北师大版九年级年级全一册第十章机械能、内能及其转化 单元练习（含解析）

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．在体育课上，小康用胳膊将排球向上垫起后，排球上升过程中运动得越来越慢。下列说法中正确的是（　　）
A．排球在脱离胳膊后能继续上升，是由于排球所受的重力小于排球的惯性
B．排球在脱离胳膊后的上升过程中，受到方向向上的力
C．排球在脱离胳膊后的上升过程中，重力势能逐渐减小
D．排球在脱离胳膊后的上升过程中，动能逐渐减小
2．下列关于热现象的说法正确的是（　　　）
A．固体很难被压缩，说明固体分子间无间隙
B．内能和温度有关，0 ℃以上的物体才有内能
C．四冲程内燃机的做功冲程将内能转化为机械能
D．扫地时尘土飞扬是因为分子在不停地做无规则运动
3．下列物体具有动能的是（　　）
A．悬挂在天花板上的吊灯 B．静止在山顶上的大石头
C．飞行的飞机 D．拉开的弹弓
4．“长征五号”系列运载火箭，为“天问一号”、“嫦娥五号”等多项重要航天器发射任务立下了汗马功劳。下面关于“长征五号”涉及的物理知识，说法正确的是（　　）
A．应选择比热容大的燃料
B．火箭发射产生的白雾是扩散现象
C．火箭升空时，燃气的内能转化为火箭的机械能
D．火箭穿过大气层时是通过热传递的方式改变了防护罩的内能
5．在生产和生活中，常见到“水的比热容大”这一特性的应用情景，以下事例中与这一特性无关的是（ ）
A．沿海地区的气温比内陆变化小
B．夜间，在秧田里灌水保温
C．发现人中暑时，常在额头上擦冷水降温
D．汽车发动机用水作冷却液
6．小汽车已成为大多数家庭出行代步的工具，其发动机大多数为汽油机，下列有关汽油机的说法正确的是（　　）
A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气 B．汽油机的效率一般比柴油机的效率高
C．汽油机的点火方式是压燃式 D．汽油机的压缩冲程是把机械能转化为内能
7．如图甲图所示，小球向左以速度v1运动，与弹簧接触后经历了如图乙的过程，下列说法错误的是（ ）
A．压缩过程说明力可以改变物体的形状
B．甲图中弹簧的弹性势能逐渐增大
C．弹开过程物体速度一直在减慢
D．压缩过程中小球一直受到向右的弹力且弹力越来越大
8．小林早餐喜欢给自己煮上一碗热气腾腾的饺子，下列分析正确的是（　　）
A．饺子入锅后温度升高，内能增加
B．煮饺子的过程中，主要是通过做功的方式改变了饺子的内能
C．煮饺子的过程中能闻到香味，表明扩散只在温度高时发生
D．饺子出锅后没有相互粘到一起，表明分子之间有斥力
9．质量相等的甲、乙两种液体吸收相同的热量后，甲升高的温度高于乙升高的温度。由此可知（　　）
A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B．降低相同的温度，质量相等的甲液体放出的热量比乙液体放出的热量多
C．甲、乙两种液体相比较，乙液体更适合作冷却剂
D．甲物质的熔点高于乙物质的熔点
10．古诗文中常常蕴含着物理知识，下列古诗文加点字中能够说明分子不停无规则运动的是（　　）
A．夹岸数百步，中无杂树，落英缤纷 B．零落成泥碾作尘，只有香如故
C．野马也，尘埃也，生物之以息相吹也 D．城阙辅三秦，风烟望五津
11．2021年泸州市中考体育考试增加了排球垫球项目，方法是用手臂将排球垫向墙壁，反弹回来后又重复垫球，如图所示为垫球过程示意图。下列说法中正确的是（　　）
A．垫排球时，排球离开手臂上升过程中，手臂依然在对排球做功
B．排球从墙壁弹回手臂过程中，重力势能越来越大
C．排球撞击墙壁后反弹回来，说明力可以改变物体的运动状态
D．手臂垫球时，手对球的力大于球对手的力
12．下列说法不正确的是
A．打开醋瓶闻到醋香说明分子在不停运动
B．固体很难被压缩说明分子间存在斥力
C．“谱线红移”说明星系在远离而去
D．地上洒水感到凉快说明水的比热容大
二、填空题
13．生活中人们常说饺子很烫，肉馅含有的“热量多”，从物理学的角度看，这里“很烫”的含义应该是___________，“热量多”的含义应该是___________（填“温度高”“内能多”或“水分多”）。
14．汽油机的转速为3000r/min，则1s内汽油机对外做功______次，活塞往复运动______次
15．水与酒精混合，总体积会变小，是因为分子间有______ ；水很难被压缩，说明分子间存在 ______ （填“引力”或“斥力”）．
