北师大版九年级年级全一册第十章机械能、内能及其转化 单元检测（有解析）

北师大版九年级年级全一册 第十章 机械能、内能及其转化
一、单选题
1．疫情期间，某快递公司用无人机进行无接触配送包裏。无人机携带包裏匀速上升时，包裏的（　　）
A．动能减少，重力势能增加 B．动能不变，重力势能增加
C．动能不变，重力势能不变 D．动能增加，重力势能减少
2．下列关于热现象的说法中，正确的是（　　）
A．物体从外界吸收热量，其温度一定升高
B．温度高的物体内能多，温度低的物体内能少
C．水可作为汽车发动机的冷却剂，是因为水的比热容较大
D．煤的热值比干木柴的大，煤燃烧时放出的热量比干木柴燃烧时放出的热量多
3．下列事例中，能说明分子不停地做无规则运动的是（　　）
A．春天，落英缤纷 B．夏天，槐树飘香
C．秋天，落叶飘零 D．冬天，寒风瑟瑟
4．下列说法正确的是（　　）
A．热值大的燃料完全燃烧，放出的热量一定多
B．物体的温度不变，它的内能一定不变
C．物体的内能增加，可能是从外界吸收了热量
D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
5．冬天天气变冷，火锅以“麻、辣、鲜、香”且“方便、快捷”的大众化特色被消费者接受和喜爱。下列关于火锅的说法正确的是（　　）
A．火锅里的汤汁温度高时比温度低时含有的热量多
B．用气体燃料燃烧加热食物时，燃料的热值是不变的
C．用气体燃料燃烧加热食物时，燃料的内能转化为化学能
D．往火锅里加的食物温度升高是通过做功改变食物的内能
6．如图表示四冲程内燃机的某个冲程示意图，这个冲程是（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
7．以下描述中的“发热”现象，其改变内能的方式与其他三个不同的是（　　）
A．锯木头锯条发热 B．铁丝反复弯折后发热
C．阳光下路面发热 D．搓手时手掌发热
8．某工人在野外施工，需要将质量为4.2kg，初温为10℃的铝合金工件升高一定的温度，除了保温瓶中尚存的温度为90℃的1.2kg热水外，无其它热源，工人将热水分成5等份，将铝合金工件依次放入这5份热水中（每次热传递完全），放入第四份热水前，铝合金工件的温度为多少？已知铝合金的比热容为 ，不计工件与热水向周围环境传递热量（　　）
A．47.7℃ B．51.2℃ C．59.5℃ D．66.0℃
9．下列现象和推断不符合实际的是（　　）
A．现象：抽去玻璃板，两瓶中的气体都会变成红棕色。推断：分子在不停地做无规则运动
B．现象：稍稍用力向上拉玻璃板，弹簧测力计示数变大。推断：分子间只有引力没有斥力
C．现象：棉花被点燃。推断：外界对物体做功，物体的内能增大，温度升高
D．现象：当塞子跳起时瓶内出现白雾。推断：物体对外界做功，物体内能减小，温度降低
10．百灵鸟是散居型蝗虫的天敌但蝗灾爆发时，聚集型蝗虫会大量分泌苯乙腈，其刺激性气味使百灵鸟放弃捕食，百灵鸟闻到苯乙睛的气味是因为（　　）
A．分子体积很小 B．分子间有引力
C．分子间有斥力 D．分子永不停息地做无规则运动
11．小王同学对冰加热，她将冰熔化成水直到沸腾的过程，绘制成如图所示的温度随时间变化的图象，下列分析正确的是（　　）
A．图象中的DE段是冰的熔化过程
B．AB、CD段物质在吸热，BC、DE段物质没有吸热
C．冰熔化过程用时6min
D．BC段物质的温度保持不变，内能不变
12．下列说法正确的是（　　）
A．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
B．雪花纷飞，说明分子不停地做无规则运动
C．同一物体，温度降低得越多，放出的热量越多
D．汽油机的压缩冲程，汽缸内的混合物内能增加，温度升高
二、填空题
13．为了确保安全，行驶中的汽车用水冷却发动机，是因为水的______较大。散热器中装有10kg的水，温度升高50℃，水吸收的热量为______J， 这些热量相当于完全燃烧______kg的氢放出的热量。[c水=4.2×103 J/（kg·℃）, q氢=1.4×108 J/kg]
14．运动会上常用气球来装饰会场，在烈日曝晒下，气球的内能增大，这是通过 ______的方式改变气球内能的。现代火箭用液态氢作燃料，是因为它具有较大的 ______，其燃烧过程时将化学能转化为内能。
