综合解析苏科版九年级物理上册第十二章机械能和内能章节训练试题(含答案及详细解析)

苏科版九年级物理上册第十二章机械能和内能章节训练考试时间：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Ⅱ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、下列生活现象中，关于分子和物体内能，下列说法正确的是（）A．杯子里的水可以任意倒出，说明水分子间没有引力B．用透明胶带揭下纸上写错的字，是因为胶带与纸分子之间有斥力C．“花气袭人知骤暖”说明分子的热运动与温度有关D．用力搓手，手发热是通过热传递增加手的内能2、汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，如图所示是汽油机工作的四个冲程示意图，其中表示做功冲程的是（）A． B． C． D．3、下列实验中，通过做功的方式改变物体内能的是（）A．向饮料中加冰块，饮料温度降低B．盛夏，阳光曝晒路面，路面温度升高C．寒冬，用热水袋暖手，手感到温暖D．用锯锯木头，锯条温度升高4、下列事例中，属于内能转化为机械能的是（）A．用气筒给自行车打气时，气筒会发热B．开水倒入杯中逐渐冷却C．水壶中水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起D．流星与空气摩擦生热发光5、下列说法正确的是（）A．两物体相比，分子动能越大的物体，其内能越大B．甲物体传递了热量给乙物体，说明甲物体内能大C．扩散现象中，分子可以从低温物体运动到高温物体D．反复弯折铁丝，铁丝温度升高，这是通过热传递的方式增加了铁丝的内能6、关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（）A．我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多B．在汽油机的压缩冲程中，内能转化为机械能C．用锯条锯木板，锯条的温度升高，是由于锯条从木板吸收了热量D．把零下10oC的冰块放在0oC的冰箱保鲜室中，一段时间后，冰块的内能会增加7、下列关于热现象的一些说法，错误的是（）A．冰熔化成水时，温度不变，内能增大B．沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小，原因之一是水的比热容比砂石的比热容大C．雨水顺着沙粒缝隙渗入土壤属于扩散现象D．刚炒出来的菜散发出浓浓的香味，是因为温度越高，分子热运动越剧烈8、用热传递的方式改变物体内能的是（）A．钻木取火B．云中的冰粒在下落中变成了雨滴C．炙手可热D．发射火箭经过大气摩擦外壳变热9、用规格相同的电加热器分别对质量相等的甲和乙两种液体加热（不计热量损失），如图所示，是甲和乙的温度随加热时间变化的图像，下列说法正确的是（）A．加热相同时间，乙吸收热量比甲多 B．由图可知，乙的比热容比甲大C．乙物质在B点的分子动能大于A点的分子动能 D．乙物质在A点的比热容比B点低10、下列说法正确的是（）A．物体的质量越大，它的比热容就越大B．物体吸收的热量越多，它的比热容就越大C．烈日下的海水比沙滩更凉爽，是由于沙石的比热容比水的大D．生物体内水的比例很高，由于水的比热容较大，因此有助于调节生物体自身温度第Ⅱ卷（非选择题70分）二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）1、汽油机是热机的一种，它把燃料燃烧放出的_____能转化为机械能。如图1所示的是汽油机的工作状态示意图，由图1可以看出，此时它正处在_____冲程。该汽油机的飞轮转速是3600r/min，那么该汽油机每秒钟对外做功_____次。若该汽油机的效率为30%，消耗100g汽油，对外做功_____J。（q汽油=4.6×107J/kg）汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热，主要是利用了水的_____较大的特点。气缸外面有“水套”，汽车行驶时水的温度会升高，水的内能会_____（选填“增大”、“减小”或“不变”），这是利用_____的方式改变水的内能的。图2中是汽油机工作时的能量流向图，则其热机效率表示为η=_____。一般的汽油机的效率比柴油机的效率要低一些，主要的原因是_____，火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料_____比较大的特点。