第十二章机械能和内能 素能测评 （含答案）2025-2026学年苏科版（2024）九年级上册

第十二章机械能和内能 素能测评
满分:100分
时间:60分钟
一、 选择题(每小题3分,共36分)
1. 下列过程中,改变内能的方式与其他三个不同的是 (　　)
　　　　
A. 反复锤打铁片,铁片变热 B. 用柴火把壶中的水烧开
C. 用砂轮磨刀,有火星迸出 D. 爬竿时从竿上滑下,手有点发热
2. 在跨学科实践活动中,小晋调查“家用燃料的变化与合理使用”时发现,我国近几十年家用燃料由柴草、煤炭发展至天然气。使用天然气作为家用燃料主要是因为天然气的 (　　)
A. 内能较大 B. 热值较大 C. 密度较小 D. 比热容较大
3. 跳伞运动员在空中匀速下落时,以下说法中正确的是 (　　)
A. 重力势能减少,动能增加,机械能不变 B. 重力势能增加,动能减少,机械能不变
C. 重力势能减少,动能不变,机械能减少 D. 重力势能增加,动能不变,机械能增加
4. 关于燃料及其热值,下列说法中正确的是 (　　)
A. 没有燃烧的燃料,热值等于零 B. 燃料完全燃烧时,它的热值最大
C. 燃料的热值与质量和燃烧状态无关 D. 燃料燃烧时温度越高,放出的热量越多
5. 夏天,将饮料放入冰箱冷藏室,饮料温度降低。下列说法正确的是 (　　)
A. 饮料将温度传递给冰箱中的空气
B. 饮料放出热量后自身所含热量减少
C. 饮料温度降低的过程伴随着内能的转移
D. 饮料放热是因为饮料的内能比冰箱中空气的多
6. 如图所示,弧形轨道ABC,AB段光滑无摩擦,BC段有摩擦,轨道竖直固定于水平面上,小球由A点以速度v沿轨道滚下,经过右侧等高点B后达到最高点C,下列分析正确的是 (　　)
第6题
A. 小球在A点的动能大于在B点的动能
B. 小球从B点到C点的过程中,动能减少量大于重力势能增加量
C. 小球在A、B、C三点的机械能相同
D. 小球在C点时的重力势能最小
7. 下列关于温度、热量和内能的说法中正确的是 (　　)
A. 物体温度升高,一定吸收了热量 B. 物体放出热量时,温度一定降低
C. 物体温度升高,内能一定增加 D. 物体内能增加时,温度一定升高
8. 小明根据表中所提供的数据得出了以下结论,正确的是 (　　)
几种物质的比热容/[J·(kg·℃)-1]
水 4.2×103 水银 0.14×103
酒精 2.4×103 沙石 0.92×103
煤油 2.1×103 铝 0.88×103
冰 2.1×103 铜 0.39×103
A. 液体的比热容一定比固体的比热容大
B. 同种物质发生物态变化后,比热容不变
C. 由于水的比热容大,白天海水温度比沙滩高
D. 水和煤油吸收相同的热量时,若升高的温度相同,则煤油的质量是水的2倍
9. 图甲、乙、丙、丁为某单缸四冲程汽油机工作示意图,下列说法中正确的是 (　　)
A. 汽油机一个工作循环的正确顺序是甲、乙、丙、丁
B. 只有乙冲程能向外提供动力,其他冲程都是靠惯性运转的
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演示实验的原理相同
10. 小明将一次性纸杯倒满开水,已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),这杯水温度降低到可以饮用时,放出的热量最接近(标准大气压下) (　　)
A. 1×104J B. 4×104J
C. 1×105J D. 1.5×105J
11. 汽油的热值为4.6×107J/kg,某汽车在水平公路上匀速行驶了100km,该行驶过程中汽车的效率为25%,汽车所受阻力恒定,共消耗了质量为4kg的汽油,则汽车所受阻力为 (　　)
A. 120N B. 230N
C. 125N D. 460N
12. 如图所示为水平面上固定着的竖直放置的轻质弹簧,小球从弹簧正上方下落,当小球与弹簧接触到弹簧压至最短的过程中,小球速度v、小球动能Ek、弹簧的弹性势能Ep、小球机械能E随时间t变化图像中,正确的是 (　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
二、 填空题(每空1分,共27分)
13. 人们常常利用物体具有的各种形式的能来完成某项工作。如机械手表里拧紧的发条具有　　　　能,可以带动小齿轮和指针转动;风具有　　　　能,可以推动帆船航行;打桩机举高的锤具有　　　　能,可以完成打桩工作。
14. 在一次军事演习中,一架飞机沿水平方向一边匀速飞行一边投放军用物资,在此过程中飞机的动能　　　　,飞机的重力势能　　　　,考虑到空气的阻力,物资在加速下落过程中机械能将　　　　。(变大/不变/变小)
15. 建高楼时首先要打好地基。原来相同高度的相同地桩,经打击后某一瞬间三个地桩所处的位置如图所示。由此可知,打桩时,三个重锤中　　　　(A/B/C)锤的做功本领最大。若重锤A、B下落高度相同,则　　　　(A/B)质量大。
　　　　　　
