2021-2022学年北师大版九年级物理机械能、内能及其转换定向测评试题(含答案解析)

1、九年级物理机械能、内能及其转换定向测评 考试时间：90分钟；命题人：物理教研组考生注意：1、本卷分第I卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。第I卷（选择题 30分）一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）1、下列有关热机的说法中不正确的是（） A可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率B为了防止热机过热，通常用水来降温，是

2、利用水的比热容大的特性C热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程D热机的大量使用会造成环境污染2、养猫的家庭会发现，入冬以后猫咪总爱趴在暖气上。若猫咪抱暖气是为了给身体加热，下列说法中正确的是（） A由于暖气的温度高于猫眯体表的温度，所以暖气向猫咪传递热量B趴在暖气上一段时间后，猫咪身体具有的热量会增加C猫咪身体变暖，温度升高，说明猫咪内能减小D若换用内能更大的物体让猫咪搂抱，一定会比暖气片的加热效果更好3、同学们都玩过秋千吧，闭上眼睛，那种时高时低的感觉如同在飞你知道其中能量的转化吗？如图为小孩荡秋千的示意图，下列分析正确的是（） A小孩在A点具有最大动能B小孩从C荡到B的过程

3、中，动能转化为势能C小孩从B荡到C的过程中，动能转化为势能D小孩从A荡到B的过程中，在B点的机械能大于A点的机械能4、关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（）A0的冰内能为零B两个物体温度相同，它们之间就不能发生热传递C物体温度越高，所含热量越多D物体吸收了热量，温度一定升高5、下列关于“热机”的说法中，不正确的是（） A热机性能好坏的重要指标之一是热机效率，通过技术改进，热机效率也不能达100%B热机常用水做冷却剂，是因为水的沸点高C在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率D火箭发动机属于热机6、如图所示，先用绳子把一个苹果悬挂起来，然后把苹果拿近自己的鼻子，稳定后松手，

4、头不动，苹果向前摆去又摆回来。若不计空气摩擦，下列说法正确的是（） A苹果下降过程中，重力势能转化为动能B苹果摆回后会低于鼻子高度，不会碰到鼻子C苹果的机械能会增大D苹果摆动到最低点时，动能最小7、下列说法正确的是（） A一瓶酒精用去一半，酒精的热值减小一半B煤的热值比干木柴的热值大，所以燃烧时煤放出的热量更多C内燃机的效率越高，它消耗的燃料就越少D热机效率越高，它将内能转化为机械能的比例越大8、用两个完全相同的电加热器分别给质量相同的A、B两种液体加热，加热过程中，温度随时间变化的图像如图所示，从图中看出（）A液体A的比热容大B两种液体的比热容相等C液体B的比热容大D无法比较9、某汽油机的四

5、个冲程如图所示。在该汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下一个冲程是（） ABCD10、已知 c铝c铜，温度和质量相等的铝球和铜球，它们吸收相同的热量后，将它们相互接触，则（） A热量由铝球传给铜球B热量由铜球传给铝球C它们之间不发生热传递D缺少条件，无法确定第卷（非选择题 70分）二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）1、如图所示，原长为l的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与水平面上的木块相连推动木块压缩弹簧，当其左端至A点时，弹簧具有的弹性势能为25J；松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止，此时弹簧具有的弹性势能为1J则木块最终静止的位置一定不可能位于 （B/C/D

6、）点，整个过程中木块克服阻力做的功是 J，整个过程中木块速度最大时其左端可能位于 （B/C/D）点2、汽车一般都配有安全气囊，可以在车子发生严重撞击时，自动充气弹出，使车内的人不会由于 而撞到车身上。食物也是一种“燃料”，不断地在人体内释放化学能，化学能转化为 能，使人的体温保持在37左右。 3、如图所示为掉在地上的弹性小球在地面上弹跳的频闪照片。弹性小球从A点运动到B点的过程中，它的 转化为动能；弹性小球在B点的机械能 （选填“大于”“小于”或“等于”）它在C点的机械能。4、小玉家的下水管堵住了，爸爸用固体疏通剂进行疏通，具体操作是先将适量的疏通剂倒入下水道，再缓慢加入清水，疏通剂与水发生化

