难点详解苏科版九年级物理上册第十二章机械能和内能单元测试试卷(含答案详解)

苏科版九年级物理上册第十二章机械能和内能单元测试考试时间：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、如图所示是某四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是（）A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程2、改变物体内能的方法只有做功和热传递。下图是用针简对密闭容器内空气做功的示意图，针筒初始状态及温度计示数如图甲所示，小明在第一次实验中缓慢下压活塞，针筒末状态及温度计示数如图乙所示，小明在第二次实验中迅速下压活塞，针筒末状态及温度计示数如图丙所示，已知两次实验中，活塞均对针简内空气做功（针筒内空气分子势能变化忽略不计），则从甲到乙的过程中，筒内空气（）A．内能一定增大B．内能一定减小C．一定向外界放热D．一定向外界吸热3、如图所示，甲、乙是两个演示实验示意图：丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图，其中与做功冲程原理相同的演示实验图和表示汽油机将机械能转化为内能的冲程示意图分别是（）A．乙、丙 B．甲、丙 C．甲、丁 D．乙、丁4、下列四个实例中，通过做功的方式使（加“·”）物体内能增大的是（）A．炙手可热 B．钻木取火 C．扬汤止沸 D．釜底抽薪5、如图所示，是我国某地的等高线图，若把同一物体分别放在A点和B点，那么在哪一点时，此物体的重力势能大（）A．在A点时大 B．在B点时大C．在两点时一样大 D．条件不足，无法判定6、关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（）A．物体的温度升高，一定吸收了热量 B．物体吸收了热量，温度一定升高C．物体的温度降低，内能一定减小 D．物体的内能增大，温度一定升高7、下列生活实例中，通过做功改变物体内能的是（）A．入冬用暖气供热，使房屋暖和 B．用天然气烧水，使水沸腾C．海鲜放在冰上，为海鲜降温 D．两手相互摩擦，手的温度升高8、下列关于热现象的说法正确的是（）A．固体很难被压缩，说明固体分子间无间隙B．内能和温度有关，0℃以上的物体才有内能C．四冲程内燃机的压缩冲程将机械能转化为内能D．扫地时尘土飞扬是因为分子在不停地做无规则运动9、某小组利用酒精灯对500g冰均匀加热，他们每隔相同时间记录一次温度计示数观察物质状态；如图是记录数据绘制的“温度﹣时间”图像，已知c冰=2.1×103J/(kg•oC)，c水＝4.2×103J/(kg•oC)，由图像可知（）A．水升温比冰慢，说明水的比热容比冰小B．冰在熔化过程中温度保持不变，内能不变C．冰熔化过程吸收的热量是1.68×105JD．在CD段，水吸收的热量是2.1×104J10、甲、乙两车同时同地沿同一直线做匀速直线运动，它们的图像如图所示，则（）A．甲车的动能大于乙车的动能 B．甲、乙两车的重力势能相等C．经过8秒，甲、乙两车相距10米 D．运动10米，甲车比乙车少用4秒第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、水很难被压缩，说明分子间存在______（填“引力”或“斥力”）；水结冰后，很难被拉伸，说明分子间存在______（填“引力”或“斥力”）；往冰块上滴一滴墨水，发现冰块被染黑了，说明______。2、图中单缸四冲程汽油机正处在_______冲程，若该汽油机转速为1800r/min，则它每秒钟完成________个冲程。用水循环带走汽油机产生的热量，这是利用了_______方式改变内能，并且利用了水的_______较大的特性。3、有一箱木炭，它的质量为10kg，热值为3.4×107J/kg，若用掉一半，剩下的木炭的热值为______。半箱木炭燃烧最多能放出的热量是______。城市绿化中要修建许多人工湖以降低“热岛效应”造成的高温，这里利用了水______大的特性。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、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·℃）]三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）1、为保护环境，我国多个城市采用了氢燃料新能源公交车代替传统燃油公交车。若某氢能源公交车以150kW的恒定功率匀速行驶50min消耗了5kg的氢燃料。