第十二章　内能与热机 2025-2026学年物理沪粤版（2024）九年级上册

第十二章　内能与热机 (考试时间：90分钟　　满分：100分　　得分：________) 一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分。在给出的四个备选项中，只有一个选项符合题目要求) 1．下列现象中，与扩散现象有关的是（B）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．大雾弥漫 B．花香扑鼻 C．柳絮飞舞 D．尘土飞扬 2．北方的冬季，人们常用热水取暖，这是利用了水的（A） A．比热容大 B．热量小 C．热值大 D．密度小 3．汽油机的四个冲程中，存在着机械能转化为内能的过程是（D） 4．下列事例中，改变内能的方式与其他三个不同的是（B） A.锯木头锯条发热 B．阳光下路面发热 C．铁丝反复弯折后发热 D．搓手时手掌发热 5．甲、乙两个物体的比热容之比为2∶1。若使它们升高相同的温度，吸收的热量之比为3∶1，则甲、乙两个物体的质量之比为（C） A.1∶2 B．2∶1 C．3∶2 D．4∶1 6．家用燃油汽车的发动机主要是汽油机，下列说法正确的是（B） A.目前，汽油机的效率能达到70% B．汽油机燃烧汽油会造成环境污染 C．汽油机的一个工作循环中，对外做功4次 D．汽油机在吸气冲程中只吸入汽油 7．下列关于热值和热机效率的说法，正确的是（A） A.减少各部件间的摩擦可提高热机效率 B．柴油机的效率通常低于汽油机 C．使燃料燃烧更充分，可以增大燃料的热值 D．燃料燃烧放出的热量越多，热值一定越大 8．我国幅员辽阔，人文自然资源丰富，下列分析正确的是（B） A.新疆吐鲁番的火焰山昼夜温差大，是因为火焰山沙石比热容大 B．云南大理的蝴蝶泉边花香四溢，是因为分子不停地做无规则运动 C．黑龙江哈尔滨寒冷的冰雕不易融化，是因为冰雕没有内能 D．广西玉林的玉柴内燃机工作时，将机械能转化成内能 9．甲、乙两台汽油机使用相同的汽油，若在同一时间内，甲、乙两汽油机做的有用功之比为3 ∶2，甲的效率是25%，乙的效率是20%，则在相同时间内，甲、乙两汽油机消耗汽油的质量之比为（D） A．2 ∶5 B．5 ∶2 C．5 ∶6 D．6 ∶5 10．相同的A、B两金属块，把它们都加热到100 ℃，然后分别投入装有质量相同、初温都为0 ℃的C、D两杯水中，测量的结果：金属块A使C杯的水温升高了10 ℃，金属块B使D杯的水温升高了20 ℃，设两金属块比热容为cA和cB，则cA与cB的比值为（A） A.4∶9 B．9∶4 C．19∶9 D．9∶19 二、多项选择题(本大题共2小题，每小题4分，共8分。在每小题列出的四个备选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对得 4分，选对但不全得 2分，有选错得0分) 11．规格相同的甲、乙两容器中分别装有3 kg和2 kg的水，并用不同的加热器加热，不计热损失，得到水温与加热时间的关系图像如图所示。下列说法正确的是（BD） A．甲、乙两容器中的加热器每分钟放出的热量相同 B．甲杯水中每分钟吸收的热量为1.26×105 J C．甲、乙两容器中的水的内能是通过做功的方式来增加的 D．将甲、乙两容器中的水从20 ℃加热至40 ℃所需要的时间之比为2∶3 12．如图是甲、乙、丙三台汽油机的参数。甲、乙、丙相比，下列说法正确的是（AD） A．甲输出的机械能比丙多，但效率与丙一样 B．在消耗质量相同的同种燃料时，乙输出的机械能与甲一样多 C．在输出的机械能相同时，乙比丙消耗更多的同种燃料 D．三台汽油机中，乙的效率最高 三、填空题(本大题共6小题，每空1分，共12分) 13．炒菜过程中，菜的温度升高，这是通过热传递的方式改变其内能；饭菜放凉后，香味变淡，说明分子热运动的快慢与温度有关。 14．“冰糖葫芦”是把糖块加热成糖浆，再裹在山楂上做成的，将糖熔化成糖浆的过程糖的内能增大，熬制糖浆的过程是通过热传递的方式改变糖的内能。 15．汽油机在做功冲程时，将燃料燃烧产生的内能转化为机械能；若某汽油机飞轮的转速为1 200 r/min，则该汽油机1s内对外做功10次。 16．甲、乙两种燃料的热值之比为2 ∶1，完全燃烧放出的热量之比为1 ∶2，则甲、乙两种燃料质量之比为1 ∶4。