蘇科版九年級物理上冊《機械能和內能》定向訓練考試時間：90分鐘；命題人：教研組考生注意：1、本卷分第I卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分，滿分100分，考試時間90分鐘2、答卷前，考生務必用0.5毫米黑色簽字筆將自己的姓名、班級填寫在試卷規(guī)定位置上3、答案必須寫在試卷各個題目指定區(qū)域內相應的位置，如需改動，先劃掉原來的答案，然后再寫上新的答案；不準使用涂改液、膠帶紙、修正帶，不按以上要求作答的答案無效。第I卷（選擇題30分）一、單選題（10小題，每小題3分，共計30分）1、下列關于熱機說法正確的是（）A．熱機是利用熱量做功的機械 B．吊車上使用的滑輪組是一種熱機C．熱機是將內能轉化為機械能的機械 D．隨著技術的進步，熱機的效率能達到100%2、下列四個實例中，通過做功的方式使（加“·”）物體內能增大的是（）A．炙手可熱 B．鉆木取火 C．揚湯止沸 D．釜底抽薪3、關于分子和物體內能，下列說法正確的是（）A．杯子里的水可以任意倒出，說明水分子間沒有引力B．固體間能擴散，表明固體物質分子是運動的C．把0℃的冰塊加熱熔化成0℃的水，其內能不變D．用力搓手，手發(fā)熱時的能量轉化關系與做功沖程一樣4、下列說法中正確的是（）A．敲碎煤塊使煤充分燃燒能提高煤的熱值B．燃料燃燒釋放的熱量越多，熱值越大C．當僅有熱傳遞時，物體吸收熱量時內能增加，放出熱量時內能減小D．與絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，是因為絲綢的正電荷轉移到玻璃棒上5、如圖所示分別為內燃機甲、乙的能量流向圖，則下列說法正確的是（）A．通過技術改進，可使甲的E4等于E1B．若E4大于E4＇，則甲的熱機效率一定高于乙C．若E5小于E5＇，，則甲的熱機效率一定高于乙D．若甲、乙的熱機效率相等且E1等于E1＇，則E4一定等于E4＇6、用規(guī)格相同的電加熱器分別對質量相等的甲和乙兩種液體加熱（不計熱量損失），如圖所示，是甲和乙的溫度隨加熱時間變化的圖像，下列說法正確的是（）A．加熱相同時間，乙吸收熱量比甲多 B．由圖可知，乙的比熱容比甲大C．乙物質在B點的分子動能大于A點的分子動能 D．乙物質在A點的比熱容比B點低7、下列有關溫度、熱量和內能的說法正確的是（）A．物體放出熱量，溫度一定降低 B．熱量都是從內能多的物體向內能少的物體傳遞C．物體的溫度升高，內能一定增大 D．80℃的水一定比30℃的水含有的熱量多8、如圖所示是探究能量轉化的裝置，下列相關說法錯誤的是（）A．水蒸氣驅動葉輪轉動，水蒸氣的內能減小了B．實驗過程中，燃料的化學能直接轉化為葉輪的機械能C．對水加熱過程中是通過熱傳遞使水的內能增大的D．此實驗展現(xiàn)了熱機工作時的能量轉化過程9、下列說法正確的是（）A．冰冷的鐵塊不具有內能B．固體不容易被壓縮，是因為分子間只有斥力C．物體吸收熱量，溫度不一定升高D．天然氣燃燒越充分，其熱值越大10、下列事例中，屬于內能轉化為機械能的是（）A．用氣筒給自行車打氣時，氣筒會發(fā)熱B．開水倒入杯中逐漸冷卻C．水壺中水沸騰后，壺蓋被水蒸氣頂起D．流星與空氣摩擦生熱發(fā)光第Ⅱ卷（非選擇題70分）二、填空題（10小題，每小題4分，共計40分）1、汽油機是熱機的一種，它把燃料燃燒放出的_____能轉化為機械能。如圖1所示的是汽油機的工作狀態(tài)示意圖，由圖1可以看出，此時它正處在_____沖程。該汽油機的飛輪轉速是3600r/min，那么該汽油機每秒鐘對外做功_____次。若該汽油機的效率為30%，消耗100g汽油，對外做功_____J。（q汽油=4.6×107J/kg）汽車發(fā)動機常用循環(huán)流動的水來幫助它散熱，主要是利用了水的_____較大的特點。氣缸外面有“水套”，汽車行駛時水的溫度會升高，水的內能會_____（選填“增大”、“減小”或“不變”），這是利用_____的方式改變水的內能的。