第十三章 内能与热机【B卷·难点题型+提升卷】-2023-2024学年沪科版九年级物理全一册专项复习（原卷版）

2023-2024学年九年级物理全一册单元测试卷（沪科版）

第十三章内能与热机【B卷•难点题型+提升卷】

题型1：做功改变内能的应用

题型2:比热容、热值、热机效率的图像与表格题

题型3:热平衡有关的计算

题型4:树直、热机效率计算的难点突破

难点题型归纳

题型1：做功改变内能的应用

1.如图所示，在烧瓶内装入少量的水，塞紧塞子后，用气筒往瓶内打气，瓶塞尚未跳

出前，下列说法正确的是（）

A.瓶内气体内能变小B.瓶内会出现白雾

C.此过程能量转化过程类似汽油机的做功冲程D.瓶内如果有灵敏温度计，

它的示数会升高

2.如图甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去,

我们会看到硝化棉燃烧；如图乙所示，玻璃瓶内装有少最的水，用塞子塞紧，并用气

筒往瓶内打气，会观察到瓶塞跳起来，下列说法错误的是（）

A.图甲中，活塞对气体做功，气体内能增大

B.图甲的工作原理和汽油机的做功冲程相同

C.图乙中，当瓶塞跳起时可以观察到瓶口出现白雾

D.甲、乙两图都说明了做功可以改变物体的内能

3.如图所示是家居装修的一种空气锤，它是利用压缩空气使活塞迅速推出，产生巨大

压力，能将铁钉打入木板，甚至能将混凝土压碎。下列关于空气锤的使用，说法错误

的是（）

活塞

钉子

木板

A.压缩空气对外做功时，自身的内能会减小

B.空气被压缩时，质量不变，密度增大

C.木板可以被铁钉打入，说明力可以改变物体的形状

D.反复捶打，铁钉会发热，这与内燃机的做功冲程能量转化相同

题型2：比热容、热值、热机效率的图像与表格题

4.甲物体质量为2kg,乙、丙两物体质量都为1kg,三个物体初始温度都是20℃,吸

收相同热量后温度如图，以下说法正确的是（）

A.甲的比热容比乙的大

B.乙的比热容与丙的相等

C.若乙、丙都升高相同的温度，乙比丙吸收的热量多

D.若甲、丙都升高相同的温度，丙比甲吸收的热量多

5.根据表格中的数据，下列说法中正确的是（）

物质铝铁铜水煤油

密度/(kg-m3)2.7xlO37.9xlO38.9xlO3l.OxlO30.8xlO3

比热容/[j/（kg「C）]0.88xlO30.46xlO30.39xlO34.2xlO32.1xl03

将质量和温度都相等的铜块和铝块放在同一冰面上，铜块

熔化的冰会更多一些

B.用同样的酒精灯给质量相等、初温相同的水和煤油加热相同的时间后，发现水

中的温度计示数较高

C.初温、质量相同的铁和铜，吸收相同的热量后互相接触，内能从铜转移到铁

D.加热质量相同的铜和铝，其吸收热量与升高温度的关系图像如图所示，其中图

线a表示的是铜

6.在相同的加热条件下，对质量为〃以、比热容为C4的A液体和质量为机B、比热容为

CB的B液体均匀加热，液体A、B的温度随加热时间的变化情况如图所示。下列推断正

确的是（）

A.若〃以=〃方，则C4cCBB.若〃ZA=/〃B,则C4=CB

C.若mA〈mB,则CA=CBD.若则CA>CB

7.小李同学想比较甲物质与水的吸热本领，在老师指导下，用同一套实验装置分别加

热200g的甲物质和水，如图甲所示。测得的数据绘制了如图乙所示的温度随时间变化

图像，已知酒精的热值“涵所3x1071/^,加热时酒精灯平均每分钟消耗0.28g酒精，相

同时间内甲吸收的热量与水吸收的热量相等，CQ4.2X103J/（kg・℃）,则下列说法中正

确的是（

甲

A.实验前应“自上而下”安装器材

B.甲与水的比热容之比为2:1

C.前lOmin,甲吸收的热量为2.52xl（）4j

D.酒精灯的加热效率为35%

8.探究某物质熔化和沸腾的实验如图甲所示，把100g某种固体碾碎放入试管中，插

入温度计，再将试管放在装有水的烧杯中加热（物质在相同时间内吸收的热量相等）。

根据实验数据画出的图像如图乙所示，从开始加热到实验结束的Wmin内消耗4g酒精,

