第12章 机械能和内能【B卷·拔高卷】-2024-2025学年九年级物理上册单元速记·巧练（陕西专用，苏科版）

2024-2025学年九年级物理上册单元测试卷（陕西•苏科版） 第十二章 机械能和内能 （B卷•拔高卷） （考试时间：80分钟 试卷满分：80分） 注意事项： 1．测试范围：苏科版九年级上册第12章。 第Ⅰ卷 选择题 一、单选题（共10小题，每小题2分，计20分。每小题只有一个选项是符合题意的） 1．关于温度、热量和内能的说法，不正确的是（　　） A．物体吸收了热量，内能一定会增加 B．物体温度升高时，内能一定会增加 C．物体内能增加时，温度不一定升高 D．物体温度越高，它吸收的热量一定越多 【答案】D 【详解】A．物体吸收热量，温度不一定升高，但内能一定增加，故A正确，不符合题意； B．同一物体分子个数是一定的，当温度升高时，分子的热运动越剧烈，则分子的动能就越大，从而物体的内能增加，故B正确，不符合题意； C．物体的内能增加，温度不一定升高，例如，晶体熔化吸热，但温度保持不变，故C正确，不符合题意； D．物体温度越高，温度的变化不一定越多，吸收的热量不一定越多，故D错误，符合题意。 故选D。 2．甲、乙两物质的比热容之比为1∶2，质量之比为3∶2，若它们吸收相等的热量，则甲、乙升高的温度之比为（　　） A．4∶3 B．3∶4 C．6∶1 D．1∶6 【答案】A 【详解】对于甲物质，其升高的温度为 对于乙物质，其升高的温度为 由于甲、乙两物质吸收的热量相等，我们可以将两式相除，得到甲、乙两物质升高的温度之比 将题目中给出的比热容之比 和质量之比代入上式得 所以，甲、乙两物质升高的温度之比为 4∶3，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．以下过程不发生物态变化，初温相同、体积相同的两块金属甲、乙吸收了相同热量，甲的末温比乙的低，那么初温相同的甲、乙放出相同热量，则（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据题意可知，甲、乙的初温相同，吸收相同热量后，甲的末温比乙的低，这说明甲的温度变化较小；则初温相同的甲、乙，放出相同的热量后，甲的温度变化小，所以甲的末温高；由于不知道甲、乙的质量大小关系，根据可知，无法判定甲、乙比热容的大小，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 4．如图所示，小球从M点竖直向下以某速度抛出，球经静止的a台面第一次向反弹后，到达最高点N；然后球从N点下降时，台面已升至b位置并保持静止，球经台面第二次反弹后，到达最高点P，小球整个过程的运动均在竖直方向。下列说法正确的是（　） A．第一次反弹在上升过程中，突然撤去所有外力，小球将保持静止 B．点P的高度一定比点N低 C．第二次反弹上升过程中只有动能转化为重力势能 D．小球在N点的重力势能不可能等于在M点的重力势能 【答案】B 【详解】A．第一次反弹在上升过程中，小球具有一定的速度，突然撤去所有外力，根据牛顿第一定律可知，小球将保持匀速直线运动，故A错误； B．小球在运动过程中要克服摩擦阻力做功，所以小球的机械能减小，若克服摩擦阻力做功小于最开始的动能，到达的最高点为N点比M点高；若克服摩擦阻力做功大于最开始的动能，到达的最高点为N点比M点低；若克服摩擦阻力做功等于最开始的动能，到达的最高点为N点与M点一样高；球从N点下降时，台面已升至合适的位置b并保持静止，球再次经台面反弹后，由于小球在运动过程中要克服摩擦阻力做功，小球的机械能减小，到达的最高点P比N点低。故B正确； C．第二次反弹上升过程中，由于小球在运动过程中要克服摩擦阻力做功，所以部分动能转化为重力势能，部分动能用来克服摩擦力做功，故C错误； D．由B分析可知， N点的高度可能等于M点的高度，由于物体的重力势能跟质量与高度有关，所以小球在N点的重力势能可能等于在M点的重力势能，故D错误。 故选B。 5．如图所示，光滑水平桌面上的弹性小球被弹出后，经过A点和B点后落到地面，又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹。下列有关小球的运动，描述正确的是（　　） A．小球反弹经过D点时动能为零 B．小球从A点运动到B点的过程中机械能不断减少 C．若将弹性小球表面涂黑，则会在C、F两点留下等大的黑色圆斑 D．小球经过E点的机械能大于经过G点的机械能 【答案】D 【详解】A．从轨迹来看，小球既有水平方向的速度又有竖直方向的速度，小球在最高点时，竖直方向速度为零，水平方向速度不为零，则小球在 D点的动能不为零，故A错误； B．小球从A点运动到B点的过程中，因光滑桌面没有摩擦阻力，小球处于平衡状态，其速度大小不变，又高度不变，所以动能和重力势能不变，故机械能不变，故B错误； C．弹性势能大小与弹性形变程度有关，黑色圆斑的大小能反映小球弹性形变程度，圆斑越大，形变越大，小球在C点与在F点时相比较，小球的动能与重力势能都为零，而每次小球反弹到的最高点都比上一次的最高点低，说明小球受到空气阻力作用，机械能逐渐变小，所以小球到达C点前的机械能大于到达F点前的机械能，故小球在C点的弹性势能大于在F点的弹性势能，小球在 C点的圆斑要大于在F点的圆斑，故C错误； D．小球在多次弹起过程中，机械能逐渐变小，而E点在G点之前，故小球经过E点的机械能大于经过G点的机械能，故D正确。 故选D。 6．某运动员做蹦极运动，如图所示，从高处O点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点（蹦极过程视为在竖直方向的运动）。下列判断正确的是（　　） A．从B点到C点弹性绳的弹性势能增大 B．运动员在C点的动能大于在B点的动能 C．运动员从A点到B点的过程中在做减速运动 D．在下落过程中，运动员到达A点时速度最大 【答案】A 【详解】A．