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试题（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、下列现象中，能说明分子不停地做无规则运动的是（　　）
A．细雨濛濛 B．雪花飞舞
C．桂花飘香 D．树叶飘落
2、中华文化博大精深，有些诗词包含了大量的物理知识。宋代诗人陆游在《梅花绝句》中写道：“二十里中香不断，青羊宫到浣花溪”。诗句中的“香不断”说明（　　）
A．分子间有引力 B．分子间有斥力 C．分子在不停的运动 D．分子间有间隙
3、下列现象中，可以用分子热运动规律解释的是（　　）
A．还未看见瀑布，先听见瀑布的声音 B．还未看见花儿，先嗅到花儿的香气
C．神舟十三号载人飞船腾空而起 D．火车呼啸着从站台驶过
4、关于热值，下列说法中正确的是（　　）
A．燃料燃烧得越充分热值越大
B．2kg的煤完全燃烧比1kg的煤完全燃烧热值大
C．完全燃烧两种燃料，热值大的燃料放出的热量一定多
D．如果完全燃烧1kg燃料放出的热量是3×105J，则该燃料的热值为3×105J/kg
5、煤炭是一种重要燃料。为判断煤炭品质的优劣，最科学的方法是检验煤炭的（　　）
A．密度 B．比热容 C．热值 D．硬度
6、根据下表中的数据，下列判断正确的是（ ）
几种物质的比热容/[J （kg ）﹣1]
水 4.2×103 铝 0.88×103
酒精 2.4×103 铜 0.39×103
煤油、冰 2.1×103 干泥土 0.84×103
A．物质的比热容与物质的状态无关
B．200g水的比热容是100g水的比热容的两倍
C．质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块温度变化比较大
D．一般情况下，我们把1kg的水加热至沸腾，水需要吸收4.2×107J的热量
7、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
8、如图所示，铁水很热，冰块很冷，但它们都具有内能。下列说法正确的是（　　）
A．铁水温度高，内能大
B．冰块温度低，内能小
C．铁水温度高，分子热运动剧烈
D．冰块温度低，分子热运动停止
9、下列现象能说明分子在做无规则运动的是（　　）
A．秋天落叶纷飞 B．气体容易被压缩
C．百合花散发着浓郁的香气 D．把瓶子中的水倒入杯中
10、下列说法中正确的是（　　）
A．物体是由大量分子组成的
B．所有物体的分子间只有相互作用的引力
C．质量相等的不同燃料完全燃烧，放出热量越多的其热值越大
D．质量相等的水和沙石吸收相等的热量，沙石比热容较小，其升高的温度比水小
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、小明用燃气灶烧水，测得燃烧0.5m3的天然气，可使100kg的水从20oC升高到70oC。（已知水的比热容为c＝4.2×103J/(kg oC)，天然气的热值为q＝7.0×107J/m3）。则：水吸收的热量为______J，燃气灶的效率η为______。
2、 “分子是静止的，还是运动的”，根据如图所示实验可以作出判断。两个相同瓶子的瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开，上面的瓶中装有空气，下面的瓶中装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体。玻璃板在面抽掉玻璃板后，可以看到，两个瓶中的气体会混合在一起，最后颜色变得均匀。根据这一现象可以断定______。
3、关于热机，汽油在汽缸内燃烧时将______能转化为______能。如图所示是汽油机的______冲程；若飞轮的转速为2400r/min，则在1min内汽油机完成______个工作循环，对外做功______次。
4、我们知道分子之间既有引力又有斥力。当固体被压缩时，分子间的距离变小，作用力表现为 _____；当固体被拉伸时，分子间的距离变大，作用力表现为 _____。
5、酒精的比热容是2.4×103______（填单位），1kg的酒精温度由20℃升高到21℃吸收的热量是______J。1kg的酒精温度由61℃降低到60℃放出的热量是______J。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、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）
