难点解析-沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机专题攻克练习题(含答案详解)

沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机专题攻克考试时间：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、下列选项可能符合汽车等热机能量流向的是（）A． B．C． D．2、质量相等的甲、乙两种液体吸收相同的热量后，甲升高的温度高于乙升高的温度。由此可知（）A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容B．降低相同的温度，质量相等的甲液体放出的热量比乙液体放出的热量多C．甲、乙两种液体相比较，乙液体更适合作冷却剂D．甲物质的熔点高于乙物质的熔点3、随州的气候适宜兰草的生长，兰花盛开时，吸引了大量游客前来观赏，很远就能闻到兰花的香味。走进观看，甚至会看到兰花的叶片上挂着晶莹的露珠。下列说法中正确的是（）A．兰花的叶片上出现露珠，是因为叶片的温度高于外界的气温B．晶莹的露珠到中午消失不见是液化现象，需要吸热C．花香四溢不属于扩散现象D．一般来说兰花中午比晚上更香，其中一个原因是温度越高，分子热运动越剧烈4、关于热机的效率，下列说法正确的是（）A．在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高C．热机的效率越高说明做功越快D．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的5、如图所示，图中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（）A．图甲，厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的内能减少B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大C．图丙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能减少D．图丁，是做功冲程，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大6、中华文明源远流长，博大精深。古诗词是我国传统文化瑰宝，有的优美词句还与我们物理知识有着联系。下列词句与对应的物理知识叙述正确的是（）A．“清寒小雪前”，雪的温度很低，它的内能为零B．“沙暖睡鸳鸯”，同水相比沙的比热容大些C．“床前明月光，疑是地上霜”，霜实际是固态，由水蒸气凝华形成D．“大地阳和暖气生”，大地内能的增加是太阳通过做功方式实现的7、下列与“热”相关的物理现象，解释正确的是（）A．夏天用电风扇吹风能使人感到凉爽，这是因为电风扇降低了空气的温度B．从冰箱内取出的冰棍周围会冒“白气”，这里的“白气”是水蒸气C．把10℃的面包放在0℃的冰箱保鲜室中，一段时间后，面包的内能会减少D．严寒的冬天，窗户玻璃上的冰花是水蒸气遇强冷凝固形成的8、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（）A．CO2经过压缩机时温度降低 B．CO2经过冷凝器时发生凝华C．CO2经过膨胀阀时发生升华 D．CO2经过蒸发器时吸收热量9、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10、下列实例中，通过做功改变物体内能的是（）A．物体放在取暖器旁温度升高B．反复弯折铁丝，弯折处温度升高C．食品放入电冰箱后温度降低D．医生用冰袋给发热的病人降温第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、人骑电动自行车下坡时重力势能_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中，机械能________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。刹车后很快停了下来，发现刹车片很烫，这是通过________的方式改变刹车片的内能。2、在2022年北京冬奥会上，中国队在短道速滑混合团体接力赛中获得第一枚金牌。在比赛过程中，运动员通过用力向后蹬冰，使其加速前进，说明物体间力的作用是______的。在滑行过程中，冰刀温度升高，内能增加，是通过______的方式改变了它的内能。3、沙漠地区昼夜温差大，主要原因是砂石的比热容较小。初温为20℃，质量为50kg的砂石吸收3.6×106J的热量后，温度升高到______℃。[砂石的比热容为0.9×103J(kg·℃)]。4、如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处；然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处。其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h（忽略空气阻力）（1）物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为______。（2）物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能转化为物体内能的效率为η，则物体到达B点时温度升高了______。（物体比热容用c表示）（3）C点距离水平面的高度为______。5、完全燃烧140g焦炭所放出的热量有60%被初始温度是10、质量为10kg的水吸收，则水吸收的热量为______J，水温将升高到______℃。（[，]，在1个标准大气压下）三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）1、某汽车在水平地面上以25m/s的速度匀速行驶，行驶600s汽车发动机产生的牵引力所做的功为，消耗汽油1kg（假设汽油在发动机气缸内完全燃烧，汽油热值取，）。针对这一过程，求：（1）汽车行驶的路程；（2）汽车受到的阻力；（3）汽车发动机的效率。2、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？3、一辆汽车以20m/s的速度在平直的公路上匀速行驶了3km，受到的阻力为1200N，燃烧了0.3kg汽油。（汽油的热值q=4.6×107J/kg）求：（1）牵引力做了多少功；（2）这些汽油完全燃烧放出的热量；（3）发动机的效率。4、怀化到张家界的高铁已经通车试运行，对人们的出行更加便捷。下表是某“和谐号”高铁列车部分参数。（g=10N/kg）（1）满载的列车停止在水平轨道上时，对轨道的压强是多少？