2021-2022学年度北师大版物理九年级全册第十章 机械能、内能及其转化同步测试试题（含解析）

北师大版物理九年级全册第十章 机械能、内能及其转化同步测试
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　）
A．温度高的物体内能一定大，温度低的物体内能一定小
B．冰在熔化成水的过程中吸收热量，温度不变，内能不变
C．内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
D．物体的温度越高，所含热量越多
2、下列说法正确的是(　　)
A．把-10℃的冰块放在0℃的冰箱保鲜室中，一段时间后，冰块的内能会增加
B．在汽油机的压缩冲程中，内能转化为机械能
C．用锯条锯木板，锯条的温度升高，是由于锯条从木板吸收了热量
D．我们不敢大口地喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多
3、已知铜的比热容是铅的比热容的3倍，质量相等、初温相等的的铜块和铅块，放出相同的热量后互相接触。则下列说法中正确的是（　　）
A．铜块向铅块传热 B．铅块向铜块传热
C．铜块和铅块没有热传递 D．无法确定
4、某汽油机的四个冲程如图所示。在该汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下一个冲程是（　　）
A． B．
C． D．
5、关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　）
A．0℃的冰内能为零
B．两个物体温度相同，它们之间就不能发生热传递
C．物体温度越高，所含热量越多
D．物体吸收了热量，温度一定升高
6、关于温度、内能和热量，下说法中正确的是（　　）
A．物体热传递时，其内能大的内能一定会减小
B．物体不吸收热量，其内能也可以增加
C．物体的温度越高，其所含的热量越多
D．物体吸收了热量，其温度一定会升高
7、关于温度、内能和热量，下列说法中正确的是（　　）
A．物体的温度不变，内能可能变小
B．物体温度降低，它一定放出热量
C．升温较多的物体，吸收的热量多
D．物体内能增加，它一定吸收热量
8、下列现象中，属于用热传递的方式改变物体内能的是（　　）
A．刀具在砂轮上磨得发烫
B．快速弯折铁条，铁条弯折处变热
C．两手互相摩擦时手发热
D．公园中的石凳被太阳晒热
9、如图所示装置甲、乙和丙完全相同，燃料质量均为10g，烧杯内液体初温和质量都相等，燃料完全燃烧完后，液体均未沸腾，液体的末温分别为t甲、t乙和t丙，且t甲>t乙>t丙，则下列说法正确的是(　　)
A．燃料b放出热量最多 B．液体2吸收的热量最少
C．燃料a的热值比燃料b的大 D．液体1的比热容比液体2的大
10、在生活中水有多种用途，这些用途的背后也包含着许多物理原理，以下水的作用与运用原理都正确的是(　　)
A．气温骤降时，果农给没有成熟的橘子喷水-水的凝固吸热，防止橘子冻伤
B．汽车装有水箱作为散热器帮助气缸降温一水的比热容比较大，可以吸收较多的热量
C．炎热的夏天，在地上洒水可以降低室内气温-水的液化吸热，带走空气的热量
D．寒冷地区，岩石裂隙中的水结冰后会使岩石崩裂--水结冰密度变大，体积膨胀
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题5分，共计25分）
1、汽车速度越快，出事故时破坏越严重，说明物体动能的大小与它的　 　有关，一辆汽车以相同的速度运动，重载比空载时出事故更严重，说明物体的动能还跟物体的　 　有关，所以为了交通安全，不要　 　和超载。
2、如图甲所示是常见的电热液体蚊香器。驱蚊液被加热，内能增加主要是通过　 　的方式来实现的。如图乙是蚊香器的内部电路图，使用时发现指示灯不亮，加热器正常工作，发生的故障可能是指示灯　 　。
3、同种物质组成的实心物体甲、乙，体积之比为 2:1，则它们的密度之比为：　 　，质 量之比为　 　 。它们若升高相同温度，则吸收的热量之比为　 　 。
4、炎炎夏日，雾炮车（如图所示）通过喷洒系统向空中发射颗粒极为细小的水雾，有效地起到降温作用。正常工作时，在平直的路上匀速行驶的雾炮车的动能　 　（选填“变大”、“不变”或“变小”）；机械能　 　（选填“变大”、“不变”或“变小”）．其降温作用是通过所喷出的水雾经过　 　（填物态变化名称）而实现的。
5、如图所示，小红随扶梯匀速上行，在此过程中，小红的机械能　 　（选填“增加”“减少”或“不变”）；以扶梯为参照物，小红是　 　（选填“运动”或“静止”）的。
三、计算题（3小题，每小题7分，共计21分）
1、小华家使用的天然气热水器，他尝试估测该热水器的效率，以核对铭牌上的数值是否正确，当只有该热水器使用天然气时，把100kg的水从20℃加热到54℃，天然气表的示数由1335.02m3变为1335.26m3［已知c水=4.2×103J/(kg ^ C)，q天然气=7.0×107J/m3］求：
