2020年秋北师大版九年级物理第十章《机械能 内能及其转化》综合测试卷（Word版附答案）

第十章《机械能
内能及其转化》
综合测试卷(时间：60分钟　分数：100分)
一、选择题(每题3分，共30分)
1．跳伞运动员在空中匀速下落的过程中(
)
A．重力势能减小　　　　B．动能增加　　　　C．机械能增加　　　　D．机械能不变
2．我国发射“嫦娥三号”运载火箭，运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有(
C
)
A．较大的比热容
B．较低的沸点
C．较大的热值
D．较高的凝固点
3．下列哪一个实例中，采用做功的方式，使画横线物体的内能逐渐减小的是(
)
A．热水倒入茶杯，茶杯的温度升高
B．水蒸气冲开水瓶塞子
C．电炉通电后，电阻丝逐渐变红
D．汽油机压缩冲程中燃料混合物的温度发生变化
4．关于内能、温度和热量，下列说法中正确的是(
)
A．0℃的冰没有内能
B．质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量越多，其热值越大
C．物体吸收热量，温度不一定升高
D．热传递过程中，内能总是从内能多的物体向内能少的物体转移
5．小田帮妈妈用高压锅煲鸡汤时，联想到了许多物理知识。下列说法正确的是(
)
A．鸡汤香气四溢是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动
B．鸡汤沸腾过程中吸收热量，温度不变，内能也一定不变
C．煲鸡汤时利用了做功的方法使鸡汤内能增大
D．煲鸡汤过程中，限压阀转动，此过程的能量转化与内燃机的压缩冲程相似
6．如图所示是小刚在中考体育测试中投掷铅球的过程示意图。铅球在b点离手，c点是铅球运动的最高点，d点是铅球运动的最低点。整个过程中，若不计空气阻力，下列说法错误的是(
B
)
A.在a到d的过程中，铅球相对于地面是运动的
B．在b到d的过程中，铅球的机械能先增加后减少
C．在c到d的过程中，铅球的重力势能转化为动能
D．在a到b的过程中，小刚对铅球做了功
7．如图所示，过山车是一项惊险刺激的游戏项目，下列关于过山车的机械能说法正确的是(
)
A．刚开始过山车匀速被拉升时，机械能不变
B．过山车向下俯冲时，重力势能转化为动能
C．通过环形轨道最高点时，重力势能最大，动能为0
D．过山车在运行过程中机械能守恒
8．如图所示，通过煎、炒、蒸、拌烹调的四种美食中所包含的物理知识，认识正确的是(
)
A．煎：煎锅一般用铁制造，主要是利用铁的比热容大
B．炒：主要是通过做功使藜蒿和腊肉内能增加
C．蒸：是通过热传递和高温水蒸气液化放热，使榆钱饭蒸熟
D．拌：香葱和豆腐要拌着才能入味，说明分子没有做无规则运动
9．关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法：①在做功冲程中，是机械能转化为内能；②在做功冲程中，是内能转化为机械能；③只有做功冲程是燃气对外做功；④汽油机和柴油机的点火方式相同。以上说法中正确的是(
)
A．只有②③
B．只有①③
C．只有②④
D．只有②③④
10．探究“比较不同物质的吸热能力”时，同学们用酒精灯同时开始均匀加热质量和初温都相同的沙子和水，装置如图所示，下列说法正确的是(
)
A．实验中，沙子吸热升温较快，说明沙子吸热能力较强
B．在本实验中，物体吸热多少是由物质的种类决定的
C．实验中，将沙子和水加热到相同温度时，它们吸收的热量相同
D．实验中，加热相同的时间，末温低的物质吸热能力强
二、填空题(每空2分，共30分)
11．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_________。(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
eq
\o(\s\up7(),\s\do5(（第11题图）))
　
eq
\o(\s\up7(),\s\do5(（第13题图）))
　
eq
\o(\s\up7(),\s\do5(（第14题图）))
　
eq
\o(\s\up7(),\s\do5(（第15题图）))
12．沪蓉高速长阳段路陡弯急，特别是榔坪到贺家坪这段路，很多重载汽车由于频繁使用刹车，使刹车片温度过高而导致刹车失灵，这是通过_________方式改变了物体的内能。高速交管部门为了减少交通事故，要求大货车必须进休息站用水浇车轮来降低刹车片的温度，这是通过__________方式减少内能。
