沪科版九年级物理 第13章 内能与热机 专题训练试题(含解析)

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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
2、下列所描述的现象中，不能够说明分子在做永不停息地无规则运动的是（　　）
A．在扫地的时候看到尘土到处飞扬 B．酒香不怕巷子深
C．花气袭人知骤暧 D．炒菜时闻到了菜的香味
3、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
4、如图是汽油机工作循环的某个的示意图，则该冲程（　　）
A．吸气冲程 B．做功冲程 C．排气冲程 D．压缩冲程
5、质量和初温都相同的铁和铜，已知铁的比热容大于铜的比热容，它们吸收相同的热量后，将铁和铜相互接触，则下列有关说法正确的是（　　）
A．铜向铁发生热传递
B．铁向铜发生热传递
C．铁和铜之间不发生热传递
D．无法确定
6、2020 年 12 月 17 日，嫦娥5 号凯旋归来，圆满实现中国探月工程“绕、落、回”的三步走发展目标。图甲所示，嫦 5 在月球上成功进行了月壤钻掘打包、地外天体起飞、深空无人对接的多个世界级科研实验。月壤快递到家后，假如用质量均为 1g的地岩甲和样品月岩乙进行对比实验，如图乙是这两种岩石温度随放热时间变化的图像，若它们在相同的时间内放出的热量相等，已知 c甲=2.1×103 J/（kg·℃），下列说法正确的是（　　）
A．机械臂在钻掘时，主要是以热传递的方式改变了月壤的内能
B．因月表没有空气阻力，嫦娥 5 号火箭发动机可以把内能全部转化为机械能
C．1g地岩甲在 20min 内放出的热量为 6.3×103J
D．月岩乙的比热容为1.05×103 J/（kg·℃）
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、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
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、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__________。
2、在《挑战不可能》第二季，厦门市公安局的警犬训练专家李维福带着血迹搜寻犬“草根儿”来到舞台。他们要挑战的项目是面对已经稀释2000万亿倍的样本血液进行嗅探，并从15辆目标汽车中找出两处目标血液，一次挑战成功。警犬能嗅探到血液的气味说明 ______，这属于______现象。
3、如图所示，表示的是内燃机的______冲程，它将______能转化为机械能。
4、在课外活动课上，同学们使用器材与胶水制作了很多小模型。使用胶水时能闻到胶水味，这是________现象，胶水能将两块小零件牢牢粘住，说明分子间存在相互作用的_________。
5、小明从滑梯上滑下的过程中臀部发热了，这是通过______的方式改变物体的内能。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、在一个标准大气压下，天然气灶将一壶质量为3kg、温度为20℃的水加热至沸腾，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为4.2×103J/m3。求：
（1）水吸收的热量？
（2）若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，烧开这壶水需要多少天然气？
2、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。
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、在厨房里用锅烧水，锅里面盛有1kg的水，水温为20℃，把水烧开时（1个标准大气压下）用掉了0.1kg的煤气，煤气的热值为4.0×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg·℃）。求：
（1）水吸收的热量；
（2）0.1kg煤气完全燃烧放出的热量；
（2）若煤气完全燃烧，则烧水时锅的效率为多少。
5、烈士公园是长沙市最大的公园，公园里的年嘉湖占全园面积的百分比四十，所以划船成了烈士公园一景。如图是年嘉湖的观光艇，其部分技术参数如下表：（g=10N/kg，q柴油=4.3×107J/kg）
商品名称 XX观光艇
商品型号 船长7.5m×型宽2.0m×型深0.9m
空船质量 800kg
发动机最大输出功率 40kW
最大载人数量 9人
最大航速 10m/s
求：（1）当观光艇满载时，若排开水的体积为1.25m3，观光艇所受的浮力是多大；
（2）当观光艇以最大速度航行时，发动机输出的牵引力为4000N，观光艇受到水的平均阻力为多大；
（3）某次以最大航速游玩，耗时30分钟，消耗柴油6kg，求柴油机的效率。
四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、某小组做“比较不同物质吸热升温特点”的实验，其装置如图1所示。
（1）加热过程中，甲和乙两种液体吸热的多少是通过______（选填“温度计”或“加热时间”）来反映的；
（2）实验时，需控制甲、乙两种液体的______、______相等；
（3）如图2所示，为甲、乙两种液体温度随时间变化的图象，在加热10min时，甲吸收的热量______（选“大于”、“小于”或“等于”）乙吸收的热量。
2、在探究“比较不同物成吸热的情况”的实验中，实验装置如图所示。
（1）实验中应量取质量___________的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，用相同的电加热器加热，用相同的加热器加热，目的是___________。当它们吸收相同热量时，通过比较___________来判断吸热能力的强弱；
（2）通过实验，记录数据如表格所示。从开始加热到 ，甲、乙两种液体吸收热量的关系为Q甲___________Q乙；
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
（3）分析实验数据可知___________物质的吸热能力强；
（4）如果甲、乙中有一种物质是水，则另一种物质的比热容为___________。
3、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。
-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、A
【详解】
A．尘土飞扬是由于尘埃小颗粒在空气中运动形成的，属于机械运动，不属于分子的热运动，故A符合题意；
