难点解析-沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机难点解析试题(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难点解析
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、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
2、关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（　　）
A．内能越大的物体所含有的热量一定越多
B．温度相同的两物体接触时不发生热传递
C．热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
D．同一物体内能减少，它的温度一定降低
3、以下四幅图中，说法正确的是（　　）

A．图甲所示，橡皮塞被冲开的过程与内燃机的做功冲程相同，都是机械能转化为内能
B．图乙所示，小孩从滑梯上面匀速滑下时，动能不变，机械能减少
C．图丙所示，搓手的过程是通过热传递的方式增加内能
D．图丁所示，下落的小球压缩弹簧到最短过程中，小球的动能一直减少
4、冬泳逐渐成为人们喜爱的锻炼方式，关于冬泳的情景下列描述正确的是（　　）
A．冬泳运动员口中呼出的“白气”是液体汽化形成的
B．出水后有风吹过感觉更冷是由于体表水分蒸发加快吸热
C．水易流动且没有固定形状说明水分子间没有作用力
D．上岸后通过“烤火”取暖主要是做功改变了人体的内能
5、有关燃料燃烧及燃料的热值，下面说法正确的是(　　)
A．燃料燃烧的过程中内能转化为化学能
B．燃料的热值越大，燃烧过程中放出的热量越多
C．燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
D．以上说法均不正确
6、2021年1月7日，罗庄气温-15。在这样温度低于0的环境里，小王在没有热源加热的情况下，他用两块冰来回摩擦的方法也让冰熔化了。下列成语中描述的现象与小王的方法原理相同的是（　　）
A．钻木取火 B．扬汤止沸 C．滴水成冰 D．炙手可热
7、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
8、如图所示，在试管里注入少量的水，用软木塞塞紧管口，用酒精灯加热。一会儿试管里的水沸腾了，水蒸气把软木塞向上冲起。下面解释正确的是（　　）

A．这个过程与内燃机的做功冲程类似
B．试管内水的内能增加是通过做功方式改变
C．酒精燃烧时是内能转化为化学能
D．管内水蒸气的内能减少，温度降低，在试管口变成白色的热空气
9、下列事例中，改变物体内能方式相同的是（　　）

A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④
10、如图所示，用酒精灯给试管中的水加热，水温上升，直至沸腾一段时间后，会看到试管口的橡皮塞被冲出。下列描述正确的是（　　）

A．试管中的水在升温过程中是通过做功的方式增加内能的
B．试管中的水沸腾时吸收热量，温度升高
C．水蒸气对橡皮塞做功，水蒸气的内能增加
D．水蒸气对橡皮塞做功，其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同
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、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。
2、如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，玻璃筒内空气的内能 _____（选填“增加”或“减少”），温度升高，这是通过 _____的方式改变物体的内能。

3、小丽用相同的电加热器分别对质量为0.2kg的水和0.3kg的另一种液体进行加热，得到的实验数据如图所示，则水在16min内吸收的热量为______J，另一种液体的比热容为______ J/(kg·℃)。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]

4、冬天天气很冷，哈气搓手取暖，其中“哈气”是通过______改变内能，“搓手”的过程是机械能转化为______。
5、2021年4月29日，中国“天和”号空间站核心舱成功发射升空，迈出了天宫号空间站建设的第一步，运载火箭以液氢为燃料是利用液氢的_______大，燃料燃烧会释放出巨大的内能，火箭残骸返回落入地球大气层时，与空气剧烈摩擦，使箭体温度很高，直至烧毁，这是以_______的方式改变物体内能。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、某功率恒为69kW的汽车，以34.5m/s的速度在平直公路上匀速行驶10min，完全燃烧了2.3kg汽油（q汽油＝4.5×107J/kg）。求该车在此过程中：
（1）牵引力多大？
（2）发动机的效率是多少？
2、某家庭用的煤气热水器，将 4 kg 的水从20℃加热到45℃，完全燃烧了0.021m3的煤气。已知 c水=4.2×103J/（kg·℃），q煤气=4×107J/m3，求：
（1）煤气完全燃烧放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）该热水器烧水的效率。
3、某物理兴趣小组的同学，用煤炉给50kg、初温为的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了2kg的煤，水的比热容为，煤的热值约为3×107J/kg。求：
（1）煤完全燃烧产生的热量；
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量；
（3）煤炉烧水时的热效率。

