2024苏科版九年级物理全一册单元测试卷--第十二章机械能和内能测试卷（有答案）

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2024苏科版九年级物理全一册单元测试卷
第十二章　机械能和内能
时间:60分钟　 满分:100分
题号 一 二 三 四 评价
错题
一、选择题(每小题3分,共30分,每小题只有一个选项符合题意)
1.(2022·山西太原期中)汽车发动机工作时会产生大量的热,“水冷”是保证其正常工作的冷却方式之一.在冷却过程中,水的下列物理量不发生变化的是 (　　)
A.比热容 B.体积 C.温度 D.内能
2.[教材素材变式]下列四幅图描述的情景中属于动能转化为重力势能的是 (　　)
A.小刚用弹弓上发生形变的橡皮条将“子弹”弹射出去 　B.小明脚踩滑板从高处滑下
C.上海“明珠线”上的轻轨车无动力滑上站台 　D.子弹水平穿过鸡蛋的瞬间
3.如图所示,装开水的保温瓶的塞子会跳起来,下列说法正确的是 (　　)
A.塞子跳起时,气体对塞子做功,气体的内能减少,温度降低
B.塞子跳起时,瓶口上方出现的白雾是水汽化产生的
C.保温瓶一般用软木做塞子是因为软木导热性能好
D.触摸保温瓶的外壳感觉微微发热,通过做功的方式改变了手的内能
4.(2021·江苏无锡江阴市月考)如图所示,单摆中的小球从A点由静止释放,摆球在A、C两点间来回摆动,B为最低点.不计空气阻力,以下说法错误的是 (　　)
A.小球在A、C点的重力势能最大
B.小球从A点到B点的过程中,重力势能转化为动能
C.小球在B点只受重力作用
D.小球运动到C点时,如果受到的外力全部消失,小球将保持静止
5.(2022·四川成都期中)如图是某物质由液态变为固态的过程中温度随时间变化的图像,下列说法正确的是 (　　)
A.t4时刻物体的内能为零
B.t2、t3时刻物体的内能相等
C.t1时刻物体的分子动能比t2时刻的大
D.t2时刻物体的内能比t3时刻的小
6.(2021·江西南昌期中)为了合理利用能源,人们一直在努力提高热机效率,以下是一些提高热机效率的方法:①尽量减少各种热损;②加润滑油减少机器各部件之间的摩擦;③使用热值高的燃料.其中合理的一组是 (　　)
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
7.(2021·河北唐山丰南区月考)如图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及的主要能量转化情况的流程图.下列分别关于图中①②③④的补充,正确的是 (　　)
A.①做功冲程　②内能转化为机械能 ③压缩冲程　④机械能转化为内能
B.①压缩冲程　②内能转化为机械能 ③做功冲程　④机械能转化为内能
C.①做功冲程　②机械能转化为内能 ③压缩冲程　④内能转化为机械能
D.①压缩冲程　②机械能转化为内能 ③做功冲程　④内能转化为机械能
8.出租车是常见的交通工具,现在很多出租车都以天然气或汽油为燃料,下列有关说法错误的是 (　　)
A.出租车的发动机是热机,是将内能转化为机械能的机器
B.以天然气为燃料,出租车发动机的效率也不可能达到100%
C.在热机的做功冲程中,汽缸内气体的温度升高,内能增加
D.提高燃料的利用率可以节约能源,减少环境污染
9.如图所示是运动员在铅球比赛中的场景.铅球离手后,在空中运动过程中重力势能Ep随时间t变化的曲线最可能是 (　　)
A　　　　 B　　　　 C　　　　D
10.小博根据图中提供的信息得出了以下四个结论,其中错误的是 (　　)
A.质量相等的不同物质吸热升高相同的温度时吸收的热量不同,说明不同物质的吸热能力一般不同
B.我国北方楼房中的“暖气”用水作介质,是因为水的比热容大
C.质量相等的沙子和铁,降低相同的温度,沙子放出的热量大于铁放出的热量
D.铁块和铝块升高相同的温度,一定吸收相等的热量
二、填空题(每空2分,共30分)
11.高空抛物很危险!一个60 g的鸡蛋从不同楼层落下对人造成的伤害情况如图所示.物体的位置越高,具有的　　　　能越大,落下时转化的　　　　能就越大,对受害者做的功就越多,造成的伤害就越大.