2、2020年1月27日。为抗击新型冠状病毒肺炎疫情，安徽医科大学各附属医院紧急派出22名医护人员，他们与其他省属医院的白衣战士一起，组成安徽省第一批支援武汉的医疗队伍，出征武汉。假设客车（包括车上的人和物资）总质量为5×103kg，在某段平直的高速公路上，客车以90km/h的速度匀速行驶了200km，平均每百公里油耗为20L，所受的平均阻力是客车总重的0.04倍，汽油的热值是4.6×107J/kg（假设汽油完全燃烧，汽油的密度为0.75×103kg/m3，g取10N/kg）。求：
（1）客车行驶200km，牵引力做了多少功？
（2）客车发动机的效率是多少？（百分比后保留一位小数）
（3）如果将效率提高百分之一，则同样消耗20L汽油可以比原来多行驶多少km？
3、如图所示是某太阳能热水器，水容量为100L，该热水器在冬季有效日照时段里，平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为2.8×106J，该热水器接收太阳能的有效面积为1.5m2，一天内接收的太阳能能使装满水的热水器中的水温度从20℃升高到60℃[水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），水的密度为1.0×103kg/m3]，求：
（1）热水器中水的质量；
（2）一天内装满水的热水器中的水吸收的热量；
（3）若热水器在冬季的效率为50%，求一天内有效接收太阳能的时间是多少？
4、如图是小芳家新买的轿车，该车部分参数如下表。求
（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压强多大？（轮胎与地面接触的总面积为0.12m2，g=10N/kg）
整车质量 1.8t
最大输出功率 9.2kw
汽油机效率 30%
（2）若该车以最大输出功率行驶10min，需要消耗多少千克汽油？（q汽油=4.6×107J/kg）
5、某辆小轿车油箱内装有32kg汽油，司机小李驾车沿高速公路到某地旅游，路程为300km。假设轿车是匀速行驶，且受到的阻力为920N。已知汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能，汽油的热值为4.6×107J/kg。求：
（1）汽车到达目的地牵引力所做的功；
（2）汽车在行驶途中需要消耗多少kg汽油？
（3）需要加油吗？
四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都相同，烧杯内的液体质量和初温也相同。
（1）小金同学要“比较不同物质比热容”时，应选择________两图进行实验。他设计了下列两个方案，方案一：加热相同时间，比较升高的温度；方案二：升高相同的温度，比较加热的时间。你认为_______（选填“方案一”“方案二”或“两方案都”）可行；
（2）小罗同学要“比较不同燃料燃烧时的放热能力”，她应选择________两图进行实验；图甲中，若在燃料完全燃烧殆尽后，已知液体a吸收的热量和燃料1的质量，计算出了燃料1的热值，这样算出的热值与其真实值相比___________（选填“偏大”“偏小”或“相同”）。
2、在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，实验装置如图所示。
（1）实验应量取______（填“质量”或“体积”）相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中。使用规格______（填“相同”或“不同”）的电加热器加热；
（2）实验中，通过______（填“升高的温度”或“加热时间”）来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少；
（3）在两种液体都不沸腾的前提下，小明认为要把甲、乙两种液体加热到相同的温度然后进行比较；小芳认为要加热相同的时间然后进行比较。你认为方法可行的是______（填“小明”、“小芳”或“都可行”）；
加热时间/min 0 1 2 3 4
甲的温度/℃ 30 34 38 42 46
乙的温度/℃ 10 18 26 34 42
（4）分析上表数据得______（填“甲”或“乙”）物质的吸热能力强，要在甲、乙两种液体中选择一种液体做冷却液，你认为选择______（填“甲”或“乙”）液体较为合理；