16．把1kg的水从60℃开始加热至沸腾，温度随时间变化的图像如图所示，由图像可知，水的沸点是______℃，沸腾过程的特点是______；这些水由60℃加热至90℃需要吸收的热量是______J。（）
三、综合题
17．体育课上，小明在同一位置用相同的力多次将足球踢出，发现足球斜向上飞出的角度越大，球运动得越高，但并不能运动得越远。小明查阅资料后知道：足球所做的运动叫做斜抛运动，其运动轨迹如图所示。足球起始运动方向与水平方向的夹角叫做推射角，抛出点到落地点的水平距离叫做射程，射程与抛出速度和抛射角的大小有关。若物体的动能大小EK=mv2，重力势能大小Ep=mgh不计空气阻力，g=10N/kg，则：
（1）若将质量为0.4kg足球从地面踢出时，具有的动能是120J，踢出后能达至的最大高度是5m，则足球在最高点时具有的动能是______；
（2）若足球的射程x与抛出速度、抛射角之间满足公式，当足球以20m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，足球的射程是______ ；
（3）足球运动的速度v可以分解成水平速度vx和竖直速度vy，三者可构成如图所示的矩形。足球在空中飞行时，水平速度保持不变，竖直速度先减小后增大。若足球在地面以10m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，此时足球距地面的高度是______m。（小数点后保留2位数字）
18．如图甲所示是汽油机的四个冲程。
（1）图甲为汽油机的一个工作循环示意图，A、B、C、D四个冲程正确的工作顺序是______；
（2）如图乙所示，空气压缩引火仪压缩活塞使棉花着火是______能转化为______能，等效于上述A、B、C、D四个冲程中______（填“A”、“B”、“C”或“D”）冲程；
（3）如图丙是汽油机的能量流向图，根据图中给出的信息，该内燃机的效率为______。已知汽油的热值是4.6×107J/kg，完全燃烧0.5kg的汽油放出的热量是______J，按该内燃机的工作效率计算，该汽车获得的机械能是______。
19．阅读短文，回答问题。
嫦娥五号
2020年11月24日，“嫦娥五号”搭载采样剖面测温仪、岩芯钻探机和机器取样器等多种有用载荷在海南文昌发射中心成功发射。为了实现“选址正确，落点准确”，嫦娥五号采用了已经在嫦娥三号和四号上应用的“粗精接力避障”的方式，即制导导航与控制（GNC）系统，在该系统的指挥下，着陆器和上升器组合体（总质量约720kg）先是大推力反向制动快速减速，然后快速调整姿态并对预定落区地形进行拍照识别，避开大的障碍，实现“粗避障”，然后组合体在飞到距离月面100米时悬停，并再次对选定区域进行精确拍照，实现“精避障”，之后再斜向下飘向选定的着陆点，在移动到着陆点正上方之后开始竖直下降，到距离月面较近时关闭发动机，然后利用着陆腿的缓冲实现软着陆，最终平稳着陆于月球正面风暴洋的吕姆克山脉以北地区。
成功着陆后，着陆器在地面控制下，进行了太阳翼和定向天线展开等状态检查与设置工作，正式开始持续约2天的月面工作，并取回约1.8kg月壤，这在全世界是第一次。（月球表面的重力常数为地球的，地球表面重力常数g取10N/kg）
（1）发射“嫦娥五号”的长征五号运载火箭三级发动机采用液态氢为燃料，主要是因为液态氢 _____大；
（2）太阳翼上面的太阳能电池板可以将光能直接转化为 _____能；
（3）距离月面较近时关闭发动机后到接触月面前，关于组合体，下列说法正确的是 _____；
A．动能减小，重力势能减小
B．动能减小，机械能减小
C．动能增大，机械能增大
D．动能增大，机械能不变
（4）组合体从月面上方悬停至着陆，其重力做功为 _____J；
（5）探测车在采集月球表面月壤样本时，机械臂简化图如图乙所示，该均匀杠杆可绕O点转动，其自身质量为0.9kg，OB:OA=4:1，当采集1.8kg月壤将其匀速提升50cm的高度，作用在A点的动力需要做 _____J的功（不计摩擦）。
20．阅读下面材料，回答问题。
登陆火星
仰望星空，我们追梦不止……
2021年5月15日，我国发射的“祝融号”火星车登陆火星表面。登陆一颗陌生的星球，大体分为“绕”、“着”、“巡”三步。“绕”：探测器经过漫长的旅程，实现对登陆星球的环绕飞行。“着”：探测器着陆星球表面的过程。“巡”：探测器到达星球表面后，放出巡视车，完成对星球表面的拍摄及土壤分析等工作。其中最困难的一步就是“着”，这个过程中要使探测器的速度在短短的几分钟内降至零，通常要先后经历“气动减速”、“降落伞减速”、“动力减速”三个阶段。火星是太阳系中与地球最相似的行星，表面有大气层，温度适宜，火星表面引力为地球表面引力的38%。
