综合解析苏科版九年级物理上册《机械能和内能》重点解析试卷（含答案详解版）

苏科版九年级物理上册《机械能和内能》重点解析考试时间：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、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2、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3、下列说法正确的是（）A．物体的质量越大，它的比热容就越大B．物体吸收的热量越多，它的比热容就越大C．烈日下的海水比沙滩更凉爽，是由于沙石的比热容比水的大D．生物体内水的比例很高，由于水的比热容较大，因此有助于调节生物体自身温度4、跳绳是体育中考项目之一，小明的质量为50千克，每次跳起高度约为6厘米（人视作整体上升，如图所示），一分钟跳80次，下列说法正确的是（）A．向上起跳过程中小明的动能持续增大B．小明在这一分钟内跳绳的功率约为40WC．小明跳一次克服重力做功约2JD．下落过程中小明的重力势能不变5、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6、下列关于内能、热量等说法正确的是（）A．铁水很热具有内能，冰块很冷没有内能 B．物体温度越高，含有的热量越多C．烧水是通过做功的方式改变水的内能 D．火箭用液态氢做燃料是因为氢热值大7、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8、下列说法正确的是（）A．使用天然气做燃料，燃烧越充分，热值越大B．汽油机的做功冲程是将机械能转化为内能C．汽车发动机采用冷水进行冷却，是利用水的比热容较大的性质D．摩托车上的热机工作时提供动力的是吸气冲程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、如图所示分别为内燃机甲、乙的能量流向图，则下列说法正确的是（）A．通过技术改进，可使甲的E4等于E1B．若E4大于E4＇，则甲的热机效率一定高于乙C．若E5小于E5＇，，则甲的热机效率一定高于乙D．若甲、乙的热机效率相等且E1等于E1＇，则E4一定等于E4＇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）2、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。3、在日常生活中，我们经常用“热”字，但它们的含义往往不同。例如，“今天的天气很热”，这里的“热”字表示是______；“摩擦生热”，这里的“热”字表示的是______；“物体吸热升温”，这里的“热”字表示的是______。可见，同一个“热”字含义不同。4、“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。5、把两块表面很平且干净的铅压紧，两块铅就结合在一起，甚至下面吊一个重物都不能把它拉开，这一现象说明______；给自行车打气时，打气筒会发热，这是通过______的方法使打气筒的内能增加；完全燃烧______kg酒精能产生1.5×107J的热量。（酒精的热值是3.0×107J/kg）6、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·℃）]7、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）8、2017国际滑联短道速滑世界杯上海站比赛受到市民的热情关注。运动员用力蹬地后便能加速向前，这是因为力的作用是______，此过程中，运动员的动能______（选填“增大”、“不变”或“减小”）。9、掷实心球是中考体育考试的一个项目，抛出去的实心球从最高点下落的过程中，重力势能______，动能______。（均选填“变大”或“变小”）10、汽车在行驶时，发动机的温度会升得很高。为了确保安全，可用循环水进行冷却，用水来冷却是因为水的______较大，这是通过______的方式来改变发动机的内能，某品牌汽车行驶100km耗油8kg，这些汽油完全燃烧要放出的______J的热量。（汽油的热值q=4.6×107J/kg）三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、随着科技的发展，氢燃料新能源公交车慢慢在投放使用，氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源，（；）。求：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，求水升高的温度；（3）若某次该氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶了1h，共消耗了7.2kg的氢燃料，则该公交车此次工作的效率是多少？2、中国科学家首次在南海试采可燃冰取得圆满成功，实现了我国天然气水合物开发的历史性突破。可燃冰清洁无污染，储量巨大，是一种非常理想的新型能源。可燃冰的热值很大，是天然气热值的10倍以上，若按15倍计算。[c水=4.2×103J/(kg•℃)，天然气的热值q=7.0×107J/m3]求：（1）体积为0.01m3的可燃冰完全燃烧放出的热量为多少？（2）若这些热量的90%被质量为100kg的水吸收，则水升高的温度是多少？3、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]4、小宁用煤炉给10kg的水加热，同时把加热过程中对应的时间测得的水温绘制成右图。若煤炉热效率为42%，煤的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤的热值约为3×107J/kg。加热6min，求：（1）水所吸收的热量；（2）煤完全燃烧时产生的热量及煤的质量。5、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？-参考答案-一、单选题1、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。2、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。