2022-2023学年度沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机专项测评练习题(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、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3107J/kg，水的比热容为4.2103J/(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2188水2150A2min内油吸收的热量为3104JB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2、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3、国家速滑馆在冬奥会历史上首次采用“二氧化碳跨临界直冷制冰”技术。技术原理简化如图，下列说法正确的是（）ACO2经过压缩机时温度降低BCO2经过冷凝器时发生凝华CCO2经过膨胀阀时发生升华DCO2经过蒸发器时吸收热量4、下列四张图中利用热传递来改变物体内能的是A钻木取火B煤炉烧水C压缩空气升温D搓手取暖5、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6、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7、下面是对生活中一些事例的判断，其中正确的是（）A冰熔化时温度不变，内能也不变B钻木取火利用热传递改变内能C用热水袋取暖利用了水的比热容小的特性D高压锅应用了气压增大水的沸点升高的原理8、下列说法正确的是（）A“钻木取火”是通过做功来改变物体的内能B内燃机的吸气冲程是将内能转化为机械能的过程C物体的质量越大比热容越大D0的冰没有内能9、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10、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第卷（非选择题 80分）二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）1、冬天，同学们喜欢用热水袋取暖，这是通过_的方式使手的内能增加；若热水袋中装有1kg的水，当袋内的水温从60降低到40时，其中水放出的热量是_J。2、如图所示，在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，看到的现象是_。这是因为活塞压缩空气，使空气的内能_，温度升高，这一过程与内燃机工作的_冲程原理相同。3、今年5月18日复课后，为了保障每位师生的安全，学校每天都要对公共场所喷洒84消毒液来进行消杀。消杀过后，同学们都闻得到消毒液的味道，这是_现象；在治疗高烧病人时，可以采用敷冰袋的方式来退烧，这实际上就是采用_的方法来改变物体内能。4、煤油的比热容为，它的单位读作_，它表示质量为1千克的煤油，温度每升高1时，_为2.1103焦。煤油的温度升高时，它的比热容将_（选填“变大”、“变小”或“不变”）。5、如图所示，小明在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团硝化棉，用力将活塞迅速下压，棉花被点燃，此过程的能量转化方式与柴油机的_冲程相同。小明参加了一次长跑，身体消耗的能量约为8.4106J，这些能量相当于完全燃烧_m3的天然气，若天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收，则在标准大气压下这些热量可将_kg20的水烧开。（c水4.2103J/（kg）；q天然气4107J/m3）三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）1、用燃气锅炉烧水时，把质量为100kg初温为20的水加热到100，共燃烧了2m3天然气，已知水的比热容c水=4.2103J/（kg），天然气的热值q=4.2107J/m3，求：（1）水吸收的热量；（2）燃气锅炉烧水时的效率；（3）可燃冰是一种新型能源，它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质，可燃冰的热值约为1.41010J/m3，我国可燃冰已试采成功，技术处于世界领先地位若换用可燃冰为燃料，锅炉效率不变，则完全燃烧1m3可燃冰可以使初温为20的多少kg水温度升高到1002、氢燃料新能源公交车逐渐在不少城市投放使用。氢燃料的热值为1.5108J/kg，c水=4.2103J/（kg），求：（1）质量为0.56kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；（2）若放出的热量全部被质量为500kg，温度为15的水吸收，则水升高的温度；（3）如果氢燃料公交车的效率为70%，则燃烧0.56kg的氢燃料可使以140kW恒定功率匀速行驶的公交车能行驶多长时间。3、随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家。一辆使用汽油为燃料的小汽车，以108km/h的速度在平直路面上匀速行驶900m，此过程中发动机的实际功率为69kW。汽油的热值q=4.6107J/kg，小汽车发动机的效率为25%。求小汽车在这段路程中：（1）发动机所做的功；（2）消耗汽油的质量。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3.36107J/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、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1.0108J，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4.6107J/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。