2024-2025学年九年级上册物理单元测试
第十二章《机械能与内能》（培优卷）
一、选择题（本题共15小题，每小题2分，共30分，每小题只有一个选项符合题意）
1．如图所示，摆球由A位置从静止开始运动到B位置再运动到C位置，然后再运动到B位置直至A位置。下列关于摆球的说法正确的是( )
A．小球在A点没有动能
B．小球在B点只有重力势能
C．小球在从A点到B点的过程中，动能转化为重力势能
D．小球在从B点到C点的过程中，重力势能转化为动能
2．张家界大峡谷玻璃桥高空蹦极体验项目正式对公众开放，不考虑空气阻力，关于人在蹦极下降过程中的能量分析，下列选项中正确的是( )
A．弹性绳绷直前，人的重力势能减小，动能增大，机械能增大
B．弹性绳刚好绷直时，人的重力势能最小，动能最大
C．下降到最低点的过程中人的机械能守恒
D．下降到最低点时，人的重力势能最小，弹性绳的弹性势能最大
3．如图所示，完全相同的甲、乙两个小球，甲球由轻绳系住，乙球由橡皮条系住，都从水平位置由静止开始释放，当两球到达悬点正下方点时，橡皮条长度恰好与绳子长相等，则在点时两球的速度大小关系是( )
A． B． C． D．无法确定
4．如图所示，物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。物块的相关科学量随时间变化规律的图像正确的是( )。
A．B．C．D．
5．手机具有录音和显示波形的功能。某乒乓球爱好者将一乒乓球从一定高度由静止释放，利用手机记录下乒乓球碰撞台面发出的声音，其波形随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（ ）。
A． 每次发声的时间间隔相等；
B． 整个过程中乒乓球的机械能不变；
C． 乒乓球每次弹起时的动能依次减小；
D． 乒乓球每次与台面碰撞的最大形变程度相同
6．下列关于热和能现象的说法，正确的是( )
A．冬天人们搓手取暖是利用热传递来增加手掌内能
B．热机损失的能量中，废气带走的能量最少
C．冰熔化过程中吸收热量，内能增大，温度升高
D．“墙内开花墙外香”是因为发生了扩散现象
7．如图为白天海陆风形成的示意图。海陆风形成的原因是：与海洋相比，陆地的土地( )
A．比热容较小，在相同日照条件下升温较快，气温较高
B．比热容较小，在相同日照条件下升温较慢，气温较低
C．比热容较大，在相同日照条件下升温较快，气温较高
D．比热容较大，在相同日照条件下升温较慢，气温较低
8．甲、乙两个杯子，盛有质量和初温相同的水，另有a、b两不同材料的金属球，其质量和初温相同，现将a、b两球分别投入甲、乙两杯中，达到热平衡后，测得甲杯的水温升高6℃，乙杯中水温升高3℃，若不计热损失则( )
A．a球的比热容大于b球的比热容B．a球的比热容小于b球的比热容
C．a球放出热量等于b球放出的热量D．a球放出的热量小于b球放出的热量
9．如图所示，甲、乙、丙三图的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内液体的初温与质量也相同，不考虑热量损失．下列选择正确的是( )
A．对比甲乙两图，如果燃料2的热值较高，最终乙图液体内能较大
B．对比甲丙两图，如果液体b比热容比液体a大，那么要升高相同温度，甲图装置需要时间较长
C．对比乙丙两图液体最终升温可以比较两种液体的比热容
D．对比乙丙两图，如果液体b最终升温较高，说明燃料1的热值较大
10．为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下，发动机工作时，尾气中“汽油味”明显降低，动力更强劲。如图为其发动机某一冲程示意图，下列有关说法错误的是（ ）。
A． 尾气中“汽油味”降低，是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全；
B． 该冲程为做功冲程，内能转化为机械能；
C． 汽油在汽缸内完全燃烧，发动机效率可达100%；
D． 该发动机减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护
二、填空题（每空1分）
11．如图所示为游乐园过山车的轨道示意图，过山车从高处加速滑下的过程中，轨道对车的支持力______(选填“不”或“要”)做功，过山车重力势能______(选填“增加”、“减少”或“不变”)。