15．在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，烧杯中加入200g的水，测得初始温度为45℃；用酒精灯加热一段时间后温度计的示数为95℃，加热的过程中燃烧了5g酒精，则水吸收的热量为______J，酒精完全燃烧放出的热量为______J；酒精灯燃烧过程中能量的转化效率为______[水的比热容，酒精热值]。
16．在1标准大气压下，完全燃烧2.1kg的干木柴所放出的热量为___________J，这些热量全部吸收备水吸收，可以让初温为30℃、质量为50kg的水温会上升___________℃。[干木柴的热值为1.2×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
三、综合题
17．从火车到火箭生产的发展需要强大的动力。17世纪，人类发明了热机。最早的热机是蒸汽机。在锅炉里把水烧成水蒸气，水蒸气在汽缸里推动活塞做功，因蒸汽机质量太大。于是，内燃机应运而生。内燃机分为汽油机、柴油机两大类，汽油机是1876年发明的，柴油机是1892年发明的，内燃机行驶时不需要携带很多的水和煤，不但轻便，效率也提高了。
早期的飞机是由内燃机提供动力的，从上世纪40年代开始，飞机上越来越多的使用喷气发动机，它向后高速喷出气体，从而获得前进的动力。在功率相同时，喷气发动机比内燃机更轻便。喷气式发动机中自带燃料（液态氢）和氧化剂的，叫火箭喷气发动机，它工作时不需要空气中的氧气，可以在大气层外工作，能够用来发射人造卫星和宇宙飞船。
（1）蒸汽机、内燃机、喷气式发动机的重力依次______（选填“增大”或“减小”）。
（2）当火箭在大气层中快速飞行时，会与大气层发生剧烈摩擦，内能______（选填“增大”、“不变”或“减小”），这是通过___________的方式改变物体的内能。
（3）火箭以氢为燃料是因为氢的______，将其制成液态的优点是______。
（4）在挑选汽车时，发动机汽油机效率的高低是区分汽车优劣的重要指标之一。有经验的司机可以通过闻尾气的气味而作出初步的判断，输出功率相同时，汽油味越淡，汽车发动机效率越______。
（5）你认为下列提高热机效率的途径中说法错误的是______（填字母）。
A．尽量使燃料充分燃烧
B．尽量减少输出功率
C．尽量减少摩擦
D．尽量减少热量损失
18．近两三年政府推出了“汽车下乡”、 “小排气量购置税减半”、“以旧换新”等政策，极大的促进了汽车行业的发展，随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭，轿车已经成为普通家庭的一部分。李明的爸爸最近也购买了一辆轿车，李明利用所学的物理知识对汽车进行了一系列探索与研究活动：
实验次数 1 2 3 4 5
速度/（km h﹣1） 40 60 80 100 120
制动距离/m 8 18 32 50
（1）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 ___________的特点。
（2）李明同学阅读了汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图甲所示的图表，请根据给出的信息，计算完全燃烧0.2kg的汽油能够获得 ___________J的能量？这些能量能产生 ___________J有用功？（汽油的热值为4.6×107J/kg）
（3）若轿车以80kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图乙所示，则在0～5s时间内，轿车发动机对外做功 ___________J。
（4）通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示：根据表中数据所反映的规律可知，当轿车速度为120km/h时对应的制动距离是 ___________km。
19．小帆在老师指导下，用如图（a）所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体，其中一种是水，用测得的数据绘制了温度随时间变化图象如图（b），乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等。（c水＝4.2×103J/（kg ℃）.q酒精＝3×107J/kg）求：
（1）______液体是水；
（2）0～8min乙吸收的热量______。
（3）该酒精灯的加热效率______。
