2025北师版九年级物理全一册
第十章 机械能、内能及其转化
时间:60分钟 满分:100分
题号 一 二 三 四 总分
分值
一、填空题(每空2分,共30分)
1.[课标理念|贴近生活]去烧烤店烤肉时,烤肉香味四溢说明 ;如果没有及时吃,烤肉晾凉了香味就不太浓郁了,这说明 越高,扩散现象越明显.
2.[课标理念|真实情境]如图所示,小亮在玩蹦蹦杆,杆中的弹簧向上弹起的过程中(未离开地面),小亮的重力势能 ,弹簧的弹性势能 .(均选填“增大”“减小”或“不变”)
3.(2023·福建厦门期中)一块0 ℃的冰熔化成0 ℃的水,它的内能 ;若将瓶中的水喝掉一些,则剩下的水的比热容将 .(均选填“变大”“变小”或“不变”)
4.现在有一种先进的焊接技术,叫“旋转焊接”.如图所示,不旋转的铝件在强大压力的作用下顶住高速旋转的铜件,通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式使两者接触处的温度急剧升高, 增大,这样铜件和铝件接触处的分子相互渗透,由于分子间 的作用,两者会紧密结合在一起,这就是先进的“旋转焊接”技术.
5.小海将质量和初温相同的分别用铁、陶瓷两种材料制成的勺子(c铁
6.(2023·天津南开区期中)如图所示是四冲程汽油机的某个冲程,由图可以看出它正处于 冲程;若该汽油机飞轮的转速是50 r/s,则汽油机每秒钟对外做功 次.
7.我国地热资源十分丰富,已经发现的天然温泉就有2 000处以上.温泉水的温度大多在60 ℃以上.100 kg的温泉水从60 ℃降到20 ℃放出的热量是 J,相当于 kg的煤气完全燃烧所放出的热量.[煤气的热值为4.2×107 J/kg,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
二、选择题(每小题3分,共24分.多选题每小题至少有2个选项符合题意,全部选择正确得3分,选择正确但不全得1分,有错选的不得分)
8.分子很小,看不见摸不着,但我们可以通过一些现象来认识分子.下列认识正确的是 ( )
A.雾霾弥漫——分子在不停地做无规则运动
B.海绵容易被压缩——分子间有间隙
C.破镜难圆——分子间有斥力
D.两滴水银自动合为一大滴——分子间有引力
9.图示卫星沿椭圆轨道运行的过程中机械能守恒,该卫星从远地点向近地点运动的过程中,以下说法中正确的是 ( )
A.动能转化为势能、速度减小
B.动能转化为势能、速度增大
C.势能转化为动能、速度减小
D.势能转化为动能、速度增大
10.(2023·陕西西安期中)关于汽油机与柴油机,下列说法正确的是 ( )
A.汽油机的火花塞可以用柴油机的喷油嘴代替
B.柴油机和汽油机在吸气冲程中,吸入汽缸的都是空气
C.在做功冲程中,柴油机汽缸内的燃气温度和压强比汽油机中的低
D.汽油机和柴油机在压缩冲程中都是将机械能转化为内能
11.(2022·福建南平模拟)根据表中几种物质的比热容判断,下列说法不正确的是 ( )
物质 比热容c
煤油 2.1×103 J/(kg·℃)
水 4.2×103 J/(kg·℃)
砂石 0.92×103 J/(kg·℃)
冰 2.1×103 J/(kg·℃)
A.北方楼房中的暖气用水作为介质,利用了水的比热容较大的特性
B.固体的比热容一定小于液体的比热容
C.质量相等的水和煤油温度都升高5 ℃,水吸收的热量比煤油多
D.同一种物质,所处的状态不同,比热容可能不同
12.为了合理利用能源,人们一直在努力提高热机效率,以下是一些提高热机效率的方法:①尽量减少各种热损;②加润滑油减少机器各部件之间的摩擦;③使用热值高的燃料.其中合理的一组是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
13.(2022·江西南昌模拟)用相同的加热装置对a、b两种物质进行加热时,它们的温度随时间变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.如果a、b是同种物质,则a的质量更小
B.如果a、b质量相等,则a的吸热能力更强
C.加热过程中通过做功改变了a、b的内能
D.温度从t1升高到t2时,a、b吸收的热量Qa=Qb
14.(2023·河南师大附中期中)(多选)2022年11月29日,搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射.以下说法正确的是 ( )
A.火箭发射前内能为零
B.火箭的燃料热值大
C.火箭燃料的化学能全部转化为机械能
D.加速升空过程中火箭的机械能增大
15.(多选)下列关于图示现象的说法正确的是 ( )
甲 乙 丙 丁
A.甲图:抽去玻璃板后,两瓶中的气体逐渐混合,这是气体的扩散现象
B.乙图:试管内的水沸腾后,软木塞从试管口飞出时,软木塞的机械能转化为内能
C.丙图:缓慢向上拉与水面接触的玻璃板,弹簧测力计示数变大,说明分子间存在斥力
D.丁图:把活塞迅速向下压,浸透了乙醚的棉花球会燃烧起来,这是因为活塞压缩气体做功,气体内能增加,温度升高
三、实验探究题(共23分)
16.(5分)某实验小组的同学研究物体重力势能的大小与哪些因素有关.他们利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的圆柱体设计并进行了如图所示的实验.
