2022-2023学年苏科版物理第十二章《机械能和内能》模拟卷
一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分.每小题只有一个选项正确）
1．汽车紧急刹车时，轮胎温度急剧升高，内能增大，图中四个事例中改变物体内能的方式与之相同的是（ ）
A．钻木取火 B．金属勺放在热汤中
C．食品放入冰箱内 D．物体放在取暖器旁
2．农业部门利用飞机喷洒农药消灭蝗虫。当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，它的（ ）
A．动能不变，势能不变 B．动能减少，势能增加
C．动能增加，势能减少 D．动能减少，势能减少
3．下列物体在运动过程中，动能转化为势能的是（ ）
A．汽车沿斜坡向下运动 B．汽车在水平公路上匀速行驶
C．投篮时，篮球向下运动过程中 D．荡秋千时，秋千上升过程中
4．下列关于温度、内能、热量的说法正确的是（ ）
A．物体温度越低，含有的热量越少 B．物体温度升高，内能一定增加
C．物体内能增加，温度一定升高 D．物体机械能越大，内能越大
5．关于燃料的热值，以下说法正确的是（ ）
A．燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
B．1g汽油和2kg汽油，它们的热值是一样的
C．煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量一定比干木柴的多
D．容易燃烧的燃料，热值一定大
6．滚摆从图中的位置1静止释放，下降经过位置2，继续下降，再上升到达最高点3，在以上三个位置中下列说法正确的是（ ）
A．滚摆动能最大的是1位置
B．滚摆动能最大的是2位置
C．滚摆动能为零的是3位置
D．滚摆机械能最大的是3位置
7．掷实心球是我市的中考体育考试项目之一。掷出去的实心球从a处出手后，在空中的运动轨迹如图所示，球最终停在水平地面e点处（不计空气阻力）．则实心球（ ）
A．在a处重力势能最小
B．在b处动能不为零
C．在a、b、c、d、e五处机械能相等
D．在d处动能为零
8．如图AOB是光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度，让小球从A点由静止开始自由滑下，沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力）。则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是（ ）
A．A B．B C．c D．d
9．现有甲、乙、丙三种初温度相同的液体，其中甲、乙为质量相等的不同液体，乙、丙为质量不等的同种液体。若对这三种液体分别加热，则可根据它们吸收的热量和升高的温度，在温度一热量图象上分别画出对应的三点甲、乙、丙，如图所示，由此图象得出下列结论：①丙的比热比甲的比热大。②丙的比热比甲的比热小。③丙的质量比甲的质量大。④丙的质量比甲的质量小。这些结论中正确的是（ ）
A．只有①正确 B．只有②正确
C．只有①、④正确 D．只有②、③正确
10．将不同质量的钢球从如图所示光滑轨道ABCD上的A点释放，通过水平面BC，运动到斜面CD上的过程中，下列相关解释中正确的有（ ）
A．从A运动到B的过程中重力势能转化为动能和内能
B．钢球在水平面BC上由于受到惯性，所以能继续向前运动
C．钢球在斜面CD上受到的重力和支持力不是一对平衡力
D．钢球的质量越大，到达B点时的速度越大
11．如图所示，一个玩具弹簧放在斜面上端，将弹簧弯曲一定程度后释放，弹簧沿斜面向下翻滚．弹簧在运动过程中，有哪些机械能发生了转化（ ）
A．只有动能和重力势能
B．只有动能和弹性势能
C．只有重力势能和弹性势能
D．动能、重力势能和弹性势能都发生了转化
12．如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放。小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧。上升到最大高度后又下落，如此反复……不计空气阻力。通过安装在弹簧下端的压力传感器，可测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图象如图所示，则（ ）
A．此运动过程中，小球的机械能守恒
B．t1～t2这段时间内，小球的动能在逐渐减小
C．t2～t3这段时间内，小球的动能与重力势能之和逐渐增大
D．在t2时刻，小球的动能最大
二、填空题（共16题，每空1分，共42芬）
13．用热水袋取暖是利用 的方法改变物体的内能；汽车发动机用水作冷却剂，是利用了水的 较大的性质；一辆汽车的水箱中10kg水，如果这些水的温度升高了50℃，则水吸收的热量是 J．【c水＝4.2×103J/（kg ℃）】。
14．电火花发生器点燃塑料盒内的酒精气体能将盒盖喷出很远（如图）。此过程中的能量转化方式与汽油机的 冲程相类似。实验时在盒内滴入2×10﹣4kg的酒精，这些酒精完全燃烧放出的热量是 J．（q酒精＝3×107J/kg）
15．量子通信是目前世界最安全的通信，2016年8月16日，世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”，在我国酒泉卫星发射中心用“长征二号丁”运载火箭成功发射升空，火箭使用的燃料主要是液态氧，这是利用了氢燃料 的特性，火箭加速上升过程中机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
