难点解析沪科版九年级物理第十三章内能与热机同步训练试题（含答案解析）

沪科版九年级物理第十三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 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、如图所示，在 个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉 ，把活塞迅速压下去，硝化棉会烧起来。活塞压缩 体的能量转化形式与下图所示汽油机的四个冲程相同的是（　　）
A． B．
C． D．
2、疫情期间，居家隔离的小赵同学在网上下单了自热小火锅。如图，上下包装被分为两层，通过向下层加水，使发热包膨胀升温，一段时间后便可食用。下列说法正确的是（　　）
A．已加热的鸭血有内能，未加热的虾饺无内能
B．闻到火锅的香味是因为分子在做无规则运动
C．刚开始加热的藕片温度升高，内能可能不变
D．发热包放热过程是把电能转化为内能
3、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
4、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
5、下列说法中不正确的是（　　）
A．任何物体都具有内能
B．一个物体的温度升高，它的分子运动变得更剧烈
C．固体和液体很难被压缩，说明固体和液体分子间无间隙
D．分子间的引力和斥力是同时存在的
6、关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（ ）
A．一个物体吸收热量时，温度不一定升高 B．物体的温度越高，所含的热量越多
C．对物体做功，物体的温度一定升高 D．0的冰没有内能
7、关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（　　）
A．一块0℃的冰没有内能
B．一个物体吸收了热量，它的温度一定会升高
C．一个物体温度升高了，它的内能一定增加
D．100℃的水一定比50℃的水内能大
8、以下有关“热”的说法，你认为其中正确的是（　　）
A．今天的天气真热，这里的“热”指的是温度
B．摩擦生热，这里的“热”指的是热量
C．物体吸热之后温度可能升高，这里的“热”指的是内能
D．分子热运动，这个“热”指的是热量
9、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
10、有关热值、热量和内能，下列说法正确的是（　　）
A．一碗水倒掉一半后，质量减少，内能也减小
B．物体的温度越低，含有的热量越少
C．0 ℃的冰块，内能可能为零
D．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量也一定越多
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、为了研究燃料释放热量的能力，人们把某种燃料完全燃烧放出的热量与所用该燃料的质量之比叫做这种燃料的热值，查表得酒精的热值是3.0×10J/kg，它所表示的物理意义是______。
2、四冲程内燃机的工作过程是由______、______、______、______四个冲程组成的；四个冲程叫一个工作循环，每一个工作循环活塞往复运动两次，曲轴转动______周，对外做功______次。
3、 “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______。
4、如图所示，下面三个实验都是同学们做过的实验，请回答：
（1）其中用来说明外界对气体做功，内能增加的是图______；
（2）图乙实验结束后，小华认为将装有二氧化氮气体的瓶子和空瓶子对调，也能完成此实验，你认为他的建议______（选填“可以”或“不可以”）采纳。
5、水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，将一瓶水倒掉一半，剩下水的比热容是______J/(kg·℃)；质量为2kg、初温为30℃的水温度升高20℃，需要吸收_______J的热量。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），煤的热值约为3×107J/kg。求：
（1）这些煤完全燃烧产生的热量；
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量；
（3）煤炉烧水时的热效率。
2、天然气是一种清洁、高效能源，在1个标准大气压下，小宇用效率为40%的燃气灶给一锅初温为20℃的水加热至沸腾，完全燃烧了0.06m3的天然气。已知水的比热容为4.2×103J/（ kg·℃），天然气的热值为4.2×107J/m3.求：
（1）水吸收的热量；
（2）这锅水的质量。
