2024年度强化训练苏科版九年级物理上册第十二章机械能和内能定向测试练习题（详解）

苏科版九年级物理上册第十二章机械能和内能定向测试考试时间：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、质量和温度都相同的甲、乙两种物质，用同样的加热器进行加热，它们的温度随时间变化的图象如图所示，下列说法正确的是（）A．甲物质的沸点一定是80℃，乙物质的沸点一定是40℃B．0~6min甲比乙吸收的热量多C．8~10min甲和乙继续吸热，虽然温度各自保持不变，但甲和乙的内能都不断增加D．甲的比热容大于乙的比热容2、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3、如图所示是探究能量转化的装置，下列相关说法错误的是（）A．水蒸气驱动叶轮转动，水蒸气的内能减小了B．实验过程中，燃料的化学能直接转化为叶轮的机械能C．对水加热过程中是通过热传递使水的内能增大的D．此实验展现了热机工作时的能量转化过程4、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5、酒精灯中的酒精在使用过程中，以下物理量会变化的是（）A．质量 B．密度 C．比热容 D．热值6、下述哪种现象不能用水的比热容大这一特性来解释（）A．夏天海边的沙子烫脚而海水却很凉B．冬天暖气设备用水作为介质传递热量C．空调房间里放盆水增加湿度D．晚上向秧苗田里放水，以防冻坏秧苗7、以下事例在改变物体内能的方式上与其他三项不同的是（）A．炒菜时锅铲翻动，热气腾腾B．水蒸气把塞住瓶口的软木塞冲开，温度降低C．把铁丝反复弯折，弯折处变热D．返回舱穿过大气层时舱体温度升高8、潍柴集团于2020年正式发布全球首款热机效率突破50%的商用柴油机，世界内燃机发展出现历史性新突破。关于对此柴油机的说法正确是（）A．它必须用热值较高的燃油才能提高其热机效率B．对比其他柴油机，相同时间内对外做功更快C．对比其他柴油机，对外做同样的功消耗的燃料减少D．随着技术的进步，集团生产的内燃机效率能达到100%9、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10、有一个转速为3600r/min的四冲程汽油机，如图所示为该汽油机某冲程的示意图，则下列说法不正确的是（）A．汽油机的效率越高，做功越快 B．这是汽油机的压缩冲程，机械能转化为内能C．汽油机的该冲程是靠飞轮惯性完成的 D．汽油机正常工作时1s对外做功30次第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、2021年10月16日，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F运载火箭，在酒泉卫星发射中心发射成功，三名航天员将在轨驻留六个月。（1）火箭发射时选用液态氢作燃料是因为氢具有较大的______（选填“内能”、“比热容”或“热值”），而且有利于环境保护；（2）火箭喷气发动机，自带燃料和氧化剂，它工作时不需要空气，可以在大气层外工作。火箭升空时，燃料燃烧向后高速喷出气体，从而获得前进的动力，此过程把燃料燃烧的内能转化为火箭的______能；（3）火箭在大气层内高速运动时，会使其头部整流罩与空气剧烈摩擦，整流罩的内能增加，温度升高达上千摄氏度。这是通过______（选填“做功”或“热传递”）的方式来改变整流罩内能的。2、小明利用如图所示的装置探究物质的吸热能力跟哪些因素有关。他在两个相同的烧杯内分别加入质量相等的水和食用油，再将两个相同的电加热器和两个相同的温度计分别浸在水和食用油中，给每个电加热器通电5分钟，发现食用油中的温度计的示数变化大，则物质的吸热能力跟________有关。3、“拆鱼羹”是顺德的传统美食，烹饪“拆鱼羹”的过程是通过______的方式改变其内能的。随着温度升高，羹的香气更加浓郁，是因为温度越高，分子无规则运动越_______，热气腾腾的“拆鱼羹”摆上桌，立刻香气满屋，这是______现象。4、“西气东输”工程中，输送的燃料为天然气，这是利用了天然气________较大的特性，而且使用天然气时对环境无污染。天然气热值为8.4×107J/m3，表示________。0.5m3天然气完全燃烧放的热量是___________J，天然气用掉一部分后，剩余天然气的热值_________（选填“变大”、“变小”或者“不变”）。5、北京时间2018年2月22日平昌冬奥会短道速滑男子500米决赛落下帷幕最终武大靖为中国队收获一枚金牌。如图是他在赛道上奋勇拼搏的镜头，滑冰鞋的冰刀与冰面的接触；面积很小，可以增大运动员对冰面的______，在此过程中，冰刀温度升高，是通过______方式增加了它的内能。