2、如图，在烧瓶内盛少量水，不断给瓶内打气，此时瓶内气体内能______（选填“增加”、“不变”或“减小”）；当瓶塞跳出时，瓶内出现白雾，在这个过程中，气体膨胀对外界做功，瓶内气体内能的变化量______（选填“大于”、“等于”或“小于”）瓶塞机械能的变化量。3、如图甲所示，小明同学用水冷却牛奶，将盛着牛奶的密闭容器浸在质量为2kg的水中，牛奶的内能是通过_____（选填“做功”或“热传递”）的方式减小的。小明根据观察的数据绘制了牛奶、水的温度随时间变化的图像，如图乙所示，则水吸收的热量是_____J。[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]4、某单缸四冲程内燃机飞轮的转速为1200r/min，该内燃机每秒钟对外做功的次数为______次。若一台汽油机在一个工作循环中消耗了10g的汽油（热值为4.6×107J/kg），若这台汽油机的效率为30%，则一个工作循环中输出的有用机械能为______J。如题图所示是______（填“汽油机”或“柴油机”）的构造示意图。5、汽车发动机冷却系统分为风冷型和水冷型两种。风冷型发动机以空气为冷却介质，当风高速吹过发动机时，利用______的方式改变的发动机的内能；水冷型发动机则是利用水的______较大的特性。某水冷四冲程柴油发动机工作时转速表如图甲所示，则该发动机12s内经历压缩冲程______次，若该柴油机每完全燃烧柴油1kg，输出机械能1.376×107J，则该柴油机的效率为______。如图乙______是某水冷四冲程汽油机中的做功冲程示意图。（q煤油＝4.3×107J/kg）。三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）1、燃烧了0.5kg的焦炭，已知焦炭的热值为3.0×107J/kg。求放出多少热量？2、某学校为学生供应开水，用锅炉将340kg的水从60℃加热到100℃，燃烧了4.2kg的无烟煤。[已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃)，无烟煤的热值是3.4×107J/kg]。试求：（1）锅炉内340kg的水吸收的热量是多少？（2）4.2kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？（3）此锅炉的效率是多少？3、小明家的太阳能热水器内装有60kg、25℃的水，经过一天照射后，温度升高到75℃，假设用天然气烧水，水吸收热量的效率为60%且已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值是7.5×107J/m3。请你计算：（1）热水器中水吸收的热量；（2）烧水时至少需要燃烧天然气的体积。4、某家庭用燃气热水器将质量为100kg、温度为10℃的自来水加热到60℃，消耗的天然气体积为2m3（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值为3×107J/m3，求在此过程中：（1）自来水吸收的热量；（2）该热水器工作时的效率。5、如图所示，是一辆汽车通过滑轮组匀速将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深12m，物体质量为600kg，汽车重G＝7×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力2200N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍。（g＝10N/kg）求：（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力做了多少功？（2）若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要多长时间？（3）汽油的热值为4.6×107J/kg，汽车以3m/s的速度把物体拉到井口时，消耗的汽油为20g，则此汽车发动机的效率为多少？-参考答案-一、单选题1、C【解析】【详解】A．杯子里的水可以任意倒出，说明水具有流动性，不能说明分子间没有引力，故A错误；B．分子间引力和斥力同时存在，用透明胶带揭下纸上写错的字，是因为胶带与纸分子之间有引力，故B错误；C．温度升高时花香气味更浓，说明香气分子扩散加快，表明分子的热运动与温度有关，故C正确；D．用力搓手，是将机械能转化为内能，手发热是通过做功增加手的内能，故D错误。故选C。2、D【解析】【详解】A．进气门开启，活塞下行，燃料和空气的混合物进入汽缸，是吸气冲程，故A不符合题意；B．