精品试题北师大版九年级物理机械能、内能及其转换专项练习试题(含解析)

1、九年级物理机械能、内能及其转换专项练习 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、关于温度、内能和热量，下列说法中正确的是（） A物体的温度不变，内能可能变小B物体温度降低，它一定放出热量C升温较多的

2、物体，吸收的热量多D物体内能增加，它一定吸收热量2、关于热机，下列说法正确的是() A随着科技进步，热机的效率可达到100%B四冲程汽油机在工作过程中，进气门和排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程C汽油机气缸顶部有一个喷油嘴D柴油机的效率比汽油机高，是因为柴油的热值比汽油大3、如图所示，对于下列实验中所描述的物理过程，说法正确的是（）A从滑梯滑下，臀部发热，是通过热传递方式增加臀部的内能B试管内的水蒸气推动塞子做功时，水蒸气的内能增加C厚玻璃管中的空气被压缩时，管内空气的内能减小D给瓶内打气，瓶内的空气推动塞子跳起来时，瓶内空气的内能减小4、甲、乙两物体质量都为1kg，丙物体质量为2kg，

3、三个物体温度都升高1，吸收的热量如图。以下说法正确的是（） A乙的比热容与丙的相等B甲的比热容比乙的大C甲的温度升高1，需吸收2000J的热量D甲、乙的温度都降低1，乙比甲放出的热量多5、2021年4月29日11时，长征五号B遥二运载火箭搭载空间站“天和”核心舱，在海南文昌航天发射场发射升空。空间站加速升空的过程中（忽略燃料质量变化），它的（） A动能增大，重力势能增大，机械能增大B动能减小，重力势能增大，机械能不变C动能增大，重力势能减小，机械能增大D动能增大，重力势能增大，机械能不变6、雨滴从高空由静止开始下落，由于受空气阻力的作用，最终会以恒定的速度匀速下降。雨滴在空中下落的整个过程中（

4、不计雨滴质量变化）（） A重力势能一直减小，机械能不变B动能先增大后不变，机械能一直减小C动能一直增大，机械能一直减小D重力势能先增大后减小，机械能不变7、灵山县是“中国荔校之乡”，为了让远方的好友能吃到新鲜的荔枝。邮寄时会把冰袋和荔枝一起装入泡沫箱。加入冰袋是为了（） A利用冰块熔化吸热B通过热传递方式增加荔枝的内能C加快荔枝水分蒸发D通过做功的方式减少荔枝的内能8、下列关于内能、热量和温度的说法正确的是（） A物体吸收热量，内能一定增大B物体内能增大，温度一定升高C物体温度升高，一定吸收了热量D物体温度升高，内能一定增大9、如图是扔出去的小钢球离手后在空中的运动轨迹，不计空气阻力，则（）

5、A小钢球在a点的机械能最大B小钢球运动到最高点b时所受的合力为零C小钢球在a点的速度比在c点的速度小D小钢球在a、c两处机械能相等10、养猫的家庭会发现，入冬以后猫咪总爱趴在暖气上。若猫咪抱暖气是为了给身体加热，下列说法中正确的是（） A由于暖气的温度高于猫眯体表的温度，所以暖气向猫咪传递热量B趴在暖气上一段时间后，猫咪身体具有的热量会增加C猫咪身体变暖，温度升高，说明猫咪内能减小D若换用内能更大的物体让猫咪搂抱，一定会比暖气片的加热效果更好第卷（非选择题 70分）二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）1、搓手能使手掌发热，这是通过 的方式改变了它的内能。放在热水中的手很快变得暖和，这是