从B点到C点的过程中弹性绳的弹性形变越来越大，弹性势能增大，故A正确； BCD．运动员经过A点后弹性绳伸长，发生弹性形变，随运动员下降，弹性绳形变变大，弹力变大，但总是小于运动员受到的重力，所以运动员受到的合力向下，向下做加速运动，到达B点时，弹力等于重力，此时速度达到最大，过B点后，弹性绳进一步伸长，弹力进一步增大，大于重力，合力向上，运动员做减速运动，直至最低点C时，速度为零，动能为零。故运动员从A点到B点过程中做加速运动，B点时速度最大，C点时动能为零，小于B点的动能，故BCD错误。 故选A。 7．质量和初温相等的甲、乙两物体，先将甲放入一杯水里，热平衡后使水的温度上升了△t；将甲取出再将乙放入水里，热平衡后水的温度又上升了△t，则c甲、c乙（　　） A．c甲＞c乙 B．c甲=c乙 C．c甲＜c乙 D．无法判断 【答案】C 【详解】设甲、乙两个物体的质量和初温分别为m0和t0，设冷水的质量和初温为m1和t1，甲、乙比热容为c1和c2，水的比热容为c水。则由甲放入冷水中，水温升高△t可知有 又因为，则 ① 又知乙再放入此杯水中，热平衡后水温又升高了△t，则有 ② 由①②得 求得 即乙的比热容较大，也就是c甲＜c乙。 故选C。 8．A、B两物体的温度相同，A的质量是B的4倍，A的比热容是B的，它们吸收相等的热量后再接触，则（　　） A．A和B之间不会发生热传递 B．热量从A传递给B C．热量从B传递给A D．A和B的末温相同 【答案】C 【详解】由题意可知，，，，根据公式可得 故 ABC．因为，两者存在温差，故A和B之间会发生热传递热量会从温度高的物体传递到低的物体，即由B到A，故AB错误，C正确； D．因为B的初温比A高，故B的末温也比A高，故D错误。 故选C。 9．如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的小球，小球与一轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，已知杆与水平面之间的夹角，当小球位于B点时，弹簧与杆垂直，此时弹簧处于原长。现让小球自C点由静止释放，在小球滑到最低点的整个过程中，关于小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能，下列说法正确的是（　　） A．小球的动能与重力势能之和保持不变 B．小球的动能与重力势能之和先增大后减小 C．小球的动能与弹簧的弹性势能之和保持不变 D．小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和保持不变 【答案】B 【详解】AB．小球沿杆下滑的过程中受重力、杆对球的支持力和弹簧对球的拉力，其中杆对球的支持力方向与小球运动方向垂直，因此杆对球的支持力不做功，弹簧对小球的拉力方向与小球的运动方向上有一个夹角，因此从C点到B点时， 弹簧对小球的拉力方向与小球运动方向夹角为锐角，所以小球的机械能先增大，从B点到最低点的过程中，弹簧对小球的拉力方向与小球运动方向夹角为钝角，所以小球的机械能减小，因此小球的机械能先增大后减小，即小球的动能和重力势能之和先增大后减小，故A错误，B正确。 CD．小球和弹簧组成的系统来说，弹簧与小球之间的弹力是整体内部受到的力，杆对球的弹力是外力，但杆对球的弹力不做功，故该系统的机械能守恒，即小球的动能、重力势能与弹簧的弹性势能之和保持不变，其中小球的重力势能减小，所以小球的动能与弹簧的弹性势能之和增大；而小球动能先增大后减小，故小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和一定变化，故CD错误。 故选B。 10．甲、乙两台汽油机，甲汽油机的效率为30%，乙汽油机的效率为20%，则下列说法正确的是（　　） A．甲汽油机做的功比乙汽油机做的功多 B．甲汽油机的功率比乙汽油机的功率大 C．在相同的时间内甲汽油机燃烧的汽油比乙汽油机的多 D．在消耗相同的汽油时，甲汽油机做的有用功比乙汽油机多 【答案】D 【详解】A．做功的多少与功率和做功的时间有关系，与其效率无关，故A错误； B．效率表示功的利用率；功率表示做功快慢，这两个物理量是没有必然的联系的。故B错误； C．汽油机燃烧汽油的多少与功率和效率都有关系，其主要与汽油机的功率有关，故C错误； D．甲汽油机的效率高于乙汽油机的效率，说明：消耗相同的汽油，甲汽油机做的有用功多，即输出的能量多，故D正确。 故选D。 第Ⅱ卷 非选择题 二、填空题（共8小题，计26分） 11．（2分）如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处：然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处。其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h（忽略空气阻力）。物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为 。物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能转化为物体内能的效率为η，则物体到达B点时温度升高了 （物体比热容用c表示）。（提示：损失的机械能即为重力势能的减少量） 【答案】 【详解】（1）[1]质量为m的物体的重力为：G=mg，物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为 W=GH=mgH （2）[2]A、B两点距离水平面的高度分别为H、h，物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能（重力势能的减少量）为 机械能转化为物体内能的效率为η，则物体增加的内能（吸收的热量）为 物体到达B点时升高的温度为 12．