（1）水吸收的热量；
（2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量；
（3）该热水器的效率。
2、一辆小轿车，质量为1.8t，车轮与地面总接触面积为1000cm2，小轿车发动机的效率是20%，它在平直公路上匀速行驶时的牵引力为644N（空气阻力不计，汽油热值q=4.6×107J/Kg，g=10N/kg）。求：
（1）该小轿车静止时对水平地面的压强为多少？
（2）该小轿车在平直公路上匀速行驶100km消耗多少kg汽油？
3、可燃冰是一种新型能源，它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质，主要成分是甲烷，其开采是世界难题，据中央电视台2017年5月18日报道，我国可燃冰已试采成功，技术处于世界领先，用燃气锅炉烧水时，把质量为500kg，初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了12m2的天然气，已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值q=4.2×107J/m3，可燃冰的热值为同体积天然气的160倍即6.72×109J/m3，求：
（1）水吸收的热量；
（2）燃气锅炉烧水时的效率；
（3）若换用可燃冰烧开这锅水，应使用多少m3可燃冰。
四、实验探究（2小题，每小题12分，共计24分）
1、为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验，实验数据记录如下表。
物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃
水 60 20 6 45
食用油 60 20 6 68
（1）水和食用油的质量相同，使用相同加热器加热的目的，是使两种物质在相同时间内　 　相同。
（2）在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，此时，水吸收的热量　 　（选填“大于”或“小于”或“等于”）食用油吸收的热量；实验表明，　 　（选填“水”或“食用油”）吸热的能力更强。
2、李兰同学在做题时总会遇到“某液体相同时间内放出的热量相同”这样的条件，但她观察实际情况发现，不同温度的水放热的速度(相同时间内放出的热量)是不一样的。经过查资料，她了解到：水放热的快慢(相同时间内放出热量的多少)与容器(材料、厚度、形状等)、质量以及水和环境的温度差有关。
为了简化问题，李兰只想探究“放热前与环境温度差不同的水，相同时间放出的热量与该温度差的定性关系”。经过跟老师的讨论，老师建议测量的时间间隔以10分钟为最佳。
现在有一个烧杯和杯中的热水(已知水的质量为m,水的初温t0>80℃)，假设环境温度不变，已知水的比热容为c水。请你帮助她设计实验方案。
（1）实验器材：烧杯、热水、　 　
（2）实验步骤：(可画图或文字表述)　 　
（3）第一个10分钟内水放出的热量表达Q放=　 　 (用题目已知及测量的物理量表述)
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】C
【解析】【解答】A．内能由分子动能和分子势能决定，温度高的物体，分子动能大，但分子势能不知道，因此温度高的物体内能不一定大，温度低的物体内能不一定小，A不符合题意；
B．冰在熔化成水的过程中吸收热量，温度不变，内能增大，B不符合题意；
C．内能小的物体可能温度很高，热量是从高温物体传向低温物体，因此内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体，C符合题意；
D．温度是状态量，而热量是过程量，两者不能相提并论，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】热传递的条件是从高温物体传向低温物体；物体的内能和物体的质量、温度、状态有关。
2、【答案】A
【解析】【解答】A.把-10℃的冰放到0℃冰箱，冰要吸热，所以内能增加，故正确。
B.汽油机压缩冲程，机械能转化为内能，故错误。
C.锯条与木头摩擦生热，是做功改变内能，故错误。
D.是因为具有的内能大，热量不能说含有，故错误。
故答案为：A
【分析】有温差才会吸放热发生热传递，压缩冲程是机械能转化为内能，做功可以改变内能，热量是过程量，不能说含有。
3、【答案】A
【解析】【解答】根据 ，质量相同，放出热量相同，比热容越大，温度变化越小，初温相同，所以铜块放热后，温度较高，相互接触后，铜块向铅块传热。
故答案为：A。
【分析】在质量和放热相同时，比热容越大，温度变化越小；热传递时，热量从高温物体传向低温物体。
4、【答案】C