3、某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），无烟煤的热值是3.4×107J/kg。求：
（1）锅炉内的水吸收的热量是多少？
（2）6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
（3）此锅炉的效率是多少？
4、用干木柴烧水时，把2kg 初温为20的水加热到100：
（1）水需要吸收多少热量？
（2）假设干木柴完全燃烧所放出的热量全部被水吸收。需要多少干木柴？（已知干木柴的热值为1.2×107 J/ kg，水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）
5、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？
四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、在研究“不同物质的温度变化与吸热关系”实验中，取质量和初温都相同的甲乙两种液体，分别装入相同烧杯中，用相同的加热器加热，如图A所示。
（1）图B为某时刻的温度，其示数为________℃，由图C可知c甲______c乙。
（2）分析图C可知，吸收相同热量，_______液体升温更高；_______液体更适合作汽车发动机的冷却液。
（3）若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40℃和35℃，吸收热量之比为2∶1，则甲、乙液体的比热容之比为___________。
2、小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热（如图甲），以探究水和煤油的吸热能力。
（1）本实验需要用到天平这一测量工具，目的是______，实验方法是控制变量法和______；
（2）加热10min，水吸收的热量______（填“大于”、“小于”或“等于”）煤油吸收的热量；
（3）根据实验数据，小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象（如图乙），由图象可知，水的沸点是______oC，煤油的比热容是______J/（kg oC）；（c水＝4.2×103J/（kg oC））
（4）若本次实验共消耗酒精20g，则这些酒精完全燃烧放出的热量是______J。（q酒＝3.0×107J/kg）
3、为了探究物质温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关，实验室准备了如下器材：两个规格相同的电热器、两盏相同的酒精灯、两只相同的烧杯、两支温度计、秒表、铁架台、打火机、适量的水和煤油。
物质 次数 质量 升高的温度/ 加热时间t/min
水 1 0.1 10 2
2 0.2 10 4
煤油 3 0.1 10 1
4 0.2 10 2
（1）为了完成实验，还需要的测量工具有______。
（2）为了准确、方便地控制物质吸收热量的多少，在上述提供的热源中，应选择______比较好。
（3）某小组实验记录了数据，分析表中的数据1、2或3、4可得出，同种物质升高相同的温度时，吸收的热量与物质的______有关。分析表中的数据______可得出，质量相同的水和煤油升高相同的温度，吸收的热量与物质的种类有关。
-参考答案-
一、单选题
1、B
【详解】
由图中可知，把活塞迅速压下去，活塞压缩筒内空气，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，使得筒内温度升高，达到硝化棉的燃点，使得硝化棉燃烧。
A．由图中可知，此时进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，此过程无能量转化，故A不符合题意；
B．由图中可知，此时进气门与排气门均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，活塞压缩气缸内的气体做功，将机械能转化为内能，故B符合题意；
C．由图中可知，此时进气门与排气门均关闭，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，故C不符合题意；
D．由图中可知，此时进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，此过程无能量转化，故D不符合题意。
故选B。
2、B
【详解】
A．一切物体都是有内能的，与物体温度无关，故A错误；
B．火锅的分子不断运动，所以能闻到火锅的香味，故B正确；
C．藕片温度升高，内能也随之增加，故C错误；
D．通过向下层加水，使发热包膨胀升温，是发热包内物质的化学能转化为内能的过程，故D错误。
故选B。
3、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。
4、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。
