苏科版物理九年级第12章《机械能和内能》单元测试卷（基础卷）（教师版）

第十二章《\o"第12章机械能和内能"机械能和内能》单元测试卷（基础卷）（解析版）训练范围：苏科版九年级上册第12章第Ⅰ卷选择题一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1．很多机器在工作时温度升高，为保护机器，往往用水来冷却的最主要原因是（）A．水的比热容大 B．水放出的热量多C．水的温度低 D．水容易取且不需花钱【答案】A【详解】A．用水冷却机器是因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质作比较，升高相同的温度，水能够吸收更多的热量，故A符合题意；B．用水冷却机器是因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质作比较，升高相同的温度，水能够吸收更多的热量，用水冷却是让水去吸收热量，而非放出热量，故B不符合题意；C．用水冷却机器是因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质作比较，升高相同的温度，水能够吸收更多的热量，与水的温度无关，故C不符合题意；D．用水冷却机器是因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质作比较，升高相同的温度，水能够吸收更多的热量，与水容易取且不需花钱无关，故D不符合题意。故选B。2．已知水和煤油吸收相同的热量后，水升高的温度是煤油升高的温度的，水的比热容是煤油的2倍，则水和煤油的质量之比是（）A．10∶1 B．1∶10 C．2∶5 D．5∶2【答案】D【详解】由题知，水和煤油吸收相同的热量，比值是1比1，水的比热容是煤油的2倍，比热容之比是2比1，升高的温度之,1比5，由得，水和煤油的质量之比故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。3．为了比较两个保温杯盛水时的保温效果，小明按照科学探究程序，在室内进行了实验，让甲、乙两个保温杯内装相同质量的热水，得到了一段时间内它们温度的实验数据，根据数据绘制的图像如图所示，请你根据图像所提供的信息比较甲、乙两个保温杯的保温效果（）A．甲保温杯的保温效果好B．乙保温杯的保温效果好C．甲、乙两个保温杯的保温效果一样好D．根据图像无法判断【答案】B【详解】由图像可知，两保温杯内装相同质量，初温相同的热水，0~6小时内，任何时刻乙保温杯内水的温度变化量均小于甲保温杯内水的温度变化量，所以乙保温杯的保温效果好。故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。4．对于分子热运动的认识，下列说法中正确的是（）A．物体的温度越高，其内部的分子热运动越剧烈B．物体吸收热量，分子的热运动一定加剧C．温度为0℃的物体，其内部的分子热运动停止D．气体分子热运动最剧烈，固体分子没有热运动【答案】A【详解】A．根据内能和温度关系的知识可知，物体的温度越高，其内部的分子热运动越剧烈，故A正确；B．物体吸收热量，如果温度不升高，如晶体熔化，分子的热运动不一定加剧，故B错误；C．一切物体的分子都在运动，温度为0摄氏度的物体，其内部的分子热运动也不会停止，故C错误；D．一切物体的分子都在运动，气体、液体、固体的分子都在不停地做热运动，故D错误。故选A。5．2023年8月，日本正式开始将福岛核电站的核污水排放至太平洋，核污水中的有害物质在海水中扩散，说明（）A．分子间存在间隙 B．分子间存在引力C．分子在不停运动 D．分子间存在斥力【答案】C【详解】核污水中的有害物质在海水中扩散，说明分子在不停运动，故C符合题意。故选C。6．在北京冬奥会上苏翊鸣获得单板滑雪冠军，如图所示是他从高处加速下落时的情景，下列关于苏翊鸣说法正确的是（）A．动能增加，重力势能减小 B．动能增加，重力势能增加C．动能减小，重力势能增加 D．动能减小，重力势能减小【答案】A【详解】苏翊鸣从高处加速下落时，质量不变，高度变小，重力势能减小，速度变大，动能增加，故A正确。故选A。7．渭南文化旅游（西安）宣传推介活动于2023年7月19日在西安举行。如图所示，航拍本次活动的无人机匀速下降的过程中（）

