综合解析苏科版九年级物理上册《机械能和内能》同步测试试卷（附答案详解）

苏科版九年级物理上册《机械能和内能》同步测试考试时间：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、如图所示的某单缸四冲程汽油机说法正确的是（）A．飞轮惯性完成冲程的是甲、乙、丁B．四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙甲乙C．丙图中气缸内气体温度会上升D．飞轮转速3000r/min则该汽油机1s钟能做功25次2、下列各种情况中，物质的比热容会变化的是（）A．一杯水倒掉一半 B．将铁块锉成铁球C．0oC的水变成20oC的水 D．水凝固成冰3、如图所示，是我国某地的等高线图，若把同一物体分别放在A点和B点，那么在哪一点时，此物体的重力势能大（）A．在A点时大 B．在B点时大C．在两点时一样大 D．条件不足，无法判定4、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、春节俗称年节，是中华民族最隆重的传统佳节。春节前的准备和习俗有很多讲究，民谚称“二十三糖瓜粘，二十四扫房子，二十五磨豆腐，二十六炖大肉，二十七宰公鸡，二十八把面发，二十九蒸馒头，三十晚上熬一宿”。下列说法正确的是（）A．“二十四扫房子”——打扫房子时灰尘到处飞舞，这是分子的无规则运动B．“二十六炖大肉”——炖肉时我们在厨房以外的房间可以闻到香味，这是扩散现象C．“二十七宰公鸡”——刀在磨后变锋利了，是通过减小受力面积的方法来减小压强D．“三十晚上熬一宿”——一家人围在火炉旁烤火到暖和，是通过做功的方式改变内能7、以下事例在改变物体内能的方式上与其他三项不同的是（）A．炒菜时锅铲翻动，热气腾腾B．水蒸气把塞住瓶口的软木塞冲开，温度降低C．把铁丝反复弯折，弯折处变热D．返回舱穿过大气层时舱体温度升高8、“十次车祸九次快，还有喝酒和超载”。这句话形象的说明了发生车祸的原因，汽车在水平公路上行驶的过程中，超速、超载容易引发交通事故，对于引发交通事故的原因，以下分析不正确的是（）A．“快”——物体运动速度越大，动能越大B．“快”——物体运动速度越大，惯性越大C．“超载”——物体质量越大，动能越大D．“超载”——物体质量越大，惯性越大9、如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中错误的是（）A．酒精灯中酒精用掉一半后，剩余酒精的热值、比热容、密度均不变B．抽出玻璃板，上方瓶中的空气逐渐变红，说明分子在不停地做无规则运动C．活塞向上运动时，是内燃机的压缩冲程，此时内能转化为机械能D．玻璃筒内的空气被压缩是通过做功的方式使空气的内能增加10、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、如图所示是汽油机______冲程。完全燃烧1kg汽油放出的热量是______J，若其效率为25%，则消耗1kg汽油转化为机械能是______J（q汽油＝4.6×107J/kg）。2、卡车的发动机常用水作为降温的物质，这是利用了水的_____较大的作用。目前热机的效率还比较低，在热机的能量损失中_____带走的热量最多，设法利用这部分的能量，是提高燃料利用率的重要措施。1kg的柴油完全燃烧放出的热量是_____J，柴油的热值是4.3×107J/kg。3、阅读短文，回答问题，由于城市化的速度加快，城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率和更小的比热容，使得相同的日照情况下，城市地区升温较快，并向四周和大气中大量辐射，造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温，高温的城区处于低温的郊区包园之中，如同汪洋大海中的岛屿，人们把这种现象称之为城市“热岛效应”。在“热岛效应”的作用下，呈现出一个个闭合的高温中心。在这些高温区内，空气密度小，气压低，容易产生气旋式上升气流，使得周围各种废气和化学有害气体不断对高温区进行补充。在这些有害气体作用下，高温区的居民极易患上呼吸系统或神经系统疾病。（1）保护并增大城区的绿地、水体面积，多植树，城区的水体、绿地对减弱夏季城市热岛效应起着十分可观的作用，这主要是利用了水的______的特性；（2）人工蒸发补偿，解决城市大气热污染的首要办法是增大蒸发量，受城市安装条件的限制，采用喷雾系统是一种高效且经济的办法，这是利用了水______（填物态变化名称），有______（选填“吸热”或“放热”）的作用；（3）研究表明，现在城市机动车保有量越来越大，机动车也是造成热岛效应因素之一：以四冲程发动机小车为例，回答下列问题：①四冲程汽油机在工作过程中，实现机械能转化为内能的是______；②在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过______的方式增加物体的内能；③某品牌汽车的百公里油耗为8L，则此汽车行驶100km时汽油完全燃烧放出的热量为______J（已知：1L=1dm3，汽油的密度为0.75×103kg/m3，热值为4.6×107J/kg）。