难点详解沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机同步训练练习题(含答案详解)

沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机同步训练
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、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
2、冬天，人们常搓手取暖，这个过程中的能量转化与四冲程内燃机的哪个冲程相同（）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
3、热学世界真了不起，揭开了隐藏在物质世界深处的秘密，瓦特发明的蒸汽机推动了第一次工业革命……。

下列有关热现象描述正确的是（）
A．物体吸收热量后内能一定增大，温度一定升高
B．不同物质组成的质量相同的物体，放出同样多的热量时，降温较多的物体其物质比热容较大
C．柴油机在吸气冲程中吸入汽缸的是柴油和空气的混合物
D．登山运动员在高山上用高压锅煮饭，是因为高山上气压小，液体沸点低，米饭不易煮熟
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、请你想象一下,假如“水的比热容变为原来的一半”,则可能会出现
A．同体积的水质量会减半B．沿海地区的夏季比内陆地区更凉爽
C．沿海地区的昼夜温差会变大D．水的沸点会升高超过100摄氏度
6、在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机，观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出。

该实验可模拟四冲程汽油机工作时的（）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
7、下列实例，通过做功改变物体内能的是（）
A．晒太阳B．搓手取暖C．用电褥子取暖D．向双手哈气取暖
8、如图所示，在四冲程汽油机工作过程中，获得动力的冲程是（）
A．吸气冲程B．压缩冲程
C．做功冲程D．排气冲程
9、如图所示，在试管里盛适量的水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。

下列说法正确的是（）
A．水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度升高
B．实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大
C．玻璃管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气
D．“白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的压缩冲程
10、关于图所示的热现象，说法正确的是（）
A．图甲中炙热的铁水具有内能，冰冷的冰块没有内能
B．图乙中冬天搓手取暖是将内能转化为机械能
C．图丙中用湿毛巾冷敷降温是通过热传递的方式减小人体的内能
D．图丁中能量转化与汽油机做功冲程能量转化都是机械能转化为内能
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、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”）。

2、1kg分类后的垃圾能“榨”出0.14kg燃料油，已知0.14kg燃料油完全燃烧释放的热量为
5.6×106J，则燃料油的热值为_________J/kg；利用相同的加热装置对等质量的液体A和B分别进行加热时，液体受热升温关系如图所示，两种液体比热容的大小关系为A c______B c（选填“>”、“<”或“=”）。

3、2020年12月17日凌晨，历经23天，嫦娥五号闯过地月转移、近月制动、环月飞行、月面着陆、自动采样、月面起飞、月轨交会对接、再入返回等多个难关，携带着质量是1731克的月球样品着陆地球，实现中国首次月球无人采样返回。

返回器落入大气层时，由于速度很快，与空气剧烈摩擦，使返回器表面温度很高，这是以________的方式改变物体内能，在返回过程中以月球为参照物，返回器是________的。

（填“运动”或“静止”）
4、如图所示，用酒精灯对试管里的水进行加热，水沸腾后，水蒸气推动软木塞使其迅速冲出管口，在软木塞被推出的过程中，能量转化情况与四冲程汽油机的______冲程相同，管口出现了白雾，这是______（填物态变化名称）现象。

5、2021年5月15日，“天问一号”着陆器成功降落在火星表面上。

降落过程中着陆器与火星大气摩擦，防护罩温度______（选填“升高”“降低”或“不变”），机械能转化为______能。

接着利用减速伞减速后抛去防护罩，再启动推力发动机向下喷气，如图所示，此过程中喷气对着陆器产生的作用力方向_______（选填“向上”或“向下”），使着陆器悬停在空中，寻找合适的位畳后降落。

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、飞机在高空中飞行时，在恒定的水平推力F作用下，以720km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，
需要燃烧的航空煤油4800kg。

已知飞机发动提供的机械功率是3.2×107W，航空煤油的热值为
4×107J/kg。

试求：在这1h内：
（1）航空煤油完全燃烧放出的热量是多少？
（2）发动机获得水平推力F是多大？
（3）该飞机发动机的热机效率是多大？
2、近些年牡丹江市有许多氢燃料新能源公交车投放使用。

氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源[q氢=1.4×108J/kg]。

求：
（1）质量为300g的氢燃料完全燃烧放出的热量；
（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，则水温升高后的温度；
（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶了150s，刚好燃烧300g的氢燃料，则这氢能源公交车的效率是多少？
3、2千克的水加热后温度升高了50℃，求：水吸收的热量Q。

