强化训练沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机专题练习练习题(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题练习
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、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
2、把盛有冷水的铝壶放到电炉上加热，则发生热传递三种方式的先后顺序应该是（　　）
A．热对流、热辐射、热传导 B．热传导、热对流、热辐射
C．热传导、热辐射、热对流 D．热辐射、热传导、热对流
3、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
4、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
5、水壶内的水沸腾时，壶盖被水蒸气顶起，此过程中能量转化关系与内燃机工作的哪个冲程相同（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
6、如图所示的实验，试管口木塞冲出过程中，下列说法错误的是（　　）

A．试管口出现的白雾是水蒸气液化形成的
B．试管口出现白雾说明水蒸气内能增加
C．能量转化情况与内燃机做功冲程相同
D．水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减少
7、自2022年秋季开始，劳动课将成为中小学的一门独立课程。课程要求5-6年级的学生要学会做西红柿炒鸡蛋等家常菜。关于炒菜过程中涉及到的物理知识，下列判断正确的是（　　）
A．切西红柿的锋利刀刃可以增大压力 B．用铁锅炒菜是因为铁的比热容大
C．天然气燃烧时将化学能转化为内能 D．炒菜过程中鸡蛋的内能保持不变
8、下列说法错误的是（　　）
A．人吃冰淇淋，感觉很凉爽——热传递
B．冬天搓手取暖——做功改变物体的内能
C．酒精喷在手上感到凉快——液化吸热
D．夏天刚从冰箱拿出来的冰棍外有白霜——凝华
9、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
10、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
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、周末欧亮同学在家妙菜，在客厅看电视的妹妹闻到了香味，这属于分子的______现象。他在做汤菜时将2kg初温为20℃的水加热到100℃，在此过程中水吸收的热量为______J。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
2、单位质量的气体物质，在体积不变的条件下温度升高1℃所吸收的热量称为该气体的定容比热，已知氦气的定容比热为3100J/(kg⋅℃)。如图所示，质量为0.02kg的氦气被密封在圆柱形气缸内，气缸内氦气气压与外界大气压相同。用力把活塞AB固定，当氦气的温度从20℃升高到30℃时，氦气吸收的热量是______J。撤去力，氦气推动活塞做功，这一过程的能量转化形式与四冲程汽油机的______冲程相同。

3、把1kg的水从60℃开始加热至沸腾，温度随时间变化的图像如图所示，由图像可知，水的沸点是______℃，沸腾过程的特点是______；这些水由60℃加热至90℃需要吸收的热量是______J。（）

4、（1）为了预防新冠病毒，要做到戴口罩，勤洗手。制作口罩的熔喷无纺布纤维表面携带大量电荷，能够____（选填“吸引”或“排斥”）空气中的轻小物体。用洗手液洗手时，会闻到酒精的气味，这是____现象。

（2）2021年4月29日，中国空间站天和核心舱发射成功。火箭搭载核心舱升空，火箭加注的液态燃料需具有____ （填“热值”或“比热容”）大的特点。
5、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______。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、2020年是全面建成小康社会目标实现之年，乡亲们淘汰了柴炉，改用了清洁干净的液化天然气炉。
(1)将初温为的一壶水恰好加热到，需要吸收多少热量？
(2)若液化天然气炉完全燃烧天然气放出的热量有40%被水吸收，烧开这壶水需要燃烧多少立方米天然气？（天然气热值为，水的比热容为）
2、一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量约为6.8×106J，这些能量相当于完全燃烧0.2kg的木炭才能得到；若将这些木炭用来烧水，可以使10kg的水温度升高17℃，已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。求：
（1）木炭的热值；
（2）10kg 的水温度升高17℃所吸收的热量；
（3）此炭炉烧水的效率。
3、燃气热水器的优点是加热较快、热效率高。某品牌燃气热水器采用天然气做燃料，当只有该热水器工作时，把40kg的水从20℃加热到60℃，天然气表的示数增加了，已知水的比热容为。天然气的热值为。试求：
（1）此过程中，水吸收的热量是多少？
（2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量是多少？
（3）该热水器本次加热的效率是多少？
4、随着我国生活水平的逐步提高，健康问题已经逐渐成为人们关注的话题，养成良好的生活习惯，也成为人们常见的关注点。其中，每天早晨起来喝一大杯温开水，有助于排泄腹中的宿便，是一种简单而又有效的养生习惯。小明的爸爸每天早晨起来，都会为小明准备一杯温开水。他先将水烧开，再用冷水兑成温开水。【】
（1）将0.5kg，20℃的水烧开，水至少需要吸收热量？（当地大气压为一个标准大气压）
（2）若烧开（1）小问中的水，天然气消耗了0.02m3，天然气的热值是3.36×107J/m3，则烧水时的热效率为多少？
（3）小明的爸爸要用开水和20℃的冷水兑出400g、50℃的温水，需要开水和冷水各多少g？
5、提倡节能减排，小宇家将灶“煤改气”后，用天然气烧水更划算。他将5kg的水倒入烧水壶中，并测出水初温为20℃。在一个标准大气压下，把水加热到100℃。已知水的比热容。求：
（1）水温升高多少℃？
（2）将这些水烧开，需吸收多少热量？
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、小明同学为了比较不同物质的吸热能力，在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的牛奶、豆浆，用相同的酒精灯和相同的温度计同时进行了如图所示的实验，得到了如下表所示的实验数据。
名称
质量/g
温度升高10℃加热时间/s
温度升高20℃加热时间/s
温度升高30℃加热时间/s
牛奶
350
260
460
720
豆浆
350
220
330
550