两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，故B不符合题意；C．排气门开启，活塞上行，废气被排出汽缸，是排气冲程，故C不符合题意；D．两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，火花塞喷出电火花，是做功冲程，故D符合题意。故选D。3、D【解析】【详解】A．向饮料中加冰块，饮料温度降低，是通过热传递改变物体的内能，故A不符合题意；B．盛夏，阳光曝晒路面，路面温度升高，属于热传递改变物体的内能，故B不符合题意；C．寒冬，用热水袋暖手，手感到温暖，是通过热传递改变物体的内能，故C不符合题意；D．用锯锯木头，锯条温度升高，是克服摩擦力做功，机械能转化成内能，属于做功改变物体的内能，故D符合题意。故选D。4、C【解析】【详解】A．用气筒给自行车胎打气过程中压缩空气做功，机械能转化成内能，使气筒发热，故A不符合题意；B．开水倒入杯中逐渐冷却，热水的内能转移到周围空气中，是内能的转移，故B不符合题意；C．水壶中的水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起，水蒸气的内能转化成壶盖的机械能，故C符合题意；D．流星与空气摩擦生热发光，是克服摩擦做功，机械能转化为内能，故D不符合题意。故选C。5、C【解析】【详解】A．物体的分子动能越大，其分子势能不一定大，所以不能只通过分子动能比较物体内能的大小，故A错误；B．甲物体传递了热量给乙物体，说明甲物体的温度高，而温度高的物体，其内能不一定大，内能的大小还与物体的质量、状态等有关，故B错误；C．扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动，分子可以从低温物体运动到在高温物体，故C正确；D．用手快速弯折铁丝，铁丝温度升高，这是通过做功的方式增加了铁丝的内能，故D错误。故选C。6、D【解析】【详解】A．我们不敢大口地喝热气腾腾的汤，是因为热汤的温度高；热量是一个过程量，不能用“含有”来描述，故A错误；B．在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物，机械能转化为内能，故B错误；C．用锯条锯木板，摩擦生热，机械能转化成内能，锯条的温度升高，是通过做功的方式增加了锯条和木板的内能，故C错误；D．将-10℃的冰块放在冰箱的0℃保鲜室中，冰块温度低于保鲜室内温度，冰块吸收热量，内能增加，故D正确。故选D。7、C【解析】【详解】A．冰是晶体，0℃的冰熔化成0℃水，吸收热量，内能增加，但温度不变，故A正确，不符合题意；B．沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小，原因是沿海地区多水，内陆地区多砂石，水的比热容比砂石的比热容大，同样受冷和受热时温度变化小，故B正确，不符合题意；C．雨水顺着沙粒缝隙渗入土壤，是水的运动，属于机械运动，所以不是扩散现象，故C错误，符合题意；D．分子在永不停息地做无规则运动，且温度越高，分子热运动越剧烈；故刚炒出来的菜会散发出浓浓的香味，故D正确，不符合题意。故选C。8、C【解析】【详解】A．钻木取火，是摩擦生热现象，机械能转化为内能，属于做功改变物体的内能，故A不符合题意；B．冰粒在下落过程中克服空气摩擦，机械能转化为内能，属于做功改变物体的内能，故B不符合题意；C．炙手可热，手吸收热量，是通过热传递改变手的内能，故C符合题意；D．火箭在大气层中由于受到摩擦力，从而消耗机械能转化为内能，属于做功改变内能，故D不符合题意。故选C。9、C【解析】【详解】A．相同的加热器，相同时间产生的热量是相同的，所以加热相同时间，甲乙吸收的热量相同，故A错误；B．根据比热容的公式可知，在质量的不同种物质，吸收相同的热量，温度变化大的比热容小。由图可知，加热相同时间，即吸收相同的热量，乙的温度变化大，所以乙的比热容小，故B错误；C．物体的温度越高，分子热运动越剧烈，乙物质在B点的温度高于A点的温度，表明B点分子热运动更剧烈，所以乙物质在B点的分子动能大于A点的分子动能，故C正确；D．物质的比热容是物质一种性质，只与种类和状态有关，与温度无关，所以两点的比热容是一样的，故D错误。故选C。10、D【解析】【详解】AB．比热容是物质的一种特性，与质量的大小、物体所吸收的热量多少无关，故AB错误；C．因为水的比热容大，在吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化比沙石小，所以烈日下海水比沙滩更凉爽，故C错误；D．