16．玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越 ，这说明橡皮筋的弹性势能与其 有关；若橡皮筋被拉的长度相同，而用的“子弹”不同，则质量大的“子弹”射出的距离较 ，原因是质量大的“子弹”射出时 小。在此过程中，橡皮筋对“子弹”做的功
（选填“相同”或“不相同”）。
17．如图，一小球从桌面A点水平运动到B点，然后落到地面弹起，图中虚线为小球的运动轨迹，其中D、E是同一高度的两点。则小球在C点的重力势能 在E点的重力势能；在B点的机械能 在C点的机械能；在D点的动能 在E点的动能。（大于/等于/小于）
18．一台单缸四冲程汽油机。如图甲所示是 冲程，飞轮转速是3600r/min，该汽油机每秒钟完成 个工作循环。若另一单缸汽油机每秒对外做功25次，则它每秒完成 个冲程，飞轮转速是 r/min，该汽油机的能量流向如图乙所示，则该汽油的热机效率为 。
19．如图所示为生活中常用的热水瓶，其外壁采用镀银的双层玻璃，并将中间抽成真空，这是为了减少通过 的方式损失内能，注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来，这一过程中瓶内气体的 能转化为软木塞的机械能，汽油机的 冲程也发生同样的能量转化。
20．如图所示为四冲程内燃机某一个冲程的示意图，根据示意图可判断此冲程为 冲程，此时活塞正在向 运动。
21．（1）如图所示，小明在一只空饮料瓶中装入少量的水，拧紧瓶盖，用力的旋动瓶身几下，稍稍旋开瓶盖，就发现“砰”的一声瓶盖被气体冲飞了，同时在瓶中出现白雾。出现白雾说明瓶内气体温度 （选填“升高”、“不变”或“降低”）了，能量转化情况是 转化为了瓶盖的机械能。
（2）为了比较煤油和食用油的吸热能力，我们的方案可以是：让质量相同的水和煤油吸收相同的热量，比较它们各自升高的温度，如果温度升高的多，说明该物质吸热能力 （选填“强”或“弱”）。让水和煤油吸收相同热量的做法是： 。
22．如图所示是某商场的自动扶梯，扶梯的部分几何尺寸如图所示，重500N的小华站在该扶梯上从商场一楼到二楼，已知扶梯以1m/s的速度匀速上行，则扶梯对他做功的功率是 W，小华上升过程中动能大小 （选填“变大”、“变小”或“不变”），机械能大小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
23．甲、乙两物体质量之比是3：2，加热后温度变化之比是3：4，吸收的热量之比是2：5，那么它们的比热容之比是 。
24．在完全隔热装置内，用同一热源给500g水和500g油分别加热，其温度变化随加热时间变化的关系如图所示，则水每分钟吸热 J，油每分钟吸热 J，油的比热容与水的比热容之比c油：c水＝ 。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
25．水的比热容是4.2×103焦/（千克 ℃），物理含义是_________________人们常说“水是生命之源”，我们每天大概要喝8杯水，当喝掉半杯水后，剩下水的比热容 （选填“变大”、“变小”或“不变”），我们的生活离不开水，这与水的比热容比较大有关，因为它可以使地球昼夜及四季的温度变化 ____（选填“大”或“小”），从而有效的调节了气温，若水的质量为2千克，温度升高10℃，则水吸收的热量为 焦。
26．如图所示，甲、乙两个规格相同的烧杯中装了不同质量的煤油，用两只相同的加热器进行加热（忽略散热），得到如图所示的水温﹣时间图线，则加热2min，两只烧杯中的煤油吸收的热量Q甲 Q乙（选填“大于”、“等于”、“小于”），两杯中煤油质量m甲 m乙（选填“大于”、“等于”、“小于”）。
27．如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小木块，O点为弹簧在原长时物块的位置。木块由A点静止释放沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点。在从A到B的过程中，弹簧的弹性势能 ，弹簧和木块的机械能 （填变化情况）。
28．在中考体育考试中，小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示．若不考虑空气对球
的阻力，则实心球从离开手后能继续上升，是因为
球 ，到达最高点的过程中，球受 个力的
作用，球的机械能 （选填“增大”、“减小”或“不
变”），在最高点时，球的动能 （选填“大于”或“等于”）零。
三、实验解答题（共3题，每空1分，共14分）
29．如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。其中，mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB。
（1）实验中，探究的动能是指 （填序号）
A.小球在斜面上的动能B.小球撞击木块时的动能C.小球撞击未块后的动能D.木块被小球撞击的动能
（2）使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与 的关系。
（3）在做了极究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动得情况：若C球相对于A球 （选填“运动”或“静止”），就可以说明在任一时刻两球的速度大小相等。
表面 毛巾 棉布 木板
摩擦力 最大 较大 最小
小车运动距离 最近 较远 最远
