第十三章 内能与热机 单元练习题 2022－2023学年上学期沪科版物理九年级全一册（安徽地区）(含解析)

第十三章 内能与热机 单元练习题
一、单选题
1．关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是
A．热量可以从内能少的物体传递到内能多的物体
B．0℃的冰水混合物内能为零
C．水的温度越高，所含热量越多
D．冰在熔化过程中吸收热量，温度和内能均不变
2．将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度（两物体与外界没有热量交换），则有
A．高温物体放出的热量一定大于低温物体吸收的热量
B．高温物体放出的热量一定等于低温物体吸收的热量
C．高温物体降低的温度一定大于低温物体升高的温度
D．高温物体降低的温度一定等于低温物体升高的温度
3．下列实例中，改变物体内能的途径与其它三个不同的是：（　　）
A． 双手摩擦能发热
B． 烧水时水温升高
C． 钻木取火
D． 锯木材锯子发烫
4．质量相等的甲、乙两种液体吸收相同的热量后，甲升高的温度高于乙升高的温度。由此可知（　　）
A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B．降低相同的温度，质量相等的甲液体放出的热量比乙液体放出的热量多
C．甲、乙两种液体相比较，乙液体更适合作冷却剂
D．甲物质的熔点高于乙物质的熔点
5．工人师傅在用铣床切割金属时会不时往铣刀上洒些水，针对这个现象，下列说法正确的是（　　）
A．洒水给铣刀降温是利用了水比热容小的特点
B．切割时金属会升温，内能的改变是通过热传递方式
C．切割时铣刀会升温，内能的改变是通过热传递方式
D．金属上的水会升温，内能的改变是通过热传递方式
6．用两个相同的电热器给质量同为2 kg的物质甲和水加热，它们的温度随时间的变化关系如图所示，据此判断甲物质10 min吸收的热量为()
A．5.04×105 J
B．4.2×105 J
C．2.52×105 J
D．条件不足，不能计算
7．四冲程内燃机工作时，依靠惯性使活塞向上运动完成的冲程是（ ）
A．吸气和排气冲程 B．压缩和做功冲程
C．做功和排气冲程 D．压缩和排气冲程
8．由公式可知，下列说法正确的是（　　）
A．若质量增大一倍，则燃料的热值减小一半
B．若放出的热量增大一倍，则燃料的热值增大一倍
C．燃料的热值与燃料燃烧的质量多少、放热的多少都无关
D．若同种燃料燃烧充分一些，其热值会增大一些
9．小丽为了测试汽车发动机的效率，开车以60km/h的平均速度行驶了120km，用去汽油25L，已知汽油的密度为0.7×103kg/m3 ， 热值为4.6×107J/kg，发动机的功率为32.2kW，则该汽车发动机的效率为
A．23.6% B．28.8% C．36.5% D．38%
二、填空题
10．冬天手冷时，我们经常将两只手相互搓搓使手暖和，这是利用_____的方式使手的内能增加；也可以用“暖手宝”焐手，这是利用_____的方式增加手的内能．
11．如图所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内水蒸气推出。这是通过 ___________的方式将水蒸气的内能转化为塞子的机械能（选填“做功”或“热传递”）。图 ___________（选填“甲”或“乙”）中汽油机的工作过程与这一实验过程中原理是一致的。
12．如图是刘星在“十一”假期探究“海水和海滩的温度随时间变化的规律”时画的一张示意图。根据图给的信息，刘星观察的时间是______（选填“中午”或“傍晚”），产生这一现象的原因是水的______比沙石的大。
13．如图所示为四冲程柴油机的某个冲程， 在此冲程末气缸内气体的温度较开始时_____（选填“升高”、“降低”或“不变”）。
14．一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1200r/min，该汽油机每秒钟内完成_____个工作循环，______个冲程，做功_______次。
15．天然气已经被广泛利用，它是一种_______（选填“可”或“不可”）再生能源，完全燃烧0.07m3天然气释放的热量为_______J，若这些热量的30%被水吸收，可以将4kg的水由20℃加热到_______℃．[q天然气=4×107J/m3，c水=4.2×103J/（kg ℃）]
三、实验题
16．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同．燃料的质量都为10g，烧杯内的液体初温相同．
（1）比较不同燃料的热值，应选择_______两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择_________两图进行实验；在实验中，三烧杯中a、b液体的质量必须________（选填“相等”或“不同）．
（2）在比较不同物质的比热容时，记录数据如下表：
液体 质量/g 升温10℃所需时间/s 升温20℃所需时间/s 升温30℃所需时间/s