生物体内水的比例很高，由于水的比热容大，在吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化小，这种状况有助于调节生物体自身温度，故D正确。故选D。二、填空题1、内排气301.38×106比热容增大热传递柴油机的压缩冲程中压缩程度比汽油机更大热值【解析】【详解】[1]汽油机工作时，汽油燃烧产生的高温高压气体推动活塞运动，过程中燃料的内能转化为活塞运动的机械能。[2]由图可知，汽油机的进气门关闭、排气门打开，活塞向上运动，气体排出气缸，故该图表示的是汽油机排气冲程。[3]汽油发动机每完成一个工作循环，飞轮转动2圈，对外做功1次。已知汽油机转速为n=3600r/min=60r/s因此，汽油机的飞轮每秒转动60圈，汽油机每秒对外做功30次。[4]根据汽油机的工作效率和汽油热值可知，消耗100g（即0.1kg）汽油，汽油机对外做功W=q汽油mη=4.6×107J/kg×0.1kg×30%=1.38×106J[5]由于水的比热容较大，所以相同质量的物质，吸收相同的热量，水的温度升高的小。[6]物体的内能与温度有关，其他条件不变，物体的温度升高，则物体的内能会增大。汽车行驶时水的温度会升高，故水的内能会增大。[7]汽油燃烧使气缸温度升高，且气缸的温度远高于水的温度，所以热量会从气缸传递到水中，正是热量的传递才使得水的内能增加。[8]热机的效率等于热机做的有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值，即[9]一般的汽油机的效率比柴油机的效率要低一些，主要的原因是柴油机的压缩冲程中压缩程度比汽油机更大，在压缩冲程中储存了一部分能量。[10]相同质量的燃料，氢燃料燃烧释放的热量更多，因此用液态氢作为火箭的燃料。2、增加大于【解析】【详解】[1]用气筒向装有少量水的烧瓶里打气，压缩气体做功，机械能转化为内能，使瓶内气体内能增加。[2]当瓶塞跳出时，瓶内气体膨胀对外界做功，内能转化为机械能，内能没有全部转化为机械能，会有一部分散失掉，因此，瓶内气体内能的变化量大于瓶塞机械能的变化量。3、热传递1.68×105【解析】【详解】[1]牛奶和水之间，由于存在温度差，内能会从温度高的物体向温度低的物体转移，所以牛奶的内能是通过热传递的方式减小的。[2]由图乙可知，水的初温t0=20℃，末温t=40℃；水吸收的热量Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(40℃﹣20℃)=1.68×105J4、101.38×105柴油机【解析】【详解】[1]单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min=20r/s，即1s飞轮转20r，因为内燃机的一个工作循环中，完成4个冲程，飞轮转2r，对外做功1次，所以，该内燃机1s飞轮转20r，对外做功10次。[2]汽油的质量m=10g=0.01kg汽油完全燃烧放出的热量Q=qm=4.6×107J/kg×0.01kg＝4.6×105J由得，一个工作循环中输出的有用机械能W有＝ηQ＝30%×4.6×105J＝1.38×105J[3]题图中装置的顶部是喷油嘴，是柴油机的构造示意图。5、热传递比热容15032%B【解析】【详解】[1]改变物体内能方法是做功和热传递。风冷型发动机以空气为冷却介质，当风高速吹过发动机时，利用热传递的方式改变的发动机的内能。[2]水冷型发动机则是利用水的比热容比较大，相同质量的水和其它物质相比，升高相同的温度时，水可以吸收更多的热量。[3]水冷四冲程柴油发动机工作时转速表如图所示，转速为15×100r/min=1500r/min表示1min转1500r，即1秒转25r，因飞轮转2r，经历4个冲程，做功一次，压缩冲程一次，所以飞轮转25r，经历压缩冲程50次，12s内经历冲程为（次）[4]柴油完全燃烧能放出的热量Q放＝mq煤油＝1kg×4.3×107J/kg＝4.3×107J则柴油机的效率[5]如图乙中B图，进气门和排气门都是关闭的，活塞下行，火花塞打火，可以判断是做功冲程。三、计算题1、1.5×107J【解析】【详解】解：0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量Q放＝mq＝0.5kg×3.0×107J/kg＝1.5×107J答：燃烧0.5kg的焦炭放出1.5×107J的热量。2、（1）5.712×107J；（2）1.428×108J；（3）40%【解析】【详解】解：（1）锅炉内340kg的水吸收的热量Q吸＝cm(t﹣t0)＝4.2×103J/(kg•℃)×340kg×(100℃﹣60℃)＝5.712×107J（