2022年精品解析沪科版九年级物理第十三章内能与热机专题训练练习题（精选含解析）

沪科版九年级物理第十三章内能与热机专题训练
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 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、2021年10月16日，航天员翟志刚、王亚平、叶光富搭乘神州十三号载人飞船，开始了为期6个月的“太空出差”，六个月后将顺利返航。下列说法正确的是（　　）
A．火箭加速升空时，动能转化为重力势能
B．火箭选作燃料的物质主要是利用该燃料的比热容大的特点
C．火箭的发射过程中，燃料若不完全燃烧，热值会减小
D．返回舱进入大气层后与大气摩擦，机械能转化为内能
2、下列能说明组成物质的分子都在不停的运动的是（　　）
A．新冠病毒的传播 B．扫地时灰尘飞扬
C．冬日大雪纷飞 D．墙里开花墙外香
3、关于四冲程汽油机和柴油机的工作过程有以下几种说法；上述说法中正确的是（　　）
①在压缩冲程中，是机械能转化为内能；
②在做功冲程中，是内能转化为机械能；
③只有做功冲程是燃气对外做功；
④汽油机和柴油机的点火方式相同。
A．只有①②③ B．只有①③ C．只有②④ D．只有②③④
4、如图所示为某型号单气缸内燃机工作时某冲程的示意图，则该冲程（　　）
A．主要将内能转化机械能 B．可能在吸入油气混合物
C．是压缩冲程 D．在依靠飞轮的惯性完成
5、在透明塑料盒的底部钻一小孔，将电子点火器的点火端塞进孔中（密封不漏气），如图所示，打开塑料盒盖，向盒中滴入几滴酒精，再将盒盖盖紧，然后按下电子点火器的点火按钮。关于实验的现象和分析，下列说法错误的是（ ）
A．按下点火按钮后，随着“呼”的一声响，盒盖飞出去了
B．盒盖的飞出是由于酒精燃烧后产生的燃气做功所致
C．酒精燃烧，燃气对盒盖做功后，燃气内能减小，温度升高
D．酒精燃烧产生的燃气对盒盖做功，盒盖的机械能增加
6、下列事例中，不能说明分子在不停地做无规则运动的是（　　）
A．墙内开花墙外香 B．扫地时灰尘飞扬
C．美酒飘香 D．炒菜时放点盐，菜就有咸味
7、某研究小组在做“比较不同物质吸热的情况”的实验中，利用相同规格的电加热器给相同质量的水和砂加热（不计热损失），用取得的实验数据做出如图所示的图像，对该图像下列说法正确的是（　　）
A．吸收同样的热，砂升高温度少，表明砂的吸热本领比水强
B．吸收同样的热，水升高温度少，表明水的吸热本领比砂强
C．相同质量的水和砂同时加热，水温度先到达60℃
D．相同质量的水和砂同时加热，同时到达60℃
8、如图所示是内燃机工作循环中的四个冲程，其中图甲是（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
9、在生产和生活中，常见到“水的比热容大”这一特性的应用情景，以下事例中与这一特性无关的是（ ）
A．冬天，暖水袋中充热水取暖 B．夏天，地上洒水会感觉更凉爽
C．汽车发动机用水作冷却液 D．夜间遇寒潮时，在秧田里灌水以防秧苗受冻
10、下列说法正确的是（　　）
A．物体吸收热量，温度一定升高
B．温度高的物体具有的内能多，温度低的物体具有的内能少
C．运载火箭采用液态氢作燃料，原因是液态氢具有较大的热值
D．塑料吸盘能牢牢地吸附在玻璃上，说明分子间存在着引力
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题3分，共计15分）
1、夏季的白天，湖水温度往往比水泥马路温度低，这主要是由于水的 _____较大；市政部门经常派出洒水车向路面洒水降温，这一操作 _____（选填“是”或“不是”）主要利用水的上述特性；洒水车在燃烧柴油的过程中，柴油的热值 _____（选填“增大”“减小”或“不变”）、
2、如图是四冲程汽油机的工作过程中________冲程；若该汽油机功率为8kW，工作1小时使用的乙醇汽油燃烧产生的热量是7.2107J，则汽油机工作的效率为_________。
3、如图所示，在使用酒精灯对塞有胶塞的盛水试管进行加热时，水蒸气的_______（能量种类）转化为塞子的机械能，在这一过程中水蒸气的内能_______（增大、减小）。
4、根据图中实验回答问题。
（1）如图甲所示，在热水和冷水中分别滴入两滴墨水，不要搅动杯中的水，热水杯中的墨水扩散得快，选用热水和冷水做实验的目的是便于探究分子无规则运动速度与______ 的关系；
（2）如图乙所示，瓶内装有少量的水，水上方有水蒸气，塞紧瓶塞，用打气筒向瓶内打气，当塞跳起时，有白雾产生，白雾是水蒸气______而成的，这说明气体对外做功时，内能______，温度______；
（3）如图丙所示是热机的______冲程；
