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、内能及其转化定向攻克试题（有解析）

北师大版物理九年级全册第十章 机械能、内能及其转化定向攻克
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、已知 c铝>c铜，温度和质量相等的铝球和铜球，它们吸收相同的热量后，将它们相互接触，则（　　）
A．热量由铝球传给铜球 B．热量由铜球传给铝球
C．它们之间不发生热传递 D．缺少条件，无法确定
2、质量相等的一杯冷水和一杯热水升高相同的温度，则它们吸收的热量（　　）
A．初温不知，无法判断 B．一样多
C．热水吸收的热量多 D．冷水吸收的热量多
3、下列各种情况下比热容会发生变化的是（　　）
A．一杯水倒去一半 B．水凝结成冰
C．一块铁块加工成铁屑 D．15℃的水变成45℃的水
4、关于四冲程汽油机，下列说法中正确的是（　　）
A．在吸气冲程，吸入气缸内的是空气
B．在压缩冲程，燃料燃烧，化学能转化为内能
C．在做功冲程，内能转化为机械能
D．在排气冲程，进气门和排气门都打开
5、下列关于生活中常见的场景，用物理知识解释正确的一项是（　　）
A．书放在桌面上，桌面受到弹力的直接原因是桌面发生形变产生的
B．载货汽车超速行驶时，由于自身动能增大，更容易发生交通事故
C．滑雪者脚穿宽大滑雪板可以让自己对雪地的压力作用效果更明显
D．小明骑电动车紧急刹车时，车上的快递掉到地上是因为电动车有惯性
6、下列有关热机的说法正确的是（　　）
A．内燃机的冷却液需要用比热容较大的物质
B．内燃机的做功冲程是机械能转化为内能的过程
C．汽油机以汽油为燃料，无污染
D．热机的使用缓解了城市的热岛效应
7、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．热量可以从内能少的物体传递给内能多的物体
C．晶体熔化时温度不变，所以内能也不变
D．物体吸收热量，内能一定增大，温度一定升高
8、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
9、如图装置，用铁夹将温度传感器、两个试管固定在铁架台上，两试管装有质量相同的不同种液体，温度传感器的探头部分与试管内的液体良好接触，传感器通过数据采集线与计算机相连接，在计算机上得到的实验图象如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．甲的比热容比乙大
B．同时加热相同时间，甲吸收热量多
C．甲、乙升高相同的温度，甲吸收热量多
D．乙吸热升温比甲慢
10、如图所示是某种晶体加热熔化时，它的温度随时间的变化图线，由图可知：（　　）
A．图线中间平坦一段，说明这段时间晶体不吸收热量
B．这种晶体熔化过程所用时间是
C．A，B两点物体有相同的内能
D．在图线中的AB段，物体吸收的热量增大了分子势能
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、如图所示是嫦娥4号的中继卫星“鹊桥”由长征4号丙运载火箭发射时的情景。火箭中的燃料燃烧时，燃气推动火箭和卫星上升，卫星的机械能会　 　（填“增大”“不变”或“减小”），火箭外壳的温度会　 　（填“升高”“不变”或“降低”）。“鹊桥”最终在距地球约45万千米的轨道上运行，由此可知，从地球上发射的电磁波信号经过　 　秒后就会被“鹊桥”接收到。
2、人们发现内能可以做功，并制造了各种利用内能做功的机械—热机。
（1）以下机械不属于热机的是（_____）
A．蒸汽机 B．内燃机 C．喷气发动机 D．电动机
（2）以下是四冲程的汽油机的工作示意图，其中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动的是　 　冲程；做功冲程主要是把　 　能转化成　 　能。
（3）柴油机是通过压缩空气直接点燃柴油，在吸气冲程中从进气门吸进的是　 　(选填“空气”或“空气和柴油”)。
3、新农村建设中正在大力推广使用瓶装液化气。如果每瓶装10kg液化气,液化气的热值取4.2×107J/kg,则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是　 　J,若放出的热量有40%被水吸收,在标准大气压下可把　 　kg的水从20℃加热至沸腾.[c水=4.2×103J/（kg·℃）]。
4、如图所示，这是汽油机的 　 　冲程中，在这一冲程中，它将燃料燃烧产生的 　 　转化为 　 　（选填“机械能”或“内能”）。如果一辆汽车行驶时消耗汽油7kg，那么这些汽油完全燃烧能放出 　 　J的热量，若该汽车发动机所做的有用功为9.45×107J，则该发动机的效率为 　 　。（汽油的热值为4.5×107J/kg）