[水的比热容为4.2 103J/(kg·℃)]
4、工厂为了测试某型号汽车发动机的效率，让汽车匀速运行了7000s，用去汽油20L，查资料得：汽油的密度为0.7×103kg/m3，热值为4.6×107J/kg，发动机的功率为23kW、则该型号汽车发动机的效率为多少？
5、某公司生产的单缸四冲程汽油机正常工作时功率是2.25kW，飞轮转速2000r/min，每分钟消耗
10g汽油，求：
（1）汽油机正常工作时一个做功冲程对外做的功；
（2）正常工作时该汽油机把内能转化为机械能的效率。

（汽油的热值为4.5×107J/kg）
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、去年暑假小明在爸妈的陪同下去邵水河畔玩要。

他发现赤脚踩在水里清凉舒服，回到岸上踩在沙
子上却很烫，对此很好奇，他设计了如图甲所示的装置探究“水和沙子谁的吸热本领大”。

实验数据记录如下：
（1）此实验中把沙子或者水吸收热量的多少转换为______（“升高温度的多少”或“加热时间的长短”）；
（2）分析实验数据可得：质量相同的水和沙子，升高相同的温度，水吸收的热量大于沙子吸收的热量，说明______（选填“水”或“沙子”）的吸热本领大；
（3）粗心的小明实验完成后忘记熄灭酒精灯，发现烧杯中的水已经沸腾，此时温度计示数如图乙，请读出此时水的温度是______℃；
（4）由（3）小题可知当地气压______（选填“大于”“等于”或“小于”）标准大气压。

2、在“探究水沸腾时的温度变化的特点”的实验中，两组同学在相同的环境中，用如图甲所示的装置分别进行实验，并根据实验数据绘制如图乙所示的a、b两个图象，由图象可知：
（1）除了图中实验器材，完成该实验还需要的器材是_______；
（2）分析数据发现，实验当地的大气压可能_______一个标准大气压（选填“高于”“等于”或“低于”）；
（3）两组同学的实验中，水从开始加热到沸腾所用的时间相同，则他们所用水的质量的大小关系为ma_______mb。

-参考答案-
一、单选题
1、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。

2、B
【详解】
人们在冬天常常搓手取暖，是通过搓手将机械能转化为内能，内能增加，温度升高，手暖和，这是通过做功的方式改变手的内能，这与汽油机工作中的压缩冲程的能量转化相同，都是将机械能转化为内能，故ACD不符合题意，B符合题意。

故选B。

3、D
【详解】
A ．改变内能的方式有做功和热传递两种，物体吸收热量内能增大，放出热量内能减小；物体对外做功内能减小，外界对物体做功内能增大；当物体只吸收热量没有对外做功时，物体内能是增大的，但物体吸收热量时，温度不一定上升，比如晶体熔化过程中，物体吸收热量但温度不变，故A 错误；
B ．由物体放热公式Q cm t ∆放=的变形可得
Q c m t =∆放
根据上式可得，当物质的质量m 和吸收的放出的热量Q 放相同时，温度下降量Δt 越大，物质的比热容c 越小，故B 错误；
C ．柴油机使用的点火方式是压燃式，在做功冲程中由喷油嘴喷出油雾，故柴油机在吸气冲程中只吸入空气不需要吸入柴油，故C 错误；
D ．液体的沸点和大气压有关，大气压越低，液体沸点越低，而大气压的大小又和海拔高度有关，海拔高度越高，大气压越低，因此在高山上，液体的沸点会低于标准大气压下的沸点，导致煮饭时温度较低，不易煮熟，因此登山运动员用高压锅煮饭，高压锅形成一个密闭空间，当里面的液体汽化时，有大量水蒸气聚集在液面以上，增大了液面上方的气压，从而提高液体沸点，将饭煮熟，故D 正确。

