综合解析苏科版九年级物理上册《机械能和内能》难点解析练习题（含答案解析）

苏科版九年级物理上册《机械能和内能》难点解析考试时间：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、下面关于汽油机和柴油机的说法中，错误的是（）A．汽油机和柴油机使用的燃料不同B．柴油机和汽油机做功冲程都是将内能转化为机械能C．柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞D．汽油机和柴油机的效率没有差别，完全相同2、下列有关温度、热量和内能的说法正确的是（）A．物体放出热量，温度一定降低 B．热量都是从内能多的物体向内能少的物体传递C．物体的温度升高，内能一定增大 D．80℃的水一定比30℃的水含有的热量多3、汽车发动机用水作冷却液，是因为水的（）A．比热容大 B．密度大 C．体积大 D．内能大4、下列实验中，通过做功的方式改变物体内能的是（）A．向饮料中加冰块，饮料温度降低B．盛夏，阳光曝晒路面，路面温度升高C．寒冬，用热水袋暖手，手感到温暖D．用锯锯木头，锯条温度升高5、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%6、下列实例中，通过做功的方式改变了物体内能的是（）A．用烤箱加热红薯，红薯的温度升高了B．把菜刀在磨刀石上磨几下，菜刀的温度升高了C．把热鸡蛋放在冷水里，过一会儿冷水的温度升高了D．点燃燃气灶，过一会儿灶上面的铁锅的温度升高了7、已知水和煤油的质量之比是，比热容之比是，若它们吸收相等的热量，水的温度升高了20℃，则初温是18℃的煤油的温度能升高到（）A．68℃ B．50℃ C．40℃ D．32℃8、用规格相同的电加热器分别对质量相等的甲和乙两种液体加热（不计热量损失），如图所示，是甲和乙的温度随加热时间变化的图像，下列说法正确的是（）A．加热相同时间，乙吸收热量比甲多 B．由图可知，乙的比热容比甲大C．乙物质在B点的分子动能大于A点的分子动能 D．乙物质在A点的比热容比B点低9、下列说法正确的是（）A．0℃的水不具有内能 B．一杯水和半杯水的比热容相同C．温度越高的物体具有的热量越多 D．组成物质的分子之间，只存在引力不存在斥力10、两个不同的金属的质量之比为1∶4，吸收相同的热量后升高的温度之比是2∶1，则两个金属块的比热容之比为（）A．1∶2 B．2∶1 C．1∶8 D．8∶1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、阅读材料，回答问题。热阻当物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递。热传导是热传递的一种方式，物体对热量的传导有阻碍作用，称为热阻，用R表示。物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比、与垂直传导方向的横截面积S成反比，还与物体的材料有关，关系式为，式中称为材料的导热系数，不同材料的导热系数一般不同。房屋的墙壁为了保温，往往使用导热系数较小的材料，如果墙壁一侧是高温环境，另一侧是低温环境，墙壁温度变化随着厚度改变而均匀递增（或递减），则在墙壁中能形成稳定的热量流动，单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比，与墙壁的热阻成反比。（1）同一物体发生热传导的条件是物体的不同部分之间存在______；热量传导过程和电流相似，温度差相当于电路中______（选填“电流”或“电压”）；（2）同样形状的材料，导热系数越大，热阻______（选填“越大”或“越小”）；（3）如题图甲所示，长方体实心铝块的长、宽、高分别为2L、1.5L、3L，当热量从左向右流动时，铝块的热阻为R1，热量从下向上流动时，铝块的热阻为R2，则R1______R2（选填“>”“<”或“=”）；（4）如图乙所示，墙壁厚度为d，墙壁外侧环境温度为，内侧环境温度为，虚线到内侧墙壁的距离为，热量在墙壁中稳定地流动，单位时间内传到内侧墙壁的热量为Q0，则虚线处的温度为______（用t0表示），若外侧墙壁的环境温度升高到1.2t0，内侧环境温度仍为，则单位时间内传到内侧墙壁的热量为______（用Q0表示）。2、水很难被压缩，说明分子间存在______（填“引力”或“斥力”）；水结冰后，很难被拉伸，说明分子间存在______（填“引力”或“斥力”）；往冰块上滴一滴墨水，发现冰块被染黑了，说明______。3、一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速为3600转/分，则此时这台汽油机活塞1s对外做功___________次。完全燃烧2kg汽油放出的热量是___________J（）。4、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）5、甲、乙两物体质量都为1kg，丙物体质量为2kg，三个物体温度都升高1℃；吸收热量如图所示。