综合解析苏科版九年级物理上册《机械能和内能》章节测评练习题

苏科版九年级物理上册《机械能和内能》章节测评考试时间：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、下列生活实例中，通过做功改变物体内能的是（）A．入冬用暖气供热，使房屋暖和 B．用天然气烧水，使水沸腾C．海鲜放在冰上，为海鲜降温 D．两手相互摩擦，手的温度升高2、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%3、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∶44、汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，如图所示是汽油机工作的四个冲程示意图，其中表示做功冲程的是（）A． B． C． D．5、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6、如图所示是探究动能大小与哪些因素有关的实验装置，小车从粗糙斜面上某一高度由静止开始释放，撞击静止于水平木板上的木块（不计空气阻力），将木块推出一段距离。下列说法正确的是（）A．小车动能的大小是通过小车推动木块移动的距离来反映的B．小车释放的高度与小车推动木块移动的距离无关C．小车在斜面上向下运动的过程中，动能增加势能减小，机械能守恒D．若木板的表面光滑且足够长，该实验装置仍能探究出小车的动能与哪些因素有关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9、质量相等、初温相同的甲、乙两种不同液体置于相同的容器中，分别用两个完全相同的加热器加热，加热过程中，温度随时间变化的图象如图所示。根据图象可知（）A．甲液体的内能比乙的大 B．温度升高液体分子运动变慢C．甲液体的比热容比乙的小 D．乙液体的加热时间比甲的短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、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______。2、现在的城市基本实现了天然气清洁能源的使用。用天然气灶具加热水时，完全燃烧0.021m3的天然气，放出的热量是______J；如果这些热量的90%被水所吸收，可以使______kg的水温度从15°C升高到95°C。[天然气的热值为8×107J/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]3、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______。4、一台四冲程汽油机正常工作时飞轮的转速是2400r/min，它每秒对外做功______次，活塞往复运动______次。5、装满水的洒水车，在平直的马路上一边洒水，一边匀速前行。在它洒水的过程中，洒水车的动能将________。6、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：_________。7、用燃气灶烧水时，天然气燃烧时将化学能转化为______能。将质量为10kg、初温为20oC的水烧开，水吸收的热量为______J；用掉5kg的天然气后，剩下的天然气的热值为______。[标准大气压c水=4.2×103J/（kg•℃），q天然气=7.0×107J/m3]8、汽车发动机是用水做冷却剂的，这是利用了水______的性质；一杯水倒出一半后，剩下的半杯水的比热容______（选填“增大”“减小”或“不变”）。把100g0℃的水凝固成0℃的冰，这些冰的内能比水______，为什么？______。9、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）10、生活中的“热”含义非常丰富，物理学中，“物体吸热升温”的“热”指______。“摩擦生热”的“热”是指______，“天气很热”中的“热”是指______。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、小明用如图所示的便携式丁烷气炉（内置一瓶新的燃气瓶，相关参数见下表）烧水，测出本地水温为20℃，气压为标准大气压，水的比热容为4.2×103J/（kg⋅℃），设丁烷气体完全燃烧，求：气炉热效率η燃气消耗量ɛ气瓶净含量m丁烷热值q40%210g/h500g9×107J/kg（1）燃气瓶中丁烷完全燃烧可以放出的热量；（2）气炉持续燃烧8min，能够烧开的水的质量；（3）若将气炉热效率提高10%，同样烧开第（2）问中的水可节约的时间。2、如图所示的油电混合动力汽车是一种新型节能汽车，这种油电混合动力汽车的内燃机工作时，给车提供动力的同时也给动力蓄电池组充电。已知某型号油电混合动力汽车所用的动力蓄电池组储存的最大电能是1.0×108J，若该车以80km/h的车速匀速直线行驶了0.5h。行驶过程中所受阻力大小为800N，动力蓄电池组的电能也增加了最大电能的14%，内燃机消耗燃油2kg。（燃油的热值4.6×107J/kg）求：（1）燃油完全燃烧放出的热量；（2）牵引力做的功；（3）该油电混合动力汽车内燃机的效率。3、2021年北京世园会园区主要场馆之一的“中国馆”房顶采用了非晶硅薄膜发电技术，屋顶安装了1056块光伏玻璃，将园区打造为绿色新理念的典范。太阳能发电已成为实现节能减排、可持续发展的重要举措。如图所示的太阳能热水器，它的水箱容积为120L。热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上，每平方米得到的太阳辐射功率约为P0=1400W，如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5h，求：（1）一整箱水的质量是多少千克？（2）一整箱水温度从20℃加热到70℃需要吸收的热量是多少？（3）热水器上集热器的面积至少要多大？[水的比热容是：]4、某太阳能热水器中装有40kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到60℃，已知。求：（1）热水器中的水所吸收的热量；（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少立方米的天然气？（天然气的热值为8.4×107J/m3，天然气完全燃烧放出热量的50%被水吸收）5、“运20”是我国自主研发的大型运输机，它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，若“运20”在高空中飞行时，在恒定的水平推力1.5×105N作用下，沿水平方向匀速航行了360km，用时0.5h，需要燃烧航空煤油2250kg，已知航空煤油的热值为q=4.0×107J/kg。