4、如图所示，提起水平接触水面的玻璃板，需要的力大于玻璃板的重力，说明_____。酒精的热值是3.0×107J/kg，物理意义是_____。5、如图所示，用老式煤妒将质量为500kg的水从80℃加热到100℃，需要完全燃烧5kg的煤，在这个过程中这些水吸收的热量是______J，燃烧这些煤所放出的热量是______J，此煤炉的效率是______[q煤=3×107J/kg，c水=4.2×103J/(kg·℃)]。6、把质量为2kg，温度为25℃的水加热到100℃，至少需要完全燃烧______g的酒精。上述过程中，水的内能增加是通过______（填“做功”或“热传递”）的途径实现的。（已知：水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），酒精的热值为3.0×107J/kg）7、一铁球竖直向上运动，到最高点后又竖直向下运动，并落回到地面，这过程中先后经过A、B位置，球在这两个位置的动能和重力势能如图所示，则球在A位置的速度______B位置的速度，球在A位置的高度______B位置的高度，球在A位置的机械能______B位置的机械能。（三空均选填“大于”、“等于”或“小于”）8、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。9、汽油机是汽车的“心脏”，如图所示，汽油机的此冲程将内能转化为_______能。一汽车油箱中的汽油用一半后，剩下的汽油的热值_______（选填“变小”、“变大”或“不变”）。10、某中学男子篮球队队员们顽强拼搏的运动精神，在学习与生活上不断激励着同学们拼搏奋进。（1）篮球内胆是用弹性较好的橡胶制作的，橡胶属于______（填“金属材料”、“无机非金属材料”、“有机合成材料”）；（2）篮球队员们经常通过引体向上来锻炼自己的臂力，队员小叶的质量为m，他在引体向上的过程中悬垂时重心离开地面高度为H，过杆后重心离开地面的高度为H′，小叶完成16次标准动作所用时间为t，请问整个过程小叶克服重力做功的功率为______；（3）小李接过队员的传球、投篮得分的过程中，小李对篮球没有做功的是______；A．将篮球举起B．手用力将篮球抛出C．篮球在空中飞行D．篮球进入篮筐（4）从篮球出手到入篮得分的过程中，下列选项中能正确反映篮球动能（E动）与时间（t）的关系的是______。A．B．C．D．三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、一水壶中装有体积为2L的水，在液化石油气炉上从20℃加热到100℃，在这过程中，共燃烧了液化石油气42g（壶吸收的热量忽略不计），[ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/(kg·℃)，q气=4.0×107J/kg]求：（1）水共吸收了多少热量？（2）这些液化石油气完全燃烧共放出多少热量？（3）炉子的效率。2、2021年北京世园会园区主要场馆之一的“中国馆”房顶采用了非晶硅薄膜发电技术，屋顶安装了1056块光伏玻璃，将园区打造为绿色新理念的典范。太阳能发电已成为实现节能减排、可持续发展的重要举措。如图所示的太阳能热水器，它的水箱容积为120L。热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上，每平方米得到的太阳辐射功率约为P0=1400W，如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5h，求：（1）一整箱水的质量是多少千克？（2）一整箱水温度从20℃加热到70℃需要吸收的热量是多少？（3）热水器上集热器的面积至少要多大？[水的比热容是：]3、小星家的太阳能热水器，水箱容积是200L。小星进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20°C，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45°C。请你求解下列问题：（1）水箱中水的质量；（2）水吸收的热量（）；（3）如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为40%，求至少需要燃烧多少煤气？（煤气的热值为q＝4.2×107J/kg）4、用燃气灶烧水，燃烧0.5kg的煤气，使50kg的水从20℃升高了50℃．已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)，煤气的热值为4.2×107J/kg。求：（1）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量；（2）水吸收的热量；（3）燃气灶烧水的效率。5、某家庭用燃气热水器将质量为10kg，温度为10oC的自来水加热到50oC消耗的天然气体积为0.1m3（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•oC），天然气的热值为3.2×107J/m3。