12．中医博大精深，是我国的四大国粹之一。“艾灸”时通过_______（选填“做功”或“热传递”）的方式改变了穴位处的内能。熬制中药的过程中，闻到浓浓的药味儿，说明分子在_______。
13．如图，小芳设想利用升降台让球越弹越高。将球从M点竖直向下以某速度抛出，球经静止在位置a的台面反弹后，到达的最高点为N。经台面反弹后上升过程球的动能___________（选填“增大”“不变”“减小”），N___________ 比M高（选填“可能”“不可能”）。球从N点下降时，台面己升至合适的位置b并保持静止，球再次经反弹后，到达的最高点P___________比N高（选填“可能”“不可能”）。
14．热熔钻工艺是在金属薄板上一次加工出孔技术，热熔钻头采用耐磨、耐高温的硬质材料制成。钻头与金属薄板接触时，钻头高速旋转，使钻头和薄板之间剧烈摩擦，用___________（选填“做功”或“热传递”）的方式改变内能，温度瞬间达到几千摄氏度，此过程中___________能转化为___________ 能，由于温度超过金属的熔点，钻头附近的金属迅速熔化，钻头继续施加向下的压力，几秒钟就在金属薄板上贯穿一个孔。
15．人们常用热水袋取暖，这是用___________的方式改变物体的内能；热水袋里装水是因为水具有较大的___________；用水取暖的过程中，水的内能不断___________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
16．如图，在气缸A中密封有压缩空气，B是一个被销钉K锁住的活塞，C是一支温度计。若活塞与气缸壁间没有摩擦，当把销钉拔出后，活塞向_____（填“左”或“右”）运动，气缸A内气体对外做功，温度计的示数___________。
17．小丽用相同的电加热器分别对质量为0．2kg的水和0．3kg的另一种液体进行加热，得到的实验数据如图所示，则水在16min内吸收的热量为______J，另一种液体的比热容为______ J/(kg·℃)。[c水=4．2×103J/(kg·℃)]
18．原地高抬腿可提高肺活量，增强腿部力量。体重为510N的中学生做原地高抬腿，运动的频率是每分钟60次，每次身体重心上升5cm，则运动一分钟，克服重力所做的总功为________J，克服重力做功的平均功率为________W。
19．某燃气热水器将20kg的水从10℃加热到60℃，完全燃烧了0．21m3的煤气。水吸收的热量是________ ______J．热水器烧水的效率是________。[已知水的比热容为4．2×103J/(kg ℃)，煤气的热值为4×107J/m3]
20．如图所示是某单缸四冲程汽油机的______冲程；若该汽油机每1秒钟对外做功25次，那么该汽油机飞轮的转速为______。
三、解答探究题（计算型问题解答时要有必要的文字说明、公式和计算过程，直接写出结果不能得分）
21．为创建良好的生活环境，我市环保部门使用如图所示的雾炮车对街道进行除尘消毒，雾炮车的部分参数如表所示；某次作业时，雾炮车在大小恒定为6．0×103N的牵引力作用下，沿平直道路在5min内匀速直线行驶了1．2km；(g取10N/kg)问：
空载重量m1/kg 6×103
最大载重量m2/kg 4×103
轮胎着地总面积S/m2 0．4
(1)作业过程中，雾炮车的动能 ______，雾炮车的重力势能 ______；(均选填“变大“、“变小“或“不变“)
(2)雾炮车满载药液时对水平路面的压强是多少？______
(3)雾炮车作业过程中受到的阻力是多少？______
(4)雾炮车作业过程中牵引力做功的功率是多少？______
22．如图所示，某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。已知密闭锅内水的质量为5kg，水的初温为22℃，当水刚好烧开时，共消耗了0．06m3的天然气，该燃气灶烧水的热效率为70%。[水的比热容为4．2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为4．0×107J/m3]求：
（1）0．06m3的天然气完全燃烧所放出的热量；
（2）以上过程中，水吸收的热量；
