难点解析沪科版九年级物理第十三章内能与热机专项训练试卷（含答案）

沪科版九年级物理第十三章内能与热机专项训练
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、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、把质量相同的两个金属块，同时放入沸水中加热较长时间后，取出放在冰块上，使冰熔化较多的那个金属块具有较大的（ ）
A．比热容 B．密度 C．温度 D．热量
4、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
5、下列说法正确的是（ ）
A．利用铁锅热菜是通过做功的方式增加菜的内能
B．在热传递过程中，热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
C．从冻库里拿出的肉表面有一层白霜，是空气中的水蒸气凝固放热形成的
D．生物体内水的比例很高，有助于调节生物自身的温度，是由于水的比热容大
6、下列说法正确的是（　　）
A．固体很难被压缩说明分子间没有间隙
B．在海边闻到浓浓的海腥味，这是扩散现象
C．0℃的物体也有内能，但是内能一定很小
D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
7、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
8、物理学的发展历程离不开做出过大量贡献的科学巨匠，以下选项中表述正确的是（　　）
A．亚里士多德认为运动无需力维持
B．哥白尼用日心说否定了影响人类达千年之久的地心说
C．伽利略是实验物理学的先驱，他发现了万有引力定律
D．牛顿提出了狭义相对论理论，推动了物理学科新的发展
9、相同质量的水和食用油，放出了相同的热量（c水＞c食用油），下列说法中正确的是（　　）
A．水的末温较低 B．食用油的末温较低
C．水降低的温度较多 D．食用油降低的温度较多
10、表一列出了几种物质的比热容，下列说法中正确的是（　　）
表一
几种物质的比热容/[J·（kg·℃）-1]
水 4.2×103 铁 0.46×103
酒精 2.4×103 铜 0.39×103
煤油 2.1×103 干泥土 0.54×103
冰 2.1×103 水银 0.14×103
A．一杯水的比热容比一桶煤油的比热容小
B．水的温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J
C．水和干泥土放出相等的热量，干泥土的温度降低得较多
D．质量相等的水和煤油，如果吸收相等的热量，煤油温度升高得较多
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、如图所示是汽油机______冲程。完全燃烧1kg汽油放出的热量是______J，若其效率为25%，则消耗1kg汽油转化为机械能是______J（q汽油＝4.6×107J/kg）。
2、2021年10月16日，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F运载火箭，在酒泉卫星发射中心发射成功，三名航天员将在轨驻留六个月。
（1）火箭发射时选用液态氢作燃料是因为氢具有较大的______（选填“内能”、“比热容”或“热值”），而且有利于环境保护；
（2）火箭喷气发动机，自带燃料和氧化剂，它工作时不需要空气，可以在大气层外工作。火箭升空时，燃料燃烧向后高速喷出气体，从而获得前进的动力，此过程把燃料燃烧的内能转化为火箭的______能；
（3）火箭在大气层内高速运动时，会使其头部整流罩与空气剧烈摩擦，整流罩的内能增加，温度升高达上千摄氏度。这是通过______（选填“做功”或“热传递”）的方式来改变整流罩内能的。
3、西气东输工程让莆田市市民用上了物美价廉的天然气。在标准大气压下，将质量为4kg、温度为20℃的水加热至沸腾，水至少要吸收_______J热量，这些热量相当于完全燃烧______m3天然气。（c水=4.2×103J/(kg·℃)、天然气的热值为8×107J/m3）
4、2021 年 3 月中旬，蒙古国再次遭遇强沙尘暴天气，导致 16 万头牲畜死亡，小阳认为沙尘暴的形成是一种扩散现象，你认为他的说法______（选填“正确”或“不正确”），你判断的依据是______ 。
