2025年中考物理第一轮复习--专题13：内能与热机 练习 （含答案+解析）

这是一份2025年中考物理第一轮复习--专题13：内能与热机 练习 （含答案+解析），共20页。试卷主要包含了单选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1.四冲程汽油机中，将内能转化为机械能的是( )
A. 吸气冲程B. 做功冲程C. 压缩冲程D. 排气冲程
2.把30℃的两个等质量铜块分别放入60℃等质量的水和煤油中，不计热损失，热平衡后( )
A. 煤油的温度低一些B. 水的温度低一些
C. 煤油和水的温度相同D. 无法比较
3.沿海地区昼夜温差比同纬度内陆地区小，主要是因为水的( )
A. 比热容较大B. 比热容较小C. 密度较大D. 密度较小
4.质量和初温都相同的铁块和一杯水，吸收相等热量后，把铁块投入这杯水中，已知c铁c乙>c丙B. c甲>c丙>c乙C. c丙>c乙>c甲D. c丙>c甲>c乙
二、非选择题
17.如图所示是自热小火锅，分为上下两层。向下层加水，使发热包膨胀升温，加热上层食物一段时间后便可食用。下列说法中正确的是( )
A. 未加热的虾饺没有内能
B. 加热时藕片温度升高，内能不变
C. 闻到火锅的香味是因为分子在做无规则运动
D. 发热包是通过热传递改变小火锅里食物的内能
18.某保温瓶中盛有2千克热水，几小时后水温降低了10℃，此过程中水放出的热量为______焦[c水=4.2×103焦(千克⋅℃]，水具有的内能______(选填“减少”或“增加”)，这是通过______的方法改变了物体的内能。
19.四冲程热机工作过程中，将内能转化为机械能的是______冲程，李白在《望庐山瀑布》中写道：“日照香炉生紫烟”，这是通过______(选填“做功”或“热传递”)的方式来改变香炉的内能，加热1千克水，使其温度上升2℃，则加热过程中水吸收的热量为______焦。[c水=4.2×103焦/(千克⋅℃)]
20.如图，是某一沿海城市和某一内陆城市年气温变化曲线。根据水的比热容比砂石比热容大的特点，曲线B表示的是______(填“沿海”或“内陆”)城市的年气温变化曲线。
21.如图所示是小明用可乐瓶制作的水火箭。小明先在瓶中装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气；此时瓶中气体的内能 (选填“增加”、“减少”或“不变”)；打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭向上飞向空中，此过程的能量转化情况与热机的 冲程相同，瓶内气体通过 的方式改变内能。
22.某小组同学为了研究水吸收的热量和哪些因素有关，他们将不同质量的水利用同一热源加热，使其升高一定的温度，实验数据记录于下表中。(设每分钟水吸收的热量相同)
(1)水吸收的热量可以通过观察______来进行比较。
(2)分析序号______的数据，可得出初步结论：相同质量的水，升高的温度△t越大，需要吸收的热量越多。
(3)分析序号3、4、6或2、5、8的数据，可得出初步结论：______。
(4)进一步综合分析序号1、5、6和4、7、8的数据后，还可以发现：______。
23.为了探究某物质在固态和液态时的吸热能力，小明用酒精灯均匀加热0.4kg该种固体，根据实验数据绘制出的图像如图所示。通过查阅资料，已知该物质液态(BC阶段)时的比热容为3×103J/(kg⋅℃)。
(1)该物质在B点时的内能 在A点时的内能(填“大于”“小于”或“等于”)；
(2)该物质在固态(OA阶段)时的比热容为 J/(kg⋅℃)。
24.用相同的电加热器分别给质量相等的水和煤油加热(图甲)，探究水和煤油的吸热升温情况。
(1)加热5min，水吸收的热量______(填“大于”“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。
(2)图乙是由实验数据绘制的图像。由图像可知，煤油与水的比热容之比为_______；制作暖手袋时，为取得更好的效果应选择____(填“水”或“煤油”)作为供热物质。
25.质量为5千克的水温度升高2℃，求水吸收的热量Q吸.[c水=4.2×103焦(千克⋅℃)]
26.物理兴趣小组的同学在研究“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分别给质量都是200g的沙子和水加热。他们绘制出沙子和水的温度随加热时间变化的图象如图所示。已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，求：
(1)加热满2min时，水吸收的热量。
(2)沙子的比热容。
27.某汽车在水平地面上以25m/s的速度匀速行驶，行驶600s汽车发动机产生的牵引力所做的功为3×107J，消耗汽油1kg(假设汽油在发动机气缸内完全燃烧，汽油热值取q=5×107J/Kg，g=10N/kg)。针对这一过程，求：