a 30 64 89 124
b 30 96 163 220
① 在此实验中，用________来表示两种液体吸收热量的多少．（选填“加热时间”或“升高温度”）．
② 你认为两种液体中，比热容较大的是液体______．（选填“a”或“b”）
17．利用如图甲所示的实验装置探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”。操作如下：
(1)在两烧杯中分别装入初温度相同且_____相等的沙子和水。
(2)用相同的酒精灯火焰加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔相同的时间记录一次温度，其中某时刻的温度如图乙所示，其示数为_____℃。根据实验数据绘制成温度与时间的关系图象，如图丙所示；
(3)实验中，是通过比较_____来间接反映沙子和水吸收的热量；
(4)分析图象可知，对于质量相等的沙子和水，升温较快的是_____；若使两者升高相同的温度，则_____吸收的热量较多，由此可见，_____的比热容较大。
18．某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系，他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度（见表）。
加热的时间/min 0 1 2 3 4 5 6
甲杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38
乙杯水温/℃ 25 26 27 28 29 30 31
（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先调整固定______的位置，再调整固定______的位置。（填“A”或“B”）
（2）为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的______。
（3）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是______。
（4）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并利用记录的数据、公式Q吸＝cm（t－t0）计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗？______，为什么？______。
四、计算题
19．可燃冰是一种新型能源，它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质，主要成分是甲烷，其开采是世界难题，据中央电视台2017年5月18日报道，我国可燃冰已试采成功，技术处于世界领先，用燃气锅炉烧水时，把质量为500kg，初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了12m3天然气，已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg ℃），天然气的热值q=4.2×107J/m3，可燃冰的热值为同体积天然气的160倍，求：
(1)水吸收的热量；
(2)燃气锅炉烧水时的效率；
(3)若换用可燃冰，应使用多少m3可燃冰．
20．小明家新买来一台容积为80L的天然气热水器．小明学习了热效率的知识后，尝试估测该热水器的热效率，他把“进水量”设置为40L，“出水温度”设置为40℃后，开始加热．当水温达到40℃时，自动停止加热．已知当时自来水的温度是20℃，加热前天然气表的示数为129.96m3，停止加热后变为130.06m3，天然气的热值q天然气＝4.2×107J/m3，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg ℃），1L＝1.0﹣3m3．求：
（1）水箱中水的质量；
（2）水箱中水吸收的热量：
（3）该热水器的热效率
21．一定气压下，某种晶体熔化成同温度液体时所吸收的热量与其质量之比叫该晶体的熔化热，用字母λ表示．在标准大气压下，用一个热效率为40%的酒精炉为热源，将50g初温为0℃的冰全部熔化为0℃的水，共燃烧了14g酒精，酒精的热值为3×107J/kg．求：
（1）冰熔化过程中吸收的热量；
（2）在标准大气压下，冰的熔化热λ冰．
22．如图是某太阳能热水器，向其中注入50kg水，阳光照射一段时间后，水温从10°C升高到50°C。水的比热容是4.2×103J/(kg °C)。试求：
(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？
(2)如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×107J，则这段时间该热水器的效率是多少？
(3)若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧多少千克煤？（煤的热值约为3.5×107J/kg）。
参考答案：
1．A