求：（1）天然气完全燃烧放出的热量；（2）水吸收的热量；（3）该热水器工作时的效率。-参考答案-一、单选题1、D【解析】【详解】AB．甲图中两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；乙图中进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程；丙图中排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；丁图中两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，所以正确的排序是乙、丁、甲、丙；内燃机的一个工作循环有四个冲程，只有在做功冲程中使机车获得动力，内能转化为机械能，其它三个冲程均为辅助冲程，依靠惯性完成，即依靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁；故AB错误；C．丙图是排气冲程，汽缸内的气体向外传递热量，内能减小，温度降低，故C错误；D．四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min，则该飞轮1s转50圈，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以1s飞轮转50圈，共25个工作循环，共100个冲程，共做功25次，故D正确。故选D。2、D【解析】【详解】物质的比热容是物质本身的一种特性，一般只与物质的种类、状态有关，与物质的质量、温度、形状无关。所以一杯水倒掉一半，质量减半，比热容不变；将铁块锉成铁球，形状和质量变化，比热容不变；0℃的水变成20℃的水，温度变化，比热容不变；水凝固成冰，状态发生改变，比热容也会发生改变，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。3、B【解析】【详解】由题图可看出，A点所在的海拔为995m，B点所在的海拔为1040m，而对同一个物体，它的位置越高，重力势能越大，故物体在B点时重力势能大。故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。4、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。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、B【解析】【分析】【详解】A．灰尘到处飞舞是宏观的物体灰尘在外力作用下的机械运动，故A错误；B．炖肉时我们在厨房以外的房间可以闻到香味，这是扩散现象，扩散现象表明分子不停地做无规则运动，故B正确；C．菜刀磨得很锋利是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故C错误；D．改变物体内能的方式有做功和热传递，围着火炉烤火是通过热传递的方式改变物体的内能，故D错误。故选B。7、A【解析】【详解】A．炒菜时，菜从锅上吸收热量，内能增加，温度升高，是通过热传递的方式改变物体的内能；B．水蒸气把塞住瓶口的软木塞冲开，水蒸气对软木塞做功，内能转化为机械能，是通过做功的方式改变物体的内能；C．反复弯折铁丝，弯折处变热，将机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体的内能；D．返回舱穿过大气层时，要克服空气摩擦做功，将机械能转化为内能，使舱体温度升高，是通过做功的方式改变物体的内能。由以上分析可知A与BCD改变物体内能的方式不同，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。8、B【解析】【详解】A．动能由质量和速度决定，汽车质量不变，速度越大，动能越大，故A正确，不符合题意；B．惯性的大小与速度无关，故B错误，符合题意；C．动能由质量和速度决定，汽车速度不变，质量越大，动能越大，故C正确，不符合题意；D．惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，故D正确，不符合题意。故选B。9、C【解析】【详解】A．热值是燃料的一种特性，密度、比热容都是物质的特性，都与物质的质量、体积无关，所以，酒精灯中酒精用掉一半后，剩余酒精的热值、比热容、密度均不变，所以A正确，故A不符合题意；B．抽出玻璃板，上方瓶中的空气逐渐变红，但是二氧化氮的密度大于空气，说明分子在不停地做无规则运动，所以B正确，故B不符合题意；C．两个气门关闭，活塞向上运动时，是内燃机的压缩冲程，机械能转化为内能，所以C错误，故C符合题意；D．图中玻璃筒内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加，所以D正确，故D不符合题意。故选C。10、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。