重难点解析沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机专项测评试卷(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专项测评
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、已知铜的比热容大于铅的比热容，质量和初温都相同的铜块和铅块，让它们吸收相同的热量后，将它们相互接触，则
A．热量由铜块传给铅块
B．热量由铅块传给铜块
C．它们间不发生热传递
D．铅块将温度传给铜块
2、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
3、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
4、下列说法中，正确的是
A．机械能为零的物体，内能一定不为零
B．的冰变成的水，温度不变，内能不变
C．铁丝被快速弯折的过程中，温度升高是因为内能转化成机械能
D．汽油机压缩冲程中，是用热传递的方式增加了气缸内物质的内能
5、汽车发动机用水作冷却液，是因为水的（　　）
A．比热容大 B．密度大 C．体积大 D．内能大
6、小叶看见面点师傅将面拉成长条，放入滚烫的油中就炸出了香脆可口的油条，于是很想了解油的吸热能力。在老师指导下，他用酒精灯分别加热质量为50g、初温为20℃的油和水，记录的相关数据如下表所示。若单位时间内油吸收的热量与水吸收的热量相等，酒精的热值为3×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。下列说法正确的是(　　)
物质种类
加热时间（min）
消耗酒精（g）
末温（℃）
油
2
1
88
水
2
1
50
A．2min内油吸收的热量为3×104J
B．他使用的酒精灯的加热效率为21%
C．油的末温比水的高，所以吸热能力更强
D．油的吸热能力与其吸收的热量多少有关
7、下列实例中，通过做功改变物体内能的是（　　）
A．物体放在取暖器旁温度升高
B．反复弯折铁丝，弯折处温度升高
C．食品放入电冰箱后温度降低
D．医生用冰袋给发热的病人降温
8、关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（　　）
A．吸气冲程：只吸入空气 B．压缩冲程：缸内温度降低
C．做功冲程：气体推动活塞做功 D．排气冲程：内能转化为机械能
9、随州的气候适宜兰草的生长，兰花盛开时，吸引了大量游客前来观赏，很远就能闻到兰花的香味。走进观看，甚至会看到兰花的叶片上挂着晶莹的露珠。下列说法中正确的是（　　）
A．兰花的叶片上出现露珠，是因为叶片的温度高于外界的气温
B．晶莹的露珠到中午消失不见是液化现象，需要吸热
C．花香四溢不属于扩散现象
D．一般来说兰花中午比晚上更香，其中一个原因是温度越高，分子热运动越剧烈
10、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
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、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．

2、亲身体验并深入思考是我们获得物理知识的重要方法。挤出两个正对的吸盘内的空气，很难拉开它们，可体验到________的存在。将一根铁丝快速反复弯折，弯折处发热，可认识到_______可以改变物体的内能。用注射器取水后封住前端，用力推活塞，水很难被压缩，说明分子间存在________。
3、如图所示，用酒精灯对试管里的水进行加热，水沸腾后，水蒸气推动软木塞使其迅速冲出管口，在软木塞被推出的过程中，能量转化情况与四冲程汽油机的______冲程相同，管口出现了白雾，这是______（填物态变化名称）现象。

4、一个标准大气压下，将质量1.0kg的水从20℃加热到沸腾，水吸收的热量是_____J．小明家天然气热水器的热效率是84%，他某次洗澡，耗水40kg，自来水进热水器的温度是24℃，出热水器的温度是40℃，小明这次洗澡消耗天然气________m3．已知水的比热容是4.2×10³ J/(kg℃)，天然气的热值是3.2×107J/m3．
5、热水器将质量为20kg、温度为15℃的水加热到65℃，消耗天然气0.15m3，在此过程中水吸收的热量是______J，热水器的热效率是______。[c水=4.2×103J/（kg·℃）；q天然气=3.2×107J/m3]
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、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·℃)]
2、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

3、如图所示是一款家用电饭锅，其工作时有两种状态，分别是煮饭过程中的加热状态和米饭煮熟后的保温状态。该种电饭锅的简化电路图如图乙所示，R1、R2为电热丝，其相关参数如下表。求：
额定电压
220V
加热功率
880W
保温功率
220W
（1）该电饭锅在保温状态下的工作电流；
（2）电热丝R1的阻值；
（3）若不计热量损失，该电饭锅正常工作，把质量为0.55kg、初温为20℃的水加热到100℃，需要多少秒？ [c水=4.2×103J/（kg·℃）]