16. 甲、乙两个相同的烧杯中盛有质量相等、温度不同的纯净水,其中一杯是80℃的热水,另一杯是5℃的冷水,它们都静静地放置在水平桌面上。同时向两个烧杯中滴入一滴碳素墨水,过几分钟后观察到如图所示的现象。
(1) 在甲、乙两个烧杯中,盛有热水的是　　　　;判断的依据是　。
(2) 若空气的温度是25℃,则　　　　杯水的内能会增加,其改变内能的方式是　　　　。
17. 小明在玻璃试管内装入20g沙子,将温度计插在沙子中,用力晃动多次,发现温度计示数变大了0.3℃,这说明沙子的内能　　　　(增大/不变/减小)了,这主要是通过　　　　的方式改变沙子内能的,在这个过程中沙子相当于吸收了　　　　J的热量。[c沙子取0.9×103J/(kg·℃)]
18. 家用小型风力发电机独特的尾翼结构能使其旋翼自动迎风,如图甲所示。海边,仅在海陆风因素的影响下,图乙所示的情形通常发生在　　　　(白天/夜晚),形成的是　　　　(陆风/海风)。
19. 如图甲为“会跳的卡片”,A为卡片外侧,B为内侧,实验时应把　　　　(A/B)面朝下紧贴桌面,压平后松手,卡片会跳起来。图乙、丙中是用相同的橡皮筋和卡片制成的,且豁口的深度相同,分别将它们在桌面上压平后松手,　　　　(乙/丙)中卡片跳得更高些,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
　　　
20. 如图为航母上简化的蒸汽弹射装置,能带动舰载机在两秒内达到起飞速度,汽缸内蒸汽体积膨胀对外做功,内能　　　　(增大/不变/减小),同时推动活塞,使舰载机获得巨大的牵引力,这一过程中发生的能量转化与热机中的　　　　冲程相同;若一台单缸四冲程汽油机每秒对外做功15次,则该汽油机的飞轮转速是　　　　r/min。
21. 阅读短文,回答问题。
牛顿冷却定律
当一个物体表面温度比周围环境高时,就会向周围环境散热,散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出:物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现,在温度差不太大的情况下(小于15℃),这个结论符合实际散热规律,称为牛顿冷却定律。若散热快慢用q表示,则牛顿冷却定律可以表示为q=k(t物-t环),其中k是散热系数,与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关,和物质种类无关,如果上述因素相同,不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同,即使散热快慢相同,它们降低相同温度需要的时间也不同,根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系,从而可以进行比热容的测量。
(1) 物体向周围散热,内能减少,这种改变内能的方式叫作　　　　。
(2) 散热快慢q和下列概念中物理意义最接近的是　　　　。
A. 速度 B. 密度 C. 功率 D. 效率
(3) 一个物体温度为30℃,周围环境温度保持20℃不变,此时物体的散热快慢为q。当物体温度降低到29℃时,散热快慢为　　　　。
(4) 如图甲,用两个同样的保温杯分别装满水和盐水,水和盐水的温度都是30℃,周围环境温度保持20℃不变,保温杯口敞开,水和盐水温度随时间变化的图像如图乙。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),盐水的密度为1.1×103kg/m3,则盐水的比热容为　　　　J/(kg·℃)。
三、 解答题(共37分)
22. (6分)用煤气灶既方便又环保,一般的煤气灶正常工作时,15min可使质量为4kg、温度为50℃的水在一标准大气压下烧开。已知煤气的热值q=4.0×107J/m3。
(1) 水吸收的热量是多少
(2) 若煤气灶放出的热量70%被水吸收,煤气灶实际放出的热量为多少
(3) 要放出这些热量,需燃烧多少立方米煤气
23. (8分)氢燃料具有清洁、效率高等优点,被认为是理想的能源之一。目前,我国部分城市已有多批氢能源公交车投放使用。某品牌氢能源公交车电动机的牵引力为1.4×104N,该公交车在路上匀速行驶3000m的路程,消耗0.6kg的氢燃料。已知氢燃料的热值q氢=1.4×108J/kg。求:
(1) 公交车行驶时牵引力做的功。
(2) 氢燃料完全燃烧放出的热量。
(3) 该氢能源公交车的效率。
24. (5分)物理兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是他们进行了如图的探究。
(1) 提出问题:汽车的动能大小跟什么因素有关
(2) 猜想:由“十次车祸九次快”猜想汽车的动能可能跟　　　　有关;由“安全驾驶莫超载”猜想汽车的动能可能跟　　　　有关。
(3) 进行实验:他们做了如图所示的三次实验,用金属球模拟汽车,让金属球从斜面的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的木块,将木块撞出一段距离(s1>s2>s3)。木块被撞得越远,说明金属球到达水平面时的动能就越大,实验中探究的动能是指　　　　(填字母)。