二、填空题1、排气4.6×107J1.15×107J【解析】【详解】[1]如图所示，进气门关闭，排气口打开，活塞向上运动，有气体流出，所以是汽油机的排气冲程。[2]完全燃烧1kg汽油放出的热量是[3]效率为25%，则消耗1kg汽油转化为机械能2、比热容废气4.3×107【解析】【详解】[1]因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以，汽车发动机常用水来做冷却剂。[2]热机的各种损失中，废气带走的能量最多。设法利用这些能量，是提高燃料利用率的重要措施。[3]柴油的热值是4.3×107J/kg，其物理意义是：质量为1kg的柴油完全燃烧放出的热量是4.3×107J。3、比热容大汽化吸热压缩冲程做功2.7×108【解析】【详解】（1）[1]因为水的比热容较大，相同质量的水和其他物质（沙石、土壤等）比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少，所以保护并增大城区的绿地、水体面积，多植树，可以大大减弱该城市的“热岛效应”。（2）[2][3]采用喷雾系统是利用了水汽化能够从周围物体中吸收热量，能起到降温的作用。（3）[4]在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩气体做功，使气体的内能增大，温度升高，机械能转化为内能。[5]刹车片发热，是刹车片克服摩擦做功，使刹车片的内能增加、温度升高，是通过做功的方式改变物体内能。[6]由得，汽油的质量汽油完全燃烧放出的能量4、分子间存在引力1kg的酒精完全燃烧放出的热量为3.0×107J【解析】【详解】[1]当玻璃板与水面接触时，玻璃板与水分子之间存在作用力，当用力向上拉时，除玻璃板的重力外，还要克服水分子和玻璃分子间存在的引力作用，所以拉力比玻璃板的重力大，说明分子间存在引力。[2]酒精的热值为3.0×107J/kg，物理意义为1kg的酒精完全燃烧放出的热量为3.0×107J。5、4.2×1071.5×10828%【解析】【详解】[1]水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×500kg×(100℃-80℃)=4.2×107J[2]5kg的煤完全燃烧产生的热量Q放=m′q煤=5kg×3×107J/kg=1.5×108J[3]煤炉烧水时的热效率6、21热传递【解析】【详解】[1]质量为2kg温度为25℃的水加热到100℃水吸收的热量Q吸＝cm(t﹣t0)＝4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃﹣25℃)＝6.3×105J由题知，酒精完全燃烧放出的热量Q放＝Q吸＝6.3×105J由Q放＝mq得，需要完全燃烧酒精的质量[2]改变物体内能的方法是做功和热传递。烧水时，水的内能增加是通过热传递的方式实现。7、小于大于大于【解析】【详解】（1）[1]由图像知，小球在A点的动能小于小球在B点的动能，在质量一定时，速度越大，动能越大，所以小球在A点的速度小于小球在B点的速度。（2）[2]由图像知，小球在A点的重力势能大于小球在B点的重力势能，在质量一定时，高度越大，重力势能越大，所以小球在A点的高度大于小球在B点的高度。（3）[3]机械能等于动能和势能之和，小球在整个过程中没有发生弹性形变，不具有弹性势能，所以机械能等于动能和重力势能之和。A位置的机械能等于A位置动能与A位置重力势能之和；B位置的机械能等于B位置动能与B位置重力势能之和。如图可知，A位置动能等于B位置重力势能，A位置重力势能大于B位置动能，所以A位置的机械能大于B位置的机械能。8、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。9、机械不变【解析】【详解】[1]由图知道，气缸中的两个气门都关闭，活塞向下运动，火花塞点火，所以是做功冲程，在此冲程中，气缸内气体燃烧产生的内能推动活塞做功，将内能转化为机械能。[2]热值是燃料的属性，与质量无关，一汽车油箱中的汽油用一半后，剩下的汽油的热值不变。10、有机合成材料CDD【解析】【详解】（1）[1]橡胶的主要成分是有机物，故属于有机合成材料。（2）[2]由题意可知，完成一个引体向上，小叶克服重力做的功为故完成16次标准动作所做的功为所用时间为t，故整个过程小叶克服重力做功的功率为（3）[3]A．将篮球举起，有力且在力的方向上移动距离，对篮球做了功，故A不符合题意；B．用力将篮球抛出，有力，且篮球在力的方向上通过了距离，对篮球做了功，故B不符合题意；CD．篮球在空中飞行、篮球进入篮筐是篮球具有惯性，人与篮球间没有力的作用，对篮球不做功，故CD符合题意。故选CD。（4）[4]篮球离开手后先向上做减速运动，到达最高点时动能最小，然后篮球向下做加速运动，故在其质量不变的情况下，其动能先变小，后变大；由于篮球在最高点时，具有向前的速度，速度不为0，故最小动能不为0，故可知ABC不符合题意，D符合题意。故选D。三、计算题1、（1）6.72×105J；（2）1.68×106J；（3）40%【解析】【详解】解：（1）根据题意知道，水壶中水的体积2L=2000ml=2000cm3水的质量为m=ρV=1g/cm3×20