【专项训练】北师大版九年级物理 第10章 机械能、内能及其转换 (无超纲含解析)

中小学教育资源及组卷应用平台
九年级物理机械能、内能及其转换专项练习
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、养猫的家庭会发现，入冬以后猫咪总爱趴在暖气上。若猫咪抱暖气是为了给身体加热，下列说法中正确的是（　　）
A．由于暖气的温度高于猫眯体表的温度，所以暖气向猫咪传递热量
B．趴在暖气上一段时间后，猫咪身体具有的热量会增加
C．猫咪身体变暖，温度升高，说明猫咪内能减小
D．若换用内能更大的物体让猫咪搂抱，一定会比暖气片的加热效果更好
2、小曦用高压锅帮妈妈煲鸡汤时，联想到了许多物理知识．下列说法不正确的是
A．高压锅煲汤更快是因为液面上方的压强越大，液体的沸点越高
B．鸡汤沸腾过程中吸收热量，温度不变，内能不变
C．煲鸡汤过程中，限压阀转动，此过程的能量转化与内燃机的做功冲程相似
D．限压阀口“烟雾缭绕”，这是水蒸气液化形成的小水珠
3、下列关于能量的说法中正确的是（　　）
A．做功的物体具有能量，不做功的物体没有能量
B．做功多的物体能量就多，做功少的物体能量就少
C．能够做功的物体具有能量，但不一定就做功
D．能量多的物体所做的功一定就多
4、直升飞机以1m/s的速度竖直匀速降落，下列有关说法中（　　）
①直升飞机受到的升力与重力大小相等
②直升飞机的机械能减小
③直升飞机的升力小于重力
④直升飞机的机械能不变
A．只有①④正确 B．只有①②正确
C．只有②③正确 D．只有③④正确
5、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
6、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
7、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
8、下列事例中，能表示能量转化或转移具有方向性的事例是（　　）
A．电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能
B．热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体
C．动能可以和重力势能相互转化
D．电能可以转化为内能，内能也可以部分转化为电能
9、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
10、用两个完全相同的电加热器分别给质量相同的A、B两种液体加热，加热过程中，温度随时间变化的图像如图所示，从图中看出（　　）
A．液体A的比热容大 B．两种液体的比热容相等
C．液体B的比热容大 D．无法比较
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、汽油燃烧是将　 　能转化为　 　能，某品牌汽车行驶100公里消耗汽油2kg，这些汽油完全燃烧能放出　 　J的热量。（汽油的热值为4.6×107J/kg）
2、如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图。该实验中所探究物体的动能是指　 　（小球/木块）的动能；物体的速度是指小球从斜面上由静止滚下与木块即将碰撞时的速度，它是通过　 　（高度/质量）来改变的；根据实验发现小球从斜面高处滚下，高度越大，木块被撞得越远，此现象表明质量一定时，　 　越大，动能越大。
3、某校举行足球比赛。在赛场上，球员用力将足球从地面踢向空中，说明力可以改变物体的　 　；足球加速下落过程中，重力势能转化为　 　和内能。
4、完全燃烧0.04m3天然气放出的热量是　 　J（天然气的热值为4.2×107J/m3），天然气燃烧时将　 　能转化为内能。
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（5小题，每小题6分，共计30分）
1、一个质量是3kg、初温为590℃的铁块，当温度降到30℃时放出7.56×105J的热量.