三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）1、把10kg水从20℃加热到70℃，求它吸收了多少热量？已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)2、教材中十四章第二节热机的效率中最后一段中提到“在热机的能量损失中，废气带走的能量最多。设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。大型发电机常常用蒸汽轮机推动，为了提高燃料的利用率，人们利用蒸汽轮机排出的废气来供热，这就是热电站。这种既供热又供电的热电站，比起一般的火电站来，燃料的利用率大大提高”。已知某热电厂每日消耗的煤有100吨，为国家电网提供的电能，同时又为城镇居民的供热系统提供的能量。已知煤热值约为。求：（1）若煤完全燃烧，将放出多少热量；（2）该热电厂的燃料利用率为多少。3、近些年牡丹江市有许多氢燃料新能源公交车投放使用。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源[q氢=1.4×108J/kg]。求：（1）质量为300g的氢燃料完全燃烧放出的热量；（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，则水温升高后的温度；（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶了150s，刚好燃烧300g的氢燃料，则这氢能源公交车的效率是多少？4、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？5、（1）用燃气锅炉烧水时，把质量为500kg，初温为20℃的水加热到100℃，已知水的比热容，则：水吸收的热量是多少J；（2）在（1）过程中，共燃烧了12m3天然气，天然气的热值q＝4.2×107J/m3），求燃气锅炉烧水时的效率；（3）我国可燃冰已试采成功，技术处于世界领先，可燃冰的热值为同体积天然气的160倍，求可燃冰的热值；若换用可燃冰，应使用多少m3可燃冰就能等效（2）中的天然气？-参考答案-一、单选题1、C【解析】【详解】A．由图象可知，甲和乙的末温保持不变，但可能处在熔化过程中，也可能处于沸腾过程中，此时的温度不一定是沸点，故A错误；B．实验中用同样的加热器进行加热，在相同时间内物质吸收的热量是相同的，则在0~6min内两物质吸收的热量都是相同的，故B错误；C．8~10min甲和乙继续吸热，甲和乙的内能都不断增加，故C正确；D．由图可知，在0~6min内，加热时间相同，吸收的热量相同，甲的温度变化快，且两物质的质量相同，根据Q=cmΔt可知，甲的比热容小，故D错误。故选C。2、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。3、B【解析】【详解】ABC．燃料燃烧将化学能转化为内能，水吸收热量沸腾汽化为水蒸气，高温的水蒸气可以驱动叶轮转动，水的内能转化成了叶轮的机械能，水蒸气自身的温度会降低，内能会减少，故AC正确，不符合题意，B错误，符合题意；D．热机工作时，将内能转化为机械能，因此此实验展现了热机工作时能量转化过程，故D正确，不符合题意。故选B。4、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。5、A【解析】【详解】将一瓶酒精用去部分后，所含物质总量减少，所以剩余的酒精质量减少但密度、比热容、燃料的热值都属于物质的特性，它们的大小与物体的质量和体积均无关系，不会发生变化，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。6、C【解析】【详解】A．因为沙子的比热容比海水的比热容小，吸收相同热量，相同质量的沙子比海水温度上升快，所以感到沙子烫脚，海水却凉凉的，故A不符合题意；B．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以用水作取暖剂，故B不符合题意；C．房间内长时间开空调会使空气变得十分干燥，在室内放上一盆清水可以增加空气的湿度，是水分子在空气中的扩散现象，扩散现象说明水分子在不停地做无规则运动，故C符合题意；D．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以人们晚上向秧苗田里放水，以防冻坏秧苗，故D不符合题意。故选C。7、A【解析】【详解】A．炒菜时，菜从锅上吸收热量，内能增加，温度升高，是通过热传递的方式改变物体的内能；B．