沪科版九年级全册物理第十四章 02 《内能与热机》单元重难点训练

第第页沪科版2024九年级全册物理同步精讲精炼学案（全国通用）第十四章内能与热机单元重要专项02《内能与热机》单元重难点训练单元重点难点题型归纳 单元重点难点题型归纳一、内能及其影响因素（共3小题） 二、改变内能的两种方式（共4小题）三、探究物质吸热能力的实验（共3小题）四、比热容概念及其应用（共4小题）五、热量的计算（共4小题）六、热机热值及其热机效率（含热效率）问题（共14小题） 单元重点难点题型训炼单元重点难点题型训炼一、内能及其影响因素（共3小题） 1.关于内能，下列说法正确的是（）A.的物体没有内能B.内能大小与温度无关C.具有机械能的物体不一定有内能D.物体具有内能，也可以同时具有机械能2.四只相同规格的烧杯中装有水，水量及其温度如图所示。关于四只烧杯中水的内能的大小，下列说法中正确的是（）A.烧杯a中的水的内能大于烧杯b中水的内能；B.烧杯c中的水的内能大于烧杯d中水的内能；C.烧杯a中的水的内能大于烧杯c中水的内能；D.烧杯d中的水的内能大于烧杯b中水的内能3.（2025·四川南充）如图是学校举行消防演练灭火时的情景，对涉及的物理知识分析正确的是（）A．室外温度为0℃时，木柴的内能为零B．木柴燃烧与未燃相比，含有的热量多C．若未燃烧的木柴温度升高，内能增加D．灭火器在使用过程中对外做功，内能不变二、改变内能的两种方式（共4小题）1．“神舟十八号”返回舱返回过程中，进入大气层，与大气摩擦形成高温“火球”。下列实例中改变内能的方式与“火球”的形成原理相同的是（）A．棉被晒热B．用燃气烧水C．鸡蛋放入冷水变凉D．空气被压缩，温度升高2．如图所示的实例中，通过热传递的方式使物体内能减少的是（

）A．锻打铁B．用暖手宝取暖C．烧水D．在饮料中加冰块3.（2025内蒙古）如图，物理兴趣小组制作了一个简易汽轮机装置。在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后从管口喷出蒸汽使风车转动。简易汽轮机工作过程中（）A.酒精燃烧将内能转化为化学能B.水的内能增加的方式是热传递C.蒸汽被喷出后内能保持不变D.蒸汽的内能全部转化为风车的机械能4．磨菜刀过程中菜刀变热，是利用的方法改变菜刀的内能；为了使菜刀降温，往往向菜刀上浇凉水，这是通过的方法改变菜刀的内能。三、探究物质吸热能力的实验（共3小题）1．在探究“物质的吸热能力与哪些因素有关”的实验中，用相同的热源给质量相等的水和另一种物质加热，收集的数据如图像所示。分析图像可以得出图线（选填“a”或“b”）对应的物质为水，另一种物质的比热容为。2.小姜利用如图1所示的装置“比较不同物质吸热的情况”。（1）器材：相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个，以及______（填测量工具）、托盘天平（含砝码）、水和煤油；（2）选取两个相同规格的电加热器进行实验，目的是为了通过比较______来比较物质吸收热量的多少；（3）实验中选取初温不同、______相同的水和煤油，分别倒入烧杯中，用电加热器加热，当它们吸收相同的热量时，通过比较______来比较不同物质吸热能力的强弱；（4）如图2所示，小姜正确使用温度计测量液体的温度，按照图中______（选填“A”、“B”或“C”）方法读数是正确的；实验中某时刻温度计示数如图3所示为______℃；（5）部分实验数据如下表所示，分析数据可得出结论：______（选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。加热时间/min01234……10水的温度/℃3034384246……70煤油温度/℃1018263442……903.为了探究“不同物质的吸热能力”，琪琪同学用两个相同的烧杯装入质量相同的水和花生油，并用相同规格的电加热器分别给水和花生油加热（如图甲）；