4、如图所示的油电混合动力汽车是一种新型节能汽车，这种油电混合动力汽车的内燃机工作时，给车提供动力的同时也给动力蓄电池组充电。已知某型号油电混合动力汽车所用的动力蓄电池组储存的最大电能是1.0×108J，若该车以80km/h的车速匀速直线行驶了0.5h。行驶过程中所受阻力大小为800N，动力蓄电池组的电能也增加了最大电能的14%，内燃机消耗燃油2kg。（燃油的热值4.6×107J/kg）求：
（1）燃油完全燃烧放出的热量；
（2）牵引力做的功；
（3）该油电混合动力汽车内燃机的效率。

5、如图所示为一款以汽油机为动力的小型多功能田园翻地机。其自重为60kg，静止在水平地面上时，与地接触面积为150cm2。汽油机的输出功率为1kW，在水平地面上匀速翻地时的速度为1.8km/h，（取q汽油﹦4×107J/kg，g﹦10N/kg）求：
（1）静止在水平地面上时，对地面的压强是多大？
（2）匀速翻地时翻地机受到的阻力是多大？
（3）若翻地工作时机汽油机的工作效率是25℅，翻地机每前进10km消耗多少kg汽油？

四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、小刚观点：“被100oC的水蒸气烫伤，要比被100oC的热水烫伤严重得多”。小刚设计了以下实验来验证。（热损失以及热胀冷缩对实验的影响忽略不计）
①将一定质量温度为的冷水装入一个双层玻璃真空保温杯中，液面如图甲所示位置，标记为A；
②向杯中插入导管，将100oC的水蒸气通入保温杯的冷水中（水蒸气全部被吸收），发现杯中水面明显上升；
③一段时间后，停止通入水蒸气，移出导管后，杯中液面位置如图乙所示，标记为B，再测出此时杯中水的温度为，比较发现高于。

（1）杯中水面上升是通入的水蒸气发生______（填物态变化名称）的结果；
（2）高于的原因是______；
（3）小刚的实验因没有对比以至不足以证明他的观点。请你再帮助小刚设计补充实验方案，简要叙述实验过程、测量的物理量及验证依据______。
2、探究物质的吸热本领：某实验小组用如图甲所示的装置比较水和煤油的吸热本领。

（1）加热前，在一个烧杯中倒入200g的水，需要在另一个相同烧杯中倒入______g的煤油（ρ煤油＝0.8×103kg/m3）；
（2）用两个相同规格的电加热器来加热水和煤油，每隔1min记录一次温度，整个实验操作无误。图乙中，若图线b反映水的温度随时间的变化规律，则图线______可以反映煤油的温度随时间的变化规律；
（3）同时停止加热，在相同质量的水和煤油温度降低的过程中，水放出的热量与降低的温度之比______（填“大于”“等于”或“小于”）煤油放出的热量与降低的温度之比；
（4）某小组实验完毕后没有将加热水的加热器断电，继续加热并绘制水的温度随时间变化的图像如图丙所示，此时图像中______段表示水的沸腾过程，这一过程水会继续______（填“吸收”或“放出”）热量。