水蒸气把塞住瓶口的软木塞冲开，水蒸气对软木塞做功，内能转化为机械能，是通过做功的方式改变物体的内能；C．反复弯折铁丝，弯折处变热，将机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体的内能；D．返回舱穿过大气层时，要克服空气摩擦做功，将机械能转化为内能，使舱体温度升高，是通过做功的方式改变物体的内能。由以上分析可知A与BCD改变物体内能的方式不同，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。8、C【解析】【详解】A．热机效率是有用功与燃料完全燃烧所放出的热量的比，与燃料的热值无关，故A错误；B．柴油机效率高，只表明有用功与总功的比值大，相同时间做功快指功率，效率与功率没有必然联系，故B错误；C．柴油机效率高，根据效率公式，当有用功一定时，效率越高，所需要总功更少，即燃烧同种燃料时，需要的燃料更少，故C正确；D．柴油机属于热机，在工作过程中不可避免会存在燃料燃烧不完全等因素导致能量损失，不可能达到100%，故D错误。故选C。9、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。10、A【解析】【详解】A．热机的效率越高说明用来做有用功的能量占燃料完全燃烧产生的能量之比越大，做功越快是指功率大，功率和效率没有关系，故A错误，符合题意；B．由图可知，两个气门都是关闭的，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能，故B正确，不符合题意；C．依靠飞轮惯性完成的冲程有：吸气、压缩和排气三个冲程，故C正确，不符合题意；D．转速为3600r/min的四冲程内燃机，则每秒转60圈，两圈做一次功，共做30次功，故D正确，不符合题意。故选A。二、填空题1、热值机械做功【解析】【详解】（1）[1]在常见燃料中，氢的热值较大，完全燃烧等质量的氢和其它燃料相比，氢所产生的热量要多得多，故选择氢作为燃料主要是因为其热值大。（2）[2]燃料燃烧产生高温高压的气体，推动火箭向上运动，对火箭做了功，火箭机械能增加，高温高压的气体将内能转化成了火箭机械能。（3）[3]整流罩与空气剧烈摩擦，整流罩机械能减小，内能增加，整流罩将机械能转化成了内能，故是通过做功来改变内能的。2、物质的种类【解析】【详解】实验中，控制了两种液体的质量相等，用相同的加热器进行加热，控制了两种液体吸收的热量相等，两种液体的种类不同，然后比较它们的温度变化情况，发现食用油中的温度计的示数变化大，所以是为了说明说明物质的吸热能力跟物质的种类有关。3、热传递快扩散【解析】【详解】[1]改变物体内能的方法是做功和热传递。烹饪“拆鱼羹”的过程是通过热传递的方式改变其内能的。[2]分子无规则运动的速度与温度有关。随着温度升高，羹的香气更加浓郁，是因为温度越高，分子无规则运动越快。[3]不同物质在互相接触时彼此进入对方的现象叫扩散。接触热气腾腾的“拆鱼羹”摆上桌，立刻香气满屋，这是扩散现象。4、热值1m3的天然气完全燃烧时所释放出的热量是8.4×107J4.2×107不变【解析】【详解】[1]天然气与其它燃料相比较，天然气的热值大，燃烧时产生废气污染小，所以选择使用天然气。[2]天然气的热值为q=8.4×107J/m3，它表示的物理意义是1m3的天然气完全燃烧时所释放出的热量是8.4×107J。[3]完全燃烧0.5m3天然气放出热量Q=Vq=0.5m3×8.4×107J/m3=4.2×107J[4]热值是燃料的一种特性，与质量的大小和燃烧的程度无关。当天然气用掉一部分后，剩余天然气的热值不变。5、压强做功【解析】【详解】[1]滑冰鞋的冰刀与冰面的接触面积很小，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大运动员对冰面的压强。[2]比赛时滑冰鞋的冰刀与冰面间的相互摩擦，在这过程中，克服摩擦做功使冰刀的温度升高，内能增加，是通过做功的方式增加了冰刀的内能。三、计算题1、2.1×106J【解析】【详解】解：水吸收的热量Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×10kg×(70℃﹣20℃)＝2.1×106J答：水吸收了2.1×106J的热量。2、（1）；（2）【解析】【详解】解：（1）煤完全燃烧放出的热量为（2）热电厂的燃料利用率为答：（1）若煤完全燃烧，将放出热量；（2）该热电厂的燃料利用率为。3、（1）4.2×107J；（2）65℃；（3）50%【解析】【详解】解：（1）质量300g的氢燃料完全燃烧放出的热量为Q放=q氢m=1.4×108J/kg×300×10﹣3kg=4.2×107J（2）根据题意知