（2）怀化至张家界的路程为315km，若列车以最高速度行驶需要多长时间？（3）列车从怀化到张家界实际运行1.4h，假设列车在轨道上做匀速直线运动，所受阻力是其满载时重力的0.01，此过程中牵引力的功率是多少？若“和谐号”运行1km耗电1.29×108J，试求此过程中的效率；（只考虑机械功，结果保留两位有效数字）（4）若从怀化运行至张家界消耗的这些电能全部由燃烧柴油来获得，则需要消耗多少千克柴油？（q柴油=4.3×107J/kg）满载时总质量1200t车轮与铁轨接触总面积0.8m2最高速度350km/h5、火力发电厂是利用可燃物（例如煤）作为燃料生产电能的工厂，燃料在燃烧时加热水生成蒸汽，蒸汽推动汽轮机旋转，然后汽轮机推动发电机发电，实现将燃料的化学能转化为电能。世界上最好的火力发电厂的效率达到40%，即把燃料燃烧产生的40%的热量转化为电能。请尝试计算该火力发电厂生产电能为3.6×109J时，需要用煤燃烧来产生多少热量？需完全燃烧多少kg的煤？（已知煤的热值约为3.6×107J/kg）四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）1、为了研究物体吸收热量跟物质种类的关系，如图用两只完全相同的烧杯A和B分别装入液体，两个杯子中分别插入相同的温度计，用同一酒精灯在均匀铝薄板下加热。（1）A、B两杯中液体除初温相同外，加热前还应满足下列条件：______相同、______相同；（2）实验时酒精灯要放在两杯中间，其目的是为了______，这样可以通过计时器记录加热时间来判断吸热多少。（3）若A和B液体升高相同的温度所需加热的时间不同，则说明：______。2、如图1所示，用相同的电加热器给初温及质量均相同的甲、乙两种不同的液体加热，两种液体每秒吸收的热量相同，两种液体的温度加热时间的图像如图2所示。（1）加热到第2min，________（选填“甲”或“乙”）液体上升的温度较多，两种液体吸收热量关系为Q甲________（选填“>”、“=”或“<”）Q乙；（2）乙液体在第2min时的内能________（选填“大于”、“等于”或“小于”）第1min时的内能（质量变化忽略不计）；乙液体在第2min时的比热容________（选填“大于”、“等于”或“小于”）第1min时的比热容；（3）通过图像分析可得，甲、乙两液体的比热容大小之比c甲:c乙＝________。-参考答案-一、单选题1、D【详解】热机燃烧燃料放出的能量，有部分转化为提供热机动力的机械能，还有相当部分能量散失了。而汽油机的效率一般为20%~30%，则机械能约为W机械能=ηW=30%×1000J=300J散失的内能W内能=W-W机械能=1000J-300J=700J故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。2、C【详解】A．根据Q吸＝cmt，甲乙吸收热量相同，质量相等，t甲＞t乙，所以甲的比热容小于乙的比热容，故A不符合题意；B．甲的比热容小于乙的比热容，根据Q放＝cmt，降低相同的温度，质量相等，所以甲放出热量小于乙放出热量，故B不符合题意；C．甲的比热容小于乙的比热容，说明乙的吸热本领强，用乙液体作冷却剂更合适，故C符合题意；D．比热容跟物质的熔点没有关系，根据比热容关系不能判熔点高低，故D不符合题意。故选C。3、D【详解】A．露珠的形成是由于空气中的水蒸气遇冷液化形成，因此叶片的温度低于外界的气温，故A错误；B．露珠到中午消失不见，是因为液态的露珠由液态变成了气态，这是汽化现象，汽化要吸热，故B错误；C．花香四溢说明分子在做无规则运动，这属于扩散现象，故C错误；D．温度越高，分子无规则运动越剧烈，故D正确。故选D。4、B【详解】A．热机的效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多，故A错误。B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高，多用在重型机器上，故B正确；C．热机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值，热机的效率越高说明有用功占的比值越大，功率表示做功的快慢，功率越高说明做功越快，效率和功率是两个不同的物理量，二者之间没有必然联系，故C错误；D．根据内燃机的能量流向，热机损失的能量中，废气带走的能量较多，故D错误。故选B。5、C【详解】A．图甲，厚玻璃筒内的空气被压缩时，活塞对筒内空气做功，机械能转化为内能，空气的内能增加，故A错误；B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时对塞子做了功，内能转化为机械能，空气的内能减少，故B错误；C．图丙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时对塞子做了功，内能转化为机械能，水蒸气的内能减少，故C正确；D．图丁两气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，在做功冲程汽缸内的高温高压的燃气推动活塞向下运动时对外做功，内能转化为机械能，气体的内能减少，故D错误。故选C。6、C【详解】A．任何物体都具有内能，不管温度多低，故雪的温度虽然低，但它的内能不为零，故A错误；B．水比沙子的比热容大，故B错误；C．霜是固态的小冰晶，由水蒸气遇冷直接凝华形成，故C正确；D．大地内能的增加是太阳通过热辐射传给地球的，是通过热传递的方式增加大地的内能，故D错误。故选C。7、C【详解】A．夏天用电风扇吹风能使人感到凉爽，是因为电风扇加快了汗液的蒸发，从身体中吸收热量，使得人的温度降低，而空气的温度不会降低，故A错误；B．从冰箱内取出的冰棍周围会冒“白气”，是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠，故B错误；C．把10℃的面包放在0℃的冰箱保鲜室中，一段时间后，由于热传递，面包的温度会降低，质量不变，故面包的内能会减小，故C正确；D．严寒的冬天，窗户玻璃上的冰花是水蒸气遇冷直接凝华形成的小冰晶，故D错误。故选C。8、D【详解】A．CO2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。9、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。10、B【详解】A．在取暖器旁的物体，温度升高，属于热传递改变物体的内能，故A不符合题意；B．反复弯折铁丝，弯折处发烫，属于做功改变物体的内能，故B符合题意；C．食品放入电冰箱，温度降低，属于热传递改变物体的内能，故C不符合题意；D．医生用冰袋给发热的病人降温属于热传递改变物体的内能，故D不符合题意。故选B。二、填空题1、

