第十二章 内能与热机 同步训练 2024-2025学年沪粤版物理九年级上册

第十二章 内能与热机 同步训练 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示，对于图片中所描述的物理过程及现象，下列分析中正确的是（　　） A．图甲中，瓶内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大 B．图乙中，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能减小 C．图丙中，试管内的水蒸气推动了塞子冲出，其能量转化与压缩冲程相同 D．图丁中，厚玻璃内的硝化棉燃烧起来，这是因为活塞直接对硝化棉做功的结果 2．下列事例中不是利用水的比热容大的特性的是（　　） A．我国北方楼房内的“暖气”用水作为介质 B．夏天在地上洒水会感到凉快 C．生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度 D．海边昼夜温差变化比沙漠中小 3．2022年12月4日20时09分，神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆并静止在地面上。如图所示，下列说法正确的是（　　）    A．返回舱受到重力、支持力与压力 B．静止在地面上的返回舱，此时处于平衡状态 C．返回舱静止在地面上时没有惯性 D．返回舱在返回过程中与大气摩擦其内能减小 4．利用如图所示的装置，运用控制变量法，通过观察现象即可比较酒精和碎纸热值的大小.  为完成实验，要求（    ） A．酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量相同 B．酒精和碎纸的质量不同，两只烧杯内水的质量不同 C．酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量不同 D．酒精和碎纸的质量不同，两只烧杯内水的质量相同 5．关于汽油机和柴油机的区别，下列说法中错误的是（　　） A．柴油机比汽油机费用低，但比较笨重 B．柴油机的效率一般比汽油机的效率高 C．一个工作循环中柴油机做功两次，比汽油机多一个做功冲程 D．在构造上，柴油机汽缸顶部有喷油嘴而没有火花塞 二、填空题 6．葫芦岛海滨是滨城人游玩的好去处，如图是人们在海边烧烤时的情景，穿肉的签子顶端磨得很尖，是为了 （填“增大”或“减小”）压强，用炭火烤肉是利用 方式增大烤肉的内能．在很远处都能闻到烤肉的香味，这是 现象． 7．如图甲所示，小华发现家中蒸蛋器在使用时会通过上方小孔喷出蒸汽，于是他小心地将自制的风车放在小孔附近，成功让风车转了起来，蒸汽推动风车转动时的能量转化与汽油机 冲程的能量转化相同，如图乙为四冲程汽油机的工作示意图，汽油机一个工作循环的正确顺序是 。 8．九月，我校进行了安全教育演练，消防员演示了如何正确使用灭火器。灭火器放在烈日下温度会 （选填“升高”或“降低”），这是通过 的方法使其内能增加的。灭火器内能增加具有一定的危险性，所以，灭火器应存放在阴凉干燥处。人们在冬天常常搓手取暖，这里的能量转化方式与四冲程汽油机工作时的 冲程相同。 9．一保温杯中装有质量为200g，温度为的水．将一个质量为100g、温度为的金属块放人杯中，一段时间后杯内水和金属块的温度稳定在，假设金属块放出的热量全部被水吸收，已知水的比热容为，则该金属块的比热容为 。 10．如图，在一个厚壁玻璃筒里放一块有少量乙醚的棉花，用力把活塞迅速下压，棉花就会立即燃烧。这是通过 的方式使筒内气体内能增加的，温度越高，分子无规则运动越 。 三、简答题 11．70多年来，一任接一任的右玉县委书记带领干部群众持续不断植树造林，将“不毛之地”变成“塞上绿洲”，铸就了“右玉精神”丰碑。2020年5月，在山西考察的习近平总书记特别强调要弘扬“右玉精神”。“塞上绿洲”能更好的涵蓄水源、保持水土，不仅是守卫晋北地区的重要生态屏障，而且可以调节气温，营造“宜居右玉”的舒适环境。请你结合比热容的知识解释“塞上绿洲”可以调节气温的原因？ 12．暑假期间，亮亮和爸爸一起去修水某地河边游玩（如图），细心的亮亮发现岸边的石头很烫脚，而河水却是凉的，请你帮他分析其中的原因。 13．