（4分）跳伞运动员从高空竖直向下跳伞，只考虑人受到的重力和空气阻力，下落时的v-t图线如图所示。从0到第10s这个过程中，运动员处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态，他的重力势能 ，机械能 ；第30s与第50s时比较，跳伞运动员受到的空气阻力大小 。（以上三空均选填“增大”、“不变”或“减小”）。 【答案】 非平衡 减小 减小 不变 【详解】[1]从0到第10s这个过程中，运动员的速度逐渐增大，处于非平衡状态。 [2][3]0到第10s这个过程中，他质量不变，高度下降，重力势能减小，运动员下降过程中，要克服阻力做功，则运动员的机械能不断减小。 [4]由图得，第30s与第50s，跳伞运动员均做匀速直线运动，运动员受到的阻力均等于重力，重力不变，则阻力不变。 13．（2分）如图，弹簧左端固定于竖直墙壁，右端与物块M连接，置于粗糙水平面上，当M位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将物块M拉至Y处由静止释放，M向左最远可运动至X点。则物块从Y点运动至X点的过程中，弹簧的弹性势能的变化是 （选填字母：A．一直变小、B．先逐渐变小后逐渐变大、C．先逐渐变大后逐渐变小），速度v随位置s变化的图像为 。 【答案】 B B 【详解】[1]物块M由Y点到O点的过程中，弹簧的弹性形变越来越小，则弹簧的弹性势能越来越小；由O点运动到X点的过程中，弹簧的弹性形变越来越大，则弹簧的弹性势能越来越大，所以，弹簧的弹性势能先逐渐变小后逐渐变大，故AC不符合题意，B符合题意。 故选B。 [2]物块M由Y点到O点的过程中，其受到向左的拉力和向右的摩擦力；开始一段时间内拉力大于摩擦力，物块向左做加速运动；在此过程中弹簧的形变程度变小，则物块M受到的向左拉力变小，当拉力小于摩擦力时，弹簧开始做减速运动；所以，物块M速度最大的位置并不是在弹簧原长位置O点，而是在它运动到O点之前的某个位置；物块由O点运动到X点的过程中，受到向右的弹力和摩擦力的共同作用，物块做减速运动，到X点时速度变为0，所以物块从Y点运动至X点的过程中，物块的速度先变大后变小，故ACD不符合题意， B符合题意。 故选B。 14．（4分）某单缸四冲程汽油发动机汽缸的活塞面积是，做功冲程中活塞移动的距离是30cm，气体的平均压强是，汽油的热值是，每次做功耗油0.2g：若每次做功过程中汽油的90%完全燃烧，每次汽油燃烧放出的热量是 J；该汽油机的飞轮转速为1800r/min，则它在1s内气体膨胀对活塞做的功是 J；压缩冲程中是利用 方式改变了燃料混合物的内能，其能量转化情况是 能转化为内能。 【答案】 做功 机械 【详解】[1]每次汽油燃烧放出的热量是 [2]该汽油机的飞轮转速为 汽油机飞轮转动2圈，对外做功1次，则它在1s内气体推动活塞做功15次，气体膨胀对活塞做的功是 [3][4]压缩冲程中活塞对气体做功，将机械能转化为内能，使气体内能增大，是利用做功方式改变了燃料混合物的内能。 15．（4分）如图甲是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图甲可以看出，它此时处在 冲程，其能量转化情况与 （选填“乙”或“丙”）图相同。若此汽油机飞轮的转速为3600r/min，汽油机1min对外做功 次；若该汽油机提供的牵引力1min内做功3.6×105J，汽油机能量转化效率为40%，则工作1min需要燃烧汽油 kg。（汽油的热值为q=4.5×107J/kg） 【答案】 做功 丙 1800 0.02 【详解】[1]观察图甲可知，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，因此是做功冲程。 [2]在热机的做功冲程中，高温高压燃气的内能转化为活塞的机械能；乙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，温度升高，棉花就会燃烧，即是将机械能转化为内能的过程；丙图对试管中的水加热，加快水的蒸发，体积膨胀，使塞子飞出去，是将内能转化为机械能；因此与做功冲程原理相同的是丙实验。 [3]汽油机的转速为3600r/min，说明1min内汽油机曲轴的转动3600r，完成7200个冲程，对外做功1800次。 [4]由得 由Q放＝mq可知，需要燃烧汽油的质量 16．（4分）如图所示，在同一高度以大小相同的初速度v0分别竖直向上和斜向上将同一小球抛出，不计空气阻力。小球上升时，小球的 能转化为重力势能；小球竖直向上、斜向上到达最高点时距水平地面的高度分别为h1和h2，速度为v1和v2；小球又下落到离地等高度时的速度大小分别为和，则h1 h2，v1 v2， （选填“大于”、“等于”或“小于”）。 【答案】 动 大于 小于 等于 【详解】[1]在同一高度以大小相同的初速度v0分别竖直向上和斜向上将同一小球抛出，因质量和抛出的速度相同，故小球的动能相同，不计空气阻力，故机械能守恒。小球上升时，小球的高度变大，重力势能变大，动能转化为重力势能。 [2][3]小球竖直向上运动到最高点时速度为0，动能为0；而小球斜向上到达最高点时速度不为0，故v1小于v2；小球斜向上到达最高点时有一定的动能，因机械能守恒，故竖直向上运动的小球运动到最高点时具有的重力势能比斜向上运动的小球到达最高点时的重力势能大，根据影响重力势能的大小，故有h1大于h2。 [4]小球又下落到离地等高度时重力势能相等，因机械能守恒，故两种情况下此时的动能相同，根据影响动能大小的因素，故速度相同，即等于。 17．（3分）甲、乙两烧杯各装100g水，用酒精加热甲烧杯，煤油加热乙烧杯，直至杯内水沸腾1分钟即停止加热，此过程燃烧酒精4g、煤油2.5g，水温与加热时间的关系如图所示。若水沸腾前质量不变，同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等。