（3）密闭的锅内水烧开时的温度。
23．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离。如图甲所示，请回答下列问题：
（1）让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放的目的，是探究_______相同的铁球动能大小与________的关系。
（2）该实验是通过观察________的大小，来说明铁球对木块做功的多少。
（3）有同学将实验装置改进成图乙所示，利用质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较。可以探究铁球的动能大小与________（填“质量”或“速度”）的关系。
（4）甲、乙两组实验分别是利用________能和________能来转化成动能的。
（5）该同学还想用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度静止释放，撞击同一木块，探究铁球的动能大小与质量的关系，这个设计方案是________（选填“正确”或“错误”）的，原因是________。
24．小明和小华一起进行了“不同物质吸热升温的现象”和“不同燃料燃烧放热能力”两项探究，他们设计的两组实验装置如图所示．
（1）探究“不同燃料燃烧放热能力”应选用______（甲/乙）组器材；
（2）实验需要用到一些测量工具，除了图中已经呈现的，你认为两个实验都要用到的测量工具是______；甲组实验还需要的测量工具是______；
（3）甲组实验是通过______来比较不同物质吸收热量的多少，乙组是通过______来比较不同燃料放出热量的多少；
（4）小明通过乙组实验中酒精燃烧结束后水温的变化，根据测量所得数据，利用公式______计算出水吸收的热量，进而计算出酒精的热值，小华认为该方法不合理，理由是______。
参考答案
如图所示，摆球由A位置从静止开始运动到B位置再运动到C位置，然后再运动到B位置直至A位置。下列关于摆球的说法正确的是( )
A．小球在A点没有动能
B．小球在B点只有重力势能
C．小球在从A点到B点的过程中，动能转化为重力势能
D．小球在从B点到C点的过程中，重力势能转化为动能
【答案】A
【解析】A．小球在A点处于静止状态，小球的速度为零，所以小球在A点没有动能，故A正确；
B．小球在B点相对地面有一定的高度，小球具有重力势能，小球从A点运动到B点的过程中，小球的速度会越来越大，在B点时速度最大，动能最大，也有一定的动能，故B错误；
C．小球从A点运动到B点的过程中，小球的速度会越来越大，其动能越来越大，小球的高度越来越小，其重力势能越来越小，故在该过程中，小球的重力势能转化为动能，故C错误；
D．小球从B点运动到C点的过程中，小球的速度会越来越小，其动能越来越小，小球的高度越来越高，其重力势能越来越大，故在该过程中，小球的动能转化为重力势能，故D错误。
故选A。
张家界大峡谷玻璃桥高空蹦极体验项目正式对公众开放，不考虑空气阻力，关于人在蹦极下降过程中的能量分析，下列选项中正确的是( )
A．弹性绳绷直前，人的重力势能减小，动能增大，机械能增大
B．弹性绳刚好绷直时，人的重力势能最小，动能最大
C．下降到最低点的过程中人的机械能守恒
D．下降到最低点时，人的重力势能最小，弹性绳的弹性势能最大
【答案】D
【详解】
A．弹性绳绷直前，人在重力的作用下向下做加速运动，人的质量不变，高度变小，人的重力势能减小，人的质量不变，速度变大，动能增大，不计空气阻力，人的机械能是守恒的，保持不变，故A错误；
B．弹性绳刚好绷直时，人继续向下运动，人的重力大于弹性绳的弹力，向下做加速运动当弹力等于人的重力时，速度最大，动能最大，故B错误；
C．下降到最低点的过程中，人的机械能转化为弹性绳的弹性势能，所以人的机械能不守恒，故C错误；
D．下降到最低点时，高度最小，所以人的重力势能最小，此时弹性绳发生的形变程度最大，弹性绳的弹性势能最大，故D正确。
故选D。
如图所示，完全相同的甲、乙两个小球，甲球由轻绳系住，乙球由橡皮条系住，都从水平位置由静止开始释放，当两球到达悬点正下方点时，橡皮条长度恰好与绳子长相等，则在点时两球的速度大小关系是( )
A． B． C． D．无法确定
【答案】C