（1）琪琪根据实验的数据绘制出了如图乙所示的图像，由于图像可知，加热5min时，b物质的温度上升的更明显，说明b的吸热能力（填“强”或“弱”），此时a、b两种液体吸收的热量关系是：QaQb（填“>”、“<”或“=”）；（2）已知c水=4.2×103J/（kg·°C），由图像可知，花生油的比热容是J/(kg·°C)；（3）若使两种液体加热相同时间内，升高的温度也相同，则应该适当减小（填“水”或“花生油”）的质量。四、比热容概念及其应用（共4小题）1.（2025·黑龙江伊春市）下列实例中与水的比热容有关的是（）A.北方冬天气温较低，户外的水管容易冻裂B.沿海地区的昼夜气温差比内陆地区小C.天热时在地面上撒水是为了降低室内温度D.刚洗的衣服放在通风的环境中会干得快些2.下列事例中，与“水的比热容较大”这个特性无关的是（）A.汽车发动机用水作冷却剂B.人游泳之后从水中出来，风一吹感觉更冷C.海边昼夜温度变化比沙漠中小，适于居住D.生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度3.（2025·湖北）某种温室大棚由棚膜和土墙搭建而成。为使大棚白天吸收太阳更多能量，科研人员指导农户用水墙替换土墙，如图。这是利用水比土有更大的（）A.比热容 B.密度 C.电阻 D.质量4.（2025·四川自贡）图甲为测量杯中液体比热容的装置，图乙为液体温度与加热时间的关系图。已知液体质量为0.5kg，初温为20℃，电加热器的功率为800W，不计一切热量损失。下列说法正确的是（）A．液体的沸点是100℃B．液体的比热容是C．液体持续加热120s后温度会继续升高D．液体加热至某时刻，温度计示数如图丙，此时温度是五、热量的计算（共4小题）1．小夏在探究物质的放热能力与哪些因素有关时，分别用质量相等的水和某种液体进行了实验（），并对实验数据进行了图像处理，如图所示。实验中，水和这种液体在相同时间内放出的热量相等[]。分析图像可以得出（

）A．甲物质是水， B．甲物质是水，C．乙物质是水， D．乙物质是水，2.（2024安徽省）一保温杯中装有质量为200g，温度为25℃的水。将一个质量为100g，温度为100℃的金属块放入杯中，一段时间后杯内水和金属块的温度稳定在30℃，假设金属块放出的热量全部被水吸收，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，则该金属块的比热容为______J/(kg·℃)。3.（2025·重庆）火锅是重庆饮食文化的一张名片，熬制锅底时，将质量为的水加热升高50℃，水吸收的热量是J：锅内的食材是通过的方式增加了内能。4．“淬火”是金属热处理工艺之一，即把金属制品加热到一定温度后放在水、油或空气中迅速冷却，以提高金属的硬度和强度。现将一块质量为20g的铁制品加热到，将它投入某种液体中，该液体的初温是，质量是368g，铁制品和液体的温度达到后不再变化。不考虑周围环境的影响和热损失，铁的比热容为。求：(1)铁制品放出的热量；(2)该液体的比热容。六、热机热值及其热机效率（含热效率）问题（共14小题） 1．火箭发动机使用液氢作燃料，这是利用液氢的（

）A．密度大 B．热值高 C．比热容大 D．热量多2.关于热机，下列说法正确的是（）A.蒸汽机不属于热机 B.柴油机的效率能达到100%C.汽油机会散发出汽油味属于扩散现象 D.内燃机的压缩冲程将内能转化为机械能3．甲、乙两种燃料完全燃烧放出的热量与其质量的关系图像如图所示，下列分析正确的是（

）A．甲燃料的热值小于乙燃料的热值B．完全燃烧甲、乙两种燃料放出相同的热量，所需乙燃料的质量更小C．完全燃烧相同质量的两种燃料，甲放出的热量更多D．由图像可知，燃料燃烧放出的热量越多，其质量一定越大4.下列关于燃料的热值说法正确的是（）A.燃料燃烧越充分，其热值越大B.燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少C.一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将减小D.焦炭的热值是，完全燃烧1kg焦炭能放出的热量5.内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动1800圈（），则下列说法正确的是（）A.图中所示冲程是做功冲程B.若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为C.该汽油机在1s内做功30次D.汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高6．下图是某汽油机的主要能量流向和相关参数图，下列说法正确的是（

