第十二章 机械能和内能 综合素质评价（含答案）

第十二章综合素质评价
一、选择题(每题3分，共36分)
1． 如图所示，把大块的30 ℃的正方体铜块A和小块的70 ℃的正方体铁块B接触．下列说法正确的是(　　)
A．内能会从A传到B B．内能会从B传到A
C．温度会从A传到B D．温度会从B传到A
2．长征四号乙运载火箭，成功将高分辨率多模综合成像卫星送入预定轨道，如图所示，火箭加速上升的过程中，它所运载的卫星(　　)
A．动能增大、重力势能减小 B．动能减小、重力势能增大
C．机械能增大、动能增大 D．机械能减小、重力势能增大
3．灵山县是“中国荔枝之乡”，为了让远方的好友能吃到新鲜的荔枝．邮寄时会把冰袋和荔枝一起装入泡沫箱．加入冰袋是为了(　　)
A．利用冰块熔化吸热
B．通过热传递方式增加荔枝的内能
C．加快荔枝水分蒸发
D．通过做功的方式减少荔枝的内能
4．【2022·连云港】关于温度、热量和内能，下列说法正确的是(　　)
A．0 ℃的冰块内能为零
B．温度高的物体含有的热量多
C．汽油机做功冲程汽缸内燃气的内能增加
D．两个发生热传递的物体之间一定存在温度差
5．【2022·常德】北京冬奥会引入的AI评分系统，能逐帧抓取运动员从起跳到落地之间的空中姿态，将运动员的精彩表现在最短时间内真切地呈现给观众，为裁判评分提供可视依据．如图所示，某次比赛系统呈现运动员上升(ab)及下落(bc)瞬间，下列说法正确的是(　　)
A．运动员在ab段重力势能增大，动能减小
B．运动员在ab段重力势能减小，动能增大
C．运动员在bc段重力势能减小，动能减小
D．运动员在bc段重力势能增大，动能增大
6．【2023·南京月考】如图所示是荡秋千的简化模型，摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高．下列说法正确的是(　　)
A．球在B、C两点的动能相等
B．球在A、D两点的机械能相等
C．球从B点到O点的过程中机械能减少
D．球从O点到C点的过程中重力势能减少
7．小明用煤气灶烧水时，进行了如下思考，正确的是(　　)
A．煤气燃烧越充分，其热值越大
B．加热过程中水的比热容变大
C．壶内水温度升高的过程中内能增大
D．水沸腾过程中吸收热量，温度不断升高
8．飞机在万米高空飞行时，舱外大气压比舱内气压低，要使舱内获得新鲜空气，必须使用压缩机把空气从舱外压进舱内．在这个过程中，压缩机对空气做功，空气的(　　)
A．温度升高，内能增加 B．温度降低，内能减少
C．温度升高，内能减少 D．温度降低，内能增加
9．从地面竖直上抛一小球，小球的动能和重力势能随着离地面高度的变化图线如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．小球上升过程中机械能不守恒
B．甲是小球动能变化的图线，乙是小球重力势能变化的图线
C．小球的最大动能是4 J
D．小球上升3 m时动能和重力势能之比为7∶3
10．为了保护环境，很多城市都已禁放烟花爆竹，“礼花筒”便成为一些喜庆场合烘托气氛的必备用品．如图所示，“礼花筒”利用的是筒内的高压空气膨胀，将彩带喷向空中．则对该过程的分析正确的是(　　)
A．高压气体膨胀对外做功，其内能增加
B．高压气体通过热传递方式改变其内能
C．高压空气膨胀对外做功过程中，其分子热运动加剧
D．该过程能量转化方式与汽油机做功冲程相同
11．【2022·广西】2022年6月5日，长征二号F遥十四运载火箭搭载“神舟十四号”载人飞船成功发射升空．关于运载火箭发射升空时涉及的物理知识，下列说法正确的是　　　(　　)
A．使用的燃料热值较小
B．大量“白气”涌向四周是扩散现象
C．燃料燃烧时将内能转化为化学能
D．燃气主要通过热传递使周围的空气内能增大
12．【2023·淮安月考】如图所示，甲、乙两个质量不同的小球，从相同高度由静止释放，小球下落过程中经过P、Q两点，忽略空气阻力，下列说法正确的是(　　)
A．着地瞬间，两球的动能相等
B．甲球在P点和Q点的机械能相等
C．释放瞬间，两球的重力势能相等
D．从释放到着地，两球所受重力做的功相等
二、填空题(每空2分，共26分)
13．2022年，意大利撒丁岛遭受严重的蝗灾，面对蝗灾时相关部门动用飞机喷洒农药消灭蝗虫，当飞机在某一高度匀速飞行喷洒农药时，它的动能________，机械能________．(均填“增大”“减小”或“不变”)
14．【2022·连云港】人们常用热水袋取暖，这是用________的方式改变物体的内能．热水袋里装水是因为水具有较大的________．用水取暖的过程中，水的内能不断________(填“增大”“减小”或“不变”)．
15．【2022·扬州】冬奥会冰壶比赛中，如图所示，在AB过程中，投手用水平方向的力推冰壶，使冰壶在粗糙程度相同的冰面上做匀速直线运动，人对冰壶的推力________冰面对冰壶的摩擦力；撤去推力，在BC过程中所受摩擦力________；在CD过程中，队友刷冰是通过________方式增加冰面内能使之熔化，从而________摩擦．
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16．现代生活越来越离不开热机，因此全面了解和认清热机的结构和工作过程对我们的生活至关重要．
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如图所示的流程图是用来说明汽油机的一个工作循环及涉及的主要能量转化情况，请将其补充完整：①________________；②______________；③________________；④________________.