-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、B
【详解】
A．热量是一个过程量，不能用“含有、具有”等词修饰，故A错误；
B．发生热传递的条件是存在温度差，温度相同的两物体不存在温度差，故接触时不会发生热传递，故B正确；
C．热量能自发的从温度高的物体向温度低的物体转移，而温度高的物体内能不一定大，故C错误；
D．同一物体内能减少时，它的温度不一定降低，例如晶体在凝固过程中，放出热量，内能减少，但温度不变，故D错误。
故选B。
3、B
【详解】
A．塞子冲出时，是试管内气体的内能转化为塞子增加的机械能，与内燃机的做功冲程能量转化相同，故A错误；
B．小孩从滑梯上面匀速滑下时，质量不变，动能不变，同时高度减小，故重力势能减小，机械能减少，故B正确；
C．搓手的过程是通过做功的方式改变内能，故C错误；
D．在运动过程中小球受重力与弹簧的弹力，当两力大小相等时，小球速度最大，即小球的速度先增大后减小，则小球的动能先增大后减小，故D错误。
故选B。
4、B
【详解】
A．冬泳运动员口中呼出的“白气”是空气中的水蒸气液化形成的小水滴，故A错误；
B．在有风时出水后感觉特别冷，是由于风加快了人体表水分的蒸发，而体表水蒸发吸热，导致人体内能减小，温度降低，故B正确；
C．水易流动且没有固定形状，说明水分子间作用力较固体分子间的作用力弱，而不是没有作用力，故C错误；
D．上岸后通过“烤火”取暖使人体吸收火的内能，使身体内能增加，温度升高，主要是热传递改变了人体的内能，故D错误。
故选B。
5、D
【详解】
A、燃料燃烧的过程中,是将化学能转化为内能的过程,故A错误;
B、燃料燃烧放出的热量与是否完全燃烧、燃料的热值和质量都有关系,因此热值大的燃料不一定放出的热量多,故B错误;
C、燃料的热值只与燃料的种类有关,与燃料的燃烧情况无关,故C错误
所以D选项是符合题意的.
【点睛】
热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等均无关.
6、A
【详解】
两块冰来回摩擦时，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，冰块的内能增加、温度升高，使冰块熔化了。
A．钻木取火时克服摩擦力做功，机械能转化为内能，木头的内能增加、温度升高，达到木头的着火点，木头会燃烧，是通过做功改变物体的内能，故A符合题意；
B．扬汤止沸是通过热传递改变物体的能，故B不符合题意；
C．滴水成冰是凝固现象，凝固过程中水放热、内能减小，是通过热传递改变物体的内能，故C不符合题意；
D．炙手可热是通过热传递改变物体的内能，故D不符合题意。
故选A。
7、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。
8、A
【详解】
B．用酒精灯加热，是通过热传递的方式使得水的内能增加，产生大量水蒸气，故B错误；
C．酒精灯燃烧时，把化学能转化为内能，故C错误；
D．水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能转化为木塞的机械能木塞冲出；此时水蒸气的内能减少，温度降低，液化为小水滴，即我们看到的白雾，故D错误；
A ．在汽油机的做功冲程中，燃气膨胀做功，将内能转化为机械能，所以汽油机的做功冲程是此原理的应用，故A正确。
故选A。
9、C
【详解】
①③④图是通过做功方式将机械能转化为内能；②图是通过热传递方式将内能从高温物体转移给低温物体，故C符合题意；故ABD不符合题意。
故选C。
10、D
【详解】
A．试管中的水在升温过程中是通过热传递的方式增加内能的，故A错误；
B．试管中的水沸腾时吸收热量，温度不变，故B错误；
C．水蒸气对橡皮塞做功，水蒸气的内能减小，故C错误；
D．水蒸气对橡皮塞做功，将内能转化为机械能，其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同，故D正确。
故选D。
二、填空题
1、     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。
2、     增加     做功
【详解】
[1][2]把活塞迅速压下去，通过做功的方式，机械能转化为玻璃筒内空气的内能，空气温度升高，点燃硝化棉。
3、     2.52×104     1.4×103
【详解】
[1]由图像可知，水的初温是10℃，16min时的末温是40℃，则水在16min内吸收的热量为
Q水吸=c水m水(t水-t0水)=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(40℃-10℃)=2.52×104J
[2]水16min吸收的热量是2.52×104J，所以水8min吸收的热量为

由于是用相同的电加热器加热，所以水和另一种液体在相同的时间内吸收的热量是相同的，即另一种液体8min吸收的热量也为1.26×104J。由图像可知，另一种液体从开始加热到第8min温度从20℃升高到50℃，根据公式Q水吸=c水m水(t水-t0水)可知，另一种液体的比热容为

4、     热传递     内能
【详解】
[1][2]冬天天气很冷，哈气搓手取暖，其中“哈气”是呼出的高温气体的热量传递给低温的手，使手的内能增加。因此是通过热传递改变内能；“搓手”的过程是通过摩擦的方式使手的内能增加，把机械能转化为内能。
5、     热值     做功
【详解】
[1]运载火箭为了减小自身的质量，希望能在燃料质量最小的同时获更多的能量，就需要选择热值大的燃料，液氢的热值在常见燃料中热值最大，是目前理想的选择，故选氢主要是因为其热值大。
[2]火箭残骸返回落入地球大气层时，与空气剧烈摩擦，火箭残骸把机械能转化为内能，这种方式是做功改变内能。
三、计算题
1、（1）2000N；（2）40%
【详解】
解：（1）汽车做匀速直线运动，则

（2）汽油完全燃烧放出的热量为
Q=mq=2.3kg×4.5×107J/kg=1.035×108J
汽车做的功为
W=Pt=69000W×10×60s=4.14×107J
则效率为