A．重力不做功 B．动能减小C．重力势能不变 D．机械能减小【答案】D【详解】A．无人机在重力的方向上通过一定的距离，所以，重力做功，故A不符合题意；BCD．无人机在匀速下降的过程中，质量不变，速度不变，动能不变；质量不变，高度降低，则重力势能减小；动能不变，重力势能减小，所以，机械能减小，故BC不符合题意，D符合题意。故选D。8．下列说法正确的是（）A．在相同状态下，同一物体温度降低，它的内能会减少B．在内燃机的做功冲程中，机械能转化为内能C．用质量相同的水和冰冷却相同物体，水的冷却效果好，因为水的比热容较大D．在夏天的海边，通常情况下海风都是晚上从大海吹向陆地，白天从陆地吹向大海【答案】A【详解】A．状态不变，同一物体，温度升高时，内能增加，温度降低时，内能减少，故A正确；B．内燃机的做功冲程中，将燃气的内能转化为机械能，故B错误；C．用质量相同的水和冰冷却相同物体，因为冰熔化吸热，所以冰的冷却效果好，故C错误。D．海水的比热容大于砂石的比热容，白天吸收了相同的热量后，陆地上方空气升高的温度比海洋上空空气的温度升高的多，所以，陆地上方空气的气压低，海洋上方空气的气压高，风从气压高的海洋流向气压低的陆地，同理可知，在夜晚海风从陆地吹向大海，故D错误。故选A。9．如图是汽油机工作的四个冲程，其中表示压缩冲程的是（）A．甲 B．乙 C．丙 D．丁【答案】A【详解】压缩冲程活塞往上运动，进气门、排气门关闭，火花塞不点火，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。10．2022年4月16日，神舟十三号载人返回舱成功着陆，返回舱与大气摩擦温度升高，内能增加。下列事例中物体内能改变方式与它相同的是（）A．汤勺放在热汤中温度升高B．烧水时水温升高C．压缩空气温度升高D．取暖器旁的物体温度升高【答案】C【详解】神舟十三号载人返回舱与大气摩擦温度升高，内能增加，是通过克服摩擦做功来改变内能的。A．汤勺放在热汤中温度升高，是通过热传递来改变物体内能的，故A不符合题意；B．烧水时水温升高，是通过热传递来改变物体内能的，故B不符合题意；C．压缩空气温度升高，是活塞对空气做功，使空气的内能增大，温度升高，故C符合题意；D．取暖器旁的物体温度升高，是通过热传递来改变物体内能的，故D不符合题意。故选C。11．关于比热容，下列有关说法正确的是（）A．将一杯水倒出一半后，剩下的水的比热容也变为一半B．冬天暖气常用热水循环来取暖，温度变化较小时，放出更多热量C．汽车发动机用水作为冷却液，因为水的比热容大，吸收相同热量时，温度变化大D．沿海地区昼夜温差比内陆小，是因为水的比热容比沙石的小【答案】B【详解】A．把水倒掉一半，由于比热容的大小与质量无关，所以水的比热容不变，故A错误；B．北方楼房中的“暖气”用水作为介质，是利用了水的比热容大的特点，在降低相同的温度时，水放出的热量多，故B正确；C．用水作为汽车发动机的冷却剂是因为水的比热容大，和其它等质量的液体相比，升高相同的温度时，水能吸收更多的热量，有利用发动机的散热，故C错误；D．由知，质量相同的不同物质，吸收或放出相同的热量，比热容大的物质温度变化得小，而水的比热容比沙石的比热容大，因此沿海地区的昼夜温差比内陆地区的小，故D错误。故选B。12．掉在水平地面上的弹性小球会跳起，而且弹跳的高度会越来越低。如图所示是小球弹跳的频闪照片，小球在1、2位置的高度一样，则小球在位置1、2时的（）A．1、2速度相同，重力势能也相同B．2的动能较大，2位置的机械能总量较小C．1、2重力势能相同，2位置的速度较小D．