（q氢=1.4×108J/kg）求：（1）完全燃烧5kg的氢燃料放出的热量；（2）公交车行驶50min所做的功；（3）公交车的热机效率。2、某家庭用燃气热水器将质量为10kg，温度为10oC的自来水加热到50oC消耗的天然气体积为0.1m3（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•oC），天然气的热值为3.2×107J/m3。求：（1）天然气完全燃烧放出的热量；（2）水吸收的热量；（3）该热水器工作时的效率。3、小华想估测自己家天然气热水器的热效率（即天然气完全燃烧所消耗的化学能，有多大比例转化为水的内能）。他把家里的自动洗衣机的“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时洗衣机自动停止注水。从家里的天然气表可知此过程一共消耗0.15m3的天然气，已知当时自来水的温度是15℃，热水器输出热水的温度为40℃，水的比热容c=4.2103J/（kg·℃），水的密度=1.0103kg/m3，天然气的热值q=3.2107J/m3。求：（1）洗衣机中水的质量为多少？（2）洗衣机中水吸收的热量Q吸为多少？（3）消耗的天然气完全燃烧所放出的热量Q放为多少？（4）这个天然气热水器的热效率是多少？4、质量为4kg的冷水与3kg、80℃的热水混合后的温度为40℃，若不计热量损失，c水=4.2×103J/（kg·℃）。求：（1）热水放出的热量；（2）冷水原来的温度。5、（2021·全国·九年级课时练习）某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1200周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），求(1)汽油机一个循环所做的功是_____J(2)汽油机的功率是_____W。-参考答案-一、单选题1、B【解析】【详解】由图可知，进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，即为压缩冲程，机械能转化为内能，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。2、C【解析】【详解】AB．由题意可知，从甲到乙的过程中，空气的温度不变，故分子动能不变，又因此过程中空气的分子势能不变，故可知此过程中，筒内空气的内能不变，故AB不符合题意；CD．因从甲到乙的过程中，活塞压缩空气，对空气做功，而空气的温度保持不变，故可知该过程中筒内空气一定向外界放热，使得做功增加筒内空气内能的同时，向外热传递减少筒内空气的内能，使得筒内空气内能保持不变，从而使筒内空气温度保持不变，故C符合题意，D不符合题意。故选C。3、C【解析】【详解】甲图对试管中的水加热，加快水的蒸发，试管中水蒸气的内能增大、体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能；乙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧。是通过对物体做功来增大物体内能的，是将机械能转化为内能的过程；丙图两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，做功冲程将内能转化为机械能；丁图两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，压缩冲程是把机械能转化为内能的过程。由以上分析可知看出与做功冲程原理相同的是甲图，表示汽油机利用将机械能转化为内能的冲程示意图对应正确的是丁图。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。4、B【解析】【详解】A．炙手可热，手靠近热的物体感觉到热，是通过热传递的方式使手的内能增加，故A不符合题意；B．钻木取火是利用摩擦力对木头做功使得木头内能增加，通过的是做功增加了木头的内能，故B符合题意；C．扬汤止沸，是将一部分沸水舀出来再倒回原来沸水中，舀出来的水温度变低，再重新倒回去后，锅中沸水的热量传递给倒回去的温度较低的水，水短时间内不再沸腾，是通过热传递的方式降低热水的内能，故C不符合题意；D．釜底抽薪，将加热的热源取走，是通过减少热传递的方式降低物体的内能，故D不符合题意。故选B。5、B【解析】【详解】由题图可看出，A点所在的海拔为995m，B点所在的海拔为1040m，而对同一个物体，它的位置越高，重力势能越大，故物体在B点时重力势能大。故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。6、C【解析】【详解】A．