(1)实验中通过观察 来判断物体重力势能的大小.
(2)要探究重力势能大小与高度的关系,应选择 两图所示的实验进行分析比较.
(3)图乙和图丙所示的实验探究的是重力势能大小与 的关系,若图丙中小方桌下陷更深,则可初步得到的结论是 .
17.(8分)为比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值,小明采用如图所示的装置进行实验,他将一定质量的酒精和碎纸片分别放入两个燃烧皿中并点燃,分别给两个相同的、装有等质量水的烧杯加热,直至酒精和碎纸片完全燃烧.
(1)小明设计了一个记录实验数据的表格,其中①②两项内容漏写了,请你帮他补充完整.
燃料 加热前的水温/℃ ①
10 g酒精
②
(2)实验结束后,小明根据实验数据利用公式Q=cmΔt算出了水吸收的热量,结合“10 g酒精”这一数据,算出了酒精的热值,请问这样算出的酒精热值准确吗 ,请说明理由: .
18.(10分)在一节物理社团活动课中,小明同学与小芳同学要比较甲、乙两种液体的比热容大小,他们准备了两只相同的烧杯,分别装入了初温和质量相同的甲、乙两种液体.
(1)在两种液体都不沸腾的前提下,小明认为要把甲、乙两种液体加热到相同的温度然后进行比较,小芳认为要加热相同的时间然后进行比较,你的看法是 (选填“仅小明的方法可行”“仅小芳的方法可行”或“两种方法都可行”).
(2)本次实验采用的科学方法有 (多选,填选项前的字母).
A.控制变量法 B.转换法
C.等效替代法 D.类比法
(3)所选择的两个酒精灯的要求是 .
(4)如表所示是某次实验记录的数据.
加热时间/min 0 2 4 6 8
温度/℃ 甲 20 22 24 26 28
乙 20 21 22 23 24
①看到表格里面的温度变化,小明联想到了速度,老师说过速度概念属于“比值定义法”,它是由路程和时间两个物理量相比得到的一个新的物理量.于是小明提出了一个新的概念“升温速度”,请你试着说一下,在其他条件相同的情况下,升温速度应是 与 的比值,它的单位应该是 .
②在这次实验探究中,比热容大的液体的升温速度较 (选填“大”或“小”).
四、综合应用题(共23分)
19.(11分)“运-20”是我国自主研发的大型运输机,如图所示.若运-20在高空中飞行时在恒定的水平推力F的作用下,以720 km/h的速度在水平方向上沿直线匀速航行1 h,需要完全燃烧航空煤油4 800 kg.已知飞机发动机的机械功率是3.2×107 W,航空煤油的热值为4×107 J/kg.试求:
(1)4 800 kg航空煤油完全燃烧放出的热量;
(2)发动机获得的水平推力F;
(3)该飞机发动机的效率.
8 9 10 11 12 13 14 15
D D D B A A BD AD
1.分子在不停地做无规则运动 温度
2.增大 减小
3.变大 不变
【解析】一块0 ℃的冰熔化成0 ℃的水,虽然温度不变,但冰熔化成水需要吸收热量,故内能会变大;比热容是物质的特性,与物质的状态有关,与质量无关;一瓶水喝掉一些,状态不变,只是质量减小,故比热容仍不变.
4.做功 内能 引力
【解析】当不旋转的铝件顶住高速旋转的铜件时会发生摩擦,摩擦生热,两者接触处的温度升高,内能增大;分子间存在相互作用的引力和
【提示】通过做功改变物体的内能
斥力,铜件和铝件接触处的分子相互渗透,两者会紧密结合在一起.
5.= 陶瓷
6.做功 25
【解析】从题图中可以看出,两个气门关闭,活塞下行,是做功冲程;飞轮每秒转50转,完成2×50=100个冲程,对外做功= 25次.
【提示】飞轮转动1周完成2个冲程
7.1.68×107 0.4
【解析】温泉水放出的热量Q放=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(60 ℃-20 ℃)=1.68×107 J;相当于完全燃烧煤气的质量m煤气===0.4 kg.
