吸=Q放=2.94×105J
由Q吸=cmΔt得，水升高的温度为
Δt== =70℃
水的末温为
t水=Δt+t0水=70℃+35℃=105℃
因为一个标准大气压下水的沸点是100℃，所以水温升高到100℃后水温不再上升，则水实际上升的温度为
Δt水=100℃-35℃=65℃
答：（1）金属块在冷却过程中放出热量为2.94×105J；
（2）若把这些热量给35℃、1kg的水加热，在一标准大气压下水温升高65℃。
3、（1）6.72×105J；（2）1.68×106J；（3）40%
【详解】
解：（1）水吸收的热量

（2）天然气完全燃烧放出的热量

（3）燃气灶烧水时的效率

答：（1）水吸收的热量6.72×105J；
（2）天然气完全燃烧放出的热量1.68×106J；
（3）燃气灶烧水时的效率40%。
4、（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。
5、（1）；（2）
【详解】
解：（1）菜油吸收的热量

（2）天然气体积

答：（1）菜油吸收的热量；
（2）天然气体积。
四、实验探究
1、     质量     让物质受热均匀     52     错误     小于
【详解】
（1）[1]要比较沙子和水的比热容，利用控制变量法要控制初始温度相同，同时质量也要相同。
（2）[2]加热的时候用玻璃棒搅拌的目的是让水和沙子受热均匀。
（3）[3]根据温度计的刻度，可知此时温度为52度。
（4）[4] 加热相同的时间，相同初始温度，相同质量的水和沙子吸收的热量是等量的，此时升高的温度不同证实它们的比热容不同。
（5）[5]根据比热容的公式可知：相同初始温度相同质量的不同物质，吸收相同热量后升高的温度越高的，其比热容越小。即沙子的比热容小于水的比热容。
2、     加热时间     水     等于     水     2.1×103     4.2×103J
【详解】
（1）[1]物质吸收热量的多少，是通过对一个物质加热时间来判断的，加热时间越长，吸收热量越多。
（2）[2]由乙图可知，相同质量的水和煤油，加热相同时间，水升高的温度比煤油小，所以应减小水的质量；
[3][4]实验中只改变了质量，加热时间依然相同，因此吸收的热量相同，根据公式可知，加热时间相同的情况下，升高温度相同，质量与比热容成反比，质量越小，比热容越大，因此水的比热容大，吸热能力强些。
（3）[5]由乙图可知，0～3min煤油温度的变化量为
Δt=t-t0=130℃-70℃=60℃
则煤油吸收的热量为
Q煤油=c煤油m煤油Δt
0～3min水温度的变化量为
Δt′=t′-t0′=100℃-70℃=30℃
则水吸收的热量为
Q水=c水m水Δt′
因为对相同质量的煤油和水，加热时间相同，所以煤油和水吸收热量相同，即Q煤油=Q水，所以
c煤油m煤油Δt= c水m水Δt′
则煤油的比热容为

（4）[6] 第2min到第3min内，由乙图可知，水吸收的热量为

因为加热器不变，加热相同质量的水，在相同时间内，水吸收的热量相同，即水在第3min到第4min内吸收的热量与水在第2min到第3min内吸收的热量相同，均为4.2×103J。