故选D 。

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、C
水的比热容较大，若水的比热容变小，则一切与水的比热容有关的现象都会变得相反，据此即可解答．
【详解】
A．物体所含物质多少叫做物体的质量，质量大小与水的比热容无关，故A错误；
B．水的比热容变小后，由Q=cmΔt知道，在质量和吸收（或放出）热量一定时，水变化的温度大，所以沿海地区的夏季比内陆地区炎热，故B错误；
C．水的比热容变小后，由Q=cmΔt知道，在质量和吸收（或放出）热量一定时，水变化的温度大，所以沿海地区的昼夜温差会变大，故C正确；
D．水的沸点和比热容没有关系，所以，水的沸点仍是100℃，故D错误．
6、C
【详解】
将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机使放电针放电，电火花将汽油点燃，汽油燃烧产生高温高压燃气对软木塞做功，将燃气的内能转化为软木塞的机械能，所以软木塞被冲出。

四冲程汽油机的做功冲程也是将燃气的内能转化为活塞的机械能，故这一过程是模拟四冲程汽油机的做功冲程。

故选C。

7、B
【详解】
A．改变物体内能的两种方法是做功和热传递，晒太阳是通过热传递的方法改变物体内能的，故A不符合题意；
B．搓手取暖，此时克服摩擦力做功，故是通过做功的方法改变物体内能的，故B符合题意；
C．用电褥子取暖是通过热传递的方法改变物体内能的，故C不符合题意；
D．向双手哈气取暖是通过热传递的方法改变物体内能的，故D不符合题意。

故选B。

8、C
【详解】
四冲程汽油机工作时，只有在做功冲程中将燃料燃烧产生燃气的内能转化为机械能，为内燃机工作提供动力，其它三个冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的，故C符合题意；故ABD不符合题意。

故选C。

9、B
【详解】
A．水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度保持不变，故A错误；
B．实验过程中加热试管使水沸腾，试管内的水吸收热量，这是通过热传递使试管内水的内能增大，故B正确；
C．玻璃管口冒出的“白气”是水蒸气液化形成的小水珠，故C错误；
D．“白气”使小叶轮转动的过程是内能转化为机械能，相当于汽油机的做功冲程，故D错误。

故选B。

10、C
【详解】
A．不管物体温度高低，都具有内能，一切物体都具有内能，故A错误；
B．冬天搓手取暖是通过做功的方式改变手的内能，此过程中将机械能转化为内能，故B错误；
C．用湿毛巾冷敷降温，湿毛巾从人体吸收热量，使人体降温，内能减小，所以是通过热传递的方式减小人体的内能，故C正确；
D．向下压活塞，对筒内空气做功，空气内能增加，温度升高，将机械能转化为内能；汽油机做功冲程是将内能转化为机械能，二者能量转化不同，故D错误。

故选C。

二、填空题
1、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。

2、 4×107 <
【详解】
[1]燃料油的热值
675.610J =410J/kg 0.14kg Q q m ⨯==⨯放
[2]如图所示：
相同时间内，吸收的热量相同，A 和B 的质量相等，A 升高的温度较大，根据Q =cm Δt 知A 的比热容较小，即
A c ＜
B c
3、 做功 运动
【详解】
[1]返回器与空气摩擦生热，将机械能转化为内能，使其内能增大，这是以做功的方式改变物体内能。

[2]在返回过程中以月球为参照物，返回器相对于月球的位置不断变化，返回器是运动的。

4、 做功 液化
【详解】
[1]当瓶内水蒸气把瓶塞冲出时，瓶内水蒸气对瓶塞做功，使得其内能减小，温度降低，即该过程是将内能转化为机械能的过程，此过程与汽油机的做功冲程相同，在做功冲程中是燃气的内能转化为活塞的机械能。

[2]管口处水蒸气放出热量发生液化现象，出现白雾。

5、 升高 内 向上
【详解】
[1][2]降落过程中着陆器与火星大气摩擦做功，将机械能转化为内能，自身内能增大，温度升高。

[3]推力发动机向下喷气，物体间力的作用是相互的，喷气就对着陆器产生向上的作用力。

三、计算题
1、（1）1.92×1011J ；（2）1.6×105 N ；（3）60%
【详解】
（1）煤油完全燃烧放出的热量为：
Q 放＝qm ＝4×107J/kg×4800kg＝1.92×1011J
（2）该飞机水平匀速飞行的速度为
v ＝720km/h ＝200m/s
发动机获得的水平推力为
753.210W 1.610N 200m /s
P F v ⨯===⨯ （3）该飞机沿水平方向匀速航行1h ，则发动机做的功为
W ＝Pt ＝3.2×107 W×1h＝3.2×107 W×3600s＝1.152×1011J
发动机的热效率为 η＝W Q 放11111.15210J 60%1.9210J W Q η⨯===⨯放
答：（1）航空煤油完全燃烧放出的热量是1.92×1011J ；
（2）发动机获得水平推力F 是1.6×105 N ；
（3）该飞机发动机的热机效率是60%。