则前五分钟，甲杯中水吸收的热量是 J。整个加热过程中，酒精的加热效率是 %， 杯中的水吸收的热量更多。，， 【答案】 3.36×104 33.6 乙 【详解】[1][2][3]由题意，由于甲、乙两烧杯各装水的质量相等，水的初始温度相同，根据可知水沸腾前，两杯水吸收的热量相等，为 且同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等，水沸腾1分钟即停止加热，则整个过程甲、乙两杯水所吸收的热量分别为 所以整个过程，乙杯中的水吸收的热量更多。在整个过程中，燃烧4g酒精所释放的热量为 可得酒精灯加热的效率为 18．（3分）我校某同学查阅资料了解到质量为1kg的某种晶体物质在完全熔化时所吸收的热量叫做该物质的熔化热，不同晶体的熔化热一般不同。老师鼓励小红去探究冰的熔化热。小红在实验室利用电热器加热。完成了冰的熔化实验，并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线如图所示。实验时，冰的质量为0.5kg，相同时间冰和水吸收的热量相同。水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，则BC段处于 态，B点的内能 C点的内能（选填“小于”、“大于”或“等于”），冰的熔化热是 J/kg。 【答案】 固液共存 小于 【详解】[1][2]冰是晶体，BC段吸热但温度保持不变处于熔化过程，处于固液共存态；因熔化是吸热过程，B点的内能小于C点的内能。 [3]由图象知，CD段水从0℃升高到20℃，所以，水吸收的热量为 Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×20℃=4.2×104J 由图象知，CD段水从0℃升高到20℃，用了10min的时间，则1min吸收的热量为 由图象知，AB段冰从-20℃吸收热量升高到0℃，需要 45min-5min=40min 则0.5kg冰熔化所吸收的热量 Q冰=4.2×103J/min×40min=1.68×105J 根据熔化热的定义，冰的熔化热是 三、实验与探究题（共3小题，计18分） 19．（6分）小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同两个钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H＞h）由静止开始释放，观察木块B被撞击后移动的距离。实验过程如图所示（木块移动的距离S3＞S1＞S2）： （1）小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，他利用的研究方法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）。 （2）若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。 （3）由甲、乙图可得实验结论：物体的动能大小与 有关。 （4）小明根据甲、丙两图得出论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确? （选填“正确”或“错误”），理由是： 。 （5）由实验中钢球撞击木块做功，同学们联想到汽车撞击行人出现交通事故的情景，并猜想到交通事故的危害程度与“超载”、“超速”有关。进一步探究，获得了表格内的数据： 实验序号 钢球质量m/g 钢球自由滚下高度h/cm 木块被撞后运动的距离s/cm 甲 20 20 16 乙 20 10 4 丙 40 20 32 分析表格内的数据可知，在质量和速度两个因素中，对动能影响较大的因素是 。 【答案】 转换法 不能 速度 错误 未控制速度相同 速度 【详解】（1）[1]实验中，小球的动能不能直接测量而是通过对木块做功，小球动能的大小是通过木块B移动的距离长短来反映的，这是转换法的应用。 （2）[2]水平面绝对光滑，本实验将不能达到探究目的，因为水平面绝对光滑时，小球推动木块在水平面上将做匀速直线运动，不会停下，无法通过比较木块移动的距离来确定小球动能的大小。 （3）[3]甲乙两图中小球的质量一定，初始高度不同，到达水平面时的速度不同，对木块做功多少不同，故可以得出结论为物体的动能大小与速度有关。 （4）[4][5]小明的看法是错误的，因为要探究动能与质量的关系。需要保证小球的速度不变，甲丙两图中小球下落的高度不同，则到达水平面的速度不同，未控制速度相同，故不能得出动能大小与质量的关系。 （5）[6]由甲、乙实验，质量相同，甲速度是乙的2倍，甲推动木块的距离是乙的4倍，即动能与速度的平方成正比；由甲、丙两实验，速度相同，丙质量是甲的2倍，丙推动木块距离是甲的2倍，即动能与质量成正比。所以对动能影响较大的是速度。 20．（6分）为了比较水和食用油的吸热能力，小新同学做了如图甲所示的实验. (1)实验前应按照 （选填“自下面上”或“自上而下”）的顺序组装实验器材，实验中取质量相同的水和食用油，用 （选填“升高的温度”或“加热的时间”）来反映两种物质吸收的热量； (2)小新将记录的实验数据绘制成如图乙所示的温度－时间图像，已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），根据图像可计算出食用油的比热容为 J/（kg·℃）； (3)小林同学受到小新实验的启发，设计了如下实验来比较铜和铝的比热容大小： ①小林先将质量相等的铜块和铝块放入沸水中加热足够长时间，如图丙所示（加热装置未画出）； ②再将铜块和铝块分别放入盛有质量相等、温度 （选填“相同”或“不相同”）的水的A、B两容器中，并将容器用隔热材料密封，如图丁所示； ③经过足够长的时间后，同时测量A、B两容器中水的温度，记录数据分别为40℃和47℃； ④分析比较铜块和铝块 （选填“吸收”或“放出”）的热量和其他相关的物理量，可以判断出 的比热容大。 