2022年北师大版九年级物理机械能、内能及其转换专题训练试题(含详细解析)

1、九年级物理机械能、内能及其转换专题训练 考试时间：90分钟；命题人：物理教研组考生注意：1、本卷分第I卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。第I卷（选择题 30分）一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）1、能量是物理学中极其重要的一个基本概念，通过学习知道：能在转化或转移过程中是有方向性的，且能的总量保持不变，下列物理现象

2、分析正确的是（） A图甲是陶罐电镀，在此过程中电能转化为内能B图乙是四冲程汽油机的做功冲程，机械能转化为内能C图丙是直流电动机，工作时电能转化为机械能D图丁是核电站工作流程，核能内能机械能电能2、关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（） A一个物体加速运动时，内能就会增加，温度不一定升高B一个物体吸收了热量，它的温度一定会升高C一个物体温度升高了，它的内能一定增加D内能小的物体不可能将内能转移给内能大的物体。3、2021年汕头亚洲青年运动会，于2021年11月20日至28日在中国汕头举行。下列有关项目比赛现象中说法正确的是（） A射到球门框架上的足球被反弹出去说明力能改变物体的形状B足球守门

3、员戴着防滑手套是为了减小摩擦C打羽毛球时，羽毛球在空中上升过程中，重力势能增加，机械能增加D跳远运动员起跳前要助跑一段距离是为了利用惯性4、直升飞机以1m/s的速度竖直匀速降落，下列有关说法中（） 直升飞机受到的升力与重力大小相等直升飞机的机械能减小直升飞机的升力小于重力直升飞机的机械能不变A只有正确B只有正确C只有正确D只有正确5、筒的底部放有硝化棉，手用力下压活塞，硝化棉烧着了，此过程（）A手对硝化棉做功，硝化棉内能增大B手对筒中的空气做功，使空气内能增大C活塞对硝化棉做功，硝化棉内能增大D活塞对筒中的空气做功，使空气内能增大6、关于改变内能的说法，正确的是（） A做功一定可以改变物体的内

4、能B刹车过程中，刹车片温度升高是通过做功改变物体内能的C冬天往手上哈气取暖是通过做功改变物体内能D摩擦生热是通过热传递改变物体内能的7、关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（） A温度高的物体内能一定大，温度低的物体内能一定小B冰在熔化成水的过程中吸收热量，温度不变，内能不变C内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体D物体的温度越高，所含热量越多8、关于四冲程汽油机，下列说法中正确的是（） A在吸气冲程，吸入气缸内的是空气B在压缩冲程，燃料燃烧，化学能转化为内能C在做功冲程，内能转化为机械能D在排气冲程，进气门和排气门都打开9、质量相等、初温相同的水和煤油，分别用两个相同的加热器加热（不计

5、热量损失），加热过程中温度随时间的变化图线如图所示，关于甲、乙两种液体的鉴别结论正确的是（） A甲的比热容大，是水B甲的比热容大，是煤油C乙的比热容大，是水D乙的比热容大，是煤油10、关于汽油机的四个冲程图，下列有关说法正确的是（） A甲图是压缩冲程，将内能转化为机械能B乙图是排气冲程，废气带走了大部分的能量C丙图时做功冲程，当转速是1800r/min时，1秒钟完成了这个冲程30个D丁图是吸气冲程，吸入的成分只有空气第卷（非选择题 70分）二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）1、图是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，这说明橡皮筋的弹性势能与 有关；若橡皮筋

6、被拉的长度相同，而所用“子弹”的质量不同，则质量大的“子弹”射出的距离较小，原因是质量大的“子弹”刚射出时的 小。2、为了“探究不同物质的吸热能力与物质种类的关系”，小亮选用两个规格相同的烧杯，加入初温相同、 相同的水和食用油，选用两个规格相同的电加热器加热水和食用油，用两个相同的温度计测量水和食用油的温度，实验装置如图所示，除了图中所给实验器材外，还需要补充一个测量器材是 。在实验中一般用控制 相同的方法，来保证水和食用油吸收的热量相同，通过比较它们 来比较水和食用油吸热能力的差异。3、历史上人们尝试制造各种不需要消耗能量就能源源不断对外做功的“永动机”，但都失败了。如图所示的是人们设想的一

