综合解析苏科版九年级物理上册《机械能和内能》专项测评试题（解析卷）

苏科版九年级物理上册《机械能和内能》专项测评考试时间：90分钟；命题人：教研组考生注意：1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ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、工人师傅在用铣床切割金属时会不时往铣刀上洒些水，针对这个现象，下列说法正确的是（）A．洒水给铣刀降温是利用了水比热容小的特点B．切割时金属会升温，内能的改变是通过热传递方式C．切割时铣刀会升温，内能的改变是通过热传递方式D．金属上的水会升温，内能的改变是通过热传递方式2、如图为四冲程汽油机工作过程中某一冲程的示意图，此冲程的名称及能量转化是（）A．吸气冲程，机械能转化为内能 B．压缩冲程，机械能转化为内能C．做功冲程，内能转化为机械能 D．排气冲程，内能转化为机械能3、如图所示，光滑的弧形轨道竖直固定于水平面上，一小球由A点以速度v沿轨道滚下，经另一侧等高点B点后到达最高点C点（不计空气阻力）下列分析中不正确的是（）A．小球在A、B两点具有的动能相同B．小球在A、B、C三点的速度大小关系是vA＞vB＞vCC．从B点到C点减小的动能全部转化为小球的重力势能D．小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的机械能4、下列生活现象中，关于分子和物体内能，下列说法正确的是（）A．杯子里的水可以任意倒出，说明水分子间没有引力B．用透明胶带揭下纸上写错的字，是因为胶带与纸分子之间有斥力C．“花气袭人知骤暖”说明分子的热运动与温度有关D．用力搓手，手发热是通过热传递增加手的内能5、如图所示为小艳家新买的一辆小汽车。周末，爸爸开车带着小艳出去游玩，途中，这辆汽车在1h的时间内，在水平路面上匀速行驶了72km，消耗汽油6kg。若已知该汽车发动机的功率（即牵引力的功率）为23kW，汽油的热值为4.6×107J/kg，g＝10N/kg。则关于上述lh的行驶过程，不考虑流体压强的条件，下列分析正确的是（）A．该汽车对路面的压力大于1.5×104N B．该汽车克服阻力做的功是2.3×104JC．该汽车的牵引力是1.5×103N D．该汽车发动机的效率是30%6、改变物体内能的方法只有做功和热传递。下图是用针简对密闭容器内空气做功的示意图，针筒初始状态及温度计示数如图甲所示，小明在第一次实验中缓慢下压活塞，针筒末状态及温度计示数如图乙所示，小明在第二次实验中迅速下压活塞，针筒末状态及温度计示数如图丙所示，已知两次实验中，活塞均对针简内空气做功（针筒内空气分子势能变化忽略不计），则从甲到乙的过程中，筒内空气（）A．内能一定增大B．内能一定减小C．一定向外界放热D．一定向外界吸热7、下列说法中正确的是（）A．敲碎煤块使煤充分燃烧能提高煤的热值B．燃料燃烧释放的热量越多，热值越大C．当仅有热传递时，物体吸收热量时内能增加，放出热量时内能减小D．与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为丝绸的正电荷转移到玻璃棒上8、如图是热机四冲程工作原理的示意图，将内能转化为机械能的冲程是（）A． B． C． D．9、下列四幅图中，属于利用热传递改变物体内能的是（）A．双手摩擦能发热 B．烧水时水温升高C．锯木材时锯子发烫 D．钻木取火10、如图所示，2021年6月17日搭载聂海胜、刘伯明和汤洪波三名航天员的神舟十二号飞船加速升空时的情景，下列说法正确的是（）A．火箭的重力势能变大，动能变大，机械能不变B．火箭的重力势能变大，动能减小，机械能不变C．火箭的重力势能变大，动能变大，机械能变大D．火箭的重力势能变大，动能减小，机械能减小第Ⅱ卷（非选择题70分）二、填空题（10小题，每小题4分，共计40分）1、把萝卜腌成咸菜通常需要几天，而把萝卜炒熟，使之具有相同的咸味，仅需几分钟。造成这种差别的主要原因是_______。2、用燃气灶烧水时，天然气燃烧时将化学能转化为______能。将质量为10kg、初温为20oC的水烧开，水吸收的热量为______J；用掉5kg的天然气后，剩下的天然气的热值为______。[标准大气压c水=4.2×103J/（kg•℃），q天然气=7.0×107J/m3]3、很多书法爱好者临摹，临摹时闻到淡淡的“墨香”是______现象；寒冷冬天临摹时，用热水袋捂手，是通过______的方式改变手的内能。4、如图所示，两个相同瓶子的瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开，上面的瓶中装有空气，下面的瓶中装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体。