北师大版物理九年级全册课课练：第十章　机械能、 内能及其转化 章末复习（含答案）

章末复习
机械能、内能及其转化
教材图片 图片解读
(1)能和动能 　如图图图所示,风能吹动帆船在水面上行驶,抛出的保龄球能把前方静止的保龄瓶推向坑道,风和保龄球都对物体做了　　　　,它们都具有能量。像风和保龄球一样,物体由于　　　　具有的能叫动能
(2)重力势能 　如图图图所示,夯式打桩机的重锤由高处落下后能将下面放置的物体打入地里。受到重力的物体由于　　　而具有的能叫重力势能。重力势能的大小与物体的　　　　和被举的　　　　有关
(3)分子热运动 　如图图图甲所示,抽去两瓶中间的玻璃片后,空气和二氧化氮气体逐渐混合均匀;如图图图乙所示,界面分明的水和浓硫酸铜溶液在几天之后混合均匀了;如图图图丙所示,紧压在一起的铅板和金板几年之后相互渗入了一些。以上现象是因为两种不同的物质可以自发地彼此进入对方,这种现象称为　　　　　　,此现象表明分子在永不停息地做无规则运动。温度越　　　　,分子的运动越剧烈
(4)分子间的作用力 　如图图图所示,将两根端面削平的铅柱相互挤压,这时两根铅柱就连接在一起了,而且在下面悬吊一定的重物,它们也不会分开,这是因为分子间存在　　　
(5)改变内能的方式 　图甲:快速下压活塞,管内空气被压缩,温度升高,内能　　　　,硝化棉燃烧,说明对物体　　　　,物体内能增加。图乙:用酒精灯给试管中的水加热,水的内能增加,这是通过　　　　改变内能的;水蒸气把软木塞顶出,水蒸气的内能　　　　,说明物体对外　　　　,内能减少
(6)汽油机 　四冲程汽油机的工作过程由　　　　、　　　　、　　　　、　　　　四个冲程组成。图中汽油机处于　　　　冲程;此冲程中能量转化的情况是:　　　能转化为　　　能
判断下列说法的正误,并对错误的说法分析指正。
(　　)1.由于子弹比火车运动得快,所以子弹的动能一定比火车的动能大。
分析指正: 　。
(　　)2.甲物体比乙物体所处的位置高,则甲的重力势能比乙的重力势能大。
分析指正: 　　。
(　　)3.在只有动能和势能相互转化的过程中,机械能总量保持不变。
分析指正:　 　。
(　　)4.扫地时,灰尘飞扬是分子在不停地运动。
分析指正: 　　。
(　　)5.物体吸收热量,它的内能一定增加,温度一定升高。
分析指正: 　　。
(　　)6.扩散现象只能发生在气体和液体之间。
分析指正: 　　。
(　　)7.汽车油箱里的汽油用掉一半后,其比热容、热值均变为原来的一半。
分析指正: 　　。
(　　)8.比热容大的物体吸收的热量一定多。
分析指正: 　　。
(　　)9.燃料没有完全燃烧时,热值变小。
分析指正: 　　。
考点 ●1　机械能
1.[2020·乐山改编] 如图图所示,2020年6月17日15时19分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭,成功将高分九号03星送入预定轨道,发射获得圆满成功。在运载火箭加速升空的过程中,关于其搭载的卫星,下列说法正确的是 (　　)
A.动能增大,势能减小 　　 B.动能不变,势能增大
C.动能增大,势能增大 　　 D.动能减小,势能增大
2.[2020·盐城] 如图图所示,小明和同学一起荡秋千。下列说法正确的是(　　)
A.通过最低点时的动能为零 B.下降过程中的动能不变
C.到达最高点时重力势能最大 D.上升过程中的重力势能减小
3.[2020·荆州] 如图图所示,在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定。做好后将它从不太陡的斜面滚到水平面。下列说法正确的是 (　　)
A.罐子从斜面滚下,重力势能只转化为动能
B.罐子从斜面滚下的过程中,只有动能和弹性势能的相互转化
C.因为能量之间可以相互转化,所以罐子滚下后可能再次滚上斜面
D.若水平面是光滑的,则罐子会一直滚动下去
4.[2020·河北] 蹦极是一种运动游戏。中A点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置,B点是游戏者所能到达的最低点。当游戏者离开跳台向A点运动的过程中(忽略空气阻力),其重力势能逐渐转化为　　　　能;游戏者从A点到B点的过程中,绳子具有的　　　　能逐渐增加;到达B点时游戏者受到的弹力大于重力,所以游戏者在B点时　　　　(选填“处于”或“不处于”)平衡状态。
考点 ●2　内能
5.[2020·北京] 关于分子的热运动和分子之间的作用力,下列说法正确的是 (　　)