1位置的动能较大，1、2机械能总量相同【答案】C【详解】小球在1、2位置的高度相同，根据影响重力势能的因素可知，质量不变，高度相同，所以重力势能相同；由于与空气、地面摩擦等，小球机械能逐渐减小，所以在1位置的机械能大，2位置的机械能小；在1位置动能较大，2位置的动能较小，根据影响动能的因素可知，质量不变，动能减小，则1位置的速度大，2位置的速度小，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。二、填空题（本题共10小题，每空1分，共20分）13．如图甲、乙所示，漫画中老人和小朋友的感觉不同，但从物理学角度看，两幅图片都说明可以改变内能。图乙中的小朋友从滑梯上滑下，他的内能。（填“增大”“减小”或“不变”）【答案】做功增大【详解】[1]由图可知，搓手取暖，从滑梯上滑下都是将机械能转化为内能，发生了能量的转化，所以是做功可以改变内能。[2]小朋友在下落过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，克服摩擦力做功，机械能转化为内能；他的内能增大。14．2023年10月26日，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。运载火箭一般要选用热值（选填“大”或“小”）的燃料；发射过程中随着燃料质量的减少，其热值（选填“变大”“变小”或“不变”）。【答案】大不变【详解】[1]火箭升空时，需要火箭的燃料在燃烧时释放出巨大的能量，才能获得较大的机械能，因此在燃料质量一定时，要选用热值大的燃料。[2]燃料的热值大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量、是否完全燃烧等因素无关，所以燃料的质量减少时，其热值不变。15．在海滩上进行“沙疗”时，把人体埋在沙子里，沙子放出热量人体吸收热量后体温升高，内能增大，这是通过（选填“做功”或“热传递”）来改变内能的；2kg的沙子温度降低5℃放出的热量是J。（已知c沙=0.92×103J/(kg·℃)）【答案】热传递【详解】[1]沙子放出热量人体吸收热量后体温升高，内能增大，这是通过热传递的方式来改变内能。[2]沙子温度降低5℃即，则沙子放出的热量为故2kg的沙子温度降低5℃放出的热量是。16．如图所示是加热烤肠的情景，通过的方法增加烤肠的内能；为了让烤肠不致被烤焦且均匀受热，店主将烤肠放在石子上烤而不直接放在铁锅内烤，是因为石头的比热容（选填“大于”、“等于”或“小于”）铁的比热容。【答案】热传递大于【详解】[1]加热烤肠时，烤肠吸收热量，是通过热传递的方式改变烤肠的内能的。[2]由题意可知，店主将烤肠放在石子上烤而不直接放在铁锅内烤，这主要是利用了石头的比热容比铁的比热容大，在同样吸热的情况下，其温度升高比较慢，让烤肠不致被烤焦，且散热比较均匀的特点。17．水的比热容为，将2kg的水倒掉一部分，剩下的水的比热容（填“变大”“变小”或“不变”）；水结冰后它的比热容将（填“改变”或“不变”）。【答案】不变改变【详解】[1][2]比热容是物质的一种特性，只与物质的状态和种类有关，而与物质的质量无关，将2kg的水倒掉一半，比热容不变，仍为，水结冰后，状态发生了变化，比热容将改变。18．用图示装置演示气体扩散现象，实验时，A瓶装空气B瓶中装红棕色的二氧化氮气体，可知气体发生了扩散。扩散现象说明气体分子。若实验温度分别为①0℃，②4℃，③20℃，则在（填序号）温度下气体扩散更快。【答案】不停地做无规则运动③【详解】[1]根据题意可知，这是由于气体分子不停做无规则运动而发生的扩散现象。[2]扩散的快慢与温度有关，温度越高，扩散越快，所以，实验温度在20℃温度下气体扩散更快，即③。19．长沙臭豆腐，别名长沙臭干子，是中国传统手工臭豆腐之一。街上臭豆腐的小摊，将臭豆腐放到油锅一炸，人们远远就能闻到臭豆腐的味道，这属于现象，同时也说明温度越，分子无规则运动越剧烈。