苏科版九年级上册《12.4 机械能与内能的相互转化》2023年同步练习卷（1）（含解析）

苏科版九年级上册《12.4 机械能与内能的相互转化》2023年同步练习卷
一、选择题
1．下列通过做功方式改变物体内能的是（　　）
A．双手互搓手掌变热
B．烤火时手掌变热
C．用热水洗手时手掌变热
D．抱热水袋手掌变热
2．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． 金属勺放在热汤中变热
C． 食品放入冰箱内变冷
D． 用热水袋取暖
3．下列实例中，属于内能转化为机械能的是（　　）
A．弯折铁丝发烫 B．臀部摩擦发热
C．蒸汽顶起壶盖 D．压缩点燃棉花
4．如图为注射器，小芳迅速下压活塞，注射器内密封的气体温度升高。此过程密封气体的（　　）
A．内能增加 B．压强减小
C．分子热运动速度减小 D．内能转化为活塞动能
5．如图所示，小强吹气球时，被吹大了的气球没能用手握住，以下四个冲程中能量的转化过程与本实验相同的是（　　）
A． B．
C． D．
6．如图甲、乙、丙、丁为某单缸四冲程汽油机工作示意图，下列正确的是（　　）
A．汽油机一个工作循环的正确顺序是甲、乙、丙、丁
B．汽油机靠乙冲程向外提供动力
C．丙冲程中排出的废气不具有任何能量
D．丁冲程的原理与图戊所示演示实验的原理相同
二、填空题
7．改变物体内能的两种方式：　 　、　 　；它们对改变物体的内能是 　 　的。
8．如图所示，将一根铁丝用手快速反复弯折，铁丝弯折处会发热，铁丝弯折处温度越高，这个实验说明 　 　可以改变物体的内能。
9．图甲中一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，看到棉花燃烧起来　 　的方式使玻璃筒内空气的内能增加，温度升高.图乙与汽油机的 　 　冲程原理相同。
10．汽油机完成一个工作循环，活塞经历四个冲程，分别为 　 　、　 　、　 　、　 　，一个工作循环中，曲轴旋转 　 　圈，活塞往复 　 　次，对外做功 　 　次。
11．某汽油机工作过程有吸气、压缩、做功和排气四个冲程。如图为 　 　冲程工作示意图，在这个过程中 　 　能转化为机械能。若该汽油机的飞轮转速是4800r/min，则汽油机每秒钟做功 　 　次。
12．汽油机的转速为3000r/min，则1s内汽油机对外做功 　 　次，活塞往复运动 　 　次。
三、解答题
13．一台单缸四冲程柴油机活塞的横截面积为500cm2，活塞的行程是150mm，做功冲程的平均压强是4×105Pa，求：
（1）一个做功冲程中气体做的功。
（2）若柴油机每分钟完成600个工作循环，则柴油机的功率多大？
14．如图所示，用活塞式打气筒为自行车轮胎打气的过程中，会发现气筒的上部筒壁只是略有发热，特别是底部附近筒壁的温度较高，甚至烫手。
（1）对于筒壁发热现象，有两个方面的原因①　 　；②　 　。
（2）但这两个使筒壁发热的原因中有一个是主要原因，根据上述筒壁发热现象的描述，你猜想 　 　是主要原因（选填“①”或“②”）；你猜想的依据是：　 　。
参考答案与试题解析
一、选择题
1．【解答】解：A、两手相互摩擦，是克服摩擦力做功，属于做功改变物体的内能；
B、烤火时，温度升高，故B不符合题意；
C、用热水洗手，热水的内能转移给了手，故C不符合题意；
D、用热水袋暖手，热水的内能转移给了手，故D不符合题意。
故选：A。
2．【解答】解：汽车紧急刹车时，轮胎与地面摩擦，轮胎温度急剧升高，是通过做功的方式改变内能的；
A、钻木取火是克服摩擦做功。故A正确；
B、金属勺放在热汤中，是通过热传递改变内能；
C、食品放入冰箱内，属于热传递改变内能；
D、用热水袋取暖，此过程中内能从热水转移到人体上；
故选：A。
3．【解答】解：A、弯折铁丝发烫，故A不符合题意。
