第十章 机械能、内能及其转化 章节基础练（含答案）2023-2024学年北师大版物理九年级全一册

第十章 能及其转化——2023-2024学年北师大版物理九年级全一册章节基础练
一、选择题
1.如下图所示，把物体自2m高的A点释放，使其自由下落（注：不计空气的阻力），则下列关于物体在经过B点和C点的相关比较中，错误的是( )
A.质量相同 B.密度相同 C.机械能相同 D.动能相同
2.将肉片直接放入热油锅里爆炒，会将肉炒焦或炒糊，大大失去鲜味．厨师预先将适量的淀粉拌入肉片中，再放到热油锅里爆炒，炒出的肉片既鲜嫩味美又营养丰富，对此现象说法不正确的是( )
A.在炒肉片过程中，肉片的温度升高，内能增加
B.附着在肉片外的淀粉糊有效防止了肉片里水分的蒸发
C.在炒肉片过程中，肉片内能增加主要通过做功实现的
D.附近能闻到肉香体现了分子在不停地做无规则的运动
3.下列关于比热容的说法正确的是( )
A.水结成冰后比热容不变
B.将一杯水倒出一半后，剩下的水的比热容也变为一半
C.北方楼房中的“暖气”用水作为介质，是利用了水的比热容大的特点
D.海边昼夜温差变化比沙漠中小，适于居住，是因为水的比热容比沙石的比热容小
4.关于热现象，下列说法正确的是( )
A.当接触的两个物体间存在内能差时才会发生热传递
B.汽油机的顶部有喷油嘴喷出雾状柴油，可以将吸入的油气混合物点燃
C.汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能
D.当气体对外做功时，其内能会减少，温度保持不变
5.如图所示是汽油机工作时做功冲程的示意图，下列说法中正确的是( )
A.该冲程中活塞往复运动两次
B.该冲程是内能转化为机械能
C.随着汽油的燃烧，汽油的热值会减小
D.若汽油机转速为1800 r/min，则它每秒钟完成30个冲程
6.如图所示，是我国载有“天问一号”的火箭发射升空时的情景，下列描述正确的是( )
A.燃气做功使火箭上升，燃气的内能增大
B.火箭喷出燃气后周围空气分子的热运动减缓
C.火箭点火升空过程中是由内能转化为机械能
D.火箭发射时出现的大量“白气”是汽化现象
7.如图，是我国自主研制的实用型地效飞机，地效飞机可以低空飞行，能停在水面或地面上，在客运、货运、旅游救护、海洋监测等方面具有广阔的应用前景。地效飞机某次执行任务，以180 km/h的速度匀速飞行了90 km，消耗燃油的质量为36 kg，发动机的效率为40%，已知燃油热值为，假设燃油完全燃烧，地效飞机这次执行任务的过程中，下列计算正确的是( )
①地效飞机飞行的时间为0.5 h；
②消耗的燃油完全燃烧放出的热量为；
③飞机做的有用功为；
④地效飞机飞行过程中受到的阻力为7200 N。
A.①② B.②③④ C.①③④ D.①②③④
8.某款环保能源汽车——氢能重卡，采用氢燃料发动机获得动力。若某次运输过程中，汽车以300kW的恒定输出功率，在水平公路上匀速直线行驶了20min，汽车发动机的效率为75%。()下列说法正确的是( )
A.燃料的热值越大，汽车发动机的效率一定越高
B.汽车牵引力做的功为
C.这次行驶过程中，汽车消耗的氢能为
D.若这次行驶过程中消耗的氢能由柴油来提供，至少需要完全燃烧柴油16kg
9.（多选）关于如图所示的实验，下列说法正确的是( )
A.这个实验说明物体内能可用来对外做功
B.对木塞做功的过程中水蒸气的内能增加
C.此过程中木塞的机械能转化为蒸汽内能
D.这个实验基本反映出了热机的工作原理
二、填空题
10.一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1200r/min，该汽油机每秒钟内完成_________个冲程，做功_________次.