【解析】A． 热量是由高温物体传递到低温物体，高温物体内能不一定大，故A正确；
B． 一切物体都有内能，故B错误；
C． 热量是过程量，描述它的术语只能用“吸收”和“放出”，不能用“含有”，故C错误；
D． 冰在熔化过程中吸收热量，内能增加，温度不变，故D错误．
2．B
【解析】将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度，由于不知它们的初始温度和质量大小，故无法判定温度的高低，故CD错误；
高温物体放出热量，低温物体吸收热量，由于两物体与外界没有热量交换，放出的热量等于吸收的热量，故B正确，A错误；故应选B．
3．B
【解析】双手摩擦能发热、钻木取火、锯木材锯子发烫是做功改变内能，烧水时水温升高是热传递改变内能，所以改变内能的途径与其它三个不同的是烧水时水温升高。
故选B。
4．C
【解析】A．根据Q吸＝cm t，甲乙吸收热量相同，质量相等， t甲＞ t乙，所以甲的比热容小于乙的比热容，故A不符合题意；
B．甲的比热容小于乙的比热容，根据Q放＝cm t，降低相同的温度，质量相等，所以甲放出热量小于乙放出热量，故B不符合题意；
C．甲的比热容小于乙的比热容，说明乙的吸热本领强，用乙液体作冷却剂更合适，故C符合题意；
D．比热容跟物质的熔点没有关系，根据比热容关系不能判熔点高低，故D不符合题意。
故选C。
5．D
【解析】A．因为水的比热容较大，升高相同的温度时，吸收的热量多，冷却效果最好，洒水给铣刀降温是利用了水比热容大的特点，故A错误；
BC．切割时金属会升温，要克服铣刀与金属之间的摩擦做功，是通过做功改变铣刀和金属的内能，故BC错误；
D．洒水后水吸收热量，内能变大，水是通过热传递方式改变其内能的大小，故D正确。
故选D。
6．C
【解析】用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，在相同时间里，物质吸收的热量相同，即甲物质10 min吸收的热量等于水10min吸收的热量．由图可知，水在20min温度升高了60℃，所以水20min吸收的热量为，因此甲物质10min吸收的热量，故C正确为答案．
7．D
【解析】四冲程内燃机由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成一个工作循环，其中吸气和做功冲程，活塞向下运动；
压缩冲程和排气冲程活塞向上运动，且这两个冲程都是靠飞轮惯性完成的．
故选D
8．C
【解析】热值是某种燃料充分燃烧后放出的热量与燃料质量之比。燃料的热值只跟燃料的种类有关，与燃料质量多少、放出热量的多少、有无充分燃烧都没有关系，故ABD项错误，C项正确。
故选C。
9．B
【解析】汽车行驶时间：
汽车发动机做功：
用去汽油质量：
汽油完全燃烧放出热量：
发动机效率：
故选B
10． 做功 热传递
【分析】改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，而做功过程是能量的转化过程，这两种方法对改变物体的内能是等效的；
【解析】两手相互摩擦做功，机械能转化为手的内能，手的内能增大温度升高；利用热水袋暖手，是通过热传递改变手的内能，使手的内能增大温度升高．
11． 做功 乙
【解析】[1]塞子被试管内水蒸气推出，气体膨胀对外做功，将气体的内能转化为机械能，涉及能量的转换，故是做功。
[2]如图甲所示，进气门关、排气门关，活塞向上，压缩气体做功，将机械能转化为内能，而乙图是进气门关、排气门关，活塞向下，高温高压气体对活塞做功，将内能转化为机械能，故图乙中能量转化与气体对活塞做功实验的原理相同。
12． 中午 比热容
【解析】[1][2]由图可知海滩上温度高，这是由于水的比热容比砂石大，太阳光照下吸收相同的热量，砂石升高的温度大，因此，白天海滩温度比较高。
13．升高
【解析】由图可知，气门关闭，活塞上行，是压缩冲程。在汽油机的压缩冲程中，压缩气体时对气体做功，气体的内能增大，气体的温度升高。
14． 10 40 10
【解析】[1][2][3]汽油机飞轮每秒的转速为
而在一个工作循环内，飞轮转两圈，完成四个冲程，做功一次，所以每秒内，完成了10个工作循环，40个冲程，做功10次。
15． 不可 2.8×106 70
【解析】[1]天然气属于化石能源，不能在短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；
[2]完全燃烧0.07m3天然气释放的热量
Q放＝Vq＝0.07m3×4×107J/m3＝2.8×106J
[3]水吸收的热量
Q吸＝30%Q放＝30%×2.8×106J＝8.4×105J
由
Q吸＝cm（t﹣t0）
可得
t＝t0＝20℃＝70℃
16． 甲乙 甲丙 相等 加热时间 b
【分析】（1）燃料的热值大小不能直接测量，需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关，所以，比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小即可；比较两种液体的比热容时，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系即可；