改变内能的方式：做功和热传递；物体的温度升高，内能增加，可能是吸收了热量，也可能是外界物体对它做了功，故A错误；BD．物体吸收热量，内能增加，但温度不一定变化，如：晶体熔化，内能增加，但温度不变，故B错误，D错误；C．物体的内能与温度有关，物体的温度降低，内能一定减小，故C正确。故选C。7、D【解析】【详解】A．暖气供暖，是暖气片里的热水向外散热，从而使房屋暖和，是通过热传递改变内能的，故A不符合题意；B．使用天然气烧水使水沸腾是通过热传递改变内能的，故B不符合题意；C．海鲜放冰上，为海鲜降温，是通过热传递改变内能的，故C不符合题意；D．两手相互摩擦手的温度升高，是两手互相克服摩擦做功改变内能的，故D符合题意。故选D。8、C【解析】【详解】A．由扩散现象可知，一切物质的分子间都存在间隙。固体很难被压缩，是因为分子间存在斥力，故A错误；B．一切物质的分子都在永不停息的做无规则运动，因此由内能概念可知，一切物体都具有内能，同一物体，温度越高，内能越大，故B错误；C．四冲程内燃机的压缩冲程中，活塞压缩气缸中的气体，对气体做功，使气体内能增大，温度升高，将机械能转化为内能，故C正确；D．扫地时尘土飞扬是机械运动，不能说明分子在不停地做无规则运动，故D错误。故选C。9、C【解析】【详解】A．由题知，利用酒精灯对冰均匀加热，即在相同时间内冰吸热相同，由图可知，冰在前5min内温度升高了20℃，水在后10min内升高了20℃，可见升高相同的温度，水吸热时间长，故吸收热量多，而冰化水质量不变，所以由可知水的比热容比冰的比热容大，故A错误，A不符合题意；B．冰在熔化过程中，吸收热量，内能增加，但温度保持不变，故B错误，不符合题意；C．冰的质量为500g=0.5kg，温度变化了20℃，AB阶段5min物质吸收的热量因为相同时间内物质吸收的热量相同，则BC阶段物质吸收的热量是AB阶段的8倍，BC阶段热量共吸收了8×2.1×104J=1.68×105J故C正确，符合题意；D．冰熔化成水，质量不变，还是0.5kg，在CD段温度变化了20℃，水吸收的热量故D错误，不符合题意。故选C。10、D【解析】【详解】由图可知，甲乙经过8s，甲的路程是20m，乙的路程是10m，甲的速度A．动能与质量和速度有关，甲车的速度大于乙车的速度，由于甲乙两车的质量未知，甲车的动能不一定大于乙车的动能，故A不符合题意；B．重力势能与质量和高度有关，由于甲乙两车的质量和高度未知，甲、乙两车的重力势能不一定相等，故B不符合题意；C．甲乙经过8s，甲的路程是20m，乙的路程是10m，若甲、乙两车的运动方向相反，则此时甲车与乙车相距20m+10m=30m故C不符合题意；D．运动10米，甲车的时间是4s，乙车的时间是8s，甲车比乙车少用4s，故D符合题意。故选D。二、填空题1、斥力引力分子在不停的做无规则的运动【解析】【详解】[1][2]分子之间存在相互作用的引力和斥力。水很难被压缩，说明分子间存在斥力；水结冰后，很难被拉伸，说明分子之间存在引力。[3]一切物质的分子都在不停地做无规则运动，温度越高，分子运动越剧烈。往冰块上滴一滴墨水，发现冰块被染黑了，说明分子在不停地做无规则运动。2、做功60热传递比热容【解析】【详解】[1]由图可见，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，因此该冲程是做功冲程。[2]汽油机完成1个工作循环，完成四个冲程，飞轮转2转，对外做功1次，1800r/min，则1s转30转，即每秒完成15个工作循环，完成60个冲程，对外做功15次。[3][4]水循环带走汽油机产生的热量，这是利用热传递的方式改变内能的，并且还利用了水的比热容较大的特性。3、3.4×107J/kg1.7×108J比热容【解析】【详解】[1]热值是燃料的特性，不随质量改变而改变，因此用掉一半，剩下木炭的热值仍然是3.4×107J/kg。[2]半箱木炭燃烧最多放出热量[3]水的比热容比较大，根据比热容的特点，相同质量的水在升高相同温度时比其他的物质吸收热量多，人工湖能够多吸收一些热量，以降低“热岛效应”。4、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℃)=1.68×105J三、计算题1、（1）7×108J；（2）4.5×108J；（3）64.3%【解析】【详解】解：（1）由题意可知，完全燃烧5kg的氢燃料放出的热量为Q放=q氢m=1.4×108J/kg×5kg=7×108J（2）由题意可知，公交车的功率为P=150kW=1.5×105W行驶时间为t=50min=3000s则公交车行驶50min所做的功为W=Pt=1.5×105W×3000s=4.5×108J（3）由（