第12章 机械能和内能自学自测-2021年暑假苏科版物理九年级上册（有答案）

第12章 机械能和内能自学自测
一、选择题 （每题2分共22分）
1．下列关于功、内能和热量的描述中正确的是（　　）
A．物体的温度不变，内能一定不变
B．做功和热传递都能改变物体的内能
C．温度高的物体含有的热量比温度低的物体多
D．热量总是自发地从内能高的物体向内能低的物体传递

2．关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（　　）
A．吸气冲程：只吸入空气
B．压缩冲程：缸内温度降低
C．做功冲程：气体推动活塞做功
D．排气冲程：内能转化为机械能

3．如图所示，用酒精灯给水加热一段时间后，观察到软木塞冲出试管口。试管内的水蒸气推动木塞冲出过程中（　　）
A．水蒸气的内能增大
B．与内燃机的压缩冲程相似
C．水蒸气减少的内能等于软木塞增加的机械能
D．水蒸气减少的内能大于软木塞增加的机械能

4．两个相互接触的物体之间发生热传递，那么它们一定具有不同的（ ）
A．温度 B．内能 C．质量 D．热量

5．如图所示，小球从左侧斜面的P点由静止释放，在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点，M、N是小球运动过程中先后通过的两个等高点，下列关于该过程的说法中正确的是（　　）
A．小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能全部转化为动能
B．小球从P点向Q点运动的过程中，机械能保持不变
C．小球从P点向Q点运动的过程中，所受支持力不做功
D．小球通过M、N两点时的速度大小相等

6．下列过程中，将内能转化为机械能的是（　　）
A．从滑梯上滑下时臀部发热 B．电热水壶烧水
C．内燃机的做功冲程 D．电风扇转动

7．汽油机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此时气体的温度和内能的变化情况是（ ）
A．温度降低，内能增大 B．温度不变，内能不变
C．温度升高，内能增大 D．温度降低，内能减小

8．伽利略认为：一个金属小球从光滑斜面的某一高度处由静止滚下，由于不受阻力，没有能量损耗，那么它必定到达另一光滑斜面的同一高度，若把斜面放平缓一些，也会出现同样的情况，模拟实验如图，则下列说法中正确的是（　　）
A．小球从斜面滚下过程中受平衡力作用
B．小球到达B点时的机械能大于到达C点时的机械能
C．减小右侧斜面与水平面的夹角后，小球在右侧斜面上运动到最高点时克服重力做功变多
D．右侧斜面与水平面的夹角减小为0°后，小球到达水平面后动能不变

9．如图所示，当摆线自然下正时，小球在B点。现将小球拉到A点，然后释放。小球将从A摆向B，再由B摆向C。下列判断正确的是（　　）
A．小球在A点时，重力势能和动能都最大
B．小球在B点时，重力势能和动能都最大
C．小球从A到B的过程中，重力势能减小，动能增大
D．小球从B到C的过程中，重力势能减小，动能增大

10．如图所示，是根据研究物质比热容实验时绘制的图象，实验中两种不同的物质质量相同，初温度相同，选用的加热器相同，根据图象可知（　　）
A．若加热相同时间，a物质吸收的热量多，比热容小
B．若吸收的热量相同，b物质温度升高的多，比热容大
C．若加热时间相同，b物质的末温度高，比热容小
D．若吸收的热量相同，b物质末温度低，比热容大

11．如图所示，斜面与水平面在M点相连，弹簧左端固定。小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后最高返回到T点。则下列说法中正确的是（　　）
A．小物块从P向M运动过程中，机械能减小
B．小物块从P向M运动过程中，重力势能增大
C．弹簧被压缩到最短时，小物块动能最大
D．小物块从M向T运动过程中，速度变快

二、填空题 （每空2分共24分）
12．使用清洁能源天然气有助于国家提出的2060年前实现碳中和的目标。小明同学用他家的天然气灶将质量为2kg，初温为15℃的水加热到95℃，水吸收的热量是_______J：若此过程的热效率为40%，则此过程消耗天然气_______m3。（水的比热容为4．2103J/（kg·℃），天然气热值为4.2107/m3）

13.在抗震救灾中，空降部队的战士跳伞时在空中未打开伞，且加速下降的过程中，战士的动能______，重力势能______；如果伞打开后，战士匀速下降，则他的动能______，机械能______(选填“增大”．“减小”或“不变”)。

14．某插秧机使用的是四冲程汽油机，如图是汽油机的______冲程，如果该汽油机飞轮的转速是3600r/min，则汽油机每秒钟对外做功_______次；某次插秧机消耗汽油0.21kg，若这些汽油完全燃烧，被46kg、初温为10℃的水全部吸收，则水温升高到______℃。（q汽油=4.6×107J/kg、c水=4.2×103J/(kg·℃)）

15．一台单缸四冲程汽油机工作时，若飞轮转速为3600转/分，该汽油机活塞1s对外做功________次。若该汽油机的效率为40%，则消耗5kg的汽油转化成的机械能是_________J。（q汽油=4.6×107J/kg）

