综合解析苏科版九年级物理上册《机械能和内能》定向测评试题（含答案解析）

苏科版九年级物理上册《机械能和内能》定向测评考试时间：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2、如图a，用加热器给初温均为20℃的甲、乙两种液体加热（m甲＜m乙），两种液体每秒吸收的热量相同，这两种液体的温度—加热时间的图线如图b所示，则（）A．第60s时，乙吸收的热量比甲的多B．甲液体的比热容比乙液体的小C．甲液体的比热容与乙液体的一样大D．甲液体第30s时的内能小于第35s时的内能3、下列各种情况中，物质的比热容会变化的是（）A．一杯水倒掉一半 B．将铁块锉成铁球C．0oC的水变成20oC的水 D．水凝固成冰4、如图甲是热机的能量流向图。图乙显示的是甲、乙两热机的参数。甲、乙相比，甲的（）A．有用机械能较大 B．损失能量较小C．燃料的化学能较大 D．热机效率较低5、质量和温度都相同的甲、乙两种物质，用同样的加热器进行加热，它们的温度随时间变化的图象如图所示，下列说法正确的是（）A．甲物质的沸点一定是80℃，乙物质的沸点一定是40℃B．0~6min甲比乙吸收的热量多C．8~10min甲和乙继续吸热，虽然温度各自保持不变，但甲和乙的内能都不断增加D．甲的比热容大于乙的比热容6、吃牛肉火锅是潮汕地区冬天常见的一种饮食方式。对“吃火锅”的情景分析正确的是（）A．牛肉温度升高，是通过做功的方式来增大内能B．锅边沿冒出的大量“白气”是水蒸气C．“吃火锅时肉香扑鼻”说明分子在不停息地做无规则运动D．水温升高，水中含有的热量变大7、冰在熔化过程中，下列判断正确的是（）A．内能不变，比热容不变 B．比热容、内能、温度都不变C．吸收热量，内能增加，温度不变 D．比热容变大，内能增加，温度升高8、一名游客蹦极时下落过程的v-t图像（忽略空气阻力）如图所示。已知t1时刻，弹性绳处于自然伸直状态；t3时刻，游客达到最低点。则下列说法正确的是（）A．在0~t3时间段内，人的动能一直在增大B．在t1~t3时间段内，弹性绳弹性势能逐渐增大C．在t2~t3时间段内，重力不做功D．在t2时，弹性绳弹性势能最大9、下列关于热机说法正确的是（）A．热机是利用热量做功的机械 B．吊车上使用的滑轮组是一种热机C．热机是将内能转化为机械能的机械 D．随着技术的进步，热机的效率能达到100%10、在如图所示事例中，不属于做功改变内能的是（）A．冷天搓手取暖 B．空气被压缩时内能增大C．烧水时水温升高 D．下滑时臀部发热第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、如图所示，两个相同瓶子的瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开，上面的瓶中装有空气，下面的瓶中装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体。抽掉玻璃板后，我们观察到红棕色气体逐渐进入上瓶，下瓶中气体颜色逐渐变淡，最后颜色均匀的充满两个瓶子，物理学中把这个现象叫做_________；此现象表明：_________。2、南极洲的冰川______（填“具有”或“不具有”）内能，古人钻木取火是______的方式来改变物体内能的。两物质比热容之比为，质量之比为，升温之比为，则它们吸热之比为______。3、（1）加热质量为50kg的水，使其温度升高10℃，水吸收的热量为________________J；（2）完全燃烧________________m3的煤气可以放出1.17×107J的热量（c水＝4.2×103J/kg·℃），煤气的热值q＝3.9×107J/m3）4、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。5、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。6、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）。7、如图所示，在试管中装些水，用软木塞塞住。加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出去，这一过程与汽油机的______冲程的能量转化过程相同。