苏科版九年级物理13.4机械能与内能的相互转化练习（有解析）

苏科版九年级物理13.4机械能与内能的相互转化练习
一、单选题
某部科幻电影讲述了多年以后太阳急速衰老膨胀，无法再给地球提供能量，人类为了拯救地球而点燃木星周围的可燃气体，逃离太阳系的故事。其中“点燃木星”将地球推开相当于内燃机的
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
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，效率一定越高
B. 热机消耗的燃料越少，效率一定越高
C. 热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高
D. 热机做功越快，效率一定越高
以下说法中正确的是
A. 相同质量的两杯水，温度高的含有的热量多
B. 物体吸收热量，温度不变，内能一定不变
C. 酒精灯中的酒精燃烧一半后，剩余酒精的质量和热值都减小一半
D. 热量可以从内能少的物体传递给内能多的物体
在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机，观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的
A. 吸气冲程
B. 压缩冲程
C. 做功冲程
D. 排气冲程
以下四幅图中，说法正确的是
A. 图甲所示，橡皮塞被冲开的过程与内燃机的压缩冲程都是内能转化为机械能的过程
B. 图乙所示，小孩从滑梯上面滑下时，他的重力势能转化为动能
C. 图丙所示，搓手的过程是通过热传递的方式增加内能
D. 图丁所示，酒精灯在使用过程中，酒精的质量和热值都减小了
关于燃料的热值，以下说法正确的
A. 燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
B. 汽油和汽油，它们的热值是一样的
C. 当燃料未燃烧时，其热值为零
D. 煤油的热值比酒精大，就是说煤油完全燃烧放出的热量比酒精多
如图所示为月日我国嫦娥五号发射升空情景，它的任务是去月球“抓土”而归，下列说法正确的是
A. 火箭起飞时地面出现大量白气说明分子不停地做无规则运动
B. 火箭用液态氢作为燃料主要是因为它的热值大
C. 火箭用的喷气发动机不属于热机
D. 火箭在升空过程中剩余燃料越来越少所含的热量也越来越少
下列关于“热机”说法中，正确的是
A. 火箭发动机属于热机
B. 做功冲程将机械能转化为内能
C. 通过技术改进，热机的效率可达到
D. 热机常用水做冷却剂，因为水的沸点高
关于热学知识，下列说法错误的是
A. 寒冷的冬天，双手互搓会使手的温度升高，这是用做功的方式改变内能
B. 刚煮熟的鸡蛋放在冷水中，鸡蛋的温度降低
C. 汽油机的压缩冲程是把内能转化为机械能
D. 用水作为汽车发动机的冷却剂，是因为水的比热容较大
下列关于热机和环境保护的说法，正确的是
A. 热机的效率能达到 B. 热机排出的尾气没有内能
C. 热机都是使用汽油作燃料 D. 大量使用热机会造成环境污染
二、填空题
如图所示为生活中常用的热水瓶，其外壁采用镀银的双层玻璃，并将中间抽成真空，这是为了减少热量损失。注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来。这一过程中瓶内气体的______能转化为软木塞的______能。汽油机的______冲程也发生同样的能量转化。
汽车是我们日常出行的变通工具，为我们的生活提供了便利。给汽车加油时，会闻到汽油味，这是______现象；汽油机是汽车的“心脏”，汽油机的______冲程是将机械能转化为内能；汽油机常选用水作冷却剂，原因是______。
如图所示是热机的______冲程；是将______能转化成______能；一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为，该汽油机每秒钟做功______次。
三、实验探究题
完全相同的三个装置中，装有相同质量的液体和燃料，如图所示。
要比较不同物质吸热升温的特点：
应选择______两个装置进行实验；
实验中通过______选填“温度计升高的示数”或“加热时间”来反映液体吸收热量的多少；
小罗同学要“探究不同燃料燃烧时的放热能力”，她应选择______两图进行实验，该实验中燃料燃烧时放出热量的多少是通过比较______选填“温度计升高的示数”或“加热时间”来判断的；
在图甲中，小瑾同学用天平测出燃料和液体的质量分别为和，查询数据知道液体的比热容为，当燃料完全燃烧结束时测得液体升高的温度为，由此可以计算出燃料的热值为______用题中所给的物理量符号表示，发现结果与实际相比______选填“偏大”、“偏小”或“相等“，原因是______。
某小组设计了一个实验来比较“煤油和菜籽油的热值大小关系”。他们的实验装置如图所示，实验中收集和记录的数据如下表所示。
燃烧前水的温度
燃烧后水的温度
煤油
菜籽油
实验中除需要装置相同甲、乙两杯水的初温和质量相同之外，还应保持相同的物理量的______。