(1)汽车行驶的路程;
(2)汽车受到的阻力;
(3)汽车发动机的效率。
28.“绿色出行，低碳生活”，新能源汽车靠电池提供能量，具有环保节能、高效等优势，已成为人们日常使用的重要交通工具。如图所示是一款新型电动汽车，该电动汽车内部的电池能量为45kW⋅ℎ，电动机工作时把80%的电能转化为动能后需重新充电。(已知q汽油=4.6×107J/kg，g=10N/kg，1kW⋅ℎ=3.6×106J)求：
(1)该汽车电池充满电后使用，以36km/ℎ的速度在9.6kW的额定功率下最多可以匀速行驶的路程；
(2)燃油汽车把汽油燃烧放出的能量转化为动能的效率为25%。与燃油汽车相比电动汽车内部的电池充满一次电来提供动能，燃油汽车需要燃烧多少千克的汽油(结果保留一位小数)。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：
在做功冲程中，燃料燃烧的化学能转化为内能，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能；
而压缩冲程中，消耗机械能，产生内能，所以是将机械能转化为内能的过程；
吸气冲程和排气冲程中没有能量的转化。
故选：B。
热机是将热能转化为机械能的机器，它的一个工作循环包括四个冲程：吸气、压缩、做功、排气冲程，其中压缩冲程是将机械能转化为内能；做功冲程是将内能转化为机械能。
此题主要考查热机的工作循环特点，解答时要明确它的四个冲程(吸气、压缩、做功、排气冲程)，压缩冲程、做功冲程能量的转化。
2.【答案】A
【解析】两铜块的温度相同，且低于水和煤油的温度，水和煤油放出热量，铜块吸收热量；热平衡后，如果最后两铜块升高的温度是一样的，即两液体的温度也一样，由于水的比热容大于煤油的比热容，且由Q=cmΔt可知，水放出的热量比煤油的要多，多出的热量会导致铜块和放铜块的水又上升一定的温度，则水的末温一定煤油的末温高，故A符合题意；BCD不符合题意。
故选A。
3.【答案】A
【解析】解：因为水的比热容较大，相同质量的水和沙石比较，白天吸收相同的热量时，水的温度升高得少；夜晚放出相同的热量时，水的温度降低得少，使得沿海地区昼夜温差小，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选：A。
与其他物质相比，水的比热容较大，在质量相同，吸收或放出相同热量时，水的温度变化小。
本题考查了水的比热容大的应用，相对比较简单，属于基础题。
4.【答案】C
【解析】解：
质量和初温都相同的铁块和一杯水，当它们吸收相同的热量后，由于c铁 C乙> C丙。
故选A。
17.【答案】CD
18.【答案】8.4×104 减少 热传递
【解析】解：水放出的热量：
Q放=cm△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×10℃=8.4×104J；
水放出热量、内能减少，是通过热传递的方法减小水的内能。
故答案为：8.4×104；减少；热传递。
(1)知道水的质量、水的比热容、水的温度降低值，利用放热公式求水放出的热量；
(2)改变内能的方法：一是做功，二是热传递，水放出热量、内能减少、温度降低，是通过热传递的方法减小水的内能。
本题考查了热量的计算、内能的改变方法，计算时注意温度降低了(△t)与降低到(末温)的区别，属于基础题目。
19.【答案】做功 热传递 8.4×103
【解析】解：(1)四冲程热机在做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能；
(2)香炉在阳光照射下，从阳光中吸收热量、内能增加，是通过热传递的方式来改变的内能；
(3)1千克水温度上升2℃吸收的热量为：
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×2℃=8.4×103J。
故答案为：做功；热传递；8.4×103。
(1)四冲程热机一个工作循环包括四个冲程：吸气、压缩、做功、排气冲程，其中压缩冲程是将机械能转化为内能；做功冲程是将内能转化为机械能；
(2)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；
(3)知道水的质量、水升高的温度、水的比热容，利用吸热公式Q吸=cmΔt求水吸收的热量。
本题考查了热机工作过程能量的转化、改变内能的方法以及吸热公式的应用，属于基础题目。
20.【答案】沿海
【解析】解：由一年的气温变化曲线得出，A所示的城市最高、最低气温差比B所示的城市的大；
水的比热容比沙石大，在吸收或放出相同的热量时，温度变化值比较小，所以曲线A表示的是内陆城市的年气温变化曲线，曲线B表示的是沿海城市的年气温变化曲线。
故答案为：沿海。