甲燃料在燃烧过程中，其热值不变(选填“变大”“变小”或“不变”)。 17．将质量都为1 kg，初始温度都为15 ℃的铁、铝、铜三个金属块(比热容c铝＞c铁＞c铜)浸没于沸水中煮足够长的时间后，三个金属块的温度相同(选填“相同”或“不相同”)，从沸水吸收热量最少的是铜(选填“铝”“铁”或“铜”)金属块。 18．小文同学用他家的天然气灶将质量为2 kg，初温为15 ℃的水加热到95 ℃，水吸收的热量是6.72×105 J；若此过程的热效率为40%，则此过程消耗天然气0.04 m3。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，天然气热值为4.2×107 J/m3] 四、作图题(本大题共1小题，共6分) 19．(1)(3分)如图是四冲程汽油机的工作示意图，请画出此冲程中左侧进气门的开闭状态，并在括号中用箭头标出活塞的运动方向。 　　　　 第19(1)题图) 第19(2)题图) (2)(3分)两个相同的加热器同时给质量和初温均相等的水和煤油加热，水的温度随时间的变化关系如图所示，已知煤油的比热容是水的一半，且加热过程中物态不变，请画出给煤油加热后温度随时间变化的关系图像。 五、实验探究题(本大题共4小题，共25分) 20．(5分)为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，实验中忽略热量的损失。 (1)实验前调整铁夹A的位置，其目的是使陶土网(选填“陶土网”或“温度计”)处于适当的高度。 (2)实验中应控制燃料燃烧质量(选填“时间”或“质量”)相同。 (3)小明选用了燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽时，小明记下了各个时刻烧杯中水温，绘制了如图乙所示的图像，则可初步判断燃料b(选填“a”或“b”)的热值大。 (4)另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙所示，你认为根据丙图像能(选填“能”或“不能”)比较两种燃料热值的大小。 21．(6分)(1)在甲、乙两个相同的烧杯中加入初温和质量(选填“质量”或“体积”)相同的水和煤油，实验中用相同的酒精灯加热目的：使水和煤油在相同时间内吸收相等的热量。 (2)图丙是两种液体的温度随加热时间变化的图像，则水的吸热能力强；由图像可得煤油的比热容为2.1×103 J/(kg·℃)。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] (3)如图丁，用燃烧皿替换两个相同的酒精灯，取质量相等的酒精和碎纸片分别放入燃烧皿中，给烧杯中质量、初温均相同的同种液体加热，直到酒精和碎纸片完全燃烧，通过比较液体升高的温度(选填“加热时间”或“液体升高的温度”)来确定酒精和碎纸片热值的大小。 22．(7分)如图甲是“探究不同物质吸热升温的现象”的实验装置。 (1)实验前，应按自下而上(选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序组装器材。 (2)除了如图甲所示的实验器材外，还需要的器材是天平和秒表。 (3)实验中应选取初温相同(选填“相同”或“不同”)、质量(选填“体积”或“质量”)相同的A、B两种液体。 (4)实验中两种液体吸收热量的多少可通过加热时间(选填“液体升高的温度”或“加热时间”)比较。 (5)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示，分析图像可知：质量相等的A和B两种液体，在升高相同温度时，A吸收的热量较多；在吸收相同热量时，B升温较高。 23．(7分)小聪想设计一个实验来比较煤油和菜籽油的热值大小，装置如图所示。 (1)为了保证实验结论的可靠性，实验过程中燃料的质量相等(选填“相等”或“不相等”)，两个烧杯中水的质量相等(选填“相等”或“不相等”)，此种物理实验方法为控制变量法。 (2)实验过程中，点燃两盏灯直至燃料完全燃烧后，通过比较温度计示数的变化(选填“加热时间”或“温度计示数的变化”)来比较燃料燃烧放出的热量的多少，从而比较两种燃料热值的大小。