6、通过 的方式改变了它的内能，手的内能 （选填“减少”“不变”或“增加”）。 2、我们感到冷时，有时会搓手，有时会使用暖水袋，前者是通过 的方法取暖，后者是通过 的方法取暖3、将温度传感器放在篮球气嘴处，当篮球放气时，发现气嘴处温度会下降对此现象的解释是：气体对外做功，内能 ；这个现象与乙、丙中 装置的原理是一致的4、如图是单缸四冲程汽油机的 冲程，此冲程中气缸内气体内能逐渐 （选填“增大”或“减小”）。此汽油机的飞轮速度是1800r/min，则汽油机每秒对外做功 次。5、如图所示，在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花被点燃。此过程的能量转化方式与汽油机的 冲

7、程相同。某效率为25%的汽油机在一次工作中消耗了4kg汽油，该汽油机对外做的机械功为 J（汽油热值为4.6107J/kg）三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、用天然气灶将质量为 、初温为 的水加热到 ，消耗了 天然气。（已知水的比热容为 ；天然气的热值为 ）求： （1）天然气完全燃烧放出的热量；（2）水吸收的热量；（3）天然气灶烧水的效率。2、如图所示有一款大鼻子校车满载时总重为2105N，最大功率为80kW，若以最大功率匀速行驶的效率为40%，百公里耗油量为25L，已知柴油热值为4107J/L。试求：（1）校车以最大功率行驶时所受的阻力； （2）校车以最大功率行驶时的速度。 3、

8、如图甲所示的某品牌插秧机使用北斗导航，农民只需在作业前进行相关设定，即可实现无人值守自动作业。 ， （1）如果该汽油机飞轮的转速是60r/s，则汽油机每秒钟对外做功多少次？（2）某段时间插秧机消耗汽油0.21kg，汽油完全燃烧放出的热量是多少J？ （3）若这些热量完全被40kg初温15C的水吸收，则水温升高多少C？ 4、质量为 2千克的铁锤，每次都从1米高处下落去打击质量为4千克的铁块，共打击500次，假定重力对铁锤所做功的50转化为内能且全部被铁块吸收。(铁的比热为0.46103焦/(千克)则铁块的温度将升高多少？（g取10N/kg.结果保留一位小数） 5、小明家新买来一台容积为80L的天然

9、气热水器。该热水器的铭牌标明了它的热效率，表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的 能，有多大比例转化为水的内能。小明尝试估测该热水器的热效率，以核对铭牌上的数值是否准确。他把家里自动洗衣机的“水量”设置为40L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的体积达到40L时洗衣机便会自动停止注水。当水温达到40时，自动停止加热。已知当时自来水的温度是20，加热前天然气表的示数为2365.89m3，停止加热后变为2366.05m3天然气的热值q天然气3.2107J/m3，水的比热容C水4.2103J/（kg）。求：（1）水箱中水吸收的热量； （2）该热水器的热效率。 四、实验探究（2小题，每小题1

10、0分，共计20分）1、小桂利用如图甲所示装置做“比较a、b 两种不同液体的吸热能力”的实验。（1）实验前调整铁夹A的位置，其目的是使 （选填“石棉网”或“温度计”）处于适当的高度； （2）本实验要使两种液体的 （选填“质量”或“体积”）相同； （3）实验时使用相同的酒精灯给物体加热，可以用 （选填“温度的高低”、“升高温度的多少”或“加热时间的长短”）来表示液体吸收热量的多少； （4）图乙是小桂根据收集到的实验数据绘制的图像，由图像可知，吸收相同热量， 升温更高； 更适合作汽车发动机的冷却液。（均选填“a”或“b”）； （5）小桂查出液体a的比热容，并测得10g酒精完全燃烧使50g液体a的温度

11、升高了20，根据以上数据算出酒精的热值，算出的热值与标准值相比是 （选填“偏大”、“偏小”或 “一样”）的。 2、为了比较水和煤油的吸热能力，小明设计了如下实验步骤：A在两个同样的烧杯中，分别装入等体积的水和煤油；B用两支温度计分别测出水和煤油的初温；C在烧杯中，分别放入功率相同的电加热器，加热时间相同；D用温度计分别测出水和煤油的末温。（1）水和煤油吸收热量的多少是通过 来反映的（填“温度计示数”或“加热时间”）；（2）步骤A存在的错误之处是 ，应改为 ；（3）步骤C，加热时间相同是为了使水和煤油 ；（4）步骤B和D是为了得出水和煤油的 ；（5）改正错误后，在相同的时间内， 温度升高的快些；