（1）该实验需要的测量工具有天平、_____和 _____；
（2）在实验中，小明同学采用的实验方法是使牛奶、豆浆都升高 _____（选填“相同”或“不同”）的温度，通过比较加热 _____的多少来反映物质吸收热量的多少；
（3）分析上表数据可知，当温度都升高30℃，牛奶吸收的热量 _____（选填“大于”、“小于”或“等于”）豆浆吸收的热量，这表明 _____的吸热能力强。
2、用如图所示甲、乙两套相同的装置，可完成两个实验：实验一“探究不同物质吸热升温的现象”，实验二“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”。

（1）进行实验一时，烧杯中应装入质量______（选填“相等”或“不等”）的______（选填“同种”或“不同种”）的液体，可以通过______（选填“升高的温度”或“加热时间”）来比较两种液体吸收热量的多少；
（2）进行实验二时，______（选填“需要”或“不需要”）记录燃料充分燃烧所用时间。

-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、D
【详解】
电炉通电后，电能会转化为内能使得电炉丝发热，热量会辐射给铝壶；然后热量会通过热传导的方式传递给壶底的冷水，壶底的水温升高后又以热对流的方式传递给上面的水，最终水温共同升高到相同的温度，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
3、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；
4、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。
5、C
【详解】
水壶内的水沸腾时，壶盖被水蒸气顶起，此过程中是将内能转化为机械能，内燃机工作的做功冲程能量转化关系与其相同，故ABD不符合题意；故C符合题意。
故选C。
6、B
【详解】
如图所示实验中，木塞冲出时，是试管内水蒸气对木塞做功，将水蒸气的内能转化为木塞的机械能，那么水蒸气的内能减小，温度降低，水蒸气液化成小水珠，于是试管口出现了白雾，而内燃机的做功冲程是内能转化为机械能，所以这个能量转化与内燃机做功冲程相同，故ACD正确，不符合题意，B错误，符合题意。
故选B。
7、C
【详解】
A．刀刃非常锋利，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强的，故A错误；
B．用铁锅炒菜，是因为铁的导热能力强，故B错误；
C．天然气燃烧时，消耗化学能，得到内能，将化学能转化为内能，故C正确；
D．炒菜过程中，鸡蛋吸收热量，温度升高，是通过热传递的方式增加了内能，故D错误。
故选C。
8、C
【详解】
A．人吃冰淇淋，感觉很凉爽，是因为人的体温较高，冰淇淋的温度较低，两者存在温度差，发生热传递，人的体温降低，感觉很凉爽，故A正确，不符合题意；
B．改变物体内能的两种方式，做功和热传递；冬天搓手取暖，双手互相摩擦，双手温度升高，内能增加，这是通过做功改变物体的内能，故B正确，不符合题意；
C．酒精喷在手上感到凉快，酒精是液体，容易汽化，在手上容易汽化，汽化要吸热，吸收手的热量，手温度降低，人感到凉快，所以这是汽化吸热，故C错误，符合题意；
D．夏天刚从冰箱拿出来的冰棍外有白霜，是因为冰棍长时间在冰箱内，温度较低，空气中的水蒸气直接凝华成小冰晶，即冰棍外的白霜，这是凝华现象，故D正确，不符合题意。
故选C。
9、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。
10、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。
二、填空题
1、     扩散     6.72×105
【详解】
[1]闻到香味说明香味分子在做无规则运动，这是扩散现象。
[2]水吸收的热量