酒精的热值3.0xl（）7j/kg,这种物质的液态比热容c=1.5xlO3j/（kg「C）,下列选项错误的

（）

90

60

20

0510z/min

甲乙

A.该物质在第5min末的内能大于第4min末的内能

B.在段和段，该物质吸收的热量相同

C.该物质固态时的比热容为3.0x103j/（kg「C）

D.该装置能量的转化效率为50%

9.在“比较不同液体的比热容大小”的实验中，用相同的酒精灯对四种液体加热，得到

如表所示的数据：如果四次实验中，在相同时间内，水、甲、乙、丙吸收的热量相等,

己知水的比热容为C水=4.2xl03j.（kg-℃）L则由上述条件可得（）

次数液体质量/g升高的温度,上加热时间/min

1水200107

2甲2002010

3乙4002014

4丙4001514

A.第1次实验中，水吸收的热量等于酒精燃烧放出的热量

B.第1、2次实验中，甲液体吸收的热量比水吸收的热量少

C.乙液体的比热容为2.1xl03j/（kg「c）

D.丙液体的比热容小于乙液体的比热容

10.现有甲、乙、丙三种初温度相同的液体，其中甲、乙为质量相等的不同液体，乙、

丙为质量不等的同种液体。若对这三种液体分别加热，根据它们各自吸收的热量和末

温度，在温度-热量图像上分别画出对应的甲、乙、丙三点，如图所示，则甲、丙之间

比热容c和质量，"的大小关系，正确的是（）

A.叫＞〃1丙体＞.B•加甲丙Gp＜c丙

C.m甲〈小丙年＞c丙D.m用＜%年＜c丙

题型3：热平衡有关计算

11.汽油机甲，飞轮每分钟转2400转，汽油机的汽缸容积为150cm3,满负荷工作时做

功冲程燃气的平均压强为2.0xl06pa,且甲汽油机一分钟消耗25g汽油。汽油机甲与汽

油机乙的效率比值为5：4,汽油机甲的功率是乙的2.5倍，则汽油机甲的功率和甲、乙

汽油机相同时间的油耗之比为（）（汽油的热值为4.8xl07j/kg）

A.3.6xlO6W；2：1B.6000W；2：1

C.3.6xlO6W；1：2D.6000W；1：2

12.有两个温度为100℃质量相等的金属球，先把甲球放入温水杯中，热平衡后水温升

高了10℃；取出甲球，将乙球放入该杯中，热平衡后水温又升高了10℃（末温未达

100℃）,则甲球比热容c甲和乙球比热容Cz,大小的关系是（）

A..c甲＜c乙B.G甲=。乙

C.。甲＞c乙D.以上三种情况都有可能

13.质量、初温相同的甲、乙两金属块，先将甲投入一杯热水中，热平衡后，水温降

低6℃,把甲取出后，立即将乙投入这杯水中，热平衡后，水温又降低6℃,不计热损

失，则甲、乙两金属块的比热容的关系为（）

A.c*>czB.czC.c单<c,D.无法判断

14.有甲、乙两个温度和质量都相等的金属球，先将甲球放入盛有热水的烧杯中，热

平衡后水温降低了加。然后，把甲球取出，再将乙球放入烧杯中，热平衡后水温又降

低了加，则两种金属的比热容大小的关系是（）

A.c*>c水B.c^—czC.c用>。乙D.c,

15.质量相同的A、B两金属块，把它们都加热到70℃,然后分别投入装有质量相同、

初温都为0℃的C、D两杯水中，当热传递结束时测得：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,且不考虑

热量散失，则cA与cB的比值为（）

A.2：5B.5：2C.12：5D.5:12

题型4：热值、热机效率计算的难点突破

16.小徐家买了辆常州某品牌的新能源车，该车车重20000N,配有一块10kW咕的电

池和增程式发动机，汽车行驶过程中阻力为车重的O.O5倍。该车利用的是增程式原理,

在电池有电的情况下电池提供电能驱动电动机前进（效率为75%）；如果电池没有电时,

增程式发动机启动为电池补充电能（效率为40%）,依然由电池驱动电动机，发动机只

参与发电的过程不提供动能。（92号汽油每千克汽油燃烧时约放热40000U）

（1）该新能源车在平直公路上匀速行驶1km,汽车克服阻力做功多少J?

（2）满电状态且增程式发动机不启动，该新能源车可以行驶多少km?