7、种永动机，它通过从高处流下的水冲击叶片使其转动，叶片的转动又带动抽水机从低处将水抽到高处，从而循环工作，但这种永动机不能永远工作下去，理由是该装置在工作过程中，有部分机械能会转化为 能，即机械能会逐渐减少，最后停止工作。4、蹦极是一种运动游戏。如图中A点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，B点是游戏者所能到达的最低点。当游戏者离开跳台向A点运动的过程中（忽略空气阻力），其重力势能逐渐转化为 能；游戏者从A点到B点的过程中，绳子具有的 能逐渐增加；到达B点时游戏者受到的弹力大于重力，所以游戏者在B点时 （选填“是”或“不是”）处于平衡状态。5、2020年6月23日，我国用长征三号乙运载火箭成功发射第

8、55颗导航卫星，北斗全球卫星导航系统星座部署完美收官。火箭发射时，燃料燃烧后喷出的高温燃气，通过 （选填“热传递”或“做功”）使发射台温度急剧升高，为了避免因为温度升高对发射台造成破坏，科学家在发射台下建造了一个巨大的水池，利用水 （填物态变化名称）吸热，起到对发射台降温的作用。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、某物理兴趣小组的同学用煤炉给2kg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。水的比热容为4.2103J/（kg），求：经过6min时间加热，水所吸收的热量。2、我国在南海开采的可燃冰是一种清洁无污染、储量巨大的新型能源。可燃冰的热值是天然气热值的1

9、0倍以上，若按15倍计算。c水4.210J/(kg )；天然气的热值q天然气4.2107J/m3。求：（1）完全燃烧0.01m3的可燃冰放出的热量； （2）若这些热量的30%被质量为100kg的水吸收，则水升高的温度。 3、某汽车在水平地面上以25m/s的速度匀速行驶，行驶600s，汽车发动机产生的牵引力所做的功为3107J，消耗汽油2.5kg（假设汽油在发动机气缸内完全燃烧，汽油热值取q=4.6107J/kg，g=10N/kg）。针对这一过程，求：（1）汽车行驶的路程；（2）汽车受到的阻力；（3）汽车发动机的效率。4、某物理兴趣小组的同学，用煤炉给l0kg的水加热，加热过程中水温随时间变化的

10、图像如图所示。若在6min时间内完全燃烧了2kg的煤，水的比热容为4.2103J/（kg），煤的热值为3107J/kg。求：（1）2kg的煤完全燃烧放出的热量； （2）经过6min时间加热，水所吸收的热量； （3）煤炉烧水时的效率。 5、如图甲所示，1标准大气压下，普通煤炉把壶内20，5kg水烧开需完全燃烧一定质量的煤，此过程中，烧水效率为28%，为提高煤炉效率，浙江大学创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在消耗等量煤烧开壶内初温相同，等量水的过程中，还可额外把炉壁间10kg水从20加热至40，q煤3107J/kg，c水4.2103J/（kg），以上过程中，问：（1）普通煤炉完全燃烧煤的质量

11、有多大？ （2）双加热煤炉的烧水效率有多大？ 四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）1、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，我们通过 可知吸收热量的多少。 （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液体吸热情况“多”或“少”甲1030406多乙1030403少分析表中信息，小明采用的是方案 （选填“一”或“二”）；如果甲、乙两种液体都可以作为发动

12、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。2、某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。（1）加热过程中，水和煤油吸收热量的多少是通过 来判断的。（2）实验中第1、2两个小组记录的实验数据如下表，通过分析实验数据，能够得出的结论是： 。（3）图乙是第1组同学绘制的“吸收热量-时间”和“温度-时间”图象，能正确描述该实验真实情况的图象是 （选填序号）。实验组别液体质量/g初温/末温/加热时间/min1水200254013.5煤油20025406.52水200254012煤油20025405.5（4）这两组同学对图甲的装置进行了改进，将分别装有水和煤油的试管放在同一个

13、烧杯中用水加热，如图丙所示，而不是用两个酒精灯分别加热，这样做的好处是 。-参考答案-一、单选题1、【答案】D【解析】【解答】A电镀是化学反应的过程，电镀过程中消耗电能，获得化学能，是将电能转化为化学能，A不符合题意；B图乙中进气门和排气门都关闭，活塞下行，是做功冲程，做功冲程中燃气的内能转化为活塞的机械能能，B不符合题意；C图丙中没有电源，当开关闭合、导体ab在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，是发电机的原理，将机械能转化为电能，C不符合题意；D图丁中核反应堆将核能转化为内能，内能通过汽轮机转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能，D符合题意。故答案为：D。【分析】核能发电

