第12章 机械能和内能（提优训练）-2024-2025学年九年级物理期末复习专题训练（苏科版）

专题2 机械能和内能 思维导图 知识汇编 1．功和能的关系 (1)一个物体具有能量，可以用来做功，反过来，一个物体能够做功，它就具有________。可用做功的多少来衡量物体具有能量的大小。 (2)功是能量转化的量度，做功过程一定伴随能量转化，做了多少功，就有多少能量发生了转化。 (3)具有能的物体只表示物体可以做功，但不一定“正在做功”或“已经做功”。 2．能：一个物体能够做功，就说这个物体具有________，它是表示物体________大小的物理量，其单位与功的单位相同，也是________。 3．动能：物体由于________而具有的能叫动能，其大小与________和________有关，一切运动的物体都具有________能。 4．重力势能：物体由于被________而具有的能叫重力势能，其大小与________和被举的________有关。 5．弹性势能：物体发生________而具有的能叫弹性势能，同一物体发生弹性形变越大，具有的弹性势能________。 6．机械能：________能和________能统称为机械能。 7．机械能的转化：动能和势能在一定条件下可以相互转化，若只有动能和势能之间的转化(不计各种阻力)，机械能的总量________，或者说机械能是守恒的。如考虑阻力的影响，机械能的总量________。总机械能守恒(不计能量损失，物体质量不变） 知识点二、分子热运动 1、扩散现象： 定义：不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象。 扩散现象说明：①一切物质的分子都在不停地做无规则的运动；②分子之间有间隙。 固体、液体、气体都可以发生扩散现象，只是扩散的快慢不同，气体间扩散速度最快，固体间扩散速度最慢。 汽化、升华等物态变化过程也属于扩散现象。 扩散速度与温度有关，温度越高，分子无规则运动越剧烈，扩散越快。 由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫做分子的热运动。 2、分子间的作用力： 分子间相互作用的________和________是同时存在的。 1 当分子间距离等于r0（r0=10-10m）时，分子间引力和斥力相等，合力为0，对外不显力； 2 当分子间距离减小，小于r0时，分子间引力和斥力都增大，但斥力增大得更快，斥力大于引力，分子间作用力表现为斥力； 3 当分子间距离增大，大于r0时，分子间引力和斥力都减小，但斥力减小得更快，引力大于斥力，分子间作用力表现为引力； 4 当分子间距离继续增大，分子间作用力继续减小，当分子间距离大于10 r0时，分子间作用力就变得十分微弱，可以忽略了。 知识点三、内能 1、内能： 定义：物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。 任何物体在任何情况下都有内能。 内能的单位为焦耳（J）。 内能具有不可测量性。 2、影响物体内能大小的因素： ①温度：在物体的质量、材料、状态相同时，物体的温度升高，内能增大，温度降低，内能减小；反之，物体的内能增大，温度却不一定升高（例如晶体在熔化的过程中要不断吸热，内能增大，而温度却保持不变），内能减小，温度也不一定降低（例如晶体在凝固的过程中要不断放热，内能减小，而温度却保持不变）。 ②质量：在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。 ③材料：在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能可能不同。 ④存在状态：在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能也可能不同。 3、改变物体内能的方法：做功和热传递。 ①做功： 做功可以改变内能：对物体做功物体内能会增加（将机械能转化为内能）。 物体对外做功物体内能会减少（将内能转化为机械能）。 做功改变内能的实质：内能和其他形式的能（主要是机械能）的相互转化的过程。 如果仅通过做功改变内能，可以用做功多少度量内能的改变大小。 ②热传递： 定义：热传递是热量从高温物体传到低温物体或从同一物体的高温部分传到低温部分的过程。 热量：在热传递过程中，传递内能的多少叫做热量。热量的单位是焦耳。（热量是变化量，只能说“吸收热量”或“放出热量”，不能说“含”、“有”热量。“传递温度”的说法也是错的。） 热传递过程中，高温物体放出热量，温度降低，内能减少；低温物体吸收热量，温度升高，内能增加； 注意： 1 在热传递过程中，是内能在物体间的转移，能的形式并未发生改变； 2 在热传递过程中，若不计能量损失，则高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量； 3 因为在热传递过程中传递的是能量而不是温度，所以在热传递过程中，高温物体降低的温度不一定等于低温物体升高的温度； 4 热传递的条件：存在温度差。