【答案】扩散高【详解】[1][2]街上烤臭豆腐的小摊，人们远远就能闻到臭豆腐的味道，是因为臭豆腐的分子在不停地做无规则运动，运动到空气中被同学们吸到了，这属于扩散现象；由于分子的运动跟温度有关，所以分子的无规则运动叫做分子的热运动；根据分子运动和温度的关系可知，温度越高，热运动越剧烈。20．2023年杭州亚运会首枚金牌在赛艇赛场上诞生。中国组合邹佳琪，邱秀萍在女子轻量级双人双桨项目决赛中，收获杭州亚运会首金，如图所示是当时决赛的场景，该船桨属于（省力/费力/等臂）杠杆；运动员奋力划桨，皮划艇向前加速运动，其动能（增大/减小/不变）。

【答案】费力增大【详解】[1]船桨在使用过程中，阻力臂大于动力臂，阻力小于动力，所以船桨属于费力杠杆。[2]皮划艇向前加速运动，速度变大，动能增大。21．如图所示，人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行。离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。卫星在运行过程中机械能（选填“守恒”或“不守恒”），卫星在（选填“近地”或“远地”）点动能最大。【答案】守恒近地【详解】[1][2]卫星从远地点向近地点运行的过程中，质量不变，高度降低，重力势能变小，重力势能转化为动能，动能增大，速度变大，卫星在近地点动能最大，整个过程中是动能和势能的相互转化，机械能是守恒的。22．徐梦桃获得了2022年北京冬奥会金牌。如图所示，她在雪道上加速下滑的过程中，动能变（填“大”或“小”）；由于受到摩擦力，她的机械能变（填“大”或“小”）。【答案】大小【详解】[1]她在雪道上加速下滑的过程中，质量不变，速度变大，所以动能变大。[2]由于受到摩擦力，她在下滑过程中克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，机械能变小。三．解答题（本题共8小题，共56分）23．物理兴趣小组小军同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究酒精和碎纸片的热值大小关系。小军的实验步骤如下：①他准备了如图1、2所示的两套完全相同的实验装置；②分别在燃烧皿中放入质量相同的酒精和碎纸片；③同时点燃酒精和碎纸片对质量和初温相等的水加热；④记录燃烧相同时间后水升高的温度Δt。（1）小军设计的方案中步骤（①②③④）存在明显的缺陷；（2）纠正错误后继续实验，从以上步骤中可以看出，该实验是通过比较来比较燃料燃烧放出热量多少，下列实验中也用到这种实验方法的是；A．看不见的电流相当于水管中的水流，电源相当于抽水机B．在研究平面镜成像实验中，用两根完全相同的蜡烛，通过其中一根未点燃的蜡烛来代替另一根点燃的蜡烛的像C．控制物体的质量一定，研究物体的动能与速度的关系D．通过扩散现象研究分子的热运动（3）在图1中小军测量水的质量为m1，初温t1，末温t2，燃烧酒精的质量为m2，根据水的比热容计算出酒精的热值为（用已知物理量和测量物理量的字母表示，水的比热容为c水），不计热量损失；（4）另一组同学计划用两种燃料将初温和质量相同的水加热至刚好沸腾，他们是通过比较来反映这两种燃料热值的大小关系。

【答案】④水升高的温度D比较消耗燃料的质量【详解】（1）[1]比较不同燃料的热值的实验时，应控制燃料的质量相同；燃料燃烧相同时间，所燃烧的燃料的质量不一定相同，所以步骤④存在明显的缺陷。（2）[2][3]燃料燃烧放出热量的多少是通过加热相同质量的水，水升高的温度来呈现，这种方法叫转换法。A．看不见的电流相当于水管中的水流，电源相当于抽水机，采用类比法，故A不符合题意；B．在研究平面镜成像实验中，用两根完全相同的蜡烛，通过其中一根未点燃的蜡烛来代替另一根点燃的蜡烛的像，采用了等效替代法，故B不符合题意；C．控制物体的质量一定，研究物体的动能与速度的关系，采用了控制变量法，故C不符合题意；D．通过宏观的扩散现象来研究微观的分子的热运动，采用了转换法，故D符合题意。