【答案】(1) 自下而上 加热的时间 (2)2.1×103 (3) 相同 放出 铝 【详解】 （1）[1][2]实验时需要使用酒精灯的外焰进行加热，因此组装器材时应该按照自下而上的顺序；采用相同的热源进行加热，相同热源在相同时间内放出的热量相等，因此可以用加热的时间来反映两种物质吸收的热量。 （2）由题图乙可知，质量相等的水和食用油，温度都从10℃升高到30℃时，食用油需要的加热时间是水需要加热时间的一半，即食用油吸收的热量，根据可得 （3）[1][2][3]根据可知，铜块和铝块质量相等时，要比较铜和铝的比热容，只需要比较二者吸收或放出热量与对应温度变化量的比值即可由步骤①可知，铜块和铝块加热后的末温与沸水温度相同，由于沸水的温度高于图丁中水的温度，由步骤②可知，铜块和铝块放入隔热材料密封的A、B两容器的水中后，铜块和铝块放出热量对水加热，最终铜块和铝块分别与容器中水的温度相同，忽略热损失，铜块和铝块放出的热量与水吸收的热量相等；由步骤③可知，实验最终记录了A、B两容器中水的末温，为了方便比较水吸收的热量，A、B两容器中水的质量和初温都应该相等，故比较A、B两容器中水吸收的热量即可得出铜块和铝块放出热量的大小关系，进而可以判断出铜和铝的比热容的大小关系，铜块和铝块放出的热量分别为 Q铜=c铜m铜(t沸-40℃)、Q铝=c铝m铝(t沸-47℃) 由题意可知，A、B两容器中水吸收的热量QA<QB，故Q铜<Q铝，由于m铜=m铝，所以 即 因此铝的比热容更大。 21．（6分）水平桌面上滚动的小球离开桌面后，会沿着曲线向前飞行并最终落到地面上，如图甲所示。小球在水平方向飞行的距离与哪些因素有关呢？小明提出了以下三个猜想： 猜想1：与小球离开桌面时的速度有关； 猜想2：与小球的质量有关； 猜想3：与小球离地面的高度有关； （1）为了使小球向前运动，小明设计如图乙所示的实验装置，将一根轻质弹簧固定在A点，小球将弹簧压缩到C处后由静止释放，则小球在弹簧推力的作用下向前滚动，在此过程中，弹簧的 能转化为小球的 能； （2）为了验证猜想1是否正确，小组成员进行如下实验：保持小球质量和离地高度不变，将弹簧压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，将获得不同的速度，发现小球水平飞行的距离不相同。这说明猜想1是 （选填“正确”或“错误”）的； （3）小明接下来想探究猜想2，仍采用图乙的装置，用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，由静止释放后比较小球水平飞行的距离与质量的关系；你认为小明的方案存在的问题是 ，请你为小明设计一个正确的方案： ； 序 号 质量 m/g 速度 v/cm·s-1 离地高 度H/cm 水平飞行 距离s/cm 1 10 5 5 5 2 10 5 20 10 3 10 5 45 15 4 10 5 80 20 （4）小华按正确的方法探究了猜想3，并记录数据，根据表中数据，可以得出结论：当小球质量和离开桌面的速度一定时，小球离地面的高度H为 cm时，小球水平飞行的距离s为30cm。 【答案】 弹性势 动 正确 没有控制小球的速度相同 让质量不同的小球从同一斜面的同一高度自由滑下 180 【详解】（1）[1][2]小球将弹簧压缩到C，释放前弹簧发生弹性形变，具有弹性势能，释放后，小球在弹簧推力的作用下向前滚动，小球具有动能，所以此过程中弹簧的弹性势能转化为小球的动能。 （2）[3]要验证猜想1是否正确，即小球在水平方向飞行的距离与小球离开桌面时的速度有关，需要控制小球质量和离地高度不变，改变小球的速度，实验中弹簧被压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，获得的速度不同，发现小球水平飞行的距离不相同，说明小球在水平方向飞行的距离与小球离开桌面时的速度有关，所以猜想1正确。 （3）[4]要探究猜想2，即小球在水平方向飞行的距离与小球的质量有关，需要控制小球的速度和离地高度不变，改变小球的质量，实验中用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，弹簧的弹性势能一定，静止释放后小球的动能相同，但由于质量不同，速度也不相同，故不能比较小球水平飞行的距离与质量的关系。 [5]为了保证不同质量小球的初速度相同，可以让质量不同的小球从同一斜面的同一高度自由滑下，再观察小球水平飞行的距离。 （4）[6]根据表格数据知离地高度H由5cm增大到20cm，变成原来的4倍，水平飞行距离s由5cm增大到10cm，变成原来的2倍，依此类推离地高度H由5cm增大到45cm，变成原来的9倍，水平飞行距离s由5cm增大到15cm，变成原来的3倍，离地高度H由5cm增大到80cm，变成原来的16倍，水平飞行距离s由5cm增大到20cm，变成原来的4倍，由此可以得出离地高度H变成原来的n2倍，水平飞行距离s变成原来的n倍，所以当小球水平飞行的距离s为30cm时，是原来5cm的6倍，离地高度H变成原来的62=36倍，即小球离地面的高度 H=36×5cm=180cm 四、综合题（共2小题，计16分） 22．（8分）小明用酒精灯给质量为0.2kg的水加热，他绘制出水的温度随加热时间变化的图像如图所示。已知酒精的热值q酒=3.0×107J/kg，加热时酒精灯平均每1min消耗2.8×10-3kg 的酒精。随后小明用该酒精灯以完全相同的加热方式给质量为 0.4kg 的沙子加热，测得沙子在1min内温度升高了35℃。已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg·℃），求： （1）加热2min 水吸收的热量 Q； （2）该酒精灯对水的加热效率η； （3）沙子的比热容c沙。 