（4）完成共验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面；让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如图表），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功 （选填“相等”或“不相等”）
30．如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C，球A、C离沙地高度相同。现让三个球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图中虚线所示：
（1）根据 可以判断出 球释放前的重力势能最大。
（2）比较球A、C可得出影响重力势能大小的因素是 。为了显示重力势能的大小，小明用橡皮泥代替沙子；小丽用海绵代替沙子，你认为更合适的方法是 （小明/小丽），理由： 。
31．小明和小华一起进行了“不同物质吸热升温的现象”和“不同燃料燃烧的放热能力”两项探究，他们设计的两组实验装置如图所示。
（1）探究“不同物质吸热升温的现象”应选用 组器材（甲/乙）。
（2）在比较不同燃料热值的时候，需要控制 相同。
A．燃料的种类B．被加热的液体的种类
C．燃料的质量D．被加热的液体的质量
（3）甲组实验是通过 来比较不同物质吸收热量的多少，乙组是通过 来比较不同燃料放出热量的多少。
（4）如表是其中某个实验的表格设计，请把横线部分补充完整。
①
② 沙子
水
四、计算题（共2小题，每题10分，共20分）
32．“五一”假期，小明一家驱车外出旅游。当汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时，汽车受到的阻力是整车重的0.08倍，效率为40%．已知汽车整车质量为1375kg，油箱容积为50L．（汽油热值q＝3.3×107J/L，g＝10N/kg）
（1）汽车受到的重力是多少？
（2）这时汽车牵引力做功的功率是多少？
（3）该车加满一箱汽油，按照以上速度最多可以匀速直线行驶多远的路程？
33．小明用天然气灶将3kg的水从20℃加热到了100℃。已知：水的比热容是4.2×103J/（kg ℃），天然气的热值是8.4×107J/m3。
（1）这一过程中水吸收了多少热量？
（2）如果天然气灶的效率为40%，要消耗多少天然气？参考答案与试题解析
一、选择题
1．B。2．D。3．D4．A。5．B。6．B。7．B。8．C。9．D。10.C。11．D。12．C。
二、填空题
13．用热水袋取暖是利用 热传递 的方法改变物体的内能；汽车发动机用水作冷却剂，是利用了水的 比热容 较大的性质；一辆汽车的水箱中10kg水，如果这些水的温度升高了50℃，则水吸收的热量是 2.1×106 J．【c水＝4.2×103J/（kg ℃）】。
14．电火花发生器点燃塑料盒内的酒精气体能将盒盖喷出很远（如图）。此过程中的能量转化方式与汽油机的 做功 冲程相类似。实验时在盒内滴入2×10﹣4kg的酒精，这些酒精完全燃烧放出的热量是 6000 J．（q酒精＝3×107J/kg）
15．量子通信是目前世界最安全的通信，2016年8月16日，世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”，在我国酒泉卫星发射中心用“长征二号丁”运载火箭成功发射升空，火箭使用的燃料主要是液态氧，这是利用了氢燃料 热值大 的特性，火箭加速上升过程中机械能 增大 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
16．如图所示是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越 远 ，这说明橡皮筋的弹性势能与其 橡皮筋伸长的长度 有关；若橡皮筋被拉的长度相同，而用的“子弹”不同，则质量大的“子弹”射出的距离较 近 ，原因是质量大的“子弹”射出时 速度 小。在此过程中，橡皮筋对“子弹”做的功 相同 （选填“相同”或“不相同”）。
17．如图，一小球从桌面A点水平运动到B点，然后落到地面弹起，图中虚线为小球的运动轨迹，其中D、E是同一高度的两点。则小球在C点的重力势能 小于 在E点的重力势能；在B点的机械能 大于 在C点的机械能；在D点的动能 大于 在E点的动能。（大于/等于/小于）
18．一台单缸四冲程汽油机。如图甲所示是 做功 冲程，飞轮转速是3600r/min，该汽油机每秒钟完成 30 个工作循环。若另一单缸汽油机每秒对外做功25次，则它每秒完成 100 个冲程，飞轮转速是 3000 r/min，该汽油机的能量流向如图乙所示，则该汽油的热机效率为 30% 。
三、解答题
19．如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。其中，mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB。
（1）实验中，探究的动能是指 B （填序号）
A.小球在斜面上的动能
B.小球撞击木块时的动能
C.小球撞击未块后的动能
D.木块被小球撞击的动能
（2）使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与 速度 的关系。
（3）在做了极究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动得情况：若C球相对于A球 静止 （选填“运动”或“静止”），就可以说明在任一时刻两球的速度大小相等。