圖2中是汽油機工作時的能量流向圖，則其熱機效率表示為η=_____。一般的汽油機的效率比柴油機的效率要低一些，主要的原因是_____，火箭使用的燃料主要是液態(tài)氫，這是利用了氫燃料_____比較大的特點。2、汽油機是汽車的“心臟”，如圖所示，汽油機的此沖程將內能轉化為_______能。一汽車油箱中的汽油用一半后，剩下的汽油的熱值_______（選填“變小”、“變大”或“不變”）。3、一臺四沖程汽油機正常工作時飛輪的轉速是2400r/min，它每秒對外做功______次，活塞往復運動______次。4、汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)分為風冷型和水冷型兩種。風冷型發(fā)動機以空氣為冷卻介質，當風高速吹過發(fā)動機時，利用______的方式改變的發(fā)動機的內能；水冷型發(fā)動機則是利用水的______較大的特性。某水冷四沖程柴油發(fā)動機工作時轉速表如圖甲所示，則該發(fā)動機12s內經歷壓縮沖程______次，若該柴油機每完全燃燒柴油1kg，輸出機械能1.376×107J，則該柴油機的效率為______。如圖乙______是某水冷四沖程汽油機中的做功沖程示意圖。（q煤油＝4.3×107J/kg）。5、通過古老的鉆木取火方式，在幾分鐘內采火成功，這個過程中______能轉化為______能。同時說明對物體做功，物體內能會______。6、小明在檢查爸爸駕駛的汽車時，發(fā)現(xiàn)發(fā)動機氣缸頂部有火花塞，由此可以確定汽車的發(fā)動機是______油機。如題圖所示是______沖程，該沖程是將______能轉化為內能。7、2017國際滑聯(lián)短道速滑世界杯上海站比賽受到市民的熱情關注。運動員用力蹬地后便能加速向前，這是因為力的作用是______，此過程中，運動員的動能______（選填“增大”、“不變”或“減小”）。8、我縣城南部分小區(qū)通暖氣啦！小宇同學發(fā)現(xiàn)家里暖氣片里是用水作為熱量的“搬運工”，這是因為水的___________較大。9、如圖所示，提起水平接觸水面的玻璃板，需要的力大于玻璃板的重力，說明_____。酒精的熱值是3.0×107J/kg，物理意義是_____。10、甲、乙兩物體質量都為1kg，丙物體質量為2kg，三個物體溫度都升高1℃；吸收熱量如圖所示。（1）甲物體的比熱容c甲為______；（2）甲、乙、丙三個物體的比熱容由大到小排列是______（填編號）A．c甲>c乙>c丙B．c甲>c丙>c乙C．c丙>c乙>c甲D．c丙>c甲>c乙（3）若乙物體溫度降低1℃，其放出的熱量是______；（4）若由丙這種物質制成兩個質量不等的物體，其比熱容______（填“相同”或“不同”）。三、計算題（5小題，每小題6分，共計30分）1、充分利用溫泉既可以節(jié)約能源，又保護環(huán)境。我縣內某科研單位需在冬季保持實驗室恒溫，起初以煤爐燃燒煤供暖，后改用溫泉水供暖，多次試用后發(fā)現(xiàn)每小時用70的溫泉水0.5t流過散熱器后變成了50，達到以燃煤供熱的效果。已知煤的熱值q＝3×107J/kg，求：（1）溫泉水向實驗室每小時提供的熱量是多少？（2）若煤爐的效率為75%，該科研單位一個冬季（按100天計算）可以節(jié)約燃煤多少？2、新冠病毒使2020年春的中國成為了一個沒有硝煙的戰(zhàn)場，負壓救護車（如圖所示）則是眾多“逆行者”中的一員。所謂負壓就是利用技術手段，使車內氣壓低于外界大氣壓，車的醫(yī)療艙每小時可換氣20次，能過濾分離病毒高達99.97%，既對車內人員起到防護的作用，也避免了感染車外更多的人。已知該車平均輸出功率50kW，平均速度90km/h。（1）該車行駛百公里（100km）輸出的機械功為多少？（2）若汽車的效率為25%，則該車百公里（100km）消耗多少升汽油？（結果保留一位小數(shù)，汽油的密度為0.70×103kg/m3，熱值4.6×107J/kg）。