7、学反应造成高温高压气体，通过高温高压气体的膨胀将管道疏通。在疏通剂与水的化学反应过程中，能量的转化情况是 ，高压气体疏通管道的过程相当于四冲程汽油机的 冲程，管道疏通后气体的温度 （填“升高”、“降低”或“不变”）。 5、如图所示，在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花被点燃。此过程的能量转化方式与汽油机的 冲程相同。某效率为25%的汽油机在一次工作中消耗了4kg汽油，该汽油机对外做的机械功为 J（汽油热值为4.6107J/kg）三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25加热到100，燃烧6kg的无烟煤，

8、无烟煤的热值是3.410 7J/kg，试求：（1）锅炉内200kg的水吸收的热量是多少？（2）6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？（3）此锅炉的效率是多少？2、如图甲所示，1标准大气压下，普通煤炉把壶内20，5kg水烧开需完全燃烧一定质量的煤，此过程中，烧水效率为28%，为提高煤炉效率，浙江大学创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在消耗等量煤烧开壶内初温相同，等量水的过程中，还可额外把炉壁间10kg水从20加热至40，q煤3107J/kg，c水4.2103J/（kg），以上过程中，问：（1）普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大？ （2）双加热煤炉的烧水效率有多大？ 3、天然气灶使用方便、经济环保

9、。如图所示，在一个标准大气压下，天然气灶将一壶质量为3kg、温度为20的水加热至沸腾，大约需要10min，已知水的比热容为 ，天然气的热值为 。求： （1）水吸收的热量； （2）若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，烧开这壶水需要多少天然气？ 4、太阳是离地球最近的一颗恒星，由于其内部深处的极高温度（约2107）和极高压强（约21016 Pa），使原子的热核反应得以不断进行，从而通过太阳表面以光的形式向宇宙空间辐射出巨大的能量，这就是太阳能。（1）利用太阳能的一种方式是用集热器把水加热。某太阳能集热器把质量为100kg、初温为20的水加热到80，水吸收的热量是多少？c水4.2103 J/（

10、kg）（2）我国幅员辽阔，日照充足，一年可获得的太阳能约为3.61022J，这些太阳能相当于多少吨标准煤完全燃烧释放的能量？（q煤3107 J/kg）5、某太阳能热水器,向其中注入50kg水，阳光照射一段时间后,水温从10升高到50。水的比热容是4.2103J/(kg)。试求：（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？ （2）如果这些热量由效率为20%的火炉燃烧煤炭来提供，则需要完全燃烧多少kg煤炭？（煤炭的热值q=3107J/kg） 四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）1、在研究“不同物质的温度变化与吸热关系”实验中，将甲、乙两种液体分别装入相同烧杯中，用相同的加热器加热，如

11、图A所示。（1）实验时，应控制两种液体的 和初温都相同；图B为某时刻的温度，其示数为 。 （2）分析图C可知，吸收相同热量， 液体升温更高， 液体比热容更大。 （3）如图丙所示，实验开始后，甲、乙液体分别升高到40和35，所需加热时间之比为21，则甲、乙液体的比热容之比为 。 2、如图所示是“探究水和色拉油吸热能力”的实验装置，两个酒精灯和烧杯相同。（1）请指出图中实验装置中的错误之处是 ；（2）实验时，玻璃杯中应分别加入初温和 相等的水和色拉油；（3）水和色拉油吸热的多少是通过 来反映的；（4）加热过程中，用玻璃棒搅动液体的目的是 ；（5）在符合 (2)条件下，实验中温度升高越快的液体比热越

12、 。 -参考答案-一、单选题1、【答案】A【解析】【解答】A.用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫热机效率，增大热机功率不能增大热机的效率，A错误，符合题意；B.为了防止热机过热，通常用水来降温，是利用水的比热大的特性，B正确，不符合题意；C.热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程，C正确，不符合题意；D.热机的使用，使人类对化石能源的依赖很强，现在大气污染的主要途径就是利用化石能源，D正确，不符合题意.故答案为：A【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置，内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值，减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率，但效率不会