三、解答题(第17题12分，第18题13分，第19题13分，共38分)
17．在“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，实验小组设计了如图甲、乙、丙三次实验，让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平桌面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止．
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(1)该实验是通过观察__________________来比较铁球动能的大小，从而得出结论的．下面的三个实例中也采用这种研究方法的是________(填选项字母)．
A．探究浮力大小跟哪些因素有关
B．探究平面镜成像实验
C．探究声音是由物体振动产生的实验
(2)比较________两次实验可以得出结论：当速度相同时，质量越大，物体的动能越大．
(3)实验结束后，拿走纸盒，先后将同一小球从同一斜面的不同高度处静止释放，记录小球在相同表面上滑行到静止的距离，如图丁所示，根据此现象，某同学得出了动能与速度有关的结论．你认为上面的实验方案________(填“合理”或“不合理”)．
(4)若只利用图甲中的器材进行实验，________(填“能”或“不能”)完成探究物体重力势能与高度的关系．
18．【2023·盐城东台月考】在探究不同物质吸热升温的现象实验中：
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(1)小强将天平放在水平桌面上并将游码归零后，若指针静止时位置如图甲所示，则他应将平衡螺母向________调节；调节天平平衡后，为称取质量相等的沙子和水，小强将装有沙子和水的相同烧杯分别放在天平的左、右托盘上，称取完成后，天平平衡时的场景如图乙所示，则小强在称取中存在的问题是________．
(2)小强组装的实验装置如图丙所示，他在器材安装中的一处错误是____________
__________________________________________________________________．
(3)实验中某时刻温度计的示数如图丁所示，其读数为________℃.
(4)实验结束后，小强根据图戊所示的温度随时间变化图像，用三种方法来比较沙子和水吸热升温的快慢，从而建立比热容的概念：①在相同的时间t内比较温度变化量Δt；②在相同的温度变化量Δt内比较时间t；③若Δt和t均不同，则可用________来比较沙子和水吸热升温的快慢．在初中物理中，比较物体________的快慢时也用到了上述方法．
19．如图所示，是南通建造的世界首座半潜式圆筒型海洋生活平台“希望7号”出海试航．若试航中平台的排水量为2.5×104 t，以5 m/s的速度匀速直线航行5 km，所受阻力是平台重的0.016倍．g取10 N/kg，q燃油＝4.0×107 J/kg.求：
(1)平台受到的浮力．
(2)平台所受牵引力的功率.