11.甲、乙两金属块的比热容之比是，质量之比是，当它们吸收相同的热量时，甲金属块的温度升高了10 ℃，则乙金属块的温度升高了_______℃。在1个标准大气压下，使3 kg温度为60 ℃的水吸收的热量，水的温度将升高_______℃。
12.如图所示，拿一个玻璃瓶，瓶内装少量的水，用塞子塞紧，通过塞子上的孔往瓶里打气。当塞子从瓶口跳起来时，可以看到瓶内会出现“白气”。产生上述现象的原因是瓶内的空气膨胀做功，内能_________，使瓶内的水蒸气_________成小水珠。瓶塞跳起过程中的能量转化情况与热机的_________冲程相同。
三、实验题
13.物理兴趣小组的同学用如图甲所示的两个完全相同的装置比较水和食用油的吸热能力。
（1）甲图中的错误是________________；
（2）如图甲所示，在两个烧杯中装入________________（选填“质量”或“体积”）和初温都相同的水和煤油，用相同的酒精灯进行加热；
（3）实验过程中小组同学用________________来反应液体吸收热量的多少；
（4）根据实验数据绘出了水和煤油的温度随时间变化的图像如图乙所示，利用图像可以计算出煤油的比热容是________，已知。
四、计算题
14.单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为，飞轮1min转动1800圈。当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），求该汽油机的功率。
15.小红在实验室利用电热器加热。完成了冰的熔化实验，并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线如图所示。实验时，冰的质量为0.5 kg。水的比热容为提示：相同时间被加热物质吸收的热量相同。求：
（1）CD段水吸收的热量：
（2）则冰的比热容为多少？
答案以及解析
1.答案：D
解析：A、物体由A到B、C的过程中，质量不会发生变化，此选项正确，不符合题意；
B、物体由A到B、C的过程中，密度不会发生变化，此选项正确，不符合题意；
C、不考虑阻力，物体竖直向下运动过程中，重力势能转化为动能，机械能总量不变，此选项正确，不符合题意；
D、物体由A到B、C的过程中，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增加.此选项错误，符合题意。
故选D。
2.答案：C
解析：A.炒肉片时，肉片的温度升高，分子热运动加剧，内能增加，说法正确；
B.附着在肉片外的淀粉糊有效防止了肉片里水的蒸发，炒出的肉片既鲜嫩味美又营养丰富，说法正确；
C.在炒肉片时，肉片吸收热量，温度升高，内能增加主要通过热传递实现的，说法错误；
D.附近能闻到肉香是扩散现象，体现了分子在不停地做无规则的运动，说法正确.
故选C.
3.答案：C
解析：A.物质的比热容与种类和状态有关，水结成冰后状态发生改变，比热容变小，故A错误；
B.物质的比热容与种类和状态有关，与质量无关，将一杯水倒出一半后，质量减小，剩下的水的比热容不变，故B错误；
C.质量的不同物质，在改变相同温度时，水的比热容较大，吸收或放出的热量较多，所以暖气用水作为介质，是利用了水的比热容大的特点，故C正确；
D.比热容大的物质在吸收或放出相同热时，温度变化较小，海边昼夜温差变化比沙漠中小，适于居住，是因为水的比热容比沙石的比热容大，故D错误。
故选C。
4.答案：C
解析：A.当接触的两个物体间存在温度差时才会发生热传递，内能与物体的质量、温度、状态等因素有关，存在内能差的物体温度有可能温度相同，不会发生热传递，故A错误；
B.汽油机的顶部有火花塞，会产生电火花，可以将吸入的油气混合物点燃，故B错误；
C.汽油机的做功冲程中，高温高压的燃气对外做功，将内能转化为机械能，故C正确；
D.当气体对外做功时，气内能会减少，温度会降低，故D错误。
故选C。
5.答案：B
解析：A.在四冲程汽油机的一个工作循环中，燃气推动活塞做功一次，故A错误；
B.根据图示可知，火花塞点火，气缸容积增大，在做功冲程中将内能转化为机械能，故B正确；
C.热值是物质的一种属性，只与物质的种类有关，因此当汽油不断减少时，汽油的热值会不变，故C错误；
D.四冲程汽油机的飞轮转速为，则它每秒钟完成60个冲程，故D错误。
故选B。
6.答案：C
解析：A.燃气对外做功，温度降低，内能减小，故A错误；