5、图甲演示的是气体______的实验；图乙演示的实验现象说明______；图丙所示汽油机的工作过程是______冲程，此冲程将______能转化为机械能。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、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。
2、某小排量汽车以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶了36km。若已知该汽车发动机的功率（即牵引力的功率）为23kW，汽车发动机的热机效率为30%，汽油的热值为4.6×107J/kg。则在上述行驶过程中：
（1）汽车所用的时间是多少？
（2）汽油完全燃烧放出多少热量？
（3）消耗了多少千克的汽油？
3、某厂家的电饭锅铭牌上标有“220V800W”字样。
（1）在电饭锅内倒入质量为1kg、温度为20℃的水，若把这些水在一个标准大气压下加热到沸腾，水需要吸收多少热量？（c水＝4.2×103J/（kg·℃））
（2）为了加热这些水，电饭锅正常工作了560s，它产生了多少热量？
（3）此电饭锅的热效率是多少？
4、小星家的太阳能热水器，水箱容积是200L。小星进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20 °C，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45 °C。请你求解下列问题：
（1）水箱中水的质量；
（2）水吸收的热量（）；
（3）如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为40%，求至少需要燃烧多少煤气？（煤气的热值为q＝4.2×107J/kg）
5、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）
四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、图a所示是七一中学科学探究小组探究“水的沸腾”的实验装置。
（1）小明、小红所用器材规格相同，将水加热一段时间后停止加热。图b是根据实验数据绘制的水温随时间变化的图象。由图象可知，此时水面上方的气压_______（选填“大于”、“等于”或“小于”）1标准大气压；小明同学烧杯中水的质量为m1，小红同学烧杯中水的质量为m2，则m1_______m2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
（2）取走酒精灯，将装有海波的大试管放入上面实验的热水中（如图c），图c所示实验中不合适之处是_______。
（3）根据温度计A和B的示数，绘制了海波和热水的温度随时间变化的图象（如图d），第8min时固态海波的内能_______第6min时固态海波的内能（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
2、在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中：
（1）小红找来了铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、水、煤油、搅拌棒、细线、火柴、天平、秒表，除此之外，她还需要 _____。
（2）在两个完全相同的烧杯中分别装入 _____、初温都相同的水和煤油（选填“质量”或“体积”）。
（3）实验中，小红选用了两个火焰相同的酒精灯分别给水和煤油加热相同的时间，这样做的目的是 _____。
（4）根据实验测得的数据分别描绘出了水和煤油两种液体的温度随加热时间变化的图象，由图象可得煤油的比热容为 _____ 。
3、为了观察水的沸腾现象，小南利用甲装置做了相应的实验：
（1）实验前，应________ （选填字母A．“自上而下”、或B．“自下而上”）安装各个仪器；
（2）实验过程中，某时刻温度计示数如图乙所示，此时水的温度为________，小南每隔1分钟记录一次温度计示数并绘制了如图丙a所示的图像，由此可知此时大气压强_______1个标准大气压（选填“大于”、“小于” 或“等于”）；
（3）沸腾时水继续________（选填“吸热”或“放热”），温度________（选填 “升高”、“降低”或“不变”）；
（4）实验结束后，小南又用相同的装置对等质量的另一液体进行加热，得到如图丙b所示的温度变化规律，由此可知该液体的比热容c液________c水（选填“>”、“<”或“=”）。
-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、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、A
