综合解析苏科版九年级物理上册《机械能和内能》专题测评试题

苏科版九年级物理上册《机械能和内能》专题测评考试时间：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、下列说法正确的是（）A．燃料的热值越大，完全燃烧时放出的热量越多B．物体吸收的热量越多，比热容越大C．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率D．用水作为汽车发动机散热器的冷却剂，其主要原因是水的比热容较小2、关于温度、内能、热量下列说法正确的是A．温度从高温物体传递到低温物体 B．温度低于0℃的物体没有内能C．温度高的物体含有的热量多 D．一个铁块温度升高，它的内能增大3、酒精灯中的酒精在使用过程中，以下物理量会变化的是（）A．质量 B．密度 C．比热容 D．热值4、如图所示，小明在烧瓶内加入少量水，塞紧瓶塞并往瓶内打气，当瓶塞跳出时，可以看到瓶内出现白雾。在瓶塞跳出的过程中，下列描述错误的是（）A．瓶内水蒸气发生了液化现象 B．瓶内气体的内能减小C．外界对瓶内气体做功 D．瓶内气体的温度降低5、某小组利用酒精灯对500g冰均匀加热，他们每隔相同时间记录一次温度计示数观察物质状态；如图是记录数据绘制的“温度﹣时间”图像，已知c冰=2.1×103J/(kg•oC)，c水＝4.2×103J/(kg•oC)，由图像可知（）A．水升温比冰慢，说明水的比热容比冰小B．冰在熔化过程中温度保持不变，内能不变C．冰熔化过程吸收的热量是1.68×105JD．在CD段，水吸收的热量是2.1×104J6、潍柴集团于2020年正式发布全球首款热机效率突破50%的商用柴油机，世界内燃机发展出现历史性新突破。关于对此柴油机的说法正确是（）A．它必须用热值较高的燃油才能提高其热机效率B．对比其他柴油机，相同时间内对外做功更快C．对比其他柴油机，对外做同样的功消耗的燃料减少D．随着技术的进步，集团生产的内燃机效率能达到100%7、以下的日常生活事例中，通过热传递来改变物体内能的是（）A．太阳能热水器中水的温度升高 B．冬天，用力搓手，手变暖C．点燃的爆竹腾空而起 D．用水壶烧水，水蒸气将壶盖顶起8、小东用相同的加热装置，分别给质量相同的a、b两种物质加热，记录了加热时间t和与之对应的两种物质的温度T。他根据记录数据绘制了a、b两种物质“”图象，如图所示。下列说法中正确的是（）A．升高相同的温度，a物质吸收热量多 B．升高相同的温度，a、b物质吸收热量一样多C．a物质的比热容比b物质的比热容大 D．a物质的比热容比b物质的比热容小9、如图是单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图，下列四组关于这种内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序排列，正确的是（）A．丙、丁、乙、甲 B．乙、丁、甲、丙C．乙、甲、丁、丙 D．甲、乙、丙、丁10、下列说法正确的是（）A．冰冷的铁块不具有内能B．固体不容易被压缩，是因为分子间只有斥力C．物体吸收热量，温度不一定升高D．天然气燃烧越充分，其热值越大第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、2020年5月5日，我国长征五号B运载火箭成功发射。火箭使用的燃料是液态氢，这是利用了液态氢______的特点。装载的2t的液态氢完全燃烧放出的热量是______J。发射台下方建有水池，通过水______（填物态变化名称）吸收热量，使发射时发射台不至于温度过高被烧坏。（q氢=1.4×108J/kg）2、用两个相同的电加热器分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化关系图像如图所示，根据图像可知，甲液体的比热容______（选填“大于”“小于”或“等于”）乙液体的比热容；若乙的比热容为4×103J/（kg·℃），则甲的比热容为______J/（kg·℃）。3、如图所示，在试管中装些水，用软木塞塞住。加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出去，这一过程与汽油机的______冲程的能量转化过程相同。酒精的热值是3.0×107J/kg，从开始加热到木塞冲出，燃烧10g酒精，酒精燃烧放出的热量是______J，若水蒸气对木塞做功是3×103J，该装置作为热机的效率是______。