强化训练苏科版九年级物理上册《机械能和内能》专题测试试题（含解析）

苏科版九年级物理上册《机械能和内能》专题测试考试时间：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，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2、关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（）A．我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多B．在汽油机的压缩冲程中，内能转化为机械能C．用锯条锯木板，锯条的温度升高，是由于锯条从木板吸收了热量D．把零下10oC的冰块放在0oC的冰箱保鲜室中，一段时间后，冰块的内能会增加3、跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，关于运动员（不包含降落伞和绳）下列说法正确的是（）A．动能不变，重力势能不变，机械能不变B．动能变大，重力势能变小，机械能不变C．动能不变，重力势能变小，机械能变小D．动能变小，重力势能变小，机械能变小4、一铜块与铅块质量之比是2∶3，铜、铅的比热容之比是3：1，若它们吸收的热量相同，则升高的温度之比为（）A．2∶1 B．1∶2 C．4∶9 D．9∶45、如图所示，上、下两个广口瓶分别装有空气和二氧化氮气体，中间用玻璃板隔开，抽去玻璃后（）A．二氧化氮向上方扩散，空气不会向下方扩散B．空气向下方扩散，二氧化氮不会向上方扩散C．当两种气体分布均匀后，分子就不会向上或向下运动了D．当两种气体分布均匀后，分子仍会向上或向下不断运动6、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℃7、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8、下列关于分子动理论的说法正确的是（）A．在花园里闻到花香，说明分子在不停地做无规则运动B．固体很难被压缩说明分子间有引力C．将石块研磨成粉状，说明分子变小了D．“破镜不能重圆”说明分子间没有引力9、如图所示是探究能量转化的装置，下列相关说法错误的是（）A．水蒸气驱动叶轮转动，水蒸气的内能减小了B．实验过程中，燃料的化学能直接转化为叶轮的机械能C．对水加热过程中是通过热传递使水的内能增大的D．此实验展现了热机工作时的能量转化过程10、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%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、如图为火箭发射的场景。火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为它的______大，火箭发射升空时燃料的化学能转化为______能，再转化为火箭的机械能。2、如图所示，是汽油机工作循环中的___________冲程，若飞轮的转速为1800r/min，则汽油机每秒钟内做了___________次功。3、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。4、小明在检查爸爸驾驶的汽车时，发现发动机气缸顶部有火花塞，由此可以确定汽车的发动机是______油机。如题图所示是______冲程，该冲程是将______能转化为内能。5、图中单缸四冲程汽油机正处在______冲程，汽油机工作时会产生大量热，需要用水进行降温，是利用水的______大的特性。6、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。7、“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。8、如图甲所示的实验现象说明分子在______；如图乙所示的实验现象说明分子间______；如图丙所示的实验现象说明分子的热运动与温度有关，温度越高，分子运动越______。甲：抽掉玻璃板后，二氧化氮气体进入上面的空气瓶中乙：两铅块挤压后不易分开丙：墨水在热水中比在冷水中扩散得快9、在一杯水中滴入红墨水，静置一段时间后发现整杯水变红，这是______现象，此现象说明分子在______。将两块表面干净的铅块压紧后，即使在铅块下面挂了物体也不会将它们拉开（如图所示），这说明分子间存在______。（选填“引力”或“斥力”）10、如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部，放入一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内的空气温度升高，空气的内能______（填“增加”或“减少”），空气的内能是通过______方式改变的；筒内的棉花由于温度升高到着火点而燃烧，棉花的内能是通过______方式改变的。