沿海地区和内陆地区相比，沿海地区水多，水的比热容较大，白天，在相同的吸热条件下，水的温度升高的少；夜晚，在相同的放热条件下，水降低的温度少，昼夜温差小；而在内陆地区，沙石的比热容较小，白天，在相同的吸热条件下，沙石的温度升高的多；夜晚，在相同的放热条件下，沙石降低的温度多，昼夜温差大；根据气温变化曲线提供的信息进行判断。
本题主要考查了学生对水的比热容大的特点在生活中应用的了解和掌握，从图象得出相关信息是本题的关键。
21.【答案】增加
做功
做功
【解析】解：①当使用打气筒向瓶中打气时，外界对瓶内气体做功，这会导致瓶内气体的内能增加，因为做功是改变物体内能的一种方式；
②在热机的做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，
水火箭在向上飞行的过程中，通过喷出水来产生反作用力，从而获得向上的动力，这个过程中也是将瓶内气体的内能转化为火箭的机械能；
③瓶内气体通过做功的方式改变内能，即通过喷出水的过程中，气体对外做功。
故答案为：增加；做功；做功。
①向打气筒内打气的过程是机械能转化为内能；
②水从水火箭中喷出，是里面的气体对外做功，将内能转化为水火箭的机械能，与热机的做功冲程类似；
③水火箭升空过程中水从尾部的金属管向下喷出对瓶做功。
本题主要考查了内能的变化、能量转化以及热机工作原理的相关知识。
22.【答案】温度计示数 2和8 质量不同的水，升高相同的温度，吸收的热量不同，质量越大，吸收的热量越多 同种物质，当质量和升高温度的乘积相同时，吸收的热量相同
【解析】解：
(1)根据表格中的数据可知，加热一定时间后，水的温度升高，表明水吸收了热量，所以水吸收的热量可以通过观察温度计的示数来进行比较；
(2)探究吸收的热量与升高的温度△t的关系时，需要控制质量相同，△t不同，加热时间越长，表明吸收的热量越多，所以可以选择2和8进行对比；
(3)分析序号3、4、6或2、5、8的数据可知，升高的温度相同，水的质量不同，质量越大，加热时间越长，吸收的热量越多，可得出初步结论：质量不同的水升高相同的温度，吸收的热量不同，质量越大，吸收的热量越多；
(4)进一步综合分析序号1、5、6和4、7、8的数据可知，物质的种类相同，当质量和升高温度的乘积相同时，加热时间是相同的，即吸收的热量相同，所以结论为：同种物质，当质量和升高温度的乘积相同时，吸收的热量相同。
故答案为：(1)温度计示数；(2)2和8；(3)质量不同的水升高相同的温度，吸收的热量不同，质量越大，吸收的热量越多；(4)同种物质，当质量和升高温度的乘积相同时，吸收的热量相同。
(1)水吸收热量后温度会升高，水吸收的热量多少可以通过观察温度计的示数来进行比较；
(2)(3)(4)水吸收的热量与多个因素有关，探究其中一个因素的影响时，采用的是控制变量法，仔细分析表格中的数据，找出相同点和不同点，根据控制变量法得出结论。
本题考查了探究水吸收热量的影响因素，利用好控制变量法是解题的关键。
23.【答案】大于
1.5×103

【解析】【详解】(1)[1]该物质在熔化过程中吸收热量，内能增大，因此该物质在B点时的内能大于在A点时的内能。
(2)[2]由图像知，在第6min物质的温度为50℃，在第10min的温度为90℃，则该物质在BC段吸收的热量为
Q吸=cmΔt=3×103J/(kg⋅ ∘C)×0.4kg×40 ∘C=4.8×104J
物质从O到A用时2min，从B到C用时4min，则物质在固态(OA阶段)时吸收的热量等于BC段吸热的一半，所以物质在固态(OA阶段)时吸收的热量为
Q吸′=12Q吸=12×4.8×104J=2.4×104J
由 Q吸=cmΔt 可得，该物质在固态(OA阶段)时的比热容为
c′=Q吸′mΔt=2.4×104J0.4kg×40 ∘C=1500J/(kg⋅ ∘C)
24.【答案】(1)等于；(2)1：2；水。
【解析】【分析】
本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法和Q=cmΔt的运用，为热学中的重要实验。
(1)我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法；
(2)根据实验数据绘制的图像得出升高30℃煤油和水的加热时间，由转换法可知煤油和水吸热之比，根据Q=cmΔt可知，在质量和升高的温度相同的情况下，吸热与比热容成正比，据此回答；
使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量(即比较加热时间)，吸收热量多的吸热能力强；根据Q=cmΔt的分析回答。
【解答】
(1)根据转换法，加热5min，水吸收的热量等于煤油吸收的热量；
(2)根据实验数据绘制的图像知，升高30℃，煤油和水的加热时间分别为10min和20min，由转换法，煤油和水吸热之比为1：2，根据Q=cmΔt可知，在质量和升高的温度相同的情况下，吸热与比热容成正比，煤油与水的比热容之比为1：2；