求：
（1）铁的比热容是多少？
（2）餐馆里有一道美食叫“铁板牛肉”，将1kg铁板加热到130℃，再将九成熟的牛肉片盛放在铁板上，等铁板温度降到70℃时，牛肉片已十成熟了.铁板在此降温过程中放出的热量是多少？
（3）放出的热量只有50%被牛肉吸收，则牛肉从铁板处吸收了多少热量？
2、下表是某救护车的部分参数。在一次救援中，该救护车车体总质量为2600kg，以某一功率沿水平地面匀速行驶100km，受到的阻力为车体总重的0.05倍，汽油的实际消耗量为8.8L，汽油热值 ，g=10N/kg。请你计算：
整车尺寸/mm 4805×1705×2160
车轮接地总面积/cm2 800
空载质量(含设备)/kg 2400
最大功率/kW 50
平均油耗/[L×(100km)-1] 8.0
排放标准 国六
（1）当它空载静止于水平地面时，对地面的压强；
（2）在本次救援过程中，牵引力做的功及汽油的利用效率。
3、在一个标准大气压下，质量为2kg、初温为65℃的水，吸收3.36×105J的热量后，升高的温度为多少℃？
4、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；
5、太阳是离地球最近的一颗恒星，由于其内部深处的极高温度（约2×107℃）和极高压强（约2×1016 Pa），使原子的热核反应得以不断进行，从而通过太阳表面以光的形式向宇宙空间辐射出巨大的能量，这就是太阳能。
（1）利用太阳能的一种方式是用集热器把水加热。某太阳能集热器把质量为100kg、初温为20℃的水加热到80℃，水吸收的热量是多少？[c水＝4.2×103 J/（kg·℃）]
（2）我国幅员辽阔，日照充足，一年可获得的太阳能约为3.6×1022J，这些太阳能相当于多少吨标准煤完全燃烧释放的能量？（q煤＝3×107 J/kg）
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中，用铁夹将温度传感器及分别盛有水和色拉油的两个试管固定在铁架台上，温度传感器的探头部分与试管内的水和色拉油良好接触，两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接，如图所示。
物质 质量/g 初始温度/°C 加热时间/min 未温/°C
水 200 20 6 45
色拉油 200 20 6 75
（1）试管中加入的水和色拉油除初温相同外，还应保证　 　相同。（选填“体积”、“质量”）
（2）实验中物质吸热的多少是通过　 　来反映的。
（3）由于没有直接测比热容的仪器，因此这个实验是通过观察　 　的变化来比较比热容的大小。
（4）根据表中数据算出加热6min，水吸收的热量为　 　J。
（5）色拉油的比热容是　 　J/（kg·℃）（用科学记数法表示并精确到小数点后一位）
2、为了比较水和沙子吸热的规律，某小组做了如图所示的实验：在两个相同的烧杯中，分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下表：
　 质量/g 升温10°C所需时间/s 升温20°C所需时间/s 升温30°C所需时间/s
沙子 30 64 92 124
水 30 92 163 220
（1）在此实验中用　 　表示水和沙子吸热的多少；
（2）分析表中的实验数据可知：当物体温度变化量和　 　相同时，水吸收的热量　 　（选填“大于”或“小于”或“等于”）沙子吸收的热量；
（3）请你写出比较水和沙子吸热能力的另外一种方法：　 　。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】A
【解析】【解答】A．发生热传递时，热量是从温度高的物体转移到温度低的物体，由于暖气的温度高于猫眯体表的温度，所以暖气向猫咪传递热量，A符合题意；
B．热量是过程量，不能说具有热量，B不符合题意；
C．猫咪身体变暖，温度升高，说明猫咪内能增加，C不符合题意；
D．内能大温度不一定高，效果不一定好，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】热传递中热量从温度高的物体转移到温度低的物体。
2、【答案】B
【解析】【解答】A、液体沸点与压强的大小有关，压强越高液体沸点越高，高压锅煲汤更快就是因为液面上方的压强大，液体的沸点高，A正确，不符合题意；
B、正在沸腾的鸡汤，温度虽然不变，但不断吸收热量，所以其内能增加，B错误，符合题意；
C、煲鸡汤过程中，限压阀转动，此过程的能量转化情况是内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程相似，C正确，不符合题意；
D、限压阀口“烟雾缭绕”，“烟雾”不是气体，而是水蒸气遇冷液化形成的小水珠，D正确，不符合题意；
故答案为：B
【分析】温度是衡量物体冷热程度的物理量，内能是指组成物体的分子动能和势能的总和，任何物体都具有内能，在热传递过程中，传递的内能叫做热量，物体吸收热量，温度不一定升高，比如说晶体熔化时吸收热量，但温度不变。
3、【答案】C
【解析】【解答】A．做功的物体具有能量，不做功的物体不一定不具有能量，高山上的石头静止，不做功但具有重力势能，A不符合题意；
BC．能够做功说明具有能量，具有的能量多不一定都做功，B不符合题意、C符合题意；
