北师大版物理九年级上册第十章机械能、内能及其转化 学情评估（含答案）

第十章学情评估
一、选择题(每题3分，共30分)
1. 为筑牢青少年“拒绝第一支烟”的校园防线，校园全面禁止吸烟。小明说：“一人抽烟，周围的人都在被动抽烟”这其中的科学依据是(　　)
A．分子间有引力
B．分子间有斥力
C．分子之间有间隙
D．分子在不停地做无规则运动
2. 2021年4月29日，长征5号B运载火箭搭载着中国空间站天和核心舱一飞冲天。长征5号B运载火箭使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢的(　　)
A．热值大　 B．沸点低
C．密度小　 D．比热容大
3. 关于温度、热量和内能，下列说法正确的是(　　)
A．温度相同的物体，内能一定相等
B．汽油机的做功冲程中燃气的内能减小
C．我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多
D．摩擦生热过程将机械能转化为内能，这些内能又可以自发地转化为机械能
4. 一个孩子从滑梯上匀速滑下，其臀部有灼热的感觉，这一过程中，小孩子的(　　)
A．动能增大，势能减少，机械能减少
B．动能不变，势能不变，机械能不变
C．动能增大，势能减少，机械能不变，内能增大
D．动能不变，势能减少，机械能减少，内能增大
5. 如图所示的是四冲程汽油机的某个冲程的剖面图，下列说法正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE"J-5.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\9物BS\\J-5.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\22秋 9物 点训 北师\\J-5.tif" \* MERGEFORMATINET
(第5题)
A．该冲程是压缩冲程
B．该冲程中活塞向上运动
C．该冲程是内能转化为机械能的过程
D．该冲程是机械能转化为内能的过程
6. 如图所示，用相同的酒精灯分别对a、b两液体加热(图甲)，若两液体在相同的时间内吸收的热量相等且不计液体热量散失，根据测得数据分别描绘出两液体的温度随时间变化的图像(图乙)。分别用ma、mb、ca、cb表示a、b两液体的质量和比热容，下列推断正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE"22WB86.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\9物BS\\22WB86.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\22秋 9物 点训 北师\\22WB86.tif" \* MERGEFORMATINET (第6题)
A．若ma＝mb，则ca＞cb
B．若ma＝mb，则ca＜cb
C．若ca＝cb，则ma＝mb
D．若ca＝cb，则ma＞mb
7. 甲、乙两物体的比热容之比是1 ∶3，质量之比是2 ∶1，若它们吸收相同的热量，则它们升高的温度之比是(　　)
A．1 ∶6 B．3 ∶2
C．2 ∶3 D．6 ∶1
8. 如图所示的是小球在地面弹跳的情景，小球在A点的机械能为120 J，当小球由A点运动到B点时，机械能变为100 J，则小球由B点运动到C点时，其机械能可能为(　　)
A．120 J B．100 J
C．90 J D．80 J
INCLUDEPICTURE"J-6.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\9物BS\\J-6.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\22秋 9物 点训 北师\\J-6.tif" \* MERGEFORMATINET (第8题)
　　INCLUDEPICTURE"22WB87.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\9物BS\\22WB87.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\22秋 9物 点训 北师\\22WB87.tif" \* MERGEFORMATINET (第10题)
9. 有两个温度和质量都相同的金属球，先把甲球放入盛有热水的杯中，热平衡后水温降低了Δt；把甲球取出，再将乙球放入杯中，热平衡后水温又降低了Δt，则甲球的比热容c甲和乙球的比热容c乙的大小关系是(　　)
A．c甲＞c乙　　　　　　　　 B．c甲＜c乙
C．c甲＝c乙　　　　　　　　 D．以上三种情况都有可能
10. 小明同学用酒精灯对冰块加热，研究冰的熔化现象。图中甲、乙两条图线中的一条是他依据实验数据绘制的。已知m冰＝0.1 kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，c冰＝2.1×103 J/(kg·℃)，酒精灯在相同时间内的加热效果相同。下列分析正确的是(　　)
A．小明绘制的是甲图线