BCD．人们闻到的酒香、花气、菜香味分别是酒精分子、花香分子和油分子不断运动的结果，能够证明分子在做永不停息地无规则运动，故BCD不符合题意。
故选A。
3、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。
4、C
【详解】
如图火花塞没有点火，气缸向上运动，进气门关闭，排气门打开，应该是排气冲程。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
【点睛】
5、A
【详解】
质量相同的铁块和铜块，因为
吸收相同的热量后，由可知，铜块的温度升高较多；因为铁块和铜块的初温相同，吸收相同的热量后，铜块的末温更高，则再将它们接触，热量由铜向铁传递，故A正确，BCD错误。
故选A。
6、D
【详解】
A．机械臂在钻掘时，主要是以做功的方式改变了月壤的内能，涉及能量的转化，故A错误；
B．嫦娥 5 号火箭发动机工作时，燃料不可能完全燃烧，而且还有一部分热量发生了损失，故可能将内能转化为机械能，故B错误；
C．1g地岩甲在 20min 内放出的热量为
故C错误；
D．月岩乙的比热容为
故D正确。
故选D。
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、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。
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、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、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。
2、分子不停的做无规则运动 扩散
【详解】
[1][2]警犬嗅探血液的气味，是气体分子的运动，所以警犬能嗅探到血液的气味说明分子在不停的做无规则运动。物理学中将分子的无规则运动称为热运动，这种现象称为扩散现象。
3、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。
4、扩散 引力
【详解】
[1]使用胶水时胶水中有气味的分子做无规则热运动，扩散到空气中，使我们闻到了气味，这是扩散现象。
[2]胶水能将两块小零件牢牢粘住，说明分子间存在相互作用的引力，分子间既有引力又有斥力。
5、做功
【详解】
小明在下滑过程中克服摩擦做功，机械能转化为内能，所以臀部有灼热的感觉，这是通过做功的方式改变了他的内能。
三、计算题
1、（1）1.008×106J；（2）0.04m3
【详解】
解：（1）一标准大气压下，水的沸点为100摄氏度。这壶水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×3kg×(100-20)℃=1.008×106J
（2）据知，完全燃烧天然气放出的热量
燃烧天然气的体积
答：（1）水吸收的热量为1.008×106J；
（2）烧开这壶水需要0.04m3的天然气。
2、（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%。
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）3.36×105J；（2）4.0×106J；（3）8.4%
【详解】
解：（1）1个标准大气压下水的沸点为100℃，即水的末温为100℃，故水吸收的热量为
（2）由题意可知，煤气完全燃烧放出的热量为
（3）由题意可知，烧水时锅的效率为
答：（1）水吸收的热量为3.36×105J；
（2）0.1kg煤气完全燃烧放出的热量为4.0×106J；
（3）若煤气完全燃烧，则烧水时锅的效率为8.4%。
5、（1）1.25×104N；（2）4000N；（3）27.9%
【详解】
解：（1）若排开水的体积为1.25m3，观光艇所受的浮力
（2）当观光艇以最大速度航行时，因为观光艇匀速行驶，故观光艇受到的牵引力和水的阻力为平衡力，故观光艇受到水的平均阻力为
f＝F＝4×103N
（3）观光艇以最大航速游玩的时间为
t＝30min＝1800s
30分钟发动机输出有用功为
W＝Pt＝40×103W×1800s＝7.2×107J
柴油完全燃烧放出的热量（总能量）
Q放＝mq柴油＝6kg×4.3×107J/kg＝2.58×108J
柴油发动机的效率
答：（1）若排开水的体积为1.25m3，观光艇所受的浮力是1.25×104N；
（2）观光艇受到水的平均阻力为4000N；
（3）柴油机的效率为27.9%。
四、实验探究
1、加热时间 质量 初温度 等于
【详解】
（1）[1]图1、图2中装置相同，相同的酒精灯在相同时间内放出的热量相同，加热过程中，甲和乙两种液体吸热的多少是通过加热时间来反映的。
根据转换法，此实验中甲和乙两种液体吸热的多少是通过加热时间来反映的；
（2）[2][3]物体吸收热量的多少与液体的质量、液体升高的温度、液体的种类有关，根据控制变量法，要探究不同物质的吸热能力，需要控制液体的质量和初温度相同。
（3）[4]图1、图2中装置相同，相同的酒精灯在相同时间内放出的热量相同，在加热10min时，甲吸收的热量等于乙吸收的热量。
2、相等 使两种物质在相同时间内吸收相同的热量 升高的温度 ＜ 甲
【详解】
（1）[1]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等，故实验中应量取质量相等的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中。
[2]用相同的电加热器加热，相同时间电加热器放出的热量相同，目的是使两种液体在相同时间内吸收的热量是相同的。
[3]当它们吸收相同热量时，通过比较升高的温度来判断吸热能力的强弱，液体升高的温度越低，吸热能力就越强。
（2）[4]通过实验，记录数据如表格所示。从开始加热到，甲用时3分钟，乙用时4分钟，由转换法可知，加热时间越长，液体吸收的热量越多，故甲、乙两种液体吸收热量的关系为。
（3）[5]由数据，都加热1min，吸收的热量相同，甲升高的温度为 ，乙升高的温度为，根据比较吸热能力的方法，甲液体的吸热能力强。
（4）[6]甲的吸热能力强，则甲为水；根据，在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度成反比，吸收相同热量时，水升高的温度为乙升高温度的一半，则水的比热容为乙的比热容的2倍，即乙的比热容为
3、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。
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