【详解】由题知，两球的质量相同，最初两球处于同一高度由静止开始释放，则两球的重力势能相等，下摆过程中，绳子不会伸长，而橡皮条会伸长，所以，可知小球达到正下方K点时，甲球的重力势能全部转化为动能，乙球的重力势能转化为动能和橡皮条的弹性势能，这样，在最低点时，甲球的动能大，其速度较大，即v甲＞v乙，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
如图所示，物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。物块的相关科学量随时间变化规律的图像正确的是( )。
A．B．C．D．
【答案】B。
【解析】A．物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动，路程与时间成正比，图像应为正比例函数，故A错误；
B．物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动，速度不变，动能不变，故B正确；
C．物块在斜面的位置逐渐升高，重力势能随时间的增加而增大，故C错误；
D．运动过程中，物块动能不变，重力势能增加，则机械能增加，故D错误。故选B。
手机具有录音和显示波形的功能。某乒乓球爱好者将一乒乓球从一定高度由静止释放，利用手机记录下乒乓球碰撞台面发出的声音，其波形随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（ ）。
A． 每次发声的时间间隔相等；
B． 整个过程中乒乓球的机械能不变；
C． 乒乓球每次弹起时的动能依次减小；
D． 乒乓球每次与台面碰撞的最大形变程度相同
【答案】C。
【解析】A．由图可知，第1次碰撞的时间是1．12s，第2次碰撞的时间是1．58s，第3次碰撞的时间是2．00s，第4次碰撞的时间是2．40s，第5次碰撞的时间是2．78s，第1、2次时间间隔为0．4s，第2、3次时间间隔为0．42s，第3、4次时间间隔为0．4s，第4、5次时间间隔为0．38s，每次发声的时间间隔不相等，故A错误；
BC．整个过程中乒乓球和空气摩擦，并且与台面碰撞，它的机械能减小，所以每次弹起时的动能减小，故B错误，C正确；
D．由于乒乓球的机械能减小，乒乓球每次与台面碰撞转化的弹性势能减小，乒乓球每次与台面碰撞的最大形变程度不同，故D错误。故选C。
下列关于热和能现象的说法，正确的是( )
A．冬天人们搓手取暖是利用热传递来增加手掌内能
B．热机损失的能量中，废气带走的能量最少
C．冰熔化过程中吸收热量，内能增大，温度升高
D．“墙内开花墙外香”是因为发生了扩散现象
【答案】D
【详解】
A．搓手取暖时克服摩擦做功，是利用做功来增加手掌内能，故A错误；
B．在热机的各种能量损失中，废气带走的能量最多，故B错误；
C．冰是晶体，冰熔化过程中吸收热量，内能增大，温度不变，故C错误；
D．“墙内开花墙外香”是因为花香分子运动到空气中，属于扩散现象，故D正确。
故选D。
如图为白天海陆风形成的示意图。海陆风形成的原因是：与海洋相比，陆地的土地( )
A．比热容较小，在相同日照条件下升温较快，气温较高
B．比热容较小，在相同日照条件下升温较慢，气温较低
C．比热容较大，在相同日照条件下升温较快，气温较高
D．比热容较大，在相同日照条件下升温较慢，气温较低
【答案】A
【详解】因为水的比热容比泥土、沙石的比热容大，白天，太阳照射下海岸和海水吸收相同的热量，海水温度上升慢；海岸吸热后，温度上升快，热空气上升，微风从海洋吹向陆地，形成海风；而夜晚，海岸和海水放出相同的热量，但水的比热容大，海水温度降低得少，海面气温较高，空气上升，风就从陆地吹向海上，形成陆风，故A符合题意。
故选A。
甲、乙两个杯子，盛有质量和初温相同的水，另有a、b两不同材料的金属球，其质量和初温相同，现将a、b两球分别投入甲、乙两杯中，达到热平衡后，测得甲杯的水温升高6℃，乙杯中水温升高3℃，若不计热损失则
A．a球的比热容大于b球的比热容B．a球的比热容小于b球的比热容
C．a球放出热量等于b球放出的热量D．a球放出的热量小于b球放出的热量
【答案】A
【解析】
