强化训练苏科版九年级物理上册《机械能和内能》专项攻克试题（含答案及解析）

苏科版九年级物理上册《机械能和内能》专项攻克考试时间：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E4＇2、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3、关于热学知识，下列说法错误的是（）A．物体温度升高，分子运动将更剧烈B．升高相同温度，比热容大的物体吸收的热量多C．物体吸收热量，温度不一定会升高D．热量可以从内能小的物体传递给内能大的物体4、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5、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6、如图所示，在试管内装适量的水，用橡皮塞塞紧管口，加热一段时间后橡皮塞冲出，同时管口附近产生“白气”。以下分析不正确的是（）A．水温上升时，水的内能增加 B．加热时管内的水不断汽化C．管内气体对橡皮塞做功，其内能减少 D．试管口的“白气”是水蒸气7、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8、用一个稳定的热源给一个物体均匀加热，得到它的熔化图象如图所示，那么该物体在固态时的比热容与液态时的比热容之比是（）A．1：2 B．1：4 C．1：1 D．4：19、有关内能、热量和温度，下列说法正确的是（）A．温度高的物体，含有的热量一定多B．物体吸收热量，温度不一定升高C．热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体D．物体内能减少，一定放出热量10、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%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、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。2、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）。3、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）4、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·℃)]。5、热熔胶枪是手工制作中常用的工具。如图所示，扣动扳机通电后胶枪中的发热体能够发热是利用______的方式改变内能的，用它给热熔胶加热时，会闻到熔胶的气味，这是______现象。6、小明学习了内能的知识后，做了一个简单的思维导图来弄清楚“热量”、“内能”与“温度”的关系，请帮他完成填空。①②选填“转移”或“转化，③④选填“一定”或“不一定”。①______；②______；③______；④______。7、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。8、汽油机工作的四个冲程为：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。如下图所示为_________冲程。在压缩冲程中，活塞压缩气体做功，气体的内能___________（选填“增加”或“减少”），________能转化为气体的内能。9、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”）10、火炕又称大炕，是北方居室中常见的一种砖石结构的取暖建筑设施，砖石的比热容取0.96×103J/（kg·℃），某个火炕的砖石质量为50kg，若通过燃烧木柴给火坑加热，加热效率为80%，那么要让火炕温度升高20℃，需要完全燃烧________kg的干木柴【q干木柴=1.2×107J/kg】。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、小刚同学和家人在郊外野餐，用木炭烧水。铁锅内装有4kg水，把水从18oC加热至98℃，已知水的比热容为4.2×103J/(kg•oC)。如果他们用的木炭热值为3.36×107J/kg，它燃烧放出的热量有20%被水吸收。求：（1）在这个过程中水吸收了多少热量；（2）在这个过程中需要用掉多少千克木炭。2、质量为4kg的冷水与3kg、80℃的热水混合后的温度为40℃，若不计热量损失，c水=4.2×103J/（kg·℃）。求：（1）热水放出的热量；（2）冷水原来的温度。3、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。4、我国自主研发的某品牌汽车进行技术测试，已知汽车的总质量为2t，该车在某段长1.2km的水平路面做匀速直线运动，用时40s，汽车在行驶过程中受到的阻力为车重的0.2倍，汽车在此过程中消耗的汽油产生了1×107J热量。（g取10N/kg）求在该段测试过程中：（1）汽车的行驶速度；（2）汽车受到的重力；（3）汽车的牵引力做的功；（4）汽车发动机的热机效率。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、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。2、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。3、B【解析】【详解】A．分子无规则运动的剧烈程度与物体的温度有关，温度升高，分子运动将更剧烈，故A正确，不符合题意；B．根据可知，质量相同的物体、升高相同的温度，比热容大的物体，吸收的热量多，因不知道质量大小，故无法判断吸热的多少，故B错误，符合题意；C．物体吸收热量时，内能增加，但温度不一定会升高，例如晶体在熔化过程中虽然不断吸热，但温度保持不变，故C正确，不符合题意；D．热量只能从温度高的物体传向温度低的物体，温度高的物体内能可能小，故热量可以从内能小的物体传递给内能大的物体，故D正确，不符合题意。故选B。4、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。5、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。6、D【解析】【详解】A．水吸收热量，温度上升，水的内能增加，故A正确，不符合题意；B．加热时管内的水，水吸收热量不断汽化，故B正确，不符合题意；C．水蒸气膨胀时对橡皮塞做功，气体的内能转化为橡皮塞的机械能，水蒸气的内能减小，故C正确，不符合题意；D．试管口的“白气”是温度较高的水蒸气在试管口遇到冷的空气液化成的小水滴，故D错误，符合题意。故选D。7、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。8、A【解析】【详解】如图为该物体（晶体）的熔化图象，从图象可知，AB段为固态，CD段为液态，物体在熔化前后，状态变化，质量不变，AB段温度升高CD段温度升高则升高温度之比为：＝2：1因CD段的加热时间等于AB段的加热时间，所以AB段和CD段物体吸收的热量相等，根据，在质量和吸收的热量均相同时，比热容之比与升高温度成反比，所以该物体在固态时的比热容与液态时的比热容之比A符合题意，BCD均不符合题意。故选A。9、B【解析】【详解】A．热量是一个过程量，不能说物体含有热量，故A错误；B．物体吸收热量内能一定增大，温度不一定升高，如晶体熔化时吸收热量，温度不变，故B正确；C．热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体或从物体的高温部分传到低温部分，内能大的物体的温度不一定高，故C错误；D．物体内能增加，可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，故D错误。故选B。10、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。二、填空题1、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。2、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3、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=3.68×108J4、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5、做功扩散【解析】【详解】[1]热熔胶枪扣动扳机通电后，热熔胶枪中的发热体能够发热是利用电流做功，将电能转化为内能。[2]热熔胶枪给热熔胶加热时，会闻到熔胶的气味，这是熔胶的气味分子做无规则运动的结果，属于扩散现象。6、转化转移不一定一定【解析】【详解】[1][2]改变物体内能的方法有两种：一是做功；二是热传递。做功是内能和机械能的相互转化，热传递是内能的转移，内能从高温物体传给低温物体。[3][4]同一物体，温度升高，内能一定增加；但内能增加，温度不一定升高，如晶体熔化时，吸收热量，内能增加，温度不变。7、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。8、做功增加机械【解析】【详解】[1]由题中图可知，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，此时为做功冲程。[2][3]改变物体内能的方式有两种：做功和热传递。在压缩冲程中，活塞压缩气体做功，气体的内能增加，温度升高，此时活塞的机械能转化为气体的内能。9、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。10、0.1【解析】【详解】火炕温度升高20℃，砖石吸收的热量Q吸=cmΔt=0.96×10J/（kg·℃）×50kg×20℃=9.6×10J由可得，干木柴完全燃烧放出的热量由Q放=mq可得，需要干木柴的质量三、计算题1、（1）1.344×106J；（2）0.2kg【解析】【详解】解：（1）在这个过程中水吸收的热量Q吸=cm水(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×4kg×(98℃-18℃)=1.344×106J（2）由可知，木炭需要放出的热量由Q放=mq可知，需要木炭的质量答：（1）在这个过程中水吸收的热量为1.344×106J；（2）在这个过程中需要用掉了0.2kg的木炭。2、（1）5.04×105J；（2）10℃【解析】【详解】解：（1）由题意可知，热水放出的热量为（2）若不计热量损失，则冷水吸收的热量为由可得，冷水原来的温度为答：（1）热水放出的热量为5.04×105J；（2）冷水原来的温度为10℃。3、（1）1.25×