2022-2023學年度滬粵版九年級物理上冊第十二章內能與熱機專項訓練試卷(解析版)

滬粵版九年級物理上冊第十二章內能與熱機專項訓練考試時間：90分鐘；命題人：物理教研組考生注意：1、本卷分第I卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分，滿分100分，考試時間90分鐘2、答卷前，考生務必用0.5毫米黑色簽字筆將自己的姓名、班級填寫在試卷規(guī)定位置上3、答案必須寫在試卷各個題目指定區(qū)域內相應的位置，如需改動，先劃掉原來的答案，然后再寫上新的答案；不準使用涂改液、膠帶紙、修正帶，不按以上要求作答的答案無效。第I卷（選擇題20分）一、單選題（10小題，每小題2分，共計20分）1、關于燃料及其熱值，下列說法中正確的是（）A．沒有燃燒的燃料，熱值等于零B．燃料完全燃燒時，它的熱值最大C．燃料的熱值與質量和燃燒狀態(tài)無關D．燃料燃燒時溫度越高，放出的熱量越多2、冬泳逐漸成為人們喜愛的鍛煉方式，關于冬泳的情景下列描述正確的是（）A．冬泳運動員口中呼出的“白氣”是液體汽化形成的B．出水后有風吹過感覺更冷是由于體表水分蒸發(fā)加快吸熱C．水易流動且沒有固定形狀說明水分子間沒有作用力D．上岸后通過“烤火”取暖主要是做功改變了人體的內能3、2021年10月16日，搭載神舟十三號載人飛船的長征二號F遙十三運載火箭，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射情景如圖，下列描述正確的是（）A．火箭發(fā)射時出現的大量“白氣”是汽化現象B．火箭點火升空過程中是由機械能轉化為內能C．噴出的燃氣主要通過熱傳遞使空氣內能增大D．火箭噴出燃氣后周圍空氣分子的熱運動減緩4、如圖所示，是根據“探究不同物質吸熱能力”實驗數據繪制的a、b物質的溫度﹣時間圖像，實驗中兩種物質的質量相同，初溫度相同，選用的加熱器相同，由圖像可知（）A．加熱相同時間，a物質吸收熱量多，比熱容小B．加熱時間相同，a物質的末溫度高，比熱容大C．吸收熱量相同，b物質溫度升高慢，比熱容小D．吸收熱量相同，b物質的末溫度低，比熱容大5、汽車發(fā)動機用水作冷卻液，是因為水的（）A．比熱容大 B．密度大 C．體積大 D．內能大6、如圖所示，用酒精燈給試管中的水加熱，水溫上升，直至沸騰一段時間后，會看到試管口的橡皮塞被沖出。下列描述正確的是（）A．試管中的水在升溫過程中是通過做功的方式增加內能的B．試管中的水沸騰時吸收熱量，溫度升高C．水蒸氣對橡皮塞做功，水蒸氣的內能增加D．水蒸氣對橡皮塞做功，其能量轉化與汽油機做功沖程的能量轉化相同7、如圖為汽油機工作循環(huán)中的某個沖程，關于此沖程的說法正確的是（）A．進氣門打開，排氣門關閉 B．噴油嘴噴出霧狀汽油C．靠飛輪的慣性完成 D．內能轉化為機械能8、下列說法錯誤的是（）A．人吃冰淇淋，感覺很涼爽——熱傳遞B．冬天搓手取暖——做功改變物體的內能C．酒精噴在手上感到涼快——液化吸熱D．夏天剛從冰箱拿出來的冰棍外有白霜——凝華9、熱學世界真了不起，揭開了隱藏在物質世界深處的秘密，瓦特發(fā)明的蒸汽機推動了第一次工業(yè)革命……。下列有關熱現象描述正確的是（）A．物體吸收熱量后內能一定增大，溫度一定升高B．不同物質組成的質量相同的物體，放出同樣多的熱量時，降溫較多的物體其物質比熱容較大C．柴油機在吸氣沖程中吸入汽缸的是柴油和空氣的混合物D．登山運動員在高山上用高壓鍋煮飯，是因為高山上氣壓小，液體沸點低，米飯不易煮熟10、自2022年秋季開始，勞動課將成為中小學的一門獨立課程。課程要求5-6年級的學生要學會做西紅柿炒雞蛋等家常菜。關于炒菜過程中涉及到的物理知識，下列判斷正確的是（）A．切西紅柿的鋒利刀刃可以增大壓力 B．用鐵鍋炒菜是因為鐵的比熱容大C．天然氣燃燒時將化學能轉化為內能 D．