（3）没电状态由增程式发动机启动的情况下，若油箱内还有10kg汽油，则优先把电池

充满后还能行驶多远？

17.一个容器中装有40kg温度是10℃的冷水，若用某一热水器把它加热到温度为60℃

时，共用了0.6m3的天然气，已知天然气的热值为2.8xl07j/m3,水的比热容为4.2xl（）3j/

（kg,℃）o求：

（I）这次加热过程中，水吸收的热量是多少；

（2）该热水器的实际效率是多少；

（3）如果不用热水器，而是先往容器中导入少量温度未知的冷水后，再往容器中导入

热水，当往容器中导入一桶质量是机的热水时，发现冷水的温度升高了5℃,当往容器

中再倒入同样的一小桶热水时，水的温度又升高了3℃,若再不停向容器内倒入10次

同样的热水，则容器中的水温度将再升高多少。C（容器足够大，水不会溢出）

18.某款油电混合动力小汽车的相关信息如表；在某次水平道路测试中，描绘出了从

启动到中速过程，速度与时间的关系图像如图所示；已知刃=90km/h为中速范围，ti

=20s；该车以中速匀速行驶193km,共消耗汽油10L；中速行驶过程中，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机向车轮输送，

此时，内燃机和电动机共同驱动车辆前进；若平均阻力为车重的。1倍，则

纯电动（输出15kW）启动、低速

驱动模式油电混动（输出25kW以上）中速

纯燃油（输出50kW以上）高速

汽车质量1000kg

（1）从启动到中速过程，纯电动时牵引力做功是多少？

（2）在水平道路以中速匀速行驶测试中，牵引力做的功是多少？

（3）在水平道路以中速匀速行驶测试中，若该车内燃机的效率为60%,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，2汽.取0.7xl03kg/m3,q汽油

=4.6xlO7J/kg)

