强化训练苏科版九年级物理上册《机械能和内能》重点解析试题（含答案及解析）

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、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∶12、关于热机的效率，下列说法中正确的是（）A．热机做的有用功越多，效率就越高B．相同的两辆汽车，装满一箱油，能开的路程越大的效率越高C．汽车开的速度越大，发动机的效率越高D．热机的效率越高，做的额外功就越少3、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%4、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5、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6、下列关于物体内能的说法中正确的是（）A．质量大的物体一定比质量小的物体的内能大B．一切物体在任何情况下都具有内能C．质量相同的0℃的冰和水所具有的内能相同D．温度高的物体一定比温度低的物体的内能大7、下列关于热现象的一些说法，错误的是（）A．冰熔化成水时，温度不变，内能增大B．沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小，原因之一是水的比热容比砂石的比热容大C．雨水顺着沙粒缝隙渗入土壤属于扩散现象D．刚炒出来的菜散发出浓浓的香味，是因为温度越高，分子热运动越剧烈8、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9、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10、如图是热机四冲程工作原理的示意图，将内能转化为机械能的冲程是（）A． B． C． D．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、汽油机是汽车的“心脏”，如图所示，汽油机的此冲程将内能转化为_______能。一汽车油箱中的汽油用一半后，剩下的汽油的热值_______（选填“变小”、“变大”或“不变”）。2、汽油机有___________个冲程，有能量转化的是___________冲程和___________冲程，其中内能转化为机械能的是___________冲程。3、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。4、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。5、汽车作为一种普通的交通工具已走进千家万户。汽车发动机一般是柴油机或汽油机，工作时把燃料燃烧放出的______能转化为机械能。小旭同学上网查阅相关资料后，将内燃机的能量流向制成如图所示的图表，根据给出的信息可知，该内燃机的效率不高于______。6、有一箱木炭，它的质量为10kg，热值为3.4×107J/kg，若用掉一半，剩下的木炭的热值为______。半箱木炭燃烧最多能放出的热量是______。城市绿化中要修建许多人工湖以降低“热岛效应”造成的高温，这里利用了水______大的特性。7、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。8、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”）。9、北京时间2018年2月22日平昌冬奥会短道速滑男子500米决赛落下帷幕最终武大靖为中国队收获一枚金牌。如图是他在赛道上奋勇拼搏的镜头，滑冰鞋的冰刀与冰面的接触；面积很小，可以增大运动员对冰面的______，在此过程中，冰刀温度升高，是通过______方式增加了它的内能。10、如图甲，用测力计把吊在下面的玻璃板从水中慢慢提起来，观察到玻璃板离开水面的过程中测力计示数变大，此实验说明_______；如图乙，用手晃动试管中的沙子，发现温度计的示数升高，此实验说明_______。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、一台推土机的推力为，匀速推着土总行程达800m，共消耗2kg柴油，求该推土机装的柴油机的热机效率。柴油热值（），求：（1）推土机做的有用功；（2）柴油完全燃烧放出的热量；（3）柴油机效率。2、如图所示，是一款无人驾驶汽车原型图，汽车自动驾驶时用激光测距器来了解周围的交通状况，使用北斗卫星导航系统进行定位和导航，该款车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离时，消耗汽油2kg，汽油机的效率为30%，在这段行驶过程中，（已知：汽油的热值为4.5×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•oC）。求（1）汽油完全燃烧放出的热量是多少J？（2）假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，若这些废气带走的能量全部被质量200kg的水吸收，水升高的温度是多少？（水未沸腾）（3）如果汽油机的效率提高到40%，其他条件都不变，那么汽车在这段路程消耗的汽油是多少？3、在1个标准大气压下，将一壶质量为2kg、初温为20℃的水烧开天然气放出1.68×106J的热量。已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求：（1）水吸收的热量？（2）此次烧水的效率η？4、一辆汽车对50km长的新建大桥进行通车测试。汽车总质量为1.5t，以100km/h的速度匀速通过大桥，受到的阻力是总重的0.08倍，全程消耗了4kg的汽油，g取10N/kg，求汽车通过大桥时，汽油机的效率。（q汽油＝4.6×107J/kg）5、小东家新安装了一台太阳能热水器。热水器的水箱容积是200L。（1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到45℃时吸收了多少热量？