综合解析沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机章节练习试题(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、用两个完全相同的电加热器分别给质量相同的A、B两种液体加热，加热过程中，温度随时间变化的图像如图所示，从图中看出（　　）

A．液体A的比热容大 B．两种液体的比热容相等
C．液体B的比热容大 D．无法比较
2、如图为白天海陆风形成的示意图。海陆风形成的原因是：与海洋相比，陆地的土地（             ）

A．比热容较小，在相同日照条件下升温较快，气温较高
B．比热容较小，在相同日照条件下升温较慢，气温较低
C．比热容较大，在相同日照条件下升温较快，气温较高
D．比热容较大，在相同日照条件下升温较慢，气温较低
3、小红经常帮妈妈做饭，她发现厨房里有许多与物理有关的知识。在端午节帮妈妈煮粽子过程中，她总结的一些说法，其中错误的是（　　）
A．能闻到粽子的香味是扩散现象
B．煮粽子的过程是利用热传递的方法提高了粽子的内能
C．用高压锅能更快煮熟粽子，是因为锅内气压增大，水的沸点升高
D．剥粽子时总有一些糯米粘到粽叶上，是因为分子间存在斥力
4、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
5、热学知识在日常生活中有广泛的应用，下列说法正确的是（　　）
A．四月的菏泽牡丹飘香，说明分子间有空隙
B．摩擦生热是通过热传递改变了物体的内能
C．热机通过压缩冲程将机械能转化为内能
D．暖气片内用水作为导热介质是因为水的沸点较高
6、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
7、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
8、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
9、下列关于四冲程内燃机的说法中正确的是
A．一个工作循环对外做功一次 B．汽油机在吸气冲程中吸入气缸的是空气
C．压缩冲程中将内能转化为机械能 D．热机效率越高，所做的有用功就越多
10、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
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、额定功率为1000W的电热水壶，内装1L、初温为20℃的水，若接通电源后，正常工作350s后使得水温升高到100℃，则该电热水壶的加热效率为_______。[ρ水＝1.0×103kg/m3，]
2、有一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速是1200r/min。那么该柴油饥每秒完成_____个冲程，做功______次。除做功冲程外，其它三个冲程的完成都是依靠飞轮的_____。
3、医生将质量和初温相同的铁、陶瓷（c铁＜c陶瓷）两种材料制成的工具浸没在沸水煮足够长一段时间进行消毒，则消毒结束时两者温度关系为t铁______t陶瓷（选填“>”“=”或“＜”），内能增加更多的是______工具。
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、为了使材料硬度增大，部分金属工件需要进行淬火处理，即将工件升温到较高温度保持一段时间后再快速冷却。某工厂用天然气处理炉对质量为40kg的钢工件进行淬火处理，耗用0.25m3天然气将工件从20℃加热到550℃，然后投入淬火池的水中迅速冷却，淬火池中的水温度为20℃，质量为460kg，已知天然气热值q=4.0×107J/m3，钢的比热容c钢=0.46×103J/（kg•℃），水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃），所耗用的天然气完全燃烧放出的热量 ___________J，钢工件与水开始达到热平衡的温度为 ___________℃。（不计热量损失）
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、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。

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、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、如图所示是某型号电压力锅工作电路简图，下表是其部分参数。接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，1挡加热器开始加热。当锅内混合物质温度达到102℃时，开关S自动与a、b断开，并与触点c接通，2挡加热器工作，此时锅内混合物质温度不变，保持锅内压强不变，进入保压状态。现将质量为2.0kg，初温为36℃的混合物质放入压力锅中加热，设置保压时间5min，混合物质的比热容为c=4.0×103J/(kg·℃)。求：
额定电压/V
220
1挡加热器额定功率/W
550
2挡加热器额定功率/W
110
保压温度/℃
102
最大容积/dm3
3
（1）R1的阻值；
（2）电压力锅从加热到刚开始保压，混合物质吸收的热量；
（3）假设加热器产生的热量的80%被混合物质吸收，电压力锅消耗的电能。

5、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。
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、在“比较不同物质吸热能力”的实验中，将a、b两种不同的液体分别放入如图甲两个相同的烧杯内，用相同的电加热器同时加热。记录相关数据，并绘制出如图乙所示的图像。

