强化训练苏科版九年级物理上册《机械能和内能》专题测试试卷（解析版含答案）

苏科版九年级物理上册《机械能和内能》专题测试考试时间：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、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2、如图所示，水平台面由同种材料制成，粗糙程度均匀，在它上面放着质量为的木块，将木块用轻绳跨过定滑轮与质量为的钩码相连。木块在平行于台面的轻绳的拉力作用下做匀速直线运动，运动一段时间，钩码触地后立即静止，木块继续滑动一段距离停在台面上。绳重、轮与轴的摩擦均忽略不计，下列说法中正确的是（g取10N/kg）（）A．木块匀速运动的过程中，木块与钩码的机械能总量不变B．木块匀速运动的过程中，受到的滑动摩擦力是C．钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块的动能越来越小D．钩码触地后木块继续滑动，拉力对物体做功3、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4、酒精灯中的酒精在使用过程中，以下物理量会变化的是（）A．质量 B．密度 C．比热容 D．热值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、跳绳是体育中考项目之一，小明的质量为50千克，每次跳起高度约为6厘米（人视作整体上升，如图所示），一分钟跳80次，下列说法正确的是（）A．向上起跳过程中小明的动能持续增大B．小明在这一分钟内跳绳的功率约为40WC．小明跳一次克服重力做功约2JD．下落过程中小明的重力势能不变7、“十次车祸九次快，还有喝酒和超载”。这句话形象的说明了发生车祸的原因，汽车在水平公路上行驶的过程中，超速、超载容易引发交通事故，对于引发交通事故的原因，以下分析不正确的是（）A．“快”——物体运动速度越大，动能越大B．“快”——物体运动速度越大，惯性越大C．“超载”——物体质量越大，动能越大D．“超载”——物体质量越大，惯性越大8、下列事例中，属于内能转化为机械能的是（）A．用气筒给自行车打气时，气筒会发热B．开水倒入杯中逐渐冷却C．水壶中水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起D．流星与空气摩擦生热发光9、有一个转速为3600r/min的四冲程汽油机，如图所示为该汽油机某冲程的示意图，则下列说法不正确的是（）A．汽油机的效率越高，做功越快 B．这是汽油机的压缩冲程，机械能转化为内能C．汽油机的该冲程是靠飞轮惯性完成的 D．汽油机正常工作时1s对外做功30次10、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、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•℃)。2、小明同学在家时，经常帮父母做些力所能及的家务活。如图所示，他把水壶放在燃气灶上烧水，烧水过程中水的内能______（选填“增大”、“减小”或“不变”），这是通过______的方式改变水的内能，水烧开前比热容______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。3、我国于2019年5月17日在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成功发射一颗北斗导航卫星。火箭发射时用液态氢作燃料，因为液态氢的______大，完全燃烧20g液态氢释放的热量______J。（q氢＝1.4×108J/kg）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、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、如图为火箭发射的场景。火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为它的______大，火箭发射升空时燃料的化学能转化为______能，再转化为火箭的机械能。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、水很难被压缩，说明分子间存在______（填“引力”或“斥力”）；水结冰后，很难被拉伸，说明分子间存在______（填“引力”或“斥力”）；往冰块上滴一滴墨水，发现冰块被染黑了，说明______。9、掷实心球是中考体育考试的一个项目，抛出去的实心球从最高点下落的过程中，重力势能______，动能______。（均选填“变大”或“变小”）10、汽车发动机冷却系统分为风冷型和水冷型两种。风冷型发动机以空气为冷却介质，当风高速吹过发动机时，利用______的方式改变的发动机的内能；水冷型发动机则是利用水的______较大的特性。某水冷四冲程柴油发动机工作时转速表如图甲所示，则该发动机12s内经历压缩冲程______次，若该柴油机每完全燃烧柴油1kg，输出机械能1.376×107J，则该柴油机的效率为______。如图乙______是某水冷四冲程汽油机中的做功冲程示意图。（q煤油＝4.3×107J/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、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？3、（2021·全国·九年级课时练习）某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1200周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），求(1)汽油机一个循环所做的功是_____J(2)汽油机的功率是_____W。4、燃烧了0.5kg的焦炭，已知焦炭的热值为3.0×107J/kg。求放出多少热量？5、太阳能热水器是一种利用太阳能的装置，具有节能环保的功能。在物理实践活动中，小闽同学观察到，在晴天时，太阳能热水器工作12h能把贮水箱中质量为100kg、初温为20℃的水加热到90℃。[c水=4.2×103J/(kg•℃)，q天然气=4.2×107J/m3]求：（1）贮水箱中的水吸收的热量；（2）若用加热效率为70%的天然气灶加热这些水升高相同的温度，需完全燃烧的天然气的体积。