炒菜過程中雞蛋的內能保持不變第Ⅱ卷（非選擇題80分）二、填空題（5小題，每小題4分，共計20分）1、汽油機的轉速為3000r/min，則1s內汽油機對外做功______次，活塞往復運動______次?2、請根據如表中提供的信息，回答下列問題：物質比熱容J/（kg·℃）物質比熱容J/（kg·℃）銀0.14×103沙石0.92×103水4.2×103冰2.1×103（1）由于水比沙石的比熱容大，相同質量的水和沙石，吸收或放出相等的熱量，水升高或降低的溫度比沙石______，所以沿海地區(qū)的晝夜溫差比內陸地區(qū)______；（兩空均選填“大”或“小”）（2）一杯質量為0.2kg的水，溫度從70℃降到20℃，在此過程中，水放出的熱量為______J，水的比熱容______（選填“增大”、“減小”或“不變”）；（3）冷卻食品時，0℃的水與0℃的冰相比，用______冷卻效果更好，你判斷的依據是______。3、熱水器將質量為20kg、溫度為15℃的水加熱到65℃，消耗天然氣0.15m3，在此過程中水吸收的熱量是______J，熱水器的熱效率是______。[c水=4.2×103J/（kg·℃）；q天然氣=3.2×107J/m3]4、如圖一只瓶子，內裝一些鐵屑。我們既可以通過振蕩，也可以通過加熱，使鐵屑的溫度升高，內能增大。從改變物體內能的方法來看，前者是通過_______方法，后者是通過_______方法來增大鐵屑的內能。如果你沒有看到內能改變的過程。僅憑鐵屑溫度的改變，能否確定采用了什么方法改變了鐵屑的內能?_____(選填“能”或“不能”)，這是因為____________________。5、實驗室溫度計玻璃泡里的液體通常用煤油，在溫度計示數上升過程中，煤油的內能是通過______的方式增大的。三、計算題（5小題，每小題8分，共計40分）1、如圖所示是一輛滿載防疫物資的貨車，質量為30t，靜止時對水平地面的壓強為3×105Pa。貨車以15m/s的速度在平直公路上勻速行駛9km，消耗柴油10kg，發(fā)動機的輸出功率為225kW。（g取10N/kg，柴油的熱值q=4.0×107J/kg）求：（1）貨車車輪與水平地面接觸的總面積是多少？（2）貨車受到的阻力是多少？（3）貨車發(fā)動機的效率是多少？2、氫燃料具有清潔無污染、效率高等優(yōu)點，被認為是二十一世紀最理想的能源，氫燃料新能源公交車逐漸在很多城市投放使用。氫的熱值為1.4×108J/kg，，求：（1）質量為0.6kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量是多少？（2）若放出的熱量全部被初溫為15℃的水吸收后，水的溫度升高到65℃，則水質量是多少？（3）燃燒0.5kg的氫燃料可以使汽車做功4.2×107J，則氫燃料公交車的效率為多少？3、淬火是金屬熱處理工藝之一，把金屬制品加熱到一定溫度后放在水、油或空氣中迅速冷卻，以提高金屬的硬度和強度?，F將一質量為1.5kg的金屬塊加熱到420℃，然后放在室溫為20℃的空氣中自然冷卻，求：（1）金屬塊在冷卻過程中放出多少熱量？（2）若把這些熱量全部用于給35℃、1kg的水加熱，在一標準大氣壓下水溫升高多少攝氏度？[已知金屬的比熱容為0.49×103J/(kg·℃)，水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)]4、《成都市低碳城市建設2019年度計劃》中提出，我市將完善城市綠色交通體系，新增110輛氫燃料電池公交車。氫燃料具有清潔無污染、效率高等優(yōu)點，被認為是21世紀最理想的能源，[c水=4.2×103J/(kg?℃)；q氫=1.4×108J/kg]求：（1）質量為0.3kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量；（2）若這些熱量全部被質量為200kg，溫度為10℃的水吸收，求水升高的溫度。