　　　　
第11题图　　　　第12题图　　　　第13题图
12.(2022·福建厦门模拟)如图所示是中国古代劳动人民酿酒的过程.用火种引燃木柴的过程是通过　　　　的方式改变物体的内能的.将谷物倒入锅内熬制酒料的过程中,能闻到酒的香气,说明分子是在永不停息地　　　　　　　　　.
13.如图所示为中国特色工艺品——走马灯,它属于灯笼的一种.灯内点上蜡烛时,空气受热向　　　(选填“上”或“下”)运动,带动叶轮转动,使挂在轴上的剪纸随之转动,烛光将剪纸的影子投在灯笼壁上,产生动画效果.叶轮在热空气推动下转动,从能量转化的角度分析,该过程与四冲程汽油机的　　　　冲程相似.
14.星期天,小明同学在父母的协助下,从早上七点开始每隔半小时对他家附近的气温和一个深水池里的水温进行测量,并根据记录的数据绘制成温度—时间图像,如图所示.由图可以看出乙的温度变化幅度小,是　　　　(选填“气温”或“水温”)随时间变化的图线,其温度变化幅度小的原因是　　　　　　　　.
15.小海将质量和初温相同的分别用铁、陶瓷两种材料制成的勺子(c铁”“<”或“=”),内能增加较多的是用　　　　材料制成的勺子.
16.(2022·湖南娄底期中改编)铍在燃烧过程中会释放巨大的能量,1 kg的铍完全燃烧放出的热量为　　　J,如果这些热量的50%被水吸收,可以将　　　kg的水从50 ℃加热至100 ℃.[c水=4.2×103 J/(kg·℃),
q铍=6.3×107 J/kg]
17.如图所示是小球刚接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程,这个过程中弹簧的弹性势能的变化情况是　　　　　.要探究小球下落压缩弹簧时弹簧的最大压缩量与小球的质量的关系,需分别让质量不同的小球从
　　　　　　　自由下落,压缩同一弹簧,并分别测出　　　　　　　　　,通过比较,从而得出结论.
三、实验探究题(共24分)
18.(6分)如图甲所示为探究“物体动能的大小跟哪些因素有关”的实验.实验步骤如下:
Ⅰ.让同一钢球从斜面的不同高度由静止滚下,观察放在水平面上同一位置的同一木块被撞击后移动的距离.
Ⅱ.让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下,观察放在水平面上同一位置的同一木块被撞击后移动的距离.
回答下列问题.
(1)步骤Ⅰ是为了研究动能大小与　　　　的关系.
(2)步骤Ⅱ是为了研究动能大小与　　　　的关系.
(3)若水平面绝对光滑,本实验将　　　　(选填“能”或“不能”)达到探究目的.
(4)有同学将实验装置改成图乙所示的装置,利用质量不同的钢球将弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击放在水平面上同一位置的同一木块.该实验方案是否可行 　　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　.
19.(8分)为比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值,小明采用如图所示的装置进行实验:他将一定质量的酒精和碎纸片分别放入两个燃烧皿中并点燃,分别给两个相同的、装有等质量水的烧杯加热,直至酒精和碎纸片完全燃烧.
(1)小明设计了一个记录实验数据的表格,其中①②两项内容漏写了,请你帮他补充完整.
　　 燃料　　 温度 加热前的水温/℃ ①　　　
10 g酒精
②　　　
(2)实验结束后,小明根据实验数据利用公式Q=cmΔt算出了水吸收的热量,结合“10 g酒精”这一数据,算出了酒精的热值,请问这样算出的酒精热值准确吗 　　　　;请说明理由:　 　　　　　　　　　.
20.(10分)在一节物理社团活动课中,小明同学与小芳同学要比较甲、乙两种液体的比热容大小,于是准备了两只相同的烧杯,烧杯中分别装了初温和质量相同的甲、乙两种液体.
(1)在两种液体都不沸腾的前提下,小明认为要把甲、乙两种液体加热到相同的温度然后进行比较,小芳认为要加热相同的时间然后进行比较,你认为方法可行的是　　　　　　　(选填“仅小明的可行”“仅小芳的可行”或“两人的都可行”).
(2)所选择的两个酒精灯的要求是　.
(3)本次实验主要采用的科学方法是　　　　(单选,填下列选项的标号).
A.控制变量法
B.等效替代法
C.类比法
(4)下表所示为某次实验中记录的数据.
加热时间/min 0 2 4 6 8
温度/℃ 甲 20 22 24 26 28
乙 20 21 22 23 24
①看到表格里面的温度变化,小明联想到了速度,老师说过,速度的概念是通过“比值定义法”定义的,它是由路程和时间两个物理量相比得到的.于是,小明提出了一个新的概念“升温速度”,请你试着说一下,在其他条件相同的情况下,“升温速度”应是　　　　与　　　　的比值,它的单位应该是　　　　　　.