如果没有温度差，就不会发生热传递。 做功和热传递改变物体内能上是等效的。 知识点四、比热容 1、比热容： 定义：单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃时吸收（或放出）的热量。 比热容用符号c表示，它的单位是焦每千克摄氏度，符号是J/(kg·℃) 比热容是表示物体吸热或放热能力的物理量。 物理意义：水的比热容c水＝________，物理意义为：1kg的水温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量为4.2×103J。 比热容是物质的一种特性，比热容的大小与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。 水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为水的比热容大。 比较比热容的方法： ①质量相同，升高温度相同，比较吸收热量多少（加热时间）：吸收热量多，比热容大。 ②质量相同，吸收热量（加热时间）相同，比较升高温度：温度升高慢，比热容大。 2、热量的计算公式： ①温度升高时用：________c＝ m＝ t＝+ t0 t0＝t- ②温度降低时用：________ c＝ m＝ t0＝+ t t＝t0- ③只给出温度变化量时用：________ c＝ m＝ △t＝ Q——热量——焦耳（J）；c——比热容——焦耳每千克摄氏度（J/(kg·℃)）；m——质量——千克（kg）；t——末温——摄氏度（℃）；t0——初温——摄氏度（℃） 审题时注意“升高（降低）到10℃”还是“升高（降低）（了）10℃”，前者的“10℃”是末温（t），后面的“10℃”是温度的变化量（△t）。 由公式Q＝cm△t可知：物体吸收或放出热量的多少是由物体的比热容、质量和温度变化量这三个因素决定的。 知识点五、内能的利用 内能的利用方式 利用内能来加热：实质是________。 利用内能来________：实质是内能转化为机械能。 知识点六、热机 1、 热机： 定义：热机是利用内能来做功，把内能转化为机械能的机器。 热机的种类：蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机等 2、 内燃机： 内燃机活塞在汽缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 四冲程内燃机包括四个冲程：________。 在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。 在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功，而其它三个冲程（吸气冲程、压缩冲程和排气冲程）是依靠飞轮的惯性来完成的。 压缩冲程将机械能转化为内能。 做功冲程是由内能转化为机械能。 ①汽油机工作过程： 3、汽油机和柴油机的比较： ①汽油机的气缸顶部是________； 柴油机的气缸顶部是________。 ②汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气组成的燃料混合物； 柴油机吸气冲程吸入气缸的是空气。 ③汽油机做功冲程的点火方式是点燃式； 柴油机做功冲程的点火方式是压燃式。 ④柴油机比汽油及效率高，比较经济，但笨重。 ⑤汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅助启动。 4、热值 燃料燃烧，使燃料的化学能转化为内能。 定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。用符号q表示。 单位：固体燃料的热值的单位是焦耳每千克（J/kg）、气体燃料的热值的单位是焦耳每立方米（J/m3）。 热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧等无关。 公式：、 ①________ m= q= Q——放出的热量——焦耳（J）；q——热值——焦耳每千克（J/kg）；m——燃料质量——千克（kg）。 ②Q＝qV V= q= Q——放出的热量——焦耳（J）；q——热值——焦耳每立方米（J/m3）；V——燃料体积——立方米（m3）。 物理意义：酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。 煤气的热值是3.9×107J/m3，它表示：1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。 知识点七、热机效率 影响燃料有效利用的因素：一是燃料很难完全燃烧，二是燃料燃烧放出的热量散失很多，只有一小部分被有效利用。 