综合解析苏科版九年级物理上册《机械能和内能》综合训练试卷（详解版）

苏科版九年级物理上册《机械能和内能》综合训练考试时间：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、依据表中的数据，下列说法中正确的是（）物质比热容c/［J·(kg·℃)-1］水4.2×103干泥土约0.84×103A．质量为1kg的干泥土，具有的内能约为0.84×103JB．质量为1kg的水，温度为1℃时，具有的热量为4.2×103JC．质量为1kg的水，温度升高1℃，吸收的热量为4.2×103JD．质量相等的水和干泥土，吸收相等热量，水温升高得较多2、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3、用规格相同的电加热器分别对质量相等的甲和乙两种液体加热（不计热量损失），如图所示，是甲和乙的温度随加热时间变化的图像，下列说法正确的是（）A．加热相同时间，乙吸收热量比甲多 B．由图可知，乙的比热容比甲大C．乙物质在B点的分子动能大于A点的分子动能 D．乙物质在A点的比热容比B点低4、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5、下列关于分子动理论的说法正确的是（）A．在花园里闻到花香，说明分子在不停地做无规则运动B．固体很难被压缩说明分子间有引力C．将石块研磨成粉状，说明分子变小了D．“破镜不能重圆”说明分子间没有引力6、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7、用热传递的方式改变物体内能的是（）A．钻木取火B．云中的冰粒在下落中变成了雨滴C．炙手可热D．发射火箭经过大气摩擦外壳变热8、如图所示，光滑的弧形轨道竖直固定于水平面上，一小球由A点以速度v沿轨道滚下，经另一侧等高点B点后到达最高点C点（不计空气阻力）下列分析中不正确的是（）A．小球在A、B两点具有的动能相同B．小球在A、B、C三点的速度大小关系是vA＞vB＞vCC．从B点到C点减小的动能全部转化为小球的重力势能D．小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的机械能9、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．10、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．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、小明到海水浴场玩，他光着脚踩在沙滩上，感到沙子烫脚，当身体进入水中时，觉得水比较凉，这是因为：水的比热容______（填“大”或者“小”），海水和沙子相比，在吸收相同热量时，沙子的温度变化比海水______（填“大”或者“小”）。2、冬天，我们经常用热水袋暖手，这是利用热介质的___________较大的特性持续4~5小时放热；2021年1月29日，我国在酒泉卫星发射中心成功将遥感三十一号02组卫星发射升空，所用长征四号丙运载火箭使用液态氢作燃料，这是因为液态氢具有较高的___________（选填“热值”或“比热容”）。3、热熔胶是一种先用热熔胶枪加热使其熔化，再凝固来粘合物体。如图所示热熔胶枪给热熔胶加热，是通过______方式增大热熔胶内能，同时会闻到熔胶的气味，这是______现象。热熔胶被胶枪挤出，并“粘”在物体本上，说明分子间存在______。4、实验测得0.5kg某物质温度随时间变化的图像如图所示，已知物质在固态下的比热容为c1＝2.1×103J/(kg•℃)。假设这种物质从热源吸热的功率恒定不变，根据图像解答下列问题：（1）在最初的2min内，物质吸收的热量为______J；（2）求该物质在液态下的比热容c2＝______J/(kg•℃)。5、如图所示，提起水平接触水面的玻璃板，需要的力大于玻璃板的重力，说明_____。酒精的热值是3.0×107J/kg，物理意义是_____。6、如图所示，小强从滑梯上匀速下滑，他感到臀部发热，是______能转化为______能，这是通过______的方式改变物体内能的。7、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·℃）]8、2020年春节期间，武汉爆发了新型冠状病毒感染的肺炎疫情，该病毒可通过飞沫传播，飞沫传播______（选填“是”或“不是”）扩散运动，感染了该病毒的人会有发烧症状，所以可用水银温度计测量体温来判断，若测量某人体温时，水银温度计的温度上升，则温度计内的水银内能______（选填“增大”、“减小”或“不变”），其比热容______（选填“增大”、“减小”或“不变”），但由于车站的人流量大，车站会使用热成像仪拍摄热谱图，该仪器是利用______（选填“红外线”或“紫外线”）来工作。