（4）如图丁所示，在试管中装些水，用软木塞塞住，用酒精灯给水加热至沸腾，使水的内能增加。当软木塞被冲出时，发生的能量转化是将______能转化______能。这个实验虽然简单，却表现出热机中能量转化的基本过程。
5、小宁将质量和初温相同的铁勺和陶瓷勺浸没在沸水中足够长的时间进行消毒，已知铁的比热容小于陶瓷的比热容，则消毒结束时，两把勺子的温度关系是铁勺温度_______陶瓷勺温度（>/三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、如图，我国是世界上第一个对可燃冰实现安全可控开采的国家；假设可燃冰分解后，可释放出的天然气。（已知，，在一个标准大气压下。）求：
（1）可燃冰释放出的天然气完全燃烧，放出的热量是多少？
（2）若上述热量全部被水吸收，可将温度为35℃、质量为的水加热到多少℃？
2、合理分类和利用垃圾可以保护环境、变废为宝。在一定条件下，1t分类后的垃圾能“榨”出140kg燃料油，若燃料油的热值为4.0×107J/kg[，ρ水＝1.0×103kg/m3]。则：
（1）1t分类后的垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧能释放多少热量？
（2）在标准大气压下，这些热量的30%被5×103kg初温是30℃的水吸收，水温能升高多少？
3、太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备。某品牌太阳能热水器每小时平均接收的太阳能，在6小时的有效照射时间内将热水器中体积为50L，初温为20℃的水升高到60℃，求：[]
（1）热水器中水吸收的热量；
（2）太阳能热水器的效率；
（3）若改用煤气来加热这些水，假设煤气燃烧放出的热量50%被水吸收，问需要完全燃烧多少煤气？（煤气的热值）
4、太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一。热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5h的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃。[水的比热容c水＝4.2×103J/(kg ℃)]求：
（1）热水器中的水吸收的热量Q；
（2）热水器5h内接收到的太阳能E；
（3）热水器的效率η；
（4）若改用热效率为30%的煤炉来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤？（煤的热值q＝4.2×107J/kg，保留两位小数）
5、随着科技的发展，氢燃料新能源公交车慢慢在投放使用，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，（；）。求：
（1）质量为0.3kg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，求水升高的温度；
（3）若某次该氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶了1h，共消耗了7.2kg的氢燃料，则该公交车此次工作的效率是多少？
四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验。数据如表：
物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃
水 60 20 6 45
食用油 60 20 6 48
（1）在设计实验方案时，需要确定以下控制的变量，你认为其中不正确的是______
A．采用完全相同的加热方式
B．水和食用油的体积相同
C．取相同质量的水和食用油
D．盛放水和食用油的容器相同
（2）实验中，记录加热时间的目的是：______。
（3）从表中数据可知，水和食用油的质量______（选填“相同”或“不相同”），加热结束时，食用油的温度比水温度______（选填“高”或“低”）。
（4）在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给水加更长的时间，此时，水吸收的热量______（选填“大于”、“小于”或“等于”）食用油吸收的热量。
（5）实验表明______（选填“水”或“食用油”）吸热的能力更强。
2、小刚观点：“被100oC的水蒸气烫伤，要比被100oC的热水烫伤严重得多”。小刚设计了以下实验来验证。（热损失以及热胀冷缩对实验的影响忽略不计）
①将一定质量温度为的冷水装入一个双层玻璃真空保温杯中，液面如图甲所示位置，标记为A；