2、     620     做功
【详解】
[1]氦气吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=3100J/(kg⋅℃)×0.02kg×(30-20)℃=620J
[2]撤去力，氦气推动活塞做功，将氦气的内能转化为活塞的机械能，这个过程与汽油机的做功冲程相同。
3、     98     继续吸热，温度保持不变    
【详解】
[1]液体沸腾时保持不变的温度叫沸点，由图像可知，水的沸点是98℃。
[2]从时刻开始，虽继续加热，但水的温度保持不变，故沸腾过程的特点是继续吸热，温度保持不变。
[3]这些水由60℃加热至90℃需要吸收的热量是

4、     吸收     扩散     热值
【详解】
（1）[1]带电体具有吸引轻小物体的性质，纤维表面携带大量电荷，能够吸引空气中的轻小物体。
[2]用洗手液洗手时，会闻到酒精的气味，属于扩散现象，是分子无规则运动形成的。
（2）[3]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氢时，可以放出更多的热量。
5、     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。
三、计算题
1、 (1)6.72×105J；(2)0.04m3
【详解】
(1)水吸收的热量
Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J
(2)天然气放出的热量
Q放==1.68×106J
需要天然气的体积
=0.04m3
答：(1)水需要吸收6.72×105J热量；
(2)烧开这壶水需要燃烧0.04m3天然气。
2、（1）3.4×107J/kg；（2）7.14×105J；（3）10.5％
【详解】
解：（1）由题可知，完全燃烧0.2kg的木炭放出的能量约为6.8×106J，故木炭的热值为

（2）10kg的水温升高17℃所吸收的热量为

（3）炭炉烧水的效率

答：（1）木炭的热值为3.4×107J/kg；
（2）10kg的水温度升高17℃所吸收的热量为7.14×105J；
（3）此炭炉烧水的效率为10.5%。
3、（1）；（2）；（3）80%
【详解】
解：（1）水吸收的热量是

（2）天然气完全燃烧放出的热量是

（3）该热水器本次加热的效率是

答：（1）此过程中，水吸收的热量是；
（2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量是；
（3）该热水器本次加热的效率是80%。
4、（1）；（2）；（3）150g，250g
【详解】
解：（1）水至少需要吸收热量为

（2）消耗了0.02m3天然气放出的热量为

所以烧水时的热效率为

（3）根据题意，可得平衡关系式为

解方程可得

所以热水质量为

答：（1）将0.5kg，20℃的水烧开，水至少需要吸收热量为；
（2）烧水时的热效率为。
（3）小明的爸爸要用开水和20℃的冷水兑出400g、50℃的温水，需要开水和冷水各为150g、250g。
5、（1）；（2）
【详解】
解：（1）水温升高

（2）水吸收的热量为

答：（1）水温升高；
（2）将这些水烧开，需吸收热量。
四、实验探究
1、     温度计     停表     相同     加热时间     大于     牛奶
【详解】
（1）[1][2]在实验过程中需要用天平测质量，用温度计观察两种液体升高的温度，用停表记录时间，所以该实验需要的测量工具有天平，温度计和停表。
（2）[3][4]由实验表格可以知道，牛奶和豆浆所用质量相同，每次都是让它们升高相同的温度，来比较加热时间从而反映出物质吸热的多少。
（3）[5][6]由实验表格数据可知，当温度都升高30℃，牛奶所用的加热时间比豆浆长，又因为相同的酒精灯加热相同时间提供的热量相同，则加热时间越长物质吸收的热量越多，所以当温度都升高30℃，牛奶吸收的热量大于豆浆吸收的热量；由可知，两种质量相同的不同的物质，升高相同温度时，吸收热量越多的比热容更大，所以牛奶的比热容更大，其吸热能力更强。
2、     相等     不同种     加热时间     不需要
【详解】
（1）[1][2][3]进行实验一时。由控制变量法，烧杯中应装入质量相等的不同种液体；由转换法，可以通过加热时间来比较两种液体吸收热量的多少。
（2）[4]要质量相等的不同燃料燃烧放出的热量，是用燃料燃烧来加热质量相同的同种液体。因此只需要将燃料充分燃烧，不需要记录燃料充分燃烧所用的时间。