（5）物理学中用______表示物质的吸热能力。
3、迎春学校物理兴趣小组的同学在操作“用传感器比较不同物质的比热容”的实验中采用了如图所示的装置。
（1）实验中对水和煤油用红外加热器进行加热，加热时应控制水和煤油的_______（“初温”或“质量”）相同；
（2）在相同条件下用相同的红外加热器分别给水和煤油加热，要使水和煤油升高相同的温度，对_______（“水”或“煤油”）加热的时间更长；
（3）根据实验数据，同学们做出了水和煤油的温度随时间变化的图像，由图像可知，水的温度随时间变化的图象是_______（选填“a”或“b”），煤油的比热容为_______ [ ]；
（4）本次实验中，使用的科学探究方法是_______。
-参考答案-
一、单选题
1、C
【详解】
不同的物质在相互接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散，这一现象说明一切物体的分子都在不停地做无规则运动。分子的体积很小，分子的运动无法用肉眼直接看到，但可以通过气味、颜色的变化来体现。
A．细雨濛濛属于宏观物体的运动，是机械运动，故A不符合题意；
B．雪花飞舞属于宏观物体的运动，是机械运动，故B不符合题意；
C．桂花飘香是花香分子不停地做无规则运动，分子运动到空气中，人们就闻到了香味，故C符合题意；
D．树叶飘落属于宏观物体的运动，是机械运动，故D不符合题意。
故选C。
2、C
【详解】
二十里中香不断，香不断说明花香分子不停地做无规则运动，花香的分子扩散到空气中，使人闻到香味，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
3、B
【详解】
A．还未看见瀑布，先听见瀑布的声音，说明空气能传播声音，故A不符合题意；
B．还未看见花儿，先嗅到花儿的香气，是因为有花香的“原子”飘到我们鼻子里，说明分子永不停息地做无规则运动，故B符合题意；
C．神舟十三号载人飞船腾空而起，载人飞船的运动状态发生改变，说明载人飞船受到力的作用，故C不符合题意；
D．以站台为参照物，火车相对于站台的位置发生了改变，故看到火车呼啸着从站台驶过，故D不符合题意。
故选B。
4、D
【详解】
AB．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，热值大小与燃料是否完全燃烧和质量无关，故AB错误；
C．根据Q=mq可知，质量未知，完全燃烧两种燃料，热值大的燃料放出的热量不一定多，故C错误；
D．1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，所以完全燃烧1kg燃料放出的热量是3×105J，则该燃料的热值为3×105J/kg，故D正确。
故选D。
5、C
【详解】
煤炭是燃料，利用煤炭燃烧，将化学能转化为内能，从而加以利用，故热值来检验煤炭是最科学的方法。
6、C
【详解】
A．比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关。由表中数据知，水和冰是同种物质的不同状态，水的比热容和冰的比热容不同，故A错误；
B．比热容是物质本身的特性，与物质的质量无关，同种物质物态相同时的比热容是相同的，故B错误；
C．由表中数据知，质量相同的铝块和铜块吸收相同的热量，根据，比热容小的物质，温度变化较大，所以质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块温度变化较大，故C正确；
D．一般情况下，水的初温为25℃、水的沸点为100℃，水吸收的热量为
故D错误。
故选C。
7、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。
8、C
【详解】
AB．物体的内能不仅与物体的温度有关，还和质量有关，温度高的物体，若质量很小，则内能不一定大，温度低的物体，若质量较大，则内能不一定小，故AB错误；
CD．分子在永不停息地做无规则运动，温度越高，分子的热运动越剧烈，但温度低的时候，分子的热运动不会停止，故C正确，D错误。
故选C。
9、C
【详解】
A．秋天落叶纷飞，是宏观物体的运动，不是分子的运动，故A不符合题意；
B．气体容易被压缩，说明分子间存在间隙，不属于分子热运动，故B不符合题意；
C．百合花散发着浓郁的香气，是气体分子无规则运动的结果，属于分子热运动，故C符合题意；
D．把瓶子中的水倒入杯中，属于机械运动，不是分子热运动，故D不符合题意。