）A．有用机械能所占比例最大 B．废气带走的能量占比为25%C．该汽油机的效率为35% D．减少机械摩擦能提高汽油机效率7.如图是轿车的单缸四冲程汽油机的冲程，在设计制造时，汽缸外有一个水套，用水来冷却汽缸，这是因为水的大，汽油机工作时飞轮每秒钟转50转，则每秒完成个冲程。8.四冲程内燃机的一个工作循环有4个冲程，每完成1个工作循环，活塞往复运动2次，飞轮转转，对外做功1次。现有一单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1200r/min，该汽油机在1s内飞轮转转，完成个工作循环，对外做功次。9.完全燃烧0.1m3的天然气放出的热量是__________J；若这些热量的20%被4kg的液体吸收，使其温度升高50℃，则该液体的比热容是__________J/(kg·℃)（q天然气=3.0×107J/m3）10．如图甲所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，给水加热，通过（选填“做功”或“热传递”）方式使水的内能增加。水沸腾，水蒸气会把木塞冲开将水蒸气的能转化为活塞的能，四冲程内燃机的冲程与这个工作原理相同。根据图乙给出的内燃机能量流向的信息图，可知该内燃机的工作效率为%。11．如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内液体的初温和质量相同。(1)为比较不同物质的比热容，应选择两图装置进行实验。实验中通过比较（选填“加热时间”或“升高的温度”）来比较物质吸收热量的多少；(2)比较不同燃料的热值，应选择两图装置进行实验。实验中，需等待燃料（选填“燃烧相同的时间”或“燃烧相同的质量”），然后通过比较（选填“加热时间”或“升高的温度”）来比较热值的大小；(3)通过实验得到的燃料热值与实际相比要偏（选填“大”或“小”）。12.（2025·江苏苏州）用煤气炉将的水从加热到，消耗煤气。已知煤气的热值为，水的比热容为。求：(1)水吸收的热量；(2)煤气完全燃烧放出的热量；(3)煤气炉加热的效率。13．如图所示是一个容积为的太阳能热水器，每平方米面积上得到太阳辐射的能量平均为。某次给太阳能热水器加满水，让其工作一段时间后，水温由20℃上升到50℃。已知热水器上集热管接收太阳能的有效面积为，水吸收太阳能的效率为50%，水的比热容为，水的密度为。求：(1)水吸收的热量；(2)集热管工作的时长；(3)已知某天然气灶的效率为50%，使用太阳能热水器把同样一箱水加热到相同的温度可以节约天然气的体积。（不计能量损耗，已知天然气的热值）14．（24-25九年级上·江苏苏州·期中）1860年法国人勒努瓦发明了世界上第一台内燃机，它通过煤气燃烧产生热能和动力，热效率为4.5%，低于当时的蒸汽机水平。到了2000年，发动机精确喷油下的热效率达到了30%，后经多年发展汽油机的效率多在28%-33%。某款国产165型单缸四冲程汽油机，该汽油机的汽缸横截面积为40cm2，活塞冲程长60mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为1.0×106Pa,"飞轮的转速是2400r/min。求:(1)这种汽油机燃气对活塞的平均压力；(2)这种汽油机满负荷工作时做功的功率（不计摩擦损失）；(3)如果某小型汽车用4个缸的这种汽油机作为动力机（设每个缸提供的功率均相同），若该汽油机的效率为40%，当该汽车在平直公路上以36km/h的速度匀速行驶54km，需消耗汽油多少kg?