四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）1、物理实验课上，同学们分了若干小组做“探究冰熔化时温度的变化规律和“探究水沸腾时温度变化的特点”两个实验：（1）A组在图甲所示的烧杯中加入碎冰，等冰熔化成水再进行加热直至沸腾，在此过程中通过测量绘制了温度随时间变化的图象，如图乙所示。根据图象分析，冰的熔点是_，表示冰熔化过程是_段：由实验可知，冰在熔化过程中温度的特点是：_；（2）B组利用图丙所示的实验装置，“探究冰熔化时温度的变化规律”。这实验方法的优点是：_；试管中的冰完全熔化后，B组持续加热，继续“探究水沸腾时温度变化的特点”，发现在标准大气压下能得到图象中的DE段，但这段时间内试管中的水_（选填“能”或“不能”）沸腾，是因为_；（3）C和D两组同学选用相同的实验装置“探究水沸腾时温度变化的特点”，水的初温相同，且同时开始实验，但C组烧杯中的水先开始沸腾，原因可能是：_。图丁是C组根据记录的数据绘制的水温随时间变化的图象，请在图丁中大致画出D组根据记录的数据绘制的水温随时间变化的图象。( )2、小明用相同的酒精灯分别给煤油和水加热（如图甲），以探究水和煤油的吸热能力（1）本实验需要用到天平这一测量工具，目的是 _，且两种液体初温相同，这种研究方法被称为 _（2）对满足上述条件的水和煤油，加热10min，水吸收的热量 _（选填“大于”“小于”或“等于”）煤油吸收的热量，水升高的温度 _（选填“大于”“小于”或“等于”）煤油升高的温度，说明水的吸热能力 _（填“大于”“小于”或“等于”）煤油的吸热能力（3）根据实验数据,小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象如图乙所示,由图象可知，水的沸点是 _，煤油的比热容是 _J/（kg）c水=4.2103J/（kg）（4）若本次实验共消耗酒精20g,则这些酒精完全燃烧放出的热量是 _J（q酒精=3107J/kg）-参考答案-一、单选题1、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=4.2103J/(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6.3103J，故A错误；B由题意可知，酒精的热值为q=3107J/g，加热2min消耗了m酒精=1g=110-3kg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。2、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。3、D【详解】ACO2经过压缩机时，活塞压缩气体，对气体做功，机械能转化为内能，气体内能增加，温度升高，故A错误；B气态CO2经过冷凝器变为液态CO2，发生的是液化，故B错误；C液态CO2经过膨胀阀变为气态，发生的是汽化，故C错误；D液态CO2经过蒸发器变为气态，发生的是汽化现象，汽化吸热，故D正确。故选D。4、B【详解】改变物体内能有两种方式，分别为做功和热传递：A钻木取火，机械能转化成内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故A不符合题意；B煤炉烧水，水吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递的方式增加水的内能，故B符合题意；C压缩空气，使空气升温，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故C不符合题意；D用“搓手”的方法取暖，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故D不符合题意。故选B。5、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。6、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。7、D【详解】A冰熔化时吸热，温度不变，内能增大，故A错误；B钻木取火，是克服摩擦做功，使木头的内能增加、温度升高，达到木头的着火点而燃烧，属于做功改变物体的内能，故B错误；C水的比热容大，说明相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多。用热水袋取暖利用了水的比热容大的特性，故C错误；D高压锅的原理，是高压锅密封好，水沸腾时锅内气压增大，沸点升高，容易煮熟食物，故D正确。故选D。8、A【详解】A“钻木取火”将机械能转化为内能，涉及能量转化，故是通过做功来改变物体的内能，故A正确；B内燃机的吸气冲程没有涉及能量转化，故B错误；C比热容是物体的特性，描述物质吸收热量的能力，比热容的大小与质量无关，故C错误；D由于分子是在永不停息的做无规则运动，故任何物体都具有内能，故D错误。故选A。9、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。10、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。二、填空题1、 热传递 8.4104【详解】1冬天，同学们喜欢用热水袋取暖，温度高的热水袋将热量传递给温度低的手，通过热传递的方式使手的内能增加。2若热水袋中装有1kg的水，当袋内的水温从60降低到40时，其中水放出的热量是2、 硝化棉燃烧 增加 压缩【详解】12当把活塞迅速压下去后，活塞压缩气体做功，气体的内能增加，温度也会随之上升，当温度达到硝化棉的着火点时，会看到硝化棉燃烧。3活塞压缩空气使空气内能增加，这是机械能转化为内能，在内燃机四个冲程中，只有压缩冲程是机械能转化为内能，所以这一过程与内燃机工作的压缩冲程原理相同。