2021-2022学年基础强化北师大版物理九年级全册第十章 机械能、内能及其转化章节训练试题（Word版含答案）

北师大版物理九年级全册第十章 机械能、内能及其转化章节训练
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、如图所示，在烧瓶内盛少量水，给瓶内打气，当瓶塞跳起来时，可以看到瓶内出现白雾。下列解释正确的是（　　）
A．通过打气筒压缩瓶内空气做功，空气内能增大，瓶底的水汽化成白雾
B．瓶内的空气对瓶塞做功，空气内能增大，瓶底的水汽化成白雾
C．瓶内的空气对瓶塞做功，空气内能减小，空气液化成白雾
D．瓶内的空气对瓶塞做功，空气内能减小，水蒸气液化成白雾
2、2022年冬奥会期间，赛区将进行高山滑雪比赛。如图所示是滑雪运动员从山顶滑下的情景，下列有关说法中正确的是（　　）
A．运动员在空中下落过程中重力做功越来越快
B．运动员弓着腰，是通过降低重心来增大惯性
C．运动员下滑过程中动能逐渐增大，机械能守恒
D．运动员穿上较宽大的滑雪板，是为了增大压强
3、关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（　　）
A．一个物体加速运动时，内能就会增加，温度不一定升高
B．一个物体吸收了热量，它的温度一定会升高
C．一个物体温度升高了，它的内能一定增加
D．内能小的物体不可能将内能转移给内能大的物体。
4、关于改变内能的说法，正确的是（　　）
A．做功一定可以改变物体的内能
B．刹车过程中，刹车片温度升高是通过做功改变物体内能的
C．冬天往手上哈气取暖是通过做功改变物体内能
D．摩擦生热是通过热传递改变物体内能的
5、下列说法，正确的是（　　）
A．高温物体一定比低温物体的内能大
B．高温物体比低温物体含有的热量多
C．热量总是从比热大的物体传给比热小的物体
D．比热是物质特性之一，它是反映物质吸热（或放热）本领大小的物理量
6、图示为游乐场中在竖直面内转动的摩天轮，小红乘坐该摩天轮时速度大小不变，则她从最低点上升到最高点的过程中（　　）
A．动能减少 B．重力势能不变
C．机械能增大 D．机械能不变
7、下列说法中正确的（　　）
A．热机的功率大，热机效率一定高
B．柴油机的吸气冲程将燃料和空气的混合气体进入气缸，柴油机的效率一定比汽油机效率高
C．热机单位时间内消耗的燃料少，热机效率一定高
D．四冲程内燃机一个工作循环中有三个冲程都要靠飞轮的惯性来完成
8、下列说法正确的是（　　）
A．冬天搓手取暖是通过热传递增大内能的
B．温度高的物体内能一定比温度低的物体内能大
C．用冰冷却饮料是利用冰熔化吸热，饮料的内能减小
D．用力挤压空矿泉水瓶，瓶盖猛烈冲出后，瓶内气体内能增大
9、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
10、下列说法正确的是（　　）
A．一瓶酒精用去一半，酒精的热值减小一半
B．煤的热值比干木柴的热值大，所以燃烧时煤放出的热量更多
C．内燃机的效率越高，它消耗的燃料就越少
D．热机效率越高，它将内能转化为机械能的比例越大
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、烧水时，壶盖被水蒸气顶起，此时水蒸气的内能转化为　 　能， 表示　 　。
2、如图是卫星绕地球飞行的轨迹，卫星相对于太阳是　 　的（选填“运动” 或“静止”），当卫星从远地点运动到近地点时，动能的增加量　 　重力势能的减小量（选填“大于”或“等于”或“小于”），卫星绕地球转动而不会跑掉，是因为卫星与地球 之间的存在　 　（选填“万有引力”或“重力”）
3、如图所示，把一碗油泼面端起来感觉很烫手，是通过　 　的方式增加了手的内能。夹起面的筷子是　 　杠杆（选填“省力”、“等臂”或“费力”）。
4、如图所示，在“让铅笔杆热起来”活动中，铅笔杆温度升高，该过程中铅笔杆的内能　 　；如果你没有看见内能改变的过程，就无法确定内能是通过哪种方式来改变的，其原因是　 　。
5、四冲程汽油机的　 　冲程使汽车获得动力，在这个过程中把　 　转化为机械能。一辆汽车每年平均消耗汽油2.5t，这些油完全燃烧放出　 　J的热量。（汽油的热值为4.6×107J/kg）
三、计算题（3小题，每小题7分，共计21分）
1、已知煤气的热值为1.26×107J/m3，现有0.2m3的煤气，求：
（1）完全燃烧这些煤气放出的热量；
（2）若这些热量的50%被的水吸收，求水吸收的热量；
（3）水吸收的这些热量能使质量为10kg水升高的温度。
2、2020 年 1 月 1 日 17 时许，重庆市渝北区加州花园小区 A4 幢发生火灾，应急、消防、公安等救援力量迅速赶赴现场疏散人群和灭火救援，随后明火被扑灭，无人员伤亡。如图是某型号的消防车，其部分相关数据如下表，该车通过柴油发动机提供喷水动力。在喷水作业的过程中，（已知柴油的热值为 4.0×107J/kg，g＝10N/kg）求：
型号 ***消防车
整车质量 m 25t
水箱容积 V 8m3