故选D。（3）[4]水吸收的热量Q吸=c水m1(t2-t1)不计热量损失，燃烧酒精放出的热量Q放=Q吸=c水m1(t2-t1)酒精的热值（4）[5]用两种燃料将初温和质量相同的水加热至刚好沸腾，水吸收的热量相同，加热所需燃料的质量越小，燃料的热值越大，所以可以用比较消耗燃料的质量来反映两种燃料热值大小关系。24．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。（1）实验时组装如图甲、乙、丙所示的装置时，正确的安装顺序是（选填“自上而下”或“自下而上”）；（2）实验中，燃料完全燃烧放出的热量是通过（选填“温度计示数”或“加热时间的长短”）来反映的。若实验要比较不同燃料的热值，应选择两图进行实验；（3）比较不同物质吸热升温的特点：①应选择两图进行实验；②在燃烧同种燃料时还需要控制火力相同，所以该实验主要用（选填“温度计示数”或“加热时间的长短”）来表示两种液体吸热的多少；③如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图象如图2所示，由图可看出b液体的温度升高得较慢，则（选填“a”或“b”）液体的比热容较大；（4）某同学用图甲装置测燃料1的热值，假设燃料完全燃烧放出的热量全部供液体a吸收。假设加热前燃料1的质量为，加热一段时间后变为，烧杯中液体a的质量为m，初温为，末温为，液体a的比热容用c表示。用以上符号表示该同学测燃料1的热值的计算式：。【答案】自下而上温度计示数甲乙甲丙加热时间的长短b【详解】（1）[1]酒精灯需用外焰加热，所以要先放好酒精灯，再固定铁圈的高度；而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中，但不能碰到容器壁和容器底，所以放好烧杯后，再调节温度计的高度，即按照自下而上的顺序进行。（2）[2]实验中燃料完全燃烧放出的热量，是通过液体吸热后温度的变化即温度计实数来反映的。[3]根据控制变量法，质量相同的同种液体吸收不同的热量后升高的温度不同，为了比较不同燃料的热值，应选择燃料不同但液体相同的装置，即甲、乙两图进行实验。（3）①[4]为了比较不同物质吸热升温的特点，应选择相同燃料但液体不同的实验装置，即甲、丙两图进行实验。②[5]为了使两种液体在相同的时间内吸收相同的热量，在燃烧同种燃料时，还需要控制火力相同，所以，该实验主要用加热时间的长短来表示两种液体吸热的多少，这种方法是转换法。③[6]吸热后它们的温度随时间变化的图像如图2所示，质量和初始温度均相同的a、b两种液体，温度升高慢的比热容大，所以，b液体的比热容较大。（4）[6]水吸收的热量为，酒精灯放出的热量为燃烧酒精的质量为由可得酒精的热值为25．某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B球质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H静止下落，C球从距沙表面高2H静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动时的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1<h2<h3。（1）本实验是通过观察来判断重力势能大小的，这种研究方法叫法；（2）比较A、B两球，可得出重力势能与有关；（3）比较两球，可得出结论：当物体质量相同时，；（4）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径（填“有关”或“无关”）。【答案】球陷入沙面的深度转换法质量A、C下落高度越高，物体的重力势能越大无关【详解】（1）[1][2]根据转化法的思想，本实验中，铅球的重力势能大小是通过球陷入沙面的深度来反映。