5、如图所示是小球弹跳的频闪照片，小球弹起的高度越来越低，其中1、2是两等高的位置。小球在上升过程中重力势能　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）；小球具有较大机械能的是　 　（选填“1”或“2”）位置。
三、计算题（3小题，每小题7分，共计21分）
1、水壶里装有1.5kg、25℃的水，用天然气炉具将其加热至沸腾，已知天然气的热值为8×107J/m3，大气压强为1标准大气压，c水=4.2×103J/(kg·℃)，求
（1）烧开这壶水，水需要吸收多少热量
（2）若烧开这壶水消耗的天然气是0.018m3，则天然气炉具的效率是多少。
2、用酒精灯给烧杯里的水加热，把 的水从50℃加热到90℃，燃烧消耗了7g的酒精。已知酒精的热值为 ，水的比热容为 ，试求：
（1）此过程中水吸收的热量是多少？
（2）完全燃烧7g酒精释放的热量是多少？
（3）酒精灯加热这些水的效率是多少？
3、可燃冰是一种清洁无污染、储量巨大，非常理想的新型能源．可燃冰的热值很大，是天然气的10倍，若按10倍计算（c水＝4.2×103J/（kg ℃）；天然气的热值q＝7.0×107J/m3），求：
（1）体积为0.01m3的可燃冰完全燃烧放出的热量为多少？
（2）若这些热量的90%被质量为100kg的水吸收，则水升高的温度是多少？
四、实验探究（2小题，每小题12分，共计24分）
1、探究物质的吸热能力，通常有两种方案：
方案一：取相同质量的两种物质，吸收相等的热量，比较温度的变化。
方案二：取相同质量的两种物质，升高相同的温度，比较吸收的热量。
（1）为便于开展实验探究，热源相同时，我们通过　 　可知吸收热量的多少。
（2）下表是小明探究甲、乙两种液体的吸热能力时记录的实验数据。
液体名称 液体质量m/g 初温t1/℃ 末温t2/℃ 加热时间t/min 液体吸热情况“多”或“少”
甲 10 30 40 6 多
乙 10 30 40 3 少
分析表中信息，小明采用的是方案　 　（选填“一”或“二”）；如果甲、乙两种液体都可以作为发动机冷却液，从物质吸热能力角度考虑，应选　 　液体作发动机冷却液。
2、在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，实验装置如图甲所示。
（1）在图甲中除了所给的实验器材外，还需要的测量工具有天平和 　 　。
（2）选用两个规格相同的电加热器，目的是使A和B两种液体在相等时间　 　。
（3）实验中应量取　 　（选填“质量”或“体积”）相同的A、B两种液体。当它们吸收相同热量时，通过比较　 　来判断吸热能力的强弱。
（4）图乙为某时刻的温度，其示数为 　 　℃。
（5）分析图丙可知，吸收相同热量，　 　液体升温更高；　 　液体更适合作为汽车发动机的冷却液。（两空均选填“A”或“B”）
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】B
【解析】【解答】由于铝的比热容较大，温度和质量相等的铝球和铜球，它们吸收相同的热量后，铝球的温度升高的少，所以最后铝球的末温低，所以相互接触时，热量是由铜球传给铝球的。
故答案为：B。
【分析】结合热量的公式Q=cm△t进行分析解答。
2、【答案】B
【解析】【解答】比热容表示物体吸热或放热的能力的强弱。比热容是物质的一种特性，大小与物质的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。质量相等的一杯冷水和一杯热水升高相同的温度，则它们的比热容相同，吸收的热量一样多。
故答案为：B。
【分析】根据物体的比热容、质量和温度差的乘积，计算吸收热量的多少。
3、【答案】B
【解析】【解答】物质的比热容是物质本身的一种特性，与质量、温度、形状无关．水凝结成冰，物质状态发生改变，比热容也因此改变．
故答案为：B
【分析】物质的比热容是物质本身的一种特性，与质量、温度、形状无关。
4、【答案】C
【解析】【解答】A．在汽油机的吸气冲程中，吸入气缸内的是空气和汽油的混合物，A不符合题意；
B．在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩气缸内的混合气体，对混合气体做功，将机械能转化为内能，B不符合题意；
C．在汽油机的做功冲程中，高温高压的燃气对活塞做功，将内能转化为机械能，C符合题意；
D．在汽油机的排气冲程中，进气门关闭和排气门打开，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能，内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能。