抽掉玻璃板后，我们观察到红棕色气体逐渐进入上瓶，下瓶中气体颜色逐渐变淡，最后颜色均匀的充满两个瓶子，物理学中把这个现象叫做_________；此现象表明：_________。5、有一箱木炭，它的质量为10kg，热值为3.4×107J/kg，若用掉一半，剩下的木炭的热值为______。半箱木炭燃烧最多能放出的热量是______。城市绿化中要修建许多人工湖以降低“热岛效应”造成的高温，这里利用了水______大的特性。6、“西气东输”工程中，输送的燃料为天然气，这是利用了天然气________较大的特性，而且使用天然气时对环境无污染。天然气热值为8.4×107J/m3，表示________。0.5m3天然气完全燃烧放的热量是___________J，天然气用掉一部分后，剩余天然气的热值_________（选填“变大”、“变小”或者“不变”）。7、北京时间2018年2月22日平昌冬奥会短道速滑男子500米决赛落下帷幕最终武大靖为中国队收获一枚金牌。如图是他在赛道上奋勇拼搏的镜头，滑冰鞋的冰刀与冰面的接触；面积很小，可以增大运动员对冰面的______，在此过程中，冰刀温度升高，是通过______方式增加了它的内能。8、如图甲所示，小明同学用水冷却牛奶，将盛着牛奶的密闭容器浸在质量为2kg的水中，牛奶的内能是通过_____（选填“做功”或“热传递”）的方式减小的。小明根据观察的数据绘制了牛奶、水的温度随时间变化的图像，如图乙所示，则水吸收的热量是_____J。[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]9、如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的______示意图。C图是______冲程，与它原理相同的是______图所示的演示实验。汽油机的工作示意图中机械能转化为内能的冲程是______图。（后两空选填字母）10、如图所示汽油机正在进行的是______冲程，在汽油机的四个冲程中，______能转化为机械能的是做功冲程。若做功过程中燃气对活塞的平均压强为p、气缸排量为V，则燃气对活塞所做的功W=______。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、小华想估测自己家天然气热水器的热效率（即天然气完全燃烧所消耗的化学能，有多大比例转化为水的内能）。他把家里的自动洗衣机的“水量”设置为40L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的体积达到40L时洗衣机自动停止注水。从家里的天然气表可知此过程一共消耗0.15m3的天然气，已知当时自来水的温度是15℃，热水器输出热水的温度为40℃，水的比热容c=4.2103J/（kg·℃），水的密度=1.0103kg/m3，天然气的热值q=3.2107J/m3。求：（1）洗衣机中水的质量为多少？（2）洗衣机中水吸收的热量Q吸为多少？（3）消耗的天然气完全燃烧所放出的热量Q放为多少？（4）这个天然气热水器的热效率是多少？2、充分利用温泉既可以节约能源，又保护环境。我县内某科研单位需在冬季保持实验室恒温，起初以煤炉燃烧煤供暖，后改用温泉水供暖，多次试用后发现每小时用70的温泉水0.5t流过散热器后变成了50，达到以燃煤供热的效果。已知煤的热值q＝3×107J/kg，求：（1）温泉水向实验室每小时提供的热量是多少？（2）若煤炉的效率为75%，该科研单位一个冬季（按100天计算）可以节约燃煤多少？3、一台大型推土机的推力约为3×104N，匀速推土总行程达10km，消耗柴油约30.3kg；（1）求推土机做的功；（2）消耗柴油放出的热量是多少？（2）求推土机柴油机的热机效率（q煤油＝4.3×107J/kg）4、太阳能具有清洁无污染、可再生等优点，是最有开发前景的新能源之一。小明家新安装了一台容积为200L的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的照射，水温由原来的20℃升高到40℃，则：（1）在这4h内水吸收了多少热量？（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少焦炭？[水的密度为ρ=1.0×103kg/m3、水比热容、焦炭的热值q=3.0×107J/kg]5、随着人们生活水平的提高，小汽车已经成为一种普遍的代步工具，小伟家新买了一辆小汽车。国庆节他和家人准备前往青青草原吃手抓羊肉，在出发前到加油站加了40L的汽油，假设他们一直以90km/h的速度匀速行驶，汽车受到的平均阻力为1150N，汽油的密度约为0.7×103kg/m3，汽油的热值为4.6×107J/kg。