16．汽油的热值是4.6×107J/Kg，现有500g汽油，若完全燃烧一半，要放出　 　J的热量，剩余汽油的热值是　 　 。

三、解答题（17题10分，18题12分，19题12分，20题12分，21题8分）
17．在“探究固体熔化时温度的变化规律”实验中，实验装置如图甲所示，将温度计插入试管后，待温度升至50℃左右开始，每隔大约1min记录一次温度，根据记示的数据，在方格纸上以纵轴表示温度，横轴表示时间，描点连线，得到如图乙所示的该物质熔化时温度随时间变化的图像。
（1）实验中采取“水浴法”对试管中的物质加热，这种加热方法的好处是使试管中的物质_______；
（2）由图乙可知，该物质是_______（选填“晶体”或“非晶体”）；
（3）图乙中物体在B点时刻的内能_______（选填“大于”、“小于”或“等于”）D点时刻的内能；
（4）比较图乙中的AB段与DE段可知，物质AB段的比热容_______（选填“大于”“小于”或“等于”DE段的比热容；
（5）某同学把试管中的物质换成水，发现无论怎么加热，试管中的水都不会沸腾，请设计一种可以使试管中的水沸腾的方案：_______（填写一种方案即可）。

18．斜面是物理学常用的实验器材，利用它可以完成许多实验，例如：
(1)如图甲所示，将棉布铺在水平木板上，让小球在斜面上由静止滚下，观察小球运动的距离；去掉木板上的棉布，把小球放在斜面______由静止滚下，观察到小球运动的距离更远。推理得出：运动物体不受力时将______；
(2)在木板上放一个木块。如图乙所示，让小球从斜面上不同高度由静止滚下，观察木块被撞击后在木板上移动的______，可以得出：其他条件一定，运动物体的______越大，动能越大。木块在两次被撞击移动过程中受到的摩擦力大小______（选填“相同”或“不同”）。若还想探究影响动能大小的另一个因素，就需要两个______不同的小球，才能顺利完成实验。

19．某小组同学为了研究水吸收的热量和哪些因素有关，他们将不同质量的水利用同一热源加热，使其升高一定的温度，实验数据记录于下表中。（设每分钟水吸收的热量相同）
（1）水吸收的热量可以通过观察　 　来进行比较。
（2）分析序号　 　的数据，可得出初步结论：相同质量的水，升高的温度△t越大，需要吸收的热量越多。
（3）分析序号3．4．6或2．5．8的数据，可得出初步结论：　 　。
（4）进一步综合分析序号1．5．6和4．7．8的数据后，还可以发现：　 　。

20．每到周末，小晶都去邻居孤寡老人刘奶奶家，帮助老人劈柴、烧水、做饭等。某次烧水时，燃烧了的木材，刚好把初温为，质量为的水烧开（假设木材能够完全燃烧）。已知当地气压为1标准大气压，木材的热值为，水的比热容为。求：
（1）完全燃烧木材能放出多少焦耳的热量？
（2）的水被烧开吸收了多少热量？
（3）小晶烧水的效率是多少？

21．阅读短文，回答问题。
汽油机
单缸四冲程汽油机工作原理：是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气，在吸气冲程中被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生内能，高温高压的气体作用于活塞，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机一个工作循环在包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。
科学家在四冲程发动机的基础上发明了“六冲程引擎”发动机。这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程让水蒸气排放到冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。“六冲程引擎”发动机的优点是环保、效率高。“六冲程引擎”发动机比传统四冲程发动机效率可提高40%。
工程师还制造了四缸四冲程汽油机。制造时通过连杆把四个四冲程汽油机的活塞连在一根曲轴上（如图所示）。四缸四冲程汽油机分为两种：一种是同步汽油机，四个汽缸在同一时间都是做的相同工作：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。一种是异步汽油机，各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别做吸气、压缩和排气工作。
（1）汽油机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将内能转化为______能；
（2）“六冲程引擎”发动机第五冲程相当于四冲程热机的______冲程；
（3）有关四缸四冲程同步汽油机和异步汽油机说法正确的是______。
A．四缸四冲程同步汽油机，飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功
B．四缸四冲程异步汽油机，四个汽缸在同一时间都是做的相同工作
C．若每个汽缸做功功率相同，同步汽油机的平均功率大于异步汽油机平均功率
D．异步机各汽缸的做功冲程错开，机械能输出更平稳

答案
一、选择题
1． B 2． C 3． D 4． A 5． C 6． C
7． D 8． D 9． C 10． D 11． A
二、填空题
12． 13. 增大 减小 不变 减小
14． 做功 30 60 15． 30 9.2×107J
16． 1.15X107 4.6X107J/kg
三、解答题
17． 均匀受热 晶体 小于 小于 用酒精灯直接给试管加热
18． 同一高度 保持匀速直线运动状态 距离 速度 相同 质量
19． （1）加热时间 （2）2和7或3和8 （3）质量不同的水升高相同的温度，吸收的热量不同，质量越大，吸收的热量越多 （4）同种物质，当质量和升高温度的乘积相同时，吸收的热量相同。
20． （1）1.2×107J；（2）6.72×105J；（3）5.6%
21． 机械 做功 D