12、升高相同的温度， 需要的时间长些。-参考答案-一、单选题1、【答案】A【解析】【解答】A温度不变的物体，其内能可能变小，如水凝固的过程中温度不变，内能就减小，A符合题意；B当物体对外界做功时，也能使温度降低，B不符合题意；C物体吸收的热量除与温度升高有关外，还与物体的比热容和物体的质量有关，C不符合题意；D物体内能增加时，也可能是外界对它做功导致的，D不符合题意。故答案为：A。【分析】物体的内能和物体的质量、温度、状态有关；改变内能的方式有做功和热传递。2、【答案】B【解析】【解答】A.热机工作时，必然存在热损失，效率不可能到达100%，A不符合题意；B.四冲程内燃机工作时，进气门和排气门都关

13、闭时，是压缩冲程和做功冲程，B符合题意；C.汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，C不符合题意；D.柴油机的效率比汽油机高，是工作中能量损失较少，和热量的热值无关，D不符合题意。故答案为：B【分析】热机工作时必然存在热损失，效率不可能到达100%；在压缩冲程和做功冲程，气门都关闭；热机效率和燃料的热值无关。3、【答案】D【解析】【解答】A滑滑梯时，是克服摩擦做功，将机械能转化为内能，所以臀部发热，A不符合题意；B试管内水蒸气推动塞子做功时，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，所以水蒸气的内能减小，B不符合题意；C厚玻璃管中的空气被压缩时，活塞的机械能转化为空气的内能，所以空气的内能增大，C不符

14、合题意；D瓶内空气推动塞子时，将空气的内能转化为塞子的机械能，所以瓶内空气的内能减小，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。4、【答案】B【解析】【解答】AB由图象可知 根据 可得 由于乙的质量小于丙的质量，升高的温度相同，乙和丙吸热相同，可知乙的比热容大于丙的比热容；甲、乙的质量相同，升高的温度相同，可知甲的比热容比乙的比热容大，A不符合题意，B符合题意；C由图象可知，甲的温度升

15、高1，需吸收3000J的热量，C不符合题意；D甲、乙的质量相同，因甲的比热容比乙的比热容大，则甲、乙的温度都降低1时，由 可知，甲比乙放出的热量多，D不符合题意。故答案为：B。【分析】质量和温度差相同的同种物质，比热容越大吸收热量越多；热量和温度差相同时，质量越大，比热容越小。5、【答案】A【解析】【解答】空间站加速升空，速度增大，高度变大，质量不变，那么动能和重力势能都增大，机械能也增大，A符合题意，BCD不符合题意。故答案为：A。【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于

16、动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。6、【答案】B【解析】【解答】A雨滴从高空由静止开始下落，高度降低，故重力势能减小，由于受空气阻力的作用，克服阻力做功，机械能减小，A不符合题意；B雨滴从高空由静止开始下落，高度降低，速度变大，故动能变大，后匀速，故动能不变，动能先增大后不变，克服阻力做功，机械能一直减小，B符合题意；C雨滴从高空由静止开始下落，速度先变大，后匀速，动能先增大后不变，C不符合题意；D下落过程中重力势能一直减小，克服阻力做功，机械能减小，D不符合题意。故答案为：B。【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体

17、的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。7、【答案】A【解析】【解答】A加入冰袋的原因是为了利用冰块熔化吸热，A选项符合题意；B通过热传递的方式，因为冰熔化吸热，减少了荔枝的内能，B选项不符合题意；C加冰块，温度降低，水分的蒸发减慢，C选项不符合题意；D没有能量的转化，故是热传递而不是做功，D选项不符合题意。故答案为：A。【分析】固体熔化吸收热量；物体放出热量时，内能减少；做功改变内能是能量的转化。8、【答案】D【解析】【解答】A物体吸收热量的同时，可能在对外做功，所以内能不一定增加，A不符合题意；B晶体熔化过程中内能增大，但