（1）甲物体的比热容c甲为______；（2）甲、乙、丙三个物体的比热容由大到小排列是______（填编号）A．c甲>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（3）若乙物体温度降低1℃，其放出的热量是______；（4）若由丙这种物质制成两个质量不等的物体，其比热容______（填“相同”或“不同”）。6、某单缸四冲程内燃机飞轮的转速为1200r/min，该内燃机每秒钟对外做功的次数为______次。若一台汽油机在一个工作循环中消耗了10g的汽油（热值为4.6×107J/kg），若这台汽油机的效率为30%，则一个工作循环中输出的有用机械能为______J。如题图所示是______（填“汽油机”或“柴油机”）的构造示意图。7、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]8、生活中的“热”含义非常丰富，物理学中，“物体吸热升温”的“热”指______。“摩擦生热”的“热”是指______，“天气很热”中的“热”是指______。9、“拆鱼羹”是顺德的传统美食，烹饪“拆鱼羹”的过程是通过______的方式改变其内能的。随着温度升高，羹的香气更加浓郁，是因为温度越高，分子无规则运动越_______，热气腾腾的“拆鱼羹”摆上桌，立刻香气满屋，这是______现象。10、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）。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、如图是我国自行研制的大型运输机“运20”将首次参加珠海航展。“运20”的部分参数如表：机长/m47最大飞行速度/km/h720高/m15最大飞行速度的平均阻力/N500000最高载重量/t66燃料航空燃油着地支撑轮子个数/个6发动机效率η40%最大起飞重量/t225翼展长/m45最长航程/km4000每个轮着地面积/m20.25若“运20”从某基地起飞以最大飞行速度飞到珠海，飞行时间为2.5h，求：（1）基地到珠海的航程是多大？（2）“运20”以最大起飞重量降落在地面时对地面的压强是多大？（3）“运20”在此飞行过程中做了多少功？（4）若航空燃料的热值是4.5×107J/kg，则飞机在起飞前至少要装载多少kg的航空燃料？2、太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一。热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5h的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃。[水的比热容c水＝4.2×103J/(kg•℃)]求：（1）热水器中的水吸收的热量Q；（2）热水器5h内接收到的太阳能E；（3）热水器的效率η；（4）若改用热效率为30%的煤炉来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤？（煤的热值q＝4.2×107J/kg，保留两位小数）3、如图所示，是一辆汽车通过滑轮组匀速将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深12m，物体质量为600kg，汽车重G＝7×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力2200N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍。（g＝10N/kg）求：（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力做了多少功？（2）若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要多长时间？（3）汽油的热值为4.6×107J/kg，汽车以3m/s的速度把物体拉到井口时，消耗的汽油为20g，则此汽车发动机的效率为多少？4、2020年1月27日。为抗击新型冠状病毒肺炎疫情，安徽医科大学各附属医院紧急派出22名医护人员，他们与其他省属医院的白衣战士一起，组成安徽省第一批支援武汉的医疗队伍，出征武汉。假设客车（包括车上的人和物资）总质量为5×103kg，在某段平直的高速公路上，客车以90km/h的速度匀速行驶了200km，平均每百公里油耗为20L，所受的平均阻力是客车总重的0.04倍，汽油的热值是4.6×107J/kg（假设汽油完全燃烧，汽油的密度为0.75×103kg/m3，g取10N/kg）。求：（1）客车行驶200km，牵引力做了多少功？（2）客车发动机的效率是多少？（百分比后保留一位小数）（3）如果将效率提高百分之一，则同样消耗20L汽油可以比原来多行驶多少km？