难点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、如图所示，鸳鸯火锅是特色饮食，煮火锅时观察到红汤先沸腾。小陈同学通过调查，却发现红汤的沸点要高于清汤。则下列说法中正确的是（　　）
A．清汤沸腾前是从红汤中吸热，从而温度升高
B．红汤液面上有一层油脂，减少了热量散失
C．红汤沸腾后，继续加热，温度仍然在升高
D．火锅内的牛油熔化时要放热
2、如图所示的实例中，通过热传递的方式改变物体内能的是（　　）
A． 搓手时手温度升高
B． 沿滑梯下滑时臀部发烫
C． 烧水时水温度升高
D． 空气被压缩时其温度升高
3、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
4、用相同的加热器对质量相同的甲乙两物质加热，温度随时间变化如图，则下列说法错误的是（　　）
A．我们是通过加热时间来看出吸热多少的 B．升高相同的温度，甲比乙吸热较少C．吸收相同的热量，甲的温度升高快 D．甲的比热容大于乙的比热容
5、如图所示是汽车四冲程发动机的一个冲程示意图，在活塞向上运动的过程中，汽缸内气体（　　）
A．密度减小 B．气压降低
C．内能不变 D．分子热运动加快
6、用分子动理论解释下列现象，下列说法正确的是（　　）
A．“尘土飞扬”说明分子在不停的做无规则运动
B．5mL水与5mL酒精混合后总体积小于10mL，说明分子间有间隙
C．将石块研磨成粉状，说明分子变小了
D．水结成冰后分子就停止了运动
7、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
8、搓手时感觉手变热，该过程与四冲程汽油机的哪一个冲程的能量转化相同（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程
C．做功冲程 D．排气冲程
9、小明和小华分别利用图甲所示的相同装置探究水沸腾时温度变化的特点，当水温接近90℃时，每隔0.5分钟记录一次温度，并绘制出了如图乙所示的水温与时间关系的图象。下列说法正确的是（　　）
A．由图乙可知此时气压高于一标准大气压
B．实验时发现水沸腾时温度不足100℃，这是因为加热时间过短
C．分析图乙可知小华将水加热至沸腾的时间明显较长，可能是因为小华加热的水质量大
D．实验中小明发现撤掉酒精灯后杯内水还在沸腾，说明液体沸腾时可以不吸热
10、热学知识在日常生活中有广泛的应用，下列说法正确的是（ ）
A．物体的温度不变，它的内能一定不变
B．摩擦生热是通过热传递改变了物体的内能
C．热机通过压缩冲程将机械能转化为内能
D．暖气片内用水作为导热介质是因为水的沸点较高
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、 “嫦娥四号”携带着“玉兔二号”着陆在月球背面。月球表面的昼夜温差特别大，“玉兔二号”到月球背面后表面温度会急剧下降，其内能急剧______（填“增大”或“减少”），这是通过______的方式改变月球车的内能。
2、如图所示，表示的是内燃机的______冲程，它将______能转化为机械能。
3、一标准气压下，有2kg初温是60℃的水，吸收J的热量后，它的末温是_______℃。若大巴车消耗汽油10kg，这些汽油完全燃烧放出的热量是________ J。（汽油的热值q=J/Kg）
4、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）。
5、如图所示的两只集气瓶，一瓶装有无色透明的空气，另一瓶装有红棕色二氧化氮气体（密度比空气大）。为了研究扩散现象应选择________图所示的方案，抽去玻璃隔板后，上瓶中气体颜色逐渐变___________（选填“深”或“浅”），下瓶中气体颜色________（选填“变化”或“不变”），从微观角度，这说明气体内部__________。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、2020年是全面建成小康社会目标的实现之年，乡亲们淘汰了柴炉，改用了清洁干净的液化天然气炉。求：
（1）要将2kg初温为18°C的一壶水恰好加热到98°C，需要吸收的热量；
