第十二章 内能与热机 单元练 2025-2026学年 沪粤版物理九年级上册

第十二章内能与热机 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．已知水的比热容为4.2×103J/（），一杯开水冷却至室温的过程中放出的热量约为（　　） A．8×102J B．8×104J C．8×106J D．8×108J 2．春节吃饺子是我国某些地区的传统习俗，关于这一习俗涉及的物理知识，下列说法不正确的是（　　） A．水沸腾时，会出现大量的“白雾”，是液化现象 B．将饺子煮熟的过程，是通过热传递改变了饺子的内能 C．刚出锅的饺子满屋飘香，是扩散现象 D．热气腾腾的饺子入嘴时很烫，是因为饺子含有的热量多 3．2025年4月24日在酒泉卫星发射中心，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭发射升空。关于火箭发动机，下列说法正确的是（　　） A．火箭发动机使用比热容大的燃料 B．火箭燃料燃烧越充分，热值越大 C．火箭发动机主要通过热传递获得机械能 D．火箭发动机属于热机 4．下图是某汽油机的主要能量流向和相关参数图，下列说法正确的是（   ） A．有用机械能所占比例最大 B．废气带走的能量占比为25% C．该汽油机的效率为35% D．减少机械摩擦能提高汽油机效率 5．用相同的酒精灯同时加热质量相同的水和食用油，水升温较慢，原因是（   ） A．水的密度较大 B．水的沸点较低 C．水的比热容较大 D．水含有的热量较多 6．如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（　　） A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少 B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大 C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少 D．图丁，气缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大 7．我县新建湿地公园环境优美景色宜人，下列说法正确的是（　　） A．春天，飘来阵阵花香，是扩散现象 B．夏天，河水温度升高，含有的热量增多 C．秋天，植物叶子上的两滴露珠靠近后能合成一滴，说明分子是运动的 D．冬天，河水结冰的过程中，温度降低、内能为零 8．端午节吃粽子是一项传统习俗。刚出锅的粽子很烫，“烫”是形容粽子的（    ） A．质量大 B．温度高 C．体积大 D．密度大 9．小明身边发生的下列实例中，属于利用热传递的方式使物体内能增加的是（　　） A．地板被阳光照射后温度升高 B．向墙中钉钢钉时，钢钉会发热 C．使劲搓手，感觉到手掌发热 D．水沸腾时，水蒸气把壶盖顶起 10．现有两个使用同一种燃料的加热器，用它们分别对甲、乙两种不同的物质加热。已知甲物质的比热是乙物质的2倍，甲物质的质量是乙物质的，当甲物质升高的温度是乙物质的时（甲、乙物质的物态都不发生改变），加热甲物质所用燃料是加热乙物质的，则两加热器利用热能的效率之比是（　　） A．1：1 B．1：2 C．3：2 D．2：1 二、多选题 11．汽车已经越来越多的进入家庭，现代汽车多数采用汽油机作为发动机。如图是四冲程汽油机的工作循环示意图。下列说法中正确的是（ ） A．甲冲程是把内能转化为机械能 B．乙冲程是做功冲程 C．丙冲程使汽车获得动力 D．在丁冲程中汽油和空气的混合物被吸进气缸 12．如题图所示，为了解白纸和黑纸的吸热性能，小明将质量都是1kg、初温相同的水分别倒入两个完全相同的瓶子中，再用大小、形状和厚薄相同的白纸和黑纸分别将瓶子包起来，然后将两个瓶子放在太阳光下。在30min内，小明每隔3min测一次水的温度，记录在下面的表格中。根据小明的实验数据，判断下列说法正确的是（　　） 日照时间t/min 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 白纸瓶水温 23 24 25 25 26 27 27 28 29 29 30 黑纸瓶水温 23 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 A．相同的条件下，黑纸的吸热性能与白纸相同 B．相同的条件下，黑纸的吸热性能比白纸强 C．