第12章 机械能和内能 单元检测试卷 2021-2022年苏科版九年级 物理 （word版含答案）

2021-2022年九年级（上）物理同步课时训练作业
第12章 机械能和内能 单元检测试卷
一、单选题（本大题共12小题）(共36分)
1．(本题3分)将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压，放手后笔会向上弹起一定高度。下列关于该过程中能量变化的叙述，其中正确的是（　　）
A．向下按笔的过程中，弹簧的弹性势能减小
B．向下按笔的过程中，笔的重力势能增大
C．笔向上弹起的过程中，笔的动能一直增大
D．笔向上弹起的过程中，笔的重力势能增大
2．(本题3分)我们学习了热机的相关知识，图中是汽油机上作的四个冲程的示意图，其中表示做功冲程的是（　　）
A．B．C．D．
3．(本题3分)质量相等的一杯冷水和一杯热水升高相同的温度，则它们吸收的热量（　　）
A．初温不知，无法判断 B．一样多 C．热水吸收的热量多 D．冷水吸收的热量多
4．(本题3分)小明乘电梯从1楼匀速上升到18楼，则有关小明增大的物理量是（　　）
A．质量 B．体积 C．动能 D．重力势能
5．(本题3分)物理兴趣小组的同学利用如图所示的装置研究影响动能的因素，下列说法正确的是（　　）
A．甲乙两组实验是研究动能与高度的关系
B．乙丙两组实验不能用于研究动能与质量的关系
C．甲乙丙三组实验中的研究对象是小木块
D．如图丁，用形状相同的塑料球和铁球（铁球质量大）将弹簧压缩到相同程度后再放手，可研究动能与质量的关系
6．(本题3分)一架飞机在高空中水平匀速飞行，向灾区投放救灾物资。该飞机在此过程中（　　）
A．动能不变 B．动能减小 C．重力势能不变 D．重力势能增大
7．(本题3分)用轻绳将小球系好后，固定在天花板上，做成一个摆，如图所示，小球在a点由静止释放，经过最低点b点后到达右端最高点c点，整个运动过程中存在空气阻力，对小球从a点向右摆动到c点的过程，下列说法中正确的是（　　）
A．a点和c点等高 B．小球的机械能守恒
C．小球在c点机械能最小 D．小球在b点机械能最大
8．(本题3分)如图所示，小球沿光滑轨道由静止从A点向D点运动的过程中（空气阻力不计），下列说法错误的是（　　）
A．小球在A点的动能为零 B．小球在B点的速度最大
C．小球在C点和B点的机械能相等 D．小球不能到达D点
9．(本题3分)如图所示，某同学进行爬竿训练，爬上竿顶后，再从竿顶顺竿滑到地面，每次所用时间各不相同，下列说法正确的是（　　）
A．向上爬竿过程中动能转化为重力势能
B．下滑过程中摩擦力的大小一定保持不变
C．向上爬竿时受到的摩擦力方向向下
D．下滑时间短的那次速度大，重力做功快
10．(本题3分)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
11．(本题3分)如图所示，A、B两球质量相等，A球用不可伸长的轻绳系于O点，B球用轻弹簧系于false点，O与false点在同一水平面上。分别将A、B球拉到与悬点等高处，细绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球第一次达到各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则两球各自第一次到达悬点正下方时（不计空气阻力）（　　）
A．两球的动能相等
B．B球动能较大
C．A球动能较大
D．A球损失的重力势能较多
12．(本题3分)如图所示，质量为m的小球从静止下落，落在与A点等高处、竖直放置静止的轻弹簧上，到达与B点等高处时小球重力与弹簧的弹力大小相等，图中与C点等高处是小球到达的最低点（不计空气阻力）。下列说法正确的是（　　）
A．到达A点时，小球的动能最大
B．下落过程中，小球重力势能一直减小、动能先增大后减小、小球与弹簧机械能守恒
C．到达C点时，小球的动能为零，受到的重力与弹簧的弹力是一对平衡力
D．从A到B，小球减少的重力势能等于增加的动能
二、填空题（本大题共5小题）(共15分)
13．(本题3分)在热传递过程中，传递能量的多少叫________．物体含有多少热量的说法是________（填“正确”或 “错误”）的．所有能量的单位都是________．在热传递的过程中，物体吸收热量，内能________；放出热量，内能________；吸收或放出的________越多，它的内能改变越大．