（2）若炉内天然气完全燃烧烧开这壶水需要燃烧0.04立方米天然气，天然气放出的热量；
（3）液化天然气炉的烧水效率。[天然气热值为4.2×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg·°C）]
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、小宁用煤炉给10kg的水加热，同时把加热过程中对应的时间测得的水温绘制成右图。若煤炉热效率为42%，煤的比热容为4.2×103J/（kg ℃），煤的热值约为3×107J/kg。加热6min，求：
（1）水所吸收的热量；
（2）煤完全燃烧时产生的热量及煤的质量。
4、在一个标准大气压下，把质量是5kg，初温是40℃的水烧开，试求：
（1）水需要吸收多少热量？
（2）如果干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收，需要完全燃烧多少kg的干木柴[干木柴的热值为1.2×107J/kg]？
5、中国科学家首次在南海试采可燃冰取得圆满成功，实现了我国天然气水合物开发的历史性突破。可燃冰清洁无污染，储量巨大，是一种非常理想的新型能源。可燃冰的热值很大，是天然气热值的10倍以上，若按15倍计算。[c水=4.2×103J/(kg ℃)，天然气的热值q=7.0×107J/m3]求：
（1）体积为0.01m3的可燃冰完全燃烧放出的热量为多少？
（2）若这些热量的90%被质量为100kg的水吸收，则水升高的温度是多少？
四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、为了比较A、B两种液体比热容的大小，某实验小组做了如图所示实验：在两个相同的试管中，分别装入A、B两种液体，将试管放入完全相同的盛水烧杯中，用相同的酒精灯加热。
（1）实验采用水浴加热，目的是为了使溶液A、B受热_______；
（2）实验中要控制液体A、B的初温和质量相同，用到的方法是_______（选填“控制变量法”或“类比法”）；
（3）加热相同的时间，是为了使液体A、B吸收的热量_______（选填“相同”或“不相同”）；
（4）如图，加热相同时间后液体A中的温度计示数上升更快，这表明液体_______（选填“A”或“B”）的比热容较大。
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、小军用如图所示的两个相同的装置做实验来比较两种液体的吸热能力，收集的实验数据记录如下表：
温度/℃ 20 30 40 50
加热时间/s 甲 0 40 82 126
乙 0 18 40 64
（1）实验开始前，应在两个相同的烧杯中分别装入初始温度_______、质量_______的甲、乙两种液体；（均填“相等”或“不相等”）；
（2）实验中，用_______间接反映液体吸收热量的多少；
（3）分析实验数据可知：当它们升高相同温度时，_______（填“甲” 或“乙”，下同）液体需要吸收的热量更多；当它们吸收相同热量时，_______液体升温更高。所以_______的吸热能力较强，物理学上用_______这个物理量来描述物质的吸热能力；
（4）若在这两种液体中选择一种作为汽车发动机的冷却剂，_______液体冷却，效果更好。
-参考答案-
一、单选题
1、B
【详解】
A．由图中可知，清汤与红汤之间有隔板挡住，无法进行热传递，故清汤无法从红汤中吸热，故A错误；
B．红汤液面上有一层油脂，可以起到保温的作用，减少热量散失，故B正确；
C．红汤的主要成分是水，由水的沸腾特点可知，沸腾后继续加热，温度保持不变，故C错误；
D．火锅内的牛油熔化时，由固态变为液态，需要吸收热量，故D错误。
故选B。
2、C
【详解】
A．搓手时，双手克服摩擦做功，是通过做功的方式改变物体的内能而使手的温度升高的，故A不符合题意；
B．沿滑梯下滑时，臀部发烫是通过克服摩擦做功改变物体的内能的，故B不符合题意；
C．烧水时，燃料燃烧放出的热量传递给水，是通过热传递改变水的内能而使水温度升高的，故C符合题意；
D．筒内空气被压缩时，机械能转化为空气的内能，是通过做功的方式改变内能的，故D不符合题意。
故选C。