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、小明同学在家时，经常帮父母做些力所能及的家务活。如图所示，他把水壶放在燃气灶上烧水，烧水过程中水的内能______（选填“增大”、“减小”或“不变”），这是通过______的方式改变水的内能，水烧开前比热容______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。6、反复弯折铁丝后，发现铁丝折处温度升高，如图中______图所对应的能量转化过程与此实验相同。若该汽油机飞轮转速为2400r/min，则汽油机每秒完成______个工作循环，对外做功______次。7、如图所示实验，木塞冲出时，试管口出现白雾，说明水蒸气内能______，（选填“增大”“减小”或“不变”），此过程能量转化情况与内燃机______冲程相同。从开始加热到木塞冲出，燃烧10g酒精，酒精燃烧放出的热量是______J，若水蒸气对木塞做功是3×104J，该装置作为热机的效率是______。（酒精的热值是3.0×107J/kg）8、装满水的洒水车，在平直的马路上一边洒水，一边匀速前行。在它洒水的过程中，洒水车的动能将________。9、图中单缸四冲程汽油机正处在_______冲程，若该汽油机转速为1800r/min，则它每秒钟完成________个冲程。用水循环带走汽油机产生的热量，这是利用了_______方式改变内能，并且利用了水的_______较大的特性。10、用煤气灶烧水是通过______的方式改变水的内能，水沸腾时，在水蒸气把壶盖顶起的过程中，水蒸气的内能______（选填“增加”或“减少”）。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、“运20”是我国自主研发的大型运输机，它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，若“运20”在高空中飞行时，在恒定的水平推力1.5×105N作用下，沿水平方向匀速航行了360km，用时0.5h，需要燃烧航空煤油2250kg，已知航空煤油的热值为q=4.0×107J/kg。在这一次航行中，求：（1）运输机航行的速度；（2）航空煤油完全燃烧放出的热量；（3）运输机发动机的热机效率。2、如图是某太阳能热水器，向其中注入100L水，阳光照射一段时间后，水温从20℃升高到60℃。水的比热容是。试求：（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？（2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是5.6×107J，则这段时间该热水器的效率是多少？（3）若水吸收的热量用天然气燃烧来提供，且用天然气加热的效率为50%，则需完全燃烧多少m3的天然气？（天然气的热值约为3.5×107J/m3）3、小明家买了新车，厂家提供的部分参数如下表。周末爸爸带着全家开车到海边游玩，车上的速度表如图所示，在高速公路上仪表盘显示百公里平均油耗12.5L。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)，水的密度为1.0×103kg/m3，92#汽油热值为4.5×107J/kg、密度为0.8×103kg/m3]。求：品牌：一汽——红旗整车型号：FA6500发动机输出功率：kW乘坐人数：5人推荐使用燃油92#油整车质量（kg）：1875水箱容积（L）：10制造年月：2021年10月（1）在冷却发动机过程中，水的温度升高50℃，求水吸收的热量是多少?（2）若匀速行驶1h，轿车发动机的效率是20%，则发动机的输出功率是多少W?4、氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点，氢气的热值为1.4×108J/m3，请计算：（1）完全燃烧0.5m3的氢气可放出多少的热量？（2）若这些热量有60%被水吸收，可以使多少质量的水温度升高50℃？5、小明用如图所示的便携式丁烷气炉（内置一瓶新的燃气瓶，相关参数见下表）烧水，测出本地水温为20℃，气压为标准大气压，水的比热容为4.2×103J/（kg⋅℃），设丁烷气体完全燃烧，求：气炉热效率η燃气消耗量ɛ气瓶净含量m丁烷热值q40%210g/h500g9×107J/kg（1）燃气瓶中丁烷完全燃烧可以放出的热量；（2）气炉持续燃烧8min，能够烧开的水的质量；（3）若将气炉热效率提高10%，同样烧开第（2）问中的水可节约的时间。-参考答案-一、单选题1、C【解析】【详解】A．