【答案】（1）；（2）15%；（3） 【详解】解：（1）加热2min水升高的温度为 水吸收的热量为 （2）加热2min消耗酒精的质量为 加热2min酒精释放总热量为 酒精灯的加热效率为 （3）加热1min酒精释放总热量为 加热1min沙子吸收的热量为 沙子的比热容为 答：（1）水吸收的热量为2.52×104J； （2）对水加热的效率为15%； （3）沙子的比热容为。 23．（8分）目前，汽车的“节能减排”和战斗机的研制已引起全球的关注，如何减少能耗，提高汽车发动机的效率和战斗机的效率越来越受到各个国家的重视。 我国自主研制的新一代战斗机，它最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20000m，该飞机发动机的热效率和推进效率都较高，所谓热效率是指发动机获得的机械能W机械与燃料完全燃烧产生的内能Q放之比，而推进效率是指发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功W推力）与其获得的机械能之比，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg。若该飞机的推力做功为3.375×1010J消耗了燃油2.5t。求： （1）消耗燃油2.5t放出多少热量？ （2）如该发动机此时的热效率为50%，则此过程中发动机的推进效率为多大？ （3）汽车发动机的效率也是汽车的经济性能指标之一。厂家提供的某汽车出厂的部分参数如下： ①测试数据：汽车在平直公路上以v的速度匀速行驶时，100km耗油量为m，发动机输出功率为P； ②使用燃料：93#汽油热值为q。 请用以上参数推算出在测试条件下，该汽车发动机的效率（以上各量均为国际单位）。 【答案】（1）1.25×1011J；（2）54%；（3） 【详解】（1）燃油的质量为 消耗燃油2.5t放出的热量 （2）该发动机此时的热效率为50%，热效率是指发动机获得的机械能W机械与燃料完全燃烧产生的内能Q放之比，则 因为该飞机的推力做功为3.375×1010J，则此过程中发动机的推进效率 （3）汽车在平直公路上以v的速度匀速行驶的距离为 则汽车匀速行驶的时间距离为 因为发动机输出功率为P，所以发动机所做的功为 汽车在平直公路上以v的速度匀速行驶100km耗油量为m，93#汽油热值为q，则燃料完全燃烧放出的热量 该汽车发动机的效率为 答：（1）消耗燃油2.5t放出的热量为1.25×1011J； （2）如该发动机此时的热效率为50%，则此过程中发动机的推进效率为54%； （3）汽车发动机的效率为。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年九年级物理上册单元测试卷（陕西•苏科版） 第十二章 机械能和内能 （B卷•拔高卷） （考试时间：80分钟 试卷满分：80分） 注意事项： 1．测试范围：苏科版九年级上册第12章。 第Ⅰ卷 选择题 一、单选题（共10小题，每小题2分，计20分。每小题只有一个选项是符合题意的） 1．关于温度、热量和内能的说法，不正确的是（　　） A．物体吸收了热量，内能一定会增加 B．物体温度升高时，内能一定会增加 C．物体内能增加时，温度不一定升高 D．物体温度越高，它吸收的热量一定越多 2．甲、乙两物质的比热容之比为1∶2，质量之比为3∶2，若它们吸收相等的热量，则甲、乙升高的温度之比为（　　） A．4∶3 B．3∶4 C．6∶1 D．1∶6 3．以下过程不发生物态变化，初温相同、体积相同的两块金属甲、乙吸收了相同热量，甲的末温比乙的低，那么初温相同的甲、乙放出相同热量，则（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，小球从M点竖直向下以某速度抛出，球经静止的a台面第一次向反弹后，到达最高点N；然后球从N点下降时，台面已升至b位置并保持静止，球经台面第二次反弹后，到达最高点P，小球整个过程的运动均在竖直方向。下列说法正确的是（　） A．第一次反弹在上升过程中，突然撤去所有外力，小球将保持静止 B．点P的高度一定比点N低 C．第二次反弹上升过程中只有动能转化为重力势能 D．小球在N点的重力势能不可能等于在M点的重力势能 5．如图所示，光滑水平桌面上的弹性小球被弹出后，经过A点和B点后落到地面，又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹。下列有关小球的运动，描述正确的是（　　） A．小球反弹经过D点时动能为零 B．小球从A点运动到B点的过程中机械能不断减少 C．若将弹性小球表面涂黑，则会在C、F两点留下等大的黑色圆斑 D．小球经过E点的机械能大于经过G点的机械能 6．某运动员做蹦极运动，如图所示，从高处O点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点（蹦极过程视为在竖直方向的运动）。下列判断正确的是（　　） A．从B点到C点弹性绳的弹性势能增大 B．运动员在C点的动能大于在B点的动能 C．运动员从A点到B点的过程中在做减速运动 D．在下落过程中，运动员到达A点时速度最大 7．质量和初温相等的甲、乙两物体，先将甲放入一杯水里，热平衡后使水的温度上升了△t；将甲取出再将乙放入水里，热平衡后水的温度又上升了△t，则c甲、c乙（　　） A．c甲＞c乙 B．c甲=c乙 C．c甲＜c乙 D．无法判断 8．A、B两物体的温度相同，A的质量是B的4倍，A的比热容是B的，它们吸收相等的热量后再接触，则（　　） A．A和B之间不会发生热传递 B．热量从A传递给B C．热量从B传递给A D．A和B的末温相同 9．如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的小球，小球与一轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，已知杆与水平面之间的夹角，当小球位于B点时，弹簧与杆垂直，此时弹簧处于原长。