(3)若平台燃油机动力系统效率为40%，该试航过程至少需要燃烧的燃油质量是多少千克？
答案
一、1.B　2.C　3.A
4．D　【点拨】一切物体都具有内能，温度为0 ℃的冰块也有内能，故A错误；热量是一个过程量，不能说含有或具有热量，故B错误；汽油机在做功冲程中把内能转化为机械能，燃气的内能减小，故C错误；热传递的条件是存在温度差，故D正确．
5．A　【点拨】运动员在ab段，质量不变，高度增大，速度减小，则重力势能增大，动能减小，故A正确，B错误；运动员在bc段，质量不变，高度减小，速度增大，则重力势能减小，动能增大，故C、D错误．
6．C　7.C　8.A
9．D　【点拨】从地面竖直上抛一小球，小球在上升过程中，高度增加，重力势能增大，所以甲为重力势能变化的图线；上升过程中小球的速度减小，动能减小，所以乙为动能变化的图线，故B错误；由图线可知，当高度h＝0时，小球的初始动能为8 J，此时的动能是最大的，而重力势能为0；当高度h＝10 m时，动能减小，为0 J，重力势能增大，为8 J，这表明动能全部转化为重力势能，故小球的机械能是守恒的，故A、C错误；由图可知，甲、乙都是直线，表明动能匀速减小、重力势能匀速增加，小球上升10 m减小的动能为8 J，则小球上升1 m减小的动能为＝0.8 J；上升3 m时减小的动能(即增加的重力势能)为0.8 J×3＝2.4 J，此时的动能为8 J－2.4 J＝5.6 J，重力势能为0＋
2.4 J＝2.4 J，小球上升3 m时动能和重力势能之比为5.6 J∶2.4 J＝7∶3，故D正确．
10．D　【点拨】“礼花筒”内的高压空气膨胀对外做功，将内能转化为机械能，其自身的内能减小，温度降低，分子热运动缓慢，故A、B、C错误；汽油机在做功冲程中将内能转化为机械能，与“礼花筒”内的高压空气膨胀对外做功的能量转化形式相同，故D正确．
11．D　【点拨】一定质量的燃料完全燃烧时，热值越大的提供的内能越大，因此火箭使用热值大的燃料，故A错误；“白气”涌向四周不是分子运动，而是水蒸气遇冷液化形成的小水珠在做机械运动，故B错误；燃料燃烧的过程是化学能转化为内能的过程，故C错误；燃气主要通过热传递使周围的空气内能增大，故D正确．
12．B　【点拨】甲、乙两球质量不同，高度相同，则释放瞬间两球的重力势能不相等；质量大的重力势能大，故C错误；下落过程中，忽略空气阻力，重力势能转化为动能，则着地瞬间两球的动能不相等，故A错误；忽略空气阻力，在动能和重力势能的相互转化过程中，机械能的总量不变，则甲球在P点和Q点的机械能相等，故B正确；由W＝Gh＝mgh可知，从释放到着地，两球所受重力做的功不相等，故D错误．
二、13.减小；减小
14.热传递；比热容；减小
15．等于；不变；做功；减小　【点拨】冰壶在粗糙程度相同的冰面上做匀速直线运动，则人对冰壶的推力与冰面对冰壶的摩擦力是一对平衡力，二力大小相等；撤去推力，在BC过程中，冰壶与冰面之间的摩擦为滑动摩擦，冰壶对冰面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，因而冰壶受到的滑动摩擦力不变；刷冰是通过做功方式增加冰面内能使之熔化的；冰熔化成水后，水将冰壶和冰面分离，能够减小摩擦．
16．压缩；机械能转化为内能；做功；内能转化为机械能　【点拨】汽油机的四个冲程分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；压缩冲程是活塞压缩燃料混合物，将机械能转化为内能；做功冲程高温高压的燃气推动活塞对活塞做功，将内能转化为机械能．
三、17.(1)纸盒移动的距离大小；C　(2)甲、乙　(3)合理　(4)能
18．(1)右；不应该移动游码
(2)温度计安装位置偏高(或温度计的玻璃泡未能与水充分接触)
(3)35　(4)；运动(或做功)　【点拨】若Δt和t均不同，比较物体吸热升温的快慢，也可以用温度变化量与时间的比值来比较，即单位时间升高的温度，就可以显示温度升高的快慢．我们学过的比较物体运动的快慢、做功的快慢就是用的这种方法．
19．【解】(1)平台处于漂浮状态，受到的浮力F浮＝G排＝mg＝2.5×107 kg×
10 N/kg＝2.5×108 N.
(2)平台处于漂浮状态，受到的重力G＝F浮＝2.5×108 N，平台匀速直线航行，牵引力F＝f＝0.016G＝0.016×2.5×108 N＝4×106 N，牵引力所做的功W＝Fs＝4×106 N×5×103 m＝2.0×1010 J，平台运动的时间t＝＝＝1×103 s，牵引力的功率P＝＝＝2.0×107 W.
(3)由题意得W＝m′q燃油η，m′＝＝＝1.25×103 kg.