5、【答案】B
【解析】【解答】A．书放在桌面上，桌面受到弹力是书给的，根据弹力的方向与物体形变方向相反可知，桌面受到弹力是书发生形变产生的，A不符合题意；
B．载货汽车超速行驶时，速度增大，则自身动能增大，很难停下来，更容易发生交通事故，B符合题意；
C．滑雪者脚穿宽大滑雪板，受力面积比较大，而压力一定，可以让自己对雪地的压力作用效果更小，C不符合题意；
D．小明骑电动车紧急刹车时，车的运动状态改变，而车上的快递由于惯性保持原来的运动状态掉到地上，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】弹力是发生弹性形变的物体要恢复原状，对与之接触的物体产生力的作用。
影响动能的因素是物体的质量和速度。
压力的作用效果可以通过陷入雪中的深度显现出来。
惯性是物体的固有属性，它指的是物体保持原来运动状态不变的性质，惯性大小与物体的质量有关。
6、【答案】A
【解析】【解答】A．内燃机的冷却液需要用比热容较大的物质，一般用水，是因为水的比热容大，在同等情况下，可以吸收更多的热量，A符合题意；
B．内燃机的做功冲程是内能转化为机械能的过程，B不符合题意；
C．汽油燃烧时产生的废气会污染空气，C不符合题意；
D．热机会产生大量的废气，排放大量的热量，是加剧城市的热岛效应的原因之一，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】水的比热容大，在同等情况下，可以吸收更多的热量。
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。
7、【答案】B
【解析】【解答】A．内能大小与温度、质量、状态等有关，故温度相同的物体内能不一定相等，A不符合题意；
B．热量总是从高温物体传向低温物体，或者从同一物体的高温部分传向低温部分，跟内能多少无关，热量可以从内能少的物体传递给内能多的物体，B符合题意；
CD．物体吸收热量，内能一定增大，但温度不一定升高，例如：晶体在熔化过程中，继续吸热，但温度是不变的，内能增大，CD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A．内能的大小与温度，质量，体积都有关系。
B．热传递发生在温度不同的两个物体之间。
C. 晶体融化时温度不变，但不断的吸收热量。
D．物体吸收热量，温度不一定升高,内能一定增加。
8、【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。
9、【答案】D
【解析】【解答】A．由图可知加热相同时间后甲的温度升高较大，则根据吸热公式 可知甲的比热容比乙小，A不符合题意；
B．实验中采用同一套加热装置，同时加热相同时间时二者吸收热量一样多，B不符合题意；
C．根据吸热公式 可知，甲、乙升高相同的温度时，甲吸收热量少，C不符合题意；
D．根据吸热公式 可知，对二者进行加热时，乙升温比甲慢，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据温度时间图像，判断不同物体升温快慢情况；质量和吸收热量相同时，温度变化越大，比热容越小。
10、【答案】D
【解析】【解答】A．图线中间平坦一段，温度保持不变，表示晶体正在熔化，持续吸热，A不符合题意；
B．由图知，这种晶体熔化过程所用时间是6min- 2min=4min
B不符合题意；
C．AB段表示正在熔化，持续吸热，所以B点内能大，C不符合题意；
D．在图线中的AB段表示正在熔化，由固态变成液态，分子间距变大，物体吸收的热量增大了分子势能，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】晶体在熔化时，吸收热量，内能增大。
二、填空题
1、【答案】增大；升高；1.5
【解析】【解答】解：火箭中的燃料燃烧时，燃气推动火箭和卫星上升，卫星的质量不变，速度变大，高度增加，所以卫星的动能、重力势能都增大，其机械能会增大；火箭上升过程中，克服与大气间的摩擦，机械能转化为内能，所以火箭外壳的温度会升高；电磁波在太空中的传播速度为3×108m/s=3×105km/s，由v= 可得，电磁波传播时间： =1.5s。
故答案为：增大；升高；1.5。
【分析】动能大小的影响因素：质量、速度.质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度.机械能：动能和势能的统称.（机械能=动能+势能）
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.
由v= 可得电磁波传播时间.
