强化训练苏科版九年级物理上册《机械能和内能》单元测试试题（含详细解析）

苏科版九年级物理上册《机械能和内能》单元测试考试时间：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、下列说法正确的是（）A．0℃的水不具有内能 B．一杯水和半杯水的比热容相同C．温度越高的物体具有的热量越多 D．组成物质的分子之间，只存在引力不存在斥力2、甲、乙两车同时同地沿同一直线做匀速直线运动，它们的图像如图所示，则（）A．甲车的动能大于乙车的动能 B．甲、乙两车的重力势能相等C．经过8秒，甲、乙两车相距10米 D．运动10米，甲车比乙车少用4秒3、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4、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%5、下列说法中正确的是（）A．敲碎煤块使煤充分燃烧能提高煤的热值B．燃料燃烧释放的热量越多，热值越大C．当仅有热传递时，物体吸收热量时内能增加，放出热量时内能减小D．与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为丝绸的正电荷转移到玻璃棒上6、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”。以下分析正确的是（）A．水温上升时，水的内能不变B．试管口的“白气”是水蒸气液化形成的小水滴C．管内气体对橡皮塞做功，气体内能增加D．加热时水变成水蒸气的物态变化是升华7、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8、下列实验中，通过做功的方式改变物体内能的是（）A．向饮料中加冰块，饮料温度降低B．盛夏，阳光曝晒路面，路面温度升高C．寒冬，用热水袋暖手，手感到温暖D．用锯锯木头，锯条温度升高9、下列现象中，不是通过做功改变物体内能的是（）A．冬天搓手，手会变暖和 B．小孩从滑梯上滑下，臀部发热C．冬天用热水泡脚，脚变暖和 D．锯木头锯条发热10、关于下列四幅图片的表述，正确的是（）A．用电加热器烧开水，水的温度升高是通过热传递实现的B．迅速下压活塞时，筒中的硝化棉会燃烧，硝化棉内能增加是通过做功的方式实现的C．活塞被冲出的瞬间，瓶内出现白雾，是空气对瓶塞做功内能减小汽化而形成的D．冰山的温度很低，所以冰山不具有内能第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、阅读材料，回答问题。热阻当物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递。热传导是热传递的一种方式，物体对热量的传导有阻碍作用，称为热阻，用R表示。物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比、与垂直传导方向的横截面积S成反比，还与物体的材料有关，关系式为，式中称为材料的导热系数，不同材料的导热系数一般不同。房屋的墙壁为了保温，往往使用导热系数较小的材料，如果墙壁一侧是高温环境，另一侧是低温环境，墙壁温度变化随着厚度改变而均匀递增（或递减），则在墙壁中能形成稳定的热量流动，单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比，与墙壁的热阻成反比。（1）同一物体发生热传导的条件是物体的不同部分之间存在______；热量传导过程和电流相似，温度差相当于电路中______（选填“电流”或“电压”）；（2）同样形状的材料，导热系数越大，热阻______（选填“越大”或“越小”）；（3）如题图甲所示，长方体实心铝块的长、宽、高分别为2L、1.5L、3L，当热量从左向右流动时，铝块的热阻为R1，热量从下向上流动时，铝块的热阻为R2，则R1______R2（选填“>”“<”或“=”）；（4）如图乙所示，墙壁厚度为d，墙壁外侧环境温度为，内侧环境温度为，虚线到内侧墙壁的距离为，热量在墙壁中稳定地流动，单位时间内传到内侧墙壁的热量为Q0，则虚线处的温度为______（用t0表示），若外侧墙壁的环境温度升高到1.2t0，内侧环境温度仍为，则单位时间内传到内侧墙壁的热量为______（用Q0表示）。2、如图所示是汽油机______冲程。完全燃烧1kg汽油放出的热量是______J，若其效率为25%，则消耗1kg汽油转化为机械能是______J（q汽油＝4.6×107J/kg）。3、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。4、汽油机是热机的一种，它把燃料燃烧放出的_____能转化为机械能。如图1所示的是汽油机的工作状态示意图，由图1可以看出，此时它正处在_____冲程。该汽油机的飞轮转速是3600r/min，那么该汽油机每秒钟对外做功_____次。若该汽油机的效率为30%，消耗100g汽油，对外做功_____J。（q汽油=4.6×107J/kg）汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热，主要是利用了水的_____较大的特点。气缸外面有“水套”，汽车行驶时水的温度会升高，水的内能会_____（选填“增大”、“减小”或“不变”），这是利用_____的方式改变水的内能的。图2中是汽油机工作时的能量流向图，则其热机效率表示为η=_____。