在烈日的沙滩上，脚踩在沙子感觉很烫脚，但踩在水中却感觉凉爽，这是为什么？试分析原因。 四、计算题 14．某款油电混合动力小汽车，具有省油、能量利用率高等特点，其相关信息如表1 所示．对该汽车做测试，只调整轮胎气压，测得单个轮胎数据如表2所示： 表1 驱动模式 纯电动 启动、低速 油电混动 中速 纯燃油 高速 表2 次数 1 2 3 轮胎气压/×105Pa 4.6 8.1 10.5 地面的受力面积/×10-2m2 3.6 3.0 2.4 对地压强/×105Pa 5.0 6.0 7.5 （每次单个轮胎对地压力不变） （1）求单个轮胎对地的压力为多少？ （2）根据表2，要减小空车停在水平路面时的对地压强，提出可行的方法 （3）某次道路测试中，该车以中速匀速行驶170km，共消耗汽油10L．测试过程中，内燃机既向车轮提供能量，又向蓄电池充电，同时蓄电池又将部分能量通过电动车向轮胎输送，此时内燃机和电动机共同驱动车辆前进．求： ①在水平道路中速匀速行驶测试中，若平均阻力为1000N，牵引力做的功是多少？ ②在水平道路中速匀速行驶测试中，若该车内燃机的效率为53%，此过程最终使蓄电池增加了多少能量？（忽略蓄电池和电动机的热损失，q汽油=4.6×107J/kg，ρ汽油=0.7×103kg/m3） 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 答案 B B B A C 1．B 【详解】A．图甲中，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能转化为塞子的机械能，空气的内能减小，故A错误； B．图乙中，汽缸内的气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，气体的内能减小，故B正确； C．图丙中，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，与做功冲程的能量转化相同，故C错误； D．图丁中，当把活塞迅速压下去后，活塞压缩气体做功，气体的内能增加，温度也会随之升高，硝化棉会通过热传递的方式从空气中吸收热量，当温度达到棉花的燃点时，会看到硝化棉燃烧，活塞并没有直接对硝化棉做功，故D错误。 故选B。 2．B 【详解】A．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以北方楼房内的“暖气”用水作为介质，故A不符合题意； B．夏天在地上洒水感到凉快是利用了水的蒸发吸热，而不是利用水的比热容大的特点，故B符合题意； C．生物体内水的比例很高，在外界环境温度升高时，生物体即使吸收较多的热量，由于水的比热容较大，体温不会升的过高；同理在外界环境温度降低时，由于水的比热容较大，即使放出较多的热量，体温也不会过低，所以生物体内的水分有助于调节生物体自身的温度，故C不符合题意； D．海地区和沙漠地区相比，沿海地区水多，水的比热容大，在相同的吸放热条件下，水的温度变化小，冬暖夏凉，昼夜温差小；沙漠地区多砂石，砂石的比热容较小，在相同的吸热条件下，砂石的温度变化大，故D不符合题意。 故选B。 3．B 【详解】 A．返回舱受到重力和地面的支持力，故A错误； B．平衡状态由静止与运动，静止在地面上的返回舱，处于平衡状态，故B正确； C．返回舱静止在地面上时有惯性，故C错误； D．返回舱在返回过程中与大气摩擦其内能增大，故D错误。 故选B。 4．A 【详解】在涉及多个相关物理量时，研究其中两个量之间的关系，就需要保证其他量都要相等才行，故酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量相同，A符合题意． 5．C 【详解】A．柴油机比汽油机费用低，但比较笨重，A正确，不合题意； B．一般柴油机汽缸内柴油燃烧比汽油燃烧更充分，所以柴油机的效率一般比汽油机的效率高，B正确，不合题意； C．在一个工作循环中，柴油机和汽油机都是做功一次，C错误，符合题意； D．在构造上，汽油机顶部有火花塞，属于点燃式；而柴油机在汽缸顶部有喷油嘴而没有火花塞，属于压燃式，D正确，不合题意。 故选C。 6． 