B．1～3 min内温度不变，说明冰块没有吸收热量
C．0～1 min内冰块吸收的热量为2.1×103 J
D．1～3 min内，冰水混合物吸收的热量为2.1×103 J
二、填空题(每空2分，共22分)
11. PM2.5是指大气中直径小于等于2.5 μm的颗粒物，它们在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，人吸入后会进入血液对人体形成危害，PM2.5在空中的运动________(填“属于”或“不属于”)分子的热运动。
12. 火柴头在火柴盒上轻轻划过就能擦燃，这是通过________的方式改变物体的内能。火柴也可以放在火上点燃，这是通过________的方式改变物体的内能。
13. 质量相同、初温相同的水和煤油，放出了相同的热量后，将其混合在一起，则热量由________传递到________。
14. 如图所示，AOB是光滑轨道， A点的高度大于B点的高度，让小球从A点由静止开始自由落下，沿轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力)，从A点运动到O点的过程中________转化为动能，小球离开B点后的运动轨迹最符合________(填“a”“b”“c”或“d”)。
INCLUDEPICTURE"22WB88.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\9物BS\\22WB88.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\22秋 9物 点训 北师\\22WB88.tif" \* MERGEFORMATINET (第14题)
15. 一台四冲程汽油机飞轮的转速为3 600 r/min, 在1 s内汽油机对外做了________次功。如果汽油机在一段时间内消耗了 0.5 kg汽油，若这些汽油完全燃烧，可放出____________J的热量。(q汽油＝4.6×107 J/kg)
16. 完全燃烧0.5 m3的页岩气放出的热量为________J，若这些热量的80%被质量为100 kg，初温为20 ℃的水吸收，可使水温升高到________℃。(q页岩气＝4.2×107 J/m3)
三、实验探究题(第17题12分，第18题10分，共22分)
17. 在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的小球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离，如图所示。
INCLUDEPICTURE"22WB89.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\9物BS\\22WB89.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\22秋 9物 点训 北师\\22WB89.tif" \* MERGEFORMATINET (第17题)
(1)实验中小球的动能大小是通过________________来反映的；该实验中小球的动能是指____________(填“小球碰撞后”“木块碰撞前”或“小球碰撞前”)的动能。
(2)从同一高度由静止释放小球，是为了让小球到达水平面时________相同，该实验的目的是探究小球的动能大小与________的关系。
(3)在探究动能与速度关系时，小明认为木块应该尽量靠近斜面底部，小华认为不需要，你认为________说得有理，理由是____________________________________。
18. 小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热(如图甲所示)，以探究水和煤油的吸热能力。(不计热量散失)
INCLUDEPICTURE"D142.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\9物BS\\D142.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\22秋 9物 点训 北师\\D142.tif" \* MERGEFORMATINET (第18题)
(1)本实验需要用到天平这一测量工具，目的是____________________________。
(2)加热10 min，水吸收的热量________(填“大于”“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。
(3)根据实验数据，小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像，如图乙所示，由图像可知，水的沸点是________℃，煤油的比热容是____________J/(kg·℃)。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(4)若本次实验共消耗酒精20 g，则这些酒精完全燃烧放出的热量是________J。(q酒精＝3.0×107 J/kg)