2、【答案】（1）D
（2）排气；内；机械
（3）空气
【解析】【解答】(1)热机将燃料燃烧获取的内能转化为机械能的装置，分为：蒸汽机、内燃机、喷气发动机、火箭发动机等，D项符合题意；(2)根据进气门、排气门的开闭方式，进气门关闭，排气门打开，是排气冲程；汽油机的做功冲程是高温高压的燃气推动活塞向下运动，带动曲轴和飞轮运动，把内能转化为机械能；(3)汽油机吸气冲程吸入空气和汽油的混合物，而柴油机吸气冲程吸入的是空气。
【分析】(1)热机的种类；(2)汽油机四个冲程的工作过程；(3)柴油机与汽油机的不同之处。
3、【答案】4.2×108；500
【解析】【解答】整瓶液化气完全燃烧释放热量：Q放=mq=10kg×4.2×107J/kg=4.2×108J；由题知，水吸收的热量： Q吸=Q放×40%=4.2×108J×40%=1.68×108J，
由Q吸=c水m水(t t0)得水的质量： m水= = =500kg。
【分析】根据燃料的质量和热值的乘积计算热量，利用热量和比热容、温度差计算物体的质量。
4、【答案】做功；内能；机械能；3.15×108；30%
【解析】【解答】由图所示，进气门和排气门关闭，活塞向下运动，因此这是汽油机的做功冲程。
在做功冲程中，燃料燃烧将化学能转化内能，产生高温高压的气体，高温高压的气体推动活塞做功，内能转化为机械能。
根据题意，由热量的计算公式，消耗的汽油完全燃烧放出的热量为
所以该发动机的效率为
【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。
由热量的计算公式求得消耗的汽油完全燃烧放出的热量，再利用求得该发动机的效率。
5、【答案】增大；1
【解析】【解答】小球在上升过程中，距离地面的高度变大，故其重力势能增大。
因小球在弹跳过程中要克服摩擦力做功，会损失部分机械能，故小球在1位置具有较大的机械能。
【分析】质量一定时，重力势能和高度有关；由于运动中能量损失，总机械能在减小。
三、计算题
1、【答案】（1）根据水的比热容、质量和温度差计算热量为；
（2）根据燃料的热值和体积计算放出的热量为，
利用水吸收的热量和燃料放出的热量的比值计算热效率为。
【解析】【分析】（1）根据水的比热容、质量和温度差计算热量；
（2）根据热值和体积的乘积计算热量，利用水吸收的热量和放出的总量的比计算热效率。
2、【答案】（1）解：此过程中水吸收的热量Q吸=cm水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(90℃-50℃)=3.36×104J
答：此过程中水吸收的热量是3.36×104J；
（2）完全燃烧7g酒精释放的热量Q放=mq=0.007kg×3×107J/kg=2.1×105J
答：完全燃烧7g酒精释放的热量是2.1×105J；
（3）酒精灯加热这些水的效率 =16%
答：酒精灯加热这些水的效率是16%。
【解析】【分析】（1）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；
（2）结合燃料的质量，利用热值公式求解燃料释放的热量；
（3）水吸收的热量为有用功，释放的热量为总功，利用水吸收的热量除以燃料燃烧释放的热量即为加热效率。
3、【答案】（1）解：由题意可得,可燃冰的热值：q可燃冰=10q=10×7.0×107J/m3=7.0×108J/m3；
0.01m3“可燃冰”完全燃烧放出的热量：Q放=Vq可燃冰=0.01m3×7.0×108J/m3=7.0×106J；
（2）解：由η=得被水吸收的热量：Q吸=ηQ放=90%×7.0×106J=6.3×106J；
由Q吸=cm△t可得，
水升高的温度：△t===15℃
【解析】【分析】（1）根据燃料的体积和热值的乘积，计算热量；
（2）根据总热量和热效率的乘积，计算物体吸收的热量；利用热量和物体的比热容、质量的比值，可以计算温度差大小。
四、实验探究
1、【答案】（1）加热时间
（2）二；甲
【解析】【解答】(1)为便于开展实验探究，热源相同时，单位时间内放出的热量相同，我们通过加热时间可知吸收热量的多少。(2)液体的质量、初温与末温相同，则小明采用的是方案二“取相同质量的两种物质，升高相同的温度，比较吸收的热量”，可知升高相同温度时甲吸收的热量多，说明甲比热容大，从物质吸热能力角度考虑，应选甲液体作发动机冷却液。
【分析】（1）通过加热时间，可以反应吸收热量的多少；（2）根据质量和温度差相同时，通过加热时间，可以比较吸收热量的多少，比较吸热能力；吸热能力越强，便于对物体降温。
2、【答案】（1）秒表
（2）吸收相同的热量
（3）质量；温度计升高的示数
（4）39
（5）B；A
【解析】【解答】（1）由图乙可知，要记录温度随加热时间的变化，故要用到秒表。
（2）根据转换法，选用相同电加热器，加热时加热器相同的时间放出的热量相同，目的是使A和B两种液体在相等时间吸收相同的热量。
（3）根据 ，吸收热量的多少与物体的质量有关，因此要控制不同物质的质量相同，故在两个相同的烧杯中分别加入初温相同、质量相同的液体A和B。
根据 可知 ，质量相同的A和B吸收相同的热量，升高的温度不同，根据温度计升高的示数来判断吸热能力的强弱。
（4）由图乙可知，零刻度在下方，是零上温度，每个小格代表1℃，所以温度计的示数为39℃。
（5）由图可知，加热时间相同，吸收相同的热量，B的温度升高的快，则B的吸热能力弱， A的温度升高的慢，A的吸热能力强，比热容大。
根据 可知，吸收相同的热量，比热容大的，温度升高的少，就更适合做冷却液，A做冷却液更好。
【分析】（1）探究物体的吸热能力时，需要秒表测量时间，温度计测量温度；
（2）相同的加热器，可以保证加热相同时间，物体吸收热量相同；
（3）实验时取质量相同的不同物质，通过加热相同时间比较温度差比较吸热能力；
（4）根据温度计液柱位置，测量温度；
（5）根据时间和温度图像，判断温度变化大小；温度变化较小的物体，吸热能力更强。