解析卷-沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机专项测试试题(详解版).docx

沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机专项测试
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、下列说法正确的是（　　）
A．如果物体逐渐向凸透镜靠近，则所成的像一定不断变大
B．一个物体受到力的作用，其运动状态不一定会发生改变
C．一个物体的温度升高，其内能一定会增大且一定要从外界吸收热量
D．若浸没在液体中的固体所受浮力和重力等大，则该固体和液体的密度一定相等
2、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
3、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
4、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
5、古时候人们常钻木取火，下列情境中改变内能的方式与其相同的是（　　）
A．吃饭时，金属勺放在热汤中会烫手
B．冬天，搓手可以使手暖和
C．发烧时，冷毛巾敷额头可以降温
D．夏天，喝冷饮使人感到凉爽
6、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发射情景如图，下列描述正确的是（　　）

A．火箭发射时出现的大量“白气”是汽化现象
B．火箭点火升空过程中是由机械能转化为内能
C．喷出的燃气主要通过热传递使空气内能增大
D．火箭喷出燃气后周围空气分子的热运动减缓
7、甲、乙两台汽油机，甲汽油机的效率为30%，乙汽油机的效率为20%，则下列说法正确的是（　　）
A．甲汽油机做的功比乙汽油机做的功多
B．甲汽油机的功率比乙汽油机的功率大
C．在相同的时间内甲汽油机燃烧的汽油比乙汽油机的多
D．在消耗相同的汽油时，甲汽油机做的有用功比乙汽油机多
8、为了探究热传递过程中高温物体、低温物体温度变化的特点，小明做了如下实验，将盛有30℃冷水的小烧杯放入盛有70℃热水的大烧杯中，分别用温度传感器测量两杯水的温度变化情况，绘制成如图所示的图象。下列说法正确的是（　　）

A．热水和冷水到达同一温度的时间是不同的 B．热水温度下降速度比冷水温度升高速度慢
C．热水放出的热量小于冷水吸收的热量 D．热水的质量可能小于冷水的质量
9、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
10、如图是内燃机某冲程的工作示意图，四个事例中能量转化与之相同的是（　　）

A．瓶塞冲出 B．搓手取暖
C．压缩气体 D．钻木取火
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、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｡
2、如图所示，B是一个被销钉锁住的活塞，气缸A密封有少量空气，气缸内气压小于外界气压，C是一支温度计。若活塞与气缸壁之间没有摩擦，当把销钉K拔出后，观察到活塞向左移动，此时温度计的示数___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

3、2020 年 11 月 24 日，我国用长征五号运载火箭成功将“嫦娥五号”发射升空，开启我国首次地外天体采样返回之旅，火箭用液态氢为燃料是因为氢气的______大，氢气燃烧将内能转化为机械能，该能量的转化与四冲程汽油机工作时的______冲程相同，汽油机飞轮转速为3600r/min，该汽油机每秒对外做功_______次。
4、在一个标准大气压下做“探究水的沸腾”实验时，把初温为20℃质量为100g的水加热到沸腾，水至少需要吸收______J的热量。如果酒精完全燃烧所放出的热量有40%被水吸收，则需要______g酒精。（c水＝4.2×103J/（kg•℃），q酒＝3.0×107J/kg）
5、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）
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、石油勘探队发现潼南天然气地下贮量达3000亿方，同时发现地下还贮藏有一定量的石油。潼南石油丰富，目前正在开采中。[，]求：
（1）100g石油完全燃烧放出的热量；
（2）若100g石油完全燃烧放出的热量42%被水吸收，可以使20kg温度是10oC的水温度升高多少oC?
2、一辆汽车以30m/s的速度在平直的高速公路上匀速行驶了2.3km，受到的阻力为900N，燃烧了0.15kg汽油。（汽油的热值q=4.6×107J/kg）求：
（1）牵引力做功的功率；
（2）这些汽油完全燃烧放出的热量；
（3）汽油机的效率。
3、如图所示是一款无人驾驶汽车。汽车自动驾驶时使用雷达传感器和激光测距仪来了解周围的交通路况。该款车以一定速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离，消耗汽油4.2kg，此过程该汽车牵引力做功为4.83×107J。求在该过程中：[q汽油＝4.6×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（1）汽油完全燃烧放出的热量；
（2）汽油机的效率；
（3）若汽油机损失的能量用于烧水，可供1000kg水的温度升高多少。