（1）探测器环绕火星运动的轨道是一个椭圆，如图所示。当探测器运行到“近火点”时，它的势能___________ （选填“最大”或“最小”）；
（2）若着陆过程中只利用火星大气的阻力对探测器进行气动减速，探测器受到的大气阻力大小随探测器速度的增大而增大，探测器沿直线下落，且它距离火星表面足够高，可以推断：火星探测器着陆火星前的运动状态一定是 ___________，探测器着陆过程中内能________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）利用降落伞减速时，若开伞的瞬间，探测器受到的向上的力大于它的重力，可以推断：开伞的瞬间探测器会 ___________ （选填“向上，或“向下”）运动；
（4）“祝融号”火星车的太阳能电池板表面有一层钛、硅材料微结构膜，这层膜表面的微观结构与莲叶表面的结构类似，能够令火星的沙尘与太阳能电池板表面之间存在一层空气，可以极大减小火星尘埃与太阳能电池板表面的摩擦力，从而大大减少火星沙尘附着的可能性。请列举一个与上述减小摩擦力方法相同的实例：___________；
（5）在地球上质量为38kg的杠铃，带去火星上，其质量为_________kg。
21．如图所示，一小球从弧形槽上的A点静止释放，小球沿弧形槽滚至另一端的最高点为C点，从A点到达C点的过程中，小球的机械能_____（选填：增大、减小或不变）。试作出由A点滚至C点过程中，小球在B点（即弧形槽底部与水平面的切点）受力的示意图（忽略空气阻力）。______
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
A．排球在脱离胳膊后能继续上升，是由于排球具有向上运动的惯性，一切物体都有惯性，故A错误；
B．排球在脱离胳膊后的上升过程中，如果不考虑空气阻力，排球受到方向竖直向下的重力，故B错误；
C．排球在脱离胳膊后的上升过程中，克服重力做功，位置升高，重力势能逐渐增加，故C错误；
D．排球在脱离胳膊后的上升过程中，受重力作用，速度逐渐减小，动能逐渐减小，故D正确。
故选D。
2．C
【详解】
A．由于构成物质的分子间有间隙，且分子之间存在斥力，所以，固体难以被压缩，故A错误；
B．一切物体都具有内能，0℃以下的物体也有内能，故B错误；
C．四冲程内燃机的做功冲程中，是将内能转化为机械能，压缩冲程中是将机械能转化为内能，故C正确；
D．扫地时尘土飞扬是固体小颗粒的运动，不能说明分子在永不停息地做无规则运动，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】
A．悬挂在天花板上的吊灯处于静止状态，不具有动能，故A不符合题意；
B．静止在山顶上的大石头处于静止状态，不具有动能，故B不符合题意；
C．飞行的飞机处于运动状态，具有动能，故C符合题意；
D．拉开的弹弓具有弹性势能，故D不符合题意。
故选C。
4．C
【详解】
A．燃料的热值是燃料的本身的特性，只与燃料的种类有关，热值大的燃料，在相同条件下，完全燃烧放出的热量更多，所以火箭应选择热值大的燃料，故A错误；
B．火箭发射产生的白雾是水蒸气遇冷液化成的小水珠，故B错误；
C．火箭升空时，燃料燃烧获取的内能转化为火箭的机械能，故C正确；
D．火箭穿过大气层时与空气摩擦，通过做功的方式改变了防护罩的内能，故D错误。
故选C。
5．C
【详解】
A．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，吸收相同的热量，水温度变化较小，所以沿海地区的气温变化小，不符合题意；
B．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以晚上向秧苗田里放水，水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗，不符合题意；
C．发现人中暑时，在病人的额头上擦冷水降温，是利用水蒸发吸热的原理，符合题意；
D．因为水的比热容大，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，所以汽车发动机用水作冷却液，不符合题意。
故选C。
6．D
【详解】
A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物，故A错误；
B．柴油机是压燃式，一般是柴油机的效率高，故B错误；
C．汽油机的点火方式是用火花塞点火，故C错误；