【详解】
把质量相同的两个金属块，同时放入沸水中加热较长时间后，表明它们的初温相同，放在冰块上使冰块熔化，即末温为冰水混合物温度，即温度改变量相同，由可知，等质量的不同种物质，改变相同的温度，比热容大的放出的热量多，冰熔化的多，所以使冰熔化较多的那个金属块具有较大的比热容。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选Ａ。
4、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。
5、D
【详解】
A．利用铁锅热菜是铁锅的温度高于菜的温度，通过热传递的方式将锅的内能传递菜，使菜内能增加，故A错误；
B．在热传递过程中，热量总是从温度高的物体转移到温度低的物体，故B错误；
C．从冻库里拿出的肉表面有一层白霜，是空气中的水蒸气凝华放热形成的，故C错误；
D．由于水的比热容大，其它条件相同时，吸收或放出相同的热量根据知水的比热
容大，水的温度变化小，所以生物体内水的比例很高，有助于调节生物自身的温度，故D
正确。
故选D。
6、B
【详解】
A．固体很难被压缩是由于分子间存在斥力，不是因为分子间没是间隙，故A错误；
B．在海边闻到浓浓的海腥味，是因为分子在不停地运动着，属于扩散现象，故B正确；
C．0℃的物体有内能，但内能除了与温度有关外，还与质量、所处的状态有关，所以其内能不一定很小，故C错误；
D．内能大的物体温度不一定高，热量总是从温度高的物体传向温度低的物体，或从物体的高温部分传到低温部分，故D错误。
故选B。
7、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。
8、B
【详解】
A．亚里士多德认为力是维持运动的原因，即运动需要力维持，故A错误。
B．哥白尼是著名的天文学家，自然科学的先驱，他用日心说否定了影响人类达千年之久的托勒密地心说，有力的推动了人类文明的进程，故B正确；
C．伽利略是实验物理学的先驱，他率先用望远镜观察天空，由此得到的关于天体运行的结果有力地支持了哥白尼的日心说；万有引力定律是牛顿建立的，故C错误；
D．1905年爱因斯坦提出了狭义相对论理论，牛顿在前人研究的基础上，构建了具有划时代意义的经典力学体系，故D错误。
故选B。
9、D
【详解】
由Q=cmΔt可知，质量相同的水和食用油放出相同的热量，由于水的比热容比食用油大，因此水的温度降低得少，食用油温度降低得多，由于不知道水和食用油的初温，因此不能确定水和食用油的末温高低，故ABC错误，D正确。
故选D。
10、D
【详解】
A．比热容是物质的一种特性，与质量的多少无关，从表中可以看出，水的比热容大于煤油的比热容，故A错误；
B．根据可知，物体吸收热量的多少，还与物体的质量有关，1kg水的温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J，故B错误；
C．由可得，放出相等的热量，温度的变化还与物体的质量与比热容的大小有关，题目中不确定水和干泥土的质量多少，无法比较温度的变化，故C错误；
D．由可得，质量相等的水和煤油，如果吸收相等的热量，比热容小的温度变化的多，从表中可以看出，水的比热容大于煤油的比热容，所以，煤油温度升高得较多，故D正确。
故选D。
二、填空题
1、排气 4.6×107J 1.15×107J
【详解】
[1]如图所示，进气门关闭，排气口打开，活塞向上运动，有气体流出，所以是汽油机的排气冲程。
[2]完全燃烧1kg汽油放出的热量是
[3]效率为25%，则消耗1kg汽油转化为机械能
2、热值 机械 做功
【详解】
（1）[1]在常见燃料中，氢的热值较大，完全燃烧等质量的氢和其它燃料相比，氢所产生的热量要多得多，故选择氢作为燃料主要是因为其热值大。
（2）[2]燃料燃烧产生高温高压的气体，推动火箭向上运动，对火箭做了功，火箭机械能增加，高温高压的气体将内能转化成了火箭机械能。
（3）[3]整流罩与空气剧烈摩擦，整流罩机械能减小，内能增加，整流罩将机械能转化成了内能，故是通过做功来改变内能的。
3、1.344×106 0.0168
【详解】
[1]水吸收的热量为
Q=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×4kg×(100℃-20℃)=1.344×106J
[2]这些热量需要天然气
4、不正确 沙尘不是分子（分子肉眼看不见）
【详解】