14．(本题3分)从高空坠落的鸡蛋也能击碎人的头骨，是因为在高空的鸡蛋具有______能，鸡蛋的高度越高，具有的这种能就越______，下落时转化为______能就越多，______越大。
15．(本题3分)司机开车上坡前，往往加大油门，以提高车速，这是为了增大汽车的______能。清扫路面垃圾的清洁车，能通过吸尘器将路面上的垃圾吸入车内容器中，清洁车沿街道匀速行驶，在清扫垃圾过程中，车的动能将______（选填“变大”、“变小”或“保持不变”）。
16．(本题3分)在探究“影响物质放热能力的因素”时，分别用质量相等的水和另一种液体进行实验，并根据实验数据绘出图象，如图．水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图象可以得出：_____物质为水，另一种液体的比热容为_____J/（kg·℃）。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
17．(本题3分)如图甲所示，小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度△l之间的关系图象，如图（不计空气阻力，弹簧始终发生弹性形变）
(1)b为曲线最高点，此时小球受到的重力______弹力。
(2)请写出b→c发生的能量转化过程______。
三、实验题（本大题共2小题）(共24分)
18．(本题12分)如图，是探究物体动能的大小与什么因素有关的实验装置示意图。
(1)该实验装置要探究的是物体动能的大小与物体_______的关系；（物体A、B质量不变）
(2)该实验中所探究物体的动能是指物体__________（选填“A”或“B”）的动能。
(3)该实验物体动能的大小是通过__________来反映的；
(4)该实验物体的速度是指物体A从斜面上由静止滚下与物体B即将碰撞时的速度，它是通过________（选填“高度”或“质量”）来改变的；
(5)实验表明，同一物体A从斜面滚下，高度越大。物体B被撞得越远，可得结论______；
(6)若要研究物体动能与质量的关系，则需要用不用质量的物体从斜面_________高度由静止滚下，并观察记录；
(7)如果木块在运动过程中所受的摩擦阻力为0，木块将___________。
19．(本题12分)某同学用同一个加热装置分别给质量和初温都相同的水和煤油加热，分别记录加热时间和升高的温度，根据记录的数据作出了两种液体的温度（T）随时间（t）变化的图象（如图）。
（1）根据图象，给水和煤油加热相同的时间，水和煤油吸收的热量______（填“水比较多”“煤油比较多”或“一样多”）；要使水和煤油升高相同的温度，应给______加热更长的时间，这说明______的吸热能力强些；
（2）已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，则煤油的比热容是______。
四、计算题（本大题共3小题）(共25分)
20．(本题8分)太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一，热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温度升高40℃．求：
（1）热水器中的水吸收的热量Q；[水的比热容c=4.2×103J/（kg?℃）]
（2）热水器5小时内接收到的太阳能E；
（3）热水器的效率η；
（4）若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气？（煤气的热值q=4.2×107J/kg，假设煤气燃烧放出的热量有80%被水吸收）
21．(本题8分)现代家庭装修中浴室大多用燃气热水器提供热水，小芳家安装了燃气热水器。已知水进入热水器前的温度是10℃，洗澡时热水器输出热水的温度设定为40℃；水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，水的比热容c水=4.2×103J/（kg?℃），如果小芳洗一次澡用热水0.05m3。求：
(1)所用热水的质量为多少？
(2)水从热水器中吸收多少热量？
(3)若天然气完全燃烧释放热量的70%被水吸收，需要消耗多少m3的天然气？（天然气的热值q=4×107J/m3，气体完全燃烧放出的热量的公式Q=qV，式中V表示燃烧气体的体积）