20．如图是我国自主研发的战略重型运输机“运20”，可在复杂气象条件下，执行长距离航空运输任务。该飞机最大起飞重量为210吨，有14个轮子，每个轮子与地面的接触面积约为0.2m 。（g取10N/kg）
（1）飞机降落到地面，关闭发动机后，在水平地面减速滑行的过程中，飞机的机械能 ______、重力势能 ______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）在某次训练中，飞机在5h内飞行了3650km，则飞行速度是 ______km/h；
（3）该飞机满载时，静止在水平跑道上对地面的压强是 ______Pa；
（4）飞机为什么能获得升力而飞上蓝天？请你运用学过的物理知识加以简单解释。 ______。
21．如图所示，小菁想知道家中鹅卵石块和花生油的比热容，她的实验方法和步骤如下：（当时环境温度为20℃，气压为一个标准大气压）
①用手提电子秤先称出石块质量，然后称出相同质量的水和花生油分别倒入一次性杯子中；（m石=m水=m油）
②将石块放入热水壶的沸水中，待石块与沸水同温后，迅速夹起放入水杯子中，用电子温度计测量出石块和水同温后的温度；
③按步骤②方式，测量出石块和花生油同温后的温度；
小菁记录的温度是t水=34.0℃、t油=45.0℃，水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)，可算出：石块材质的比热容c石=_______J/(kg·℃)；花生油的比热容c油=_______J/(kg·℃)。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
无人机携带包裏匀速上升时，包裏的质量不变，速度不变，动能不变，高度增加，重力势能增加。
故选B。
2．C
【解析】
【详解】
A．物体从外界吸收热量，其温度可能不变，如晶体熔化时，吸热但温度不变，故A错误；
B．内能与物体的温度、质量都有关系，温度高的物体内能不一定多，温度低的物体内能也不一定少，故B错误；
C．水可作为汽车发动机的冷却剂，是因为水的比热容较大，与相同质量的其它物质相比，升高相同温度时可以吸收更多的热量，故C正确；
D．煤的热值比干木柴的大，但是两种燃料的质量以及燃烧状况未知，所以无法判断哪种燃料燃烧时放出的热量多，故D错误。
故选C。
3．B
【解析】
【详解】
A．春天，落英缤纷，是宏观物体的机械运动，不能说明分子不停地做无规则运动，故A不符合题意；
B．夏天，槐树飘香，是扩散现象，能说明分子不停地做无规则运动，故B符合题意；
C．秋天，落叶飘零，是宏观物体的机械运动，不能说明分子不停地做无规则运动，故C不符合题意；
D．冬天，寒风瑟瑟，说明空气流动形成风，不能说明分子不停地做无规则运动，故D不符合题意。
故选B。
4．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．燃料燃烧放出热量的多少，与燃料的热值、质量和燃烧程度有关，故A错误；
B．晶体熔化时，物体不断吸热，其内能增大，但是温度保持熔点不变，故B错误；
C．物体的内能增加，可能是从外界吸收了热量，也可能外界对物体做了功，故C正确；
D．热量是从高温物体向低温物体传递的，或者从物体的高温部分传向低温部分，内能大的物体温度不一定高，故D错误。
故选C。
5．B
【解析】
【详解】
A．热量是发生热传递时物体吸收或放出的能量，不是物体含有热量，故A错误；
B．热值是燃料的一种物理属性，与燃料的质量、燃烧程度、燃料的状态等均无关，所以热值是不变的，故B正确；
C．用气体燃料燃烧加热食物时，化学能转化为内能，故C错误；
D．往火锅里加的食物吸收热量，温度升高，是通过热传递改变食物的内能，故D错误。
故选B。
6．C
【解析】
【详解】
由图可知，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，同时火花塞发出电火花，所以是做功冲程，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．锯木头时锯条发烫，是摩擦生热，属于做功改变物体的内能；
B．反复弯折铁丝，人对铁丝做功，铁丝的内能增加，温度升高，是通过做功改变物体的内能；
C．阳光下路面发热是热传递改变内能；
D．用力搓手，手会发热，这是通过做功的方式增加内能的。
综上，故ABD相同，C不同，故C符合题意。
故选C。
8．B
【解析】
【分析】
【详解】
如将1.2kg热水分5次倒出，每次倒出m0＝0.24kg，在第一次使热水与构件达到热平衡的过程中