8.D “雾霾弥漫”是固体或液体颗粒的运动,不是分子运动,A错误;海绵容易被压缩,是因为海绵具有多孔结构,不能说明分子间有间隙,B错误;
【注意】肉眼可见的多孔结构≠分子间隙
破镜难圆,破掉的镜子分子之间的距离很远,分子间的作用力十分微弱,可以忽略,C错误.
9.D 卫星沿椭圆轨道从远地点向近地点运动时,其质量不变,高度减小,势能减小,势能转化为动能,机械能守恒,则动能增大,卫星的质量不变,则速度增大.
10.D 汽油机的火花塞是为了产生火花,柴油机的喷油嘴是喷油用的,二者不可互换,A中说法错误;汽油机在吸气冲程中吸入的是空气和汽油的混合物,柴油机在吸气冲程中吸入的是空气,B中说法错误;在做功冲程中,柴油机汽缸内的燃气温度和压强比汽油机中的高,C中说法错误.
11.B 由题表可知,固态的冰与液态的煤油的比热容相等,故B中说法不正确.
12.A 燃料的热值高低不会影响热机的效率,③不合理;通过减少各种热损、加润滑油等可以减少能量损失,从而提高热机效率,①②合理.故选A.
13.A 如果a、b是同种物质,其比热容相同,由图像可知,加热相同的时间(即吸收的热量相同),a的温度升高得多,说明a的质量小,故A正确;如果a、b质量相等,加热相同的时间(即吸收的热量相同),a的温度升高得多,说明a的比热容小,即a的吸热能力更弱,故B错误;在加热过程中,利用热传递的方式改变了a、b的内能,故C错误;由图像可知,温度从t1升高到t2时,a的加热时间短,说明a吸收的热量少,即Qa
选项 分析 结论
A 一切物体都有内能,火箭发射前的内能不为零 ×
B 火箭燃料一般使用液态氢,是因为它的热值大,完全燃烧相同质量的氢时,可以释放出更多的热量 √
C 火箭燃料的化学能先转化为内能,内能对外做功,转化为机械能,在能量转化的过程中,有能量散失 ×
D 火箭在加速升空的过程中,火箭的质量可认为不变,速度变大,动能增大;质量不变、高度增大,势能增大,故火箭的机械能增大 √
15.AD
16.(除标注外,每空1分)(1)小方桌在沙子中下陷的深度 (2)甲、乙
(3)质量 所处高度一定时,物体的质量越大,其重力势能越大(2分)
17.(每空2分)(1)①加热后的水温/℃ ②10 g碎纸片 (2)不准确 酒精完全燃烧放出的热量不能全部被水吸收
【解析】控制变量法!(1)②比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值时,要采用控制变量法,即应使质量相等的酒精和碎纸片完全燃烧.
18.(除标注外,每空1分)(1)两种方法都可行 (2)AB(2分) (3)规格相同 (4)①升高的温度 加热时间 ℃/min(或℃/s)(2分) ②小(2分)
【解析】(2)该实验中要控制两种液体的质量、加热条件等相同,这是控制变量法的应用;在控制两种液体的质量、加热条件、加热时间相同时,通过比较两种液体温度升高的多少来比较吸热能力的大小,这是转换法的应用.(3)根据控制变量法的要求,实验中应选用相同规格的酒精灯进行加热.(4)②根据实验数据可知,乙的比热容较大,相同时间内升高的温度较小,即乙的升温速度较小.
19.(1)航空煤油完全燃烧放出的热量Q放=qm=4×107 J/kg×4 800 kg=1.92×1011 J (3分)
(2)运-20在水平方向上沿直线匀速航行的速度v=720 km/h= m/s=200 m/s(1分)
由P===Fv得,发动机获得的水平推力F===1.6×105 N(3分)
(3)该飞机在水平方向上沿直线匀速航行1 h,1 h=3 600 s
则发动机做的有用功W=Pt=3.2×107 W×3 600 s=1.152×1011 J (2分)
发动机的效率η==×100%=60% (2分)
20.(1)热值(2分) 4.2×108(2分)
(2)因为天然气的热值大约是4×107 J/m3,而1 m3可燃冰可转化为164 m3的天然气,所以1 m3可燃冰完全燃烧可以放出的热量大约是Q放=qV=4×107 J/m3×164 m3=6.56×109 J (2分)
1 m3可燃冰的质量大约是m=ρV=900 kg/m3×1 m3=900 kg (2分)
所以1 kg可燃冰完全燃烧放出的热量为×1 kg≈7.3×106 J (2分)
根据计算可得可燃冰的热值大约是7.3×106 J/kg,比常规燃料的热值还小得多,所以上述试题是错误的. (2分)
【规范】解题时,最后的总结不要遗漏,避免答非所问
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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