14、厂利用核裂变释放的能量来发电；核能是原子核发生变化时释放的能量，分为核裂变与核聚变，都会放出巨大的能量。2、【答案】C【解析】【解答】A当一个物体加速运动时，其动能增加，温度不一定升高，故内能不一定增加，A不符合题意；B一个物体吸收了热量，其内能一定增加，但温度不一定升高，比如晶体的融化过程，吸热，但温度不变，B不符合题意；C一个物体温度升高了，一定是因为其内能增加了，C符合题意；D内能少的物体温度可能高，可以传热给内能大而温度低的物体，D不符合题意。故答案为：C。【分析】物体的内能和温度、质量、状态有关，热传递的条件是物体间有温度差。3、【答案】D【解析】【解答】A、足球被反弹出去说明了力可

15、以改变物体的运动状态，故A说法错误；B、守门员戴着防滑手套是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故B说法错误；C、羽毛球在空中上升过程中，质量不变，高度变大，重力势能增加，上升过程中受到空气阻力，所以机械能减小，故C说法错误；D、跳远起跳前助跑一段距离的目的是为了获得一个向前的速度，利用惯性使自己跳得更远，故D说法正确；故答案为：D。【分析】（1）速度大小和运动方向发生改变说明物体的运动状态发生了改变；（2）增大摩擦力的方法：增大压力或增大接触面的粗糙程度；（3）重力势能与质量和高度有关，在不计空气阻力和摩擦时，机械能守恒；（3）跳远时助跑是利用了惯性。4、【答案】B【解析】【解答】直升飞机

16、匀速降落，处于平衡状态，受到重力和升力是平衡力，所以受到的升力与重力大小相等，说法正确；直升飞机匀速降落，质量不变，速度不变，动能不变，高度减小，重力势能减小，直升飞机的机械能减小，说法正确；由可知直升飞机的升力等于重力，说法错误；由可知直升飞机的机械能减小，说法错误。故答案为：B。【分析】物体匀速降落，质量不变，速度不变，动能不变，高度减小，重力势能减小。5、【答案】D【解析】【解答】手用力向下压活塞时，活塞内的气体被压缩，机械能转化为内能，是活塞对筒内气体做功，气体内能增大，温度升高至硝化棉的燃点，硝化棉燃烧。ABC不符合题意，D符合题意。故答案为：D。【分析】改变物体的内能两种方法：做功

17、和热传递，这两种方法对改变物体的内能是等效的。物体对外做功，物体的内能减小；外界对物体做功，物体的内能增大。物体吸收热量，当温度升高时，物体内能增大；物体放出热量，当温度降低时，物体内能减小。6、【答案】B【解析】【解答】A将物体提高，克服重力做了功，物体重力势能增大，但物体内能不变，A不符合题意；B汽车刹车过程中，刹车片克服摩擦做功，刹车片的温度升高，属于做功改变物体的内能，B符合题意；C冬天往手上哈气取暖，手的温度升高，是热传递改变了物体的内能，C不符合题意；D摩擦生热是克服摩擦做功，机械能转化为内能，是通过做功改变物体内能的，D不符合题意。故答案为：B。【分析】改变物体的内能有两种方式，

18、一种是做功，外界对物体做功物体的内能增加，物体对外界做功物体的内能减小，第二种是热传递，热量向外界传递，物体的内能减小，热量由外界传向物体，物体的内能增加。7、【答案】C【解析】【解答】A内能由分子动能和分子势能决定，温度高的物体，分子动能大，但分子势能不知道，因此温度高的物体内能不一定大，温度低的物体内能不一定小，A不符合题意；B冰在熔化成水的过程中吸收热量，温度不变，内能增大，B不符合题意；C内能小的物体可能温度很高，热量是从高温物体传向低温物体，因此内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体，C符合题意；D温度是状态量，而热量是过程量，两者不能相提并论，D不符合题意。故答案为：C。【分析

19、】热传递的条件是从高温物体传向低温物体；物体的内能和物体的质量、温度、状态有关。8、【答案】C【解析】【解答】A在汽油机的吸气冲程中，吸入气缸内的是空气和汽油的混合物，A不符合题意；B在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩气缸内的混合气体，对混合气体做功，将机械能转化为内能，B不符合题意；C在汽油机的做功冲程中，高温高压的燃气对活塞做功，将内能转化为机械能，C符合题意；D在汽油机的排气冲程中，进气门关闭和排气门打开，D不符合题意。故答案为：C。【分析】内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能，内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能。9、【答案】C【解析】【解答】如图所示，在某一定时间时，甲的温度