30min内，白纸瓶中的水的内能增加了 D．30min内，黑纸瓶中的水的内能增加了 13．根据下表中几种物质的比热容，判断下列说法正确的是（　　） 物质 比热容/ 水银 水 沙石 冰 A．生物体内水的比例高，有助于调节自身的温度 B．制作体温计常用水银做测温液体，原因之一是水银的比热容小 C．由于水比冰的比热容大，所以冷却食品时的水比的冰效果好 D．由于水的比热容大，因此长江水系大大减弱了其经过城区的“热岛效应” 14．2025年4月24日是第十个“中国航天日”，学校物理社团的同学们制作了“水火箭”，“水火箭”的发射及其简易原理图如图所示。当内部气体压强增大到一定程度时，水会冲开瓶塞从“水火箭”中向下喷出。结合材料，下列说法正确的是（   ） A．打气时，“水火箭”内气体的内能会增加 B．“水火箭”中的“水”是一种燃料 C．“水火箭”加速起飞时将内能转化为机械能 D．水向下喷出会使“水火箭”升空是由于力的作用是相互的 15．探究“比较不同物质的吸热能力”时，同学们用酒精灯同时开始均匀加热质量和初温都相等的沙子和水，如图。下列说法正确的是（    ）    A．实验中，沙子吸热升温较快，说明沙子吸热能力较强 B．在本实验中，物体吸热多少是由加热时间长短反映的 C．实验中，将沙子和水加热到相同温度时，它们吸收的热量相同 D．实验中，加热相同的时间，末温低的物质吸热能力强 三、填空题 16．熨斗古代亦称“火斗”，最早出现于西汉，以青铜质地为主，用高温熨平衣物，是通过 方式改变物体内能的。宋元时期，出现了如图所示带木把的熨斗，相比金属把，使用更安全，是由于木头具有 的物理属性。 17．如图所示是单缸四冲程汽油机某一冲程工作示意图，该冲程是 冲程。若该汽油机10s对外做功200次，则汽油机的飞轮速度为 r/min。 18．中医药学中对药物的炮制方式多种多样，图甲是通过炒的方式来改变药物的性质，这个过程中是通过 的方式改变其内能；图乙是通过发酵的方式，如果操作不当，可能会发生爆炸，其中爆炸时的能量转化形式与内燃机中的 冲程相同；图丙是最后重要的熬煮阶段，通过熬煮可以让有效成分更多地溶入到汤药中，是因为分子无规则运动的剧烈程度与 有关。 19．用稳定的热源给一个0.5kg物体均匀加热，得到它的熔化图象如图所示，已知该物体在固态时的比热容为 则该物质在液态时的比热容为 J/（kg⋅°C）：物体在 BC段熔化过程中吸收的热量为 J。 20．磨菜刀过程中菜刀变热，是利用 的方法改变菜刀的内能；为了使菜刀降温，往往向菜刀上浇凉水，这是通过 的方法改变菜刀的内能。 四、实验题 21．小伟每天骑电动自行车上学。快到冬天了，妈妈从网上给他买了两双大小和厚薄完全相同的保暖手套，一双是鹅绒纤维的，另一双是鸭绒纤维的。小伟想比较一下哪种材质的保暖手套的保暖性能更好，请你帮助小伟，写出解决问题的方案。 五、综合题 22．据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。 (1)下列说法正确的是 ； A．采用氢燃料是利用氢的比热容大 B．氢能源汽车工作过程，氢燃料电池将电能转化为化学能 C．氢能源汽车工作过程中，剩余氢的热值不变 D．使用热值更大的燃料，一定可以增大热机效率 (2)储氢瓶在高压下储存氢气时，瓶内气体的温度会升高，该过程中氢气的内能 （选填“增大”“减小”或“不变”）；汽车冷却系统中，水箱内的液态水通过 （填写物态变化名称）吸收热量，有效降低发动机温度； (3)以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW; ①求以当前速度卡车行驶72km消耗的能量为 J； ②与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km 可减排二氧化碳的质量为 。（燃油机的效率取36%，燃油的热值q取 4.3×107 J/kg） 23．新疆出产的长绒棉是世界上最好的棉花之一，收成时，棉农广泛使用采棉机进行机械化采摘。 (1)如图所示是某款小型采棉机的动力装置，这种内燃机是 （选填“汽油机”或“柴油机”）。 (2)内燃机散热常用水作为冷却剂，是利用了水的 的特性。 (3)这台单缸四冲程内燃机的转速为1200r/min，则该内燃机每秒完成 个冲程，对外做功 次。 24．如图所示为物理社团制作的“噗噗船”。与铜管相连的水槽中充有一定量的水，当水槽内的水被蜡烛加热，随着水温升高，产生的水蒸气从管口喷出，发出“噗噗”的声响，船就会在水池中向前移动；此过程将水蒸气的内能转化为船的 ，此时水蒸气内能减少主要是通过 的方式改变的。