22．(本题9分)某品牌小汽车的“经济耗油量（90km/h）8L/100km”是指：这辆汽车以90km/h的速度行驶100km，消耗汽油8L。[已知ρ水＝1.0×103kg/m3；c水＝4.2×103J/（kg·℃）；q汽油＝3.2×107J/L]下表为此小汽车的相关数据：
总质量：1500kg
经济耗油量：（90 km/h）8 L/100 km
车轮与地面的总接触面积：8.0×10-2m2
水箱容量：4L
额定功率：90kW
(1)汽车上的散热器用水作为冷却剂，当水箱装满水，水温升高25℃时，需要吸收的热量为多少？
(2)该汽车在经济耗油量下沿直线匀速行驶50km，汽车的效率为31.25%．求汽车消耗多少升汽油和此时汽车的实际功率。
参考答案
1．D
【解析】A．向下按笔的过程中，弹簧的弹性形变程度变大，故其具有的弹性势能变大，故A错误；
B．由于重力势能与质量、高度有关，所以向下按笔的过程中，笔的高度减小，故其重力势能减小，故B错误；
C．笔向上弹起的过程中，笔的质量不変，速度先增大后减小，故笔的动能先增大后减小，故C错误；
D．笔向上弹起的过程中，笔的质量不変，高度增加，故笔的重力势能增大，故D正确。
故选D。
2．C
【解析】A．图中一个气门关闭，一个气门打开，活塞向下运动，是吸气冲程，故A不符合题意；
B．图中气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能，故B不符合题意；
C．图中两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，内能转化为机械能，故C符合题意；
D．图中一个气门关闭，一个气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，故D不符合题意；
故选C。
3．B
【解析】比热容表示物体吸热或放热的能力的强弱。比热容是物质的一种特性，大小与物质的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。质量相等的一杯冷水和一杯热水升高相同的温度，则它们的比热容相同，吸收的热量一样多。故选B。
4．D
【解析】小明乘电梯匀速上升时，质量不变，密度不变，所以因此体积不变；速度不变，动能不变；高度增加，重力势能增大。
故选D。
5．B
【解析】A．甲乙两组实验将小球从不同高度释放，是为了使小球的速度不同，探究动能与速度的关系，故A错误；
B．乙丙两组实验，小球释放的高度不同，所以不能控制小球的速度相同，所以不能用于研究动能与质量的关系，故B正确；
C．甲乙丙三组实验中的研究对象是小球，木块是用来显示小球动能的大小，故C错误；
D．用形状相同的塑料球和铁球将弹簧压缩到相同程度后再放手，不能保持两球的速度相同，所以不能研究动能与质量的关系，故D错误。
故选B。
6．B
【解析】一架飞机在高空中水平匀速飞行，高度不变、速度不变，向灾区投放救灾物资时，飞机的质量减小，所以飞机的动能和重力势能都减小，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
7．C
【解析】由于存在空气阻力，小球的机械能会转化为内能，即小球的机械能不守恒，机械能会一直变小，所以小球从a到b到c的过程中，小球在a点机械能最大，c点机械能最小；
由题意可知在a、c两点时小球的速度为0，动能为0，由于c点的机械能最小，且机械能等于动能与势能的总和，所以小球在c点的重力势能小于在a点的重力势能，则c点的高度要小于a点的高度，综上所述，C正确。
故选C。
8．D
【解析】A．小球在A点处于静止状态，速度为零，动能为零，故A正确，不符合题意；
B．不计空气阻力，轨道是光滑的，小球从A点运动到B点，即最低点，小球的重力势能全部转化为动能，此时动能最大，小球的质量保持不变，所以速度最大，故B正确，不符合题意；
C．不计空气阻力，轨道是光滑的，小球在整个运动过程中，机械能守恒，所以小球在C点和B点的机械能相等，故C正确，不符合题意；
D．不计空气阻力，轨道是光滑的，小球在整个运动过程中，机械能守恒，所以小球在上升过程中，当速度减小为零，即动能减小为零时，重力势能与A点时相等，所以会达到原来的高度，即可以达到D点，故D错误，符合题意。
故选D。
9．D
【解析】A．向上爬竿过程中，人的质量不变，不能确定速度是否变化，因不能确定动能是否变化，该同学的质量不变，高度增大，因而重力势能增大，不能确定由动能转化而来，故A错误；