5、某電壓力鍋，額定電壓220V，有加熱和保溫兩個擋位，其簡化電路圖如圖甲所示。R1、R2都是加熱電阻，加熱擋時只有電阻R1工作，加熱功率為800W；保溫時只有電阻R2工作，電阻R2=1210Ω。S為溫控開關，可自動實現“加熱”和“保溫”狀態(tài)的轉換。求：（1）R1的阻值和壓力鍋的保溫功率。（2）將2L水從23℃加熱到63℃，水吸收的熱量是多少?若壓力鍋的加熱效率為84%，額定電壓下，加熱這些水，需要多少秒？【ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J（kg·℃）】（3）用電高峰期電壓會降低。若電路中只讓壓力鍋單獨工作600s，圖乙中的電能表轉盤轉了330轉，請算出它的實際加熱功率。四、實驗探究（2小題，每小題10分，共計20分）1、如圖甲所示為盾構機，盾構機在地下掘進時，為了保證隧道方向不出偏差，采用了激光自動導向系統(tǒng)。圖乙所示是盾構機的結構圖，在推進液壓缸的推動下，刀盤向前切割泥巴，收入土倉，再由螺旋輸送機往后輸送泥漿到皮帶輸送系統(tǒng)。如表是盾構機的有關數據：盾構機長/m盾構機直徑/m盾構機質量/t每分鐘前進距離/mm推進系統(tǒng)功率/kW刀盤功率/kW最大推進力/kN螺旋輸送量/m3h-1576.61100808095036000360（1）刀盤向前切割泥巴過程中，溫度升高，這是通過______的方式改變內能的。用水循環(huán)給滾刀降溫，這是利用水的______較大的原理；（2）盾構機在地下掘進時，下列說法中正確的是______（多選，填字母符號）；A．激光器可以固定在地面上B．盾構機的激光導向應用了光的反射定律C．激光器必須固定安裝在盾構機上D．盾構機的激光導向應用了光的直線傳播（3）若泥土的密度為2×103kg/m3，則螺旋輸送機每分鐘從土倉里輸送出來的泥土的質量是______t；（4）當推進系統(tǒng)以最大的推進力工作時，推進效率是______；（5）盾構機的推進液壓缸有30個，每個液壓缸的原理圖如丙所示的容器，里面裝有密閉液體，容器兩端活塞的面積分別是S1、S2，其中大活塞連接刀盤。作用在兩個活塞的壓力分別是F1、F2，根據帕斯卡原理，把一個力施加在一端的活塞上，產生的壓強通過密閉液體傳到另一端的的活塞上，兩個活塞受到密閉液體的壓強相等。這樣就能夠將較小的力通過液體放大，使刀盤獲得了較大的推進力。已知液壓缸兩端活塞面積之比S1∶S2＝1∶20，如果要刀盤產生最大的推進力，每個缸的S1端應該要至少施加______N的力。2、下列兩個裝置都可以通過燃料燃燒，將化學能轉化為內能，并利用內能做功。觀察甲、乙兩圖情景。(1)在圖甲中，按動火花發(fā)生器的按鈕。可以觀察到的現象是______；(2)從能量轉化方面看，圖甲的實驗過程與四沖程汽油機的______沖程相似；(3)甲、乙兩個裝置對應兩種不同熱機原理，其中與圖乙對應的熱機是______燃機。在工業(yè)實際應用中，與圖______（選填甲、乙序號）原理對應的熱機效率一般更高。-參考答案-一、單選題1、C【詳解】ABC．熱值是燃料自身的一種屬性，大小與燃料的質量、溫度、燃燒情況無關，故AB錯誤，C正確；D．根據公式Q=mq可知，燃料燃燒放出的熱量多少與燃料的熱值、燃料的質量有關，與燃燒時的溫度無關，故D錯誤。故選C。2、B【詳解】A．冬泳運動員口中呼出的“白氣”是空氣中的水蒸氣液化形成的小水滴，故A錯誤；B．在有風時出水后感覺特別冷，是由于風加快了人體表水分的蒸發(fā)，而體表水蒸發(fā)吸熱，導致人體內能減小，溫度降低，故B正確；C．水易流動且沒有固定形狀，說明水分子間作用力較固體分子間的作用力弱，而不是沒有作用力，故C錯誤；D．