13．桂林出产的柿饼是有名的地方特产。如图所示是将柿子晾晒成柿饼的场景，晾晒过程通过___________的方式使柿子内能___________，温度升高，加快水分的蒸发。
14．在四川邛徕窖遗址中出土了一种唐朝“省油灯”。这种省油灯的灯盏是铜质的，在灯盏下增加了一层夹层，又叫夹层灯。夹层留一小孔，可以从小孔向夹层中加水。普通灯点燃后，热会由灯盏通过___________的方式使油的内能增加，温度___________，加快油的对流，增加耗油量。省油灯在夹层中加水，降低油温，达到省油的目的，这是利用水的____________的特性。
15．“东风快递，使命必达”，如图所示的是国庆阅兵式上我国首次亮相的高超音速导弹DF－17，该导弹的最快速度可达10马赫(1马赫＝1倍音速)。DF－17采用火箭动力助推火箭发动机____________(选填“属于”“不属于”)内燃机。DF－17的表面层由耐高温材料制成，这是因为DF－17弹头从太空返回地面过程中与大气发生摩擦，将机械能转化为_____________能，导致温度升高。
16．我国于2017年5月18日在南海海域成功试采“可燃冰”，“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力，在相同条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达到天然气的数十倍。如果“可燃冰”热值是天然气的10倍，设天然气热值为4.2×107J/kg，完全燃烧0.5kg“可燃冰”放出的热量为____________J；若在不考虑热量损失的情况下，这些热量能使800kg、45℃的水刚好达到沸点，则此时水的沸点是___________℃，水面上方的气压____________(选填“大于”“小于”或“等于”)1标准大气压。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]
三、简答题(6分)
17．暑假里，小梅跟着妈妈去青岛避暑。一天，烈日当空，小梅在海边玩耍时发现：海边的沙子热得烫脚，而海水却是凉凉的。请用比热容的知识说明这一现象。
四、实验探究题(每空1分，共15分)
18．物体由于__运动__而具有的能，叫作动能。在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，小明提出如下猜想：
A．物体的动能可能与物体的质量有关；
B．物体的动能可能与物体的速度有关。
设计以下探究实验：让质量为m的小球从高为h的斜槽上滚下，在水平面上运动。运动的小球碰上水平面上静止的木块后，能将木块撞出一段距离s。实验过程如图甲、乙、丙所示。图中m1＜m2、s1＜s2、s1＜s3、h1＜h2，水平面上所用的木块是同一木块。
(1)通过观察比较____________________就可以反映小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是___________(选填“放大”“控制变量”或“转换”)法。
(2)通过比较甲、乙，可初步验证___________(填猜想序号)是正确的。
(3)通过比较_____________两次实验，初步验证猜想A是正确的。
(4)实验表明：质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越____________；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越___________。
19．探究物质的吸热能力，通常有两种方案：
方案一：取相同质量的两种物质，吸收相等的热量，比较温度的变化。
方案二：取相同质量的两种物质，升高相同的温度，比较吸收的热量。
(1)为便于开展实验探究，热源相同时，我们将方案中的“吸收的热量”转换为“加热的时间”，通过加热时间的长短可知吸收热量的多少。实验室温度计就是应用这种转换思想测量温度的：当温度升高或降低时，温度计中的液体便膨胀或收缩，从温度计中___________的变化便可知温度的变化。
(2)下表是小明探究甲、乙两种液体的吸热能力时记录的实验数据。
液体
名称
液体质量
m/g
初温
t1/℃
末温
t2/℃
加热时间
t/min
吸热情况
“多”或“少”
甲
10
30
40
6
多
乙
10
30
40
3
少
分析表中信息，小明采用的是____________(选填“方案一”或“方案二”)；
分析表中数据，可得出的结论：_____________；