[1][2]他的说法不正确，原因是：扩散现象是组成物质的分子不停地做无规则运动，彼此进入对方的现象，分子的运动是肉眼看不到的；沙尘暴是大量的沙土颗粒在做机械运动，沙土颗粒有大量的沙土分子组成，沙土颗粒的运动不是分子的无规则运动，故沙尘暴的形成不是扩散现象。
5、扩散 分子间有引力 做功 内
【详解】
[1]将两个玻璃瓶之间的玻璃板取走后，两瓶中的气体都会变为棕色，说明二氧化氮气体和空气进入了彼此的空间，演示的是气体扩散的实验。
[2]两个铅块的表面磨光，紧压在一起后，会“粘”在一起，下面吊着钩码也不掉下来，说明了分子间存在引力。
[3]图中，两气门关闭，活塞向下运动，火花塞冒出电火花，是做功冲程。
[4]做功冲程中，燃气体积膨胀，对活塞做功，推动活塞下行，将燃气的内能转化为活塞的机械能。
三、计算题
1、（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。
2、（1）1800s；（2）1.38×108J；（3）3千克
【详解】
解：（1）根据公式可知汽车所用的时间
（2）已知，汽车发动机的功率
P=23kW=23000W
则整个运动过程汽车牵引力做功
W有=Pt=23000W×1800s=4.14×107J
汽油完全燃烧放出的热量
（3）根据热量计算公式，可知消耗的汽油
答：（1）汽车所用的时间是1800s；
（2）汽油完全燃烧放出1.38×108J的热量；
（3）消耗了3千克的汽油。
3、（1）3.36×105J；（2）4.48×105J；（3）75%
【详解】
（1）在一个标准大气压下是100℃，水吸收的热量
（2）由可得，电饭锅工作560s产生的热量
（3）此电饭锅的热效率
答：（1）水需要吸收3.36×105J热量。
（2）为了加热这些水，电饭锅正常工作了560s，它产生了4.48×105J热量。
（3）此电饭锅的热效率是75%。
4、（1）200kg；（2）2.1×107J；（3）1.25kg
【详解】
解：（1）水的体积
V＝200L＝200×10-3m3＝0.2 m3
水的质量
m＝ρV＝1×103kg/m3×0.2m3＝200kg
（2）水吸收的热量
（3）根据得
又由于可得煤气的质量
答：（1）水箱中水的质量为200kg；
（2）水吸收的热量为2.1×107J；
（3）至少需要燃烧1.25kg煤气。
5、（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。
四、实验探究
1、小于 等于 试管碰到烧杯底且试管中部分物质露出水面 大于
【详解】
（1）[1]由图象知，水沸腾时温度保持，说明水的沸点为，低于标准大气压下的，说明此时水面上方的气压小于一标准大气压。
[2]由图象可知：内小明和小红所用水的温度都升高了，且小明、小红所用器材规格相同，故相同时间内吸收的热量相同，根据公式可知所选水的质量相同。
（2）[3]由图可知实验中不合适之处是：试管碰到烧杯底且试管中部分物质露出水面。
（3）[4]海波属于晶体，在熔化过程中，不断吸热，温度保持不变，内能增加，所以第的内能大于第的内能。
2、温度计 质量 使水和煤油在相同时间吸收相同的热量 2.1×103
【详解】
（1）[1]该实验除了测量加热时间、确定物质的质量，还需要测量液体升高的温度，因此还需要的测量器材是温度计。
（2）[2]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。
（3）[3]选用了两个火焰相同的酒精灯，分别给水和煤油加热，酒精灯相同时间放出的热量相同，由于装置相同，可以认为相同时间液体吸收的热量相同，这样做的目的是使水和煤油在相同时间吸收相同的热量。
（4）[4]根据绘出的水和煤油两种液体的温度随加热时间变化的图象知：加热5分钟，煤油升高的温度为
水升高的温度为
根据可知，在质量和吸热相同的情况下，升高的温度与比热容成反比，故煤油的比热容
3、B 97 小于 吸热 不变 <
【详解】
（1）[1]因用酒精灯的外焰加热，故应先固定铁圈的高度，再放置烧杯，最后固定温度计，使温度计的玻璃泡与待测液体充分接触，故实验前自下而上安装各个仪器，故A不符合题意，B符合题意。
故选B。
（2）[2]实验过程中，某时刻温度计示数如图乙所示，温度计分度值为，此时水的温度为。
[3]1个标准大气压下水的沸点为，气压减小，沸点降低，根据图丙a所示的图像，水的沸点为，由此可知此时大气压强小于1个标准大气压。
（3）[4][5]根据图丙可知，8~12分钟为水的沸腾过程，水继续吸热，但温度不变。
（4）[6]根据图丙b所示的温度变化规律可知，加热4分钟，b升高的温度大，因两种液体的质量相同，根据可知，液体的比热容c液