酒精的热值是3.0×107J/kg，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3×103J，该装置作为热机的效率是______。8、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】。9、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·℃)]。10、2021年10月16日，长征二号F运载火箭搭载神州十三号飞船出征太空。分离前飞船相对于火箭是_______的；火箭向下喷射燃气获得向上的推力加速上升，说明力的作用是_______的；上升过程中火箭外壳的温度升高导致内能增大，这是通过_______的方式改变内能。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、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）2、如图是某太阳能热水器，向其中注入100L水，阳光照射一段时间后，水温从20℃升高到60℃。水的比热容是。试求：（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？（2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是5.6×107J，则这段时间该热水器的效率是多少？（3）若水吸收的热量用天然气燃烧来提供，且用天然气加热的效率为50%，则需完全燃烧多少m3的天然气？（天然气的热值约为3.5×107J/m3）3、吃早饭的时候，妈妈用热水给小雪加热如下图所示的袋装牛奶，为了使这袋牛奶的温度由12℃升高到42℃，妈妈至少要用60℃的热水多少千克？[水的比热容为，设该牛奶的比热容为，不计热量损失]4、某同学在实验室用酒精灯把0.1kg的水从20℃加热到100℃.求：（1）水吸收的热量；（2）如果这些热量由酒精燃烧提供，至少要完全燃烧多少千克酒精？[水的比热容c水＝4.2×103J/（kg·℃）；酒精的热值q酒精＝3.0×107J/kg]5、小玲将质量为0.1kg的某物质从20℃加热到50℃，它吸收的热量是1.26×104J，求：（1）该物质的比热容；（2）若该物质吸收的热量全部由酒精燃烧提供，则需要多少质量的酒精？（假设酒精完全燃烧，并不计热量损失。酒精的热值为3×107J/kg）-参考答案-一、单选题1、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。2、D【解析】【详解】A．因两种液体每秒吸收的热量相同，且第60s时两液体的加热时间相同，所以甲乙吸收相同的热量，故A错误；BC．由图像可知，第60s时两液体升高的温度相同，且甲乙吸收的热量相同，由于m甲＜m乙，则根据可知，甲的比热容大于乙的比热容，故BC错误；D．由图像可知，甲液体从30s到35s时，一直吸收热量，温度升高，内能变大，即甲液体第30s的内能小于第35s的内能，故D正确。故选D。3、D【解析】【详解】物质的比热容是物质本身的一种特性，一般只与物质的种类、状态有关，与物质的质量、温度、形状无关。所以一杯水倒掉一半，质量减半，比热容不变；将铁块锉成铁球，形状和质量变化，比热容不变；0℃的水变成20℃的水，温度变化，比热容不变；水凝固成冰，状态发生改变，比热容也会发生改变，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。4、B【解析】【详解】A．如图所示，甲的有用机械能为2000J，乙的有用机械能为4000J，所以甲的有用机械能小，故A不符合题意；B．如图所示，甲损失能量为500J，乙损失能量为5000J，所以甲损失能量小，故B符合题意；C．如图所示，甲燃料的化学能为乙燃料的化学能为所以甲燃料的化学能较小，故C不符合题意；D．根据题意，甲热机效率为乙热机效率为所以甲的热机效率较高。故D不符合题意。故选B。5、C【解析】【详解】A．由图象可知，甲和乙的末温保持不变，但可能处在熔化过程中，也可能处于沸腾过程中，此时的温度不一定是沸点，故A错误；B．实验中用同样的加热器进行加热，在相同时间内物质吸收的热量是相同的，则在0~6min内两物质吸收的热量都是相同的，故B错误；C．8~10min甲和乙继续吸热，甲和乙的内能都不断增加，故C正确；D．