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、合理分类和利用垃圾可以保护环境、变废为宝。在一定条件下，1t分类后的垃圾能“榨”出140kg燃料油，若燃料油的热值为4.0×107J/kg[，ρ水＝1.0×103kg/m3]。则：（1）1t分类后的垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧能释放多少热量？（2）在标准大气压下，这些热量的30%被5×103kg初温是30℃的水吸收，水温能升高多少？2、某家庭用燃气热水器将质量为100kg、温度为10℃的自来水加热到60℃，消耗的天然气体积为2m3（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值为3×107J/m3，求在此过程中：（1）自来水吸收的热量；（2）该热水器工作时的效率。3、一辆汽车以72km/h的速度匀速行驶10min，消耗的汽油为1.2kg。汽车匀速行驶时受到的阻力为1.2×103N，汽油的热值q=4.6×107J/kg。问：（1）汽车牵引力做的功；（2）假设燃料完全燃烧，则放出的总热量是多少？（3）内燃机的效率；（4）这段时间内汽车牵引力做功的功率是多少？4、烈士公园是长沙市最大的公园，公园里的年嘉湖占全园面积的百分比四十，所以划船成了烈士公园一景。如图是年嘉湖的观光艇，其部分技术参数如下表：（g=10N/kg，q柴油=4.3×107J/kg）商品名称XX观光艇商品型号船长7.5m×型宽2.0m×型深0.9m空船质量800kg发动机最大输出功率40kW最大载人数量9人最大航速10m/s求：（1）当观光艇满载时，若排开水的体积为1.25m3，观光艇所受的浮力是多大；（2）当观光艇以最大速度航行时，发动机输出的牵引力为4000N，观光艇受到水的平均阻力为多大；（3）某次以最大航速游玩，耗时30分钟，消耗柴油6kg，求柴油机的效率。5、小芳家的太阳能热水器，水箱容积是200L．小芳进行了一次观察活动：某天早上她用温度计测得自来水的温度为22℃，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47℃．请你求解下列问题：（1）水箱中水的质量是多少kg；（2）水箱中水吸收的热量。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]（3）如果水吸收的这些热量由燃烧煤气来提供，需要燃烧煤气3m3，则煤气灶的效率为多少？（煤气的热值为q煤气＝1.8×107J/m3）-参考答案-一、单选题1、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。2、D【解析】【详解】A．我们不敢大口地喝热气腾腾的汤，是因为热汤的温度高；热量是一个过程量，不能用“含有”来描述，故A错误；B．在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物，机械能转化为内能，故B错误；C．用锯条锯木板，摩擦生热，机械能转化成内能，锯条的温度升高，是通过做功的方式增加了锯条和木板的内能，故C错误；D．将-10℃的冰块放在冰箱的0℃保鲜室中，冰块温度低于保鲜室内温度，冰块吸收热量，内能增加，故D正确。故选D。3、C【解析】【详解】在空中匀速直线下降的过程中，速度不变，所以动能不变；高度降低，所以重力势能减小；机械能等于动能和重力势能之和，所以机械能在变小。故C正确，ABD错误。故选C。4、B【解析】【详解】由题意可知：吸收的热量是相同的，热量之比为1∶1，由可得则升高的温度之比故ACD错误，不符合题意；B正确，符合题意。故选B。5、D【解析】【详解】AB．扩散是因为分子在不停地做无规则运动，彼此进入对方的现象，所以空气分子和二氧化氮分子将同时向对方扩散，而不是单向扩散，故AB不符合题意；CD．分子在永不停息地做无规则运动，即使两种气体分布均匀后，分子还会继续向上或向下运动，故C不符合题意、D符合题意。故选D。6、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。7、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。8、A【解析】【详解】A．在花园里闻到花香，是花香的分子发生了扩散现象，扩散现象表明分子在不停的做无规则的运动，故A正确；B．分子间既有引力也有斥力，固体很难被压缩说明分子间有斥力，故B错误；C．分子体积非常小，一般几纳米到零点几纳米之间，肉眼无法直接观察，粉状石块并非分子，故C错误；D．