4、某汽车以100km/h的速度在平直高速公路上匀速行驶10km，消耗了汽油0.5L，汽车发动机功率为12kW。已知：汽油的密度ρ＝0.7×103kg/m3，汽油的热值q＝4.6×107J/kg。求该汽车匀速行驶10km过程中：
（1）消耗汽油的质量；
（2）发动机所做的功；
（3）发动机的效率（百分号前保留整数）。
5、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）
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验。实验数据记录如下表。

物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
60
20
9
68
食用油
60
20
5
68
（1）在此实验中，如果给水和食用油加热相同的时间，此时，水升高的温度______（选填“大于”或“小于”或“等于”）食用油升高的温度；
（2）实验表明，______（选填“水”或“食用油”）吸热的能力更强。
2、小聪在“探究晶体的熔化规律”实验中，所用装置如图所示．下表为他记录的实验数据，请根据装置图和表中数据回答下列问题：
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
温度/oC
-4
-2
0
0
0
0
1
2

（1）实验时，将装有晶体的试管放入盛有水的烧杯中加热，试管在水中的深度要适当,其“适当”的含义是：________和___________。
（2）该晶体的熔点是______℃。
（3）小聪从数据中还发现：该物质在开始2min比最后2min升温快，这是由于它在固态时的吸热能力比液态时的吸热能力________（填“强”或“弱”）造成的。

-参考答案-
一、单选题
1、B
【详解】
A．物体逐渐向凸透镜靠近，则所成的像不一定不断变大，例如物体位于焦点以内时，物体逐渐向凸透镜靠近像则变小，故A错误；
B．物体受到平衡力的作用时，运动状态不发生变化，故B正确；
C．一个物体的温度升高，其内能一定会增大，可能是因为从外界吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，故C错误；
D．浸没在液体中的固体所受浮力和重力等大，如果该固体是实心的，则该固体和液体的密度相等；如果是空心的，不一定相等，故D错误。
故选B。
2、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。
3、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。
4、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。
5、B
【详解】
常钻木取火，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，故是通做功的方式改变内能。
A．吃饭时，金属勺放在热汤中会烫手，只涉及能量的转移，没有涉及能量的转化，故是热传递的方式改变内能，故A不符合题意；
B．冬天，搓手可以使手暖和，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，故是通做功的方式改变内能，故B符合题意；
C．发烧时，冷毛巾敷额头可以降温，只涉及能量的转移，没有涉及能量的转化，故是热传递的方式改变内能，故C不符合题意；
D．夏天，喝冷饮使人感到凉爽，只涉及能量的转移，没有涉及能量的转化，故是热传递的方式改变内能，故D不符合题意。
故选B。
6、C
【详解】
A．火箭发射时出现的大量“白气”是由于大量的水蒸气遇到冷空气液化形成的小水珠，属于液化现象，故A错误；
B．火箭点火升空过程中消耗燃料，燃料燃烧释放的内能转化为使火箭升空的机械能，故B错误；
C．喷出的燃气时释放大量热量，主要通过热传递使空气内能增大，故C正确；
D．火箭喷出燃气时，周围空气温度升高，故周围空气分子的热运动加快，故D错误。
故选C。
7、D
【详解】
A．做功的多少与功率和做功的时间有关系，与其效率无关，故A错误；
B．效率表示功的利用率；功率表示做功快慢，这两个物理量是没有必然的联系的。故B错误；
C．汽油机燃烧汽油的多少与功率和效率都有关系，其主要与汽油机的功率有关，故C错误；
D．甲汽油机的效率高于乙汽油机的效率，说明：消耗相同的汽油，甲汽油机做的有用功多，即输出的能量多，故D正确。
故选D。
8、D
【详解】
A．由图可知，400s左右时，热水和冷水到达同一温度40℃，所以热水和冷水到达同一温度的时间是相同的，故A错误；
B．400s内，热水温度由70℃下降到40℃，下降30℃；冷水30℃上升到40℃，上升10℃，热水温度下降比冷水温度升高得快，故B错误；
C．实验中不可避免有热量损失，所以热水放出热量大于冷水吸收的热量，故C错误；
D．热水降低的温度