（1）小汽车匀速行驶时，牵引力的功率是多少？（2）若这次旅游全程往返400km，所加的汽油也刚好用完（假设汽油能完全燃烧），求这辆小汽车发动机的热机效率（结果保留1位小数）。-参考答案-一、单选题1、D【解析】【详解】A．因为水的比热容较大，升高相同的温度时，吸收的热量多，冷却效果最好，洒水给铣刀降温是利用了水比热容大的特点，故A错误；BC．切割时金属会升温，要克服铣刀与金属之间的摩擦做功，是通过做功改变铣刀和金属的内能，故BC错误；D．洒水后水吸收热量，内能变大，水是通过热传递方式改变其内能的大小，故D正确。故选D。2、B【解析】【详解】进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，气体被压缩，为压缩冲程，机械能转化为内能，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。3、B【解析】【详解】AB．光滑的弧形轨道上不受摩擦力，不计空气阻力，故在A、B、C三点的机械能相同，A、B两点高度相同，重力势能相同，则动能相同，vA＝vB，在C点速度为0，故小球在A、B、C三点的速度大小关系是vA＝vB＞vC，故A正确，不符合题意；B错误，符合题意；C．光滑的弧形轨道上不受摩擦力，不需要克服摩擦力做功，因此从B点到C点减小的动能全部铁化为小球的重力势能，故C正确，不符合题意；D．没有克服摩擦力做功，不计空气阻力，机械能守恒，则小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能，故D正确，不符合题意。故选B。4、C【解析】【详解】A．杯子里的水可以任意倒出，说明水具有流动性，不能说明分子间没有引力，故A错误；B．分子间引力和斥力同时存在，用透明胶带揭下纸上写错的字，是因为胶带与纸分子之间有引力，故B错误；C．温度升高时花香气味更浓，说明香气分子扩散加快，表明分子的热运动与温度有关，故C正确；D．用力搓手，是将机械能转化为内能，手发热是通过做功增加手的内能，故D错误。故选C。5、D【解析】【详解】A．汽车在水平路面上匀速行驶时，在竖直方向受到重力和支持力是一对平衡力，所以两力大小相等，由力的作用是相互的，所以汽车对路面压力大小等于支持力，由于汽车重力不知，所以汽车对路面压力大小不能确定，故A错误；B．汽车做匀速直线运动，牵引力等于阻力，汽车在牵引力作用下通过的距离等于汽车在阻力作用下通过的距离，由得，汽车牵引力做的功等于汽车阻力做的功，由可得，汽车克服阻力做的功故B错误；C．汽车的行驶速度由可得，汽车的牵引力故C错误；D．汽车消耗汽油6kg完全燃烧放出热量所以汽车发动机的效率故D正确。故选D。6、C【解析】【详解】AB．由题意可知，从甲到乙的过程中，空气的温度不变，故分子动能不变，又因此过程中空气的分子势能不变，故可知此过程中，筒内空气的内能不变，故AB不符合题意；CD．因从甲到乙的过程中，活塞压缩空气，对空气做功，而空气的温度保持不变，故可知该过程中筒内空气一定向外界放热，使得做功增加筒内空气内能的同时，向外热传递减少筒内空气的内能，使得筒内空气内能保持不变，从而使筒内空气温度保持不变，故C符合题意，D不符合题意。故选C。7、C【解析】【详解】AB．热值是燃烧充分燃烧放出的热量与质量之比，是一个定值，与燃烧程度无关，故AB错误；C．当仅有热传递时，热传递可以改变内能，物体吸收热量时，物体的内能增加，物体放出热量时，物体的内能减小，故C正确；D．与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为玻璃棒的负电荷转移到丝绸上，故D错误。故选C。8、B【解析】【详解】内燃机的四个冲程中，将内能转化为机械能的冲程是做功冲程。A．排气门打开，活塞向上运动，为排气冲程，故A不符合题意；B．两个气门都关闭，活塞向下运动，为做功冲程，故B符合题意；C．进气门打开，活塞向下运动，为吸气冲程，故C不符合题意；D．两个气门都关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，故D不符合题意。故选B。9、B【解析】【详解】ACD．双手摩擦、锯木柴、钻木取火是彼此摩擦，将机械能转化为内能，是通过做功改变物体内能，故ACD不符合题意；B．烧水时水温升高是火焰的温度高于水温时依靠热传递实现的，故B符合题意。故选B。10、C【解析】【详解】ABCD．物体的动能与物体的运动速度和质量有关：速度越大、质量越大，动能就越大。火箭加速上升时，质量不变，速度变大，所以动能变大；物体的重力势能与物体的高度和质量有关：高度越高、质量越大，重力势能越大。火箭升空，质量不变，高度变大，重力势能变大。物体的机械能等于动能与势能之和，动能和势能都变大，所以机械能变大。