9、当神舟号飞船穿越大气层返回地面时，它表面温度______，这是通过______的方式将______能转化为内能。10、大型载重汽车下坡时间较长时，为防止刹车片过热造成刹车失灵，要向刹车片和轮胎喷水降温，刹车片过热是通过______的方式增加内能的；用水来降温是利用了水具有较大的______的性质；某汽车水箱中装了5kg的水，发动机运行一段时间后，水温升高了20℃，则在这个过程中，水吸收的热量是______J。[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]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清洁设备，在我国得到广泛应用。某型号太阳能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]求：（1）热水器中的水吸收的热量Q吸；（2）热水器的效率η。2、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。3、近些年牡丹江市有许多氢燃料新能源公交车投放使用。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[q氢=1.4×108J/kg]。求：（1）质量为300g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，则水温升高后的温度；（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶了150s，刚好燃烧300g的氢燃料，则这氢能源公交车的效率是多少？4、“宇”牌太阳能热水器，水箱内有200kg的水。水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），求：（1）在阳光照射下，水的温度升高了10℃，水吸收的热量是多少？（2）天气原因，水箱内200kg的水，温度从90℃降低到50℃，放出的热量是多少？5、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]-参考答案-一、单选题1、C【解析】【详解】A．内能与物体的温度、质量、状态等因素有关，质量为1kg的干泥土，无法判断它的内能的大小，故A错误；BC．由表中数据可知，水比热容是4.2×103J/(kg·℃)，表示质量为1kg的水，温度升高1℃，吸收的热量为4.2×103J，故C正确，B错误；D．水的比热容较大，质量相等的水和干泥土，吸收相等热量，干泥土温度升高得较多，故D错误。故选C。2、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。3、C【解析】【详解】A．相同的加热器，相同时间产生的热量是相同的，所以加热相同时间，甲乙吸收的热量相同，故A错误；B．根据比热容的公式可知，在质量的不同种物质，吸收相同的热量，温度变化大的比热容小。由图可知，加热相同时间，即吸收相同的热量，乙的温度变化大，所以乙的比热容小，故B错误；C．物体的温度越高，分子热运动越剧烈，乙物质在B点的温度高于A点的温度，表明B点分子热运动更剧烈，所以乙物质在B点的分子动能大于A点的分子动能，故C正确；D．物质的比热容是物质一种性质，只与种类和状态有关，与温度无关，所以两点的比热容是一样的，故D错误。故选C。4、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。5、A【解析】【详解】A．在花园里闻到花香，是花香的分子发生了扩散现象，扩散现象表明分子在不停的做无规则的运动，故A正确；B．分子间既有引力也有斥力，固体很难被压缩说明分子间有斥力，故B错误；C．分子体积非常小，一般几纳米到零点几纳米之间，肉眼无法直接观察，粉状石块并非分子，故C错误；D．分子间既有引力也有斥力，破镜不能重圆是因为破损后再拼在一起后，连接位置间隙较大，玻璃分子间的间隔不能达到小于分子直径的10倍的程度，分子间几乎没有了作用力，故D错误。故选A。6、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。7、C【解析】【详解】A．钻木取火，是摩擦生热现象，机械能转化为内能，属于做功改变物体的内能，故A不符合题意；B．冰粒在下落过程中克服空气摩擦，机械能转化为内能，属于做功改变物体的内能，故B不符合题意；C．炙手可热，手吸收热量，是通过热传递改变手的内能，故C符合题意；D．火箭在大气层中由于受到摩擦力，从而消耗机械能转化为内能，属于做功改变内能，故D不符合题意。故选C。8、B【解析】【详解】AB．