19.国产055新型导弹驱逐舰的服役，使中国海军的装备又一次得到提升。该型号驱

逐舰满载时质量为L25xl04t,在海面上以恒定功率做直线运动，其牵引力尸随时间，

的变化关系如图甲所示，其运动速度v随时间/的关系如图乙所示。求该驱逐舰：⑺槃

,»=0.85x103kg/m3,<7^^=4.OxlO7J/kg,lL=ldm3）

（1）在34~44s内行驶的路程；

（2）在水下5m处有一面积为200cm2的观察窗口，窗口受到水的压力大小；（p次

=1.0xl03kg/m3）

（3）满载时在匀速航行的过程中所受浮力的大小；

（4）在0~34s内完全燃烧12.5L柴油的过程中发动机的效率。

提升单元过关练

一、单选题

1.关于热量、内能和温度，下列说法正确的是（）

A.在热传递过程中，热量是内能改变多少的量度

B.内能小的物体也可以将温度传递给内能大的物体

C.内能和机械能单位都是J,所以它们是同一种形式的能量

D.物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就不变

2.质量和初温都相同的铁块和铜块（c«>c翎），分别放出相同的热量后立即接触，则

（）

A.它们之间不会发生热传递B.热量由铜传给铁

C.热量由铁传给铜D.无法确定热传递的情况

3.如图所示，小明用酒精灯给试管中水加热至沸腾，一段时间后，橡皮塞会被水蒸气

“顶”出去，下列有关说法错误的是（）

A.实验前，小明向灯内添加酒精时闻到酒精味儿，这是扩散现象

B.沸腾前，试管内的水吸热，温度升高，内能增加

C.沸腾后，试管口看到的白雾是水沸腾后产生的水蒸气

D.橡皮塞被水蒸气“顶”出去的过程与内燃机的做功冲程原理相同

4.利用一燃气热水器对质量为10kg、初温为20℃的水进行加热，完全燃烧了0.105m3

的煤气。已知水的比热容为4.2X103J/（kg「C）,煤气的热值为4xl07j/m3,该热水器烧

水的效率是50%,关于上述过程，下列说法正确的是（）

①煤气完全燃烧放出的热量是4.2xlO6J

②水吸收的热量是4.2X106J

③水温升高了50℃

④加热过程中水的内能保持不变

A.只有①④B.只有②④C.只有①③D.只有②③

5.如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，两图装置均相

同。燃料的质量用机表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用。表示（水未沸腾）（）

A.若相相同，越小，燃料的热值越大B.若。相同，加越大，燃料的热值越大

c.若r的值越大，燃料的热值越大D.若」的值越大，燃料的热值越大

6.小明利用图甲装置研究某燃料热值，他取少量燃料置于燃烧皿中，点燃后对100g

的热水加热4min,然后立即将其熄灭，测得消耗燃料4.2g,并根据实验数据绘制了水

温随时间变化的图像如图乙中。线所示。已知此过程中燃料均匀燃烧放热，所放出热

量只有60%被水吸收。水的比热容为4.2xlO3J/（kg*℃）,整个过程中忽略水的质量变化。

下列说法中正确的是（）

A.通过图像计算得知4min水吸收到的热量为2520J

B.通过计算得出该燃料的热值为2xl（）6j/kg

C.这种方法计算出的热值比实际的热值偏大

D.若实验装置和热损失比例均不变，利用该燃料加热另一杯水绘出了如图乙中b

线所示图像，则这杯水的质量小于上一杯水的质量

7.如图是用相同的加热装置对。、6、c三种固态物质加热时它们的温度随时间变化的

图象，其中a、c质量相同。下列对图象的分析不正确的是（）

A.时间内，物质。的温度不变，内能增加

B.如果a、b是同种物质，6的质量大于。的质量

C.温度从乙升高到乃时，a物质吸收的热量比6少

D.b的比热容一定小于c的比热容

8.根据表格中数据，下列说法不正确的是（）

物质铁铝铜煤油

pl(kgem-3)7.9xl032.7xl038.9xl030.8X103

d(J(kg«℃))0.46X103O.88X1O30.39X1032.1X103

A.质量、初温都相同的铁块和铜块，放出相同的热量后，将两个金属块靠在一起,

铁块会向铜块传热

B.体积、初温都相同的铁块和铝块，吸收相同的热量后，将两个金属块靠在-起，

铁块会向铝块传热

C.煤油和水体积之比为2:1,吸收热量之比为12:5,则升高温度之比为3:1

D.给等质量的铜块和铝块加热，它们吸收热量多少与升高的温度的关系可用图象

表示（如图），其中图象b表示的是铜块

9.某同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯用完全

相同的方式分别质量都是200g的沙子和水加热。他绘制出沙子与水的温度随加热时间

变化的图象分别如图a、图b所示。已知酒精的热值4=3.0x1071/^,加热时酒精灯平

均每分钟消耗2.8g酒精。已知水的比热容%=4.2x103J/（kg「C）,则下列说法正确的

A.沙子的吸热能力大于水的吸热能力

B.加热2min时间内水吸收的热量Q则为4.2xlO5J

C.这2min时间内酒精灯的加热效率〃为40%

D.沙子的比热容c/勺为0.91x103J/（kg「C）

10.初三的小明同学体育锻炼完回到教室，用两个相同的杯子从饮水机分别接了部分

热水和部分冷水，准备用两杯水混合来得到温度适宜的饮用水。已知热水的初温为

93他先将冷水杯内一半的冷水倒入热水杯内，摇匀且稳定后，热水杯内水的温度

降低到63℃；他再将冷水杯内剩余冷水的一半倒入热水杯内，摇匀且稳定后，热水杯

内的水温降低到57℃；小明最后将冷水杯内剩余的冷水全部倒入热水杯内，摇匀且稳

定。则混合前，两杯子内最初的热水和冷水的质量之比和最终混合后水的温度为（）

（整个过程水没有溢出杯子，不计水的质量变化、状态变化和热量损失）

A.1:421℃B.4:121℃C.2:153℃D.1:253℃

二、填空题

11.用水壶烧水，这是通过热传递方式改变其内能，水沸腾后会顶起壶盖，此过程能

量转化情况与四冲程汽油机的做功冲程相似。一单缸四冲程汽油机，飞轮转速为

3000r/min,则Is对外做功次，完成了个冲程。

12.如图1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。这与图2（选填"A”、"B”、"C”或"D”）所示汽油机冲程的能量转

化是一致的，该过程称为冲程，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冲程，做功次。

13.小明在探究冰熔化特点时，用酒精灯加热50g的冰，每2分钟完全燃烧的酒精质量

均为0.1g,保持加热效率不变时，冰的温度随时间变化的图像如图所示。由此可知：

冰全部熔化成水后4分钟吸收热量为J,该实验中酒精灯的加热效率为%,

37

BC过程中被加热物质的内能将增加J。[c^=4.2xlOJ/（kg-℃）,q#«=3xlOJ/kg]