此过程用了转换法(填物理实验方法)。 (3)通过实验测得的燃料热值比真实值偏小，是因为燃料对液体进行加热时，会有部分热量损失，没有全部被液体吸收。 (4)如图丙所示，实验时，在燃料燃烧过程中，水已经沸腾了，此实验不能达到目的，理由：水在沸腾过程中，继续加热，温度保持不变，从水的温度变化不能反映燃料放出热量的多少。 六、综合应用题(本大题共2小题，共19分。解答时要求写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤，只写出最后答案，未写出主要演算过程的，不得分) 24．(7分)某折叠卡式炉采用丁烷气体作为燃料。水壶装入 2 L 初温为25 ℃的水，用卡式炉加热至100 ℃，消耗了25 g丁烷气体。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q丁烷＝4.8×107 J/kg] (1)求壶中水的质量； (2)求水吸收的热量； (3)求卡式炉的加热效率。 解：(1)壶中水的质量：m水＝ρ水V水＝1.0×103 kg/m3×2×10－3 m3＝2 kg； (2)吸收热量：Q水＝c水m水Δt水＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100－25) ℃＝6.3×105 J； (3)丁烷放热：Q丁烷＝m丁烷q丁烷＝2.5×10－2 kg×4.8×107 J/kg＝1.2×106 J， 加热效率：η＝×100%＝×100%＝52.5%。 25．(12分)国产某类型单缸四冲程汽油机满负荷工作时一个做功冲程对外做功120 J，飞轮的转速是1 500 r/min，每分钟消耗10 g汽油。(汽油的热值为4.5×107 J/kg) (1)满负荷工作时该汽油机的功率是多少？ (2)满负荷工作时热机的效率是多少？ (3)将其效率提高10%，满负荷工作10 h可以节省汽油多少千克？ 解：(1)汽油机飞轮每转2 r活塞对外做1次功，已知飞轮的转速是1 500 r/min，所以，每分钟活塞对外做功750次，则单缸四冲程汽油机满负荷工作1 min做的功：W＝120 J×750＝9×104 J， 该汽油机的功率：P＝＝＝1 500 W； (2)每分钟消耗10 g汽油，10 g汽油完全燃烧放出的热量： Q放＝mq＝10×10－3 kg×4.5×107 J/kg＝4.5×105 J， 满负荷工作时热机的效率： η＝×100%＝×100%＝20%； (3)将其效率提高10%，即η′＝η＋Δη＝20%＋10%＝30%， 因每分钟需要的机械能不变，由η＝可知，每分钟需要汽油完全燃烧放出的热量： Q放′＝＝＝3×105 J， 由Q放＝mq可知，每分钟所需汽油的质量： m′＝＝＝ kg＝ g， 满负荷工作10 h可以节省汽油的质量： Δm＝n(m－m′)＝10×60×＝2 000 g＝2 kg。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十二章　内能与热机 (考试时间：90分钟　　满分：100分　　得分：________) 一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分。在给出的四个备选项中，只有一个选项符合题目要求) 1．下列现象中，与扩散现象有关的是（ ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．大雾弥漫 B．花香扑鼻 C．柳絮飞舞 D．尘土飞扬 2．北方的冬季，人们常用热水取暖，这是利用了水的（ ） A．比热容大 B．热量小 C．热值大 D．密度小 3．汽油机的四个冲程中，存在着机械能转化为内能的过程是（ ） 4．下列事例中，改变内能的方式与其他三个不同的是（ ） A.锯木头锯条发热 B．阳光下路面发热 C．铁丝反复弯折后发热 D．搓手时手掌发热 5．甲、乙两个物体的比热容之比为2∶1。若使它们升高相同的温度，吸收的热量之比为3∶1，则甲、乙两个物体的质量之比为（ ） A.1∶2 B．2∶1 C．3∶2 D．4∶1 6．家用燃油汽车的发动机主要是汽油机，下列说法正确的是（ ） A.目前，汽油机的效率能达到70% B．汽油机燃烧汽油会造成环境污染 C．