3、為保護環(huán)境，我國多個城市采用了氫燃料新能源公交車代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃油公交車。若某氫能源公交車以150kW的恒定功率勻速行駛50min消耗了5kg的氫燃料。（q氫=1.4×108J/kg）求：（1）完全燃燒5kg的氫燃料放出的熱量；（2）公交車行駛50min所做的功；（3）公交車的熱機效率。4、某物理興趣小組的同學，用煤爐給50kg、初溫為的水加熱，同時他們繪制了如圖所示的加熱過程中水溫隨時間變化的圖線。若在6min內完全燃燒了2kg的煤，水的比熱容為，煤的熱值約為3×107J/kg。求：（1）煤完全燃燒產生的熱量；（2）經過6min時間加熱，水所吸收的熱量；（3）煤爐燒水時的熱效率。5、小芳家的太陽能熱水器，水箱容積是200L．小芳進行了一次觀察活動：某天早上她用溫度計測得自來水的溫度為22℃，然后給熱水器水箱送滿水，中午時“溫度傳感器”顯示水箱中的水溫為47℃．請你求解下列問題：（1）水箱中水的質量是多少kg；（2）水箱中水吸收的熱量。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]（3）如果水吸收的這些熱量由燃燒煤氣來提供，需要燃燒煤氣3m3，則煤氣灶的效率為多少？（煤氣的熱值為q煤氣＝1.8×107J/m3）-參考答案-一、單選題1、C【解析】【詳解】AC．熱機是將內能轉化為機械能的機械，故A錯誤，C正確；B．滑輪組是一種為了省力而使用的簡單機械，并不需要使用內能，所以滑輪組不是熱機，故B錯誤；D．使用任何機械都不可避免的產生額外功，所以使用任何機械的效率都不能達到100%，故D錯誤。故選C。2、B【解析】【詳解】A．炙手可熱，手靠近熱的物體感覺到熱，是通過熱傳遞的方式使手的內能增加，故A不符合題意；B．鉆木取火是利用摩擦力對木頭做功使得木頭內能增加，通過的是做功增加了木頭的內能，故B符合題意；C．揚湯止沸，是將一部分沸水舀出來再倒回原來沸水中，舀出來的水溫度變低，再重新倒回去后，鍋中沸水的熱量傳遞給倒回去的溫度較低的水，水短時間內不再沸騰，是通過熱傳遞的方式降低熱水的內能，故C不符合題意；D．釜底抽薪，將加熱的熱源取走，是通過減少熱傳遞的方式降低物體的內能，故D不符合題意。故選B。3、B【解析】【詳解】A．杯子里的水可以任意倒出，說明水具有流動性，不能說明分子間沒有引力，故A錯誤；B．擴散現(xiàn)象表明分子在不停地做無規(guī)則運動，固體間能擴散，表明固體物質分子在不停地做無規(guī)則運動，故B正確；C．把0℃的冰塊加熱熔化成0℃的水，該過程中冰吸收熱量，其內能會增加，故C錯誤；D．用力搓手，手發(fā)熱是將機械能轉化為內能，做功沖程是將內能轉化為機械能，兩者能量轉化關系不一樣，故D錯誤。故選B。4、C【解析】【詳解】AB．熱值是燃燒充分燃燒放出的熱量與質量之比，是一個定值，與燃燒程度無關，故AB錯誤；C．當僅有熱傳遞時，熱傳遞可以改變內能，物體吸收熱量時，物體的內能增加，物體放出熱量時，物體的內能減小，故C正確；D．與絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，是因為玻璃棒的負電荷轉移到絲綢上，故D錯誤。故選C。5、D【解析】【詳解】A．無論怎樣技術改進，額外功的產生不可避免，有用功E4總是小于總功E1。故錯誤；BC．根據(jù)公式知，若E4大于E4＇，只有E1等于E1＇時，甲的熱機效率一定高于乙；若E5小于E5＇，甲的熱機效率不一定高于乙。故BC錯誤；D．根據(jù)知，若甲、乙的熱機效率相等且E1等于E1＇，則E4一定等于E4＇。故D正確，故選D。6、C【解析】【詳解】A．相同的加熱器，相同時間產生的熱量是相同的，所以加熱相同時間，甲乙吸收的熱量相同，故A錯誤；B．根據(jù)比熱容的公式可知，在質量的不同種物質，吸收相同的熱量，溫度變化大的比熱容小。