（结果保留一位小数，汽油的热值为4.6×107J/kg） 答案解析一、内能及其影响因素（共3小题） 1.【答案】D【解析】AC．内能是所有分子的动能和势能之和，故任何一个物体都有内能，具有机械能的物体也一定有内能，故AC错误；B．物体的内能与温度、质量、物质的状态、种类都有关，故B错误；D．任何一个物体都具有内能，当物体运动时，既具有内能，又具有机械能，所以物体具有内能，也可以同时具有机械能，故D正确。故选D。2.【答案】D【解析】A．从图中知，a与b质量相同，b的温度高于a的温度，所以烧杯（a）中的水的内能小于烧杯（b）中水的内能，故A错误；B.从图中知，c与d质量相同，d的温度高于c的温度，所以烧杯（c）中的水的内能小于烧杯（d）中水的内能，故B错误；C.从图中知，a与c温度相同，c的质量大于a的质量，所以烧杯（a）中的水的内能小于烧杯（c）中水的内能，故C错误；D.从图中知，d与b温度相同，d的质量大于b的质量，所以烧杯（d）中的水的内能大于烧杯（b）中水的内能，故D正确。故选D。3.【答案】C【解析】A．一切物体都具有内能，室外温度为0℃时，木柴的内能不为零，故A错误；B．热量是过程量，不能说“含有的热量”，故B错误；C．物体的内能与温度、质量有关。若未燃烧的木柴温度升高，内能增加，故C正确；D．做功可以改变内能，灭火器在使用过程中对外做功，内能减小，故D错误。故选C。二、改变内能的两种方式（共4小题）1．【答案】D【解析】返回舱进入大气层后，与大气层摩擦产生高温形成火球，内能增加，这是通过做功的方式改变物体内能。A．棉被晒热，通过热传递的方式改变物体的内能，故A不符合题意；B．烧水时，水吸收热量，内能增大，通过热传递的方式改变物体的内能，故B不符合题意；C．鸡蛋放入冷水变凉，内能减小，通过热传递的方式改变物体的内能，故C不符合题意；D．空气被压缩，温度升高，机械能转化内能，内能增大，通过做功的方式改变物体的内能，故D符合题意。故选D。2．【答案】D【解析】A．锻打铁，对铁做功，铁的内能增加，故A不符合题意；B．用暖手宝取暖，通过热传递的方式使手的内能增加，故B不符合题意；C．烧水时，通过热传递的方式使水的内能增加，故C不符合题意；D．在饮料中加冰块，饮料的内能转移给冰块，饮料内能减少，温度降低，故D符合题意。故选D。3.【答案】B【解析】A．酒精燃烧的过程是将化学能转化为内能的过程，故A不符合题意；B．加热过程中，易拉罐中的水吸收热量，温度升高，是通过热传递的方式增加内能，故B符合题意；C．蒸汽喷出后，对外做功，内能转化为机械能，内能减小，故C不符合题意；D．因为热量损失，所以蒸汽的内能不会全部转化为风车的机械能，故D不符合题意。故选B。4．【答案】做功热传递【解析】磨菜刀过程中，机械能转化为内能，是利用做功的方法改变菜刀的内能。为了使菜刀降温，往往向菜刀上浇凉水，热量从菜刀转移到凉水，菜刀温度降低，这是通过热传递的方法改变菜刀的内能。三、探究物质吸热能力的实验（共3小题）1．【答案】b2.1×103J/（kg·℃）【解析】由题意得，横轴为加热时间轴，相同的加热时间，物质吸收的热量相同，已知用相同的热源给质量相等的水和另一种物质加热，所以，在相同时间内，水和另一种物质吸收的热量相等；根据比热容计算公式变形可得，，因为水的比热容较大，所以水的吸放热能力较大，所以在吸收热量相等的情况下，水的温度变化度数较小，故图线b对应的物质为水。已知在相同时间内，水和另一种物质吸收的热量相等，根据物体吸热计算公式可得由题意可知，，且加热5分钟，a物质的温度变化度数为，水的温度变化度数为，代入上式解得：2.【答案】（1）停表（2）加热时间（3）质量升高的温度（4）B66（5）水【解析】（1）比较不同物质吸热的情况实验中需要测量加热时间，因此缺少的实验器材是秒表。（2）实验中用两个相同的电加热器加热，加热时间越长，物质吸收的热量越多，因此通过比较加热时间的长短来比较物质吸收热量的多少。