3、 扩散 热传递【详解】1同学们能闻到消毒液的味道，是因为分子在永不停息地做无规则运动，这是扩散现象。2高烧病人温度高，而冰袋温度低，当冰袋与病人接触时，热量从病人传递给冰，冰吸热熔化，病人放出热量后，温度降低，内能减小，故这是采用热传递的方法来改变物体的内能的。4、 焦每千克摄氏度 吸收的热量 不变【详解】1物质的比热容是物体吸收的热量与物体质量和温度变化量的乘积的比值，其单位为，读作焦每千克摄氏度。2在热传递改变物体内能时，当物体温度升高，表明吸收了热量，温度降低则放出了热量，煤油的比热容为，它表示质量为1千克的煤油，温度每升高1时，吸收的热量为2.1103焦。3物质的比热容是物质的一种性质，只与物质的种类、状态等因素有关，与温度的变化无关，故煤油的温度升高时，它的比热容将不变。5、 压缩 0.21 12.5【详解】1小明在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团硝化棉，用力将活塞迅速下压，棉花被点燃，这是因为压缩筒内空气做功，使空气的内能增加；该实验中，活塞的机械能转化为筒内空气的内能，与内燃机的压缩冲程的能量转化方式相同。2由题意知，天然气完全燃烧放出的热量等于小明长跑时身体消耗的能量，由Q放=qV，可知需要燃烧的天然气体积为3由题意知，天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收，则水吸收的热量为Q吸=Q放=50%8.4106J=4.2106J由可得，水的质量为三、计算题1、（1）3.36107J；（2）40%；（3）16666.7kg【详解】解：（1）水吸收的热量Q吸=c水m水（tt0）=4.2103J/（kg）100kg（10020）=3.36107J（2）2m3天然气完全燃烧放出的热量Q放=V天然气q=2m34.2107J/m3=8.4107J燃气锅炉烧水时的效率（3）若换用可燃冰为燃料，完全燃烧1m3可燃冰放出的热量Q放=V可燃冰q可燃冰=1m31.41010J/m3=1.41010J锅炉效率不变，由可得水吸收的热量Q吸=Q放=40%1.41010J=5.6109J由Q吸=cm（tt0）得水的质量答：（1）水吸收的热量为3.36107J；（2）燃气锅炉烧水时的效率为40%；（3）完全燃烧1m3可燃冰可以使初温为20的16666.7kg水温度升高到1002、（1）8.4107J；（2）50；（3）420s【详解】(1)0.56kg的氢燃料完全燃烧放出的热量Q放=m氢q=0.56kg1.5108J/kg=8.4107J(2)由题意知道，水吸收的热量Q吸=Q放=8.4107J由知道，水升高的温度(3)公交车所做的功为W=Q放=8.4107J70%=5.88107J由 知道，公交车行驶时间答：(1)质量为0.56kg的氢燃料完全燃烧放出8.4107J热量；(2)若这些热量全部被质量为400kg，温度为15的水吸收，则水升高50；(3)这些热量能让该公交车匀速行驶420s。3、（1）；（2）0.18kg【详解】解：（1）汽车的速度为v=108km/h=30m/s由 得汽车的行驶时间为汽车发动机的功率为发动机所做的功为（2）汽油燃烧释放的热量为由Q=mq得汽油的质量为答：（1）发动机所做的功是；（2）消耗汽油的质量是0.18kg。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）9.2107J；（2）3.2107J；（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=4.6107J/kg2kg=9.2107J（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/h0.5h=40km=4104m故汽车行驶中牵引力所做的功为W=Fs=800N4104m=3.2107J（3）由题意可知，蓄电池增加的电能为W=1.0108J14%=1.4107J故汽车内燃机的效率为答：（1）燃油完全燃烧放出的热量为9.2107J；（2）牵引力做的功为3.2107J；（3）该油电混合动力汽车内燃机的效率为50%。四、实验探究1、 0 BC 温度保持不变 使物质受热均匀 不能 达到沸点，继续吸热 C组烧杯中的水质量较小 【详解】（1）123由图乙可知，BC段温度保持不变，这个过程所对应的温度0就是该晶体的熔点，处于熔化过程，不断吸收热量，温度保持不变。（2）4B组利用图丙所示的实验装置，采用水浴法加热，避免局部受热，使物质受热均匀。56沸腾的条件；达到沸点，不断吸热。在标准大气压下能得到图象中的DE段，即试管中的水可以达到沸点，因内外温度相同，不能继续吸热，所以不会沸腾。（3）7C和D两组同学选用相同的实验装置探究水沸腾的时温度变化特点，水的初温相同，水的沸点相同，水升高的温度相同，C组烧杯中的水先开始沸腾，说明C组所用的时间少，水吸收的热量少，由Q=cmt可知C组烧杯中水的质量较少。8实验装置相同，水在相同时间吸收的热量相同，水的初温相同，由Q=cmt可知，水的质量越少，升温越快，故D小组水的初温、沸点与C组相同，升温慢，加热到沸腾的时间长，图象如下：2、 控制水和煤油的质量相同 控制变量法 等于 小于 大于 98 2.1103 6105【详解】（1）12根据比较吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，本实验需要用到天平这一测量工具，目的是控制水和煤油的质量相等，实验中采用的是控制变量法。（2）345加热10min，由转换法可知水吸收的热量等于煤油吸收的热量；由图可知，水升高的温度要小于煤油升高的温度，所以水的吸热能力强。（3）67由图像可知，水吸热温度到达98后温度不再变化，因此水的沸点是98；由图乙知,水和煤油都升高9868=30水加热20分钟，煤油加热10分钟，水用的时间是煤油的2倍，即吸收的热量是煤油的2倍，根据Q=cmt，在质量、升温相同的情况下，吸收的热量与比热容成正比，故煤油的比热容是（4）8若本次实验共消耗酒精20g，则这些酒精完全燃烧放出的热量是