681012Z/min

14.春暖花来，小敏和同学们来到美丽的青岛研学，他么利用所学的热学知识讨论分

析了当地的风向情况，根据海水的比热容陆地上砂石的比热容，绘制出了陆

地和海面之间空气流动情况的示意图，如图，其中能描述夜晚的风向。

15.如图所示，是小华家使用的某型号的天然气热水器，他尝试估测该热水器的效率,

以核对铭牌上的数值是否准确；当只有该热水器工作时，把50kg的水从20℃加热到

54℃,天然气表的示数由1365.05m3变为1365.17m3,已知水的比热容

^=4.2xlO3J/（kg.℃）,天然气的热值q=7.0xl07J/n?,请完成以下问题:

（1）天然气作为燃料，从热学角度看它的优点是,从环保角度看它的优点

是;从节约能量的角度来看，可以采取的措施是;

（2）水吸收的热量____；

（3）消耗的天然气完全燃烧放出的热量____；

（4）该热水器的效率。

16.把凉的奶制品放入盛有热水的保温桶中，经过一段时间，它们的温度随时间变化

的图像如题图所示，奶制品与热水的质量相同，则其中（选填“甲”或“乙”）代表奶

制品温度变化的图像。若不考虑热损失，在6~8min过程中，水的内能（选填“增

大”“减小”或“不变’）。从图像可以发现，甲、乙的比热容之比为o

17.如图甲，在比较“不同液体吸热本领大小”的实验中，小华将两支相同的试管（分别

盛有初温和质量相同的甲、乙两种液体）放入同一个红外加热器中，两个温度传感器的

探头部分与两试管内的液体接触良好，并通过数据采集线与计算机相连接。利用红外

加热器对两试管内的液体加热，在其沸腾前，计算机上得到图乙所示的温度-时间图像。

根据图像乙可知：液体的比热容大；通过测量液体的质量并读取红外加热器

释放的热量计算出液体的比热容（选填大于/等于/小于）其真实值；如图丙是

某一沿海城市和某一内陆城市年气温变化曲线，从图像可知曲线a表示的是

（选填“沿海”或“内陆”）城市的年气温变化曲线，c陆＜c水。

18.(1)一根玻璃棒断开成A段和B段后，即使紧紧将两个断面压在一起也无法再拼

合，请根据图回答原因：o

(2)某地区把多余电能E/送往制氢装置产生氢气，电能不足时，通过发电装置把这部

分氢气燃烧释放的能量转化为电能及送回电网。氢气的热值是L4xl08j/kg,20kg氢气

完全燃烧放出的热量是J0随着氢气的燃烧，氢气的热值会(选填

“增大”、“不变”或“减小”)。EiE2(选填。

三、实验题

19.如图所示，规格相同的两个烧杯中分别装有甲、乙两种液体，my=mz=2kgo用

两个规格不同的加热器加热，该过程中忽略液体蒸发且加热器产生的热量全部被液体

吸收，得到如图丙所示的温度与加热时间的图线。

甲乙

(1)前12min甲、乙两杯液体吸收的热量情况如图丁所示，则两种液体的比热容c—c

z(选填=”或“无法比较”)；

(2)甲液体比热容的大小为J/(kg.℃)；

(3)利用酒精灯装置加热甲杯中液体，假设酒精完全燃烧放出的热量有70%能被液体

吸收，要使甲杯中液体温度升高60℃(忽略液体蒸发)，则至少需燃烧质量为g

的酒精(已知酒精的热值为30xl06j/kg)。

20.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。

BH

AH

甲乙丙

（1）实验中应控制燃料燃烧的（选填“时间”或“质量”）相同，根据比较燃

料燃烧放出热量的多少；

（2）小明选用燃料a和燃料6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%”或*”）的热值大；

（3）小明实验前用天平测出了烧杯中水的质量及燃料。的质量，并由记录的数据，利

用公式。般加计算出了水吸收的热量。他想通过这些数据计算出燃料。的热值，你

认为他的计算结果与真实值相比（填“偏大”“偏小”或“相等”），原因是;

（4）另一组的小华在燃料c和燃料1燃尽后也画出了水的温度随时间变化的图像，如

图丙所示，则c、1两种燃料热值之比为o（设同种燃料燃烧时单位时间内放出

的热量相同）

21.如图1所示，在做“观察水沸腾”的实验时，甲、乙、丙三组同学分别从图A、B所

示的两套器材中任选一套来完成实验。（实验室已准备多套图A、B所示的装置），请

回答：

（1）组装实验器材时，应按照的顺序（选填“自上而下”或“自下而上”）；

（2）甲组同学发现所测水的沸点高于100℃,他们选择的是图_____（选填公”或“B”）

所示的装置；

（3）乙、丙两组同学虽然选用的实验装置相同，但水开始沸腾的时刻不同，他们绘制

的沸腾图像如图