请画出小船所受重力示意图 。 学科网（北京）股份有限公司 《第十二章内能与热机》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D D D C C A B A A 题号 11 12 13 14 15 答案 CD BD ABD ACD BD 1．B 【详解】一杯水的质量约为m＝250g＝0.25kg 室温约为20℃，标准大气压下水的沸点为100℃，一杯开水冷却至室温的过程中放出的热量约为 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．D 【详解】A．水沸腾时，出现大量的“白雾”，是水蒸气液化形成的小水滴，是液化现象，故A正确，不符合题意； B．将饺子煮熟的过程，饺子吸收热量，内能增加，是通过热传递改变饺子的内能，故B正确，不符合题意； C．刚出锅的饺子满屋飘香，是由于香味分子的无规则运动，是扩散现象，故C正确，不符合题意； D．热量是过程量，是热传递过程中能量的变化量，但不能物体说含有的热量多或少，热气腾腾的饺子入嘴时很烫，是因为饺子的温度高，故D错误，符合题意。 故选D。 3．D 【详解】A．火箭发动机需要燃料释放大量能量，因此应选择热值大的燃料，而非比热容大的燃料，比热容大与燃料释放的总能量无关，故A错误； B．热值是燃料的固有属性，与是否充分燃烧无关，燃烧充分只能提高能量利用率，但不会改变热值，故B错误； C．火箭发动机通过燃料燃烧产生高温高压气体，喷出时对外做功，将内能转化为机械能，属于通过做功获得机械能，而非热传递，故C错误； D．热机是将内能转化为机械能的装置，火箭发动机通过燃烧燃料获得内能，并转化为机械能，符合热机的定义，故D正确。 故选D。 4．D 【详解】AB．由图乙可知，废气带走的能量占比最大，为40%，故AB错误； C．该汽油机的效率为 故C错误； D．减少机械摩擦可以降低能量的损失，能提高汽油机效率，故D正确。 故选D。 5．C 【详解】A.  水的密度不影响水升温快慢，故A不符合题意； B.  水的沸点高低不影响水升温快慢，故B不符合题意； C.  ，质量相同的水和食用油，使用相同的酒精灯同时加热，相同时间水和食用油吸收的热量Q相同，，如果水升温较慢，则水的比热容c较大，故C符合题意； D.  热量是过程量，不可以被水所含有，故D不符合题意。 故选C。 6．C 【详解】A．厚玻璃内的空气被压缩时，对厚玻璃内的空气做了功，机械能转化为内能，内部空气的内能增加，温度升高，故A错误； B．瓶子内的空气推动塞子跳起时，瓶内空气对瓶塞做功，内能转化为机械能，瓶内空气的内能减少，故B错误； C．试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，试管内的水蒸气对塞子做了功，水蒸气的内能减少，温度降低，故C正确； D．图丁中两个气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程，气缸内的高温高压的燃气推动活塞向下运动时，对外做功，内能转化为机械能，气体的内能减小，故D错误。 故选C。 7．A 【详解】A．春天飘来阵阵花香，是花香分子在空气中做无规则运动，属于扩散现象，故A正确； B．热量是一个过程量，不能说物体 “含有热量”，只有两个物体间发生热传递时，才能体现出热量，故B错误； C．秋天植物叶子上两滴露珠靠近后能合成一滴，说明分子间存在引力，不是说明分子是运动的，故C错误； D．冬天河水结冰过程中，温度不变，放出热量，内能减小，一切物体在任何温度下都有内能，内能不可能为零，故D错误。 故选 A。 8．B 【详解】“烫”是因为手接触粽子时，热量由粽子传向手而产生的，因此形容粽子的温度较高。质量是物质所含物质的多少，密度是物质的一种属性，因此ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 9．A 【详解】A．地板被阳光照射后温度升高，这是利用热传递的方式改变了地板的内能，故A符合题意； B．向墙中钉钢钉时，对钢钉做功，钢钉会发热，这是利用做功的方式改变钢钉的内能，故B不符合题意； C．使劲搓手，克服摩擦做功，使手掌内能增大时，温度升高，手掌发热，故C不符合题意； D．水沸腾时，水蒸气把壶盖顶起，对壶盖做功，水蒸气内能降低，故D不符合题意。 故选A。 10．