一般的汽油机的效率比柴油机的效率要低一些，主要的原因是_____，火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料_____比较大的特点。5、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·℃）]6、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。7、酒精的比热容是2.4×103______（填单位），1kg的酒精温度由20℃升高到21℃吸收的热量是______J。1kg的酒精温度由61℃降低到60℃放出的热量是______J。8、如图所示汽油机正在进行的是______冲程，在汽油机的四个冲程中，______能转化为机械能的是做功冲程。若做功过程中燃气对活塞的平均压强为p、气缸排量为V，则燃气对活塞所做的功W=______。9、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]10、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”）三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、三峡水电站有“照亮半个中国”的美誉，它的年平均发电量约3.045×1017J，相当于一座年消耗标准煤5×1010kg的火力发电站的发电量。（1）标准煤的热值为2.9×107J/kg，完全燃烧5×1010kg标准煤能放出多少热量？（2）根据本题中的数据，计算火力发电的效率。2、如图，是1kg冰在空气中熔化时的温度变化曲线图，请解答：已知：c水＝4.2×103J/（kg•℃），c冰＝2.1×103J/（kg•℃）（1）冰在开始熔化前共吸收了多少热量？（2）上述热量可以让熔化后的水温度升高多少摄氏度？3、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）4、我国自主研发的某品牌汽车进行技术测试，已知汽车的总质量为2t，该车在某段长1.2km的水平路面做匀速直线运动，用时40s，汽车在行驶过程中受到的阻力为车重的0.2倍，汽车在此过程中消耗的汽油产生了1×107J热量。（g取10N/kg）求在该段测试过程中：（1）汽车的行驶速度；（2）汽车受到的重力；（3）汽车的牵引力做的功；（4）汽车发动机的热机效率。5、小宇家的太阳能热水器内装有80kg、的水。（1）若经过一天照射后，温度升高到，求水吸收的热量是多少？（2）若煤气的热值是4.2×107J/kg，煤气完全燃烧放出热量的80%被水吸收，小宇家利用太阳能热水器，一天可以节约多少煤气？（）-参考答案-一、单选题1、B【解析】【详解】A．一切物体都有内能，0℃的水也具有内能，故A错误；B．比热容是物质的一种特性，不管是一杯水还是半杯水，都是水，物质的种类没有改变，所以比热容也是保持不变的，故B正确；C．热量是指物体发生热传递时转移能量的多少，热量是过程量，不是状态量，不能说物体含有或者具有热量的多少，故C错误；D．物质的分子之间有相互的引力和斥力，物体被压缩时，分子之间表现为斥力，物体被拉伸时，分子之间表现为引力，故D错误。故选B。2、D【解析】【详解】由图可知，甲乙经过8s，甲的路程是20m，乙的路程是10m，甲的速度A．动能与质量和速度有关，甲车的速度大于乙车的速度，由于甲乙两车的质量未知，甲车的动能不一定大于乙车的动能，故A不符合题意；B．重力势能与质量和高度有关，由于甲乙两车的质量和高度未知，甲、乙两车的重力势能不一定相等，故B不符合题意；C．甲乙经过8s，甲的路程是20m，乙的路程是10m，若甲、乙两车的运动方向相反，则此时甲车与乙车相距20m+10m=30m故C不符合题意；D．运动10米，甲车的时间是4s，乙车的时间是8s，甲车比乙车少用4s，故D符合题意。故选D。3、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。4、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。5、C【解析】【详解】AB．热值是燃烧充分燃烧放出的热量与质量之比，是一个定值，与燃烧程度无关，故AB错误；C．当仅有热传递时，热传递可以改变内能，物体吸收热量时，物体的内能增加，物体放出热量时，物体的内能减小，故C正确；D．与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为玻璃棒的负电荷转移到丝绸上，故D错误。故选C。6、B【解析】【详解】A．水的温度升高，则水的内能也随之增加，故A错误；B．“白气”是水蒸气在管口发生液化形成的小水滴，故B正确；C．管内气体对橡皮塞做功，则管内气体的内能减少，故C错误；D．加热时，试管内的水由液态变为气态，发生的汽化，故D错误。故选B。7、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。8、D【解析】【详解】A．向饮料中加冰块，饮料温度降低，是通过热传递改变物体的内能，故A不符合题意；B．盛夏，阳光曝晒路面，路面温度升高，属于热传递改变物体的内能，故B不符合题意；C．寒冬，用热水袋暖手，手感到温暖，是通过热传递改变物体的内能，故C不符合题意；D．用锯锯木头，锯条温度升高，是克服摩擦力做功，机械能转化成内能，属于做功改变物体的内能，故D符合题意。故选D。9、C【解析】【详解】A．冬天搓手，手会变暖和是克服摩擦做功，机械能转化为内能，属于做功改变内能，故A不符合题意；B．