5、在一个标准大气压下，用炉子将10kg的水从20℃加热至沸腾（100℃），燃烧了0.5kg的焦炭，已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)，若热量有50%被吸收，求：（1）水吸收多少热量？（2）求焦炭的热值？-参考答案-一、单选题1、D【解析】【详解】A．汽油机和柴油机使用的燃料不同，汽油机使用汽油，柴油机使用柴油，故A正确，不符合题意；B．柴油机和汽油机做功冲程都是将燃料燃烧释放内能推动活塞运动，将内能转化为机械能，故B正确，不符合题意；C．汽油机气缸顶部有个火花塞，采用点燃式点火，柴油机气缸顶部有个喷油嘴，采用压燃式点火，故C正确，不符合题意；D．一般柴油机的压缩比比汽油的大得多，且气缸内柴油燃烧要比汽油燃烧更充分，所以柴油机的效率更高一些，故D错误，符合题意。故选D。2、C【解析】【详解】A．晶体凝固时放热温度保持不变，故A错误；B．热传递发生是热量从高温物体向低温度转移，内能大小与物体的质量、温度、状态等多个因素有关，温度高不一定内能大，故B错误；C．由可知，同一物体的质量和比热容是一定的，温度升高，内能一定变大，故C正确；D．热量是过程量，只有在热传递的过程中才能得到体现，不能说含有热量，故D错误。故选C。3、A【解析】【详解】因为水的比热容大，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，所以人们用冷水冷却发动机。故选A。4、D【解析】【详解】A．向饮料中加冰块，饮料温度降低，是通过热传递改变物体的内能，故A不符合题意；B．盛夏，阳光曝晒路面，路面温度升高，属于热传递改变物体的内能，故B不符合题意；C．寒冬，用热水袋暖手，手感到温暖，是通过热传递改变物体的内能，故C不符合题意；D．用锯锯木头，锯条温度升高，是克服摩擦力做功，机械能转化成内能，属于做功改变物体的内能，故D符合题意。故选D。5、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。6、B【解析】【详解】A．用烤箱加热红薯，属于通过热传递改变物体的内能，故A不符合题意；B．把菜刀在磨刀石上磨几，菜刀的温度升高是因摩擦而发热，属于通过做功改变物体的内能，故B符合题意；C．把热鸡蛋放在冷水里，鸡蛋的温度降低，属于通过热传递改变物体的内能，故C不符合题意；D．点燃燃气灶，过一会儿灶上面铁锅的温度升高，属于通过热传递改变物体的内能，故D不符合题意。故选B。7、A【解析】【详解】由可知物质吸热后温度变化量，水和煤油升高温度之比已知水温升高的温度为，所以因煤油的初温是18℃，所以最后的温度故选A。8、C【解析】【详解】A．相同的加热器，相同时间产生的热量是相同的，所以加热相同时间，甲乙吸收的热量相同，故A错误；B．根据比热容的公式可知，在质量的不同种物质，吸收相同的热量，温度变化大的比热容小。由图可知，加热相同时间，即吸收相同的热量，乙的温度变化大，所以乙的比热容小，故B错误；C．物体的温度越高，分子热运动越剧烈，乙物质在B点的温度高于A点的温度，表明B点分子热运动更剧烈，所以乙物质在B点的分子动能大于A点的分子动能，故C正确；D．物质的比热容是物质一种性质，只与种类和状态有关，与温度无关，所以两点的比热容是一样的，故D错误。故选C。9、B【解析】【详解】A．一切物体都有内能，0℃的水也具有内能，故A错误；B．比热容是物质的一种特性，不管是一杯水还是半杯水，都是水，物质的种类没有改变，所以比热容也是保持不变的，故B正确；C．热量是指物体发生热传递时转移能量的多少，热量是过程量，不是状态量，不能说物体含有或者具有热量的多少，故C错误；D．物质的分子之间有相互的引力和斥力，物体被压缩时，分子之间表现为斥力，物体被拉伸时，分子之间表现为引力，故D错误。故选B。10、B【解析】【详解】两个金属块的比热容之比故选B。二、填空题1、温度差电压越小<1.4Q0【解析】【详解】（1）[1]由题意可知，当同一物体的不同部分之间存在温度差时，会发生热传导。[2]由题意可知，温度差是进行热传导的原因，与电压是形成电流的原因类似，故可知温度差相当于电路中的电压。（2）[3]由可知，同样形状的材料，导热系数越大，热阻R越小。（3）[4]由题意可知，热量从左向右流动时，长度L1=2L，横截面积为S1=1.5L×3L=4.5L²热量从下向上流动时，长度L2=3L，横截面积为S2=1.5L×2L=3L²因是同一铝块，导热系数相同，故由可知故可知R1<R2。（4）[5]设虚线处的温度为t，墙壁的横截面积为S，则由题意可知，从外侧环境传到虚线处的热量为从虚线处传到内侧环境的热量为因热量在墙壁中稳定地流动，故可知Q1=Q2，即解得虚线处的温度为[6]设墙壁外侧到墙壁内侧的热阻为R，则由题意可知，墙壁外侧环境温度为t0，内侧环境温度为时，单位时间内传到内侧墙壁的热量为Q0，则有由题意可知，当外侧墙壁的环境温度升高到1.2t0，内侧环境温度仍为时，单位时间内传到内侧墙壁的热量为2、斥力引力分子在不停的做无规则的运动【解析】【详解】[1][2]分子之间存在相互作用的引力和斥力。