上岸后通過“烤火”取暖使人體吸收火的內能，使身體內能增加，溫度升高，主要是熱傳遞改變了人體的內能，故D錯誤。故選B。3、C【詳解】A．火箭發(fā)射時出現的大量“白氣”是由于大量的水蒸氣遇到冷空氣液化形成的小水珠，屬于液化現象，故A錯誤；B．火箭點火升空過程中消耗燃料，燃料燃燒釋放的內能轉化為使火箭升空的機械能，故B錯誤；C．噴出的燃氣時釋放大量熱量，主要通過熱傳遞使空氣內能增大，故C正確；D．火箭噴出燃氣時，周圍空氣溫度升高，故周圍空氣分子的熱運動加快，故D錯誤。故選C。4、D【詳解】A．加熱器相同，說明加熱器相同的時間內釋放的熱量相同，加熱時間相同，故吸收的熱量是相同的，故A錯誤；B．加熱時間相同，吸收相同的時間內，a升溫快，說明a的比熱容比較小，故B錯誤；C．吸收熱量相同，b物質溫度升高慢，b的比熱容大，故C錯誤；D．吸收熱量相同，b物質的末溫度低，升溫比較慢，故b的比熱容大，故D正確。故選D。5、A【詳解】因為水的比熱容大，相同質量的水和其它物質比較，升高相同的溫度，水吸收的熱量多，所以人們用冷水冷卻發(fā)動機。故選A。6、D【詳解】A．試管中的水在升溫過程中是通過熱傳遞的方式增加內能的，故A錯誤；B．試管中的水沸騰時吸收熱量，溫度不變，故B錯誤；C．水蒸氣對橡皮塞做功，水蒸氣的內能減小，故C錯誤；D．水蒸氣對橡皮塞做功，將內能轉化為機械能，其能量轉化與汽油機做功沖程的能量轉化相同，故D正確。故選D。7、D【詳解】A．如圖所示，是做功沖程，進氣門、出氣門都關閉，故A錯誤；B．該內燃機是汽油機，是火花塞點火，而不是噴油嘴噴柴油，故B錯誤；C．做功沖程中飛輪的轉動是靠汽油的內能轉化為機械能，并不是靠慣性完成的，故C錯誤；D．做功沖程，將內能轉化為機械能，故D正確。故選D。8、C【詳解】A．人吃冰淇淋，感覺很涼爽，是因為人的體溫較高，冰淇淋的溫度較低，兩者存在溫度差，發(fā)生熱傳遞，人的體溫降低，感覺很涼爽，故A正確，不符合題意；B．改變物體內能的兩種方式，做功和熱傳遞；冬天搓手取暖，雙手互相摩擦，雙手溫度升高，內能增加，這是通過做功改變物體的內能，故B正確，不符合題意；C．酒精噴在手上感到涼快，酒精是液體，容易汽化，在手上容易汽化，汽化要吸熱，吸收手的熱量，手溫度降低，人感到涼快，所以這是汽化吸熱，故C錯誤，符合題意；D．夏天剛從冰箱拿出來的冰棍外有白霜，是因為冰棍長時間在冰箱內，溫度較低，空氣中的水蒸氣直接凝華成小冰晶，即冰棍外的白霜，這是凝華現象，故D正確，不符合題意。故選C。9、D【詳解】A．改變內能的方式有做功和熱傳遞兩種，物體吸收熱量內能增大，放出熱量內能減??；物體對外做功內能減小，外界對物體做功內能增大；當物體只吸收熱量沒有對外做功時，物體內能是增大的，但物體吸收熱量時，溫度不一定上升，比如晶體熔化過程中，物體吸收熱量但溫度不變，故A錯誤；B．由物體放熱公式的變形可得根據上式可得，當物質的質量m和吸收的放出的熱量Q放相同時，溫度下降量Δt越大，物質的比熱容c越小，故B錯誤；C．柴油機使用的點火方式是壓燃式，在做功沖程中由噴油嘴噴出油霧，故柴油機在吸氣沖程中只吸入空氣不需要吸入柴油，故C錯誤；D．液體的沸點和大氣壓有關，大氣壓越低，液體沸點越低，而大氣壓的大小又和海拔高度有關，海拔高度越高，大氣壓越低，因此在高山上，液體的沸點會低于標準大氣壓下的沸點，導致煮飯時溫度較低，不易煮熟，因此登山運動員用高壓鍋煮飯，高壓鍋形成一個密閉空間，當里面的液體汽化時，有大量水蒸氣聚集在液面以上，增大了液面上方的氣壓，從而提高液體沸點，將飯煮熟，故D正確。故選D。10、C【詳解】A．刀刃非常鋒利，是在壓力一定時，通過減小受力面積來增大壓強的，故A錯誤；B．用鐵鍋炒菜，是因為鐵的導熱能力強，故B錯誤；C．天然氣燃燒時，消耗化學能，得到內能，將化學能轉化為內能，故C正確；D．炒菜過程中，雞蛋吸收熱量，溫度升高，是通過熱傳遞的方式增加了內能，故D錯誤。故選C。二、填空題1、