②向杯中插入导管，将100oC的水蒸气通入保温杯的冷水中（水蒸气全部被吸收），发现杯中水面明显上升；
③一段时间后，停止通入水蒸气，移出导管后，杯中液面位置如图乙所示，标记为B，再测出此时杯中水的温度为，比较发现高于。
（1）杯中水面上升是通入的水蒸气发生______（填物态变化名称）的结果；
（2）高于的原因是______；
（3）小刚的实验因没有对比以至不足以证明他的观点。请你再帮助小刚设计补充实验方案，简要叙述实验过程、测量的物理量及验证依据______。
3、如图甲所示，用加热器给初温相同的甲、乙液体加热（m甲＝m乙），两种液体每秒吸收的热量相同。这两种液体的温度—加热时间的图线如图乙。
（1）甲液体第30s的内能______第35s的内能 （选填“大于”、“等于”、“小于”）；
（2）小明根据图乙中图线及题目所给信息得出：c甲______c乙（选填“＞”、“＝”、“＜”）；
（3）质量相等的甲、乙两种液体，吸收相同的热量，______升高的温度更多（选填“甲液体”或“乙液体”）。
-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
A．火箭加速升空时，燃料燃烧的化学能转化为动能和重力势能，故A错误；
B．火箭选作燃料的物质主要是利用该燃料的热值大的特点，故B错误；
C．热值是物质的一种物理属性，与燃料是否充分燃烧无关。燃烧是否充分影响的是燃料燃烧时放出热量的多少，故C错误；
D．返回舱进入大气层后与大气摩擦生热，此时机械能转化为内能，故D正确。
故选D。
2、D
【详解】
A．新冠病毒的传播属于物体的机械运动，不是分子的运动，故A不符合题意；
B．扫地时灰尘飞扬，灰尘属于宏观物体，属于机械运动，不是分子的运动，故B不符合题意；
C．冬日大雪纷飞，雪花是宏观物体，属于机械运动，不是分子的运动，故C不符合题意；
D．墙里开花墙外香，因为分子不停地做无规则运动，扩散到了空气中，人们就闻到了花的香味，故D符合题意。
故选D。
3、A
【详解】
①在压缩冲程中，活塞向上运动，对气体进行压缩做功，将活塞的机械能转化成内能，使气缸内温度升高，故①正确；
②在做功冲程中，燃料燃烧产生高温高压的气体，推动活塞向下运动，对外做功，内能转化成机械能，故②正确；
③在内燃机的四个冲程中，其中吸气、压缩、排气都是靠外力或飞轮的惯性来完成的，只有做功冲程对外做功，故③正确；
④汽油机是火花塞点火，柴油机是直接通过压缩将气缸内温度升高，喷油嘴直接将柴油喷入燃烧，属于压燃式，两者的点火方式不相同，故④错误。
综合上述分析，故A正确，BCD错误。
故选A。
4、D
【详解】
由图可知，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸，是排气冲程，没有能量的转化，依靠飞轮的惯性完成的，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
5、C
【详解】
AB．按下点火按钮后，盒中的酒精燃烧后产生的燃气对外做功，将内能转化为机械能，随着“呼”的一声响，盒盖飞出去了，故AB正确，不符合题意；
C．燃气对盒盖做功后，燃气内能减小，温度降低，故C错误，符合题意；
D．盒中的酒精燃烧后产生的燃气对外做功，内能转化为机械能，盒盖的机械能增加，故D正确，不符合题意。
故选C。
6、B
【详解】
A．闻到花香，是香味分子在做无规则运动，故A不符合题意；
B．灰尘可见，分子的直径为10-10m，是不可见的，故灰尘不是分子，不能用分子在做无规则运动解释，故B符合题意；
C．美酒飘香，是香味分子在做无规则运动，故C不符合题意；
D．炒菜时放点盐，是分子在做无规则运动，故D不符合题意。
故选B。
7、B
【详解】
AB．采用相同规格的电加热器，相同时间，砂和水吸收的热量相同，由图得，加热相同时间，等质量的砂升高的温度比等质量的水的多，由得，水的吸热本领比砂强，故A错误，B正确；
CD．由图得，相同质量的水和砂同时加热，砂的温度先达到60℃，故CD错误。
故选B。
8、C
【详解】
图甲中，两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
9、B
【详解】
A．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度时，水放出的热量多，所以冬天，暖水袋中充热水取暖。故A不符合题意；
B．夏天在地上洒水，感觉更凉快，利用的是蒸发吸热，不是利用水的比热容大的特点，故B符合题意；
C．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度时，水吸收的热量多，所以用循环水冷却汽车发动机，故C不符合题意；