3、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。
4、D
【详解】
A．用相同的加热器对质量相同的甲乙两物质加热，可以根据加热时间来反映吸热多少，这里运用了转换法，故A正确，不符合题意；
B．由图像可知，升高相同的温度，乙需要加热时间更长，所以乙吸收的热量更多，故B正确，不符合题意；
CD．吸收相同的热量，也就是加热相同的时间时，由图像可知，甲温度升高的快，说明甲的比热容小。故C正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
5、D
【详解】
AB．由图可知，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，因此是压缩冲程，在压缩过程中，汽油和空气的混合物质量不变、体积减小，由可知，汽油和空气的混合物的密度增大，气压升高，故AB不符合题意；
CD．在活塞向上运动的过程中，活塞对缸内气体做功，活塞的机械能转化成汽油和空气的混合物的内能，因此气缸内的汽油和空气混合物的内能增加、温度升高，分子热运动加快，故C不符合题意，D符合题意。
故选D。
6、B
【详解】
A.．尘土是由许多分子组成的土的颗粒，不是单个的分子，是宏观物体的机械运动，不是分子在不停的做无规则运动，故A错误；
B．5mL水与5mL酒精混合后总体积小于10mL，是因为分子之间有间隔，一部分水分子和酒精分子会互相占据分子之间的间隔，故B正确；
C．将石块研磨成粉状，是物理变化，属于宏观物质的变化，分子的大小没有变化，故C错误；
D．分子总是在不停地运动的，水结成冰，分子仍是在不停地运动的，故D错误。
故选B。
7、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。
8、B
【详解】
搓手时感觉手变热，是克服摩擦做功，使手的内能增加，温度升高，此过程中机械能转化为内能；汽油机的压缩冲程是机械能转化为内能的冲程，与上述能量转化相同；吸气冲程和排气冲程没有能量转化，做功冲程内能转化为机械能与题意不符。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
9、C
【详解】
AB．由图乙可知，水的沸点是98℃，液体的沸点跟气压有关，气压减小时，沸点降低；一标准大气压下水的沸点是100℃，沸点低于100℃，说明此时气压低于一个标准大气压，故AB错误；
C．由图乙可知，水的初温相同，水的末温相同，小华将水加热至沸腾的时间明显较长，加热到沸腾时需要的热量较多，由Q=cmΔt可知，可能是小华所用的水的质量大，故C正确；
D．撤掉酒精灯后，水还会从铁圈和石棉网吸收热量，继续沸腾，这段时间内烧杯底部的温度高于杯内水的温度，水能继续从杯底吸热，故D错误。
故选C。
10、C
【详解】
A．物体的温度不变，它的内能不一定不变，例如，晶体熔化时温度不变，但需要持续加热，晶体的内能增加，故A错误；
B．摩擦生热是克服摩擦做功，消耗机械能转化为内能，是通过做功改变了物体的内能，故 B错误；
C．在热机（内燃机）的压缩冲程中，依靠惯性向上运动，压缩吸入活塞的气体，使气体温度升高，内能增加，将机械能转化为内能，故C正确；
D．暖气片内用水作为导热介质是因为水的比热容较大，质量相同的水和其它物质相比，升高相同的温度，水吸热多，故D错误。
故选C。
二、填空题
1、减少 热传递
【详解】
[1]温度急剧下降，分子动能减小，内能减少。
[2]由于月球背面温度低，月球车向外放热，故通过传递改变月球车的内能。
2、做功 内
【详解】
[1]如图，进气门、排气门都关闭，火花塞点火，此冲程为做功冲程。
[2]做功冲程中高温高压的燃气推动活塞向下运动，燃气对活塞做功，将燃气的内能转化为活塞运动的机械能。
3、100
【详解】
[1]根据得
因为在一标准气压下，水的沸点为，所以水温不会上升到，故它的末温是。
[2]根据得，汽油完全燃烧放出的热量是
4、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。
5、乙 深 变化 分子不停做无规则运动
【详解】