D．物体具有能量大，它可能没做功，例如静止在高处的石块可以做功，但还未做功，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】物体能够做功说明具有能量，物体具有多少能，就能做多少功。
4、【答案】B
【解析】【解答】①直升飞机匀速降落，处于平衡状态，受到重力和升力是平衡力，所以受到的升力与重力大小相等，说法正确；
②直升飞机匀速降落，质量不变，速度不变，动能不变，高度减小，重力势能减小，直升飞机的机械能减小，说法正确；
③由①可知直升飞机的升力等于重力，说法错误；
④由②可知直升飞机的机械能减小，说法错误。
故答案为：B。
【分析】物体匀速降落，质量不变，速度不变，动能不变，高度减小，重力势能减小。
5、【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。
6、【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。
7、【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。
8、【答案】B
【解析】【解答】A．电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能，只能说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，A不符合题意；
B．热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体，说明能量转移具有方向性，B符合题意；
C．动能可以和重力势能相互转化，说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，C不符合题意；
D．电能可以转化为内能，内能也可以部分地转化为电能，能说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】能量转移具有方向性。
9、【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。
10、【答案】C
【解析】【解答】根据可知，质量相同时，吸收相同的热量，比热容大的，温度升高的较少，比热容小的，温度升高的多。根据题意，两种液体质量相等，使用完全相同的电加热器加热两分钟，两种液体吸收的热量相等，从图像中可以看出，A液体温度升高的较多，液体B的较少，所以液体A的比热容较小，B的比热容较大。
故答案为：C。
【分析】结合图像，利用分析计算。
二、填空题
1、【答案】化学；内；9.2×107
【解析】【解答】汽油燃烧时将汽油的化学能转化为内能。
这些汽油完全燃烧释放的热量
这些汽油完全燃烧释放的热量9.2×107J。
【分析】燃料燃烧时将化学能转化为内能。
利用Q=mq求得这些汽油完全燃烧释放的热量。
2、【答案】小球；高度；速度
【解析】【解答】能量的大小可以通过做功的多少度量，实验中通过观察木块被推行的距离大小来判断小球动能的大小，利用了转换法。
重力势能与质量和高度有关。小球从高处滚下时重力势能转化为动能，同一物体位置越高，重力势能越大，滚下时在水平面上转化成的动能越大，速度越大。
根据实验发现小球从斜面高处滚下，高度越大，速度越大；木块被撞得越远，说明物体的动能越大。所以，此现象表明质量一定时，速度越大，动能越大。
【分析】物体下落时，通过木块移动，下落的物体具有动能；改变下落的高度，可以改变物体运动的速度；质量一定时，速度越大，动能越大。
3、【答案】运动状态；动能
【解析】【解答】足球被踢出后，足球的运动方向和速度都发生了变化，说明力可以改变物体的运动状态。
足球加速下落过程中，质量不变，高度减小，速度增加，重力势能减少，动能增加，部分重力势能转化为动能，与空气摩擦，内能增加，部分重力势能转化为内能。
【分析】力的作用效果有两个，改变物体的形状，例如橡皮筋拉长、弹簧收缩、橡皮泥变形；也可以改变物体的运动状态，使物体由动到静，由静到动，物体的速度大小方向发生改变；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。
4、【答案】1.68×106；化学能
【解析】【解答】已知，天然气的热值为4.2×107J/m3，完全燃烧0.04m3天然气放出的热量是 天然气是化石燃料，燃烧时将化学能转化为内能。
【分析】根据燃料的体积和热值的乘积计算热量；燃料燃烧将化学能转化为内能。
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）解：由Q放=cm(t0 t)得：铁的比热容为：
c= = =0.45×103J/(kg ℃)
答：铁的比热容是0.45×l03J/(kg ℃)
（2）解：铁板在此降温过程中放出的热量为：
Q放=cm(t0 t)=0.45×103J/(kg ℃)×1kg×(130℃ 70℃)=2.7×104J
答：铁板在此降温过程中放出的热量是 2.7×104J
（3）解：牛肉吸收的热量：
Q吸=50%Q放=50%×2.7×104J=1.35×104J
答：牛肉从铁板处吸收的热量为1.35×104J
【解析】【分析】根据 c= 可求出 铁的比热容 ；根据Q放=cm(t0 t)可求出铁板在此降温过程中放出的热量；根据 Q吸=50%Q放 可求出牛肉吸收的热量.