根据实验中收集的数据，可以看出煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是______，判断的依据______。
该同学在加热前用天平测出烧杯中水的质量及油灯中煤油和菜籽油的质量，根据，即，利用实验中测得的数据，算出了煤油和菜籽油的热值，和燃料热值表中的数值相比较发现偏小了很多，可能的原因是______至少有一个选项正确，将正确的选项字母填在横线上。
A.煤油和菜籽油没有完全燃烧
B.烧杯吸收了部分热量
C.测出的煤油和菜籽油的质量偏小
D.煤油和菜籽油燃烧放出的散失到空气中一部分
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，他们比较______来反映这两种燃料热值的大小关系。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：点燃木星周围的可燃气体，气体迅速升温膨胀，推动地球做功，使地球逃离太阳系，因此“点燃木星”相当于内燃机的做功冲程，故选C。
2.【答案】
【解析】解：热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比；当热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高；当热机消耗的燃料一定，做的有用功越多，效率就一定越高；故选项A、B错误；
热机做功越快，表示热机的功率越大，与效率无关；故选项D错误；
故选：。
热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比。功率是表示物体做功快慢的物理量。
本题主要考查了热机的效率以及影响热机效率的因素，并且考查了热机效率与功率的区别。
3.【答案】
【解析】解：、热量是一个过程量，只有在物体发生热传递时，我们才用热量这个概念，不能说物体含有热量，故A错误；
B、物体吸收热量，温度不变，内能不一定不变，如晶体熔化时吸收热量，温度不变，内能增大，故B错误；
C、热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与质量无关，酒精灯中的酒精燃烧一半后，剩余酒精的质量减小一半，但热值不变，故C错误；
D、热量总是从高温物体传向低温物体，或者从同一物体的高温部分传向低温部分，跟内能多少无关，热量可以从内能少的物体传递给内能多的物体，故D正确。
故选：。
热量是一个过程量，不是一个状态量，热量描述了物体发生热传递时，传递能量的多少，不能说物体含有多少热量；
内能与物体的质量、温度以及状态有关；
热值是物质的一种特性，与质量的大小无关；
热传递的条件是物体之间有温度差，高温物体将能量向低温物体传递，直至各物体温度相同。
此题主要考查学生对温度、内能、热量、热值等概念的理解，难度不大。
4.【答案】
【解析】解：当放电针放电时，汽油燃烧，圆筒内气体的内能增加，气体对软木塞做功，软木塞被高温高压的气体冲出，而汽油机的做功冲程对外做功，因此该实验可模拟四冲程汽油机工作时的做功冲程。
故选：。
燃料燃烧，将化学能转化为内能，气体膨胀对软木塞做功；在汽油机的做功冲程中，气体对外做功。
本题考查了做功改变物体内能、内燃机的工作过程，难度不大。
5.【答案】
【解析】解：、塞子冲出时，是试管内气体的内能转化为塞子增加的机械能，与内燃机的做功冲程能量转化相同，故A错误；
B、图乙所示，小孩从滑梯上面滑下时，质量不变，速度变快，动能变大，同时高度减小，故重力势能减小，所以是将重力势能转化为动能的过程，故B正确；
C、图丙所示，搓手的过程是通过做功的方式改变内能，故C错误；
D、图丁所示，酒精灯在使用过程中，酒精的质量减小，但热值不变，故D错误；
故选：。
当水沸腾时产生大量的水蒸气，试管内的气体压强增大，就会将塞子冲出，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减小，转化为塞子的机械能。
动能和物体的质量、速度有关；重力势能和物体的质量、高度有关；
做功和热传递都能改变内能；
热值是燃料本身的一种属性；
此题考查了能量的转化、热值的理解、改变内能方式的理解等知识点，是一道综合题。
6.【答案】
【解析】解：
、燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧情况无关，故AC错误；
B、燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，所以汽油和汽油的热值是一样的，故B正确；
D、煤油的热值比酒精大，意思是在质量相同时煤油完全燃烧放出的热量比酒精多，故D错误。
故选：。
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、燃烧程度等均无关。
本题考查了学生对燃料热值是燃料特性的理解与掌握，是经常考的题型，充分理解“热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关”。
7.【答案】