增大 热传递 扩散 【详解】穿肉的签子顶端磨得很尖，是为了在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强；用炭火烤肉的过程是利用热传递的方式增加肉的内能；烤肉散发出香味，由于肉香分子不停地做无规则运动，所以能闻到香味，这是扩散现象． 点睛：（1）压强大小跟压力大小和受力面积大小有关．增大压强的方法：是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强；是在受力面积一定时，通过增大压力来增大压强．（2）改变物体内能的方式有两种：做功和热传递．（3）物质的分子不停地做无规则运动，这种现象叫做扩散现象． 7． 做功 ADCB 【详解】[1][2]高温的蒸汽推动风车转动，将蒸汽的内能转化成了风车的机械能；汽油机的做功冲程将燃气的内能转化为活塞的机械能，两个过程的能量转化相同；四冲程汽油机的一个工作循环依次由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，由图可知A进气门打开，排气门关闭，活塞下行，为吸气冲程；B进气门关闭，排气门打开，活塞上行，为排气冲程；C两气门关闭，活塞下行，做功冲程；D两气门关闭，活塞上行，为压缩冲程，则汽油机一个工作循环的正确顺序是ADCB。 8． 升高 热传递 压缩 【详解】[1][2]灭火器放在烈日下温度会升高，这是通过热传递的方法使其内能增加，具有一定的危险性，为了安全，灭火器应存放在阴凉干燥处； [3]人们在冬天常常搓手取暖，是通过搓手将机械能转化为内能，内能增加，温度升高，手暖和，这是通过做功的方式改变手的内能，这与汽油机工作中的压缩冲程的能量转化相同，都是将机械能转化为内能。 9． 【解析】略 10． 做功 剧烈 【详解】[1]用力把活塞迅速下压，压缩空气做功，机械能转化为内能，实验过程中是通过做功的方式增加空气内能。 [2]组成物质的分子永不停息地做无规则运动，温度越高分子运动越剧烈。 11．植树造林能涵蓄水源、保持水土，水的比热容大，由知道，在质量、吸收或放出相同热量时，水的温度变化小，所以“塞上绿洲”可以调节气温。 【详解】植树造林能涵蓄水源、保持水土，水的比热容大，由知道，在质量、吸收或放出相同热量时，水的温度变化小，所以“塞上绿洲”可以调节气温。 12．见解析 【详解】水的比热容较大，水和石头相比，在同样受热时，吸收的热量相同，根据可知，水的温度变化比石头小，所以在同样光照的情况下岸边的石头很烫脚，而河水却是凉的。 13．见详解 【详解】答：因为水的比热容比沙子的大，这样在同样的日照条件下，吸收相同的热量，水的温度变化小，沙子的温度变化大，所以海水较凉，而沙子烫脚。 14．（1）1.8×104N；（2）要减小对地压强，应增大地面的受力面积，减小轮胎气压；（3）①1.7×108J；②6.6×105J 【详解】（1）单个轮胎对地的压力：F=pS=5×105Pa×3.6×10-2m2=1.8×104N； （2）由表格数据可知，轮胎气压越大，地面的受力面积越小，对地压强越大，则空车停在水平路面时，对地面的压力不变，要减小对地压强，应增大地面的受力面积，减小轮胎气压； （3）①由题可知，汽车做匀速直线运动，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小是相等的，可得牵引力F牵=f=1000N，汽车牵引力做的功W机械=F牵s=1000N×170×103m=1.7×108J； ②汽车消耗汽油的质量m汽油=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×10×10-3m3=7kg， 汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq汽油=7kg×4.6×107J/kg=3.22×108J， 内燃机输出的有用能量W有用=Q放η=3.22×108J×53%=1.7066×108J； 最终蓄电池增加的能量W=W有用-W机械=1.7066×108J-1.7×108J=6.6×105J． 答：（1）单个轮胎对地的压力为1.8×104N； （2）要减小对地压强，应增大地面的受力面积，减小轮胎气压； （3）①牵引力做的功是1.7×108J； ②此过程最终使蓄电池增加了6.6×105J能量． 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$