4、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·℃)]
5、如图甲是某电热水壶的电路图，铭牌如图乙。R为加热器，温控器S是一个双金属片温控开关，当温度较低时，其处于闭合状态，加热器加热。当水沸腾后，S会自动断开进入保温状态，从而实现了自动温度开关控制（设加热器电阻阻值一定）。[已知:水的比热容c=4.2103J/（kg·℃），1L=10-3m3]。求：
（1）该电热水壶正常加热工作时，其加热器的阻值是多少？
（2）该电热水壶正常加热工作时，对加热器通电10s产生的热量是多少？
（3）将电热水壶装满初温为25℃的水加热到75℃，水吸收的热量是多少?
（4）用如图丙所示的电能表单独测量该电热水壶消耗的电能，实际加热时。3min电能表中间的铝质圆盘转动了24转，此时电路消耗的实际功率是多少?

四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、小莉同学利用如图所示器材进行了以下实验。

（1）如图甲所示，在“比较不同物质吸热升温情况”的实验中，将沙子和水分别放入两个相同的烧杯内，用相同的酒精灯分别进行加热；
①应该取初温相同，______相等的沙子和水进行实验；
②在加热过程中，要用玻璃棒缓慢的搅拌，这是为了使沙子和水______；
③该实验是通过______的方式来改变沙子和水的内能；
④在此实验中，用加热时间的长短来表示物质______；
⑤根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示，分析图像可知：沙子和水，在升高相同温度时，______吸收的热量多，说明______的比热大；
（2）如图丙所示，把质量相同的同种液体分别放入两个相同的烧杯内，用质量相同的酒精和碎纸分别加热来比较不同燃料的热值；
①实验是通过燃烧相同质量的不同燃料，观察______（选填“加热时间”或“温度计升高的示数”）来比较两种燃料的热值大小；
②烧杯中液体选用比热容______（选填“大”或“小”）的液体可以使实验现象更明显；
③用丙图中的实验装置来测算酒精的热值，测量值______（选填“大于”“等于”或“小于”）其真实值。
2、图甲是小明同学用100g冰探究“固体熔化时温度变化规律”的实验装置（不计汽化对实验的影响）[c水=4.2×103J/(kg·℃)]。
（1）图乙中温度计显示的是冰在某时刻的温度，它的示数是______℃；
（2）每隔1min记录一次物质的温度及状态，作出如图丙所示的温度随时间变化的图像，图中BC段物体吸收的热量为______J，由图像可知冰的比热容为______J/(kg·℃)。

-参考答案-
一、单选题
1、B
解决此题要知道热传递发生的条件是要有温度差；吸收相同的热量后，比热容小的物质温度变化大．
【详解】
因铜块和铅块的质量、初温度均相同，铜的比热容大于铅的比热容，所以当它们吸收相同的热量后，铅块升高的温度值比铜块升高的多，所以铅块的温度比铜块的温度高，当它们接触后，温度高的铅块会向温度低的铜块传递热量．
故选B.
2、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。
3、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。
4、A
【详解】
A、一切物体都有内能，内能一定不为零，内能与机械能无关，故A正确；
B、0℃的冰变成0℃的水，温度虽然不变，但需要吸收热量，所以内能增加，故B错误；
C、反复弯折铁丝时，人对铁丝做功，机械能转化为铁丝的内能，内能增大、温度升高，故C错误；
D、在压缩冲程中，是通过做功的方式增加了气缸内物质的内能，故D错误．
5、A
【详解】
因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以人们用冷水冷却发动机。
故选A。
6、B
【详解】
A．由题意可知，油和水的质量相等，都为，水的比热容为c水=4.2×103J/(kg·℃)，2min内水的温度由t0=20℃上升到t=50℃，则水吸收的热量为

2min内油吸收的热量与水吸收的热量相等，则油吸收的热量为

所以2min内油吸收的热量为6.3×103J，故A错误；
B．由题意可知，酒精的热值为q=3×107J/g，加热2min消耗了m酒精=1g=1×10-3kg的酒精，则完全燃烧1g酒精放出的热量为