5、C
【详解】
A．内能是物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和，任何物体都有内能，故A正确，不符合题意；
B．分子无规则运动的剧烈程度与物体的温度有关，一个物体的温度升高，它的分子运动将更剧烈，故B正确，不符合题意；
C．固体和液体很难被压缩，说明固体和液体分子间存在斥力，故C错误，符合题意；
D．组成物质的分子间同时存在相互作用的引力与斥力，故D正确，不符合题意。
故选C。
6、A
【详解】
A．一个物体吸收热量时，温度不一定升高，如晶体熔化时，吸收热量，温度不变，故A正确；
B．热量是一个过程量，描述热量的术语只能用”吸收“或”放出“，不能用“具有、所含”，故B错误；
C．对物体做功，物体的内能变大，物体的温度不一定升高，例如摩擦0℃的冰，冰的内能变大，冰化成水，温度保持0℃不变，故C错误；
D．一切物体都有内能，0℃的冰也有内能，故D错误。
故选A。
7、C
【详解】
A．因为物体是由分子构成的，分子永不停息做无规则运动，所以始终存在分子动能，又因为分子间存在引力和斥力，分子间有空隙，所以一直存在分子势能，内能是所有分子的动能和势能的总和，故在任何温度下物体都有内能，故A错误；
B．晶体的熔化过程中，虽然吸收了热量，但温度保持不变。所以一个物体吸收了热量，它的温度不一定会升高，故B错误；
C．一个物体温度升高了，其内部分子运动的更加剧烈，所以它的内能一定增加，故C正确；
D．物体的内能与物体的状态、温度、质量都有关，100℃的水与50℃的水，质量多少未知，所以无法判断内能大小，故D错误。
故选C。
8、A
【详解】
A．今天的天气真热，这里的“热”指的是冷热程度，即温度，故A正确；
B．摩擦生热，这里的“热”指的是内能，故B错误；
C．物体吸热之后温度可能升高，这里的“热”指的是热量，故C错误；
D．分子热运动，这个“热”指的是温度，故D错误。
故选A。
9、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。
10、A
【详解】
A．一碗水倒掉一半后，物体含有的物质减少（质量减小），分子总数减小，内能减小，故A正确；
B．热量是一个过程量，表示发生热传递时内能转移的多少，不能说具有、含有多少热量，故B错误；
C．一切物体都具有内能，所以0℃的冰块具有内能，内能不为零，故C错误；
D．根据可知，同质量的不同燃料，燃料的热值越大，燃烧时放出的热量也一定越多，选项中没有说明质量，故D错误。
故选A。
二、填空题
1、1kg酒精完全燃烧所释放的能量为3.0×10J
【详解】
某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的热值，酒精的热值是3.0×10J/kg，它所表示的物理意义是1kg酒精完全燃烧所释放的能量为3.0×10J。
2、吸气 压缩 做功 排气 2 1
【详解】
[1]四冲程内燃机的一个工作循环的第一个冲程是吸气冲程，进气门开、排气门关，活塞向下运动。
[2]第二个冲程是压缩冲程，进气门、排气门关，活塞向上运动，压缩气体做功。
[3]第3个冲程是做功冲程，进气门、排气门关，气体燃烧对活塞做功，活塞向下运动。
[4]最后一个冲程是排气冲程，进气门关、排气门开，活塞向上运动，将尾气排出。
[5][6]每一个工作循环活塞往复运动两次，曲轴转动转2圈，对外做功一次，只有做功冲程对外做功。
3、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。
4、甲 不可以
【详解】
（1）[1]图甲：在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，把活塞迅速压下去，我们会看到棉花燃烧的现象，这一过程中活塞对瓶内气体做功，气体的温度升高，内能增加；图乙：抽去玻璃隔板后，两瓶中的气体逐渐混合，这是气体的扩散现象，说明了气体分子的无规则运动；图丙：当瓶塞跳起时，同时还能看到瓶口出现“白雾”的现象，说明水蒸气对塞子做功，内能减少，温度降低；所以其中用来说明外界对气体做功，内能增加的是图甲。
（2）[2]如果把装着红棕色二氧化氮气体的瓶子放在上面，装空气的瓶子放在下面，由于二氧化氮的密度大于空气，在重力作用下也会出现相同的现象，不能说明分子在不停地做无规运动。
5、4.2×103 1.68×105
【详解】
[1]比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与质量的大小无关，将一瓶水倒掉一半，质量改变，剩下水的比热容不变，仍为4.2×103J/(kg·℃)。
[2]水吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×20℃=1.68×105J
三、计算题
1、（1）6×106J；（2）2.52×106J；（3）42%
【详解】
解：（1）煤完全燃烧产生的热量
Q放＝mq＝0.2kg×3×107J/kg＝6×106J