答：（1）该汽车行驶过程中所受到的牵引力为2000N；
（2）该汽车发动机的效率为40%。
2、（1）8.4×105J； （2）4.2×105J； （3）50%
【详解】
解：（1）由题意可知，煤气完全燃烧放出的热量为
Q放=Vq=0.021m3×4×107J/m3=8.4×105J
（2）由题意可知，水吸收的热量为

（3）由（1）（2）可知，该热水器烧水的效率为

答：（1）煤气完全燃烧放出的热量为8.4×105J；
（2）水吸收的热量为4.2×105J；
（3）热水器烧水的效率为50%。
3、（1）；（2）；（3）
【详解】
解：（1）由热量计算公式可得煤完全燃烧产生的热量为

（2）根据题意，如图所示，经过6min时间加热，水所吸收的热量为

（3）根据热效率的公式可得煤炉烧水时的热效率为

答：（1）煤完全燃烧产生的热量为；
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量为；
（3）煤炉烧水时的热效率为。
4、（1）9.2×107J；（2）3.2×107J；（3）50%
【详解】
解：（1）由题意可知，燃油完全燃烧放出的热量为
Q=mq油=4.6×107J/kg×2kg=9.2×107J
（2）因为汽车匀速直线行驶，所以汽车所受牵引力与阻力是一对平衡力，即
F=f=800N
由题意可知，汽车通过的路程为
s=vt=80km/h×0.5h=40km=4×104m
故汽车行驶中牵引力所做的功为
W=Fs=800N×4×104m=3.2×107J
（3）由题意可知，蓄电池增加的电能为
W′=1.0×108J×14%=1.4×107J
故汽车内燃机的效率为

答：（1）燃油完全燃烧放出的热量为9.2×107J；
（2）牵引力做的功为3.2×107J；
（3）该油电混合动力汽车内燃机的效率为50%。
5、（1）4×104Pa；（2）2000N；（3）2kg
【详解】
（1）已知该翻地机质量为60kg，且静止在水平地面上，则翻地机对地面的压力为

翻地机对地面的压强为

（2）由于该翻地机在水平地面上做匀速直线运动，则翻地机翻地时受到的阻力为

（3）翻地机前进10km做的功为

已知翻地机的工作效率时25%，则汽油完全燃烧释放的内能为

需要消耗的汽油质量为

答：（1）静止在水平地面上时，对地面的压强为4×104Pa；
（2）匀速翻地时翻地机受到的阻力为2000N；
（3）翻地机每前进10km需要消耗2kg汽油。
四、实验探究
1、     液化     液化放热和热传递     见解析
【详解】
（1）[1]将水蒸气通入装有冷水的双层玻璃真空保温杯中，水蒸气遇冷就会从气态变为液态即水蒸气发生液化，形成水。
（2）[2]水蒸气的温度较高，与冷水间存在热传递；水蒸气在双层玻璃真空保温杯中遇冷由气态变为液态，发生液化，水蒸气液化要放出热量；水蒸气液化时放出的热量被杯中的水吸收，水的温度升高，发生热传递，所以t2高于tl。
（3）[3]为了证明100oC的水蒸气液化放热比被100oC的热水同条件下放热多，在前实验的基础上，应另取一个相同的双层玻璃真空保温杯，在保温杯中倒入与第一个保温杯中质量相同，温度为t1的冷水，然后再倒入100℃的开水直至与第一个保温杯中水面相平，摇匀后测出此保温杯中水温t；将t与t2比较，若t2高于t，得出被100oC的水蒸气烫伤，要比被100oC的热水烫伤严重得多；否则不能。
2、     200     a     大于     BC     吸收
【详解】
（1）[1]探究物质的吸热本领，要控制不同液体的质量相同，加热前，在一个烧杯中倒入200g的水，需要在另一个相同烧杯中倒入200g的煤油。
（2）[2]由于水的比热容比煤油的大，故吸收相同的热量，煤油温度升高的快，若图线b反映水的温度随时间的变化规律，则图线a可以反映煤油的温度随时间的变化规律。
（3）[3]有可知，水的比热容比煤油的大，水放出的热量与降低的温度之比大于煤油放出的热量与降低的温度之比。
（4）[4][5]水沸腾时，吸热但温度保持不变，故BC段表示水的沸腾过程，这一过程水会继续吸热，但温度保持不变。