则酒精灯的加热效率为

故B正确；
C．相同质量和相同初温的油和水吸收相同的热量，末温度越低表示物质吸热能力越强，所以油的末温比水的高，说明油吸热能力更弱，故C错误；
D．物质的吸热能力即比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关，与其吸收的热量多少无关，故D错误。
故选B。
7、B
【详解】
A．在取暖器旁的物体，温度升高，属于热传递改变物体的内能，故A不符合题意；
B．反复弯折铁丝，弯折处发烫，属于做功改变物体的内能，故B符合题意；
C．食品放入电冰箱，温度降低，属于热传递改变物体的内能，故C不符合题意；
D．医生用冰袋给发热的病人降温属于热传递改变物体的内能，故D不符合题意。
故选B。
8、C
【详解】
A．吸气冲程：吸入空气和汽油的混合物，故A错误；
B．压缩冲程：活塞压缩混合气做功，缸内气体内能增大，温度升高，故B错误；
C．做功冲程：燃烧后的高温高压气体推动活塞做功，内能转化为机械能，故C正确；
D．排气冲程：排气门打开，进气门开闭，由飞轮的惯性带曲轴转动，带活塞上移，排出废气，不涉及内能与机械能间的转化，故D错误。
故选C。
9、D
【详解】
A．露珠的形成是由于空气中的水蒸气遇冷液化形成，因此叶片的温度低于外界的气温，故A错误；
B．露珠到中午消失不见，是因为液态的露珠由液态变成了气态，这是汽化现象，汽化要吸热，故B错误；
C．花香四溢说明分子在做无规则运动，这属于扩散现象，故C错误；
D．温度越高，分子无规则运动越剧烈，故D正确。
故选D。
10、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。
二、填空题
1、     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．
2、     大气压     做功     相互作用的斥力
【详解】
[1]两个正对的吸盘之间的空气挤出后很难拉开，是因为吸盘受到大气压力的作用，该实验可说明大气压的存在。
[2]快速反复弯折铁丝，对铁丝做功；铁丝弯折处会发热，其温度升高，内能增大；说明做功可以改变物体的内能。
[3]由分子动理论知道，“物质是由分子组成的，且分子间存在相互作用的引力与斥力”。取水后封住注射器前端，推压注射器的活塞，感觉到里面的水很难压缩，说明分子间存在相互作用的斥力。
3、     做功     液化
【详解】
[1]当瓶内水蒸气把瓶塞冲出时，瓶内水蒸气对瓶塞做功，使得其内能减小，温度降低，即该过程是将内能转化为机械能的过程，此过程与汽油机的做功冲程相同，在做功冲程中是燃气的内能转化为活塞的机械能。
[2]管口处水蒸气放出热量发生液化现象，出现白雾。
4、     3.36×105     0.1
【详解】
一个标准大气压下水的沸点是100℃，则将质量1.0kg的水从20℃加热到沸腾需要吸收的热量是Q=cm△t=4.2×10³ J/(kg℃)×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105 J；初温为24℃，质量为40kg的自来水温度升到40℃需要吸收的热量为Q吸=cm△t=4.2×10³ J/(kg℃)×40kg×（40℃-24℃）=2.688×106 J，因天然气热水器的热效率是84%，根据η=，则天然气需要放出的总热量为Q放===3.2×106 J．再根据燃料放热公式Q放=Vq，则消耗天然气为V===0.1m3．
5、          87.5%
【详解】
[1]水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)= 4.2×103J/（kg·℃）×20kg×（65℃-15℃）=4.2×106J
[2]消耗的天然气完全燃烧放出的热量为
Q放=Vq=0.15m3×3.2×107J/m3=4.8×106J
热水器的热效率为

三、计算题
1、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。
2、（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。
3、（1）1A；（2）165Ω；（3）210s
【详解】
解：由可知，当开关S闭合时，只有R2连入电路，此时电饭锅功率为处于加热状态；当开关S断开时，R1、R2串联连入电路，此时电饭锅功率为处于保温状态。
（1）由得电饭锅保温状态下的电流