A 【详解】由题意可知， =2 = = = 由Q吸=cmt可得，甲乙物质吸收的热量之比 === 由Q放=mq可得，两加热器消耗燃料完全燃烧释放的热量之比 ==== 由=100可得，两加热器利用热能的效率 ==== 故A符合题意；BCD不符合题意。 故选A。 11．CD 【详解】A．甲冲程中进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，是机械能转化为内能，故A错误； B．乙冲程进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，此冲程没有能量转化，故B错误； C．丙冲程中进气门和排气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，使汽车获得动力，故C正确； D．丁冲程中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是进气冲程，汽油和空气的混合物被吸进气缸，故D正确。 故选CD。 12．BD 【详解】AB．由题意可知，两个瓶子内水的质量相同、初温相同，根据表中数据和可知，在相同的时间内，黑纸瓶内水温升高得多，其内部的水吸热多，所以黑纸的吸热性能强于白纸，故A错误，B正确。 C．30min内，白纸瓶中的水吸收的热量，故C错误。D．30min内，黑纸瓶中的水吸收的热量，故D正确。 故选BD。 13．ABD 【详解】A．水的比热容较大，由Q=cmΔt可知，质量相同的情况下，吸收或放出相同的热量，水会比其他物质温度变化得少，因此生物体内水的比例高，有助于调节自身的温度，故A正确； B．水银的比热容较小，由Q=cmΔt可知，质量相同的情况下，吸收或放出相同的热量，水银会比其他物质温度变化得多，因此制作体温计常用水银做测温液体，故B正确； C．用0℃的冰冷却食品，冰吸收热量首先熔化成0℃的水，比用质量相等的0℃的水直接冷却食品多了一个冰熔化吸热的过程，所以要使物体冷却，用质量相等的0℃的冰比0℃的水效果好些，故C错误，不符合题意； D． 因为水比沙石的比热容大，在吸收和放出相同的热量时，水的温度变化值小，沙石的温度变化值大，所以长江水系大大减弱了其经过城区的“热岛效应”，故D正确； 故选ABD 。 14．ACD 【详解】A．利用打气筒向水火箭内打气的过程中，压缩筒内空气做功，水火箭中空气的内能在增大，故A正确； B．燃料能燃烧，燃烧时将化学能转化为内能，水不能燃烧，不是一种燃料，故B错误； C．水火箭加速起飞时，气体对水火箭做功，气体的内能转化为水火箭的机械能，故C正确； D．水火箭向下喷水，给水一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，水给水火箭一个向上的力，使水火箭升空，故D正确。 故选ACD。 15．BD 【详解】用酒精灯同时开始均匀加热质量和初温都相等的沙子和水，热源相同，沙子和水相同时间吸收的热量相同； A．沙子吸热升温较快，说明沙子的比热容小，吸热能力较弱，故A错误； B．实验中，物体吸热多少是由加热时间的长短来反映，加热时间越长，表示物体吸收的热量越多，故B正确； C．实验中，将沙子和水加热到相同温度时，根据可知，水和沙子的比热容不同，吸收的热量不同，故C错误； D．加热相同的时间，水喝沙子吸收的热量相等，根据可知，末温低的物质比热容大，比热容大，物质的吸热能力强，故D正确。 故选BD。 16． 热传递 隔热性好/导热性差 【详解】[1]用高温熨平衣物，是通过热传递的方式改变物体内能的。 [2]木头具有导热性差的物理属性，所以相比金属把，使用更安全。 17． 压缩 2400 【详解】[1]由图可知，进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程。 [2]在汽油机的一个工作循环中，飞轮转动2r，对外做功1次。若汽油机10s对外做功200次，则1min对外做功的次数为200次×6=1200次 则汽油机飞轮1min转动的转数为2r×1200=2400r 即飞轮的转速为2400r/min。 18． 热传递 做功 温度 【详解】[1]通过炒的方式来改变药物的性质，这个过程中药物吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递的方式改变其内能。 [2]内燃机做功冲程中内能转化为机械能，爆炸时的能量转化也是内能转化为机械能，所以爆炸时的能量转化形式与内燃机中的做功冲程中能量转化形式相同。 [3]温度越高，分子的无规则运动越剧烈，药物的有效成分越容易溶入到汤药中。 19． 【详解】[1]由图知物体在AB段和BC段的吸热大小关系以及升高的温度大小关系，然后根据公式Q=cmΔt可得在AB段和BC段的比热容的大小关系，进而求出液体时的比热容，从图上可以看出，AB段为固态，CD段为液态，在质量不变的前提下，AB段温度升高40℃，CD段温度升高20℃，温度升高之比为2∶1，CD段加热时间是AB段加热时间的3倍，吸收热量之比为1∶3，根据Q=cmΔt知，固态与液态物质比热容之比为 所以该物体在固态时的比热容与液态时的比热容之比是1∶6，所以液态时的比热容为c液=6×0.2×103J/(kg·℃)=1.2×103J/(kg·℃) [2]先根据吸热公式求出AB段吸收的热量，因为是供热稳定的热源，相同时间内供热相同、物体吸热相同，据此求熔化过程吸收的热量。AB段吸收的热量为 因为是供热稳定的热源，所以相同时间内供热相同、物体吸热相同，则该物体在BC段吸收的热量是AB段吸收热量的2倍，即 20． 做功 热传递 【详解】[1]磨菜刀过程中，机械能转化为内能，是利用做功的方法改变菜刀的内能。 [2]为了使菜刀降温，往往向菜刀上浇凉水，热量从菜刀转移到凉水，菜刀温度降低，这是通过热传递的方法改变菜刀的内能。 21．应用控制变量法，同时向两个完全相同的瓶子中加满初温相同的热水，并拧好瓶盖，同时分别放在两种材质的手套中，并将手套口系好，放在同一环境中，并将两个瓶子放在同一环境中，过适当的一段时间后，用温度计分别同时测量放在鹅绒纤维手套和鸭绒纤维手套的瓶子中水的温度，分别为t1和t2。 若末温t1＞t2，说明鹅绒纤维手套的保暖性能好； 若末温t1＜t2，说明鸭绒纤维手套的保暖性能好； 若末温t1＝t2，说明两种材质手套的保暖性能一样。 【详解】应用控制变量法，同时向两个完全相同的瓶子中加满初温相同的热水，并拧好瓶盖，同时分别放在两种材质的手套中，并将手套口系好，放在同一环境中，并将两个瓶子放在同一环境中，过适当的一段时间后，用温度计分别同时测量放在鹅绒纤维手套和鸭绒纤维手套的瓶子中水的温度，分别为t1和t2。 若末温t1＞t2，说明鹅绒纤维手套的保暖性能好； 若末温t1＜t2，说明鸭绒纤维手套的保暖性能好； 若末温t1＝t2，说明两种材质手套的保暖性能一样。 22．(1)C (2) 增大 汽化 (3) 6.192×108 132kg 【详解】（1）A．等质量的氢燃料和其他燃料，氢燃料完全燃烧放出的热量更多，所以采用氢燃料是利用氢的热值大，故A错误； B．电池为电路提供电能。氢能源汽车工作过程，氢燃料电池将化学能转化为电能，故B错误； C．热值是燃料的特性，与燃料的质量、完全燃烧放出的热量以及燃烧情况等无关，只与燃料本身有关，所以氢能源汽车工作过程中，剩余氢的热值不变，故C正确； D．热机的效率与燃料的热值无关，所以使用热值更大的燃料，不一定会增大热机效率，故D错误。 故选C。 （2）[1]内能大小与物体的质量、温度等有关。所以储氢瓶在高压下储存氢气时，瓶内气体的温度会升高，该过程中氢气的内能增大。 [2]汽车冷却系统中，水箱内的液态水通过汽化变成水蒸气，该过程吸收热量，能有效降低发动机温度。 （3）[1]以当前速度卡车行驶72km消耗的能量为W=Pt=172×103W×3600s=6.192×108J [2]燃油完全燃烧释放的热量为 燃烧燃油的质量为 可减排二氧化碳的质量为 m二氧化碳=3.3m=3.3×40kg=132kg 23．(1)汽油机 (2)比热容大 (3) 40 10 【详解】（1）汽油机气缸顶部是火花塞，柴油机气缸顶部是喷油嘴。由图可知，气缸的顶部有个火花塞，是汽油机。 （2）水的比热容最大，和质量相同的其它物质比较，升高相同温度吸收热量多，所以内燃机散热器常用水作为冷却剂。 （3）[1][2]内燃机的转速为1200r/min，1s内内燃机转动的周数为，单缸四冲程内燃机一个工作循环中，完成4个冲程，转动2周，对外做功1次，故内燃机1s内转动20周，完成40个冲程，对外做功10次。 24． 机械能 做功 见解析 【详解】[1][2]由题意知，水蒸气从管口喷出，船就会在水池中向前移动，此过程将水蒸气的内能转化为船的机械能，这一过程中，通过做功的方式改变了物体的内能。 [3]重力的方向是竖直向下的，从小船的重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示，即为其所受重力示意图，如图所示： 学科网（北京）股份有限公司 $