2、【答案】（1）解：当救护车空载静止于水平地面时，对地面的压力为其空载重力，即
由表中数据可知，车轮接地总面积为800cm2，则对地面的压强为
答：当它空载静止于水平地面时，对地面的压强为
（2）解：救护车本次救援时，在水平面上匀速行驶，受到的摩擦阻力与牵引力是一对平衡力，即
行驶100km发动机牵引力做的功为
汽油完全燃烧放出的热量为
则汽油的使用效率为
答：在本次救援过程中，牵引力做的功为 ，汽油的利用效率为44.8%。
【解析】【分析】（1）根据质量计算重力，利用压力和受力面积的比值计算压强；（2）力和距离的乘积计算做功多少，燃料的体积和热值的乘积计算放出的热量，机械做的功和总热量的比值是能量的利用率。
3、【答案】解：由 得
因为在一个标准大气压下，水的沸点是100℃，所以水的温度升高到100℃将不再上升，实际水升高的温度为
答：水吸收3.36×105J的热量后，升高的温度为35℃。
【解析】【分析】由 得温度变化量，进一步求得末温，注意在一个标准大气压下，水的沸点是100℃。
4、【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。
5、【答案】（1）解：根据吸热公式可知，水吸收的热量
答：水吸收的热量是2.52×107J；
（2）解：根据热值公式可知，需要完全燃烧标准煤的质量
答：这些太阳能相当于1.2×1012吨标准煤完全燃烧释放的能量。
【解析】【分析】（1）利用Q吸=cm（t-t0）计算出水吸收的热量.
（2）结合题意Q放=3.6×1022J，利用Q放=mq计算出煤的质量。
四、实验探究
1、【答案】（1）质量
（2）加热时间
（3）温度
（4）2.1×104
（5）1.9×103
【解析】【解答】（1）探究不同物质的吸热能力时，需要选择相同质量的不同物质进行比较；
（2）对物体加热时，加热时间表示吸收热量的多少；
（3）探究不同物质的吸热能力时，通过温度的变化反应吸热能力的大小；
（4）根据水的比热容、质量和温度差计算吸收的热量为；
（5）相同时间不同物质吸热相同，结合质量和温度差计算比热容为。
【分析】（1）探究不同物体的吸热能力时，需要物体的质量相同；
（2）对物体的加热时间不同，物体吸收的热量不同；
（3）通过物体吸收相同的热量比较温度来反应比热容的不同；
（4）根据物质的比热容、质量和温度差计算吸热的多少；
（5）根据热量的多少和质量、温度差的比值计算比热容的大小。
2、【答案】（1）酒精灯加热时间
（2）质量；大于
（3）在两个相同的金属盒，加入质量相同的水和沙子，用酒精灯加热相同的时间，比较它们的末温，末温低的吸热能力大
【解析】【解答】(1)采用相同的酒精灯对其加热，加热时间越长，沙子和水吸收的热量越多，因此实验中用酒精灯加热时间表示水和沙子吸热的多少。(2)分析表中的实验数据可知：水和沙子质量相同，升高温度相同时，即温度变化量和质量相同时，水所需加热的时间比沙子更长，所以水吸收的热量大于沙子吸收的热量。(3)在两个相同的金属盒，加入质量和初温都相同的水和沙子，用酒精灯加热相同的时间，比较它们的末温，末温低的吸热能力大。即使它们吸收相同的热量，比较它们的温度变化量，温度变化量小的吸热能力大，温度变化大的吸热能力小。
【分析】（1）利用相同加热器加热时间，表示吸收的热量关系；（2）当质量和温度差相同时，比热容越大，吸收的热量越大；（3）根据质量和吸收的热量相同，比热容越大，温度差越小。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)