解答：(1)甲、乙两个杯子中水的质量m相同，两球放入水中后，水吸收热量温度升高，甲杯的水温升高6℃，乙杯中水温升高3℃，即：△t甲>△t乙，水的比热c相同，不计热量损失，由Q＝cm△t可知，所以△Q甲吸>△Q乙吸，因为△Q甲吸＝△Qa放，△Q乙吸＝△Qb放，所以△Qa放>△Qb放；a球放出的热量更多些，故CD错误；(2)甲、乙水的初温t相同，升高的温度关系为：△t甲>△t乙，所以热平衡后水的温度关系为：t甲>t乙，即两小球的温度关系为：ta>tb，球的初温t初相同，所以t初-ta
已知：△Qa放>△Qb放，ma＝mb，得：>1，所以cama(ta-t初)>cbmb(tb-t初)；
因为t初-ta
故选A．
如图所示，甲、乙、丙三图的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内液体的初温与质量也相同，不考虑热量损失．下列选择正确的是
A．对比甲乙两图，如果燃料2的热值较高，最终乙图液体内能较大
B．对比甲丙两图，如果液体b比热容比液体a大，那么要升高相同温度，甲图装置需要时间较长
C．对比乙丙两图液体最终升温可以比较两种液体的比热容
D．对比乙丙两图，如果液体b最终升温较高，说明燃料1的热值较大
【答案】A
【解析】
A、甲乙两图液体的初温与质量相同，且燃料的质量相同，若燃料2的热值较高，最终燃料2放出的热量多，则乙图液体吸收的热量更多，液体的末温更高，所以内能更大，故A正确；
B、甲丙燃料相同，相同时间内放出的热量相同；由Q吸＝cm△t可知，若液体b比热容比液体a大，那么要升高相同温度，液体b需要吸收的热量多，加热时间长，即丙图装置需要时间较长，故B错误；
C、通过液体最终升温来比较比热容的大小要控制吸收的热量相等，乙丙两图中燃料种类不同(热值不同)，最终放出的热量不相等，液体吸收的热量不相等，不能比较比热容大小，故C错误；
D、对比乙丙两图，液体a、b的比热容大小关系未知，如果液体b最终升温较高，液体b吸收的热量不一定多，说明燃料1放出的热量不一定多，故不能说明燃料1的热值较大，故D错误．
故选A．
为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下，发动机工作时，尾气中“汽油味”明显降低，动力更强劲。如图为其发动机某一冲程示意图，下列有关说法错误的是（ ）。
A． 尾气中“汽油味”降低，是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全；
B． 该冲程为做功冲程，内能转化为机械能；
C． 汽油在汽缸内完全燃烧，发动机效率可达100%；
D． 该发动机减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护
【答案】C。
【解析】A．尾气中“汽油味”明显降低，这说明汽油的燃烧率较高，燃烧较完全，故A正确，不符合题意；
B．如图所示，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程，此冲程燃气的内能转化为活塞的机械能，故B正确，不符合题意；
C．汽车在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率一定小于100%，故C错误，符合题意；
D．尾气中“汽油味”明显降低，这说明汽油的燃烧率较高，在做相同有用功时，消耗的燃料少，减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护，故D正确，不符合题意。故选C。
填空题（每空1分）
如图所示为游乐园过山车的轨道示意图，过山车从高处加速滑下的过程中，轨道对车的支持力______(选填“不”或“要”)做功，过山车重力势能______(选填“增加”、“减少”或“不变”)。
【答案】不减小
【详解】
[1]过山车从高处加速滑下的过程中，受到的支持力的方向和运动方向垂直，没有在支持力的方向上通过距离，所以支持力不做功。
[2]过山车从高处加速滑下的过程中，质量不变，高度减小，所以重力势能减小。
中医博大精深，是我国的四大国粹之一。“艾灸”时通过_______（选填“做功”或“热传递”）的方式改变了穴位处的内能。熬制中药的过程中，闻到浓浓的药味儿，说明分子在_______。
【答案】热传递 不停地做无规则运动
【解析】“艾灸”是用点燃艾条产生的热刺激人体穴位，是通过热传递的方式改变了内能；整个房间内弥漫着艾草香味，这是因为分子在永不停息地做无规则运动。