有效利用燃料的一些方法：把煤磨成粉末状、用空气吹进炉膛（提高燃烧的完全程度）；以较强的气流，将煤粉在炉膛里吹起来燃烧（减少烟气带走的热量）。 热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。 热机的效率是热机性能的一个重要标志，与热机的功率无关。 公式：________ Q总= Q有用= Q总η 由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1。 热机能量损失的主要途径：废气内内、散热损失、机器损失。 提高热机效率的途径：① 使燃料充分燃烧，尽量减小各种热量损失；② 机件间保持良好的润滑，减小摩擦。③在热机的各种能量损失中，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。 常见热机的效率：蒸汽机6%～15%、汽油机20%～30%、柴油机30%～45% 内燃机的效率比蒸汽机高，柴油机的效率比汽油机高。 提优练习 一、单选题 1．（24-25九年级上·江苏苏州·期中）如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放。小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧。上升到最大高度后又下落，如此反复……不计空气阻力。通过安装在弹簧下端的压力传感器，可测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图所示，则（　　） A．时刻小球动能最大 B．这段时间内，小球的机械能减小 C．这段时间内，小球的机械能不变 D．这段时间内，小球的动能减少量等于弹簧弹性势能增加量 2．（24-25九年级上·江苏无锡·期中）如图甲是冬奥会中运动员翻跃大跳台的情景。运动员不借助滑雪杖，只踩着雪板从高处滑行而下，通过起跳台起跳，完成各种空翻、转体等技术动作后落地。图乙中的虚线是比赛过程中运动员的轨迹，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．从a点到d点的过程中，机械能守恒 B．从b点到c点的过程中，运动员的动能减少量大于重力势能的增加量 C．在c点时，运动员的动能为零 D．从c点到d点的过程中，运动员的机械能变小 3．（24-25九年级上·江苏南京·期中）如图所示，水平面上一轻质弹簧固定在竖直墙壁上，一小球将其由自然伸长时的A点压缩至B点。随后释放小球，其离开弹簧并最终静止于C点（图中未画出），下列说法正确的是（      ） A．由A到B的过程中，弹簧的弹性势能在减小 B．由B到A的过程中，弹簧的弹性势能在增大 C．由B到C的过程中，小球的动能一直在减小 D．由B到C的过程中，小球的动能先增大后减小 4．（24-25九年级上·江苏无锡·期中）如图甲所示，压力传感器能够测量出其表面受到的压力大小，与电脑连接后，放置在水平地面上，将一排球从正上方某一高度处由静止释放，落到传感器上后再竖直弹起上升，反复多次后静止在传感器上。传感器测得的弹力F的大小随时间t变化情况如图乙所示。A、B、C三点对应的时刻是t1、t2、t3，下列说法中正确的是（　　） A．t2时刻排球的重力势能最小 B．t2～t3时间内，排球的重力势能转化为动能 C．排球t1时刻的动能等于t3时刻的动能 D．整个过程中，排球的机械能守恒 5．（24-25九年级上·江苏扬州·阶段练习）一货物在吊车钢索的拉力作用下，竖直向上运动，（不考虑空气阻力和钢索的重力），货物运动的路程一时间（s—t）图像如图所示，根据图像，下列判断正确的是（　　） A．4s时钢索的拉力大小大于8s时钢索的拉力大小 B．货物竖直向上运动时，4s时的动能小于10s时的动能 C．0~6s内钢索拉力做的功小于6~12s内钢索拉力做的功 D．0~6s内钢索拉力的功率大于6~12s内钢索拉力的功率 6．（24-25九年级上·江苏南京·阶段练习）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点自由释放，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B、C的高度分别为H、h（忽略空气阻力）。则A点高度为（　　） A．H+h B．2H﹣h C．2h+H D．3h﹣H 7．（24-25九年级上·江苏无锡·阶段练习）如图所示，小球在A点由静止开始释放，向右侧摆动。B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆到右侧最高点，且A、C两点到B点的竖直距离hA＞hC。在小球从B点摆动到C点的过程中，下列说法正确的是（　　） A．小球的机械能总量逐渐变小 B．小球运动状态保持不变 C．小球的动能全部转化为重力势能 D．