A.扩散现象说明分子在不停地做无规则运动
B.固体之间不可以发生扩散现象
C.液体很难被压缩,是由于液体分子间存在引力
D.固体很难被拉伸,说明固体分子间只存在引力
6.[2020·泰安] 下面是研究黑点标注的物体内能改变的情景,通过做功使物体内能增加的是 (　　)
A.把铁丝反复弯折,弯折处变热 B.把钢球放入炉火中,烧一段时间
C.冬天,用热水袋对手进行取暖 D.水烧开时,水蒸气将壶盖顶起
7.[2020·北京] 如图图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,迅速下压活塞,观察到硝化棉燃烧起来。关于该实验,下列说法正确的是 (　　)
A.硝化棉被点燃,表明筒内气体的温度升高
B.下压活塞的过程中,筒内气体内能减小
C.下压活塞的过程中,活塞对筒内气体传递了热量
D.下压活塞的过程中,气体的内能转化为活塞的机械能
8.[2020·安徽] 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是 (　　)
A.0 ℃的物体也具有内能
B.只要物体放出热量,温度就一定降低
C.物体温度越高,含有的热量越多
D.热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
考点 ●3　物质的比热容
9.[2020·连云港] 沿海地区昼夜温差比内陆地区昼夜温差小是因为水的　　　　　　　　。质量为10 kg的水温度升高20 ℃所吸收的热量为　　　　J。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
10.[2020·河北] 小明用除颜色不同外,其他都相同的黑白两张纸分别将两个相同的瓶子包起来,再将质量、初温均相同的水分别倒入两个瓶中,然后将两个瓶子放在太阳光下,过一段时间后,小明用温度计测量了两瓶中水的温度,发现包有黑纸的瓶中水的温度升高得较多。
请回答下列问题:
(1)黑纸的吸热性能比白纸　　　　　(选填“好”或“差”)。
(2)两瓶中的水是通过　　　　　(选填“做功”或“热传递”)的方式使其内能增加的。
(3)已知包有黑纸的瓶中装有0.5 kg水,0.5 kg的水温度升高20 ℃,需吸收　　　　J的热量。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
11.[2020·呼和浩特] 如图图(a)所示,用电热器给初温均为20 ℃的甲、乙两种液体加热(m甲(1)某时刻温度计的示数如图图图(a)所示,此时乙的温度为　　　　℃。
(2)甲液体第100 s的内能　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)其第110 s的内能。
(3)小明根据图(b)中0~30 s的图线及题目所给信息得出,甲液体的比热容比乙液体的比热容大,你认为小明的说法是否正确 　　　　,说出你的判断依据:　 　。
考点 ●4　热机
12.[2020·镇江] 某汽油机的四个冲程如图图所示,在该汽油机的一个工作循环中,压缩冲程结束后的下个冲程是 (　　)
A.①　　　 B.②　　　 C.③　　　 D.④
13.[2020·绍兴] 热机发明后,一直在持续的改进和发展中。
材料一:1769年,法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车(如图图甲所示),传统蒸汽机的燃料在汽缸外部燃烧(如图图图乙所示),热效率在5%~8%。
材料二:1862年,法国人德罗夏提出内燃机(内燃指燃料在汽缸内燃烧)的四冲程循环理论:①汽缸向外运动造成的真空将燃料混合物吸入汽缸;②通过汽缸的向内运动对进入汽缸里的燃料混合物进行压缩;③高压燃烧气体产生巨大的爆发力;④将已经燃烧的废气从汽缸中排出。
材料三:1876年,德国人奥托制造出以四冲程为依据的煤气内燃机,利用飞轮的惯性使四个冲程自动实现循环往复,内燃机的效率达到14%。
(1)四冲程循环理论提及的“巨大爆发力”由中的　　　　(填字母)冲程实现。
(2)德罗夏提到的内燃方式是基于 　的猜想。
(3)老师在重复演示“做功改变内能”的实验()之间,需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下,其目的与内燃机的　　　　(选填“吸气”“压缩”“做功”或“排气”)冲程的原理相似。