（2）若将它换成燃气热水器，通过燃烧天然气加热同样多的水，使其温度仍从20℃升高到45℃时，只有30%的热量被水吸收，需要燃烧多少m3天然气？[ρ水=1.0×l03kg/m3，q=4.0×107J/m3]-参考答案-一、单选题1、B【解析】【详解】两个金属块的比热容之比故选B。2、B【解析】【详解】A．热机做的有用功越多，可能消耗的总能量也越多，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量的比值不一定越大，热机效率不一定高，故A错误；B．相同的两辆汽车，装满油箱的油量相同，也就是燃料完全燃烧产生的能量相同，能开的路程大说明能做的有用功大，根据可知效率越高，故B正确；C．汽车开的速度越大，是运动的快，与发动机的效率无关，故C错误；D．机械效率越高说明有用功在总功中占的比例越大，也就是额外功在总功中占的比例较小，因不知道总功的多少，所以不能确定额外功越少，故D错误。故选B。3、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。4、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。5、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。6、B【解析】【详解】A．内能的大小与物体的温度、质量以及状态都有关，只知道质量不能判断内能的大小，故质量大的物体不一定比质量小的物体内能大。故A错误；B．一切物体的分子都在不停地做无规则运动，所以物体在任何情况下都有内能，故B正确；C．内能与状态有关，质量相同的0℃的冰和水由于具有的分子势能不同，因此具有的内能不相同，故C错误；D．内能的大小与物体的温度、状态和质量有关，只知道温度不能判断，故温度高的物体不一定比温度低的物体内能大，故D错误。故选B。7、C【解析】【详解】A．冰是晶体，0℃的冰熔化成0℃水，吸收热量，内能增加，但温度不变，故A正确，不符合题意；B．沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小，原因是沿海地区多水，内陆地区多砂石，水的比热容比砂石的比热容大，同样受冷和受热时温度变化小，故B正确，不符合题意；C．雨水顺着沙粒缝隙渗入土壤，是水的运动，属于机械运动，所以不是扩散现象，故C错误，符合题意；D．分子在永不停息地做无规则运动，且温度越高，分子热运动越剧烈；故刚炒出来的菜会散发出浓浓的香味，故D正确，不符合题意。故选C。8、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。9、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。10、B【解析】【详解】内燃机的四个冲程中，将内能转化为机械能的冲程是做功冲程。A．排气门打开，活塞向上运动，为排气冲程，故A不符合题意；B．两个气门都关闭，活塞向下运动，为做功冲程，故B符合题意；C．进气门打开，活塞向下运动，为吸气冲程，故C不符合题意；D．两个气门都关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，故D不符合题意。故选B。二、填空题1、机械不变【解析】【详解】[1]由图知道，气缸中的两个气门都关闭，活塞向下运动，火花塞点火，所以是做功冲程，在此冲程中，气缸内气体燃烧产生的内能推动活塞做功，将内能转化为机械能。[2]热值是燃料的属性，与质量无关，一汽车油箱中的汽油用一半后，剩下的汽油的热值不变。2、4压缩做功做功【解析】【详解】[1]汽油机有四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。[2][3][4]汽油机在正常工作时，在它的四个冲程中，发生了能量转化的是做功冲程和压缩冲程；其中，内能转化为机械能的是做功冲程，机械能转化为内能的是压缩冲程。3、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。4、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。5、内30%【解析】【详解】[1]燃料燃烧具有内能，工作时把燃料燃烧放出的内能转化为机械能。[2]由图可知，热机的效率最大为100%﹣33%﹣30%﹣7%＝30%所以热机的效率不高于30%。6、3.4×107J/kg1.7×108J比热容【解析】【详解】[1]热值是燃料的特性，不随质量改变而改变，因此用掉一半，剩下木炭的热值仍然是3.4×107J/kg。[2]半箱木炭燃烧最多放出热量[3]水的比热容比较大，根据比热容的特点，相同质量的水在升高相同温度时比其他的物质吸收热量多，人工湖能够多吸收一些热量，以降低“热岛效应”。7、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。8、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。9、压强做功【解析】【详解】[1]滑冰鞋的冰刀与冰面的接触面积很小，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大运动员对冰面的压强。[2]比赛时滑冰鞋的冰刀与冰面间的相互摩擦，在这过程中，克服摩擦做功使冰刀的温度升高，内能增加，是通过做功的方式增加了冰刀的内能。10、分子之间存在引力做功改变了沙子的内能【解析】【详解】[1]实验过程中观察到玻璃板离开水面的过程中测力计示数变大，大于玻璃板的重力，这是因为玻璃板再即将离开水面时，水分子之间距离比较小，存在分子间的引力，从而使弹簧测力计的示数变大。[2]用手晃动试管中的沙子，对沙子做功，机械能转化为内能，沙子的内能增大，温度升高。三、计算题1、（1）；（2）；（3）【解析】【详解】解：（1）推土机做的有用功（2）柴油完全燃烧放出的热量（3）柴油机的效率答：（1）推土机做的有用功是；（2）柴油完全燃烧放出的热量是；（3）柴油机效率是。2、（1）9×