D．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以夜间遇寒潮时，向秧苗田里灌水，水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗，故D不符合题意。
故选B。
10、C
【详解】
A．物体吸收热量，内能增大，但温度不一定升高，晶体熔化时，晶体吸收热量，温度却保持不变。故A错误；
B．内能的大小与物体的质量和温度有关，质量不确定时无法根据温度比较内能的多少，故B错误；
C．液态氢作为运载火箭的燃料，是因为液态氢具有较大的热值，与其它燃料相比，完全燃烧的质量相同时，液态氢放出的热量更多，故C正确；
D．吸盘能吸在玻璃上，是因为吸盘与玻璃间没有空气，于是大气压将吸盘压在玻璃上，故D错误。
故选C。
二、填空题
1、比热容 不是 不变
【详解】
[1]因为水泥的比热容比水小，吸收相同的热量（同样的阳光照射）水泥的温度变化大，升高的温度值大，所以水泥马路的温度比湖水高得多。
[2]在路面上洒水是利用了水蒸发吸热的道理，不是利用水的上述特性。
[3]热值是燃料的一种特性，与质量大小无关，所以柴油的热值不变。
2、压缩 40%
【详解】
[1]汽油机的工作过程有四个，吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，从图中可以看到，进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，这是压缩冲程。
[2]若该汽油机功率为8kW=8000W，工作1小时，做的功为
做的功为；这1小时使用的乙醇汽油燃烧产生的热量是7.2107J，则汽油机工作的效率为
汽油机工作的效率为40%。
3、内能 减小
【详解】
[1][2]如图所示，在使用酒精灯对塞有胶塞的盛水试管进行加热时，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出，水蒸气放热液化，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，在这一过程中水蒸气的内能减小。
4、温度 液化 减小 降低 压缩 内 机械
【详解】
（1）[1]在分别盛有热水和冷水的玻璃杯中，小心地滴入一滴红墨水，会看到滴入热水中的红墨水扩散的快；选用热水和冷水做实验，这是因为冷水和热水的温度不同，以便于探究分子无规则运动速度与温度的关系。
（2）[2][3][4]给瓶内打气，当瓶塞跳起时，可以看到，瓶内出现白雾，说明水蒸气遇冷放热液化成了小水滴，这个过程中，气体膨胀对外做功，将内能转化成了瓶塞的机械能，内能减少，温度降低。
（3）[5]由图可以看出，热机的进气门关闭，排气门关闭，气缸内高温高压的气体推动活塞由下向上运动，对外做功，为做功冲程。
（4）[6][7]酒精灯加热试管使水沸腾，产生大量的水蒸气，高温高压的水蒸气把塞子冲出，对外做功，将内能转化为软木塞子的机械能。
5、= 陶瓷
【详解】
[1]水沸腾后温度不再升高，则将铁、陶瓷两种材料制成的勺子浸没在沸水中煮较长时间，二者的温度一定相同，与沸水的温度相同。
[2]由可知，在质量相同、升高相同的温度时，比热容大的物体吸收的热量多，由题意可知，两勺子的质量相同、升高的温度相同，且c铁三、计算题
1、（1）7.14×109J；（2）85℃
【详解】
解：（1）由题知，1m3可燃冰分解后，可释放出200m3天然气，这些天然气完全燃烧产生热量
Q放=Vq天然气=200m3×3.57×107J/m3=7.14×109J
（2）由题知，水吸收的热量
Q吸=Q放=7.14×109J
由Q吸=cm(t-t0)可得将温度为35℃、质量为 3.4×104kg 的水加热到
答：（1）1m3可燃冰释放出的天然气完全燃烧，放出的热量约是7.14×109J；
（2）若上述热量全部被水吸收，可将3.4×104kg的水从35℃加热到85℃。
2、（1）5.6×109J；（2）70℃
【详解】
解：（1）1t分类后的垃圾能“榨”出140kg燃料油，则这些燃料油完全燃烧释放的热量为
（2）由题意可得水吸收的热量为
根据可得水升高的温度为
因为在标准大气压下水的沸点是100℃，且
所以水的末温为100℃，则水实际升高的温度
答：（1）则1t垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧能释放5.6×109J的热量；
（2）在标准大气压下，这些热量的30%被5×103kg初温是30℃的水吸收，则水温能升高70℃。
3、（1）；（2）；（3）
【详解】
解：（1）由题意可知，热水器中水的体积为
水的密度为，根据可知，水的质量为
