九年级上册物理 第十二章 机械能和内能 培优测试题（word版含答案）

章末提优
,
重难点1 动能 势能 机械能及其转化
1. （2018·柳州）6月份是柳州杨梅成熟的季节，熟透的杨梅会从树上自然掉落，下落过程中速度越来越大，杨梅的 能转化成 能.
2. （2018·宜昌）2018年4月2日，我国的天宫一号目标飞行器返回大气层，绝大部分部件在下落过程中烧蚀销毁.飞行器进入大气层后，在发生烧蚀前的坠落过程中，关于飞行器的说法错误的是（ ）


A. 动能增大 B. 重力势能减小
C. 机械能保持不变 D. 机械能减小
重难点2 内能及其利用
3. （2018·湖州）下面是两个有关热学方面的观点，请用实例说明它们是错误的.
（1）物体吸收热量，温度一定升高.
实例：________________________________________________________________________.
（2）物体温度升高，一定是吸收了热量.
实例：________________________________________________________________________.
4. （2018·郴州）下列事例中，属于内能转化为机械能的是（ ）
A. 用气筒给自行车打气时气筒会发热
B. 两手互相摩擦，手心变热
C. 水壶中水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起
D. 流星与空气摩擦生热发光
5. （2018·无锡）如图所示是汽油机工作时，做功冲程示意图，下列说法

正确的是（ ）
A. 该冲程中活塞往复运动两次
B. 该冲程是机械能转化为内能
C. 该冲程是内能转化为机械能
D. 随着汽油的燃烧，汽油的热值会减小
重难点3 比热容及其应用
6. （2018·广东丰顺期末）请你想象一下，假如“水的比热容变为原来的一半”，则可能会出现（ ）
A. 同体积的水质量会减半
B. 沿海地区的夏季比内陆地区更凉爽
C. 沿海地区的昼夜温差会变大
D. 水的沸点会升高超过100摄氏度
7. （2018·淄博）下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是（ ）
A. 让热水流过散热器供暖
B. 用循环水冷却汽车发动机
C. 沿海地区昼夜温差较小
D. 夏天在房间内洒水降温


8. 为了比较水和煤油的吸热能力，江涛用两个如图所示的装置做了实验.
（1）在两个相同的烧杯中应加入初温相同、 相同的水和煤油.
（2）实验中搅拌器的作用是：使液体 ；选用相同酒精灯加热的目的是：使水和煤油在相同时间内 Ｗ.
（3）实验中发现煤油的温度比水的温度升高得 （填“快”或“慢”），这表明 吸热本领更强.
重难点4 热量的相关计算
9. 有质量为5 kg、初温为15 ℃的水，吸热后温度升高到95 ℃，则需吸收的热量为 J；如果这些热量由天然气燃烧来提供，则至少需要燃烧热值为4.0×107 J/m3的天然气 m3.
10. （2018·常州模拟）为了探究某物质在固态和液态时的吸热能力，小芳同学用酒精灯（火焰大小保持不变）均匀加热0.4 kg该种固体，根据实验数据绘制出的图线如图所示.通过查阅资料已知该物质液态（BC阶段）时的比热容为3×103 J/（kg·℃）.
（1）该物质在B点时的内能 （填“大于”“小于”或“等于”）在A点时的内能；
（2）求该物质在BC段共吸收了多少热量？经测量BC阶段消耗热值为3.0×107 J/kg的酒精10 g（酒精完全燃烧），求在BC阶段的热转化效率为多大？
（3）该物质在固态（OA阶段）时的比热容为多大？









, 常考题演练)
1. 夏天，水泥马路的温度往往比湖水高得多，这是由于水的 大.为此，市政部门经常派出洒水车向路面洒水降温，这是利用 方式改变物体内能的，此过程中水的蒸发 （填“属于”或“不属于”）分子运动；若某辆洒水车洒水时做匀速直线运动，则该洒水车的动能将 （填“增大”“减小”或“不变”）.
2. （2018·黑龙江）内燃机一个工作循环有四个冲程，实现将内能转化为机械能的是 冲程.某品牌汽车每行驶100 km耗油7 kg，这些汽油完全燃烧要放出 J的热量.（汽油的热值q＝4.6×107 J/kg）
3. 如图所示，一个静止小球从A点沿粗糙程度相同的轨道下滑，经B点到达C点，从A点到达C点的过程中，小球的动能 ，小球的重力势能 ，小球的机械能 Ｗ.（填序号）
①保持不变；②一直减小；③先增大后减小；④一直增大；⑤先减小后增大.