13、达到100%。2、【答案】A【解析】【解答】A发生热传递时，热量是从温度高的物体转移到温度低的物体，由于暖气的温度高于猫眯体表的温度，所以暖气向猫咪传递热量，A符合题意；B热量是过程量，不能说具有热量，B不符合题意；C猫咪身体变暖，温度升高，说明猫咪内能增加，C不符合题意；D内能大温度不一定高，效果不一定好，D不符合题意。故答案为：A。【分析】热传递中热量从温度高的物体转移到温度低的物体。3、【答案】C【解析】【解答】从A到B的下降过程和从C到B的下降过程、都是将重力势能转化为动能的过程，在这个过程中，A、C两点位置最高，重力势能最大，此时小孩是静止的，所以动能为零；B点的动能最大，由于位置最

14、低，所以重力势能最小。从B到C的上升过程和从B到A的上升过程是将动能转化为重力势能的过程。A小孩在A点的位置最高，重力势能最大，动能为零。A不符合题意；B小孩从C荡到B的过程中，高度降低，重力势能减少；速度增加，动能增大，是重力势能转化为动能，B不符合题意；C小孩从B荡到C的过程中，高度增加，重力势能增加；速度减小，动能减少，是动能转化为重力势能，C符合题意；D小孩从A荡到B的过程中，需要克服空气阻力做功，有一部分机械能转化为内能，在B点的机械能小于A点的机械能，D不符合题意。故答案为：C。【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的

15、质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。4、【答案】B【解析】【解答】A一切物体都具有内能，0的冰也具有内能，A不符合题意；B发生热传递的条件是两个物体存在温度差，B符合题意；C热量是热传递过程中内能转移多少的量度，不能说含有多少热量，C不符合题意；D晶体中熔化过程中，吸收热量，但温度却保持不变，D不符合题意；故答案为：B。【分析】内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和；温度指物体的冷热程度；热量是指在热传递过程中内能改变的多少。5、【答案】B【解析】【解答】A热机效率指的是用来做有用功的能量占燃料完全

16、燃烧放出总能量的百分比，这是热机性能好坏的重要指标之一，无论科技如何发展，热机的效率可以提高，但总存在摩擦和热量损失，要做额外功，效率一定不会达到100%，A正确，不符合题意；B热机常用水做冷却剂，是因为水相对与其它物质而言，水的比热容大，在吸收相同热量后，水的温度上升得慢，B错误，符合题意；C设法利用废气的能量是提高热机效率的重要措施，C正确，不符合题意；D热机是将内能转化为机械能的装置，火箭发动机属于热机，D正确，不符合题意。故答案为：B。【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置，内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值，减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率。水的比热容大

17、，相同质量的水可以吸收更多的热量，冷却效果更好。6、【答案】A【解析】【解答】A苹果下降过程中，质量不变，速度变快，故动能变大；同时质量不变，高度减小，故重力势能变小，所以是将重力势能转化为动能的过程，A符合题意；B不计空气摩擦，能量只在动能和势能之间转化，机械能的总量保持不变，所以苹果会摆到原来的高度，B不符合题意；C不计空气摩擦，能量只在动能和势能之间转化，机械能的总量保持不变，C不符合题意；D苹果下降过程中，质量不变，速度变快，故动能变大；同时质量不变，高度减小，故重力势能变小，所以是将重力势能转化为动能的过程，故苹果摆动到最低点时，动能最大，D不符合题意。故答案为：A。【分析】摆在运动

18、过程中，动能和重力势能相互转化；能量在转化过程中，总能量不会增大。7、【答案】D【解析】【解答】A、燃料的热值是燃料的一种特性，与燃料的质量、温度和体积无关，所以一瓶酒精用去一半，剩下的酒精的热值不变，A不符合题意；B、煤的热值比干木柴的热值大，但燃料燃烧放出的热量与燃烧状态、燃料的热值和质量都有关系，煤放出的热量不一定多，B不符合题意；C、热机的效率越高是指燃料释放的内能转化为机械能的百分比越大，不知做功多少消耗的燃料的多少是不能判断，C不符合题意；D、热机效率越高，热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，比值越大，内能转化为机械能的比例越大，D符合题意故答案为：D【分析】燃料的