【解析】【解答】汽油机四个冲程是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，在该汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下一个冲程是做功冲程，由图可知，C图中两个气门都关闭，火花塞点火，此时活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，各冲程的特点不同，因此根据气门的状态和活塞的运行方向确定冲程；并且只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；另外还有压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能。
5、【答案】B
【解析】【解答】A．一切物体都具有内能，0℃的冰也具有内能，A不符合题意；
B．发生热传递的条件是两个物体存在温度差，B符合题意；
C．热量是热传递过程中内能转移多少的量度，不能说含有多少热量，C不符合题意；
D．晶体中熔化过程中，吸收热量，但温度却保持不变，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和；温度指物体的冷热程度；热量是指在热传递过程中内能改变的多少。
6、【答案】B
【解析】【解答】A．物体发生热传递条件是存在温度差，热量从高温物体传递给低温物体，而高温物体的内能大不一定比低温物体内能大，因此内能可能增大可能减小，A不符合题意；
B．物体内能增加，可能是吸收热量，也可能是外界对其做功，B符合题意；
C．热量是一个过程量，不能用含有、具有来修饰，C不符合题意；
D．物体吸收了热量，其温度不一定会升高，如晶体在熔化时不断吸热，但温度不变，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和；温度指物体的冷热程度；热量是指在热传递过程中内能改变的多少。
7、【答案】A
【解析】【解答】A．温度不变的物体，其内能可能变小，如水凝固的过程中温度不变，内能就减小，A符合题意；
B．当物体对外界做功时，也能使温度降低，B不符合题意；
C．物体吸收的热量除与温度升高有关外，还与物体的比热容和物体的质量有关，C不符合题意；
D．物体内能增加时，也可能是外界对它做功导致的，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】物体的内能和物体的质量、温度、状态有关；改变内能的方式有做功和热传递。
8、【答案】D
【解析】【解答】A．刀具在砂轮上磨得发烫是通过做功的方式提高内能的，A不符合题意；
B．快速弯折铁条，铁条弯折处变热是通过做功的方式改变内能的，B不符合题意；
C．两手互相摩擦时手发热是通过做功改变内能的，C不符合题意；
D．公园中的石凳被太阳晒热是通过热传递改变石凳内能的，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】改变物体的内能两种方法：做功和热传递，这两种方法对改变物体的内能是等效的。物体对外做功，物体的内能减小；外界对物体做功，物体的内能增大。物体吸收热量，当温度升高时，物体内能增大；物体放出热量，当温度降低时，物体内能减小。
9、【答案】C
【解析】【解答】A.根据甲乙两图，根据Q吸=cmΔt，因为Δt甲大于Δt乙，所以甲图吸热多，所以甲图放热多，a放热多，故错误。
B.根据Q吸=cmΔt，根据甲丙图，燃料相同，烧尽，吸热相同，故错误。
C.根据A选项，故正确。
D.根据Q吸=cmΔt，吸热相同，因为Δt甲大于Δt 乙，所以液体1的比热容小于液体2，故错误。
故答案为：C
【分析】根据Q吸=cmΔt，Q放=qm，分析吸热和燃料燃烧放热。
10、【答案】B
【解析】【解答】A.果农给没有成熟的橘子喷水，利用水的凝固放热，A不符合题意；
B.汽车利用水对气缸降温，利用了水的比热容大，可以吸收更多热量，更好的降温，B符合题意；
C.在地上洒水可以降低室内气温，利用了水的汽化吸热，C不符合题意；
D.岩石裂隙中的水结冰后会使岩石崩裂，水结冰密度变小，体积变大，D不符合题意。
故答案为：B.
【分析】水凝固放热，汽化吸收热量，水结冰时密度变小，体积变大。
二、填空题
1、【答案】速度；质量；超速
【解析】【解答】汽车速度越快，出事故时破坏越严重，是因为汽车的质量一定，速度越大，动能越大，即动能的大小与物体的速度有关。
一辆汽车以相同的速度运动，重载比空载时出事故更严重，是因为速度相同，质量越大，动能越大，即物体的动能还跟物体的质量有关。
综上分析可知，为了交通安全，不要超速和超载。
【分析】动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大。
2、【答案】热传递；断路
【解析】【解答】驱蚊液被加热，驱蚊液吸收热量，内能增加，通过热传递的方式改变物体的内能。
图乙中指示灯和加热器并联，加热器和指示灯各在一条支路上，可以独立工作互不影响，发现指示灯不亮，加热器正常工作，可能指示灯断路。