D．汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩空气和汽油的混合物，混合物内能增大，温度升高，是把机械能转化为内能，故D正确。
故选D。
7．C
【详解】
A．小球向左运动与弹簧接触后，小球对弹簧有压力作用，使弹簧变短，说明力可以改变物体的形状．故A正确，不符合题意；
B．甲图中，弹簧的弹性形变越来越大，具有的弹性势能逐渐增大．故B正确，不符合题意；
C．弹开过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，小球的动能增大，则小球的速度增大．故C错误，符合题意；
D．压缩过程中小球一直受到向右的弹力，且弹簧被压缩得越厉害，弹力越大．故D正确，不符合题意．
8．A
【详解】
A．饺子入锅后吸收热量、温度升高，饺子的内能增加，故A正确；
B． 煮饺子时，饺子会从水中吸热，这主要通过热传递的方式改变了饺子的内能，故B错误；
C．煮饺子的过程中能闻到香味，这表明分子永不停息的做无规则运动，这是扩散现象，温度越高，扩散越快，但不是只在温度高时发生，故C错误；
D． 饺子没有粘到一起，是因为分子间的距离比较大，分子间的引力很小，故D错误。
故选A。
9．C
【详解】
A．根据Q吸＝cm t，甲乙吸收热量相同，质量相等， t甲＞ t乙，所以甲的比热容小于乙的比热容，故A不符合题意；
B．甲的比热容小于乙的比热容，根据Q放＝cm t，降低相同的温度，质量相等，所以甲放出热量小于乙放出热量，故B不符合题意；
C．甲的比热容小于乙的比热容，说明乙的吸热本领强，用乙液体作冷却剂更合适，故C符合题意；
D．比热容跟物质的熔点没有关系，根据比热容关系不能判熔点高低，故D不符合题意。
故选C。
10．B
【详解】
A．“夹岸数百步，中无杂树，落英缤纷”中的“落英缤纷”，落英是可见的，是物体的运动，不是分子的运动，故A不符合题意；
B．“零落成泥碾作尘，只有香如故”中的“香如故”，是扩散现象，说明分子不停无规则运动，故B符合题意；
C．“野马也，尘埃也，生物之以息相吹也”中的“尘埃也”，尘埃是可见的，是物体的运动，不是分子的运动，故C不符合题意；
D．“城阙辅三秦，风烟望五津”中的“风烟望五津”，烟是可见的，是物体的运动，不是分子的运动，故D不符合题意。
故选B。
11．C
【详解】
A．排球离开手臂后，没受到手臂的作用力，那么排球上升过程中，手臂对排球不做功，故A错误；
B．排球从墙壁弹回的过程中，质量不变，但高度变小，所以重力势能越来越小，故B错误；
C．排球撞击墙壁后，被弹回，是因为受到力的作用，这说明力可以改变物体的运动状态，故C正确；
D．垫球时，手对球的力和球对手的力是一对相互作用力，大小应相等，故D错误。
故选C。
12．D
不同的物质在相互接触时，物质的分子互相进入对方的现象就叫扩散现象；分子间存在着相互作用的引力和斥力．
【详解】
A、由于分子在永不停息的做无规则运动，打开醋瓶会闻到醋香，故A的说法正确，不符合题意；
B、由于分子间存在斥力，所以固体很难被压缩，故B的说法正确，不符合题意；
C、当星系离我们远去时，光谱会发生红移，即“星系红移”，这也说明了宇宙在膨胀，故C的说法正确，不符合题意；
D、在地上洒水，水蒸发会吸收周围的热量，才感到凉快，故D的说法错误，符合题意．
故选D．
13． 温度高 内能多
【详解】
[1]饺子“很烫”是因为饺子的温度较高。
[2]平常说肉馅含有“热量多”则应该是指它的内能多。
14． 25 50
【详解】
[1][2]四冲程内燃机的一个工作循环中，曲轴转动2周，活塞往复运动2次，完成4个冲程，对外做功1次，该汽油机的转速为
表示飞轮每秒转动的圈数为50，则曲轴转动50周，活塞往复运动50次，每秒完成25个工作循环，对外做功25次。
15． 间隙 斥力
组成物质的分子在永不停息的做无规则运动，分子力存在引力和斥力，分子间有间隙，分子的运动与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈．
【详解】
水与酒精混合，总体积会变小，是因为分子间有间隙；水很难被压缩，是因为分子间存在相互作用的斥力．
故答案为间隙；斥力．
16． 98 继续吸热，温度保持不变
【详解】
[1]液体沸腾时保持不变的温度叫沸点，由图像可知，水的沸点是98℃。
[2]从时刻开始，虽继续加热，但水的温度保持不变，故沸腾过程的特点是继续吸热，温度保持不变。
[3]这些水由60℃加热至90℃需要吸收的热量是
17． 40 3.33
【详解】
（1）[1]不计空气阻力，那么机械能守恒，在最低处所具有的机械能为120J，在最高点处的机械能仍然为120J，则此时具有的重力势能为