四、计算题(第19题12分，第20题14分，共26分)
19. 已知物体的重力势能表达式为Ep＝mgh，动能表达式为Ek＝mv2；其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10 N/kg。如图所示，将一个质量为2 kg的物体从距离地面1 m的高度沿水平方向以 4 m/s的速度抛出。不计空气阻力，物体从被抛出到落地前的瞬间，整个过程中机械能守恒。求：
INCLUDEPICTURE"J-14.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\9物BS\\J-14.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\22秋 9物 点训 北师\\J-14.tif" \* MERGEFORMATINET
(第19题)
(1)物体被抛出时的动能Ek1。
(2)物体从被抛出至落地的过程中，其重力所做的功W。
(3)物体落地前瞬间的速度v′。
20. 为助力乡村振兴，南通市不少村镇利用水乡特色，将生态农业和旅游观光相结合，打造美丽乡村。如图所示的是某村使用的观光艇，其部分技术参数如表：(g取10 N/kg，q柴油＝4.3×107 J/kg，ρ柴油＝0.8×103 kg/m3)
INCLUDEPICTURE"22WB90.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\9物BS\\22WB90.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\22秋 9物 点训 北师\\22WB90.tif" \* MERGEFORMATINET (第20题)
空船质量 800 kg
发动机输出功率 4.3×104 W
最大航速 10 m/s
(1)若观光艇以最大速度匀速航行，求观光艇受到水的平均阻力。
(2)某次以最大航速航行30 min，消耗柴油5×10－3 m3，求发动机的效率。
答案
一、1. D　2. A　3. B　4. D　5. C　6. B　7. B
8. C　9. B　
10. D　点拨： 由图可知，在0～1 min内，冰吸收热量，温度升高了5 ℃，冰熔化成水后，质量不变，根据题意可知，水的比热容是冰的比热容的2倍，根据Q＝cmΔt可知，水升高5 ℃所需的热量为冰升高5 ℃所需热量的2倍，即水升高5 ℃，所需的加热时间为2 min，故小明绘制的是乙图线，故 A错误；由图可知，冰在熔化过程中，温度保持不变，这个过程中，冰会吸收热量，内能增大，故B错误；冰吸收的热量为Q冰＝c冰m冰Δt＝2.1×103 J/(kg·℃)×0.1 kg×5 ℃＝1.05×103 J，故C错误；酒精灯在相同时间内的加热效果相同，1～3 min内，冰水混合物吸收的热量为Q＝2Q冰＝2×1.05×103 J＝2.1×103 J，故D正确。
二、11. 不属于
12. 做功；热传递
13. 水；煤油
14. 重力势能；c
15. 30；2.3×107　点拨：四冲程汽油机的飞轮转速为3 600 r/min＝60 r/s，即在1 s内飞轮转60 r，汽油机完成了120个冲程，对外做功30次。0.5 kg的汽油完全燃烧，可放出热量Q＝mq汽油＝0.5 kg×4.6×107 J/kg＝2.3×107 J。
16. 2.1×107；60
点拨：页岩气完全燃烧释放的热量：
Q放＝mq页岩气＝0.5 m3×4.2×107 J/kg＝2.1×107 J；
由题意可知，水吸收的热量为Q吸＝Q放η＝2.1×107 J×80%＝1.68×107 J，
由Q吸＝cmΔt可得，水升高的温度：
Δt＝＝＝40 ℃，
则水的末温：t＝t0＋Δt＝20 ℃＋40 ℃＝60 ℃。
三、17. (1)木块移动的距离；小球碰撞前
(2)速度；质量
(3)小华；小球在相同的水平面上通过相同的距离时，消耗的机械能相同
18. (1)取相同质量的水和煤油
(2)等于
(3)98；2.1×103
(4)6×105
四、19. 解：(1)物体被抛出时的动能Ek1＝mv2＝×2 kg×(4 m/s)2＝16 J。
(2)物体从被抛出至落地的过程中，其重力所做的功为
W＝Gh＝mgh＝2 kg×10 N/kg×1 m＝20 J。
(3)物体被抛出时的重力势能Ep＝mgh＝2 kg×10 N/kg×1 m＝20 J；
物体下落时高度减小，速度增大，重力势能转化为动能，整个过程中机械能守恒，物体落地前瞬间的动能Ek2＝Ek1＋Ep＝16 J＋20 J＝36 J，物体落地前瞬间的速度v′＝＝＝6 m/s。
20. 解：(1)观光艇受到的牵引力为
F＝＝＝4.3×103 N，
因为观光艇匀速行驶，所以观光艇受到的牵引力和水的阻力为平衡力，则观光艇受到水的平均阻力为
f＝F＝4.3×103 N。
(2)t＝30 min＝1 800 s，
发动机输出的有用功为
W＝Pt＝4.3×104 W×1 800 s＝7.74×107 J，
柴油完全燃烧放出的热量为
Q放＝mq柴油＝ρ柴油Vq柴油＝0.8×103 kg/m3×5×10－3 m3×4.3×107 J/kg＝1.72×108 J，
柴油发动机的效率：η＝×100%＝×100%＝45%。