（3）根据比较不同物质吸热能力的两种方法可知，实验中要控制不同物质的质量相等，即实验中应量取质量相等的水和煤油，分别倒入相同的烧杯中，用相同的电加热器加热，当它们吸收相同热量时，通过比较升高的温度来判断吸热能力的强弱。（4）使用温度计测量液体的温度时，视线要与液柱的上表面相平，故B正确。由图3可知，温度计的分度值为1℃，此时是零上，因此温度计示数为66℃。（5）由表格中数据可知，水和煤油加热相同的时间，水升高的温度较低，说明水的吸热能力更强。3.【答案】（1）弱=（2）1.8×103（3）水【详解】（1）实验中，是通过比较加热时间来间接反映液体所吸收的热量，由于图象可知，加热5min时，吸收的热量是相同的，b物质的温度上升的更快，说明b的吸热能力弱，是花生油。（2）由图可知，加热时间相同，花生油升高的温度时52℃-10℃=42℃水升高的温度时52℃-34℃=18℃根据公式Q=cmΔt可知，在液体质量相同，吸收热量相同时，比热容的大小与升高的温度成反比，则花生油的比热容为（3）由于水的比热容大，若使两种液体加热相同时间内，升高的温度也相同，根据公式Q=cmΔt可知，应该适当减小水的质量。四、比热容概念及其应用（共4小题）1.【答案】B【解析】A．北方冬天气温较低，户外的水管容易冻裂，是因为水结冰时，质量不变、密度变小、体积变大，与水的比热容较大无关，故A不符合题意；B．内陆地区沙子多水少，沙子的比热容比水小，白天在太阳的照射下，受热情况相同时，沙子的温度上升比水多，而晚上在同样的放热情况下，沙子的温度下降得也多，所以内陆地区的昼夜气温差比沿海地区大，与水的比热容较大有关，故B符合题意；C．天热时在地面上撒水是通过水蒸发吸热来降低室内温度，与水的比热容较大无关，故C不符合题意；D．刚洗的衣服放在通风的环境中会干得快些，是加快了衣服表面的空气流动速度而加快了蒸发，与水的比热容较大无关，故D不符合题意。故选B。2.【答案】B【解析】A．汽车发动机用水作冷却剂，是因为水的比热容大，故A不符合题意；B．人游泳之后从水中出来，风一吹感觉更冷，是因为水蒸发吸热，故B符合题意；C．海边昼夜温度变化比沙漠中小，是因为水的比热容比沙石的大，故C不符合题意；D．物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度，是因为水的比热容大，故D不符合题意。故选B。3.【答案】A【解析】为使大棚白天吸收太阳更多的能量，科研人员指导农户用水墙替换土墙,这是因为水比土有更大的比热容，由可知，在质量和升高温度一定时，能吸收更多热量，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。4.【答案】B【解析】A．根据图乙，当温度到达80℃之后吸收热量，温度不变，所以该液体沸点应该是80℃，故A错误；B．此实验装置，是利用电加热器加热液体测量液体比热容大小，根据乙图且不计热量损失，说明在电加热器加热90s液体温度从20℃变为80℃的过程中，电加热器产生的热量全部转化为液体吸收的热量且为纯电阻电路，即由得故B正确；C．根据乙图，加热120s以后已经达到沸点，达到沸点后吸收热量但是温度不变，故C错误；D．根据丙图，温度计得分度值为1℃，读出温度为37℃，故D错误。故选B。五、热量的计算（共4小题）1．【答案】A【解析】由图可知，相同时间内，乙液体的温度降低得快，甲液体温度降低得慢；根据Q=cmΔt可知，在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下，乙的温度降低得快，乙的比热容小；所以，甲液体的比热容大，甲物质为水，水和液体的质量相同，水和液体在相同时间内放出的热量相等，当15min时，水降低的温度Δt甲=60℃-40℃=20℃液体降低的温度为Δt乙=60℃-20℃=40℃由Q=cmΔt可知，当m、Q相同时，c与Δt成反比，故液体的比热容为故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。2.