由Q=mq可知，燃料的热值大，质量未知，完全燃烧时放出的热量不一定多，故A错误；B．比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与吸热的多少等无关，故B错误；C．使燃料燃烧更充分，可以提高燃料的利用率，可以提高热机效率，故C正确；D．水的比热容较大，相同质量的水和其它物质相比，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机用水来做冷却剂，故D错误。故选C。2、D【解析】【详解】A．热传递的实质是内能从高温物体转移到低温物体，传递的不是温度，传递的是内能，故A错误；B．一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动，则一切物体都有内能，故B错误；C．热量是一个过程量，只能说吸收或放出热量，不能说含有热量，故C错误；D．内能的大小跟质量、温度有关，物体温度升高，则内能增大，故D正确。故选D。3、A【解析】【详解】将一瓶酒精用去部分后，所含物质总量减少，所以剩余的酒精质量减少但密度、比热容、燃料的热值都属于物质的特性，它们的大小与物体的质量和体积均无关系，不会发生变化，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。4、C【解析】【详解】A．给瓶内打气，当瓶塞跳起时，可以看到瓶内出现白雾，说明水蒸气液化成了小水滴，故A正确，A不符合题意；BD．在这个过程中，气体膨胀对外做功，温度降低，内能减少，故BD正确，BD不符合题意；C．在瓶塞跳出的过程中，是瓶内气体对外做功，故C错误，C符合题意。故选C。5、C【解析】【详解】A．由题知，利用酒精灯对冰均匀加热，即在相同时间内冰吸热相同，由图可知，冰在前5min内温度升高了20℃，水在后10min内升高了20℃，可见升高相同的温度，水吸热时间长，故吸收热量多，而冰化水质量不变，所以由可知水的比热容比冰的比热容大，故A错误，A不符合题意；B．冰在熔化过程中，吸收热量，内能增加，但温度保持不变，故B错误，不符合题意；C．冰的质量为500g=0.5kg，温度变化了20℃，AB阶段5min物质吸收的热量因为相同时间内物质吸收的热量相同，则BC阶段物质吸收的热量是AB阶段的8倍，BC阶段热量共吸收了8×2.1×104J=1.68×105J故C正确，符合题意；D．冰熔化成水，质量不变，还是0.5kg，在CD段温度变化了20℃，水吸收的热量故D错误，不符合题意。故选C。6、C【解析】【详解】A．热机效率是有用功与燃料完全燃烧所放出的热量的比，与燃料的热值无关，故A错误；B．柴油机效率高，只表明有用功与总功的比值大，相同时间做功快指功率，效率与功率没有必然联系，故B错误；C．柴油机效率高，根据效率公式，当有用功一定时，效率越高，所需要总功更少，即燃烧同种燃料时，需要的燃料更少，故C正确；D．柴油机属于热机，在工作过程中不可避免会存在燃料燃烧不完全等因素导致能量损失，不可能达到100%，故D错误。故选C。7、A【解析】【详解】A．太阳能热水器中水的温度升高，属于热传递改变物体的内能，故A符合题意；B．用力搓手时，克服摩擦做功，使手的内能增加、温度升高，是利用做功的方式增加手的内能，故B不符合题意；C．点燃的爆竹，火药燃烧产生的燃气做功，将燃气的内能转化为机械能，是通过做功来改变物体内能，故C不符合题意；D．用水壶烧水，水蒸气将壶盖顶起，水蒸气的内能转化为机械能，是通过做功来改变物体内能，故D不符合题意。故选A。8、D【解析】【详解】AB．由图可知，升高相同的温度，b物质加热时间较长，吸收的热量较多，故AB错误；CD．由图可知，升高相同的温度，b物质加热时间较长，吸收的热量较多，说明b物质的吸热能力较强，它的比热容较大，故D正确，C错误。故选D。9、B【解析】【详解】图甲：进气门和排气门关闭，火花塞点火，为做功冲程；图乙：进气门打开，排气门关闭，为吸气冲程；图丙：进气门关闭，排气门打开，为排气冲程；图丁：进气门和排气门都关闭，火花塞未点火，为压缩冲程。内燃机一个工作循环中四个冲程为：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。故B正确，ACD错误。故选B。10、C【解析】【详解】A．任何物体都有内能，冰冷的铁块具有内能，故A错误；B．分子间存在相互的引力和斥力，固体不容易被压缩，是因为分子间有斥力，故B错误；C．晶体熔化过程中，吸收热量，温度不变，所以物体吸收热量，温度不一定升高，故C正确；D．