18、温度不变，B不符合题意；C也可以通过对物体做功，使它温度升高，C不符合题意；D内能包括分子动能和分子势能两部分，物体的温度升高，分子动能增加，所以内能一定增加，D符合题意。故答案为：D。【分析】物体的内能和物体的质量、温度、状态等有关，做功和热传递可以改变内能。9、【答案】D【解析】【解答】不计空气阻力，小钢球在空中运动时只受到重力的作用，机械能守恒，那么a、b、c、d的任一点的合力都不为，但机械能一样大，而a、c在同一高度，则小钢球在这两点时重力势能相等，那么动能也相等，则速度也相等，ABC不符合题意，D符合题意。故答案为：D。【分析】动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能

19、越大；重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。注意分析能量转化时，就看什么能量减少了，什么能量增加，总是减少的能量转化为增加的能量。10、【答案】A【解析】【解答】A发生热传递时，热量是从温度高的物体转移到温度低的物体，由于暖气的温度高于猫眯体表的温度，所以暖气向猫咪传递热量，A符合题意；B热量是过程量，不能说具有热量，B不符合题意；C猫咪身体变暖，温度升高，说明猫咪内能增加，C不符合题意；D内能大温度不一定高，效果不一定好，D不符合题意。故答案为：A。【分析】热传递中热量从温度高的物体转移到温度低的物体。二、填空题1、【答案】做功；热传递；增加【解析】【解答】改

20、变内能的方式有两种：做功、热传递。搓手是做功的方式改变手的内能；把手放到热水里，手的内能增加，是热传递的方式改变了手的内能。【分析】改变物体的内能有两种方式，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。2、【答案】做功；热传递【解析】【解答】搓手时，两手相互摩擦做功，机械能转化内能，是通过做功的方式改变物体内能的；用暖水袋取暖是把暖水袋的热量转移到手上，是通过热传递的方式改变内能的；【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

21、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。3、【答案】减少；乙【解析】【解答】将温度传感器放在篮球气嘴处，当篮球放气时，发现气嘴处温度会下降，是因为篮球内的气体对外做功，内能减小，温度降低；乙装置中，当揿动电火花发生器的按钮时，酒精会燃烧，酒精燃烧后产生高温高压的燃气，体积膨胀，对外做功，燃气的内能减少，内能转化为盒盖的机械能，使盒盖飞出去。丙装置中，用力将活塞迅速向下压，棉絮燃烧起来；说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增大，温度升高；压缩过程中，活塞的机械能转化为空气的内能。因此在乙和丙两个装置中，乙装置把内

22、能转化成机械能，与题干描述的篮球气嘴处温度降低的原理相同。【分析】篮球内的气体对外做功，内能减小，温度降低，乙装置中，体积膨胀，对外做功，燃气的内能减少，内能转化为盒盖的机械能，使盒盖飞出去，丙装置中，用力将活塞迅速向下压，棉絮燃烧起来；说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增大，温度升高；压缩过程中，活塞的机械能转化为空气的内能.4、【答案】压缩；增大；15【解析】【解答】图中的两气门闭合、活塞上行，所以是压缩冲程。活塞向上运行，气缸内的容积变小，活塞压缩气体做功，气缸内气体内能逐渐增大。此汽油机的飞轮速度是1800r/min，则该飞轮每秒钟转30圈，因为一个工作循环飞轮转2圈，做功1次，则汽油

23、机每秒对外做功15次。【分析】汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，各冲程的特点不同，因此根据气门的状态和活塞的运行方向确定冲程；并且只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；另外还有压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能。一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周。5、【答案】压缩；4.6107【解析】【解答】解：（1）在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞迅速向下压，棉絮燃烧起来；说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增大，温度升高；压缩过程中，活塞的机械能转化为空气的内能，故该过程中，与内燃机的压缩冲程相同； （2）汽油完全燃烧放出的热量：