考点 ●5　热值及热学综合计算
14.[2020·甘孜州] 下列关于热值和热机效率的说法,正确的是 (　　)
A.使燃料燃烧更充分,可以增大热值
B.使燃料燃烧更充分,可以提高热机效率
C.柴油机的热机效率通常为100%
D.燃料燃烧释放的热量越多,热值越大
15.[2020·扬州] “长征五号B”运载火箭首次采用了我国最新研制的大推力液氧煤油发动机。煤油的热值为4.6×107 J/kg,完全燃烧2 kg煤油放出的热量为　　　　　　J。火箭升空后助推器会自动脱落,助推器脱落后在　　　作用下落回地面,此时火箭相对地面是　　　　的。
16.[2020·南充] 若一辆小汽车一年行驶一万公里,消耗1 t汽油,这些汽油完全燃烧放出　　J的热量;某次行驶过程中,该汽车的汽油机曲轴的转速为3600 r/min,在1 s内汽油机对外做功
　　　　次。(q汽油=4.6×107 J/kg)
17.[2020·安徽改编] 某同学家使用燃气热水器,平均每天需将100 kg的水从18 ℃加热到58 ℃。若天然气完全燃烧放出热量的70%被水吸收,求热水器平均每天消耗多少立方米天然气。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q天然气=4.0×107 J/m3]
答案
知识梳理
①对外做功　②焦耳　③J　④运动　⑤质量
⑥速度　⑦质量　⑧高度　⑨弹性形变
⑩做无规则运动　引力　斥力　分子动能
分子势能　质量　温度　物质种类
状态　做功　热传递　热量　质量　温度　J/(kg·℃)　Q=cmΔt　内能
机械能　吸气　压缩　做功　排气　内能　机械能　化学　内　完全燃烧
质量　q=　J/kg
图说教材
(1)功　运动　(2)被举高　质量　高度
(3)扩散现象　高　(4)引力　
(5)增加　做功　热传递　减少　做功
(6)吸气　压缩　做功　排气　做功　内　机械
易错辨析
1.×,影响动能大小的因素有质量和速度。子弹虽然速度大,但火车的质量远远大于子弹的质量,所以子弹的动能不一定比火车的动能大
2.×,影响重力势能大小的因素有质量和高度。甲物体比乙物体所处的位置高,但甲的质量不一定比乙大,所以无法判断甲、乙的重力势能大小
3.√
4.×,分子的运动用肉眼看不到,灰尘不是分子,灰尘飞扬是物体的机械运动
5.×,物体吸收热量,它的内能一定增加,但温度不一定升高,如图图晶体熔化和液体沸腾过程,吸收热量,内能增加,温度不变
6.×,不同的物质在相互接触时自发地彼此进入对方的现象叫作扩散现象,由于一切物质的分子都在不停地做无规则运动,所以固体、液体和气体之间都会发生扩散现象
7.×,热值、比热容都是物质的特性,热值与燃料的种类有关,比热容与物质的种类和状态有关,但它们均与物质的多少无关
8.×,物体吸收热量的多少和物质的比热容、质量、升高的温度三个因素有关,只由一个因素无法判断吸收热量的多少
9.×,热值是燃料的一种特性,与燃料是否完全燃烧没有关系,燃料没有完全燃烧时,热值不变
中考链接
1.C　 卫星加速升空时,质量不变,速度增大,动能增大;高度增大,重力势能增大。
2.C　 通过最低点时速度最大,动能最大,故A错误;下降过程中,高度变小,重力势能变小,速度增大,动能增大,故B错误;到达最高点时,高度最大,重力势能最大,故C正确;上升过程中,高度增大,重力势能增大,故D错误。
3.C　 罐子从不太陡的斜面上滚下,罐子的高度减小,速度增大,橡皮筋的弹性形变逐渐增大,则罐子的重力势能减小,动能增大,橡皮筋的弹性势能增大,在运动过程中,由于存在摩擦力,一部分机械能会转化为内能,即该过程中罐子的重力势能会转化为动能、橡皮筋的弹性势能和内能,故A、B错误;罐子滚下后,由于橡皮筋具有弹性势能,橡皮筋的弹性势能会转化为罐子的动能,使得罐子沿斜面向上运动,所以可以滚上斜面,故C正确;水平面光滑,罐子在水平面上滚动时,罐子的动能会转化为橡皮筋的弹性势能,所以不会一直滚下去,故D错误。
4.动　弹性势　不处于　 游戏者从最高点到A时,高度减小,速度变大,重力势能减小,动能变大,重力势能转化为动能;从A点到B点的过程中,绳子逐渐伸长,弹性形变程度变大,弹性势能变大;到达B点时游戏者受到的弹力大于重力,合力不为0,所以游戏者在B点时不处于平衡状态。
5.A　 扩散现象是由于分子在做不停息地无规则运动造成的,故A正确;扩散现象是不同的物质相互接触时,彼此进入对方的现象,固体、液体、气体之间都可以发生扩散现象,故B错误。分子引力和斥力同时存在,距离较近时,表现为斥力,距离较远时表现为引力;液体很难被压缩,是因为液体分子排列相对紧密,分子之间距离小,表现为斥力;固体很难被拉伸,是因为固体的分子之间存在引力,但不只存在引力,也存在斥力。