如果甲、乙两种液体都可作为发动机冷却液，从物质吸热能力角度考虑，应选_____________液体作发动机冷却液。
20．为了探究“弹簧的弹性势能跟哪些因素有关”，小明同学设计了如图所示的装置，并进行了如下实验。
①将弹簧放在水平面上，一端固定。
②在弹性限度内，用物块(物块与弹簧不连接)将弹簧压缩，测量并记录弹簧的形变量Δl。
③由静止释放物块，测量并记录物块在水平面上滑行的距离s。
④多次改变弹簧的形变量，重复步骤②③。
⑤分析实验数据得出结论。
请回答以下问题：
(1)本实验中，探究了弹簧弹性势能大小跟____________的关系。
(2)本实验中，弹簧弹性势能大小是通过___________来间接反映的。
(3)本实验中，从物块离开弹簧到静止，物块将____________能转化为_____________能。
五、计算题(第21题9分，第22题10分，共19分)
21．(德州中考)在一个标准大气压下，用炉子将10kg的水从20℃加热至沸腾，燃烧了0.5kg的焦炭，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，焦炭的热值为3.0×107J/kg。求：
(1)水吸收的热量；
(2)0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量；
(3)炉子烧水的效率。
22．如图所示是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时，消耗汽油1.5L。假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，求：
(1)该汽车发动机做的有用功是多少？
(2)该汽车的输出功率为多少？(汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/kg)
参考答案
一、选择题(每题3分，共30分)
1．跳伞运动员在空中匀速下落的过程中(
A
)
A．重力势能减小　　　　B．动能增加　　　　C．机械能增加　　　　D．机械能不变
2．我国发射“嫦娥三号”运载火箭，运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有(
C
)
A．较大的比热容
B．较低的沸点
C．较大的热值
D．较高的凝固点
3．下列哪一个实例中，采用做功的方式，使画横线物体的内能逐渐减小的是(
B
)
A．热水倒入茶杯，茶杯的温度升高
B．水蒸气冲开水瓶塞子
C．电炉通电后，电阻丝逐渐变红
D．汽油机压缩冲程中燃料混合物的温度发生变化
4．关于内能、温度和热量，下列说法中正确的是(
C
)
A．0℃的冰没有内能
B．质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量越多，其热值越大
C．物体吸收热量，温度不一定升高
D．热传递过程中，内能总是从内能多的物体向内能少的物体转移
5．小田帮妈妈用高压锅煲鸡汤时，联想到了许多物理知识。下列说法正确的是(
A
)
A．鸡汤香气四溢是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动
B．鸡汤沸腾过程中吸收热量，温度不变，内能也一定不变
C．煲鸡汤时利用了做功的方法使鸡汤内能增大
D．煲鸡汤过程中，限压阀转动，此过程的能量转化与内燃机的压缩冲程相似
6．如图所示是小刚在中考体育测试中投掷铅球的过程示意图。铅球在b点离手，c点是铅球运动的最高点，d点是铅球运动的最低点。整个过程中，若不计空气阻力，下列说法错误的是(
B
)
A.在a到d的过程中，铅球相对于地面是运动的
B．在b到d的过程中，铅球的机械能先增加后减少
C．在c到d的过程中，铅球的重力势能转化为动能
D．在a到b的过程中，小刚对铅球做了功
7．如图所示，过山车是一项惊险刺激的游戏项目，下列关于过山车的机械能说法正确的是(
B
)
A．刚开始过山车匀速被拉升时，机械能不变
B．过山车向下俯冲时，重力势能转化为动能
C．通过环形轨道最高点时，重力势能最大，动能为0
D．过山车在运行过程中机械能守恒
8．如图所示，通过煎、炒、蒸、拌烹调的四种美食中所包含的物理知识，认识正确的是(
C
)
A．煎：煎锅一般用铁制造，主要是利用铁的比热容大
B．炒：主要是通过做功使藜蒿和腊肉内能增加
C．蒸：是通过热传递和高温水蒸气液化放热，使榆钱饭蒸熟
D．拌：香葱和豆腐要拌着才能入味，说明分子没有做无规则运动