汽油机的一个工作循环中，对外做功4次 D．汽油机在吸气冲程中只吸入汽油 7．下列关于热值和热机效率的说法，正确的是（ ） A.减少各部件间的摩擦可提高热机效率 B．柴油机的效率通常低于汽油机 C．使燃料燃烧更充分，可以增大燃料的热值 D．燃料燃烧放出的热量越多，热值一定越大 8．我国幅员辽阔，人文自然资源丰富，下列分析正确的是（ ） A.新疆吐鲁番的火焰山昼夜温差大，是因为火焰山沙石比热容大 B．云南大理的蝴蝶泉边花香四溢，是因为分子不停地做无规则运动 C．黑龙江哈尔滨寒冷的冰雕不易融化，是因为冰雕没有内能 D．广西玉林的玉柴内燃机工作时，将机械能转化成内能 9．甲、乙两台汽油机使用相同的汽油，若在同一时间内，甲、乙两汽油机做的有用功之比为3 ∶2，甲的效率是25%，乙的效率是20%，则在相同时间内，甲、乙两汽油机消耗汽油的质量之比为（ ） A．2 ∶5 B．5 ∶2 C．5 ∶6 D．6 ∶5 10．相同的A、B两金属块，把它们都加热到100 ℃，然后分别投入装有质量相同、初温都为0 ℃的C、D两杯水中，测量的结果：金属块A使C杯的水温升高了10 ℃，金属块B使D杯的水温升高了20 ℃，设两金属块比热容为cA和cB，则cA与cB的比值为（ ） A.4∶9 B．9∶4 C．19∶9 D．9∶19 二、多项选择题(本大题共2小题，每小题4分，共8分。在每小题列出的四个备选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对得 4分，选对但不全得 2分，有选错得0分) 11．规格相同的甲、乙两容器中分别装有3 kg和2 kg的水，并用不同的加热器加热，不计热损失，得到水温与加热时间的关系图像如图所示。下列说法正确的是（ ） A．甲、乙两容器中的加热器每分钟放出的热量相同 B．甲杯水中每分钟吸收的热量为1.26×105 J C．甲、乙两容器中的水的内能是通过做功的方式来增加的 D．将甲、乙两容器中的水从20 ℃加热至40 ℃所需要的时间之比为2∶3 12．如图是甲、乙、丙三台汽油机的参数。甲、乙、丙相比，下列说法正确的是（ ） A．甲输出的机械能比丙多，但效率与丙一样 B．在消耗质量相同的同种燃料时，乙输出的机械能与甲一样多 C．在输出的机械能相同时，乙比丙消耗更多的同种燃料 D．三台汽油机中，乙的效率最高 三、填空题(本大题共6小题，每空1分，共12分) 13．炒菜过程中，菜的温度升高，这是通过 的方式改变其内能；饭菜放凉后，香味变淡，说明分子热运动的快慢与 有关。 14．“冰糖葫芦”是把糖块加热成糖浆，再裹在山楂上做成的，将糖熔化成糖浆的过程糖的内能 ，熬制糖浆的过程是通过 的方式改变糖的内能。 15．汽油机在做功冲程时，将燃料燃烧产生的内能转化为 能；若某汽油机飞轮的转速为1 200 r/min，则该汽油机1s内对外做功 次。 16．甲、乙两种燃料的热值之比为2 ∶1，完全燃烧放出的热量之比为1 ∶2，则甲、乙两种燃料质量之比为 。甲燃料在燃烧过程中，其热值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 17．将质量都为1 kg，初始温度都为15 ℃的铁、铝、铜三个金属块(比热容c铝＞c铁＞c铜)浸没于沸水中煮足够长的时间后，三个金属块的温度 (选填“相同”或“不相同”)，从沸水吸收热量最少的是 (选填“铝”“铁”或“铜”)金属块。 18．小文同学用他家的天然气灶将质量为2 kg，初温为15 ℃的水加热到95 ℃，水吸收的热量是 J；若此过程的热效率为40%，则此过程消耗天然气 m3。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，天然气热值为4.2×107 J/m3] 四、作图题(本大题共1小题，共6分) 19．(1)(3分)如图是四冲程汽油机的工作示意图，请画出此冲程中左侧进气门的开闭状态，并在括号中用箭头标出活塞的运动方向。 　　　　 第19(1)题图) 第19(2)题图) (2)(3分)两个相同的加热器同时给质量和初温均相等的水和煤油加热，水的温度随时间的变化关系如图所示，已知煤油的比热容是水的一半，且加热过程中物态不变，请画出给煤油加热后温度随时间变化的关系图像。 五、实验探究题(本大题共4小题，共25分) 20．