【分析】理清元件的连接方式，并联电路中，各用电器工作时互不影响。
改变物体的内能两种方法：做功和热传递，这两种方法对改变物体的内能是等效的。物体对外做功，物体的内能减小；外界对物体做功，物体的内能增大。物体吸收热量，当温度升高时，物体内能增大；物体放出热量，当温度降低时，物体内能减小。
3、【答案】1:1；2:1；2:1
【解析】【解答】因为密度与物体的质量和体积无关，所以用同种材料制成的两个实心物体的密度之比为1:1；
由ρ= ，
两个物体的质量之比： = = ；
甲乙两球吸收的热量之比： = =
【分析】物质相同时，密度相同，质量之比等于体积之比，来源利用比热容、质量和温度差可以计算吸收的热量。
4、【答案】变小；变小；汽化
【解析】【解答】雾炮车在平直的路上匀速行驶，雾炮车的速度不变，但质量减小，所以其动能变小；同时高度不变，质量减小，所以重力势能变小，故机械能变小；雾炮车通过喷洒系统向空中发射颗粒极为细小的水雾，其降温作用是通过所喷出的水雾经汽化吸热的作用实现的；
【分析】动能的大小与物体的质量与速度有关，势能的大小与物体的质量与物体的位置有关机械能是动能和势能的总和，水蒸发要吸收热量，可起到降温作用。
5、【答案】增加；静止
【解析】【解答】人在扶梯上匀速直线上升时，动能不变，由于高度变大，重力势能增大，总机械能增加，人在扶梯上，相对于扶梯没有位置变化，则人是静止的。
故答案为：增加；静止。
【分析】物体的动能和速度有关，重力势能和物体的高度有关，相对于参照物没有位置变化就是静止的。
三、计算题
1、【答案】（1）解：水吸收的热量Q吸=cm水(t t0)=4.2×103J/（kg ℃）×100kg×（54℃ 20℃）=1.428×107J
答：水吸收的热量是1.428×107J；
（2）解：消耗的天然气体积V=1335.26m3-1335.02m3=0.24m3
消耗的天然气完全燃烧放出的热量Q放= q天然气V=7.0×107J/m3×0.24m3=1.68×107J
答：消耗的天然气完全燃烧故出的热量是1.68×107J；
（3）解：该热水器的效率
答：该热水器的效率是85%。
【解析】【分析】（1）根据物体的比热容、质量和温度差的乘积，计算热量的多少；
（2）根据燃料的热值和质量的乘积，计算燃烧放出的热量；
（3）利用吸收的热量和放出的总热的比值，计算热效率。
2、【答案】（1）解：由题意知轿车质量为
水平地面受到的压力大小等于小轿车重力
压强
答：该小轿车静止时对水平地面的压强为1.8×105Pa ；
（2）解：有用功
由 得
即
由 得
答：该小轿车在平直公路上匀速行驶100km消耗7kg汽油
【解析】【分析】（1）根据物体的质量计算重力，结合压力和受力面积计算压强；（2）根据物体受到的力和距离的乘积计算有用功，结合机械效率计算总功，利用总热量和燃料的热值计算燃料的质量。
3、【答案】（1）Q吸=cm（t末-t初）= 4.2×103J/(kg·℃) × 500kg ×（ 100℃ - 20℃ ）=1.68×108J
（2）Q放=qV= 4.2×107J/m3 × 12m2 =5.04×108J，。
（3）根据Q放=qV得，。
【解析】【分析】（1）根据Q吸=cm（t末-t初）进行计算。
（2）根据Q放=qV进行计算，根据进行计算。
（3）根据Q放=qV得，进行计算。
四、实验探究
1、【答案】（1）吸收的热量
（2）大于；水
【解析】【解答】(1)使用相同加热器，即两电热器的功率相同，就是说相同时间内，放出的热量相同，因此两种物质在相同的时间内吸收的热量相同。
(2)]加热时间越长，说明需要吸收的热量越多，因此水吸收的热量大于食用油吸收的热量，也即水的吸热能力强。
【分析】（1）选用两个相同的加热器进行加热，可以保证相同时间内液体吸收相同的热量，可以通过加热时间来衡量物体吸热的多少；
（2）同质量的物体上升或下降相同的温度，比热容大的物体吸收或放出的热量多，相同质量的物体吸收或释放相同的热量，比热容大的物体温度变化小。
2、【答案】（1）秒表和温度计
（2）实验步骤： ①用温度计测量环境温度，记为t0； ②用温度计测量热水的初温，记为t1； ③10分钟后，用温度计测量热水的温度，记为t2； ④20分钟后，用温度计测量热水温度，记为t3
（3）Q吸
【解析】【解答】(1)根据老师的建议知道,间隔以10分钟测量为最佳，所以，实验器材除了烧杯、热水外，还需要秒表和温度计；(2)实验步骤：
①用温度计测量环境温度，记为t0；
②用温度计测量热水的初温，记为t1；
③10分钟后，用温度计测量热水的温度，记为t2；
④20分钟后，用温度计测量热水温度，记为t3，(3)根据以上实验步骤及Q吸 知道，第一个10分钟内水放出的热量表达是：
Q吸
【分析】（1）利用温度计测量液体的温度，利用秒表测量液体加热的时间；
（2）结合实验步骤的先后顺序进行排序即可；
（3）结合水的质量和温度的变化量，利用比热容公式求解水吸收的热量即可。