4. （2017·枣庄）如图是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的热机效率是（ ）

A. 25% B. 35%
C. 40% D. 75%
5. （2018·江苏高邮期中）关于热和能，正确的说法是（ ）
A. 热机做功冲程中，内能转化为机械能
B. 热传递过程中，内能大的物体放出热量
C. 物体内能减少，温度一定降低
D. 燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
6. （2017·上海）两个质量不同的金属块，放出相同热量，降低相同温度，则（ ）
A. 质量大的金属块的比热容一定大
B. 质量大的金属块的比热容一定小
C. 质量大的金属块的比热容可能大
D. 两个金属块的比热容有可能相同
7. （2018·广州）如图所示，甲、乙两个质量不同的小球从相同高度静止释放，甲球下落过程中经过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
（第7题）
（第8题）

8. （多选）将装有酒精的金属管固定在桌子上，并用塞子塞紧.快速来回拉动绕在管上的绳子，过一会儿塞子跳起来，如图所示.则（ ）
A. 拉动绳子过程，金属管温度升高，内能增加
B. 拉动绳子过程，管内酒精温度升高，蒸发加快
C. 塞子跳起时，管内气体温度升高，内能增加
D. 塞子跳起时，管内气体内能全部转化为塞子的机械能
9. （2018·包头）在研究“物体动能与质量和速度的关系”实验中，将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离.


实验次数
钢球质量m/g
钢球下摆高
度h/cm
木块滑行距
离s/cm
1
20
30
35
2
40
30
65
3
60
30
（1）本实验使钢球获得动能的操作方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
（2）从上表数据可以看出，实验中控制了 相同，从而探究动能与 的关系.
（3）第1次实验时若不考虑能量损失，钢球对木块最多可做 J的功；第3次实验时，木块被撞后滑出木板无法记录数据，需要重做第三次实验，甲同学建议换用同样较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度，你认为应当采用 同学的建议.（g取10 N/kg）
（4）由上述实验数据和现象可得出结论：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
10. （2018·渭南临渭区期末）某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关.于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B球质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H处静止下落，C球从距沙表面高2H处静止下落，D球从距沙表面高2H处的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）.实验测得A、B两球陷入沙坑的深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙坑的深度为h3，且h1＜h2＜h3.

（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过 来反映的.
（2）比较A、B两球，发现B球陷入沙坑深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时，________________________________________________________________________.
（3）比较 两球，发现C球陷入沙坑深度更大，由此可得出结论：当物体的质量相同时，下落的高度越高，物体的重力势能越大.
（4）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙坑深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径 （填“有关”或“无关”）.
（5）本实验中采用的物理方法有 和 Ｗ.
11. 在一节物理研究课中，小明同学与小芳同学要比较甲、乙两种液体的比热容大小.他们准备了两只相同的烧杯，分别装了初温和质量相同的甲、乙液体.
（1）在设计实验方案时，加热方式选择下列的 （填字母代号）更科学.
A. 用两只相同的酒精灯分别给装甲、乙液体的烧杯加热
B. 用两只功率相同的电加热器分别浸没在甲、乙液体中加热
（2）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 （填“仅小明可行”“仅小芳可行”或“两人都可行”）.
（3）根据你第（2）问做出的选择，说出应该怎样判断得出甲、乙两种液体比热容的大小.

















12. 某物理兴趣小组的同学，用煤炉给8kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在4min内完全燃烧了1.4kg的煤，水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃），煤的热值约为3×107 J/kg，求：
（1）经过4min时间加热，水所吸收的热量；
（2）煤炉烧水时的热效率.