光滑的弧形轨道上不受摩擦力，不计空气阻力，故在A、B、C三点的机械能相同，A、B两点高度相同，重力势能相同，则动能相同，vA＝vB，在C点速度为0，故小球在A、B、C三点的速度大小关系是vA＝vB＞vC，故A正确，不符合题意；B错误，符合题意；C．光滑的弧形轨道上不受摩擦力，不需要克服摩擦力做功，因此从B点到C点减小的动能全部铁化为小球的重力势能，故C正确，不符合题意；D．没有克服摩擦力做功，不计空气阻力，机械能守恒，则小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能，故D正确，不符合题意。故选B。9、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。10、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。二、填空题1、大大【解析】【详解】[1][2]根据可知，质量相同的不同物质，吸收相同的热量，比热容大的温度改变较小；水的比热容较大，同样受热的情况下，吸收相同热量，沙子的温度变化比海水大，因此，小明光着脚踩在沙滩上，感到沙子烫脚，当身体进入水中时，觉得水比较凉。2、比热容热值【解析】【详解】[1]我们经常用热水袋暖手，这是利用热介质的比热容较大的特性，在温度改变量相同的情况下，可以释放更多的热量。[2]所用长征四号丙运载火箭使用液态氢作燃料，这是因为液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液态氢可以释放更多的热量。3、热传递扩散引力【解析】【详解】[1]热熔胶枪通电后会产生热量，再利用热传递的方式，使固体胶棒吸收热量，内能增大，温度升高。[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。[3]热熔胶被胶枪挤出，并“粘”在物体上，说明分子间存在引力。4、2.1×1044.2×103【解析】【详解】（1）[1]由图像知，在最初2min内，物体处于固态的升温吸热过程，升高的温度∆t1＝0℃−(−20℃)＝20℃所以此过程物质吸收的热量Q吸＝c1m∆t1＝2.1×103J/(kg•℃)×0.5kg×20℃＝2.1×104J（2）[2]物质从热源吸热的功率恒定不变，由Q吸＝Pt可知，物质在相等时间内吸热相等，由图像可知，10min~12min内物质处于液态且升高的温度为10℃，物质吸热Q吸′＝Q吸＝2.1×104J所以该物质在液态下的比热容5、分子间存在引力1kg的酒精完全燃烧放出的热量为3.0×107J【解析】【详解】[1]当玻璃板与水面接触时，玻璃板与水分子之间存在作用力，当用力向上拉时，除玻璃板的重力外，还要克服水分子和玻璃分子间存在的引力作用，所以拉力比玻璃板的重力大，说明分子间存在引力。[2]酒精的热值为3.0×107J/kg，物理意义为1kg的酒精完全燃烧放出的热量为3.0×107J。6、机械内做功【解析】【详解】[1][2][3]改变物体内能的方法是做功和热传递。小强在下滑过程中克服摩擦做功，机械能转化为内能，臀部内能增加，温度升高，所以有灼热的感觉，这是通过做功的方式改变了他的内能。7、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℃)=1.68×105J8、不是增大不变红外线【解析】【详解】[1]新型冠状病毒属于微生物，它通过飞沫传播是微生物所做的机械运动，不是扩散现象。[2]在体温计示数上升的过程中，温度计中水银的温度升高，分子热运动越剧烈，分子动能增大，而质量不变，故内能增大。[3]比热容是物质的一种特性，水银温度升高、状态不变，则水银的比热容大小不变。[4]当人体发热时，皮肤表面的温度异常，可以利用红外线拍摄“热谱图”，有助于诊断疾病，这是利用了红外线的热作用很强。9、升高做功机械【解析】【详解】[1][2][3]当飞船穿越大气层返回地面时，飞船和大气摩擦生热，飞船表面温度升高，这是通过克服摩擦做功的方式使其内能增加的，在此过程中把飞船的机械能转化为内能。10、做功比热容4.2×105【解析】【详解】[1]汽车下坡时间较长时，连续点踩刹车，刹车片克服摩擦做功内能增加，温度升高，是通过做功方式改变内能的。[2]水的比热容最大，和质量相等的其它物质比较，升高相同温度吸收热量最多，所以用水来降温是利用了水具有较大的比热容的特点。[3]水吸收的热量Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×5kg×20℃＝4.2×105J三、计算题1、（1）8.4×106J；（2）40%【解析】【详解】解：（1）热水器中的水吸收的热量（2）热水器5小时内接收的太阳能E=4.2×106J/h×5h=2.1×107J热水器的效率答：（1）热水器中的水吸收的热量为8.4×106J；（2）热水器的效率为40%。2、（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（