如图，小芳设想利用升降台让球越弹越高。将球从M点竖直向下以某速度抛出，球经静止在位置a的台面反弹后，到达的最高点为N。经台面反弹后上升过程球的动能___________（选填“增大”“不变”“减小”），N___________ 比M高（选填“可能”“不可能”）。球从N点下降时，台面己升至合适的位置b并保持静止，球再次经反弹后，到达的最高点P___________比N高（选填“可能”“不可能”）。
【答案】①减小；②可能；③不可能。
【解析】[1]球经台面反弹后上升的过程中，质量不变，速度变小，高度升高，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。
[2]球以一定速度从M点抛出，下降过程，重力势能转化为动能，动能增大；球接触台面的过程，动能转化为弹性势能及内能；反弹过程，弹性势能转化为动能，但此时的动能比接触台面时的动能小；上升过程，动能转化为重力势能，到达M点时，重力势能与下降时相同，动能一定比下降时的小，但不一定为0，那么球仍可向上升，直到速度为0，所以N可能比M高。
[3]小球从N点下降时，初速度为0，与台面接触的过程，有部分机械能转化内能，则再次上升过程，速度为0时，高度小于N点。
热熔钻工艺是在金属薄板上一次加工出孔技术，热熔钻头采用耐磨、耐高温的硬质材料制成。钻头与金属薄板接触时，钻头高速旋转，使钻头和薄板之间剧烈摩擦，用___________（选填“做功”或“热传递”）的方式改变内能，温度瞬间达到几千摄氏度，此过程中___________能转化为___________ 能，由于温度超过金属的熔点，钻头附近的金属迅速熔化，钻头继续施加向下的压力，几秒钟就在金属薄板上贯穿一个孔。
【答案】做功 机械 内
【解析】做功可以改变物体的内能，钻头高速旋转，使钻头和薄板之间剧烈摩擦，这是通过做功的方式，使物体内能增大，温度升高，实现机械能转化为内能。
人们常用热水袋取暖，这是用___________的方式改变物体的内能；热水袋里装水是因为水具有较大的___________；用水取暖的过程中，水的内能不断___________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】① 热传递；② 比热容；③ 减小。
【解析】[1]人们用热水袋取暖时，人体从热水袋吸收热量，使得人体内能增大，温度升高，这是通过热传递的方式来改变物体的内能。
[2]因为水相对于其他物质来说，比热容较大，在质量相同、降低温度相同时，水比其他物质放出的热量更多，所以热水袋里要装水。
[3]用水取暖的过程中，人体从热水袋吸收热量，使得人体内能增大，水的内能不断减小，热量从热水袋传递给人体。
如图，在气缸A中密封有压缩空气，B是一个被销钉K锁住的活塞，C是一支温度计。若活塞与气缸壁间没有摩擦，当把销钉拔出后，活塞向_____（填“左”或“右”）运动，气缸A内气体对外做功，温度计的示数___________。
【答案】右 减小
【解析】由题意可知，若活塞与气缸壁间没有摩擦，当把销钉拔出后，活塞向右运动，气缸A内气体对外做功，内能减小，温度减小，温度计的示数减小。
小丽用相同的电加热器分别对质量为0．2kg的水和0．3kg的另一种液体进行加热，得到的实验数据如图所示，则水在16min内吸收的热量为______J，另一种液体的比热容为______ J/(kg·℃)。[c水=4．2×103J/(kg·℃)]
【答案】①2．52×104；②1．4×103。
【解析】[1]由图像可知，水的初温是10℃，16min时的末温是40℃，则水在16min内吸收的热量为Q水吸=c水m水(t水-t0水)=4．2×103J/(kg·℃)×0．2kg×(40℃-10℃)=2．52×104J
[2]水16min吸收的热量是2．52×104J，所以水8min吸收的热量为
由于是用相同的电加热器加热，所以水和另一种液体在相同的时间内吸收的热量是相同的，即另一种液体8min吸收的热量也为1．26×104J。由图像可知，另一种液体从开始加热到第8min温度从20℃升高到50℃，根据公式Q水吸=c水m水(t水-t0水)可知，另一种液体的比热容为
。