（2）开关S闭合时，只有R2连入电路，此时电饭锅处于加热状态，由得电热丝R2的阻值

开关S断开时，电路中R1，R2串联，此时电饭锅处于保温状态，电路中总电阻为

电热丝R1的阻值为
R1=R总-R2=220Ω-55Ω=165Ω
（3）水吸收的热量
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/(kg·℃)×0.55kg×(100℃-20℃)=1.848×105J
不计热量损失消耗的电能
W=Q吸=1.848×105J
由得，加热这些水需要的时间

答：（1）该电饭锅在保温状态下的工作电流1A；
（2）电热丝R1的阻值165Ω；
（3）加热这些水需要的时间210s。
4、（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℃。
5、（1）48.4Ω；（2）10000J；（3）525000J；（4）0.8kW
【详解】
（1）当温度较低时，温控器S处于闭合状态，而R0短路，电路为R的简单电路，电路电阻较小，根据P=可知，电水壶处于加热状态，由表中数据知加热功率为1000W，由P=UI=得，加热电阻的阻值为
R====48.4Ω
即加热器的阻值是48.4Ω。
（2）若正常工作时，对加热器通电10s产生的热量
Q=W=P加热t=1000W×10s=10000J
即加热器通电10s产生的热量是10000J。
（3）一满壶水的质量
m=V=1.0×103kg/m3×2.5×10-3m3=2.5kg
水吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2103J/（kg·℃）×2.5kg×(75℃-25℃)=525000J
即水吸收的热量是525000J。
（4）电热水壶消耗的电能
W= kWh=0.04 kWh
电热水壶的实际功率
P===0.8 kW
即电路消耗的实际功率是0.8 kW。
答：（1）该电热水壶正常加热工作时，其加热器的阻值是48.4Ω；
（2）该电热水壶正常加热工作时，对加热器通电10s产生的热量是10000J；
（3）将电热水壶装满初温为25℃的水加热到75℃，水吸收的热量是525000J；
（4）此时电路消耗的实际功率是0.8 kW。
四、实验探究
1、     质量     受热均匀     热传递     吸收热量的多少     水     水     温度计升高的示数     小     小于
【详解】
（1）①[1]由控制变量法知道，比较不同物质吸热升温情况，应该取初温相同，质量相等的沙子和水进行实验，加热相同的时间（即吸收相同的热量），观察温度计升高的度数，比较升高的温度不同。
②[2]加热过程中要用玻璃棒不断搅拌，目的是为了使被加热的沙子和水受热均匀。
③[3]实验中用酒精灯加热，沙子和水吸收热量温度升高，是通过热传递的方式改变水的内能的。
④[4]实验中，根据转换法，是通过比较加热时间来间接反映沙子和水吸收的热量多少。
⑤[5][6]由图乙知道，质量相等的沙子和水，加热相同的时间，吸收相等热量，沙子升温较快，水升温较慢，说明水的吸热能力强，即水的比热容大，沙子的比热容小。
（2）①[7]由于燃料的热值不能直接测量，但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收，从而使水温发生变化；所以可以通过温度计升高的温度来比较燃料燃烧放出热量的多少。
②[8]由知道，在质量相同、吸收的热量相同时，比热容小的物质温度要升的高，所以用比热容小的液体可以使实验现象更明显。
③[9]由于在实验加热过程中热量的散失，实验测量值小于其真实值。
2、     -7     5.6×103     2.1×103
【详解】
（1）[1]由图乙可知，温度计的分度值为1℃，且温度计的刻度值从上到下逐渐增大，故可知此时温度小于零，故可知该温度计的示数为-7℃。
（2）[2][3]由图丙可知，BC段物体的温度不变，处于熔化阶段，故此时物体处于固液共存状态，则可知AB段物体处于固体状态，CD段物体处于液体状态，由图丙可知，BC段冰的熔化过程持续了4min，AB段冰的加热时间持续了3min，CD段水的加热过程持续了6min，故可知CD段水吸收的热量为AB段冰吸收的热量的两倍，即
Q水=2Q冰
又因水的温度变化量等于冰的温度变化量，且冰熔化成水后质量不变，故由Q=cmΔt可得
c水mΔt=2c冰mΔt
解得冰的比热容为

则BC段物体吸收的热量为