小孩从滑梯上滑下，臀部发热是克服摩擦做功，机械能转化为内能，属于做功改变内能，故B不符合题意；C．冬天用热水泡脚，脚变暖和，热水的温度高于脚的温度，是脚从热水中吸收热量，属于热传递改变内能，故C符合题意；D．锯木头锯条发热，是克服摩擦做功，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。10、A【解析】【详解】A．图中用电加热器烧开水，水吸收热量，温度升高，是通过热传递的方式改变水的内能，故A正确；B．图中迅速下压活塞时，对空气做功，空气的内能增加，温度升高；空气的热量传递给硝化棉，使筒中的硝化棉燃烧，硝化棉内能增加是通过热传递实现的，故B错误；C．丙图中活塞被冲出的瞬间，瓶内空气对瓶塞做功，内能减小，温度降低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水滴，形成白雾，故C错误；D．一切物体都具有内能，所以冰山也具有内能，故D错误。故选A。二、填空题1、温度差电压越小<1.4Q0【解析】【详解】（1）[1]由题意可知，当同一物体的不同部分之间存在温度差时，会发生热传导。[2]由题意可知，温度差是进行热传导的原因，与电压是形成电流的原因类似，故可知温度差相当于电路中的电压。（2）[3]由可知，同样形状的材料，导热系数越大，热阻R越小。（3）[4]由题意可知，热量从左向右流动时，长度L1=2L，横截面积为S1=1.5L×3L=4.5L²热量从下向上流动时，长度L2=3L，横截面积为S2=1.5L×2L=3L²因是同一铝块，导热系数相同，故由可知故可知R1<R2。（4）[5]设虚线处的温度为t，墙壁的横截面积为S，则由题意可知，从外侧环境传到虚线处的热量为从虚线处传到内侧环境的热量为因热量在墙壁中稳定地流动，故可知Q1=Q2，即解得虚线处的温度为[6]设墙壁外侧到墙壁内侧的热阻为R，则由题意可知，墙壁外侧环境温度为t0，内侧环境温度为时，单位时间内传到内侧墙壁的热量为Q0，则有由题意可知，当外侧墙壁的环境温度升高到1.2t0，内侧环境温度仍为时，单位时间内传到内侧墙壁的热量为2、排气4.6×107J1.15×107J【解析】【详解】[1]如图所示，进气门关闭，排气口打开，活塞向上运动，有气体流出，所以是汽油机的排气冲程。[2]完全燃烧1kg汽油放出的热量是[3]效率为25%，则消耗1kg汽油转化为机械能3、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”。4、内排气301.38×106比热容增大热传递柴油机的压缩冲程中压缩程度比汽油机更大热值【解析】【详解】[1]汽油机工作时，汽油燃烧产生的高温高压气体推动活塞运动，过程中燃料的内能转化为活塞运动的机械能。[2]由图可知，汽油机的进气门关闭、排气门打开，活塞向上运动，气体排出气缸，故该图表示的是汽油机排气冲程。[3]汽油发动机每完成一个工作循环，飞轮转动2圈，对外做功1次。已知汽油机转速为n=3600r/min=60r/s因此，汽油机的飞轮每秒转动60圈，汽油机每秒对外做功30次。[4]根据汽油机的工作效率和汽油热值可知，消耗100g（即0.1kg）汽油，汽油机对外做功W=q汽油mη=4.6×107J/kg×0.1kg×30%=1.38×106J[5]由于水的比热容较大，所以相同质量的物质，吸收相同的热量，水的温度升高的小。[6]物体的内能与温度有关，其他条件不变，物体的温度升高，则物体的内能会增大。汽车行驶时水的温度会升高，故水的内能会增大。[7]汽油燃烧使气缸温度升高，且气缸的温度远高于水的温度，所以热量会从气缸传递到水中，正是热量的传递才使得水的内能增加。[8]热机的效率等于热机做的有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值，即[9]一般的汽油机的效率比柴油机的效率要低一些，主要的原因是柴油机的压缩冲程中压缩程度比汽油机更大，在压缩冲程中储存了一部分能量。[10]相同质量的燃料，氢燃料燃烧释放的热量更多，因此用液态氢作为火箭的燃料。5、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℃)=1.68×105J6、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。7、J/(kg·℃)2.4×1032.4×103【解析】【详解】[1]酒精的比热容为2.4×103J/(kg·℃)。[2][3]酒精的比热容为2.4×103J/(kg·℃)是指1kg的酒精每升高或降低1摄氏度，吸收或放出的热量为2.4×103J。所以1kg的酒精温度由20摄氏度升高到21摄氏度，吸收的热量是2.4×103J。1kg的酒精温度由61摄氏度降低到60摄氏度，放出的热量是2.4×103J。8、压缩内pV【解析】【详解】[1]由图可知，两个气门关闭，活塞上行，为压缩冲程，将机械能转化为内能。[2]做功冲程中，汽油在气缸内燃烧，将内能转化为机械能。[3]在做功冲程，设活塞移动的距离为L，活塞的横截面积为S，则发动机的单缸排量为燃气对活塞所做的功9、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。10、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。三、计算题1、（1）1.45×1018J；（2）21%。【解析】【详解】解：（1）完全燃烧5×1010kg