A. 金属球在斜面上的动能 B. 金属球撞击木块前瞬间的动能
C. 金属球撞击木块后的动能 D. 木块被金属球撞击后的动能
(4) 分析论证:由　　　　两幅图可知动能大小与质量有关;由　　　　两幅图可知动能大小与速度有关。
25. (5分)小明利用图(a)所示实验装置探究“不同物质吸热升温的现象”,其操作如下:
(1) 在两个相同的瓷盘中分别装入　　　　相等的甲、乙两种不同物质。
(2) 小明用红外灯均匀照射两个瓷盘,并用玻璃棒不断搅拌,每隔相同的时间记录一次温度,根据实验数据绘制成温度与时间关系的图像[如图(b)所示]。完成该实验,除天平和温度计外,还需要一个测量工具是　　　　。
(3) 分析图(b)可知,两温度计示数都升高到40℃时,甲增加的内能　　　　(大于/等于/小于)乙增加的内能。
(4) 由图(b)可知:c甲∶c乙=　　　　。
(5) 另一组的小红取质量不等的甲、乙两种物质做实验,画出的图线平行,则两种物质的质量m甲　　　　(>/=/<)m乙。
　　　
26. (5分)为了比较两种燃料的热值,小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置同时进行实验,烧杯内水的初温和质量相同,实验中忽略热量损失。
(1) 图中器材的安装顺序是　　　　(由下而上/由上而下)。
(2) 实验中应控制燃料燃烧的　　　　(时间/质量)相同。
(3) 小明选用了燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽后,小明根据各个时刻烧杯中的水温,绘制了如图乙所示的图像,则可初步判断:燃料　　　　先燃尽;燃料　　　　的热值大;燃烧6min,燃料a放出的热量　　　　(大于/等于/小于)燃料b放出的热量。
27. (8分)某同学在探究弹性势能大小与形变量的关系时,猜测弹性势能可能与形变量x成正比,也可能与形变量的平方x2成正比。用如图(a)装置进行探究,将弹簧套在光滑竖直杆上且底端固定在水平面上,刻度尺与杆平行,进行了如下操作:
① 弹簧处于自由状态时,读出其上端距水平面的高度h0。
② 将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端,竖直向下按压铁块,读出此时弹簧上端到水平面的高度h1。
③ 释放小铁块,当铁块上升到最大高度时,读出铁块下端到水平面的高度h2。
④ 改变弹簧的压缩长度,重复步骤②③,将测出的数据记录在表格中,并计算出弹簧的形变量x、形变量的平方x2和小铁块上升的距离Δh。
实验次序 h0/m h1/m h2/m x/m x2/m2 Δh/m
1 0.50 0.40 0.55 0.10 0.01 0.15
2 0.50 0.30 0.90 0.20 0.04 0.60
3 0.50 0.20 1.55 0.30 0.09 1.35
4 0.50 0.15 2.00 0.35 0.12 1.85
(1) 实验中弹簧的形变量x=　　　　(用所测物理量符号表示)。
(2) 本实验中,弹簧弹性势能大小是通过　　　　来间接反映的。
A. h1 B. h2 C. h2-h0 D. h2-h1
(3) 该同学根据表中数据分别作出图(b)中图甲的Δh-x和图乙的Δh-x2图像,由此得到的结论是弹簧弹性势能的大小与　　　　　　　　成正比。
第十二章素能测评
一、 1. B　2. B　3. C　4. C　5. C　6. B　7. C　8. D
9. D　10. B　11. D　12. B
二、 13. 弹性势　动　重力势　14. 变小　变小　变小　15. B　B　16. (1) 乙　物体温度越高,扩散越快　(2) 甲　热传递　17. 增大　做功　5.4　18. 白天　海风　19. B　乙　乙中卡片压平后橡皮筋形变量更大,能够转化成的动能更多　20. 减小　做功　1800　21. (1) 热传递　(2) C　(3) 0.9q　(4) 3.5×103
三、 22. (1) 水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×4kg×(100℃-50℃)=8.4×105J　(2) 由题知,Q吸=Q放×70%,煤气完全燃烧放出热量Q放===1.2×106J　(3) 由Q放=Vq得需要煤气的体积V===0.03m3　23. (1) 牵引力所做的功W=Fs=1.4×104N×3000m=4.2×107J　(2) 氢燃料完全燃烧放出的热量Q放=m氢q氢=0.6kg×1.4×108J/kg=8.4×107J　(3) 公交车的效率η=×100%=×100%=50%　24. (2) 速度　质量　(3) B　(4) 甲、乙　甲、丙　25. (1) 质量　(2) 秒表　(3) 大于　(4) 1∶2　(5) >　26. (1) 由下而上　(2) 质量　(3) a　b　大于　27. (1) h0-h1　(2) D　(3) 形变量的平方