9．关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法：①在做功冲程中，是机械能转化为内能；②在做功冲程中，是内能转化为机械能；③只有做功冲程是燃气对外做功；④汽油机和柴油机的点火方式相同。以上说法中正确的是(
A
)
A．只有②③
B．只有①③
C．只有②④
D．只有②③④
10．探究“比较不同物质的吸热能力”时，同学们用酒精灯同时开始均匀加热质量和初温都相同的沙子和水，装置如图所示，下列说法正确的是(
D
)
A．实验中，沙子吸热升温较快，说明沙子吸热能力较强
B．在本实验中，物体吸热多少是由物质的种类决定的
C．实验中，将沙子和水加热到相同温度时，它们吸收的热量相同
D．实验中，加热相同的时间，末温低的物质吸热能力强
二、填空题(每空2分，共30分)
11．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__③__，小球的重力势能__⑤__，小球的机械能__②__。(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
eq
\o(\s\up7(),\s\do5(（第11题图）))
　
eq
\o(\s\up7(),\s\do5(（第13题图）))
　
eq
\o(\s\up7(),\s\do5(（第14题图）))
　
eq
\o(\s\up7(),\s\do5(（第15题图）))
12．沪蓉高速长阳段路陡弯急，特别是榔坪到贺家坪这段路，很多重载汽车由于频繁使用刹车，使刹车片温度过高而导致刹车失灵，这是通过__做功__方式改变了物体的内能。高速交管部门为了减少交通事故，要求大货车必须进休息站用水浇车轮来降低刹车片的温度，这是通过__热传递__方式减少内能。
13．桂林出产的柿饼是有名的地方特产。如图所示是将柿子晾晒成柿饼的场景，晾晒过程通过__热传递__的方式使柿子内能__增大__，温度升高，加快水分的蒸发。
14．在四川邛徕窖遗址中出土了一种唐朝“省油灯”。这种省油灯的灯盏是铜质的，在灯盏下增加了一层夹层，又叫夹层灯。夹层留一小孔，可以从小孔向夹层中加水。普通灯点燃后，热会由灯盏通过__热传递__的方式使油的内能增加，温度__升高__，加快油的对流，增加耗油量。省油灯在夹层中加水，降低油温，达到省油的目的，这是利用水的__比热容大__的特性。
15．“东风快递，使命必达”，如图所示的是国庆阅兵式上我国首次亮相的高超音速导弹DF－17，该导弹的最快速度可达10马赫(1马赫＝1倍音速)。DF－17采用火箭动力助推火箭发动机__属于__(选填“属于”“不属于”)内燃机。DF－17的表面层由耐高温材料制成，这是因为DF－17弹头从太空返回地面过程中与大气发生摩擦，将机械能转化为__内__能，导致温度升高。
16．我国于2017年5月18日在南海海域成功试采“可燃冰”，“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力，在相同条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达到天然气的数十倍。如果“可燃冰”热值是天然气的10倍，设天然气热值为4.2×107J/kg，完全燃烧0.5kg“可燃冰”放出的热量为__2.1×108__J；若在不考虑热量损失的情况下，这些热量能使800kg、45℃的水刚好达到沸点，则此时水的沸点是__107.5__℃，水面上方的气压__大于__(选填“大于”“小于”或“等于”)1标准大气压。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]
三、简答题(6分)
17．暑假里，小梅跟着妈妈去青岛避暑。一天，烈日当空，小梅在海边玩耍时发现：海边的沙子热得烫脚，而海水却是凉凉的。请用比热容的知识说明这一现象。
答：水的比热容比沙子大，在吸收同样多热量的情况下，水升高的温度要比沙子低。
四、实验探究题(每空1分，共15分)
18．物体由于__运动__而具有的能，叫作动能。在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，小明提出如下猜想：
A．物体的动能可能与物体的质量有关；
B．物体的动能可能与物体的速度有关。
设计以下探究实验：让质量为m的小球从高为h的斜槽上滚下，在水平面上运动。运动的小球碰上水平面上静止的木块后，能将木块撞出一段距离s。实验过程如图甲、乙、丙所示。图中m1＜m2、s1＜s2、s1＜s3、h1＜h2，水平面上所用的木块是同一木块。