B、臀部摩擦发热，故B不符合题意。
C、烧水时蒸气把壶盖顶起，故C符合题意。
D、压缩空气引火，机械能转化为内能。
故选：C。
4．【解答】解：
ABD、小芳迅速下压活塞，机械能转化为筒内空气的内能，温度升高、BD错误；
C、注射器内气体温度升高，分子动能增大。
故选：A。
5．【解答】解：气球内的气体向外喷出，气体膨胀对外做功；
A、两气门都关闭，活塞下行，是做功冲程，故A正确；
B、进气门开启，气体流入汽缸，此冲程没有能量转化；
C、两气门都关闭，汽缸容积变小，此冲程机械能转化为内能；
D、进气门关闭，气体流出汽缸，此冲程没有能量转化。
故选：A。
6．【解答】解：A．甲图中两气门都关闭，是做功冲程，气体流入汽缸；丙图中排气门开启，是排气冲程，活塞向上运动；所以一个完整的工作循环顺序是：乙丁甲丙；
B．只有甲做功冲程甲把内能转化为机械能，其他冲程都是靠惯性运转的；
C．丙冲程是排气冲程，仍具有内能；
D．丁冲程是压缩冲程；而图戊所示演示实验也是通过压缩空气做功，故D正确。
故选：D。
二、填空题
7．【解答】解：改变物体内能的方式：做功和热传递。它们在改变物体的内能上是等效的。
故答案为：做功；热传递。
8．【解答】解：
反复折铁丝时，人对铁丝做功，所以铁丝弯折处的内能增大，这是通过做功的方式改变物体的内能。
故答案为：做功。
9．【解答】解：图甲中，当迅速压下活塞时。这是通过做功的方式使玻璃筒内的空气内能增加，达到棉花的燃点；
图乙是通过热传递的方式把试管里的水加热至沸腾，水蒸气的内能增加，是水蒸气对活塞做功，水蒸气的内能减少，高温高压的燃气推动活塞做功，所以二者的能量转化形式相同。
故答案为：做功；做功。
10．【解答】解：
（1）内燃机的四个冲程是吸气、压缩、排气冲程，压缩气体对气体做功；做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动，只有做功冲程对外做功。
（2）一个工作循环包括四个冲程，对外做功1次，曲轴转动2周。
故答案为：吸气冲程；压缩冲程；排气冲程；3；2；1。
11．【解答】解：图中的进气门和排气门关闭，活塞下行，内能转化为机械能；
四冲程汽油机的飞轮转速为4800r/min，则该飞轮每秒钟转80圈。
故答案为：做功；内；40。
12．【解答】解：
汽油机转速为3000r/min＝50r/s，说明1s飞轮转过50r，
因为飞轮转2r，活塞往复运动4次，
所以，飞轮转50r，对外做功25次。
故答案为：25；50。
三、解答题
13．【解答】解：（1）活塞的横截面积S＝500cm2＝5×10﹣3m2，
由p＝可得
F＝pS＝4×103Pa×5×10﹣2m6＝2×104N；
活塞的行程s8＝150mm＝0.15m，
则做功冲程中气体做的功：
W1＝Fs2＝2×104N×3.15m＝3×103J。
（2）因为一个工作循环做功一次，
所以，每分钟完成600个工作循环，
该柴油机每分钟做的功：
W＝NW8＝600×3×103J＝5.8×106J，
t＝5min＝60s，
则柴油机的功率：
P＝＝＝2×104W。
答：（1）做功冲程中气体做的功为3×108J；
（2）柴油机的功率为3×104W。
14．【解答】解：
（1）筒壁发热的2个原因为：①活塞与筒壁之间不断地摩擦生热，使筒壁的内能增加；
②打气时活塞压缩气体做功，使气体的内能增加；
（2）如果是摩擦产生的热是传给整个筒壁，则气筒的筒壁各部分温度比较接近；
而压缩气体做功时，被压缩的气体主要在下部，发生热传递时下部筒壁的温度也较高。
故答案为：
（1）①活塞与筒壁之间不断地摩擦生热，使筒壁的内能增加；
②打气时活塞压缩气体做功使气体的内能增加，升温的气体通过热传递使筒壁温度升高；
（2）②；如果是摩擦产生的热是传给整个筒壁；而压缩气体做功时，则下部气体的温度较高。