Q1＝c0m0(t t1)，Q′1＝cm(t1 t0)
因为
Q1＝Q′1
所以
c0m0(t t1)＝cm(t1 t0)
即
解得t127.1℃，同理在第二次使热水与构件达到热平衡的过程中
c0m0(90℃ t2)＝cm(t2 t1)
即
4.2×103J×0.24kg×(90℃ t2)＝0.88×103J×4.2kg×(t2 27.1℃)
解得t240.6℃，同理在第三次使热水与构件达到热平衡的过程中
c0m0(90℃ t3)＝cm(t3 t2)
即
4.2×103J×0.24kg×(90℃ t3)＝0.88×103J×4.2kg×(t3 40.6℃)
解得t3＝51.2℃，即放入第四份热水前，铝合金工件的温度为51.2℃。
故选B。
9．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，属于扩散现象，说明气体分子在不停地做无规则运动，故A正确，不符合题意；
B．缓慢向上提拉与水面接触的玻璃板，弹簧测力计示数变大，分子间同时存在引力和斥力，分子间距离较大，表现的是分子间的引力，故B错误，符合题意；
C．将活塞迅速下压，压缩气体做功，使筒内的气体内能增大，气体温度升高，达到硝化棉的燃点，使硝化棉燃烧，故C正确，不符合题意；
D．向烧瓶内打气，当瓶塞跳出时，瓶内气体膨胀对外做功，温度降低，内能减小，水蒸气液化形成白雾，说明物体对外界做功，物体内能减小，故D正确，不符合题意。
故选B。
10．D
【解析】
【详解】
ABCD．不同的物质相互接触时，分子彼此进入对方现象叫做扩散，扩散说明了分子在不停地做无规则运动。闻到苯乙睛的气味，说明苯乙睛的分子在不停地做无规则运动，属于扩散现象。故A、B、C均不符合题意，D符合题意。
故选D。
【点评】
本题考查了学生对分子动理论的了解与掌握，属于基础题目。
11．C
【解析】
【详解】
A．由图可知，BC是冰的熔化过程，处于固液共存；DE段是水的沸腾过程，物质处于液态，故A错误；
B．AB、CD段物质在吸热，BC是冰的熔化过程，DE段是水的沸腾过程，都要吸热，故B错误；
C．BC是冰的熔化过程，冰熔化过程用时
8min-2min=6min
故C正确；
D．BC是冰的熔化过程，吸收热量，温度保持不变，内能增大，故D错误。
故选C。
12．D
【解析】
【详解】
A．热传递是有方向的，热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，故A错误；
B．雪花是宏观物体，雪花纷飞是宏观物体做的机械运动，不能说明分子的热运动，故B错误；
C．同一物体，物体质量一定，温度降低得多，不一定是放出热量，还有可能是物体对外做功，使物体温度降低，但是物体内能减小是一定的，故C错误；
D．汽油机的压缩冲程，曲轴由于惯性，使活塞向上运动，压缩气缸内燃气，汽缸内的混合物内能增加，温度升高，故D正确。
故选D。
13． 比热容 0.015
【解析】
【详解】
[1]行驶中的汽车用水冷却发动机，是因为水的比热容较大，和相同质量的其它物质相比，升高相同温度时，可以吸收更多的热量。
[2]水吸收的热量为
[3]这些热量相当于完全燃烧质量为
14． 热传递 热值
【解析】
【详解】
[1]气球在烈日曝晒下，球内气体吸收热量、内能增加、温度升高，这是通过热传递的方式改变气球内能的。
[2]现代火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较大的热值，燃烧时能放出更多的热量。
15． 28%
【解析】
【详解】
[1]根据吸热公式可得，水吸收的热量为
[2]根据热值公式可得，酒精完全燃烧放出的热量为
[3]根据效率公式可得，酒精灯燃烧过程中能量的转化效率为
16． 2.52×107 70
【解析】
【详解】
[1]完全燃烧2.1kg的干木柴所放出的热量
Q放=qm木柴=1.2×107J/kg×2.1kg=2.52×107J
[2]水吸收了燃烧干木柴放出的热量，上升的温度
而水在1标准大气压时，100摄氏度便沸腾了，所以升高的温度为
t1=t-t0=100℃-30℃=70℃
17． 减少 增大 做功 热值大 便于储存运输 高 B
【解析】
【详解】
（1）[1]根据材料可知，在功率相同时，蒸汽机、内燃机、喷气发动机的重力依次减小。
（2）[2][3]当火箭在大气层中快速飞行时，会与大气层发生剧烈摩擦，克服摩擦做功，这是通过做功的方式改变物体的内能的。