减小

不变

做功【详解】[1]人骑电动自行车下坡时，质量不变，高度减小，重力势能减小。[2]到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中，质量不变，速度不变，动能不变，机械能不变。[3]刹车后很快停了下来，发现刹车片很烫，摩擦生热，通过做功的方式改变物体的内能。2、

相互

做功【详解】[1]运动员用力向后蹬冰，运动员对冰面有力的作用，运动员加速前进，表明运动员也受到了冰面的反作用力，说明物体间力的作用是相互的。[2]在滑行过程中，冰刀与冰面摩擦，将机械能转化为内能，是通过做功的方式来增加内能的。3、100【详解】由知道，砂石吸收3.6×106J的热量后温度升高故吸热后砂石的温度是4、

mgH

2h-H【详解】（1）[1]质量为m的物体的重力为：G=mg，物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为W=GH=mgH（2）[2]A、B两点距离水平面的高度分别为H、h，物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能（重力势能的减少量）为机械能转化为物体内能的效率为η，则物体增加的内能（吸收的热量）为物体到达B点时升高的温度为（3）[3]再次滑下的过程，水平面的粗糙程度不变，长度也不变，即物体克服摩擦力做的功不变，即损失的机械能不变，所以达到C点时物体的机械能（此时只有重力势能）为由W=Gh可得C点距离水平面的高度为5、

70【详解】[1]水吸收的热量[2]水升高的温度水温将升高到三、计算题1、（1）；（2）；（3）【详解】解：（1）汽车行驶的路程（2）汽车匀速行驶，受到的阻力和牵引力大小相等。由可知（3）汽油完全燃烧放出的热量汽车发动机的效率答：（1）汽车行驶的路程为；（2）汽车受到的阻力为；（3）汽车发动机的效率为。2、（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%。3、（1）3.6×106J；（2）1.38×107J；（3）26.1%【详解】解：（1）汽车在平直公路上匀速行驶，则水平方向上所受牵引力和摩擦力是一对平衡力，所以牵引力F=f=1200N牵引力所做的功W=Fs=1200N×3×1000m=3.6×106J（2）汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq=0.3kg×4.6×107J/kg=1.38×107J（3）发动机的效率答：（1）牵引力做了3.6×106J的功；（2）这些汽油完全燃烧放出的热量为1.38×107J；（3）发动机的效率为26.1%。4、（1）1.5×107Pa；（2）0.9h；（3）7.5×105W，93%；（4）945kg【详解】解：（1）满载的列车停止在水平轨道上时，对水平轨道的压力等于其重力，对轨道的压强（2）从怀化至张家界，以最高速度行驶，列车需要的时间（3）由于列车匀速直线运动，所以列车的牵引力F牵=F阻=0.01G=0.01mg=0.01×1200×103kg×10N/kg=1.2×105N牵引力所做的功W=F牵s=1.2×105N×315×103m=3.78×1010J牵引力的功率在这个过程中，消耗的总电能W电=1.29×108J/km×315km=4.0635×1010J此过程的效率（4）由题意知，燃烧柴油放出的热量Q放=W电=4.0635×1010J则需要消耗柴油的质量答：（1）满载的列车停止在水平轨道上时，对轨道的压强是1.5×107Pa；（2）列车以最高速度行驶需要的时间为0.9h；（3）此过程中牵引力的功率是7.5×106W，此过程中的效率为93%