（1）在进行加热前，要求a液体和b液体必须初温和 _____完全相同；
（2）a液体在第35min的内能 _____第30min的内能（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（3）分析乙图数据，要在a和b两种液体中选择一种液体做冷却液，你认为选择 _____（选填“a”或“b”）液体较为合理；
（4）对初温均为20℃的c、d两种液体加热（mc>md），如图丙为c、d两种液体的温度随加热时间变化的关系图像，c液体的比热容 _____d液体的比热容（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
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、C
【详解】
根据可知，质量相同时，吸收相同的热量，比热容大的，温度升高的较少，比热容小的，温度升高的多。根据题意，两种液体质量相等，使用完全相同的电加热器加热两分钟，两种液体吸收的热量相等，从图像中可以看出，A液体温度升高的较多，液体B的较少，所以液体A的比热容较小，B的比热容较大。
故选C。
2、A
【详解】
因为水的比热容比泥土、沙石的比热容大，白天，太阳照射下海岸和海水吸收相同的热量，海水温度上升慢；海岸吸热后，温度上升快，热空气上升，微风从海洋吹向陆地，形成海风；而夜晚，海岸和海水放出相同的热量，但水的比热容大，海水温度降低得少，海面气温较高，空气上升，风就从陆地吹向海上，形成陆风，故A符合题意。
故选A。
3、D
【详解】
A．能闻到粽子的香味是由于分子的无规则运动产生的扩散现象，故A正确，A不符合题意；
B．改变物体的内能有两种方法，分别是：做功和热传递。煮粽子的过程是利用热传递的方法提高了粽子的内能，故B正确，故B不符合题意；
C．水的沸点与气压有关，气压越高，水的沸点越高。用压锅能更快煮熟粽子，是因为锅内气压增大，水的沸点升高，故C说法正确，故C不符合题意；
D．剥粽子时总有一些糯米粘到粽叶上，是因为分子间存在引力，故D错误，D符合题意。
故选D。
4、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。
5、C
【详解】
A．四月的菏泽牡丹飘香，说明分子在不停地坐无规则运动，故A错误；
B．摩擦生热，克服摩擦力做功产生热量，是通过做功改变了物体的内能，故B错误；
C．热机通过压缩冲程对热机内气体做功，将机械能转化为内能，故C正确；
D．暖气片内用水作为导热介质是因为水的比热容较大，当质量与降低相同温度时，水比其他液体放出的热量多，故D错误。
故选C。
6、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。
7、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。
8、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。
9、A
【详解】
A．内燃机的一个工作循环包括四个冲程，只有做功冲程对外做功，因此一个工作循环做功一次，故A正确；
B．汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合气体，故B错误；
C．内燃机在压缩冲程中将机械能转化为内能，故C错误；
D．热机效率为有用功和燃料完全燃烧放出的能量之比，只能反映有用功在总能量中所占比例的多少；热机效率高的，做的有用功不一定多，故D错误；
10、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。
二、填空题
1、
【详解】
水的体积

由 可得水的质量

加热过程中水吸收的热量

350s电热水壶消耗的电能

电热水壶的加热效率

2、     40     10     惯性
【详解】
[1][2]单位换算1200r/min=20 r/s，即每秒转20转，1转2个冲程，所以每秒完成40个冲程；四个冲程做一次功，每秒做功10次。
[3]惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，除做功冲程外，其它三个冲程的完成没有动力，都是依靠飞轮的惯性来完成的。
3、     =     陶瓷
【详解】
[1][2]水沸腾后温度不再升高，则将铁、陶瓷两种材料制成的工具浸没在沸水中煮较长时间，二者的温度一定相同，与沸水的温度相同；根据吸热公式Q=cmΔt可知，在质量相同、升高相同的温度时，比热容大的吸收的热量多；由题意可知，两工具的质量相同、升高的温度相同，且c铁＜c陶瓷，所以陶瓷吸收的热量多，内能增加多。
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、     1×107     25
【详解】
[1]天然气完全燃烧放出的热量
Q放=Vq=0.25m3×4×107J/m3=1×107J
[2]设钢工件与水开始达到热平衡的温度为t，根据题意可知，工件放出的热量等于水吸收的热量

即
0.46×103J/（kg•℃）×40kg×（550℃﹣t）=4.2×103J/（kg•℃）×460kg×（t﹣20℃）
解得：t=25℃。
三、计算题
1、（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%。
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）；（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）110Ω；（2）5.28×105J；（3）6.93×105J
【详解】
解：（1）由题意可知，开关S自动与a、b断开，并与触点c接通时，电路为R2的简单电路，2挡加热器工作，开关S与触点a、b接通时，R1与R2并联，1挡加热器开始加热，因电路中各用电器功率之和等于各用电器功率之和，所以，R1的电功率
P1=P加热2-P加热1=550W-110W=440W
因并联电路中各支路两端的电压相等，由
P=UI=U2R
可知，R1的阻值

（2）混合物质温度升高到102℃时所吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.0×103J/(kg•℃)×2.0kg×(102℃-36℃)=5.28×105J
（3）加热器产生热量的80%被混合物质吸收，加热状态时，电压力锅消耗的电能

设置保压时间5min，保压状态时消耗的电能
W'=P't'=110W×5×60s=3.3×104J
则电压力锅消耗的电能
W总=W+W'=6.6×105J+3.3×104J=6.93×105J
答：（1）R1的阻值为110Ω；
（2）混合物质吸收的热量5.28×105J；
（3）电压力锅消耗的电能为6.93×105J。
5、（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%。
四、实验探究
1、     质量     大于     b     小于
【详解】
（1）[1]为了控制无关变量，实验时，需要选用初温和质量相等的a、b两种液体。
（2）[2]物体在加热的过程中一直吸收热量，内能变大，所以a液体第30s的内能要小于第35s的内能。
（3）[3]a和b的质量和初温相同，根据图像可知，加热相同的时间，吸收相同的热量，a的温度升高的多，则a的吸热能力弱，b的吸热能力强，b的比热容大；由Q=cmΔt可知，吸收相同的热量，比热容大的，温度升高的就小，就更适合做冷却液，b的吸热能力强，比热容大，故b做冷却液更好。
（4）[4]由图中可知，在液体温度不变前的时间段，c、d变化图像是重合的，即c、d吸收相同的热量，升高相同的温度，由于c的质量大于d的质量，由Q=cmΔt可知，当吸收的热量和升高的温度相同时，质量大的比热容小，所以c的比热容小于d的比热容。
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