②在这次实验中,比热容大的液体的升温速度更　　　　(选填“大”或“小”).
四、综合应用题(共16分)
21.(6分)从被誉为“国之光荣”的秦山核电站1991年12月15日投入运行开始,秦山核电基地一直保持安全稳定运行,目前每分钟的安全发电量相当于火力发电厂消耗13 t烟煤的发电量.假设13 t烟煤在煤炉中完全燃烧放出的热量部分被水吸收,可以使8×105 kg的水从20 ℃升高到60 ℃.[烟煤的热值为2.9×107 J/kg,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]求:
(1)水吸收的热量;
(2)煤炉烧水的热效率(水吸收的热量与烟煤完全燃烧放出的热量之比).
22.(10分)我国南海海底储存着丰富的可燃冰资源.可燃冰被视为21世纪新型绿色能源,1 m3的可燃冰可转化生成164 m3的甲烷气体和0.8 m3的水.已知甲烷气体的热值是3.6×107 J/m3.某市公交车以液化天然气为燃料,这种燃料的主要成分就是甲烷.如果一辆公交车满载时的总质量是6 500 kg,那么1 m3可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧产生的能量可供该公交车满载时以36 km/h的速度匀速直线行驶1 800 min.匀速行驶中公交车受到的平均阻力为车重的.
(1)公交车匀速行驶时受到的平均阻力为多大 (g取10 N/kg)
(2)公交车以36 km/h的速度匀速直线行驶时,牵引力做功的功率是多少
(3)1 m3可燃冰转化生成的164 m3的甲烷气体如果完全燃烧可以释放多少热量
(4)公交车以36 km/h的速度匀速直线行驶时,发动机的效率是多大
第十二章　机械能和内能
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A C A C C A D C D D
1.A　
2.C　橡皮条弹射“子弹”的过程中,橡皮条弹性形变的程度变小,弹性势能变小;“子弹”由静止变为运动,动能增大,即弹性势能转化为了动能,故A选项错误.小明脚踩滑板从高处滑下,高度减小,重力势能减小;速度增大,动能增大,重力势能转化为动能,故B选项错误.轻轨车无动力滑上站台时,速度减小,动能减小;高度增大,重力势能增大,动能转化为重力势能,故C选项正确.子弹水平穿过鸡蛋时,速度减小,动能减小;克服阻力做功,内能增加,即一部分动能转化为了内能,故D选项错误.故选C.
3.A　塞子跳起时,气体对塞子做功,气体的内能减少,温度降低,A正确; 塞子跳起时,瓶口上方出现的白雾是水蒸气液化产生的,B错误; 保温瓶用软木做塞子是因为软木的导热性能差,C错误; 触摸保温瓶的外壳感觉微微发热,通过热传递的方式改变了手的内能,D错误.
4.C　小球的质量不变,在A、C点的高度最高,重力势能最大,故A中说法正确;小球从A点到B点的过程中,不计空气阻力,机械能守恒,高度减小,速度增加,重力势能减小,动能增大,重力势能转化为动能,故B中说法正确;小球在B点时受到重力和绳子的拉力的共同作用,故C中说法错误;小球运动到C点时,速度为零,如果受到的外力全部消失,小球将保持静止,故D中说法正确.故选C.
5.C　题中的图像为晶体的凝固图像.物体在任何温度下内能都不为零;晶体在凝固过程中,不断向外界放出热量,内能减少,因此t2时刻物体的内能比t3时刻的大;t1时刻物体的温度比t2时刻的高,物体温度越高,分子热运动越剧烈,因此t1时刻物体的分子动能比t2时刻的大.
6.A　燃料的热值高低不会影响热机的效率,③不合理;通过减少各种热损、加润滑油等可以减少能量损失,从而提高热机效率,①②合理.故选A.
7.D　根据四冲程汽油机的工作过程可知,一个工作循环中,吸气冲程后是压缩冲程,在此过程中活塞压缩汽缸内的气体,将机械能转化为内能,汽缸内的气体温度升高;压缩冲程后是做功冲程,在此过程中燃料燃烧产生的高温、高压气体推动活塞对外做功,将内能转化为机械能.故选D.