25

50【詳解】[1][2]四沖程內燃機的一個工作循環(huán)中，曲軸轉動2周，活塞往復運動2次，完成4個沖程，對外做功1次，該汽油機的轉速為表示飛輪每秒轉動的圈數為50，則曲軸轉動50周，活塞往復運動50次，每秒完成25個工作循環(huán)，對外做功25次。2、

小

小

4.2×104

不變

0℃的冰

見解析【詳解】（1）[1][2]水的比熱容比沙石的比熱容大，由Q=cmΔt可知，相同質量的水和沙石，吸收或放出相等的熱量時，水升高或降低的溫度比沙石小，沿海地區(qū)的晝夜溫差比內陸地區(qū)小。（2）[3]水放出的熱量Q放=cm(t0-t)=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(70℃-20℃)=4.2×104J[4]比熱容是物質的一種特性，水溫度降低、狀態(tài)不變，則水的比熱容大小不變。（3）[5][6]質量相同的0℃的冰和0℃的水，雖然溫度相同，但是0℃的冰變成0℃的水多一個熔化吸熱過程，直到冰全部熔化后溫度才可能繼續(xù)上升。所以質量相同的0℃的冰和0℃的水，升高到相同溫度，0℃的冰吸熱更多一些，故質量相同的0℃的冰冷卻效果更好。3、

87.5%【詳解】[1]水吸收的熱量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/（kg·℃）×20kg×（65℃-15℃）=4.2×106J[2]消耗的天然氣完全燃燒放出的熱量為Q放=Vq=0.15m3×3.2×107J/m3=4.8×106J熱水器的熱效率為4、

做功

熱傳遞

不能

做功和熱傳遞改變物體的內能是等效的【詳解】[1]通過振蕩，使鐵屑的溫度升高，內能增大，是通過做功的方法改變物體的內能。[2]通過加熱，使鐵屑的溫度升高，內能增大，是通過熱傳遞的方法改變物體的內能。[3]僅憑鐵屑溫度的改變，不能確定采用了什么方法改變了鐵屑的內能。[4]因為做功和熱傳遞改變物體的內能是等效的。5、熱傳遞【詳解】在溫度計示數上升過程中，煤油從被測物體吸收熱量，內能增加，是通過熱傳遞的方式增大煤油內能的。三、計算題1、（1）1m2；（2）1.5×104N；（3）33.75%【詳解】解：（1）貨車的質量m=30t=3×104kg貨車受到的重力G=mg=3×104kg×10N/kg=3×105N貨車靜止在水平地面上，對地面的壓力大小等于它所受的重力，即F壓=G=3×105N貨車車輪與水平地面接觸的總面積（2）發(fā)動機的輸出功率P=225kW=2.25×105W由得牽引力由于貨車做勻速直線運動，牽引力和阻力是平衡力，所以阻力f=F=1.5×104N（3）貨車勻速行駛的路程s=9km=9×103m牽引力做功放出的熱量發(fā)動機的效率答：（1）貨車車輪與水平地面接觸的總面積是1m2；（2）貨車受到的阻力是1.5×104N；（3）貨車發(fā)動機的效率是33.75%。2、（1）8.4×107J；（2）400kg；（3）60%【詳解】解：（1）質量為0.6kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量Q放1＝m1q＝0.6kg×1.4×108J/kg＝8.4×107J（2）放出的熱量全部被初溫為15℃的水吸收，則有Q吸＝Q放1＝8.4×107J由Q吸＝cm(t﹣t0)可知，水的質量（3）燃燒0.5kg的氫燃料放出的熱量Q放2＝m2q＝0.5kg×1.4×108J/kg＝7×107J公交車的效率答：（1）質量為0.6kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量是8.4×107J；（2）水的質量為400kg；（3）氫燃料公交車的效率為60%。3、（1）2.94×105J；（2）65℃【詳解】解：（1）金屬塊放出的熱量Q放=c金m金Δt金=0.49×103J/(kg?℃)×1.5kg×(420℃-20℃）=2.94×105J（2）由題知，水吸收的熱量Q吸=Q放=2.94×105J由Q吸=cmΔt得，水升高的溫度為Δt===70℃水的末溫為t水=Δt+t0水=70℃+35℃=105℃因為一個標準大氣壓下水的沸點是100℃，所以水溫升高到100℃后水溫不再上升，則水實際上升的溫度為Δt水=100℃-35℃=65℃答：（1）金屬塊在冷卻過程中放出熱量為2.94×105J；（2）若把這些熱量給35℃、1kg的水加熱，在一標準大氣壓下水溫升高65℃。4、（1）4.2×107J；（2）50℃【詳解】解：（1）完全燃燒0.3kg的氫燃料放出的熱量Q放=m氫q氫=0.3kg×1.4×108J/kg=4.2×107J（2）由題意可知，水吸收的熱量Q吸=Q放=4.2×107J由Q吸=cm?t得水升高的溫度答：（1）質量為0.3kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量為4.2×107J；（2）水升高的溫度為50℃。5、（1）60.5Ω，40W；（2）3.36×105J，；（3）660W【詳解】解：（1）加熱擋時只有電