故选C。
10、AC
【详解】
A．物体是由大量分子组成的，分子由原子组成，原子由更小的原子核和核外电子组成，故A正确；
B．所有物体的分子间同时存在相互作用的引力和斥力，故B错误；
C．由Q=mq知，质量相等的不同燃料完全燃料放出的热量越多，其热值越大，故C正确；
D．沙石的比热容小于水的比热容，质量相等的水和沙石吸收相等的热量，则沙石的温度升得更多，故D错误。
故选AC。
二、填空题
1、2.1×107 60%
【详解】
[1]水吸收的热量
Q吸＝cm(t﹣t0)＝4.2×103J/(kg ℃)×100kg×(70℃﹣20℃)＝2.1×107J
[2]0.5m3天然气完全燃烧放出的热量
Q放＝Vq＝0.5m3×7.0×107J/m3＝3.5×107J
燃气灶的效率
2、分子在不停地做无规则运动
【详解】
两个瓶中的气体会混合在一起，最后颜色变得均匀，空气分子运动到下方，下方的二氧化碳分子运动到上方，这种现象叫做扩散现象，表明分子在不停地做无规则运动。
3、化学 内 做功 1200 1200
【详解】
[1][2][3]由图可知，进气门、排气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，判断该冲程为做功冲程，该冲程燃料燃烧时把化学能转化为气缸内气体的内能，然后对外做功，最终转化为机械能。
[4][5]飞轮的转速为2400r/min，即一分钟飞轮转2400转。因为飞轮转2转，对外做功一次，完成一个工作循环。所以一分钟内飞轮总共对外做功1200次，完成1200个工作循环。
4、斥力 引力
【详解】
[1]固体难以被压缩，是因为分子间的距离比较小，分子之间斥力和吸引力都增大，但是主要表现为斥力，故固体分子很难压缩。
[2]当固体被拉伸时，分子间的距离变大，斥力和吸引力都减小，但是斥力减小得更快，故主要表现为吸引力。
5、J/(kg·℃) 2.4×103 2.4×103
【详解】
[1]酒精的比热容为2.4×103 J/(kg·℃)。
[2][3]酒精的比热容为2.4×103 J/(kg·℃)是指1kg的酒精每升高或降低1摄氏度，吸收或放出的热量为2.4×103J。所以1kg的酒精温度由20摄氏度升高到21摄氏度，吸收的热量是2.4×103J。1kg的酒精温度由61摄氏度降低到60摄氏度，放出的热量是2.4×103J。
三、计算题
1、（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。
2、（1）4×108J；（2）29.0%；（3）3.45km
【详解】
解：（1）由题知客车所受的阻力为
f＝0.04G＝0.04mg＝0.04×5×103kg×10N/kg＝2000N
由二力平衡的条件可知客车的牵引力为
F＝f＝2000N
则客车牵引力做的功为
W＝Fs＝2000N×200×103m＝4×108J
（2）已知平均每百公里油耗为20L，则200km耗油的体积为
V＝2×20L＝40L＝40dm3＝4×10-2m3
耗油的质量为
m＝ρV＝0.75×103kg/m3×4×10-2m3＝30kg
消耗的汽油完全燃烧放出的热量为
Q放＝qm＝4.6×107J/kg×30kg＝1.38×109J
则客车发动机的效率为
（3）已知消耗的汽油体积
V′＝20L＝20dm3＝2×10-2m3
消耗的汽油质量为
m′＝ρV′＝0.75×103kg/m3×2×10-2m3＝15kg
消耗的汽油完全燃烧放出的热量为
Q放′＝qm′＝4.6×107J/kg×15kg＝6.9×108J
将效率提高1%后，提高的有用功为
ΔW＝Q放′Δη＝6.9×108J×1%＝6.9×106J
由W＝Fs可知比原来多行驶的距离为
答：（1）客车行驶200km，牵引力做了4×108J的功；
（2）客车发动机的效率是29.0%；
（3）如果将效率提高百分之一，则同样消耗20L汽油可以比原来多行驶3.45km。
3、（1）100kg；（2）1.68×107J；（3）8h
【详解】
（1）热水器中水的体积
V＝100L＝100dm3＝0.1m3
由可得，热水器中水的质量
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.1m3＝100kg
（2）一天内热水器中的水吸收的热量
Q吸＝cmt＝4.2×103J/（kg ℃）×100kg×（60℃﹣20℃）＝1.68×107J
（3）由可得一天内热水器接收到的太阳能