（2）[3]根据控制变量法的思想，比较A、B两球，下落高度和运动路径相同，B球质量大于A球质量，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大。（3）[4][5]根据控制变量法的思想，两球质量相同是A、C或B、D，而B、D的高度和下落路径均不同，因此应比较A、C两球。两球质量相同，下落路径也相同，C球的下落高度大于A球的下落高度，发现C球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当物体的质量相同时，下落高度越高，物体的重力势能越大。（4）[6]比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。26．为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小明选中小车、斜面、木板、钩码、木块等器材进行如下的实验探究，将一小车从斜面不同位置由静止释放，随后小车推动木块在水平面上运动一段距离后停止，其中斜面高度。（1）实验中将小车从斜面不同高度由静止释放的作用是改变小车运动到斜面底端时小车的大小；（2）实验中，通过比较小车推动木块距离的远近，来判断小车动能的大小，这种常用的实验方法是法，小车推动木块运动的距离越大，则说明安全隐患（选填“越小”、“不变”或“越大”），（3）为了研究汽车超载问题，实验中应选择两个图进行比较；（4）根据甲乙两图，可以得出的实验结论是。【答案】速度转换越大乙、丙在质量一定时，速度越大，动能越大【详解】（1）[1]实验中将小车从斜面不同高度由静止释放的作用是改变小车运动到斜面底端时小车的速度大小不同，从越高的位置下滑，到达水平面时的速度越大。（2）[2]实验中，小车动能的大小不易观察，可通过比较小车推动木块距离的远近，来判断小车动能的大小，这种常用的实验方法是转换法。[3]小车推动木块运动的距离越大，说明小车的动能越大，则说明安全隐患越大。（3）[4]为了研究汽车超载问题，则要控制小车到达水平面时的速度相同，而小车的质量不同，所以应让质量不同的小车从相同高度下滑，故实验中应选择乙、丙进行实验探究。（4）[5]由图可知，甲、乙两图小车的质量相同，图乙中小车下滑的高度更高，到达水平面时的速度更大，木块被撞击后移动的距离更远，说明乙中小车的动能更大，故得出结论：在质量一定时，速度越大，动能越大。27．天然气是一种节能环保的能源，某燃气热水器将20L的水从20℃加热到80℃，完全燃烧了0.21m3的煤气。求：（1）水吸收的热量是多少J？（2）该燃气热水器烧水的效率是多大？［已知：c水=4.2×103J/（kg·℃），ρ水=1.0×103kg/m3，q气=4×107J/m3］【答案】（1）5.04×106J；（2）60%【详解】解：（1）水的质量为根据吸热公式可知水吸收的热量为（2）这些煤气完全燃烧放出的热量为则热水器烧水的效率为答：（1）水吸收的热量是；（2）该燃气热水器烧水的效率是60%。28．在一个标准大气压下，一质量为2千克的金属块，被加热到500℃后，立即投入质量为1千克，温度为20℃的冷水中，不计热量损失，最终水的温度升高到80℃。【c水=4.2×103J/（kg•℃）】求：（1）水吸收的热量；（2）金属块的比热容；（3）取出金属块后，给80℃的水继续加热，水又吸收了1.05×105J的热量，求水的末温。【答案】（1）2.52×105J；（2）0.3×103J/（kg•℃）；（3）100℃【详解】解：（1）水吸收的热量（2）根据题意可知，金属块放出的热量与水吸收的热量相等金属块的比热容（3）水升高的温度在一个标准大气压下水的沸点为100℃，所以水的末温为100℃。答：（1）水吸收的热量为2.52×105J；（2）金属块的比热容为0.3×103J/（kg•℃）；（3）水的末温为100℃。29．一架载有物资的大型运输飞机在空中飞行，飞机匀速直线飞行100km耗时0.2h，匀速飞行过程中受到的平均阻力是，发动机