喷嘴横截面积 S 4cm2
喷水压强 p 1×106Pa
（1）喷嘴处喷水时受到的喷水压力是多少？
（2）若将满箱水全部喷到 50m 高的着火点处，这一过程中克服整箱水的重力做的有用功是多少？
（3）若这次消防车喷水效率是 10%，此过程需要消耗柴油的质量是多少？
3、用热效率为20%的燃气灶烧水，使2kg的水从20℃升高到70℃。已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤气的热值为4.2×107J/kg。求：
（1）2kg的水从20℃升高到70℃共吸收多少热量；
（2）共需要完全燃烧多少煤气；
四、实验探究（2小题，每小题12分，共计24分）
1、在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，实验装置如图所示．
加热时间/min 0 1 2 3 4
甲的温度/℃ 30 34 38 42 46
乙的温度/℃ 10 18 26 34 42
（1）实验中应量取质量　 　的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，用相同的电加热器加热．加热相同的时间，它们吸收热量　 　，通过比较　 　来判断吸热能力的强弱
（2）通过实验，记录数据如表格．从开始加热到42℃，甲、乙两种液体吸收热量的关系为Q甲　 　Q乙．
（3）分析实验数据可知　 　物质的吸热能力强．
2、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。实验数据如下。
物质 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃
水 30 7 45
食用油 30 7 68
（1）实验中，要控制水和食用油的质量　 　（选填“相同“或”不相同“），此实验方法称为　 　法。
（2）在此实验中，把水和油加热7分钟，水吸收的热量　 　食用油吸收的热量。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
（3）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，实验中通过记录　 　来反应吸收热量的多少，此物理方法称为　 　法。
（4）实验表明，　 　(选填“水”或“食用油”)吸热能力更强。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】D
【解析】【解答】A．瓶底的水汽化会形成水蒸气，而白雾是水蒸气液化形成的，A不符合题意；
B．瓶内的空气对瓶塞做功，空气内能会减小，而不是增大，B不符合题意；
C．瓶内的空气对瓶塞做功，空气内能减小，水蒸气液化成白雾，而不是空气液化成白雾，C不符合题意；
D．瓶内的空气膨胀对外做功，空气内能减小，空气中的水蒸气液化成白雾，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】气体对外界做功物体的内能减小，温度降低，水蒸气液化为小水滴。
2、【答案】A
【解析】【解答】A．运动员在空中下落过程中，重力不变，速度变大，则公式P=Fv可知，重力做功的功率变大，即重力做功越来越快，A符合题意；
B．运动员弓着腰，是通过降低重心来增加稳度，而不能增大惯性，B不符合题意；
C．运动员下滑过程中，运动员的质量不变，速度变大，动能变大；滑雪板和雪地之间存在摩擦力，克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能减小，C不符合题意；
D．运动员穿上滑雪板，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强。D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】（1）根据P =Fv=Gv确定重力做功快慢情况；
（2）惯性与质量有关，质量越大，惯性越大；
（3）运动员在下滑过程中，和空气要发生摩擦，机械能要减小，内能增大；
（4）压力一定时，增大受力面积，减小压强大小。
3、【答案】C
【解析】【解答】A．当一个物体加速运动时，其动能增加，温度不一定升高，故内能不一定增加，A不符合题意；
B．一个物体吸收了热量，其内能一定增加，但温度不一定升高，比如晶体的融化过程，吸热，但温度不变，B不符合题意；
C．一个物体温度升高了，一定是因为其内能增加了，C符合题意；
D．内能少的物体温度可能高，可以传热给内能大而温度低的物体，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】物体的内能和温度、质量、状态有关，热传递的条件是物体间有温度差。
4、【答案】B
【解析】【解答】A．将物体提高，克服重力做了功，物体重力势能增大，但物体内能不变，A不符合题意；
B．汽车刹车过程中，刹车片克服摩擦做功，刹车片的温度升高，属于做功改变物体的内能，B符合题意；