（4）完成共验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面；让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如图表），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功 相等 （选填“相等”或“不相等”）
表面 毛巾 棉布 木板
摩擦力 最大 较大 最小
小车运动距离 最近 较远 最远
20．如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C，球A、C离沙地高度相同。现让三个球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图中虚线所示：
（1）根据 球陷入沙中的深度 可以判断出 A 球释放前的重力势能最大。
（2）比较球A、C可得出影响重力势能大小的因素是 质量 。为了显示重力势能的大小，小明用橡皮泥代替沙子；小丽用海绵代替沙子，你认为更合适的方法是 小明 （小明/小丽），理由： 橡皮泥形变不能恢复，便于前后进行比较 。
21．小明和小华一起进行了“不同物质吸热升温的现象”和“不同燃料燃烧的放热能力”两项探究，他们设计的两组实验装置如图所示。
（1）探究“不同物质吸热升温的现象”应选用 甲 组器材（甲/乙）。
（2）在比较不同燃料热值的时候，需要控制 BCD 相同。
A．燃料的种类
B．被加热的液体的种类
C．燃料的质量
D．被加热的液体的质量
（3）甲组实验是通过 加热时间 来比较不同物质吸收热量的多少，乙组是通过 液体温度的变化 来比较不同燃料放出热量的多少。
（4）如表是其中某个实验的表格设计，请把横线部分补充完整。
① 加热时间/min
② 升高的温度/℃ 沙子
水
四、解答题（共2小题，满分0分）
22．“五一”假期，小明一家驱车外出旅游。当汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时，汽车受到的阻力是整车重的0.08倍，效率为40%．已知汽车整车质量为1375kg，油箱容积为50L．（汽油热值q＝3.3×107J/L，g＝10N/kg）
（1）汽车受到的重力是多少？
（2）这时汽车牵引力做功的功率是多少？
（3）该车加满一箱汽油，按照以上速度最多可以匀速直线行驶多远的路程？
【分析】（1）根据重力公式G＝mg计算；
（2）根据阻力和重力的关系计算出阻力，牵引力和摩擦阻力是一对平衡力，根据P＝Fv计算出功率大小；
（3）根据W总＝qV计算消耗的总能量，根据效率计算有用功，最后根据W＝Fs计算行驶的路程。
【解答】解：（1）汽车的重力G＝mg＝1375kg×10N/kg＝13750N，
（2）v＝108km/h＝30m/s，
F＝f＝0.08G＝0.08×13750N＝1100N；
由v＝，P＝得，P＝Fv＝1100N×30m/s＝33000W，
（3）W总＝qV＝3.3×107J/L×50L＝1.65×109J；
W有用＝40%×W总＝40%×1.65×109J＝6.6×108J；
由W＝Fs得，s＝＝＝6×105m＝600km。
答：（1）汽车受到的重力是13750N；
（2）这时汽车牵引力做功的功率是33000W；
（3）最多可以匀速直线行驶600km。
【点评】本题综合考查了速度、功和功率公式的计算以及热值和效率的有关计算，难度不大，涉及的知识点较多，细心解答避免出错。
23．混合动力汽车具有节能、低排放等优点，成为汽车研究与开发领域的重点。某新型混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中，蓄电池储存的电能为5.12×108J，由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，同时蓄电池的电能增加了10%．求：
（1）汽车牵引力做的功；
（2）若所用燃料的热值为4.5×107J/kg，测试过程中消耗8kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少；
（3）内燃机的效率。
【分析】（1）知道汽车速度和行驶时间，利用s＝vt求行驶的路程，由图象可知，汽车速度为50km/h时，所受的阻力，由于汽车匀速行驶，汽车的牵引力和阻力为一对平衡力，大小相等，可求牵引力，再利用W＝Fs求牵引力做功；
（2）知道燃料质量，利用Q放＝mq求燃料完全燃烧放出的热量；
（3）求出增加的电能，有用能量等于牵引力做的功加上增加的电能，利用效率公式求内燃机的效率。
【解答】解：
（1）由v＝得：
s＝vt＝50km/h×0.5h＝25km＝2.5×104m，
由图象可知，汽车速度为50km/h时，所受阻力为4000N，
由于汽车匀速行驶，汽车的牵引力：
F＝f＝4000N，
牵引力做功：
W＝Fs＝4000N×2.5×104m＝1×108J；
（2）燃料完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝8kg×4.5×107J/kg＝3.6×108J，
（3）增加的电能：
W电＝5.12×108J×10%＝5.12×107J，
有用能量：
W有用＝W+W电＝1×108J+5.12×107J＝1.512×108J，
内燃机的效率：
η＝×100%＝×100%＝42%。
答：（1）汽车牵引力做的功为1×108J；
（2）放出的总热量是3.6×108J；
（3）内燃机的效率为42%。
【点评】本题考查了路程、功、热量、电能和效率的计算，本题关键是从图象得出汽车速度为50km/h所受阻力的大小，通过二力平衡条件求出牵引力。