故ABD错误，C正确。故选C。二、填空题1、见解析【解析】【详解】萝卜有咸味是因为盐中的氯化钠分子进入萝卜中，是扩散现象，温度越高，分子运动的越剧烈，所以炒菜时，温度较高，分子运动较剧烈，氯化钠分子更容易进入萝卜中，所以使萝卜具有相同的咸味，炒菜时所用时间更短。2、内3.36×1067.0×107J/m3【解析】【详解】[1]天然气燃烧时，消耗了天然气的化学能，获得了内能，即将化学能转化为内能。[2]1标准大气压下水的沸点为100℃，则将质量为10kg、初温为20℃的水烧开，水吸收的热量为[3]因为热值是燃料的一种性质，只与燃料的种类和状态有关，故用掉5kg天然气后，剩下的天然气的热值不变，仍为7.0×107J/m3。3、扩散热传递【解析】【详解】[1]闻到淡淡的“墨香”是分子运动的结果，即扩散现象。[2]寒冷的冬天临摹时，用热水袋捂手，是通过热传递将内能从热水传递到手，即通过热传递的方式改变手的内能。4、扩散现象分子在永不停息的做无规则运动【解析】【详解】[1]抽掉玻璃板后，我们观察到红棕色气体逐渐进入上瓶，下瓶中气体颜色逐渐变淡，最后颜色均匀的充满两个瓶子，是因为下面的二氧化氮气体分子和空气分子，不断做无规则运动，二氧化氮气体分子扩散空气分子中，空气分子扩散到二氧化氮气体分子，此现象叫做扩散现象。[2]扩散现象是分子永不停息做无规则运动的结果，扩散运动表明分子在永不停息做无规则运动。5、3.4×107J/kg1.7×108J比热容【解析】【详解】[1]热值是燃料的特性，不随质量改变而改变，因此用掉一半，剩下木炭的热值仍然是3.4×107J/kg。[2]半箱木炭燃烧最多放出热量[3]水的比热容比较大，根据比热容的特点，相同质量的水在升高相同温度时比其他的物质吸收热量多，人工湖能够多吸收一些热量，以降低“热岛效应”。6、热值1m3的天然气完全燃烧时所释放出的热量是8.4×107J4.2×107不变【解析】【详解】[1]天然气与其它燃料相比较，天然气的热值大，燃烧时产生废气污染小，所以选择使用天然气。[2]天然气的热值为q=8.4×107J/m3，它表示的物理意义是1m3的天然气完全燃烧时所释放出的热量是8.4×107J。[3]完全燃烧0.5m3天然气放出热量Q=Vq=0.5m3×8.4×107J/m3=4.2×107J[4]热值是燃料的一种特性，与质量的大小和燃烧的程度无关。当天然气用掉一部分后，剩余天然气的热值不变。7、压强做功【解析】【详解】[1]滑冰鞋的冰刀与冰面的接触面积很小，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大运动员对冰面的压强。[2]比赛时滑冰鞋的冰刀与冰面间的相互摩擦，在这过程中，克服摩擦做功使冰刀的温度升高，内能增加，是通过做功的方式增加了冰刀的内能。8、热传递1.68×105【解析】【详解】[1]牛奶和水之间，由于存在温度差，内能会从温度高的物体向温度低的物体转移，所以牛奶的内能是通过热传递的方式减小的。[2]由图乙可知，水的初温t0=20℃，末温t=40℃；水吸收的热量Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(40℃﹣20℃)=1.68×105J9、原理做功FB【解析】【详解】[1][2][3][4]A图中，进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程；B图中，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能；C图中，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；D图中，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程；E图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程；F图是水蒸气膨胀对外做功，将塞子冲出，是内能转化为机械能。故图E、F是演示实验的原理示意图，C图是做功冲程，与做功冲程原理相同的是F图所示的演示实验。10、压缩内pV【解析】【详解】[1]由图可知，两个气门关闭，活塞上行，为压缩冲程，将机械能转化为内能。[2]做功冲程中，汽油在气缸内燃烧，将内能转化为机械能。[3]在做功冲程，设活塞移动的距离为L，活塞的横截面积为S，则发动机的单缸排量为燃气对活塞所做的功三、计算题1、（1）40kg；（2）4.2106J；（3）4.8106J；（4）87.5%【解析】【详解】解：（1）注入水的体积由得水的质量（2）水吸收的热量（3）天然气完全燃烧释放的能量（4）该热水器的热效率答：（1）洗衣机中水的质量为40kg；（2）洗衣机中水吸收的