章末提优
【重难点突破】
1. 重力势 动
2. C
3. (1)冰在熔化过程中，吸收热量，温度不变 (2)压缩空气做功，使空气温度升高(合理即可)
4. C 解析：用打气筒给自行车打气时，活塞压缩空气做功，空气内能增加，温度升高，机械能转化为内能，故A错误；两手相互搓一搓，手心变热是摩擦生热，也就是用做功的方式使手的内能增加，是把机械能转化为内能，故B错误；烧水时水蒸气把壶盖顶起，是水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，故C正确；流星与空气摩擦，温度升高，发光发热，是机械能转化为内能，故D错误．
5. C 解析：在四冲程汽油机的一个工作循环中，活塞往复运动两次，燃气推动活塞做功一次，故A错误；根据图示可知，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，汽缸容积增大，因此是做功冲程，在做功冲程中内能转化为机械能，故B错误，C正确；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，汽油的热值不变，故D错误．
6. C 解析：水的密度不变，同体积的水质量不变，故A错误；水的比热容变小后，根据Q＝cmΔt可知，在质量和吸收(或放出)热量一定时，水的温度变化大，夏季沿海地区不会比内陆地区更凉爽，故B错误；水的比热容变小后，根据Q＝cmΔt可知，在质量和吸收(或放出)热量一定时，水的温度变化大，所以沿海地区的昼夜温差会变大，故C正确；水的沸点和比热容没有关系，故D错误．故选C.
7. D 解析：炎热的夏天，在室内地面上洒水，水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度，使人感到凉爽，不是利用水的比热容大的特点，故D符合题意．
8. (1)质量 (2)受热均匀 吸收相同的热量 (3)快 水
9. 1.68×106 0.042 解析：水吸收的热量：Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×5kg×(95℃－15℃)＝1.68×106 J．由Q放＝Vq得，烧开这些水需要天然气的体积：V＝＝＝＝4.2×10－2 m3.
10. (1)大于 (2)4.8×104 J 16% (3)1.5×103 J/(kg·℃)
解析：(1)该物质在熔化过程中吸收热量、温度不变，是晶体，因此该物质在B点时的内能大于在A点时的内能；(2)由图像知，在第6 min该物质的温度为50 ℃，在第10 min该物质的温度为90 ℃，则该物质在BC段吸收的热量为：Q吸＝cmΔt＝3×103 J/(kg·℃)×0.4 kg×(90 ℃－50 ℃)＝4.8×104 J；10 g酒精完全燃烧放出的热量为：Q放＝mq酒精＝0.01 kg×3.0×107 J/kg＝3×105 J，则η＝×100%＝×100%＝16%；(3)OA段用时2 min，BC段用时4 min，物质在固态(OA阶段)时吸收的热量等于BC段吸收热量的一半，所以该物质在固态(OA阶段)时吸收的热量Q′吸＝Q吸＝×4.8×104 J＝2.4×104 J，由Q吸＝cmΔt可得：c′＝＝＝1.5×103 J/(kg·℃)．
【常考题演练】
1. 比热容 热传递 属于 减小 2. 做功 3.22×108
3. ③ ⑤ ② 解析：小球从A运动到B的过程中，质量不变、高度降低，重力势能减小；质量不变、速度增大，动能增大．小球从B运动到C的过程中，质量不变、高度增大，重力势能增大；质量不变、速度减小，动能减小．则从A点到达C点的过程中，小球的动能先增大后减小，小球的重力势能先减小后增大．因为轨道是粗糙的，整个过程中要克服摩擦做功，机械能转化为内能，小球的机械能一直在减小．
4. B 5. A 6. B
7. B 解析：甲、乙两个质量不同的小球从相同高度静止释放，忽略空气阻力，两个小球同时落地，即速度相等，但甲、乙两个小球质量不同，所以着地瞬间，两球的动能不相等，故A错误；忽略空气阻力，机械能守恒，故甲球在P点和Q点的机械能相等，故B正确；释放瞬间，两球所处高度相同，但两球质量不同，重力不同，所以两球的重力势能不相等，故C错误；从释放到着地，两球下落的高度相同，但两球质量不同，重力不同，所以，根据W＝Gh可知，两球所受重力做的功不相等，故D错误．
8. AB 解析：拉动绕在管上的绳子，绳子会对管子做功，管子温度会升高，内能会增大，故A正确；因管子与酒精会有温度差，所以管子会把热量传递给酒精，酒精的温度也会升高，蒸发加快，故B正确；酒精的内能增加，最终气体的内能部分转化为塞子的机械能，会看到塞子跳起来，故D错误；塞子跳起时，管内气体的温度降低，内能减小，故C错误．
9. (1)将钢球从某一高度由静止释放 (2)速度 质量 (3)0.06 甲 (4)速度一定时，质量越大，动能越大
解析：(1)让钢球从某一高度由静止释放，使钢球获得动能；钢球动能的大小是通过木块滑行距离来体现的，木块滑行的距离越长，就表示钢球的动能越大．(2)让钢球从斜面的同一高度处释放，使钢球撞击木块的速度相同，从而探究动能与质量的关系．(3)第1次实验时若不考虑能量损失，钢球对木块最多可做的功：W＝mgh＝0.02 kg×10 N/kg×0.3 m＝0.06 J；上面的两次实验是在速度一定时，改变钢球的质量，探究动能的大小，动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的，因此应改变木板的长度，应采用甲的建议．(4)由表中的数据知：速度一定时，质量越大，动能越大．
10. (1)铅球陷入沙坑的深度 (2)物体的质量越大，重力势能越大 (3)A、C (4)无关 (5)控制变量法 转换法
解析：(1)本实验中，铅球的重力势能大小是通过铅球陷入沙坑的深度来反映的；(2)比较A、B两球，下落高度和运动路径均相同，B球质量大于A球质量，发现B球陷入沙坑深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大；(3)由题意可知，本次实验要研究物体重力势能与下落高度的关系，需要保持物体的质量和运动路径相同，改变下落高度，所以应比较A、C两球；(4)比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，发现两球运动的路径不同时，陷入沙坑的深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关．(5)铅球的重力势能大小是通过球陷入沙坑的深度来反映的，用到转换法；由猜想知，物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关，探究过程应用了控制变量法．
11. (1)B (2)两人都可行 (3)小明：将甲、乙两种液体加热到相同的温度比较加热时间，加热时间长的比热容大 小芳：加热相同的时间比较甲、乙两种液体末温，末温低的比热容大
12. (1)1.68×106 J (2)4%
解析：(1)经过4min时间加热，水所吸收的热量：Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×8kg×(70℃－20℃)＝1.68×106 J.
(2)煤完全燃烧产生的热量：Q放＝m煤q＝1.4kg×3×107 J/kg＝4.2×107 J；煤炉烧水时的热效率：η＝×100%＝×100%＝4%.