由图可知，在0~6min内，加热时间相同，吸收的热量相同，甲的温度变化快，且两物质的质量相同，根据Q=cmΔt可知，甲的比热容小，故D错误。故选C。6、C【解析】【详解】A．吃牛肉火锅时，牛肉从水中吸收热量温度升高，这是通过热传递改变物体的内能，故A错误；B．锅边沿冒出的大量“白气”是水蒸气遇到冷的空气，液化成小水珠形成的，故B错误；C．“吃火锅时肉香扑鼻”属于扩散现象，说明分子在永不停息地做无规则运动，故C正确；D．热量是过程量，只能说吸收或放出热量，不能说具有热量，故D错误。故选C。7、C【解析】【详解】冰是晶体，在熔化过程中，吸收热量，温度保持不变，但内能增加，由于比热容与物质的种类和物质所处的状态有关，当冰熔化成水后，比热容变大。故ABD错误，C正确。故选C。8、B【解析】【详解】A．由题意可知，在t2时游客的速度达到最大值，t2~t3时间段内，游客向下运动速度变小，所以动能变小，故A错误；B．在t1~t3时间段内，弹性绳的伸长量变大，则弹性绳的弹性势能变大，故B正确；C．在t2~t3时间段内，游客是向下运动的，在重力的方向上通过了距离，所以重力做了功，故C错误；D．在t3时，游客的速度为0，此时游客到达最低点，此时弹性绳的伸长量是最大的，弹性势能最大，故D错误。故选B。9、C【解析】【详解】AC．热机是将内能转化为机械能的机械，故A错误，C正确；B．滑轮组是一种为了省力而使用的简单机械，并不需要使用内能，所以滑轮组不是热机，故B错误；D．使用任何机械都不可避免的产生额外功，所以使用任何机械的效率都不能达到100%，故D错误。故选C。10、C【解析】【详解】A．冷天搓手是摩擦力对手掌做功，手掌内能增加，属于通过做功的方式改变物体内能，故A不符合题意；B．压缩空气，空气在力的作用下产生位移，则按压的力对空气做功，空气内能增加，属于做功的方式改变物体内能，故B不符合题意；C．烧水时，水不断从火中吸收热量，温度不断升高，属于通过热传递的方式改变物体内能，故C符合题意；D．下滑时臀部发热是因为摩擦力对臀部做功，使得臀部内能增加温度升高，属于通过做功的方式改变物体内能，故D不符合题意。故选C。二、填空题1、扩散现象分子在永不停息的做无规则运动【解析】【详解】[1]抽掉玻璃板后，我们观察到红棕色气体逐渐进入上瓶，下瓶中气体颜色逐渐变淡，最后颜色均匀的充满两个瓶子，是因为下面的二氧化氮气体分子和空气分子，不断做无规则运动，二氧化氮气体分子扩散空气分子中，空气分子扩散到二氧化氮气体分子，此现象叫做扩散现象。[2]扩散现象是分子永不停息做无规则运动的结果，扩散运动表明分子在永不停息做无规则运动。2、具有做功【解析】【详解】[1]一切物体都是具有内能，所以南极洲的冰川也具有内能。[2]钻木取火是克服摩擦做功，所以是通过做功的方式来改变内能的。[3]由题知，由得3、【解析】【详解】[1]水吸收的热量为[2]根据得，需要完全燃烧的煤气的体积为4、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。5、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。6、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7、做功3.0×1051%【解析】【详解】[1]木塞冲出时，水蒸气的内能对塞子做功，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，内燃机的做功冲程也是将内能转化为机械能的过程。[2]酒精燃烧放出的热量[3]热机的效率8、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9、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10、静止相互做功【解析】【分析】【详解】[1]分离前以火箭为参照物，飞船的位置没有发生改变，因此分离前飞船相对于火箭是静止的。[2]火箭向下喷射燃气，对空气产生一个向下的作用力，同时空气对火箭产生一个向上的推力而使火箭加速升空，这说明力的作用是相互的。[3]火箭上升过程中，火箭的外壳与空气摩擦，将机械能转化为内能，这是通过做功的方式改变物体内能的。三、计算题1、（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5