因相同质量的煤油和水都升高了30℃，水加热时间长，故水的比热容大，根据Q=cmΔt可知，在质量和降低的温度相同时，水放热多，制作暖手袋时，为取得更好的效果应选择水。
故答案为：(1)等于；(2)1：2；水。
25.【答案】解：
Q吸=cm△t
=4.2×103J/(kg⋅℃)×5kg×2℃
=4.2×104J。
答：水吸收的热量为4.2×104J。
【解析】知道水的质量、水的比热容、水温度的升高值，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量。
本题考查了吸热公式Q吸=cm△t的应用，计算时注意温度升高了(△t)与升高到(末温)的区别。
26.【答案】(1)4.2×104J；(2)0.9×103J/(kg·℃)
【解析】(1)由b图象可知，水的温度从20℃上升到70℃，加热满2min时水吸收的热量
Q水吸=c水m水Δt水=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(70℃−20℃)=4.2×104J
(2)相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，在2分钟的时间内
Q沙吸=Q水吸=4.2×104J
又因为加热满2min，沙子的温度从20℃上升到250℃，沙子升高的温度
Δt沙=250℃−20℃=230℃
沙子的质量
m沙=200g=0.2kg
沙子的比热容
c沙=Q沙吸mΔt=4.2×104J0.2kg×230 ∘C≈0.9×103J/(kg⋅ ∘C)
答：(1)加热满2min，水吸收了4.2×104J的热量；
(2)沙子的比热容为0.9×103J/(kg·℃)。
27.【答案】解：(1)由v=st得，汽车行驶的路程为：s=vt=25m/s×600s=1.5×104m；
(2)因为汽车匀速直线行驶，所以受到的阻力和牵引力是平衡力，汽车受到的阻力为：
f=F=Ws=3×107J1.5×104m=2×103N；
(3)1kg汽油完全燃烧放出的热量为：
Q放=mq=1kg×5×107J/kg=5×107J；
汽车发动机的效率为：
η=WQ放×100%=3×107J5×107J×100%=60%。
答：(1)汽车行驶的路程为1.5×104m；
(2)汽车受到的阻力为2×103N；
(3)汽车发动机的效率为60%。
【解析】(1)根据速度公式v=st的变形公式s=vt求出汽车行驶的路程；
(2)根据汽车匀速行驶受到的阻力和牵引力是平衡力，根据公式W=Fs的变形公式求出牵引力的大小即可得出汽车受到的阻力；
(3)根据公式Q放=mq求出汽油完全燃烧放出的热量；根据效率的公式η=WQ放×100%计算发动机的效率。
本题考查了速度公式、做功公式、燃烧放热公式、效率公式的综合应用，关键是公式及其变形时的灵活运用。
28.【答案】解：(1)汽车行驶的速度：
v=36km/ℎ=10m/s，
因汽车以额定功率匀速行驶时处于平衡状态，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，
所以，由P=Wt=Fst=Fv可得，所受平均阻力：
f=F′=Pv=9600W10m/s=960N；
因为1kW⋅ℎ=3.6×106J，
所以E电池=45×3.6×106J=1.62×108J，
牵引力做的功W′=80%E电池=80%×1.62×108J=1.296×108J，
汽车在电池充满电的情况下以36km/ℎ最多可行驶的路程s=W′F′=1.296×108J960N=1.35×105m=135km；
(2)汽车的有用能量W=1.296×108J，
由η=W有Q可得，
燃烧汽油所需能量Q=W有η=1.296×108J25%=5.184×108J，
由Q=mq可得，所需汽油的质量：
m=Qq汽油=5.184×108J4.6×107J/kg≈11.3kg。
答：(1)最多可以匀速行驶的路程为135km；
(2)燃油汽车需要燃烧11.3kg的汽油。
【解析】(1)汽车以额定功率匀速行驶时处于平衡状态，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，二力大小相等，根据P=Wt=Fst=Fv求出所受平均阻力；
利用W=80%E电池求出牵引力最多能做的功，根据W=Fs求出汽车在电池充满电的情况下以36km/ℎ最多可行驶的路程；
(2)利用η=W有Q可求得燃烧汽油所需能量，再利用Q=mq求得汽油的质量。
本题考查了功率公式、效率公式以及二力平衡条件的应用等，涉及到的知识点较多，综合性强，有一定的难度。实验序号
M(克)
△t(℃)
加热时间(分钟)
1
200
45
4.5
2
240
30
3.6
3
400
20
4
4
600
20
6
5
300
30
4.5
6
450
20
4.5
7
240
50
6
8
400
30
6