19、热值是燃料的一种特性，与燃料的质量、温度和体积无关。热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比为热机效率。8、【答案】C【解析】【解答】根据可知，质量相同时，吸收相同的热量，比热容大的，温度升高的较少，比热容小的，温度升高的多。根据题意，两种液体质量相等，使用完全相同的电加热器加热两分钟，两种液体吸收的热量相等，从图像中可以看出，A液体温度升高的较多，液体B的较少，所以液体A的比热容较小，B的比热容较大。故答案为：C。【分析】结合图像，利用分析计算。9、【答案】C【解析】【解答】汽油机四个冲程是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，在该汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下一个冲

20、程是做功冲程，由图可知，C图中两个气门都关闭，火花塞点火，此时活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，C符合题意。故答案为：C。【分析】汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，各冲程的特点不同，因此根据气门的状态和活塞的运行方向确定冲程；并且只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；另外还有压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能。10、【答案】B【解析】【解答】由于铝的比热容较大，温度和质量相等的铝球和铜球，它们吸收相同的热量后，铝球的温度升高的少，所以最后铝球的末温低，所以相互接触时，热量是由铜球传给铝球的。故答案为：B。【分析】结合热量的公式Q=cmt进行分析解答

21、。二、填空题1、【答案】C；24；B【解析】【解答】木块静止时弹簧仍然具有一定的弹性势能，所以不可能为原长状态，所以最终的位置一定不可能位于C；弹簧具有的弹性势能为25J；松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止，此时弹簧具有的弹性势能为1J，木块在运动过程中，克服摩擦力做功，根据能量守恒定律可知，总的能量不变，故克服阻力所做的功为25J1J=24J；弹簧被压缩时具有弹力，弹力的方向是向右的，木块向右运动时，阻力是向左的；开始运动时，弹力大于阻力，木块向右运动的过程中，弹力慢慢减小，阻力不变，木块做加速运动，当木块受到的弹力等于阻力时速度最大，此时弹簧未恢复值原长；木块由于惯性仍然会向右

22、运动，此时弹力小于阻力，做的是减速运动，当弹簧恢复原长时阻力不为0；由图可知，整个运动过程中木块速度最大时其左端可能位于B点【分析】弹簧发生弹性形变，具有弹性势能；根据原有的总功和剩余的能量的差计算消耗的能量；动能和弹性势能转化时，弹性势能最小时，动能最大。2、【答案】惯性；内【解析】【解答】人和汽车一起高速行驶，在车子发生严重撞击时，人由于惯性要保持原来的运动状态，继续前行，此时安全气囊自动充气弹出，阻止人继续前进，不会撞到车上。食物所提供的化学能可以转化为人体需要的内能，维持身体能量平衡。【分析】物体总有一种保持原来运动状态的趋势，这就是物体的惯性，惯性的大小只与物体的质量有关，与运动的速

23、度没有关系；燃烧为化学变化，消耗化学能转化为内能。3、【答案】重力势；大于【解析】【解答】弹性小球从A点运动到B点的过程中，高度下降，速度变大，将重力势能转化为动能。由图可知，弹性小球从左到右弹起的高度逐渐下降，机械能逐渐减小，故弹性小球在B点的机械能大于它在C点的机械能。【分析】物体下落时，重力势能转化为动能；物体被弹起的高度减小，总机械能减小。4、【答案】化学能转化为内能；做功；降低【解析】【解答】结合材料，当疏通剂发生反应后，产生高温气体，说明化学能转化为内能，高温高压气体疏通管道时，内能转化为机械能，和汽油机的做功冲程相同，气体做功后，内能减小，温度降低。故答案为：化学能转化为内能；做

24、功；降低。【分析】根据能量变化方向解答，汽油机的做功冲程将内能转化为机械能，气体对外做功，内能减小。5、【答案】压缩；4.6107【解析】【解答】解：（1）在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞迅速向下压，棉絮燃烧起来；说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增大，温度升高；压缩过程中，活塞的机械能转化为空气的内能，故该过程中，与内燃机的压缩冲程相同； （2）汽油完全燃烧放出的热量：Q放=mq=4kg4.6107J/kg=1.84108J；输出的机械能为：E=Q放=25%1.84108J=4.6107J。故答案为：压缩；4.6107【分析】压缩筒内空气做功，使空气的内能增大，温度