现让小球自C点由静止释放，在小球滑到最低点的整个过程中，关于小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能，下列说法正确的是（　　） A．小球的动能与重力势能之和保持不变 B．小球的动能与重力势能之和先增大后减小 C．小球的动能与弹簧的弹性势能之和保持不变 D．小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和保持不变 10．甲、乙两台汽油机，甲汽油机的效率为30%，乙汽油机的效率为20%，则下列说法正确的是（　　） A．甲汽油机做的功比乙汽油机做的功多 B．甲汽油机的功率比乙汽油机的功率大 C．在相同的时间内甲汽油机燃烧的汽油比乙汽油机的多 D．在消耗相同的汽油时，甲汽油机做的有用功比乙汽油机多 第Ⅱ卷 非选择题 二、填空题（共8小题，计26分） 11．（2分）如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处：然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处。其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h（忽略空气阻力）。物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为 。物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能转化为物体内能的效率为η，则物体到达B点时温度升高了 （物体比热容用c表示）。（提示：损失的机械能即为重力势能的减少量） 12．（4分）跳伞运动员从高空竖直向下跳伞，只考虑人受到的重力和空气阻力，下落时的v-t图线如图所示。从0到第10s这个过程中，运动员处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态，他的重力势能 ，机械能 ；第30s与第50s时比较，跳伞运动员受到的空气阻力大小 。（以上三空均选填“增大”、“不变”或“减小”）。 13．（2分）如图，弹簧左端固定于竖直墙壁，右端与物块M连接，置于粗糙水平面上，当M位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将物块M拉至Y处由静止释放，M向左最远可运动至X点。则物块从Y点运动至X点的过程中，弹簧的弹性势能的变化是 （选填字母：A．一直变小、B．先逐渐变小后逐渐变大、C．先逐渐变大后逐渐变小），速度v随位置s变化的图像为 。 14．（4分）某单缸四冲程汽油发动机汽缸的活塞面积是，做功冲程中活塞移动的距离是30cm，气体的平均压强是，汽油的热值是，每次做功耗油0.2g：若每次做功过程中汽油的90%完全燃烧，每次汽油燃烧放出的热量是 J；该汽油机的飞轮转速为1800r/min，则它在1s内气体膨胀对活塞做的功是 J；压缩冲程中是利用 方式改变了燃料混合物的内能，其能量转化情况是 能转化为内能。 15．（4分）如图甲是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图甲可以看出，它此时处在 冲程，其能量转化情况与 （选填“乙”或“丙”）图相同。若此汽油机飞轮的转速为3600r/min，汽油机1min对外做功 次；若该汽油机提供的牵引力1min内做功3.6×105J，汽油机能量转化效率为40%，则工作1min需要燃烧汽油 kg。（汽油的热值为q=4.5×107J/kg） 16．（4分）如图所示，在同一高度以大小相同的初速度v0分别竖直向上和斜向上将同一小球抛出，不计空气阻力。小球上升时，小球的 能转化为重力势能；小球竖直向上、斜向上到达最高点时距水平地面的高度分别为h1和h2，速度为v1和v2；小球又下落到离地等高度时的速度大小分别为和，则h1 h2，v1 v2， （选填“大于”、“等于”或“小于”）。 17．（3分）甲、乙两烧杯各装100g水，用酒精加热甲烧杯，煤油加热乙烧杯，直至杯内水沸腾1分钟即停止加热，此过程燃烧酒精4g、煤油2.5g，水温与加热时间的关系如图所示。若水沸腾前质量不变，同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等。则前五分钟，甲杯中水吸收的热量是 J。整个加热过程中，酒精的加热效率是 %， 杯中的水吸收的热量更多。，， 18．（3分）我校某同学查阅资料了解到质量为1kg的某种晶体物质在完全熔化时所吸收的热量叫做该物质的熔化热，不同晶体的熔化热一般不同。老师鼓励小红去探究冰的熔化热。小红在实验室利用电热器加热。完成了冰的熔化实验，并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线如图所示。实验时，冰的质量为0.5kg，相同时间冰和水吸收的热量相同。水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，则BC段处于 态，B点的内能 C点的内能（选填“小于”、“大于”或“等于”），冰的熔化热是 J/kg。 三、实验与探究题（共3小题，计18分） 19．（6分）小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同两个钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H＞h）由静止开始释放，观察木块B被撞击后移动的距离。实验过程如图所示（木块移动的距离S3＞S1＞S2）： （1）小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，他利用的研究方法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）。 （2）若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。 （3）由甲、乙图可得实验结论：物体的动能大小与 有关。 （4）小明根据甲、丙两图得出论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确? （选填“正确”或“错误”），理由是： 。 （5）由实验中钢球撞击木块做功，同学们联想到汽车撞击行人出现交通事故的情景，并猜想到交通事故的危害程度与“超载”、“超速”有关。进一步探究，获得了表格内的数据： 实验序号 钢球质量m/g 钢球自由滚下高度h/cm 木块被撞后运动的距离s/cm 甲 20 20 16 乙 20 10 4 丙 40 20 32 分析表格内的数据可知，在质量和速度两个因素中，对动能影响较大的因素是 。 20．（6分）为了比较水和食用油的吸热能力，小新同学做了如图甲所示的实验. (1)实验前应按照 （选填“自下面上”或“自上而下”）的顺序组装实验器材，实验中取质量相同的水和食用油，用 （选填“升高的温度”或“加热的时间”）来反映两种物质吸收的热量； (2)小新将记录的实验数据绘制成如图乙所示的温度－时间图像，已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），根据图像可计算出食用油的比热容为 J/（kg·℃）； (3)小林同学受到小新实验的启发，设计了如下实验来比较铜和铝的比热容大小： ①小林先将质量相等的铜块和铝块放入沸水中加热足够长时间，如图丙所示（加热装置未画出）； ②再将铜块和铝块分别放入盛有质量相等、温度 （选填“相同”或“不相同”）的水的A、B两容器中，并将容器用隔热材料密封，如图丁所示； ③经过足够长的时间后，同时测量A、B两容器中水的温度，记录数据分别为40℃和47℃； ④分析比较铜块和铝块 （选填“吸收”或“放出”）的热量和其他相关的物理量，可以判断出 的比热容大。 21．（6分）水平桌面上滚动的小球离开桌面后，会沿着曲线向前飞行并最终落到地面上，如图甲所示。小球在水平方向飞行的距离与哪些因素有关呢？小明提出了以下三个猜想： 猜想1：与小球离开桌面时的速度有关； 猜想2：与小球的质量有关； 猜想3：与小球离地面的高度有关； （1）为了使小球向前运动，小明设计如图乙所示的实验装置，将一根轻质弹簧固定在A点，小球将弹簧压缩到C处后由静止释放，则小球在弹簧推力的作用下向前滚动，在此过程中，弹簧的 能转化为小球的 能； （2）为了验证猜想1是否正确，小组成员进行如下实验：保持小球质量和离地高度不变，将弹簧压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，将获得不同的速度，发现小球水平飞行的距离不相同。这说明猜想1是 （选填“正确”或“错误”）的； （3）小明接下来想探究猜想2，仍采用图乙的装置，用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，由静止释放后比较小球水平飞行的距离与质量的关系；你认为小明的方案存在的问题是 ，请你为小明设计一个正确的方案： ； 序 号 质量 m/g 速度 v/cm·s-1 离地高 度H/cm 水平飞行 距离s/cm 1 10 5 5 5 2 10 5 20 10 3 10 5 45 15 4 10 5 80 20 （4）小华按正确的方法探究了猜想3，并记录数据，根据表中数据，可以得出结论：当小球质量和离开桌面的速度一定时，小球离地面的高度H为 cm时，小球水平飞行的距离s为30cm。 四、综合题（共2小题，计16分） 22．（8分）小明用酒精灯给质量为0.2kg的水加热，他绘制出水的温度随加热时间变化的图像如图所示。已知酒精的热值q酒=3.0×107J/kg，加热时酒精灯平均每1min消耗2.8×10-3kg 的酒精。随后小明用该酒精灯以完全相同的加热方式给质量为 0.4kg 的沙子加热，测得沙子在1min内温度升高了35℃。已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg·℃），求： （1）加热2min 水吸收的热量 Q； （2）该酒精灯对水的加热效率η； （3）沙子的比热容c沙。 23．（8分）目前，汽车的“节能减排”和战斗机的研制已引起全球的关注，如何减少能耗，提高汽车发动机的效率和战斗机的效率越来越受到各个国家的重视。 我国自主研制的新一代战斗机，它最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20000m，该飞机发动机的热效率和推进效率都较高，所谓热效率是指发动机获得的机械能W机械与燃料完全燃烧产生的内能Q放之比，而推进效率是指发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功W推力）与其获得的机械能之比，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg。若该飞机的推力做功为3.375×1010J消耗了燃油2.5t。求： （1）消耗燃油2.5t放出多少热量？ （2）如该发动机此时的热效率为50%，则此过程中发动机的推进效率为多大？ （3）汽车发动机的效率也是汽车的经济性能指标之一。厂家提供的某汽车出厂的部分参数如下： ①测试数据：汽车在平直公路上以v的速度匀速行驶时，100km耗油量为m，发动机输出功率为P； ②使用燃料：93#汽油热值为q。 请用以上参数推算出在测试条件下，该汽车发动机的效率（以上各量均为国际单位）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$