【答案】0.6×103【解析】由题意知，水吸收的热量为Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×200×10-3kg×(30℃-25℃)=4.2×103J因金属块放出的热量全部被水吸收，则金属块放出的热量为4.2×103J，则金属块的比热容为3.【答案】4.2×105热传递【解析】水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×50℃=4.2×105J此过程中，食材吸收了热量，使食材的内能增加,温度升高，是通过热传递方式改变物体的内能的。4．【答案】(1)7360J(2)【解析】（1）铁制品放出的热量（2）不考虑周围环境的影响和热损失，液体吸收的热量由可知，该液体的比热容六、热机热值及其热机效率（含热效率）问题（共14小题） 1．【答案】B【解析】热值是燃料的一种特性，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，放出的热量越多，在选择火箭燃料时首先要考虑燃料的热值大小。火箭发动机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氢时，可以释放出更多的热量。故选B。2.【答案】C【解析】A．蒸汽机属于热机中的一种，故A错误；B．柴油机在工作的过程中不可避免的要做额外功，所以柴油机的效率不能达到100%，故B错误；C．由于构成物质的分子在不停地做无规则运动，汽油分子会运动到空气中，这是扩散现象，所以我们能闻到汽油味，故C正确；D．内燃机在压缩冲程中将机械能转化为内能，故D错误。故选C。3．【答案】C【解析】A．由图像可知，质量相同时，甲完全燃烧放出的热量大于乙完全燃烧放出的热量，由可知，甲燃料的热值大于乙燃料的热值，故A错误；B．在图像中取甲、乙完全燃烧放出相同的热量的两点，比较横坐标，可以看出所需乙燃料的质量更大，故B错误；C．在图像中取完全燃烧甲、乙质量相同的两点，比较纵坐标，可以看出甲放出的热量更多，故C正确；D．由图像可知，同种燃料完全燃烧放出的热量与质量成正比，则燃料完全燃烧放出的热量越多，其质量一定越大，不同燃料燃烧放出的热量越多，其质量不一定越大。故D错误。故选C。4.【答案】D【解析】A．燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料的燃烧程度无关，故A错误；B．根据Q=mq可知，放出的热量与热值、质量有关，故B错误；C．一瓶酒精用去三分之一后，质量变化、热值不变，故C错误；D．焦炭的热值是3.0×107J/kg，它表示的意思是1kg的焦炭完全燃烧时放出的热量是3.0×107J，故D正确。故选D。5.【答案】B【解析】A．图中所示冲程两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故A错误；B．若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为故B正确；C．飞轮每分钟转动1800圈，则每秒转动30圈，该汽油机飞轮转动2圈对外做功一次，则在1s内做功15次，故C错误；D．由得，汽油机消耗的燃料越少，完全燃烧释放的热量越少，做的有用功不知，无法比较效率高低，故D错误。故选B。6．【答案】D【解析】AB．由图乙可知，废气带走的能量占比最大，为40%，故AB错误；C.该汽油机的效率为故C错误；D．减少机械摩擦可以降低能量的损失，能提高汽油机效率，故D正确。故选D。7.【答案】压缩比热容100【解析】由题图可知，图中进排气门全关，活塞向上运动，是压缩冲程。在设计制造时，汽缸外有一个水套，用水来冷却汽缸，这是因为水的比热容大。根据比热容的定义，相同质量的水和其他物质相比，升高相同的温度时，水能吸收更多的热量，冷却效果更好，所以用水作为冷却剂。已知飞轮每转2次，完成四个冲程，则飞轮每秒钟转50转，则每秒完成100个冲程。8.【答案】2201010【解析】内燃机一个工作循环活塞往复2次，飞轮转动2