2、（1）4.2×107J ；（2）65℃；（3）50%
【详解】
解：（1）质量300g 的氢燃料完全燃烧放出的热量为
Q 放=q 氢m=1.4×108J/kg×300×10﹣3kg=4.2×107J
（2）根据题意知道，水吸收的热量为
Q 吸=Q 放=4.2×107J
由Q cm t =∆知道，水升高的温度为
()734.210J Δ==50C 4.210J /kg?200kg
Q t c m ⨯=︒⨯⨯吸水水℃ 水的初温为t 0=15℃，则水温升高后的温度为
0155065t t t =+∆=+=℃℃℃
（3）已知某氢能源公交车的功率为
P =140kW=1.4×105W 由W P t
= 知道，匀速行驶了150s 所做的功为 W=Pt=1.4×105W×150s=2.1×107J
则氢能源公交车的效率为
772.110J 100%100%50%4.210J
W Q η⨯=⨯=⨯=⨯放 答：（1）质量为300g 的氢燃料完全燃烧放出的热量为4.2×107J ；
（2）水温升高后的温度为65℃；
（3）这氢能源公交车的效率是50%。

3、4.2×105J
【详解】
解：水吸收的热量
Q =cm Δt =4.2×103J/(kg·℃)×2kg×50℃=4.2×105J
答：水吸收的热量是4.2×105J 。

4、25%
【详解】
解：发动机对汽车做的功
382310W 7000s 1.6110J W Pt ==⨯⨯=⨯
汽油完全燃烧放出的热量
Q 放=mq =ρvq =0.7×103kg/m 3×20×10-3m 3×4.6×103J/kg=6.44×108J
汽车发动机的效率
881.6110J =256.4410J
W Q η⨯==⨯放％ 答：汽车发动机的效率为25%。

5、（1）135J ；（2）30%
【详解】
解：（1）汽油机在工作过程中，一个工作循环，经历四个冲程，飞轮转动2周，只有做功冲程对外做功1次。

汽油机的飞轮转速为2000r/min ，则汽油机在1min 内对外做功1000次，由题意可知，汽油机正常工作时功率是2.25kW ，所以汽油机工作1min 做的功为
W ＝Pt ＝2.25×103W×1×60s＝1.35×105J
汽油机正常工作时，一个做功冲程对外做的功为
W 1＝1000W ＝51.3510J 1000
⨯＝135J （2）1min 汽油消耗的汽油完全燃烧放出的热量为
Q放＝mq＝10×10-3kg×4.5×107J/kg＝4.5×105J 则汽油机把内能转化为机械能的效率为
η＝W
Q
放
×100%＝
5
5
1.3510J
4.510J
⨯
⨯
×100%＝30%
答：（1）汽油机正常工作时一个做功冲程对外做的功为135J；
（2）正常工作时该汽油机把内能转化为机械能的效率为30%。

四、实验探究
1、加热时间的长短水 98 小于
【详解】
（1）[1]通过加热时间的长短来反映水和沙子吸收的热量，因为相同的时间内，释放的热量相同，水和沙子吸收的热量相同。

（2）[2]质量相同的水和沙子，升高相同的温度，水吸收的热量大于沙子吸收的热量，水的比热容量大，故水的比热容大。

（3）[3]从下到上示数变大，且分度值为1℃，故读数为98℃。

（4）[4]水的沸点为98℃，而在标准大气压下水的沸点为100℃，大气压小于标准大气压时，水的沸点低于100℃，故填小于。

2、秒表低于 >
【详解】
（1）[1]在“探究水沸腾时的温度变化的特点”的实验中，需要记录随着加热时间的增加后水温的变化情况，故需要仪器是秒表。

（2）[2]一标准大气压下，水的沸点是100°C，而此时水的沸点是98°C；已知液体的沸点随气压的降低而减小，故可以推断此时的大气压低于一个标准的大气压。

（3）加热时间相同，证明两组实验中水吸收的热量是相等的；根据Q=cmΔt可知，吸收热量相同，a 实验的温度度变化Δt更小，则a实验中用的水的质量更多，即ma>mb。