24、Q放=mq=4kg4.6107J/kg=1.84108J；输出的机械能为：E=Q放=25%1.84108J=4.6107J。故答案为：压缩；4.6107【分析】压缩筒内空气做功，使空气的内能增大，温度升高；利用燃料完全放热公式Q放=qm求汽油完全燃烧产生的热量（总能量），再利用效率公式E=Q放求有用机械能.三、计算题1、【答案】（1）解：天然气的质量： ，这些天然气完全燃烧放出的热量为 Q放答：天然气完全燃烧共放出了 的热量。答：水吸收了 的热量。（2）水吸收的热量为 Q（3）天然气灶烧水的效率为 =答：天然气灶烧水的效率为 。【解析】【分析】（1）根据燃料的热值和质量的乘积计算热量；（2）利

25、用物体的比热容、质量和温度差乘积计算热量；（3）根据物体吸收的热量和总热的比值，计算热效率。2、【答案】（1）解：25L柴油完全燃烧放出的热量为 柴油机对外所做的机械功为 100公里校车所走的路程为100公里=1105m柴油机的牵引力为 因为汽车做匀速直线运动，所以校车以最大功率匀速行驶时所受的阻力为 答：校车以最大功率行驶时所受的阻力为4000N；（2）解：校车以最大功率行驶时的速度为 答：校车以最大功率行驶时的速度为20m/s。【解析】【分析】（1）根据燃料的体积和热值的乘积计算热量，利用热机效率计算做的有用功，根据功和路程计算牵引力和摩擦力；（2）根据功率和力计算速度大小。3、【答案】（

26、1）解：在汽油机的一个工作循环，飞轮每转动两周，对外做功一次，则汽油机每秒钟对外做次数是为 n答：则汽油机每秒钟对外做功30次；（2）解：汽油完全燃烧放出的热量为 答：汽油完全燃烧放出的热量是9.66103J；（3）解：由题意知 ，由 可得水温升高 t=Q吸答：水温升高57.5C。【解析】【分析】（1）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；（2）结合汽油的质量，利用热值公式求解汽油释放的热量；（3）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。4、【答案】解： 铁锤下落做功为W=Gh=mgh=2kg10N/k

27、g1m=20J，总量为W总=50020J=10000J；转化成的内能为Q=10000J50%=5000J，铁块的温度差为t=Q【解析】【分析】根据重力和高度的乘积计算做功多少，利用比热容、质量和吸收的热量计算温度差。5、【答案】（1）解：燃料燃烧是将化学能转化为内能的； 把“水量”设置为40L，则水箱中水的体积：V40L40dm340103m3，由 得水箱中水的质量：mV1103kg/m340103m340kg，由题意可得，水吸收的热量：Q吸cmt4.2103J/（kg）40kg（4020）3.36106J答：化学水箱中水吸收的热量为3.36106J（2）解：使用天然气的体积：V气2366.0

28、5m32365.89m30.16m3， 天然气完全燃烧释放的热量：Q放qV气3.2107J/m30.16m35.12106J；该热水器的热效率： 100% 3.36106答：该热水器的热效率65.625%【解析】【分析】（1）根据水的密度和体积计算质量，利用水的比热容、质量和温度差计算吸收的热量；（2）根据燃料的体积和热值计算放出的热量，利用水吸收的热量和燃料放出的热量的比值计算热效率。四、实验探究1、【答案】（1）石棉网（2）质量（3）加热时间的长短（4）b；a（5）偏小【解析】【解答】(1)实验时要用火焰的外焰加热，调整铁夹A的位置，使石棉网处于适当的高度，方便用外焰加热。(2)要比较不同物质的吸热能力，根据控制变量法可知，实验中要保证两种液体的质量