C．冬天往手上哈气取暖，手的温度升高，是热传递改变了物体的内能，C不符合题意；
D．摩擦生热是克服摩擦做功，机械能转化为内能，是通过做功改变物体内能的，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】改变物体的内能有两种方式，一种是做功，外界对物体做功物体的内能增加，物体对外界做功物体的内能减小，第二种是热传递，热量向外界传递，物体的内能减小，热量由外界传向物体，物体的内能增加。
5、【答案】D
【解析】【解答】A．内能的大小与物体的温度、状态等有关，所以高温物体的内能不一定比低温物体的内能大，A不符合题意；
B．热量是一个过程量，只能说吸收（或者放出）了多少热量，不能某物体含有多少热量，B不符合题意；
C．热传递的实质是热量的转移，热量总是从温度高的物体向温度低的物体转移，C不符合题意；
D．比热容是物质特有的一种特性，比热容大的物质吸热能力强，比热容小的吸热能力就弱，所以能够反应物质的吸热本领，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】比热容是物质特有的一种特性，反应物质的吸热本领；物体的内能和物体的质量、温度、状态等有关；热传递的条件是物体间存在温度差。
6、【答案】C
【解析】【解答】A．小红的质量不变，乘坐该摩天轮时速度大小不变，则她从最低点上升到最高点的过程中动能不变，A不符合题意；
B．小红的质量不变，她从最低点上升到最高点的过程中高度升高，则重力势能变大，B不符合题意；
CD．机械能等于动能与势能之和，从最低点上升到最高点的过程中，小红的动能不变，重力势能变大，则机械能变大，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
7、【答案】D
【解析】【解答】AC. 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，效率与热机单位时间内消耗的燃料多少无关，AC不符合题意；
B. 柴油机的吸气冲程是将空气吸入气缸，燃料是从喷油嘴喷入气缸，汽油机的吸气冲程是将燃料和空气的混合物吸入气缸，B不符合题意；
D. 四冲程内燃机的做功冲程为主要冲程，其它三冲程为辅助冲程，靠飞轮惯性完成，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】汽油机的做功冲程中内能做功，其它冲程靠惯性完成；功率表示做功的快慢，效率表示有用功和总功的比值。
8、【答案】C
【解析】【解答】A．冬天搓手取暖是通过做功的方式增大手的内能，A不符合题意；
B．因为内能的大小与物体的温度、质量和体积都有关，所以温度高的物体内能不一定比温度低的物体内能大，如一杯热水的内能小于一座冰山的内能，B不符合题意；
C．用冰冷却饮料是利用冰的熔化需要吸收热量，使饮料的温度降低，内能减小，C符合题意；
D．用力挤压空矿泉水瓶，气体体积减小，压强增大，瓶盖猛烈冲出后，瓶内气体对外做功，内能减小，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】改变物体的内能有两种方式，一种是做功，外界对物体做功物体的内能增加，物体对外界做功物体的内能减小，第二种是热传递，热量向外界传递，物体的内能减小，热量由外界传向物体，物体的内能增加。
9、【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。
10、【答案】D
【解析】【解答】A、燃料的热值是燃料的一种特性，与燃料的质量、温度和体积无关，所以一瓶酒精用去一半，剩下的酒精的热值不变，A不符合题意；
B、煤的热值比干木柴的热值大，但燃料燃烧放出的热量与燃烧状态、燃料的热值和质量都有关系，煤放出的热量不一定多，B不符合题意；
C、热机的效率越高是指燃料释放的内能转化为机械能的百分比越大，不知做功多少消耗的燃料的多少是不能判断，C不符合题意；
D、热机效率越高，热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，比值越大，内能转化为机械能的比例越大，D符合题意．
故答案为：D．
【分析】燃料的热值是燃料的一种特性，与燃料的质量、温度和体积无关。
热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比为热机效率。
二、填空题
1、【答案】机械能；质量为1kg的水温度每升高（或降低）1℃，吸收（或放出）热量4200J
【解析】【解答】烧开水时，壶盖被水蒸气顶起，是水蒸气对壶盖做功的结果，这时水蒸气的内能转化为壶盖的机械能; 表示：质量为1kg的水温度每升高（或降低）1℃，吸收（或放出）热量4200J。
【分析】水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，质量为1kg的水温度每升高（或降低）1℃，吸收（或放出）热量4200J.