B.燃气温度高，周围低温的空气吸热，内能增大，温度升高，温度越高分子运动越剧烈，故B错误；
C.火箭升空消耗燃料产生高温高压的气体，推动火箭向上加速运动，内能转化为机械能，故C正确；
D.白气是小水滴，是由水池里的水先吸热汽化再上升后遇冷液化形成的，故D错误。
故选C。
7.答案：D
解析：①已知飞机以180 km/h的速度匀速飞行了90 km，根据可知，飞机飞行的时间为
飞行的时间为0.5 h，故①正确；
②消耗燃油的质量为36 kg，燃油热值为，根据热值公式可知，消耗的燃油完全燃烧放出的热量为
放出的热量为，故②正确；
③飞机做的总功大小等于消耗的燃油完全燃烧放出的热量，为，而发动机的效率为40%，根据机械效率的公式，可知，飞机做的有用功为
做的有用功为，故③正确；
④由于飞机飞行过程中，是匀速飞行，受力平衡，飞机的动力和受到的阻力为一对平衡力，大小相等，飞机做的有用功为，飞行的距离为，根据可知，飞机的动力大小为
飞机飞行过程中受到的阻力为7200 N，故④正确。
综上所述，①②③④正确，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
8.答案：C
解析：A、热值与效率无关，故A错误；
B、由题意得，汽车匀速直线行驶了20 min做的有用功，故B错误；
C、由得，汽车消耗的氢能，故C正确；
D、根据题意知，，则至少需要完全燃烧柴油的质量，故D错误。
故选：C。
9.答案：AD
解析：由图知道，当将试管中的水加热到一定程度后，水蒸气会将瓶塞推开。
A.该过程中水蒸气对瓶塞做功，即说明内能可以对外做功，故A正确；
B.水蒸气对瓶塞做功，内能转化为机械能，水蒸气的内能会减小，故B错误；
C.此过程中，酒精燃烧化学能转化为内能，然后水蒸气的内能转化为塞子的机械能，故C错误；
D.燃料燃烧，化学能转化为内能，而后内能转化为机械能，故该过程与热机的做功冲程原理相似，故本实验基本反映出了热机的工作原理，故D正确。
故选AD。
10.答案：40；10
解析：飞轮转速是
因一个工作循环转2圈，完成4个冲程，做功一次；所以每秒完成10个工作循环，完成40个冲程，做功10次。
11.答案：60；40
解析：由题意可知
甲、乙两金属块吸收的热量
由可得，两种金属块升高的温度之比
由题意可知，则。由可得，水升高的温度
此时水的末温
因为1个标准大气压下水的沸点为100 ℃，且水沸腾时，吸收热量，温度保持不变，所以水升高的温度
12.答案：减小；液化；做功
解析：瓶内的空气膨胀对瓶塞做功，塞子跳起，空气的内能转化为机械能，其内能减小，温度降低，使瓶内空气中的水蒸气液化成小水珠，从而形成“白雾”。
瓶塞跳起过程中的能量转化情况是内能转化为机械能，与热机的做功冲程相同。
13.答案：（1）温度计玻璃泡接触了容器壁；（2）质量；（3）加热时间；（4）
解析：（1）观察图甲发现，温度计碰到了烧杯壁，由于使用温度计时，不能碰到容器底或容器壁，所以甲图中的错误是温度计玻璃泡接触了容器壁。
（2）探究不同物质吸热能力时，由控制变量法可知，需要控制不同物质的质量和热源相同，所以要使水和煤油质量和初温相同，用相同的酒精灯对它们加热。
（3）实验中运用转换法，水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间的长短来判断的。
（4）水和煤油升高60℃时，煤油加热4分钟，水加热8分钟，煤油吸收的热量是水吸收的热量的一半，由可知，在质量和升高温度相同的情况下，煤油的比热容
14.答案：该汽油机的功率为2025W
解析：（1）知道燃气的平均压强和活塞的面积，可利用公式计算出平均压力的大小．
（2）知道活塞在气缸中移动的距离，可利用公式计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功．
（3）飞轮（曲轴）每转两圈对外做功一次，计算出飞轮转动1800周对外做功的次数，已经计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功，从而可以计算出燃气对活塞做的总功，又知道做功的时间，可利用公式计算出汽油机的功率．
15.答案：（1）；（2）
解析：（1）CD段水从0 ℃升高到20 ℃，所以，CD段水吸收的热量为
（2）由图象知，CD段水从0 ℃升高到20 ℃，用了10 min的时间；AB段冰从-20 ℃吸收热量升高到0 ℃，需要5 min。因为相同加热时间内被加热物质吸收热量是相同的，则冰吸收的热量为
冰的比热容为