25、升高；利用燃料完全放热公式Q放=qm求汽油完全燃烧产生的热量（总能量），再利用效率公式E=Q放求有用机械能.三、计算题1、【答案】（1）解：水吸收的热量为 Q吸=c水m水t=4.2103kgm3200kg(100-25)=6.3107J答：锅炉内200kg的水吸收的热量是 6.3107J（2）解：6kg无烟煤完全燃烧放出的热量为 Q放=m煤q=6kg3.4107J/kg=2.04108J答：6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是 2.04108J（3）解：锅炉的效率是 =Q吸Q放100%=6.3107J2.04108J100%=30.9%答：此锅炉的效率是30.9%【解析】【分析】（1）利用求得水吸

26、收的热量。（2）利用求得6kg无烟煤完全燃烧放出的热量。（3）利用求得锅炉的效率。2、【答案】（1）解：1标准大气压下水的沸点为100，把壶内20，5kg水烧开，水吸收的热量：Q吸c水m水t14.2103J/(kg)5kg(10020)1.68106J，普通煤炉的烧水效率为28%,由 可得煤完全燃烧放出的热量：Q放 Q吸1.68106J28% 6106J，由Q放mq可得普通煤炉完全燃烧煤的质量：m煤 Q放q煤6106J3107J/kg 0.2kg 答：普通煤炉完全燃烧煤的质量为0.2kg（2）解：由题可知，双加热煤炉还可额外把炉壁间10kg水从20加热至40，则炉壁间水吸收的热量：Q吸c水m水

27、t24.2103J/(kg)10kg(4020)8.4105J，而壶内水的初温、末温以及质量均不变，则壶内水吸收热量不变，所以，双加热煤炉中水吸收的总热量：Q吸总Q吸+Q吸1.68106J+8.4105J2.52106J，由题意可知，双加热煤炉与普通煤炉消耗煤的质量相等，则这些煤完全燃烧放出的热量不变，所以，双加热煤炉的烧水效率： 42% 答：双加热煤炉的烧水效率为42%.【解析】【分析】（1）知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式求水吸收的热量；知道普通煤炉的烧水效率，利用 可得煤完全燃烧放出的热量；已知煤的热值，利用Q放mq可得普通煤炉完全燃烧煤的质量（2）由题知，双加热煤

28、炉还可额外把炉壁间10kg水从20加热至40，根据吸热公式求出炉壁间水吸收的热量；由题意可知，壶内水吸收热量不变，则可求出双加热煤炉中水吸收的总热量（有用能量）；由题意可知，双加热煤炉中煤完全燃烧放出的热量不变，根据 求出双加热煤炉的烧水效率3、【答案】（1）解：温度为20的水加热至沸腾，水吸收的热量为 （2）解：热量60%被水吸收，则天然气放出的热量为 烧开这壶水需要的天然气为 【解析】【分析】（1）根据比热容、质量和温度差的乘积，计算吸收热量；（2）利用吸热的多少和热效率计算总热，结合热值计算燃料的体积。4、【答案】（1）解：根据吸热公式可知，水吸收的热量答：水吸收的热量是2.52107J

29、；（2）解：根据热值公式可知，需要完全燃烧标准煤的质量答：这些太阳能相当于1.21012吨标准煤完全燃烧释放的能量。【解析】【分析】（1）利用Q吸=cm（t-t0）计算出水吸收的热量.（2）结合题意Q放=3.61022J，利用Q放=mq计算出煤的质量。5、【答案】（1）解：由吸热公式可知，这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？ Q吸=c水m(t1-t0)=4.2103J/(kgC)50kg(50C-10C)=8.4106J答：这段时间该热水器中的水吸收的热量是8.4106J（2）解：如果这些热量由效率为20%的火炉燃烧煤炭来提供，燃烧产生的热量为 Q放=Q吸100=8.4106J20%=4.2107J由热值计算公式可知 m=Q放q=4.2107J3107J/kg=1.4kg答：如果这些热量由效率为20%的火炉燃烧煤炭来提供，则需要完全燃烧1.4kg煤炭。【解析】【分析】（1）根据比热容、质量和温度差计算吸收的热量；（2）利用吸收热量和热效率计算总热，结合热值计算燃料的质量。四、实验探究1、【答案】（1）质量；39（2