（3）[4][5]火箭采用液态氢作为火箭的燃料，由于液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以放出更多的热量；同时制成液态可减小其体积，便于储存。
（4）[6]输出功率相同的汽车，汽油味越淡，说明燃烧得越充分，燃烧放出的热量越多，转化成的有用功越多，使得发动机的效率越高。
（5）[7]ACD．热机效率指的是热机所做有用功与燃料完全燃烧释放内能的比值，使燃料尽可能完全燃烧、减少机械摩擦、减少热量散失，可以提高热机的效率，故ACD正确，不符合题意；
B．输出功率是指热机做有用功的快慢，热机效率与输出功率无关，故B错误，符合题意。
故选B。
18． 比热容大 9.2×106 2.944×106 4×105 0.072
【解析】
【详解】
（1）[1]汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热，是因为水的比热容大，根据，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。
（2）[2]汽油的热值为4.6×107J/kg，完全燃烧0.2kg的汽油产生的热量
Q放＝mq＝0.2kg×4.6×107J/kg＝9.2×106J
[3]由图可知
η＝100%﹣33%﹣30%﹣5%＝32%
因此产生的有用功
W＝Q放×32%＝9.2×106J×32%＝2.944×106J
（3）[4]因轿车以80kW的恒定功率启动做直线运动，所以轿车发动机做功
W＝Pt＝8×104W×5s＝4×105J
（4）[5] 实验次数2与1比较可知，速度为第1次的
倍
而制动距离为第一次的
倍
实验次数3与1比较可知，速度为第1次的
倍
而制动距离为第一次的
倍
……
故可得出：制动距离与速度的平方成正比，因此速度为120km/h的制动距离为
19． 甲 3.36×104J 35%
【解析】
【详解】
解：（1）根据图乙可知，质量相同的甲和乙升高相同的温度，甲的加热时间是乙的加热时间的2倍，即甲吸收的热量是乙吸收热量的2倍，则甲的吸热能力大于乙的吸热能力，甲为水。
（2）用相同的酒精灯加热，在相同的时间内，水吸收的热量等于乙吸收的热量，0～8min乙吸收的热量等于甲吸收的热量为
（3）酒精完全燃烧放出的热量为
若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，则乙从加热到沸腾吸收的热量（即0～10min吸收的热量）为
酒精灯的加热效率为
答：（1）甲液体是水；
（2）0～8min乙吸收的热量为3.36×104J；
（3）酒精灯的加热效率为35%。
20． 减小 不变 730 7.5×105 见详解
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2]机械能包括动能和重力势能，动能和质量、速度有关，物体的质量越大，速度越大，动能越大，重力势能和质量和被举高的高度有关，质量越大，被举高的高度越高，重力势能越大，飞机降落到地面，关闭发动机后，在水平地面减速滑行的过程中，飞机的质量不变，高度不变，速度减小，所以飞机的动能减小，重力势能不变，机械能减小。
（2）[3]飞机在5h内飞行了3650km，则飞行速度是
（3）[4]该飞机满载时的重力为
飞机对地面的压力等于飞机的重力，则飞机静止在水平跑道上对地面的压强是
（4）[5]飞机的机翼通常都做成上面凸起，下面平直的形状，这样当飞机起飞时，流过机翼上方的空气流速大，压强小，流过机翼下方的空气流速小，压强大。机翼上下方所受到的压力差便形成向上的升力。
21． 0.89×103 1.958×103
【解析】
【详解】
[1]标准大气压下水的沸点为100℃，将石块放入热水壶的沸水中，石块与沸水同温，再石块放入盛水的杯子中，石块和水的末温度相同，石块放出的热量与水吸收的热量相同，即Q吸=Q放，根据热量公式知
c石m石Δt石=c水m水Δt水
由于m石=m水，所以石块材质的比热容
[2]若将石块放入热水壶的沸水中，石块与沸水同温，再石块放入盛花生油的杯子中，石块和花生油的末温度相同，石块放出的热量与花生油吸收的热量相同，即Q吸′=Q放′，根据热量公式知
c花生油m花生油Δt花生油=c石m石Δt石′
由于m石=m花生油，所以花生油的比热容
答案第1页，共2页
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