E＝＝＝3.36×107J
一天内热水器接收太阳能的能量
E＝2.8×106J/（m2 h）×1.5m2×t＝3.36×107J
则一天内有效接收太阳能的时间t＝8h。
答：（1）热水器中水的质量为100kg。
（2）一天内热水器中的水吸收的热量1.68×107J。
（3）一天内有效接收太阳能的时间为8h。
4、（1）1.5×105Pa；（2）0.4kg
【详解】
解：（1）轿车质量为
m=1.8t=1.8×103kg
根据重力得计算公式可得，轿车的重力为
因为轿车静止在水平地面上，所以，轿车对水平地面的压力为
F压=G=1.8×104N
受力面积，即车轮与地面的总接触面积为
S=0.12m2
跟据压强的计算公式可得，轿车对水平地面的压强为
（2）由
可得，该车以最大输出功率行驶10min，做的有用功为
根据
可得
由
Q放=mq
可得，需要完全燃烧汽油的质量为
答：（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压强为1.5×105Pa；
（2）若该车以最大输出功率行驶10min，需要消耗4kg汽油。
5、（1）2.76×108J；（2）20kg；（3）不需要加油。
【详解】
解：（1）轿车匀速行驶，轿车的牵引力
轿车到达目的地牵引力所做的功
（2）燃料燃烧放出的总热量
又，汽车在行驶途中需要消耗汽油的质量
（3）由于20kg＜32kg，所以汽车在行驶途中不需要加油。
答：（1）汽车到达目的地牵引力所做的功为2.76×108J；
（2）汽车在行驶途中需要消耗20kg汽油；
（3）不需要加油。
四、实验探究
1、甲丙 两方案都 甲乙 偏小
【详解】
（1）[1]小金同学要比较不同物质比热容时，该实验方法主要是控制变量法和转换法。应选择相同的热源，相同容器，相同质量不同液体加热，所以应选甲丙两图进行实验。
[2]该实验用加热时间长短表示吸热多少；用温度变化反映吸热能力。质量相同不同物质根据
可知两方案都行。
（2）[3]小罗同学要比较不同燃料燃烧时的放热能力，她应选择不同燃料，加热相同物质所以选甲乙两图进行实验。
[4]图甲中，若在燃料完全燃烧殆尽后，放出的热量部分散失到大气中和容器吸收，部分被液体吸收，所以液体a吸收的热量小于燃料完全燃烧放出（），实际操作认为吸收等于完全燃烧放出的，根据
计算出了燃料1的热值，这样算出的热值与其真实值相比偏小。
2、质量 相同 加热时间 都可行 甲 甲 比热容
【详解】
（1）[1]探究物质吸热能力实验时，应量取质量相同的两种液体，分别倒入相同的烧杯中。
[2]使用规格相同的电加热器加热，液体在相等时间内吸收的热量相等，更方便比较不同物质吸热的情况。
（2）[3]用相同的电加热器加热，加热相同的时间，放出的热量就是相等的，甲和乙吸收的热量也就是相等的，所以物质吸热的多少是通过加热时间来反映。
（3）[4]比较甲、乙两种液体吸热本领的大小，可以加热相同的时间，观察两种液体温度的变化量，温度变化量越大说明吸热能力弱；也可以加热到相同的温度，比较加热时间的长短，加热时间长的吸热能力强，因此这两种方法都可以比较出液体的吸热能力。
（4）[5]由表格中的数据可知，在相同的时间内，吸收相同的热量，甲的温度变化小，乙的温度变化大，则甲的吸热能力强。
[6]根据，吸收相同的热量，比热容大的，温度升高的就小，就更适合做冷却液，甲的吸热能力强，甲的比热容大，故甲做冷却液更好。
（5）[7]物理学中用比热容来表示物质吸热能力的强弱。
3、质量 水 a 2.1×103 控制变量法
【详解】
（1）[1]根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同（水和煤油密度不同，根据m＝ρV，体积相同的水和煤油质量不同），故在两个完全相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的水和煤油。
（2）[2]因水的比热容大（即水的吸热能力强），在相同条件下用相同的电加热器分别给水和煤油加热，要使水和煤油升高相同的温度，水吸收的热量多，则对水加热的时间更长。
（3）[3]根据小明做出的水和煤油的温度随时间变化的图像，升高 ，b用时3min，a用时6min，则水的温度随时间变化的图像是a。
[4]根据转换法，b和a的加热时间之比为1:2，吸收的热量之比也为1:2，根据可知，在质量和升高温度相同的情况下，吸热多少与比热容大小成正比，故煤油的比热容
（4）[5]实验中控制水和的质量相同，采用了控制变量法。