【解析】解：、火箭起飞时周围出现的大量白气，水先吸热由液态变成气态的水蒸气，水蒸气又遇冷液化形成的小水珠，是先汽化后液化的结果，是微小物体的机械运动，不是分子的运动，故A错误；
B、火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故B正确；
C、喷气发动机工作时把内能转化成机械能的装置，属于热机，故C错误；
D、火箭在升空过程中剩余燃料越来越少，但热量不是状态量，不能说含有或者具有热量，故D错误。
故选：。
物质由气态变为液态称为液化，液化放热；
不同的物质在相互接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散，这一现象说明一切物体的分子都在不停地做无规则运动。
某种燃料完全燃烧放出的热量和质量的比值叫热值，质量相同时，热值越大的燃料在完全燃烧时，释放出的热量越多。
热机是把内能转化成机械能的装置。
热量是过程量，只存在于热传递中，只能说吸收或放出热量；热量不是状态量，不能说含有热量。
此题以嫦娥五号发射升空情景考查分子运动、液化及液化现象、热量的概念、燃料的热值和热机相关的知识，具有较强的综合性，但总体难度不大，掌握基础知识即可正确解题。
8.【答案】
【解析】解：、热机是把内能转化为机械能的装置，火箭属于热机，故A正确；
B、内燃机的做功冲程，将内能转化为机械能，故B错误；
C、无论科技如何发展，热机的效率可以提高，总存在摩擦、要做额外功，效率一定不会达到，故C错误；
D、热机常用水做冷却剂，是因为水的比热容大，故D错误。
故选：。
热机是把内能转化为机械能的装置；
内燃机的做功冲程，将内能转化为机械能；
任何能量转化过程都伴随能量的损失，所以转化效率不可能达到；
因为水的比热容较大，常用来做冷却剂。
此题考查的是热机工作过程中能量的转化和效率问题。需要清楚的是：能量转移和转化的过程，一定伴随能量的损失，所以转移转化效率一定小于。
9.【答案】
【解析】解：
A、寒冷的冬天，双手互搓，手克服摩擦做功，温度升高，这是用做功的方式改变内能，故A正确；
B、刚煮熟的鸡蛋放在冷水中，鸡蛋放出热量，温度降低，故B正确；
C、汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能，故C错误；
D、用水作为汽车发动机的冷却剂，是因为水的比热容较大，与其他物质相比，在质量相同、升高的温度相同时，水吸收的热量多，故D正确。
故选：。
改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，而做功过程是能量的转化过程；
发生热传递的条件是存在温差；
在内燃机的四个冲程中做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；压缩冲程压缩气体的过程中，将机械能转化为内能；
水的比热容较大，质量相同的水和其它液体相比较，升高相同的温度时，吸收的热量多；吸收或放出相同的热量时，温度变化较小，因此常用来做冷却剂。
本题考查了物体内能的改变、物体内能改变的方式以及比热容的相关知识，属于热学基础知识的考查，比较简单。
10.【答案】
【解析】解：、热机工作时由于要克服机械间的摩擦做额外功、同时也存在热散失、并且废气带走大部分能量，所以热机的效率很低，不能达到，故A错误；
B、热机工作时，排出的尾气带走了大部分内能，故B错误；
C、热机中煤炭、汽油、柴油、天然气、氢气等燃料都可使用，故C错误；
D、热机工作时，燃料燃烧放出的废气会造成环境污染，所以热机的大量使用会造成环境污染，故D正确。
故选：。
热机工作时废气带走大部分能量、克服机械间的摩擦做额外功、同时也存在热散失等，所以热机的效率较低；
热机工作时，燃料燃烧放出的废气带有大量的热；
热机中可用煤炭、汽油、柴油、天然气、氢气等各种燃料；
热机工作时，燃料燃烧放出的废气会对环境造成很大的危害。
本题考查了热机的有关知识，要掌握热机的原理及其热机效率的影响因素。是一道基础题。
11.【答案】内 机械 做功
【解析】解：
瓶塞跳起来，机械能增大，这是由于暖瓶内气体膨胀做功造成的，水蒸气的内能转化成瓶塞的机械能；
汽油机在做功冲程中，气缸内高温气体膨胀推动活塞做功，内能转化为机械能。
故答案为：内；机械；做功。
瓶内热水蒸发产生大量水蒸气，水蒸气膨胀对瓶塞做功，内能转化为机械能；
汽油机的四个冲程中，压缩冲程机械能转化为内能，做功冲程内能转化为机械能。
本题从生活中的物品入手，考查的是学生对做功改变内能过程中的能量转化和汽油机的工作原理的理解和掌握，注重了物理知识与生活的联系。
12.【答案】扩散 压缩 水的比热容大
【解析】解：
给汽车加油时，会闻到汽油味，从物理学角度来看，属于扩散现象，这个现象表明这汽油分子在做无则规运动；
在内燃机的四个冲程中，压缩冲程使机械能转化为气体的内能，其内能增加，温度升高；做功冲程是将内能转化为机械能的过程；
因为水这种物质的比热容较大，在吸收相同的热量时，相同质量升高的温度相对较小，常用来作为冷却剂使用。
故答案为：扩散；压缩；水的比热容大。