B．因为下滑过程中，人对竿的压力可能发生变化，而接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力大小可能发生变化，故B错误；
C．向上爬竿时，该同学受重力作用相对于竿有向下滑的趋势，因而受到的摩擦力方向向上，故C错误；
D．每次均从竿顶下滑到底端，运动的距离相等，由false可知时间知的那次速度最大，所用时间最短，该同学的重力不变，每次下滑的高度相同，则每次重力做功相等，由false知，重力做功快。
故选D。
10．B
【解析】A．刚开始过山车匀速被拉升时，质量不变，速度不变，高度增加，故动能不变，重力势能变大，而机械能等于动能与重力势能之和，所以机械能变大，故A错误；
B．过山车向下俯冲时，质量不变，高度降低、速度变大，所以重力势能变小，动能变大，重力势能转化为动能，故B正确；
C．通过环形轨道最高点时，高度最大，重力势能最大，但此时其在水平方向上速度不为零，此时动能不为零，故C错误；
D．过山车在运行过程中需要克服空气阻力和摩擦阻力做功，会有一部分机械能转化为内能，所以机械能变小，即机械能不守恒，故D错误。
故选B。
11．C
【解析】两个小球质量相同，且开始时处于同一高度，因此它们具有的重力势能相等。
由题意可知，两球下降的高度相等，则两球的重力势能减小量相等，即两球损失的重力势能相等。
不计空气阻力，当A球摆动到最低点时，它损失的重力势能全部转化为动能；B球摆动到最低点时，损失的重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能，因此A球的动能大。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
12．B
【解析】小球从下落到A点过程中，只受重力作用做加速运动，当与弹簧接触后，在A到B的过程中，弹力逐渐增大到与重力相等，则该过程中合力依然向下，小球加速运动，重力势能转化为动能和弹性势能，B到C过程中，弹力大于重力，合力向上，小球减速，直到C点速度减为零，合力不为零，重力和弹力不是平衡力，综合可知小球在 B点速度最大，则动能最大，高度一直降低，则重力势能减小，动能先增大后减小，整体机械能守恒。
故选B。
13．热量 错误 焦耳 增大 减小 热量
【解析】[1][2]在热传递过程中，传递的能量的多少叫做热量，热量是一个过程量，只能用“吸收”和“放出”来描述，物体含有多少热量的说法是错误的；
[3]热量和其他能量的单位一样，都是焦耳；
[4][5][6]在热传递过程中，低温物体的内能增加，叫做吸收了热量，高温物体的内能减小，叫做放出了热量，吸收或放出的热量越多，它的内能改变越大．
14．重力势 大 动 破坏性
【解析】物体由于被举高而具有的能量叫重力势能，重力势能的大小与质量和高度有关，且重力势能和动能可以相互转化。
[1][2]高空坠落的鸡蛋能击碎人的头骨，是因为在高空的鸡蛋具有重力势能，鸡蛋的高度越高，重力势能越大。
[3][4]鸡蛋下落时，重力势能转化为动能，重力势能越大则转化成的动能越多，其破坏性越大。
15．动 变大
【解析】[1]开车上坡，车的质量不变，如果提高车速，则车的动能会增大。
[2]因清洁车沿街道匀速行驶，车的速度不变，在清扫垃圾过程中，车的质量增加，所以车的动能将变大。
16．甲 2.1×103
【解析】[1]时间相等时，两种液体放出的热量相等，由图示可以看出，乙液体的温度降低的快，甲液体温度降低慢；利用热量的计算公式Q放=cmΔt可知，在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下，谁的温度降低得快，它的比热容小；所以，甲液体的比热容大，所以若A、B两种液体中，一种液体是水，则一定是甲液体。
[2]由题知，水和液体的质量相同，而水和另种液体在相同时间内放出的热量相等，即
Q水放=Q乙放
c水m水Δt=c乙m(60℃﹣20℃)
4.2×103J/(kg·℃)×m×(60℃﹣40℃)=c乙m(60℃﹣20℃)
c乙=2.1×103J/(kg·℃)
17．等于 动能减小，重力势能减小，弹性势能增大，动能和重力势能转化为弹性势能
【解析】(1)[1]小球从a到b的过程中，受弹簧的弹力、重力，重力大于弹力，小球速度越来越大。随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当小球到达b点时，弹力与重力相等；