分子间既有引力也有斥力，破镜不能重圆是因为破损后再拼在一起后，连接位置间隙较大，玻璃分子间的间隔不能达到小于分子直径的10倍的程度，分子间几乎没有了作用力，故D错误。故选A。9、B【解析】【详解】ABC．燃料燃烧将化学能转化为内能，水吸收热量沸腾汽化为水蒸气，高温的水蒸气可以驱动叶轮转动，水的内能转化成了叶轮的机械能，水蒸气自身的温度会降低，内能会减少，故AC正确，不符合题意，B错误，符合题意；D．热机工作时，将内能转化为机械能，因此此实验展现了热机工作时能量转化过程，故D正确，不符合题意。故选B。10、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。二、填空题1、热值内【解析】【详解】[1]火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为它的热值大，相同质量的氢气和其它燃料相比，完全燃烧放出更多的热量，进而可以提供更多的机械能。[2]氢气燃烧放出热量，故将燃料的化学能转化为内能。2、做功15【解析】【详解】[1]根据图像可知，进气门可出气门关闭，活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功，所以为做功冲程。[2]一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min，说明1min飞轮转1800r，则每秒飞轮转完成循环次数为所以汽油机每秒钟内做了15次功。3、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。4、汽压缩机械【解析】【详解】[1]汽油机顶部有个火花塞，柴油机顶部有个喷油嘴，发现发动机气缸顶部有火花塞，由此可以确定汽车的发动机是汽油机。[2][3]由图知，两个气门都关闭，活塞向上运动，此冲程为压缩冲程，将机械能转化为内能。5、做功比热容【解析】【详解】[1]由图可知，两个气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程。[2]汽油机工作时会产生大量热，一般用水做冷却剂，是因为水的比热容比较大，在质量相同、升高的温度相同时，水可以吸收更多的热量，降低发动机的温度。6、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。7、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。8、不停地做无规则运动存在着相互作用的引力剧烈【解析】【详解】[1]抽出玻璃板后，空气与二氧化氮相互运动对方瓶中，两瓶气体逐渐均匀混合，是气体发生扩散现象的结果，说明分子在不停地做无规则运动。[2]两铅块挤压后能吊住大钩码，不易分开，表明两铅块之间有相互吸引的作用力，说明分子间存在着相互作用的引力。[3]墨水在热水中比在冷水中扩散的快，原因是热水温度比冷水温度高，温度越高，分子运动越剧烈，所以看到热水变色比冷水变色快。9、扩散不停地做无规则运动引力【解析】【详解】[1][2]在一杯水中滴入红墨水，因为分子在不停地做无规则运动，所以静置一段时间后发现整杯水变红，这是扩散现象。这个现象说明分子在不停地做无规则运动。[3]将两个底面平整、干净的铅柱紧压后，两个铅柱的底面分子之间的距离比较大，表现为引力，使两个铅柱结合在一起，即使下面吊一个重物也不会将它们拉开。10、增加做功热传递【解析】【详解】[1][2]迅速向下压活塞，活塞会压缩空气做功，机械能转化为内能，使空气的内能增加，温度升高，这是通过做功的方法增大空气内能。[3]当温度达到棉花的燃点时，棉花就会燃烧，这是通过热传递的方式增加棉花的内能的。三、计算题1、（1）5.6×109J；（2）70℃【解析】【详解】解：（1）1t分类后的垃圾能“榨”出140kg燃料油，则这些燃料油完全燃烧释放的热量为（2）由题意可得水吸收的热量为根据可得水升高的温度为因为在标准大气压下水的沸点是100℃，且所以水的末温为100℃，则水实际升高的温度答：（1）则1t垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧能释放5.6×109J的热量；（2）在标准大气压下，这些热量的30%被5×103kg初温是30℃的水吸收，则水温能升高70℃。2、（1）2.1×107J；（2）35%。【解析】【详解】解：（1）水吸收的热量Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg·℃）×100kg×（60℃﹣10℃）=2.1×107J（2）天然气完全燃烧放出的热量Q放=Vq=2m3×3×107J/m3=6×107J燃气灶的效率答：（1）水吸收的热量为2.1×107J。（2）该热水器工作时的效率是35%。3、（1）1.44×107J；（2）5.52×107J；（3）26.1%；（4）24000W【解析】【