（2）用相同的酒精灯加热，在相等时间内物质吸收的热量相等，检查即可解答．
【解析】（1）由控制变量法知道，当比较不同燃料的热值时，需要用不同的燃料，加热同一种液体，且液体的质量相等，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，所以，应该选择甲乙两图进行实验；
当比较两种液体的比热容时，则需要燃烧相同的燃料，加热质量相同的液体，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系，所以，应选择甲丙两图进行实验；
（2）①在此实验中，用相同的酒精灯加热，在相等时间内物质吸收的热量相等，所以，可以用加热时间来表示两种液体吸收热量的多少；
②由表中实验数据知道，质量相同的a和b，升高相同的温度，b需要的加热时间较长，由此可知b吸热多一些；
17． 质量 39 加热时间 沙子 水 水
【解析】(1)[1]根据控制变量法的思想，物质吸热量与质量有关，在两烧杯中分别装入初温度相同且质量相等的沙子和水。
(2)[2]用相同的酒精灯火焰加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔相同的时间记录一次温度，其中某时刻的温度如图乙所示，分度值为1℃，其示数为39℃。
(3)[3]实验中采用相同的加热装置，是通过比较加热时间来间接反映沙子和水吸收的热量。
(4)[4][5][6]分析图象可知，对于质量相等的沙子和水，加热时间相同时，升温较快的是沙子；若使两者升高相同的温度，则水加热时间较大，即吸收的热量较多，由此可见水的比热容较大。
18． B A 质量 煤油 不可靠 燃烧过程中有热量损失
【解析】（1）[1][2]为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，安装器材时需要先固定B的位置，然后再调整A的位置，并且不要让温度计得玻璃泡碰到烧杯壁和烧杯底。
（2）[3]为了保证实验的可靠性，需要控制水的质量相同，这里采用了控制变量法。
（3）[4]分析表格数据可知，甲杯水的温度升高的较快，即煤油燃烧产生的热量多，所以煤油的热值大。
（4）[5][6]因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小，因此这样的计算结果不可靠。
19．(1)1.68×108J；(2)33.3%；(3)0.075m3
【解析】(1)水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg ℃）×500kg×（100℃-20℃）=1.68×108J；
(2)天然气完全燃烧放出的热量：
Q放=Vq天然气=12m3×4.2×107J/m3=5.04×108J；
燃气锅炉烧水时的效率：
(3)可燃冰的热值为同体积天然气的160倍，则可燃冰的热值：
q可燃冰=160q天然气=160×4.2×107J/m3=6.72×109J/m3，
若换用可燃冰燃烧放出相同的热量，应使用可燃冰的体积：
V可燃冰
答：(1)水吸收的热量为1.68×108J；
(2)燃气锅炉烧水时的效率为33.3%；
(3)若换用可燃冰，应使用0.075m3可燃冰．
20．（1）40kg；（2）3.36×106J；（3）80%．
【分析】（1）知道水的体积，利用的变形公式求水的质量；
（2）利用求水箱中水吸收的热量；
（3）根据燃气表前后读数差求出使用天然气的体积，利用求天然气完全燃烧释放的热量；该热水器的热效率等于水吸收的热量与天然气完全燃烧释放的热量之比．
【解析】（1）把“进水量”设置为40L，则水箱中水的体积：，由得水箱中水的质量：；
（2）由题意可得，水吸收的热量： ；
（3）使用天然气的体积：，
天然气完全燃烧释放的热量：，
该热水器的热效率：．
21．（1）1.68×l05J；（2）3.36×106J/kg
【解析】（1）14g酒精完全燃烧放出的热量：Q放=mq=0.014kg ×3×107J/kg=4.2×l05J，
冰熔化成水共吸收热量：Q吸=Q放×η=4.2×l05J×40%=1.68×l05J；
（2）冰的熔化热：λ冰== 3.36×106J/kg．
答：（1）冰熔化过程中吸收的热量为1.68×l05J；
（2）在标准大气压下，冰的熔化热为3.36×106J/kg．
22．(1)8.4×106J；(2)30%；(3)0.8kg
【解析】(1)水吸收的热量
(2)该热水器的效率
(3)若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，由Q放=mq得完全燃烧煤的质量
答：(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是8.4×106J；
(2)这段时间该热水器的效率是30%；
(3)若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧0.8kg煤。