一切物质的分子都在永不停息的做无规则运动，即扩散，温度越高，分子运动越剧烈；
内燃机在压缩冲程的能量转化，压缩冲程是机械能转化为内能的冲程，做功冲程是将内能转化为机械能的过程；
水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多；吸收或放出相同的热量，水升高或降低的温度少，据此分析。
此类题目考查知识了内燃机的四个冲程、扩散现象以及比热容的相关问题，要结合相关知识点进行分析解答，是中考的难点。
13.【答案】做功 内 机械
【解析】解：由图知，两个气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，此时高温高压气体推动活塞做功，将内能转化为机械能；
单缸四冲程汽油机的飞轮转速是，也就是飞轮转动，飞轮转动，燃气对外做功次，完成个工作循环。
故答案为：做功；内；机械；。
汽油机完成一个工作循环，经过四个冲程，燃气对外做功一次，活塞往复两次，飞轮转动两周；完成个冲程；
压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能。
本题的难点是明白内燃机一个工作循环，经历四个冲程，燃气对外做功一次，活塞往返两次，曲轴转动两周。
14.【答案】甲、乙 加热时间 甲、丙 温度计升高的示数 偏小 存在热损失且燃料没有完全燃烧
【解析】解：比较不同物质吸热升温的特点：
需要燃烧相同的燃料确保相同时间放出的热量相同，加热相同的时间，比较质量和初温相同的不同液体升高的温度，故选择甲、乙两图进行实验；
根据转换法，不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的；
比较不同燃料的热值，要用不同的燃料，加热质量相同的同种液体，应选择甲乙两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量，是通过温度计示数的变化来反映的；
液体吸收的热量，
若燃料完全燃烧放出的热量被液体全部吸收，
由可得酒精的热值，
测量值比与实际相比是偏小，是因为燃料无法完全燃烧以及没有考虑在加热过程中热量的散失。
故答案为：甲、乙；加热时间；甲、丙；温度计升高的示数；；偏小；存在热损失且燃料没有完全燃烧。
比较不同物质吸热升温的特点，则需要燃烧相同的燃料确保相同时间放出的热量相同，加热相同的时间，比较质量和初温相同的液体升高的温度，由比较温度的变化；
我们使用相同的加热方式通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法；
燃料的热值大小不能直接测量，需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关，因此为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小；
根据求出水吸收的热量，水吸收的热量等于酒精燃烧放出的热量，根据求出酒精的热值；
用酒精灯给水加热的过程中，有热量的散失。
本题比较不同物质的吸热能力及研究不同燃料的热值，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法和两实验的相同与不同处，同时考查吸热公式、的运用及误差分析，为热学中的重要实验。
15.【答案】燃料的质量 煤油 油的质量相同，用煤油加热水，温度升高的多，说明水吸收的热量多，即煤油放出的热量多，所以煤油的热值较大 消耗燃料的质量
【解析】解：比较“煤油和菜籽油的热值大小关系”时，采用的是控制变量法，实验中需要控制燃料的质量相同；
质量相同的煤油和菜籽油完全燃烧后，水升高的温度越高，水吸收的热量越多，表明燃料放出的热量越多，燃料的热值越多，根据表格中的数据可知，煤油烧水时水的温度高，则煤油的热值大；
实验过程中，燃料没有完全燃烧或燃料燃烧产生的热量有部分散失于空气中，燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收，加热装置也会吸收一部分热量，因此实验测出的热值比真实值小，故选ABD；
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，则燃料的热值越大，所以可以比较消耗燃料的质量来反映这两种燃料热值的大小关系。
故答案为：燃料的质量；煤油；油的质量相同，用煤油加热水，温度升高的多，说明水吸收的热量多，即煤油放出的热量多，所以煤油的热值较大；；消耗燃料的质量。
比较“煤油和菜籽油的热值大小关系”时，需要控制燃料的质量相同；
由于燃料的热值不能直接测量，所以通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小；
燃料燃烧释放的热量没有被水完全吸收，燃料可能没有完全燃烧，据此分析燃烧值的测量值与真实值间的关系；
根据分析。
本题是一道关于热值的实验探究题，知道热值的意义；会用控制变量法和转换法设计探究实验是本题的解题关键。
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