由圖可知，加熱相同時間，即吸收相同的熱量，乙的溫度變化大，所以乙的比熱容小，故B錯誤；C．物體的溫度越高，分子熱運動越劇烈，乙物質在B點的溫度高于A點的溫度，表明B點分子熱運動更劇烈，所以乙物質在B點的分子動能大于A點的分子動能，故C正確；D．物質的比熱容是物質一種性質，只與種類和狀態(tài)有關，與溫度無關，所以兩點的比熱容是一樣的，故D錯誤。故選C。7、C【解析】【詳解】A．晶體凝固時放熱溫度保持不變，故A錯誤；B．熱傳遞發(fā)生是熱量從高溫物體向低溫度轉移，內能大小與物體的質量、溫度、狀態(tài)等多個因素有關，溫度高不一定內能大，故B錯誤；C．由可知，同一物體的質量和比熱容是一定的，溫度升高，內能一定變大，故C正確；D．熱量是過程量，只有在熱傳遞的過程中才能得到體現(xiàn)，不能說含有熱量，故D錯誤。故選C。8、B【解析】【詳解】ABC．燃料燃燒將化學能轉化為內能，水吸收熱量沸騰汽化為水蒸氣，高溫的水蒸氣可以驅動葉輪轉動，水的內能轉化成了葉輪的機械能，水蒸氣自身的溫度會降低，內能會減少，故AC正確，不符合題意，B錯誤，符合題意；D．熱機工作時，將內能轉化為機械能，因此此實驗展現(xiàn)了熱機工作時能量轉化過程，故D正確，不符合題意。故選B。9、C【解析】【詳解】A．任何物體都有內能，冰冷的鐵塊具有內能，故A錯誤；B．分子間存在相互的引力和斥力，固體不容易被壓縮，是因為分子間有斥力，故B錯誤；C．晶體熔化過程中，吸收熱量，溫度不變，所以物體吸收熱量，溫度不一定升高，故C正確；D．熱值是燃料的一種特性，它只與燃料的種類有關，與燃料的質量、燃燒程度、放出熱量的多少等均無關，故D錯誤。故選C。10、C【解析】【詳解】A．用氣筒給自行車胎打氣過程中壓縮空氣做功，機械能轉化成內能，使氣筒發(fā)熱，故A不符合題意；B．開水倒入杯中逐漸冷卻，熱水的內能轉移到周圍空氣中，是內能的轉移，故B不符合題意；C．水壺中的水沸騰后，壺蓋被水蒸氣頂起，水蒸氣的內能轉化成壺蓋的機械能，故C符合題意；D．流星與空氣摩擦生熱發(fā)光，是克服摩擦做功，機械能轉化為內能，故D不符合題意。故選C。二、填空題1、內排氣301.38×106比熱容增大熱傳遞柴油機的壓縮沖程中壓縮程度比汽油機更大熱值【解析】【詳解】[1]汽油機工作時，汽油燃燒產生的高溫高壓氣體推動活塞運動，過程中燃料的內能轉化為活塞運動的機械能。[2]由圖可知，汽油機的進氣門關閉、排氣門打開，活塞向上運動，氣體排出氣缸，故該圖表示的是汽油機排氣沖程。[3]汽油發(fā)動機每完成一個工作循環(huán)，飛輪轉動2圈，對外做功1次。已知汽油機轉速為n=3600r/min=60r/s因此，汽油機的飛輪每秒轉動60圈，汽油機每秒對外做功30次。[4]根據(jù)汽油機的工作效率和汽油熱值可知，消耗100g（即0.1kg）汽油，汽油機對外做功W=q汽油mη=4.6×107J/kg×0.1kg×30%=1.38×106J[5]由于水的比熱容較大，所以相同質量的物質，吸收相同的熱量，水的溫度升高的小。[6]物體的內能與溫度有關，其他條件不變，物體的溫度升高，則物體的內能會增大。汽車行駛時水的溫度會升高，故水的內能會增大。[7]汽油燃燒使氣缸溫度升高，且氣缸的溫度遠高于水的溫度，所以熱量會從氣缸傳遞到水中，正是熱量的傳遞才使得水的內能增加。[8]熱機的效率等于熱機做的有用功與燃料完全燃燒放出的熱量的比值，即[9]一般的汽油機的效率比柴油機的效率要低一些，主要的原因是柴油機的壓縮沖程中壓縮程度比汽油機更大，在壓縮沖程中儲存了一部分能量。[10]相同質量的燃料，氫燃料燃燒釋放的熱量更多，因此用液態(tài)氫作為火箭的燃料。2、機械不變【解析】【詳解】[1]由圖知道，氣缸中的兩個氣門都關閉，活塞向下運動，火花塞點火，所以是做功沖程，在此沖程中，氣缸內氣體燃燒產生的內能推動活塞做功，將內能轉化為機械能。[2]熱值是燃料的屬性，與質量無關，一汽車油箱中的汽油用一半后，剩下的汽油的熱值不變。