20、的变化量比乙的温度变化量大，利用热量的计算公式Qcmt 分析，甲的比热容小，是煤油，乙的比热容大，是水，C项正确。故答案为：C。【分析】比热容是描述物体吸放热能力的一个物理量，相同质量的物体吸收相同的热量，比热容大的物体温度升高的慢，相同质量的物体释放相同的热量，比热容大的物体温度降低的慢。10、【答案】B【解析】【解答】A甲图中气门关闭，活塞上行，所以是压缩冲程，压缩冲程是将机械能转化为内能的过程，A不符合题意；B乙图中的进气门关闭，排气门打开，活塞上行，所以是排气冲程，废气带走了大部分的能量，B符合题意；C丙图中气门关闭，活塞下行，所以是做功冲程，转速是1800r/min，所以此汽油机每秒

21、钟转30圈，可完成15个工作循环，60个冲程，C不符合题意；D丁图中的进气门打开，排气门关闭，活塞下行，所以是吸气冲程，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸，D不符合题意。故答案为：B。【分析】内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能，内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能，汽油机工作一个循环，包含四个冲程，活塞往返运动两次，曲轴连杆转动两周，对外做功一次，结合题目条件计算即可。二、填空题1、【答案】橡皮筋伸长的长度；速度【解析】【解答】解：（1）橡皮筋弹性势能的影响因素是橡皮筋发生形变的程度，橡皮筋形变的程度越大，橡皮筋的弹性势能就越大；“子弹”射得越远，说明橡皮筋的弹性势能越大

22、，转化成的动能就越多，因此橡皮筋拉得越长，“子弹”射得越远，这说明橡皮筋的弹性势能与橡皮筋伸长的长度有关；（2）当“子弹”射出时，“子弹”具有的动能是橡皮筋的弹性势能转化来的，橡皮筋被拉的长度相同，说明橡皮筋的弹性势能相同，在理想的情况下，转化成的动能也相同，根据动能的影响因素是质量和速度，在动能相同时，“子弹”的速度与质量成反比，因此“子弹”的质量越大，“子弹”的运动速度就越小。故答案为：橡皮筋伸长的长度；速度。【分析】弹性势能：物体由于发生弹性形变而具的能.物体的弹性形变越大，它的弹性势能就越大.动能大小的影响因素：质量、速度.质量越大，速度越大，动能越大.2、【答案】质量；秒表；加热时间

23、；升高的温度【解析】【解答】根据比较吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，故实验中应取质量相等的水和食用油倒入两个相同的烧杯中。实验中通过加热时间的长短来比较吸收热量的多少，所以本实验还需要用秒表测量时间。选用两个规格相同的电加热器加热水和食用油，在实验过程中一般用控制加热时间相同的方法保证水和食用油吸收的热量相同。质量相同的水和食用油，用相同的加热器加热相同的时间，即吸收的热量相同，比较升高的温度，升高的温度越多，表明吸热的能力越差。【分析】可根据本实验的研究方法“控制变量法”分析所需控制变量；在实验中所选仪器是为保证控制变量；我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，这

24、种方法叫转换法。比较物质吸热能力的2种方法：使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强；使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强。3、【答案】内【解析】【解答】他设想的机械装置不可能实现，因为抽水机在此过程中，有部分机械能会转化为内能，即机械能会逐渐减少，所以机械能总量不守恒，所以，他设想的机械装置不能实现，违背了能量守恒定律。 【分析】能量的转化和守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或转移的过程中，其总量保

25、持不变。 4、【答案】动；弹性势；不是【解析】【解答】游戏者从最高点到A时，高度减小，速度变大，重力势能减小，动能变大，重力势能转化为动能。从A点到B点的过程中，绳子逐渐伸长，弹性形变程度变大，弹性势能变大。到达B点时游戏者受到的弹力大于重力，合力不为零，所以游戏者在B点时不是处于平衡状态。【分析】物体的高度减小速度变大，重力势能转化为动能，物体受力不平衡时，不能处于平衡状态。5、【答案】热传递；汽化【解析】【解答】改变内能的方法：做功和热传递，热传递改变内能的实质是能量的转移。燃料燃烧后喷出的高温燃气，通过热传递使发射台温度急剧升高。物质由液态变为气态叫汽化，汽化吸热，具有降温的作用。科学家