冷水升高的温度

由公式可知，Q、c相同时，m与Δt成反比，Δt越大m越小，如果不存在热损失，热水的质量小于冷水的质量，如果热损失比较少，会导致热水质量只变大一点点，那热水质量还是小于冷水质量，如果热损失很多会导致热水质量变得更大，就有可能大于冷水的质量，当然也可能刚好等于冷水的质量，故D正确。
故选D。
9、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。
10、A
【详解】
根据图示可知，两个气门都关闭，活塞向下运动，因此该冲程为做功冲程，将内能转化为机械能。
A．试管内气体对瓶塞做功，气体的内能转化为瓶塞的机械能，符合题意；
B．搓手取暖，克服摩擦力做功，把机械能转化为内能，内能增加，不符合题意；
C．用力将活塞压下，活塞对筒内空气做功，筒内空气的内能增大、温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，此过程中机械能转化为内能，不符合题意；
D．钻木取火过程中，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，内能增加，不符合题意。
故选A。
二、填空题
1、     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。
2、变大
【详解】
[1]活塞向左移动，外界对气体做功，如果不考虑热传递，则气体内能增加，温度升高。故温度计示数变大。
3、     热值     做功     30
【详解】
[1]火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料相比，液态氢可以释放出更多的热量。
[2]氢气燃烧产生的高温高压气体对火箭做功，将内能转化为机械能；四冲程汽油机工作时做功冲程将内能转化为机械能，二者能量转化形式相同。
[3]四冲程汽油机的飞轮转速为3600r/min，则该飞轮每秒钟转60圈。因为一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功一次，故汽油机每秒对外做功30次。
4、     3.36×104     2.8
【详解】
[1]由题意可知，水的质量m＝100g＝0.1kg，一个标准大气压下水的沸点为100℃，则水吸收的热量
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×104J
[2]由可得，需要的酒精完全燃烧释放的热量

由Q放＝mq可得，需要燃烧酒精的质量

5、     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

三、计算题
1、（1）4.5×106J；（2）22.5oC
【详解】
解：（1）石油的质量
m=100g=0.1kg
则100g石油完全燃烧放出的热量
Q放=mq=0.1kg×4.5×107J/kg=4.5×106J
（2）若这些热量的42%被水吸收，则有
Q吸=42%Q放=42%×4.5×106J=1.89×106J
由Q吸=cmDt可得

答：（1）100g石油完全燃烧放出的热量是4.5×106J；
（2）可以使20kg温度是10oC的水温度升高22.5oC。
2、（1）2.7×104W；（2）6.9×106J；（3）30%
【详解】
解：（1）已知汽车匀速行驶时所受的阻力
f=900N
由二力平衡条件可知，汽车的牵引力为
F=f=900N
则牵引力做功的功率为
P=Fv=900N×30m/s=2.7×104W
（2）这些汽油完全燃烧放出的热量为
Q放=qm=4.6×107J/kg×0.15kg=6.9×106J
（3）汽车匀速行驶2.3km做的功为
W=Fs=900N×2.3×103m=2.07×106J
汽油机的效率为

答：（1）牵引力做功的功率2.7×104W；
（2）这些汽油完全燃烧放出的热量6.9×106J；
（3）汽油机的效率30%。
3、（1）；（2）；（3）
【详解】
解：（1）汽油完全燃烧放出的热量

（2）汽油机的效率

（3）若汽油机损失的能量用于烧水，则用于烧水的热量为

可供1000kg水的温度升高

答：（1）汽油完全燃烧放出的热量为；
（2）汽油机的效率为；
（3）若汽油机损失的能量用于烧水，可供1000kg水的温度升高。
4、（1）0.35kg；（2）4.32106J；（3）27%
【详解】
解：（1）汽油的体积

汽油的质量

（2）汽车行驶的时间

发动机所做的功

（3）汽油完全燃烧放出的热量

发动机的效率

答：（1）消耗汽油的质量为0.35kg；
（2）发动机所做的功为4.32× 106J；
（3）发动机的效率为27%.
5、（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。
四、实验探究
1、     小于     水
【详解】
（1）[1]由表格数据可知，升高相同温度水所需时间比食用油长，所以水升温比较慢，若给水和食用油加热相同的时间，则水升高的温度小于食用油升高的温度。
（2）[2]由实验表格可知，等质量的水和食用油升高相同的温度，水升高的温度小，由可知，水的比热容大，水的吸热能力更强。
2、     试管不接触烧杯底也不接触烧杯壁     试管中装有晶体的部分完全浸没在水中     0     弱
【详解】
（1）[1] [2] “适当”的含义是：要求试管不接触烧杯底也不接触烧杯壁，试管中装有晶体的部分要完全浸没在水中，使其通过水浴吸热，否则会使晶体受热不均匀。
（2）[3]由表可知，该温度熔化时温度保持在0℃不变，所以该晶体的熔点是0℃。
（3）[4] 该物质在开始2min比最后2min升温快，这是由于它在固态时的吸热能力比液态时的吸热能力弱，相同质量的固态物质和液态物质相比，吸收相同热量，升高的温度更高。