原地高抬腿可提高肺活量，增强腿部力量。体重为510N的中学生做原地高抬腿，运动的频率是每分钟60次，每次身体重心上升5cm，则运动一分钟，克服重力所做的总功为________J，克服重力做功的平均功率为________W。
【答案】1530 25．5
【解析】运动一分钟，克服重力所做的总功W=nGh=60×510N×0．05m=1530J；克服重力做功的平均功率
某燃气热水器将20kg的水从10℃加热到60℃，完全燃烧了0．21m3的煤气。水吸收的热量是 ______J．热水器烧水的效率是 。[已知水的比热容为4．2×103J/(kg ℃)，煤气的热值为4×107J/m3]
【答案】4．2×106；50%。
【解析】(1)水吸收的热量：Q吸＝cm(t﹣t0)＝4．2×103J/(kg ℃)×20kg×(60℃﹣10℃)＝4．2×106J；
(2)这些煤气完全燃烧放出的热量：Q放＝qV＝4×107J/m3×0．21m3＝8．4×106J，
热水器烧水的效率：η＝＝×100%＝50%。
如图所示是某单缸四冲程汽油机的______冲程；若该汽油机每1秒钟对外做功25次，那么该汽油机飞轮的转速为______。
【答案】压缩3000
【解析】
[1]如图，进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，压缩气体，是压缩冲程。
[2] 飞轮每转2圈活塞做一次功，若该汽油机每1秒钟对外做功25次，每1秒钟飞轮每转50圈，那么该汽油机飞轮的转速为50=3000
解答探究题（计算型问题解答时要有必要的文字说明、公式和计算过程，直接写出结果不能得分）
为创建良好的生活环境，我市环保部门使用如图所示的雾炮车对街道进行除尘消毒，雾炮车的部分参数如表所示；某次作业时，雾炮车在大小恒定为6．0×103N的牵引力作用下，沿平直道路在5min内匀速直线行驶了1．2km；(g取10N/kg)问：
空载重量m1/kg 6×103
最大载重量m2/kg 4×103
轮胎着地总面积S/m2 0．4
(1)作业过程中，雾炮车的动能 ______，雾炮车的重力势能 ______；(均选填“变大“、“变小“或“不变“)
(2)雾炮车满载药液时对水平路面的压强是多少？______
(3)雾炮车作业过程中受到的阻力是多少？______
(4)雾炮车作业过程中牵引力做功的功率是多少？______
【答案】 变小 变小 2．5×105Pa 6．0×103N 2．4×104W
【详解】解：(1)[1][2]从图中可知，作业过程中，雾炮车向外喷水，雾炮车的速度不变，质量变小，故动能变小，雾炮车的高度不变，质量变小，故重力势能变小；
(2)[3]由受力分析可知，装满水时，雾炮车对地面的压力为
F＝G＝(m车+m水)g＝(6×103kg+4×103kg)×10N/kg＝1×105N
故车对地面的压强为
(3)[4]因雾炮车沿平直道路在5min内匀速直线行驶了1．2km，可知雾炮车处于平衡状态，故其所受阻力等于所受牵引力，即
f＝F牵＝6．0×103N
(4)[5]由题意可知，雾炮车作业过程中牵引力做的功为
W＝F牵s＝6．0×103N×1．2×103m＝7．2×106J
故牵引力做功的功率为
（2022·江西省）如图所示，某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。已知密闭锅内水的质量为5kg，水的初温为22℃，当水刚好烧开时，共消耗了0．06m3的天然气，该燃气灶烧水的热效率为70%。[水的比热容为4．2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为4．0×107J/m3]求：
（1）0．06m3的天然气完全燃烧所放出的热量；
（2）以上过程中，水吸收的热量；
（3）密闭的锅内水烧开时的温度。
【答案】（1）2．4×106J；（2）1．68×106J；（3）102℃。
【解析】（1）天然气的热值为4．0×107J/m3，根据Q=Vq可得，0．06m3的天然气完全燃烧所放出的热量为Q放=Vq=0．06m3×4．0×107J/m3=2．4×106J
（2）燃气灶烧水的热效率为70%，水吸收的热量为
（3）烧开水时，水的温度变化为
所以密闭的锅内水烧开时的温度
答：（1）0．06m3的天然气完全燃烧所放出的热量为2．4×106J；（2）以上过程中，水吸收的热量1．68×106J；（3）密闭的锅内水烧开时的温度为102℃。