故最高点的动能为
（2）[2] 足球的射程是
（3）[3] 若足球在地面以10m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，则水平速度为10m/s，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，水平面的速度仍为10m/s，则速度的大小为m/s ，则此时的动能为
在水平地面时，机械能为
故此时的重力势能为
此时足球距地面的高度是
足球距地面的高度是。
18． BADC 机械 内 A 30% 2.3×107 6.9×106J
【详解】
（1）[1]A图中两个气门都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是第二个冲程；
B图中进气门打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一个冲程；
C图中排气门打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四个冲程；
D图中两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，所以为做功冲程，是第三个冲程；
故先后顺序为BADC。
（2）[2][3][4]空气压缩引火仪压缩活塞使棉花着火把机械能转化为内能，A冲程为压缩冲程，也是把机械能转化为内能，与A冲程等效。
（3）[5]由图可知，输出的有用功在总能量中所占的比例为热机的效率，即
η=100%﹣33%﹣30%﹣7%=30%
[6]完全燃烧0.5kg的汽油放出的热量
Q放=qm=4.6×107J/kg×0.5kg=2.3×107J
[7]汽车获得的机械能
W有=ηQ放=30%×2.3×107J=6.9×106J
19． 热值 电 AB 1.2×105 1.875
【详解】
（1）[1]热值是燃料一种特性，热值越大的燃料，在完全燃烧相同质量的燃料时，放出的热量越多，火箭采用液态氢为燃料，就是因为液态氢的热值大。
（2）[2]太阳翼上面的太阳能电池板接收光能，可以将光能直接转化为电能。
（3）[3]距离月面较近时关闭发动机后到接触月面前，组合体的质量不变，运动速度减小，高度减小，则动能减小，重力势能减小，机械能减小，故AB正确，CD错误。
故选AB。
（4）[4]组合体在月球上受到的重力
组合体从月面上方悬停至着陆，其重力所做的功
（5）[5]月壤在月球上的重力
月壤上升的高度
克服月壤重力所做的功
杠杆自身的重力
均匀杠杆的重心在杠杆的中间位置，所以杠杆重心上升的高度
克服杠杆的重力所做的功
作用在A点的动力所做的功
20． 最小 匀速直线运动 变大 向下 气垫船 38
【详解】
（1）[1]当探测器运行到“近火点”时，它的质量不变，高度最小，所以重力势能最小。
（2）[2][3]若着陆过程中只利用火星大气的阻力对探测器进行气动减速，探测器受到的大气阻力大小随探测器速度的增大而增大，探测器开始沿直线下落时，大气的阻力要小于探测器的重力，所有探测器在重力的作用下向下做加速运动；随着速度的增大，受到大气的阻力越大，当阻力等于重力时，探测器受力平衡，将作匀速直线运动；探测器着陆过程中，由大气对探测器做功，故探测器的内能增大。
（3）[4]突然打开降落伞，探测器受到的阻力会大于探测器重力，但探测器由于惯性会继续向下运动，所以，在开伞瞬间，探测器会继续向下运动。
（4）[5]太阳能电池板表面的钛、硅材料微结构膜能够令火星的沙尘与太阳能电池板表面之间存在一层空气，可这是通过使接触面分离来减小火星尘埃与太阳能电池板表面的摩擦力；生活中的气垫船向下喷气，使船与水面之间形成一层空气，是使接触面分离来减小摩擦的；轴承中有润滑油，是使接触面分离来减小摩擦的。
（5）[6]质量是物质的一种属性，只与物体中所含物质的多少有关。不会随位置、形状、状态的改变而改变。在地球上质量为38kg的杠铃，带去火星上，只改变位置，其质量不变，仍为38kg。
21． 减小
【详解】
[1]由图示知，C点的高度低于A点的高度，说明小球沿弧形槽A点静止滚动到C点的过程中，需要克服摩擦做功，有部分机械能转化为内能，所以小球的机械能减小。
[2]在B点，小球相对弧形槽是运动的，运动方向是水平向右的，所以受到摩擦力的作用，其方向是水平向左的；小球还受到竖直向下的重力和竖直向上的槽底的支持力。作图如下：
答案第1页，共2页
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