-参考答案-一、单选题1、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。2、C【解析】【详解】A．木块在水平台上匀速运动的过程中，钩码匀速下降，此时木块的动能不变，重力势能不变；钩码的动能不变，重力势能变小，机械能等于动能和势能之和，则木块与钩码的机械能总量变小，故A错误；B．在钩码的拉力作用下，木块沿桌面做匀速运动，此时木块受平衡力，水平方向的拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，则故B错误；C．钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块的速度越来越小，所以木块的动能越来越小，故C正确；D．钩码触地后木块继续滑动的过程中，钩码不再拉动木块，对木块没有拉力的作用，拉力不再做功，故D错误。故选C。3、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。4、A【解析】【详解】将一瓶酒精用去部分后，所含物质总量减少，所以剩余的酒精质量减少但密度、比热容、燃料的热值都属于物质的特性，它们的大小与物体的质量和体积均无关系，不会发生变化，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。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、B【解析】【详解】A．向上起跳过程中，质量不变，速度减小，小明的动能减小，故A错误；BC．小明的重力为G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N小明跳一次克服重力做功W＝Gh＝500N×0.06m＝30J小明在这一分钟做的总功W总＝80×W＝80×30J＝2400J小明在这一分钟内跳绳的功率故故B正确，C错误；D．下落过程中小明的质量不变，高度降低，所以重力势能变小，故D错误。故选B。7、B【解析】【详解】A．动能由质量和速度决定，汽车质量不变，速度越大，动能越大，故A正确，不符合题意；B．惯性的大小与速度无关，故B错误，符合题意；C．动能由质量和速度决定，汽车速度不变，质量越大，动能越大，故C正确，不符合题意；D．惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，故D正确，不符合题意。故选B。8、C【解析】【详解】A．用气筒给自行车胎打气过程中压缩空气做功，机械能转化成内能，使气筒发热，故A不符合题意；B．开水倒入杯中逐渐冷却，热水的内能转移到周围空气中，是内能的转移，故B不符合题意；C．水壶中的水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起，水蒸气的内能转化成壶盖的机械能，故C符合题意；D．流星与空气摩擦生热发光，是克服摩擦做功，机械能转化为内能，故D不符合题意。故选C。9、A【解析】【详解】A．热机的效率越高说明用来做有用功的能量占燃料完全燃烧产生的能量之比越大，做功越快是指功率大，功率和效率没有关系，故A错误，符合题意；B．由图可知，两个气门都是关闭的，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能，故B正确，不符合题意；C．依靠飞轮惯性完成的冲程有：吸气、压缩和排气三个冲程，故C正确，不符合题意；D．转速为3600r/min的四冲程内燃机，则每秒转60圈，两圈做一次功，共做30次功，故D正确，不符合题意。故选A。10、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。二、填空题1、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2、增大热传递不变【解析】【详解】[1][2]用天然气烧水的过程中，水吸收热量，温度升高，内能增大，这是通过热传递的方式改变水的内能；[3]比热容是物质的一种特性，与物质的状态和种类有关，与温度无关，所以水烧开前水的比热容不变。3、热值2.8×106【解析】【详解】[1]火箭采用液态氢作为燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料相比，液态氢可以释放出更多的热量。[2]完全燃烧释放出的热量Q放=mq=0.02kg×1.4×108J/kg=2.8×106J4、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、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、热值内【解析】【详解】[1]火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为它的热值大，相同质量的氢气和其它燃料相比，完全燃烧放出更多的热量，进而可以提供更多的机械能。[2]氢气燃烧放出热量，故将燃料的化学能转化为内能。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、斥力引力分子在不停的做无规则的运动【解析】【详解】[1][2]分子之间存在相互作用的引力和斥力。水很难被压缩，说明分子间存在斥力；水结冰后，很难被拉伸，说明分子之间存在引力。[3]一切物质的分子都在不停地做无规则运动，温度越高，分子运动越剧烈。往冰块上滴一滴墨水，发现冰块被染黑了，说明分子在不停地做无规则运动。9、变小变大【解析】【详解】[1]不计空气阻力，实心球在下落过程中质量不变高度降低，所以重力势能变小。[2]实心球在下落过程中，质量不变，速度变大，所以动能变大。10、热传递比热容15032%B【解析】【详解】[1]改变物体内能方法是做功和热传递。风冷型发动机以空气为冷却介质，当风高速吹过发动机时，利用热传递的方式改变的发动机的内能。[2]水冷型发动机则是利用水的比热容比较大，相同质量的水和其它物质相比，升高相同的温度时，水可以吸收更多的热量。[3]水冷四冲程柴油发动机工作时转速表如图所示，转速为15×100r/min=1500r/min表示1min转1500r，即1秒转25r，因飞轮转2r，经历4个冲程，做功一次，压缩冲程一次，所以飞轮转25r，经历压缩冲程50次，12s内经历冲程为（次）[4]柴油完全燃烧能放出的热量Q放＝mq煤油＝1kg×4.3×107J/kg＝4.3×107J则柴油机的效率[5]如图乙中B图，进气门和排气门都是关闭的，活塞下行，火花塞打火，可以判断是做功冲程。三、