水很难被压缩，说明分子间存在斥力；水结冰后，很难被拉伸，说明分子之间存在引力。[3]一切物质的分子都在不停地做无规则运动，温度越高，分子运动越剧烈。往冰块上滴一滴墨水，发现冰块被染黑了，说明分子在不停地做无规则运动。3、30【解析】【详解】[1]飞轮转速为3600转/分，则1s内飞轮转动60转；汽油机工作时每四个冲程飞轮转2转，做功1次，因此这台汽油机活塞1s对外做功30次。[2]完全燃烧2kg汽油放出的热量是4、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5、A2000J相同【解析】【详解】（1）[1]质量为1kg的某种物质，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量是这种物质的比热容。由图像可知，三个物体都升高1℃，甲吸收的热量为3000J，乙、丙吸收的热量均为2000J，甲、乙两物体质量都为1kg，丙物体质量为2kg，根据比热容的定义可知，甲物体的比热容是。（2）[2]根据比热容的定义可知，乙的比热容丙的比热容故甲、乙、丙三个物体的比热容由大到小排列是c甲>c乙>c丙，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。（3）[3]1kg的乙物体温度升高1℃时，吸收的热量是2000J，由比热容的定义可知，同种物质温度升高1℃和降低1℃，吸热和放热是相同的，所以1kg的乙物体温度降低1℃放出的热量是2000J。（4）[4]比热容是物质的一种特性，由同种物质制成两个质量不等的物体，其比热容相同。6、101.38×105柴油机【解析】【详解】[1]单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min=20r/s，即1s飞轮转20r，因为内燃机的一个工作循环中，完成4个冲程，飞轮转2r，对外做功1次，所以，该内燃机1s飞轮转20r，对外做功10次。[2]汽油的质量m=10g=0.01kg汽油完全燃烧放出的热量Q=qm=4.6×107J/kg×0.01kg＝4.6×105J由得，一个工作循环中输出的有用机械能W有＝ηQ＝30%×4.6×105J＝1.38×105J[3]题图中装置的顶部是喷油嘴，是柴油机的构造示意图。7、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。8、热量内能温度【解析】【详解】[1]物体吸热升温，是指物体吸收热量后，温度增加，所以这里的“热”指的是热量。[2]摩擦生热是通过克服摩擦做功，使物体的内能增加，所以这里的“热”指内能。[3]今天天气很热的“热”，指的是气温高，这里的“热”指的就是温度。9、热传递快扩散【解析】【详解】[1]改变物体内能的方法是做功和热传递。烹饪“拆鱼羹”的过程是通过热传递的方式改变其内能的。[2]分子无规则运动的速度与温度有关。随着温度升高，羹的香气更加浓郁，是因为温度越高，分子无规则运动越快。[3]不同物质在互相接触时彼此进入对方的现象叫扩散。接触热气腾腾的“拆鱼羹”摆上桌，立刻香气满屋，这是扩散现象。10、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三、计算题1、（1）1800km；（2）1.5×106Pa；（3）9×1011J；（4）5×104kg【解析】【详解】解：（1）由，v＝720km/h，t＝2.5h，飞机飞行的路程（2）已知飞机的最大重量飞机在水平面时压力等于重力，即F＝G，最大起飞重量降落在地面时对地面的压强（3）已知飞机飞行时的动力等于飞机的平均阻力，F′＝5×105N，飞机飞行时做的功（4）汽油燃烧释放的能量飞机消耗的燃油质量答：（1）基地到珠海的航程是1800km；（2）“运20”以最大起飞重量降落在地面时对地面的压强是1.5×106Pa；（3）“运20”在此飞行过程中做了9×1011J的功；（4）飞机共消耗燃油5×104kg。2、（1）8.4×106J；（2）2.1×107J；（3）40%；（4）0.67kg【解析】【详解】解：（1）热水器中的水吸收的热量Q吸＝c水m水(t﹣t0)＝4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(40℃﹣20℃)＝8.4×106J（2）热水器5h内接收到的太阳能E＝4.2×106J/h×5h＝2.1×107J（3）热水器的效率（4）由可知，煤完全燃烧放出的热量由Q＝mq可知，需要完全燃烧煤的质量答：（1）热水器中的水吸收的热量为8.4×106J；（2）热水器5h内接收到的太阳能为2.1×107J；（3）热水器的效率40%；（4）若改用热效率为30%的煤炉来加热这些水，需要完全燃烧0.67kg的煤。3、（1）7