3、2040【解析】【詳解】[1][2]熱機完成一個工作循環(huán)，要經過4個沖程，燃氣對外做功1次，活塞往返2次，飛輪轉動2圈。題干中飛輪轉速是2400r/min，即40r/s，飛輪每秒轉40圈，故它每秒對外做功的次數(shù)飛輪每秒轉40圈，熱機完成20個工作循環(huán)，活塞往復運動的次數(shù)4、熱傳遞比熱容15032%B【解析】【詳解】[1]改變物體內能方法是做功和熱傳遞。風冷型發(fā)動機以空氣為冷卻介質，當風高速吹過發(fā)動機時，利用熱傳遞的方式改變的發(fā)動機的內能。[2]水冷型發(fā)動機則是利用水的比熱容比較大，相同質量的水和其它物質相比，升高相同的溫度時，水可以吸收更多的熱量。[3]水冷四沖程柴油發(fā)動機工作時轉速表如圖所示，轉速為15×100r/min=1500r/min表示1min轉1500r，即1秒轉25r，因飛輪轉2r，經歷4個沖程，做功一次，壓縮沖程一次，所以飛輪轉25r，經歷壓縮沖程50次，12s內經歷沖程為（次）[4]柴油完全燃燒能放出的熱量Q放＝mq煤油＝1kg×4.3×107J/kg＝4.3×107J則柴油機的效率[5]如圖乙中B圖，進氣門和排氣門都是關閉的，活塞下行，火花塞打火，可以判斷是做功沖程。5、機械內增加【解析】【詳解】[1][2][3]鉆木取火的過程中克服摩擦對物體做功，物體內能增加溫度升高，達到燃料的燃點而被點燃，此過程將機械能轉化為了內能。說明對物體做功可以改變物體的內能，對物體做功，物體的內能增加，溫度升高。6、汽壓縮機械【解析】【詳解】[1]汽油機頂部有個火花塞，柴油機頂部有個噴油嘴，發(fā)現(xiàn)發(fā)動機氣缸頂部有火花塞，由此可以確定汽車的發(fā)動機是汽油機。[2][3]由圖知，兩個氣門都關閉，活塞向上運動，此沖程為壓縮沖程，將機械能轉化為內能。7、相互的增大【解析】【詳解】[1]運動員用力蹬地時，腳給地面一個向后的力，由于物體間力的作用是相互的，運動員受到地面向前的推力，運動員便能加速向前運動。[2]在此過程中，運動員的質量不變，速度變大，動能變大。8、比熱容【解析】【詳解】由可知，質量相同的不同液體降低相同的溫度時，由于水的比熱容較大，放出的熱量較多。9、分子間存在引力1kg的酒精完全燃燒放出的熱量為3.0×107J【解析】【詳解】[1]當玻璃板與水面接觸時，玻璃板與水分子之間存在作用力，當用力向上拉時，除玻璃板的重力外，還要克服水分子和玻璃分子間存在的引力作用，所以拉力比玻璃板的重力大，說明分子間存在引力。[2]酒精的熱值為3.0×107J/kg，物理意義為1kg的酒精完全燃燒放出的熱量為3.0×107J。10、A2000J相同【解析】【詳解】（1）[1]質量為1kg的某種物質，溫度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的熱量是這種物質的比熱容。由圖像可知，三個物體都升高1℃，甲吸收的熱量為3000J，乙、丙吸收的熱量均為2000J，甲、乙兩物體質量都為1kg，丙物體質量為2kg，根據(jù)比熱容的定義可知，甲物體的比熱容是。（2）[2]根據(jù)比熱容的定義可知，乙的比熱容丙的比熱容故甲、乙、丙三個物體的比熱容由大到小排列是c甲>c乙>c丙，故BCD不符合題意，A符合題意。故選A。（3）[3]1kg的乙物體溫度升高1℃時，吸收的熱量是2000J，由比熱容的定義可知，同種物質溫度升高1℃和降低1℃，吸熱和放熱是相同的，所以1kg的乙物體溫度降低1℃放出的熱量是2000J。（4）[4]比熱容是物質的一種特性，由同種物質制成兩個質量不等的物體，其比熱容相同。三、計算題1、（1）4.2×107J；（2）4200kg【解析】【詳解】解：（1）水的質量溫泉水向實驗室每小時提供的熱量（2）100天共需要熱量則燃煤完全燃燒放出的熱量為由可得，節(jié)約燃煤質量答：（1）溫泉水向實驗室每小時提供4.2×107J熱量；（2）可以節(jié)約燃煤4200kg