[1]因二氧化氮的密度比空气大，若用甲图所示的方案，则在重力的作用下，二氧化氮气体也会向下扩散，故为了研究扩散现象，应选择乙图所示的方案。
[2][3]抽去玻璃隔板后，因分子在永不停息地做无规则运动，故上瓶中的空气分子会逐渐扩散到下瓶中，下瓶中的二氧化氮分子也会逐渐扩散到上瓶中，故上瓶中气体颜色逐渐变深，下瓶中的气体颜色逐渐变浅。
[4]因两瓶中气体颜色发生变化，故从微观角度说明，气体内部的分子在永不停息地做无规则运动。
三、计算题
1、（1）6.72×105J；（2）1.68106；（3）40％
【详解】
解：（1）将质量为m=2kg初温为18°C的一壶水恰好加热到98°C需要吸收的热量为
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg·°C）×2kg×（98°C-18°C）=6.72×105J
（2）燃烧V=0.04立方米天然气，天然气完全燃烧放出的热量
Q放=qV=4.2×107J/m3×0.04 m3=1.68×106J
（3）液化天然气炉的烧水效率为
答：（1）需要吸收的热量为6.72×105J；
（2）天然气放出的热量1.68106；
（3）液化天然气炉的烧水效率为40%。
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）2.52×106J；（2）6×106J ，0.2kg
【详解】
解：（1）经过6min时间加热，水温由20℃升高到80℃，水吸收的热量
（2）由
得煤完全燃烧放出的热量
由
得煤的质量
答：（1）水所吸收的热量为2.52×106J；
（2）煤完全燃烧时产生的热量为6×106J，煤的质量为0.2kg。
4、（1）1.26×106J；（2）0.105kg
【详解】
解：（1）一个标准大气压下，水的沸点为100℃，故可知把5kg的水烧开，水吸收的热量为
（2）因干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收，故可知干木柴放出的热量为
由Q=qm可得，需要完全燃烧的干木柴的质量为
答：（1）水需要吸收的热量为1.26×106J；
（2）需要完全燃烧的干木柴的质量为0.105kg。
5、（1）1.05×107J；（2）22.5℃
【详解】
解：（1）由题意可得，可燃冰的热值
0.01m3“可燃冰”完全燃烧放出的热量
（2）如果这些热量有90%被水吸收，则水吸收的热量
由得水升高的温度
答：（1）体积为0.01m3的可燃冰完全燃烧放出的热量为1.05×107J；
（2）若这些热量的90%被质量为100kg的水吸收，则水升高的温度是22.5。
四、实验探究
1、均匀 控制变量法 相同 B
【详解】
（1）[1]实验采用将试管放入水中加热的方法，属于水浴法，目的是使液体A、B均匀受热。
（2）[2]要研究两种液体的吸热本领，即比热容的大小，应控制两个试管中所装的A、B两种液体的初温相同、质量相等，采用控制变量法。
（3）[3]因为加热时间的长短反应液体吸收热量的多少，所以加热相同的时间，是为了液体A、B吸收的热量相同。
（4）[4]根据图示可知，加热相同时间后，液体A升高的温度大于B升高的温度，因此液体B的吸热能力强，液体B的比热容较大。
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、相等 相等 加热时间的长短 甲 乙 甲 比热容 甲
【详解】
（1）[1][2]要探究不同液体的吸热能力，应运用控制变量法，除了液体的种类外，其它物理量都要保持相同，所以应在两个相同的烧杯中分别装入初始温度相等、质量相等的两种液体。
（2）[3]实验中用相同的酒精灯给液体加热，则在相同的时间内，酒精灯放出的热量，液体吸收的热量也相同，加热时间越长，吸收的热量也越多，所以用加热时间的长短间接反映液体吸收热量的多少。
（3）[4]由表格数据知，温度从20摄氏度升高到40摄氏度时，甲比乙需要的时间长，那么升高相同温度，甲吸收的热量更多。
[5][6]由表格数据知，当加热时间相同时，即吸收相同热量时，乙升温更高。所以甲的吸热能力更强。
[7]物理学中，用比热容来描述物质的吸热能力。
（4）[7]由于甲的比热容较大，则相同质量的甲和乙吸收相同的热量，甲升温更慢，所以选用甲作为冷却剂，其冷却效果会更好。