水的质量为50kg；水的比热容，这些水从初温20℃升高到60℃，根据比热容公式可知，水吸收的热量为
（2）由题意可知，该品牌太阳能热水器每小时平均接收的太阳能，在6小时的有效照射时间内，吸收的太阳能为
由（1）解析可知，水吸收的热量为，则太阳能热水器的效率为
（3）完全燃烧这些煤气，放出的热量为，煤气燃烧放出的热量50%被水吸收，而由（1）解析可知，，则
解得煤气放出的热量；根据热值公式，可得这些煤气的体积为
答：（1）热水器中水吸收的热量为；
（2）太阳能热水器的效率约为；
（3）若改用煤气来加热这些水，假设煤气燃烧放出的热量50%被水吸收，问需要完全燃烧煤气的体积为。
4、（1）8.4×106J；（2）2.1×107J；（3）40%；（4）0.67kg
【详解】
解：（1）热水器中的水吸收的热量
Q吸＝c水m水(t﹣t0)＝4.2×103 J/(kg ℃)×100kg×(40℃﹣20℃)＝8.4×106J
（2）热水器5h内接收到的太阳能
E＝4.2×106J/h×5h＝2.1×107J
（3）热水器的效率
（4）由可知，煤完全燃烧放出的热量
由Q＝mq可知，需要完全燃烧煤的质量
答：（1）热水器中的水吸收的热量为8.4×106J；
（2）热水器5h内接收到的太阳能为2.1×107J；
（3）热水器的效率40%；
（4）若改用热效率为30%的煤炉来加热这些水，需要完全燃烧0.67kg的煤。
5、（1）4.2×107J；（2）50℃；（3）50%
【详解】
解：（1）0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量
（2）水吸收的热量
Q吸=Q放=4.2×107J
由得水升高温度
（3）7.2kg的氢燃料完全燃烧放出的热量
公交车的功率
由得，公交车所做的功
公交车工作的效率
答：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出4.2×107J热量；
（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，则水升高50℃；
（3）公交车此次工作的效率是50%。
四、实验探究
1、B 比较水和食用油吸收热量的多少 相同 高 大于 水
【详解】
（1）[1] AD．采用完全相同的加热方式，是为了使热源放出相同的热量；放水和食用油的容器相同目的使水和食用油在相同的时间吸收相同的热量，故AD正确，不符合题意；
B．水和食用油的密度不同，若水和食用油的体积相同，由m＝ρV知道，水和食用油的质量不相等，故B错误，符合题意；
C．根据比较不同物质吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，所以，取相同质量的水和食用油，故C正确，不符合题意。
故选B。
（2）[2]实验中，应用了转换法，通过记录加热时间比较水和食用油吸收热量的多少。
（3）[3][4]由表中数据知道，水和食用油的质量相同，都是60g；加热结束时，食用油的温度比水温度高。
（4）[5]水和食用油的质量相同，因加热结束时，食用油的温度比水温度高；说明在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，即此过程水吸收的热量大于食用油吸收的热量。
（5）[6]由于使水和食用油的最后温度相同，就要给水加更长的时间，水吸热更多，故水吸热的能力更强。
2、液化 液化放热和热传递 见解析
【详解】
（1）[1]将水蒸气通入装有冷水的双层玻璃真空保温杯中，水蒸气遇冷就会从气态变为液态即水蒸气发生液化，形成水。
（2）[2]水蒸气的温度较高，与冷水间存在热传递；水蒸气在双层玻璃真空保温杯中遇冷由气态变为液态，发生液化，水蒸气液化要放出热量；水蒸气液化时放出的热量被杯中的水吸收，水的温度升高，发生热传递，所以t2高于tl。
（3）[3]为了证明100oC的水蒸气液化放热比被100oC的热水同条件下放热多，在前实验的基础上，应另取一个相同的双层玻璃真空保温杯，在保温杯中倒入与第一个保温杯中质量相同，温度为t1的冷水，然后再倒入100℃的开水直至与第一个保温杯中水面相平，摇匀后测出此保温杯中水温t；将t与t2比较，若t2高于t，得出被100oC的水蒸气烫伤，要比被100oC的热水烫伤严重得多；否则不能。
3、小于 ＜ 甲液体
【详解】
（1）[1]由图像可知，甲液体从30s到35s时，一直吸收热量，温度升高，内能变大，即甲液体第30s的内能小于第35s的内能。
（2）[2]甲乙液体质量相同，由图可知，二者升高温度相同时，乙液体吸收的热量多，根据可知，甲的比热容小于乙的比热容。
（3）[3]甲乙液体质量相同，由图像可知，在相同时间内甲乙吸收相同的热量，甲液体升高的温度更多一些。