3、D【解析】【详解】AB．比热容是物质的一种特性，与质量的大小、物体所吸收的热量多少无关，故AB错误；C．因为水的比热容大，在吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化比沙石小，所以烈日下海水比沙滩更凉爽，故C错误；D．生物体内水的比例很高，由于水的比热容大，在吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化小，这种状况有助于调节生物体自身温度，故D正确。故选D。4、B【解析】【详解】A．向上起跳过程中，质量不变，速度减小，小明的动能减小，故A错误；BC．小明的重力为G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N小明跳一次克服重力做功W＝Gh＝500N×0.06m＝30J小明在这一分钟做的总功W总＝80×W＝80×30J＝2400J小明在这一分钟内跳绳的功率故故B正确，C错误；D．下落过程中小明的质量不变，高度降低，所以重力势能变小，故D错误。故选B。5、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。6、D【解析】【详解】A．一切物体都有内能，故A错误；B．热量是指物体在热传递的过程中，发生转移的内能的量，这是一个过程量，所以热量不能说“含有”，故B错误；C．烧水的过程中，水和热源之间存在温差，发生了热传递，所以是通过热传递的方式改变水的内能，故C错误；D．火箭用液态氢做燃料是因为氢热值大，单位质量放出来的热量更多，故D正确。故选D。7、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。8、C【解析】【详解】A．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、放出热量的多少以及燃烧温度的高低等均无关，故A错误；B．汽油机的做功冲程是燃气通过做功的方式将内能转化为机械能，故B错误；C．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，所以汽车发动机冷却用水作为工作物质，故C正确；D．摩托车上使用的是汽油机，汽油机工作时提供动力的是做功冲程，故D错误。故选C。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、D【解析】【详解】A．无论怎样技术改进，额外功的产生不可避免，有用功E4总是小于总功E1。故错误；BC．根据公式知，若E4大于E4＇，只有E1等于E1＇时，甲的热机效率一定高于乙；若E5小于E5＇，甲的热机效率不一定高于乙。故BC错误；D．根据知，若甲、乙的热机效率相等且E1等于E1＇，则E4一定等于E4＇。故D正确，故选D。二、填空题1、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。2、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。3、温度内能热量【解析】【详解】[1]天气热，指的是气温高，这里的“热”指的就是“温度”。[2]摩擦生热，指的是物体在克服摩擦力做功的过程中，温度升高，内能增加，这里的“热”指的是“内能”。[3]物体吸热，指的是物体要从外界吸收热量，这里的“热”指的是“热量”。4、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。5、分子间存在引力做功0.5【解析】【详解】[1]把两块表面很平且干净的铅压紧，两块铅就结合在一起，甚至下面吊一个重物都不能把它拉开，这一现象说明分子之间存在引力。[2]给自行车打气时，打气筒压缩空气做功以及和筒壁摩擦生热,打气筒会发热，这是通过做功的方法使打气筒的内能增加。[3]由可得6、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℃)=1.68×105J7、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。8、相互的增大【解析】【详解】[1]运动员用力蹬地时，脚给地面一个向后的力，由于物体间力的作用是相互的，运动员受到地面向前的推力，运动员便能加速向前运动。[2]在此过程中，运动员的质量不变，速度变大，动能变大。9、变小变大【解析】【详解】[1]不计空气阻力，实心球在下落过程中质量不变高度降低，所以重力势能变小。[2]实心球在下落过程中，质量不变，速度变大，所以动能变大。10、比热容热传递3.68×108【解析】【详解】[1][2]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，所以汽车发动机用水来冷却；这是通过热传递的方式来降低发动机的温度，从而改变发动机的内能。[3]由题意可知，汽油完全燃烧放出的热量为Q放=qm=4.6×107J/kg×8kg=3.68×108J三、计算题1、（1）4.2×107J；（2）50℃；（3）50%【解析】【分析】【详解】解：（1）0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量（2）水吸收的热量Q吸=Q放=4.2×107J由得水升高温度（3）7.2kg的氢燃料完全燃烧放出的热量公交车的功率由得，公交车所做的功公交车工作的效率答：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出4.2×107J热量；（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，则水升高50℃；（3）公交车此次工作的效率是50%。2、（1）1.05×107J；（2）22.5℃【解析】【详解】解：（1）由题意可得，可燃冰的热值0.01m3“可燃冰”完全燃烧放出的热量（2）如果这些热量有90%被水吸收，则水吸收的热量由得水升高的温度答：（1）体积为0.01m3的可燃冰完全燃烧放出的热量为1.05×107J；（2）若这些热量的90%被质量为100kg的水吸收，则水升高的温度是22.5。3、（1）1.68×107J；（2）2.8kg【解析】【详解】解：（1）水的体