8.C　热机是将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的内能转化为机械能的机器,A中说法正确;出租车发动机以天然气为燃料时,仍有热量散失,仍需要克服摩擦做额外功,故发动机的效率不可能达到100%,B中说法正确;在热机的做功冲程中,汽缸内气体对外做功,温度降低,内能减少,C中说法错误,符合题意;提高燃料的利用率,是节约能源、保护环境的重要措施,D中说法正确.
9.D　铅球在手中时,具有一定的高度,有一定的重力势能,最初的重力势能不为0,故B错误;铅球离手后,在上升过程中,高度增加,重力势能增大,故A、C错误;铅球在下落过程中,质量不变,高度减少,重力势能减小,所以在整个运动过程中,铅球的重力势能先增大后减小,故D正确.
10.D　不同物质的吸热能力一般不同,所以质量相等的不同物质吸热升高相同的温度时吸收的热量不同,A中说法正确;水的比热容较大,根据Q=cmΔt可知,与等质量的其他物质相比,降低相同的温度,水放出的热量多,所以我国北方楼房中的“暖气”用水作为介质,B中说法正确;质量相等的沙子和铁,降低相同温度,沙子放出的热量大于铁放出的热量,C中说法正确;由Q=cmΔt可知,因为不确定铁块和铝块的质量大小,所以无法比较铁块和铝块吸收热量的多少,D中说法错误.
11.重力势　动
【解析】重力势能与质量和高度有关,当质量一定时,高度越高,重力势能越大.物体下落过程中,质量不变,高度减小,因此重力势能减小,同时物体的速度增大,因此动能增加,增加的动能是由重力势能转化来的,物体落下前的重力势能越大,物体落下时转化的动能就越大.
12.热传递　做无规则运动
13.上　做功
【解析】空气受热膨胀,密度减小而向上运动;叶轮在热空气的作用下运动,从能量转化的角度分析,热空气对叶轮做功,将内能转化为机械能,相当于四冲程汽油机的做功冲程.
14.水温　水的比热容较大
【解析】空气和深水池里的水在同样的吸放热条件下,由于水的比热容较大,由Q=cmΔt可知,水的温度变化幅度较小.
15.=　陶瓷
16.6.3×107　150
【解析】已知铍的热值为6.3×107 J/kg,则1 kg的铍完全燃烧放出的热量为6.3×107 J;水吸收的热量Q吸=50%×Q放=50%×6.3×107 J=3.15×107 J,由Q吸=cmΔt可知水的质量m===150 kg.
17.越来越大　相同的高度　弹簧的最大压缩量
18.(除标注外,每空1分)(1)速度　(2)质量
(3)不能　(4)不可行　没有控制变量(2分)
【解析】(3)若水平面绝对光滑,该实验不能成功.因为没有阻力,木块将做匀速直线运动,距离将无法得出,也就不能得出实验结论.(4)该实验方案不可行.因为钢球与弹簧分离时,钢球的质量不同会导致速度不同,即没有控制变量.
19.(每空2分)(1)①加热后的水温/℃　②10 g碎纸片　(2)不准确　酒精完全燃烧放出的热量不能全部被水吸收
20.(除标注外,每空1分)(1)两人的都可行(2分)
(2)规格相同　(3)A　(4)升高的温度　时间
℃/s(或℃/min)(2分)　小(2分)
【解析】(3)该实验中要控制两种液体的质量、加热条件等相同,这是控制变量法的应用.
21.(1)水吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×8×105 kg×(60 ℃-20 ℃)=1.344×1011 J (2分)
(2)13 t烟煤完全燃烧放出的热量Q放=m烟煤q烟煤=13×103 kg×2.9×107 J/kg=3.77×1011 J (2分)
煤炉烧水的热效率η=×100%=×100%≈35.6% (2分)
22.(1)公交车满载时的重力G总=m总g=6 500 kg×10 N/kg=6.5×104 N (1分)
公交车匀速行驶时受到的平均阻力f=G总=×6.5×104 N=3 250 N (1分)
(2)因为公交车匀速直线行驶,所以公交车受到的牵引力F=f=3 250 N,公交车行驶速度v=36 km/h=10 m/s (1分)
牵引力做功的功率P===Fv=3 250 N×10 m/s=32 500 W (2分)
(3)1 m3的可燃冰转化生成的164 m3的甲烷气体完全燃烧放出的热量(总能量)Q放=Vq=164 m3×3.6×107 J/m3=5.904×109 J (2分)
(4)公交车牵引力所做的功(有用能量)W=Pt=32 500 W×1 800×60 s=3.51×109 J (1分)
公交车发动机的效率η=×100%=×100%≈59.5% (2分)
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