在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离。如图甲所示，请回答下列问题：
（1）让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放的目的，是探究_______相同的铁球动能大小与________的关系。
（2）该实验是通过观察________的大小，来说明铁球对木块做功的多少。
（3）有同学将实验装置改进成图乙所示，利用质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较。可以探究铁球的动能大小与________（填“质量”或“速度”）的关系。
（4）甲、乙两组实验分别是利用________能和________能来转化成动能的。
（5）该同学还想用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度静止释放，撞击同一木块，探究铁球的动能大小与质量的关系，这个设计方案是________（选填“正确”或“错误”）的，原因是________。
【答案】速度质量木块移动的距离速度重力势能弹性势能错误不能控制铁球的速度相同
【解析】(1)[1][2]根据实验的要求可知，用不同质量的铁球从同一高度由静止释放的目的是控制铁球到达水平面速度相同，用不同质量的铁球进行实验的目的是研究铁球的动能大小与质量的关系。
(2)[3]实验中，是通过观察木块移动的距离的大小，来说明铁球对木块做功的多少，从而判断出铁球动能的大小，这是转换法的运用。
(3)[4]质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，铁球脱离弹簧时获得的动能不同，即铁球的速度不同，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，可以研究铁球的动能大小与速度的关系。
(4)[5]甲图让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，利用重力势能能来转化成动能的，同一铁球高度越高，重力势能越大，运动到底端时获得的动能越大。
[6]观察图乙的装置可知：铁球的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧被压缩的程度不同，转化出的动能不同。
(5)[7][8]观察图乙的装置可知，若用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧压缩程度相同，转化出的动能相同，此时铁球的速度和质量均不同，而木块最终移动的距离相同，这样是不能完成实验的。
小明和小华一起进行了“不同物质吸热升温的现象”和“不同燃料燃烧放热能力”两项探究，他们设计的两组实验装置如图所示．
（1）探究“不同燃料燃烧放热能力”应选用______（甲/乙）组器材；
（2）实验需要用到一些测量工具，除了图中已经呈现的，你认为两个实验都要用到的测量工具是______；甲组实验还需要的测量工具是______；
（3）甲组实验是通过______来比较不同物质吸收热量的多少，乙组是通过______来比较不同燃料放出热量的多少；
（4）小明通过乙组实验中酒精燃烧结束后水温的变化，根据测量所得数据，利用公式______计算出水吸收的热量，进而计算出酒精的热值，小华认为该方法不合理，理由是______。
【答案】 乙 天平 秒表 加热时间 水温的变化量 Q吸=cm（t-t0） 酒精燃烧释放的热量不可能被水完全吸收
【解析】
（1）[1]研究不同燃料燃烧放热能力应用不同的燃料，因此选乙组器材。
（2）[2][3]观察甲、乙两图，物质的质量都必须相等，因此还要用天平称量质量，即要用到相同的器材是天平；仅甲组实验还需要测量加热时间，所用工具是秒表。
（3）[4][5]甲组实验是通过加热时间的多少来反映物质吸收热量的多少，因此秒表用在甲装置中；乙组是通过水温升高的度数或水温的变化来反映燃料放出热量的多少。
（4）[6][7]根据测量所得数据，利用公式Q=cm（t-t0）计算出水吸收的热量；该方法的不合理之处是：在加热过程中，酒精燃烧释放的热量不可能被水完全吸收，酒精也不可能完全燃烧。