(2)[2]b处速度最大，c处速度为0，则b→c的过程中，动能减小，重力势能减小，弹性势能增大，动能和重力势能转化为弹性势能。
18．速度 A 物体B移动的距离s的大小 高度 物体的速度越大，动能越大 同一 做匀速直线运动
【解析】(1)[1]物体的动能的大小与我的物体的质量和速度有关，本题中，物体A、B的质量不变，通过改变A所处的高度可以改变物体的A的速度，因此本装置是探究物体动能的大小与物体速度的关系。
(2)[2]该实验物体的动能是指小球的动能，即物体A的动能。
(3)[3]该实验中小球动能的大小是通过B被撞击后运动的远近体现的，B被撞击后运动越远，说明小球的动能越大，故物体动能的大小是通过物体B移动的距离s的大小来反映的。
(4)[4]该实验物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞前A的速度，这个速度的大小是通过控制小球在斜面上的高度改变的。
(5)[5]同一物体A从斜面高处滚下，高度越大，物体B被撞得越远，说明动能越大，可得结论为：当物体质量相同时，物体的速度越大，动能越大。
(6)[6]为了研究物体动能与质量的关系，实验中多次让不同的质量的物体从斜面同一高度上静止滚下，控制了小球的速度相同。
(7)[7]如果木块所受的摩擦阻力为0，木块由于惯性将保持原来的运动状态，做匀速直线运动。
19．一样多 水 水 2.1×103 J/(kg·℃)
【解析】（1）[1]同一热源相同时间内放出相等热量，用同一个加热装置给水和煤油加热相同的时间时，水和煤油吸收的热量一样多。
[2]由图知，要使水和煤油升高相同的温度，应给水加热更长的时间。
[3]相同质量的水和煤油，升高相同温度，水加热的时间较长，则水吸收的热量较多，所以，水的吸热能力强些。
（2）[4]由图象可知，加热4min时，水的温度升高2℃，而煤油的升高4℃，根据false，相同质量的水和煤油吸收相同的热量，比热容与升高的温度成反比，已知水的比热容是4.2×103J/(kg?℃)，则煤油的比热容是
c煤油=false×4.2×103J/(kg?℃)＝2.1×103J/(kg?℃)
20．（1）1.68×107J；（2）2.1×107J；（3）80%；（4）0.4kg．
【解析】
(1)热水器中的水吸收的热量：Q＝cm(t?t0)＝4.2×103J/(kg?℃)×100kg×40℃＝1.68×107J，(2)热水器5小时内接收到的太阳能：E＝4.2×106J/h×5h＝2.1×107J；(3)热水器的效率：η＝false＝80%(4))∵煤气燃烧放出的热量80%被水吸收，∴煤气燃烧放出的热量：Q放＝false＝2.1×107J，∵Q＝mq∴完全燃烧煤气的质量：煤气燃烧放出的热量全部被水吸收,即Q放＝Q＝1.68×107J，由Q＝mq可知完全燃烧煤气的质量：
m′＝false ＝false＝0.4kg.
21．(1)50kg；(2)6.3×106J；(3)0.225m3
【解析】(1)所用热水的质量为
false
(2)水从热水器中吸收热量为
false
(3)天然气完全燃烧释放热量为
false
需要消耗的天然气为
false
答：(1)所用热水的质量为50kg；(2)水从热水器中吸收热量为6.3×106J；(3)需要消耗多少0.225m3的天然气。
22．(1)4.2×105J；(2)4L；20kW
【解析】(1)当水箱装满水，水的体积
V＝4L＝4×10-3m3
水的质量
m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×4×10-3m3＝4kg
水吸收的热量
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×4kg×25℃＝4.2×105J
(2)在经济耗油量下沿直线匀速行驶50km实际用油
V汽油＝false×50km＝4L
4L汽油完全燃烧放出热量
Q放＝V汽油q汽油＝4L×3.2×107J/L＝1.28×108J
汽车所做的功
W＝ηQ放＝31.25%×1.28×107J＝4×107J
汽车行驶的时间
t＝falseh＝2000s
则汽车的实际功率
P＝false＝2×104W＝20kW
答：(1)水需要吸收的热量为4.2×105J；
(2)汽车消耗4L汽油；此时汽车的功率为20kW。