(5分)为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，实验中忽略热量的损失。 (1)实验前调整铁夹A的位置，其目的是使 (选填“陶土网”或“温度计”)处于适当的高度。 (2)实验中应控制燃料燃烧 (选填“时间”或“质量”)相同。 (3)小明选用了燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽时，小明记下了各个时刻烧杯中水温，绘制了如图乙所示的图像，则可初步判断燃料 (选填“a”或“b”)的热值大。 (4)另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，并重新在烧杯内加入初温和质量 的水，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙所示，你认为根据丙图像 (选填“能”或“不能”)比较两种燃料热值的大小。 21．(6分)(1)在甲、乙两个相同的烧杯中加入初温和 (选填“质量”或“体积”)相同的水和煤油，实验中用相同的酒精灯加热目的：使水和煤油在相同时间内 。 (2)图丙是两种液体的温度随加热时间变化的图像，则水的吸热能力强；由图像可得煤油的比热容为 J/(kg·℃)。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] (3)如图丁，用燃烧皿替换两个相同的酒精灯，取质量相等的酒精和碎纸片分别放入燃烧皿中，给烧杯中质量、初温均相同的 液体加热，直到酒精和碎纸片完全燃烧，通过比较 (选填“加热时间”或“液体升高的温度”)来确定酒精和碎纸片热值的大小。 22．(7分)如图甲是“探究不同物质吸热升温的现象”的实验装置。 (1)实验前，应按 (选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序组装器材。 (2)除了如图甲所示的实验器材外，还需要的器材是天平和 。 (3)实验中应选取初温 (选填“相同”或“不同”)、 (选填“体积”或“质量”)相同的A、B两种液体。 (4)实验中两种液体吸收热量的多少可通过 (选填“液体升高的温度”或“加热时间”)比较。 (5)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示，分析图像可知：质量相等的A和B两种液体，在升高相同温度时， 吸收的热量较多；在吸收相同热量时， 升温较高。 23．(7分)小聪想设计一个实验来比较煤油和菜籽油的热值大小，装置如图所示。 (1)为了保证实验结论的可靠性，实验过程中燃料的质量 (选填“相等”或“不相等”)，两个烧杯中水的质量 (选填“相等”或“不相等”)，此种物理实验方法为 。 (2)实验过程中，点燃两盏灯直至燃料完全燃烧后，通过比较 (选填“加热时间”或“温度计示数的变化”)来比较燃料燃烧放出的热量的多少，从而比较两种燃料热值的大小。此过程用了 (填物理实验方法)。 (3)通过实验测得的燃料热值比真实值偏小，是因为 。 (4)如图丙所示，实验时，在燃料燃烧过程中，水已经沸腾了，此实验不能达到目的，理由： 。 六、综合应用题(本大题共2小题，共19分。解答时要求写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤，只写出最后答案，未写出主要演算过程的，不得分) 24．(7分)某折叠卡式炉采用丁烷气体作为燃料。水壶装入 2 L 初温为25 ℃的水，用卡式炉加热至100 ℃，消耗了25 g丁烷气体。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q丁烷＝4.8×107 J/kg] (1)求壶中水的质量； (2)求水吸收的热量； (3)求卡式炉的加热效率。 25．(12分)国产某类型单缸四冲程汽油机满负荷工作时一个做功冲程对外做功120 J，飞轮的转速是1 500 r/min，每分钟消耗10 g汽油。(汽油的热值为4.5×107 J/kg) (1)满负荷工作时该汽油机的功率是多少？ (2)满负荷工作时热机的效率是多少？ (3)将其效率提高10%，满负荷工作10 h可以节省汽油多少千克？ 学科网（北京）股份有限公司 $