(1)通过观察比较__木块被撞移动的距离__就可以反映小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是__转换__(选填“放大”“控制变量”或“转换”)法。
(2)通过比较甲、乙，可初步验证__B__(填猜想序号)是正确的。
(3)通过比较__甲、丙__两次实验，初步验证猜想A是正确的。
(4)实验表明：质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越__大__；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越__大__。
19．(济宁中考)探究物质的吸热能力，通常有两种方案：
方案一：取相同质量的两种物质，吸收相等的热量，比较温度的变化。
方案二：取相同质量的两种物质，升高相同的温度，比较吸收的热量。
(1)为便于开展实验探究，热源相同时，我们将方案中的“吸收的热量”转换为“加热的时间”，通过加热时间的长短可知吸收热量的多少。实验室温度计就是应用这种转换思想测量温度的：当温度升高或降低时，温度计中的液体便膨胀或收缩，从温度计中__液柱__的变化便可知温度的变化。
(2)下表是小明探究甲、乙两种液体的吸热能力时记录的实验数据。
液体
名称
液体质量
m/g
初温
t1/℃
末温
t2/℃
加热时间
t/min
吸热情况
“多”或“少”
甲
10
30
40
6
多
乙
10
30
40
3
少
分析表中信息，小明采用的是__方案二__(选填“方案一”或“方案二”)；
分析表中数据，可得出的结论：__甲的吸热能力强__；
如果甲、乙两种液体都可作为发动机冷却液，从物质吸热能力角度考虑，应选__甲__液体作发动机冷却液。
20．为了探究“弹簧的弹性势能跟哪些因素有关”，小明同学设计了如图所示的装置，并进行了如下实验。
①将弹簧放在水平面上，一端固定。
②在弹性限度内，用物块(物块与弹簧不连接)将弹簧压缩，测量并记录弹簧的形变量Δl。
③由静止释放物块，测量并记录物块在水平面上滑行的距离s。
④多次改变弹簧的形变量，重复步骤②③。
⑤分析实验数据得出结论。
请回答以下问题：
(1)本实验中，探究了弹簧弹性势能大小跟__弹簧形变量__的关系。
(2)本实验中，弹簧弹性势能大小是通过__物块滑行的距离__来间接反映的。
(3)本实验中，从物块离开弹簧到静止，物块将__动__能转化为__内__能。
五、计算题(第21题9分，第22题10分，共19分)
21．(德州中考)在一个标准大气压下，用炉子将10kg的水从20℃加热至沸腾，燃烧了0.5kg的焦炭，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，焦炭的热值为3.0×107J/kg。求：
(1)水吸收的热量；
(2)0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量；
(3)炉子烧水的效率。
(1)水吸收的热量Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×10kg×(100℃－20℃)＝3.36×106J；
(2)焦炭完全燃烧放出的热量Q放＝qm＝3.0×107J/kg×0.5kg＝1.5×107J；
(3)炉子烧水的效率η＝＝＝22.4%。
22．如图所示是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时，消耗汽油1.5L。假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，求：
(1)该汽车发动机做的有用功是多少？
(2)该汽车的输出功率为多少？(汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/kg)
(1)由密度公式ρ＝可得消耗汽油的质量为m＝ρV＝0.8×103kg/m3×1.5×10－3m3＝1.2kg，汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝1.2kg×4.5×107J/kg＝5.4×107J；由η＝得汽油机做的有用功：W＝ηQ放＝30%×5.4×107J＝1.62×107J；
(2)由v＝变形得汽车运动时间：t＝＝＝h＝400s；汽车的输出功率：P＝＝＝4.05×104W。