26、在发射台下建造了一个巨大的水池，利用水汽化吸热，起到对发射台降温的作用。【分析】改变物体的内能两种方法：做功和热传递，这两种方法对改变物体的内能是等效的。物体对外做功，物体的内能减小；外界对物体做功，物体的内能增大。物体吸收热量，当温度升高时，物体内能增大；物体放出热量，当温度降低时，物体内能减小。物质从液态变为气态的过程叫汽化，汽化的方式有蒸发和沸腾。都要吸热。三、计算题1、【答案】解：由图象可知，经过6min时间加热，水的温度由10升高到80，水所吸收的热量Q吸c水m（tt0）4.2103J/（kg）2kg（8010）5.88105J答：经过6min时间加热，水所吸收的热量为5.88105

27、J。【解析】【分析】根据物体的比热容、质量和温度差的乘积，计算热量。2、【答案】（1）解：由题意可得，可燃冰的热值 “可燃冰”完全燃烧放出的热量 答： 可燃冰完全燃烧放出的热量为 （2）解：由 得，被水吸收的热量 由 可得，水升高的温度 答：水升高的温度为 。【解析】【分析】（1）根据题意求解可燃冰的热值，结合可燃冰的体积和热值求解可燃冰的燃烧释放的热量；（2）可燃冰的燃烧释放的热量乘以加热效率即为水吸收的热量，结合水的质量和吸收的热量，利用比热容公式求解水温度的变化量即可。3、【答案】（1）解：汽车行驶的路程为答：汽车行驶的路程为15104m（2）解：因为汽车匀速直线行驶，所以受到的阻力f和

28、牵引力F是一对平衡力，汽车受到的阻力为答：汽车受到时阻力2000N；（3）解：2.5kg汽油完全燃烧放出的热量为汽车发动机的效率为答：汽车发动机的效率为26.1%。【解析】【分析】（1）根据速度和时间的乘积计算路程；（2）利用功和距离的比值，计算力的大小；（3）根据燃料的质量和热值的乘积，计算热量，根据功和总热的比值， 计算热机效率。4、【答案】（1）解：2kg煤完全燃烧产生的热量Q放=mq=2kg3107J/kg=6107J 答：煤完全燃烧产生的热量为6107J（2）解：水所吸收的热量Q吸=c水m水（t2-t1）=4.2103J/（kg）10kg（80-20）=2.52106J 答：经过6m

29、in时间加热，水所吸收的热量为2.52106J（3）解：煤炉烧水时的热效率= Q吸Q放=2.52106J6107J =4.2% 答：煤炉烧水时的热效率为4.2%【解析】【分析】（1）结合煤炭的质量和热值，利用热值公式求解煤炭释放的热量；（2）结合水的质量和温度的变化量，利用比热容公式求解水吸收的热量即可；（3）利用水吸收的热量除以油燃烧释放的热量即为燃气灶的效率。5、【答案】（1）解：1标准大气压下水的沸点为100，把壶内20，5kg水烧开，水吸收的热量：Q吸c水m水t14.2103J/(kg)5kg(10020)1.68106J，普通煤炉的烧水效率为28%,由 可得煤完全燃烧放出的热量：Q放

30、 Q吸1.68106J28% 6106J，由Q放mq可得普通煤炉完全燃烧煤的质量：m煤 Q放q煤6106J3107J/kg 0.2kg 答：普通煤炉完全燃烧煤的质量为0.2kg（2）解：由题可知，双加热煤炉还可额外把炉壁间10kg水从20加热至40，则炉壁间水吸收的热量：Q吸c水m水t24.2103J/(kg)10kg(4020)8.4105J，而壶内水的初温、末温以及质量均不变，则壶内水吸收热量不变，所以，双加热煤炉中水吸收的总热量：Q吸总Q吸+Q吸1.68106J+8.4105J2.52106J，由题意可知，双加热煤炉与普通煤炉消耗煤的质量相等，则这些煤完全燃烧放出的热量不变，所以，双加热煤炉的烧水效率： 42% 答：双加热煤炉的烧水效率为42%.【解析】【分析】（1）知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式求水吸收的热量；知道普通煤炉的烧水效率，利用 可得煤完全燃烧放出的热量；已知煤的热值，利用Q放mq