6.A　 把铁丝反复弯折,弯折处变热,是摩擦生热,属于做功改变铁丝的内能,符合题意;把钢球放入炉火中,烧一段时间,是热传递改变钢球的内能,不符合题意;冬天,用热水袋对手进行取暖,是热传递改变手的内能,不符合题意;水烧开时,水蒸气将壶盖顶起,是热传递改变水蒸气的内能,不符合题意。
7.A　 迅速下压活塞,此时活塞对筒内的空气做功,空气的内能变大,温度升高,空气和棉花之间发生热传递,使得棉花的温度升高,达到着火点,发生燃烧,故A正确,B、C错误;下压活塞时,活塞对筒内的空气做功,活塞的机械能转化为空气的内能,故D错误。
8.A　 一切物体在任何情况下都具有内能,故A正确;水结冰时放出热量,但温度不变,故B错误;热量是过程量,只能在热传递过程中体现,不能表述成含有热量,只能表述成放出热量或吸收热量,故C错误;热传递的方向是高温物体(部分)到低温物体(部分),故D错误。
9.比热容较大　8.4×105　 因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和砂石比较,吸收相同的热量,水的温度升高得少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低得少,使得沿海地区昼夜的温差小。水吸收的热量:Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×10 kg×20 ℃=8.4×105 J。
10.(1)好　(2)热传递　(3)4.2×104
(1)将两个瓶子放在太阳光下,过一段时间后,用温度计测量了两瓶中水的温度,发现包有黑纸的瓶中水的温度升高得较多,说明包有黑纸的瓶中水吸收的热量多,即黑纸的吸热性能比白纸好。(2)两瓶中的水从阳光中吸收热量,是通过热传递的方式使其内能增加的。(3)水吸收的热量Q=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×20 ℃=4.2×104 J。
11.(1)58　(2)小于
(3)正确　由图(b)可知,在0~30 s内,甲、乙温度变化的图像是重合的,即甲、乙吸收的热量相同,升高的温度相同,由于甲的质量小于乙的质量,根据c=可知,甲的比热容大于乙的比热容
12.C　
13.(1)C　(2)燃料在汽缸内燃烧,热量损失少,热效率高　(3)排气
(1)在四冲程内燃机中,提供动力的是做功冲程;由图可知,A中进气门打开,活塞下行,为吸气冲程;B中两个气门关闭,活塞上行,为压缩冲程;C中两个气门关闭,活塞下行,为做功冲程;D中排气门打开,活塞上行,为排气冲程;故“巨大爆发力”由C冲程实现。(2)德罗夏提到的内燃方式是基于燃料在汽缸内燃烧,热量损失少,热效率高的猜想。(3)老师需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下,其目的是排出里面的废气,相当于内燃机的排气冲程。
14.B　 热值是燃料的特性,与燃烧情况无关,故A错误;使燃料燃烧更充分,可以增大有效利用的能量,提高热机的效率,故B正确;任何机器做功时都不可避免的做额外功,效率不可能达到100%,故C错误;热值是燃料的特性,与放出热量的多少无关,故D错误。
15.9.2×107　重力　运动　 完全燃烧2 kg煤油放出的热量:Q放=qm=4.6×107 J/kg×2 kg=9.2×107 J;火箭升空后助推器会自动脱落,助推器会在重力的作用下落回地面,此时火箭相对于地面发生了位置的变化,则火箭是运动的。
16.4.6×1010　30　 汽油的质量:m=1 t=1000 kg,
汽油完全燃烧放出的热量:Q=mq汽油=1000 kg×4.6×107 J/kg=4.6×1010 J。
四冲程汽油机的曲轴转2圈,完成4个冲程,并对外做功1次;
因为曲轴的转速为3600 r/min,1 s内汽油机曲轴转60 r,30个工作循环,对外做功30次。
17.水吸收的热量:
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(58 ℃-18 ℃)=1.68×107 J,
天然气完全燃烧放出的热量:
Q放===2.4×107 J,
每天消耗天然气的体积:
V天然气===0.6 m3。