2、【答案】运动；等于；万有引力
【解析】【解答】（1）卫星相对于太阳的位置不断改变，因此它是运动的；
（2）卫星在运动过程中，没有能量损失，因此机械能守恒，即动能的增加量等于重力势能的减小量；（3） 卫星绕地球转动而不会跑掉，是因为卫星与地球之间的存在万有引力。
【分析】（1）如果物体相对于参照物的位置改变，那么它就是运动的；否则，它就是静止的。
（2）根据能量转化和守恒定律分析；
（3）在宇宙空间，任意两个物体之间都存在万有引力。
3、【答案】热传递；费力
【解析】【解答】一碗油泼面端起来感觉很烫手，手从碗上吸收了热量，是通过热传递的方式增加了手的内能。筷子在使用的过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。
【分析】温度不同的物体，可以通过热传递的方式改变内能；筷子在使用的过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。
4、【答案】增大；做功与热传递两种方法对改变物体的内能是等效的
【解析】【解答】温度是影响内能大小的因素，铅笔杆温度升高，内能增大。做功与热传递都可以改变物体的内能，如果没有看到内能改变的过程，单凭铅笔杆温度的升高，不能判断出具体的方法，因为做功与热传递两种方法对改变物体的内能是等效的。
【分析】通过对物体摩擦使内能增大，是做功改变内能。
5、【答案】做功；内能；1.15×1011
【解析】【解答】（1）四冲程汽油机的做功冲程使汽车获得动力，在这个过程中把内能转化为机械能；
（2）这些汽油完全燃烧放出热量：Q=qm= 4.6×107J/kg ×2.5×103kg=1.15×1011J。
【分析】（1）在四冲程内燃机中，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；
（2）根据公式Q=qm计算汽油放出的热量。
三、计算题
1、【答案】（1）解：完全燃烧这些煤气放出的热量 =1.26×107J/m3 ×0.2m3 =2.52J
答：完全燃烧这些煤气放出的热量为2.52J；
（2）由得 =50%×2.52J =1.26J
答：水吸收的热量1.26J；
（3）由得 = =30℃
答：水吸收的这些热量能使质量为10kg水升高30℃。
【解析】【分析】（1）根据燃料的热值和体积的乘积计算热量；
（2）利用热量和热效率的乘积，计算吸收的热量；
（3）根据热量和物体的质量、温度差的比值，计算比热容的大小。
2、【答案】（1）解：喷嘴处喷水时受到的喷水压力
答：喷嘴处喷水时受到的喷水压力是
（2）解：克服整箱水的重力做的有用功
答：克服整箱水的重力做的有用功是
（3）解：柴油完全燃烧释放的能量为
消耗柴油的质量是
答：消耗柴油的质量是1kg。
【解析】【分析】（1）已知压强的大小，结合压强的变形公式F=pS求解压力。
（2）克服水的重力做功，利用公式mgh求解有用功；
（3）结合克服水的重力做功除以机械效率即为燃料释放的热量，结合燃料释放的热量除以燃料的热值即为柴油的质量。
3、【答案】（1）解：水吸收的热量是：Q吸=cm△t=4.2×103 kg/m3 ×2kg×（70℃-20℃）=4.2×105 J
答：2kg的水从20℃升高到70℃共吸收热量4.2×105 J
（2）解：由 知道，燃气放出的热量是： ，
需要完全燃烧煤气的质量是：
答：共需要完全燃烧煤气0.05kg。
【解析】【分析】（1）利用比热容、质量和温度差计算物体吸热多少；（2）根据热效应计算燃料放出的热量，结合热值计算消耗燃料的质量。
四、实验探究
1、【答案】（1）相等；相等；温度差
（2）>
（3）甲
【解析】【解答】（1）探究不同物质的吸热情况时，应选取质量相等的液体进行实验，利用相同的加热器加热相同时间，吸收的热量相同，通过比较温度差的大小判断相同能力的强弱；
（2）根据表格中的数据，当甲的温度从34℃到42℃时，甲用时2min，乙的温度从34℃到42℃用时1min，乙的温度变化更快，加热时间短，甲吸热多，则Q甲>Q乙；
（3）在温度变化相同时，甲加热时间更长，吸热更多，甲的吸热能力更强。
故答案为：（1）相等；相等；温度差；（2）>；（3）甲。
【分析】（1）探究不同物质的吸热能力时，选取相等的质量，通过加热相等的时间比较温度差反映吸热能力的大小；
（2）当质量和温度差相同时，加热时间越长，物体吸热越多；
（3）在质量和温度差相同时，加热的时间越长，物体吸热的能力越强。
2、【答案】（1）相同；控制变量
（2）等于
（3）加热时间；转换
（4）水
【解析】【解答】（1）根据公式Q=cm△t可知，物质吸收热量的多少与比热容、质量和升高的温度有关，如果要通过升高温度的高低反映比热容的大小，必须控制加热时间和质量相同，这就是控制变量法；
（2）使用相同的酒精灯加热，那么相同的时间内吸收相同的热量，因此可以用时间的长短感知热量的多少；
（3）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。
（4）质量相同的物质吸收相同的热量，温度升高的多的吸热能力弱，温度升高少的吸热能力更强。
【分析】（1）实验中，要控制水和食用油的质量相同，此实验方法称为控制变量法。
（2） 在此实验中，把水和油加热7分钟，水吸收的热量等于食用油吸收的热量。
（3） 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，实验中通过记录加热时间来反应吸收热量的多少，此物理方法称为转换法。
（4） 根据表格可知，最终水升高的温度小于食用油升高的温度，因此实验表明，水的吸热能力更强 。