（2）由图知道，经过6min时间加热后水温由20℃达到80℃，则水吸收的热量
Q吸＝cm'（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×10kg×（80℃﹣20℃）＝2.52×106J
（3）煤炉烧水时的热效率
答：（1）这些煤完全燃烧产生的热量为6×106J；
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量为2.52×106J；
（3）煤炉烧水时的热效率为42%。
2、（1）1.008×106J；（2）3kg
【详解】
（1）天然气完全燃烧放出热量
Q放=qV=4.2×107J/m3×0.06m3=2.52×106J
水吸收热量
Q吸=40%Q放=40%×2.52×106J=1.008×106J
（2）由知道
答：（1）水吸收的热量1.008×106J；
（2）这锅水的质量3kg。
3、（1）6.3×107J；（2）2.04×108J；（3）30.9%
【详解】
解：（1）由题意可知，锅炉内的水从25℃加热到100℃吸收的热量为
（2）由题意可知，6kg无烟煤完全燃烧放出的热量为
Q放=m2q=6kg×3.4×107J/kg=2.04×108J
（3）锅炉的效率为
答：（1）锅炉内的水吸收的热量是6.3×107J；
（2）6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是2.04×108J；
（3）此锅炉的效率约为30.9%。
4、（1）6.72×105J；（2）0.056kg
【详解】
解：（1）水吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg·℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105J
（2）若干木柴完全燃烧所放出的热量全部被水吸收，则
Q放=Q吸
由公式Q放=mq可得
答：（1）水需要吸收6.72×105J热量；
（2）要0.056kg干木柴。
5、（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
由知道，水升高的温度为
水的初温为t0=15℃，则水温升高后的温度为
（3）已知某氢能源公交车的功率为
P=140kW=1.4×105W
由 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
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%。
四、实验探究
1、39 ＞ 乙 甲 3∶2
【详解】
（1）[1]图B可知，温度计的分度值为1℃，此时温度计的示数为39℃。
[2]由图C可知，甲乙两液体加热相同时间时，根据可知，乙升高的温度高，甲升高的温度较低，所以乙的比热容小，甲的比热容大，即
c甲＞c乙
（2）[3][4]图C可知，吸收相同热量，乙升高的温度高，甲升高的温度较低，根据可知，乙的比热容小，甲的比热容大。则升高相同温度时，甲液体吸收的热量较多，所以甲更适合作汽车发动机的冷却液。
（3）[5]若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40℃和35℃，吸收热量之比为2∶1，则甲升高的温度为
乙升高的温度为
则甲乙的比热容之比为
2、控制不同物质的质量相同 转换法 等于 98 2.1×103 6.0×105
【详解】
（1）[1][2]本实验需要用到天平这一测量工具，目的是：控制不同物质的质量相同；实验中采用了控制变量法和转换法。
（2）[3]因为用相同的酒精灯分别给水和煤油加热，加热时间相同均为10min，水吸收的热量等于煤油吸收的热量，这是采用了转换法研究问题。
（3）[4]水沸腾时保持不变的温度叫沸点，小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象（如图乙），由图象可知，水的温度达到98℃时虽然继续吸热，却保持不变，所以沸点是98℃。
[5]由图乙知，升高相同的温度，水用的时间是煤油的2倍，即水吸收的热量是煤油的2倍，根据，在质量、升温相同的情况下，比热容与Q成正比，故煤油的比热容为
（4）[6]若本实验共消耗酒精20g，则这些酒精完全燃烧放出的热量为
3、天平 电热器 质量 1、3次或2、4次
【详解】
（1）[1]实验中需要控制水和煤油的质量相等，需要测出水和煤油的质量，因此需要的实验器材是天平。
（2）[2]用两个规格相同的电加热器，容易准确控制放出相同的热量。
（3）[3]由表中第1、2次或第3、4次实验数据可知，液体的种类和升高的温度相同而液体的质量不同，液体吸收的热量不同，由此可知：同种物质升高相同温度时，吸收的热量与物质的质量有关。
[4]探究吸收的热量与物质的种类有关，保持液体的质量和升高的温度相同而液体种类不同，选择第1、3次或第2、4次实验数据。