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度、放出热量的多少等均无关，故D错误。故选C。二、填空题1、热值大2.8×1011汽化【解析】【详解】[1]火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料的热值大的特点，在完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料时，液态氢放出的热量较大。[2]2t液态氢完全燃烧放出的热量Q放=mq氢=2×103kg×1.4×108J/kg=2.8×1011J[3]发射台下方建有水池，则水在汽化吸收热量，使发射时发射台不至于温度过高被烧坏。2、小于2.5×103【解析】【详解】[1]图象可以看出：在相等时间内，液体甲温度变化量大，即甲液体的温度升高较快；而两个加热器相同、加热时间相等时，则两种液体吸收的热量相等，由公式Q吸＝cmt可知，在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下，温度升高快的液体比热容小，所以甲的比热容小于乙的比热容。[2]由图象可知，加热90min时，甲液体温度升高80℃，乙液体温度升高50℃，即Q吸甲＝Q吸乙根据Q吸＝cmt得c甲m甲t甲＝c乙m乙t乙已知m甲＝m乙，则3、做功3.0×1051%【解析】【详解】[1]木塞冲出时，水蒸气的内能对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能会减小，温度降低，内燃机的做功冲程也是将内能转化为机械能的过程。[2]酒精燃烧放出的热量[3]热机的效率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、增大热传递不变【解析】【详解】[1][2]用天然气烧水的过程中，水吸收热量，温度升高，内能增大，这是通过热传递的方式改变水的内能；[3]比热容是物质的一种特性，与物质的状态和种类有关，与温度无关，所以水烧开前水的比热容不变。6、B2020【解析】【详解】[1]反复弯折铁丝时，人对铁丝做功，将机械能转化为铁丝的内能，A图为吸气冲程，B图为压缩冲程，将机械能转化为内能，C图为做功冲程，将内能转化为机械能，D图为排气冲程，故与B原理相同。[2][3]由题意可知，汽油机飞轮转速为一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，该汽油机1s内完成20个工作循环，对外做功20次。7、减小做功3.0×10510%【解析】【详解】[1]木塞冲出时，水蒸气膨胀对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能会减小，温度降低，从而液化形成白雾。[2]内燃机的做功冲程也是将内能转化为机械能的过程。[3]酒精燃烧放出的热量[4]热机的效率8、减小【解析】【详解】洒水车在平直的马路上边洒水边匀速前进时，速度不变，而质量不断减小，所以动能不断减小。9、做功60热传递比热容【解析】【详解】[1]由图可见，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，因此该冲程是做功冲程。[2]汽油机完成1个工作循环，完成四个冲程，飞轮转2转，对外做功1次，1800r/min，则1s转30转，即每秒完成15个工作循环，完成60个冲程，对外做功15次。[3][4]水循环带走汽油机产生的热量，这是利用热传递的方式改变内能的，并且还利用了水的比热容较大的特性。10、热传递减少【解析】【详解】[1]用煤气灶烧水时，水从火炉上吸收热量，是通过热传递的方式改变水的内能。[2]水蒸气把壶盖顶起的过程中水蒸气对壶盖做功，水的内能转化成壶盖的机械能，水蒸气的内能减少。三、计算题1、（1）720km/h；（2）9×1010J；（3）60%【解析】【详解】解：（1）已知运输机航行的路程为s=360km航行时间t=0.5h则运输机航行的速度为（2）已知消耗航空煤油的质量为m=2250kg则航空煤油完全燃烧放出的热量为Q放=qm=4.0×107J/kg×2250kg=9×1010J（3）已知运输机的水平推力为F=1.5×105N则运输机推力所做的功为W=Fs=1.5×105N×360×103m=5.4×1010J则运输机发动机的热机效率为答：（1）运输机航行的速度为720km/h；（2）航空煤油完全燃烧放出的热量为9×1010J；（3）运输机发动机的热机效率为60%。2