在这一次航行中，求：（1）运输机航行的速度；（2）航空煤油完全燃烧放出的热量；（3）运输机发动机的热机效率。-参考答案-一、单选题1、D【解析】【详解】A．暖气供暖，是暖气片里的热水向外散热，从而使房屋暖和，是通过热传递改变内能的，故A不符合题意；B．使用天然气烧水使水沸腾是通过热传递改变内能的，故B不符合题意；C．海鲜放冰上，为海鲜降温，是通过热传递改变内能的，故C不符合题意；D．两手相互摩擦手的温度升高，是两手互相克服摩擦做功改变内能的，故D符合题意。故选D。2、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。3、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。4、D【解析】【详解】A．进气门开启，活塞下行，燃料和空气的混合物进入汽缸，是吸气冲程，故A不符合题意；B．两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，故B不符合题意；C．排气门开启，活塞上行，废气被排出汽缸，是排气冲程，故C不符合题意；D．两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，火花塞喷出电火花，是做功冲程，故D符合题意。故选D。5、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。6、A【解析】【详解】A．在研究动能大小与什么因素有关时，我们是通过观察小车推动木块移动的距离来反映小球动能大小的，采用的是转换法的思想，故A正确；B．由于动能的大小与物体的质量和速度有关，小车释放的高度越高，小车到达斜面底端速度越大，具有动能越大，小车推动木块移动的距离越长，故B错误；C．小车在斜面上向下运动的过程中，动能增加，势能减小，但是斜面粗糙，需要克服阻力做功，机械能减小，故C错误；D．若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律，小车和木块将永远一直运动下去，没有运动距离的远近之分，就不能达到通过比较距离来比较动能的目的了，故D错误。故选A。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、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。9、C【解析】【详解】A．甲、乙两种液体质量、状态相同，但是种类不同，温度未指明，所以无法比较甲乙内能的大小，故A不符合题意；B．温度升高液体分子运动变快，故B不符合题意；C．甲、乙两种液体质量相等、初温相同，由图象可知，当加热时间相同，即吸收的热量相同时，甲的温度升高得快，利用公式可得，甲液体的比热容比乙的小，故C符合题意；D．题目未指明甲乙液体的末温，所以甲乙的加热时间无法比较，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、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2、1.68×1064.5【解析】【详解】[1]由Q放＝Vq得完全燃烧0.021m3的天然气，放出的热量是Q放＝Vq＝0.021m3×8×107J/m3＝1.68×106J[2]由题意分析知被水吸收的热量Q吸＝ηQ放＝1.68×106J×90%＝1.512×106J由公式Q＝cm∆t得3、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%。4、2040【解析】【详解】[1][2]热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2圈。题干中飞轮转速是2400r/min，即40r/s，飞轮每秒转40圈，故它每秒对外做功的次数飞轮每秒转40圈，热机完成20个工作循环，活塞往复运动的次数5、减小【解析】【详解】洒水车在平直的马路上边洒水边匀速前进时，速度不变，而质量不断减小，所以动能不断减小。6、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。7、内3.36×1067.0×107J/m3【解析】【详解】[1]天然气燃烧时，消耗了天然气的化学能，获得了内能，即将化学能转化为内能。[2]1标准大气压下水的沸点为100℃，则将质量为10kg、初温为20℃的水烧开，水吸收的热量为[3]因为热值是燃料的一种性质，只与燃料的种类和状态有关，故用掉5kg天然气后，剩下的天然气的热值不变，仍为7.0×107J/m3。8、比热容大不变小凝固放热【解析】【详解】[1]水的比热容大，和同样质量的其它物质相比，升高相同温度吸收热量多，所以汽车散热器常用水作为冷却剂。[2]比热容是物质的一种特性，与质量变化无关；一杯水倒出一半后，剩下的半杯水的比热容不变。[3][4]0℃的水凝固成0℃的冰时，放出热量，内能减小。9、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10、热量内能温度【解析】【详解】[1]物体吸热升温，是指物体吸收热量后，温度增加，所以这里的“热”指的是热量。[2]摩擦生热是通过克服摩擦做功，使物体的内能增加，所以这里的“热”指内能。[3]今天天气很热的“热”，指的是气温高，这里的“热”指的就是温度。三、计算题1、（1）4.5×107J；（2）3kg；（3）1.6min【解析】【详解】解：（1）由题意可知，燃气瓶中丁烷完全燃烧可以放出的热量为（2）由表中数据可知，燃烧消耗燃气的质量为故该燃气完全燃烧放出的热量为由表中数据可知，水吸收的热量为故由可得，烧开水的质量为（3）由题意可知，气炉热效率提高10%，变为50%，则此时燃气完全燃烧放出的热量为由可得，燃气的质量为由题意可知，燃烧22.4g燃气需要的时间为故节约的时间为答：（1）燃气瓶中丁烷完全燃烧可以放出的热量为4.5×107J；（2）气炉持续燃烧8min，能够烧开的水的质量为3kg；（3）若将气炉热效率提高10%，同样烧开第（2）问中的水可节约的时间为1.6min。2、（1）9.2×107J；（2）3.2×107J；（3）50%【解析】【详解】解：（1）由题意可知，燃油完全燃烧放出的热量为Q=mq油=4.6×107J/kg×2kg=9.2×107J（2）因为汽车匀速直线行驶，所以汽车所受牵引力与阻力是一对平衡力，即F=f=800N由题意可知，汽车通过的路程为s=vt=80km/h×0.5h=40km=4×104m故汽车行驶中牵引力所做的功为W=Fs=800N×4×104m=3.2×107J（3）由题意可知，蓄电