绳的拉力对小球做了功 8．（24-25九年级上·安徽合肥·阶段练习）在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，重物的质量关系为，木桩相同，木桩和重物位置如图甲所示，重物静止释放后，木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示。下列说法错误的是（　　） A．若B、C将木桩打入沙中的深度相同，则 B．比较A、C可知，重力势能与重物被举高度的关系 C．木桩打入沙中的深度可以反映重物重力势能的大小 D．本实验用到的实验方法有控制变量法和转换法 9．（24-25九年级上·江苏苏州·阶段练习）如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态。现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L（未超过弹性限度），则在圆环下滑到最大距离的过程中（　　） A．下滑到最大距离时，圆环速度最大 B．圆环的动能和弹簧的弹性势能之和一直增大 C．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先增大后减小 D．圆环的动能与重力势能相互转化，圆环的机械能守恒 10．（24-25九年级上·江苏盐城·阶段练习）如图，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．第一次反弹上升到N点时动能不为零 B．第二次反弹上升过程中只有动能转化为重力势能 C．小球在N点的重力势能不可能等于在M点的重力势能 D．点P的高度一定比点N低 11．（2024·广东汕头·二模）如图甲为冬奥会滑雪大跳台比赛中选手的部分运动轨迹，其中a点为下滑过程中的一点，b点是下滑轨道的最低点，c为刚要离开跳台的点，d为腾空后的最高点，e为着陆点，若不计空气阻力，则选手的机械能随位置变化的示意图正确的是（　　） A． B． C． D． 12．（24-25九年级上·河北沧州·期中）如图所示为两个彼此直接接触的实心铁块，初始时小铁块的温度为70℃，大铁块的温度为30℃，一段时间后，温度都为40℃。若不计热量损失，对于该过程下列判断正确的是（   ） A．小铁块的分子运动变剧烈 B．热量从大铁块传递给小铁块 C．小铁块的内能减少 D．温度都为40℃时，两铁块内能相同 13．（24-25八年级上·重庆江津·期中）在快递运输水果、海鲜等易变质产品时，在没有冷源的情况下，为起保鲜作用，经常使用水制成冷藏保鲜冰袋，如图所示。使用冰袋对产品起保鲜作用的过程中，下列分析正确的是（    ） A．冰袋中的冰熔化时放出热量 B．冰袋中的物质熔化时，温度不变 C．此过程中发生热传递的原因是保鲜产品含有的热量比冰袋多 D．冰袋表面的小水珠是空气中的水蒸气吸热汽化形成的 14．（24-25九年级上·山东临沂·阶段练习）《舌尖上的中国》聚焦普通人家的家常菜，让海内外观众领略了中华饮食之美。下列对一盘莴笋炒腊肉烹制过程中所含的物理知识认识正确的是（　　） A．冬天腌制腊肉需要较长的时间：说明分子在低温下没有做无规则的运动 B．上桌时散发出浓浓的香味：由于温度越高，分子热运动越剧烈 C．放入锅中爆炒：主要通过做功的方式使莴笋和腊肉的内能增加 D．炒锅一般用铁制造：主要是利用了铁的比热容较大这一特性 15．（24-25九年级上·重庆·期中）如图所示是古代省油灯的示意图，它下层盛水，能减慢上层油的消耗，现在点灯后水的温度升高，已知省油灯里油的沸点高于水的沸点，则下列说法正确的是（    ） A．随着水的温度升高，水含有的热量变多 B．开始点灯，水温度升高之后才会发生蒸发 C．如果省油灯里的水到达沸点，水可以沸腾 D．点灯后水的温度升高，水的内能一定减小 16．（24-25八年级上·安徽合肥·期中）已知A、B两金属块比热容之比为，把他们都加热到100℃，然后分别投入到装有质量相同、初温都为30℃的C、D两杯水中，测量结果：金属块A使C杯的水温升高了20℃，金属块B使D杯的水温升高了30℃。整个过程中不考虑热量损失。则与的比值为（　　） A．15∶16 B．1∶1 C．16∶15 D．4∶3 17．（24-25九年级上·北京·期中）下表是一些物质的比热容，下列说法中正确的是（   ） 常温常压下几种物质的比热容 水 4.2 煤油 2.1 干泥土 0.84 铝 0.88 冰 2.1 水银 0.14 铜 0.39 砂石 0.92 A．不同种类的物质，比热容一定不同 B．比热容与物质的状态无关 C．铜块和铝块吸收相同的热量，铜块的末温更高 D．内陆地区通常比沿海地区昼夜温差大，原因之一是砂石的比热容比水的比热容小 18．（24-25九年级上·河南焦作·期中）用两个相同的加热器同时给质量和初温均相同的物质 A 和水加热，A的温度随时间变化的关系图像如图所示。若A 物质的比热容是水的一半，不计热损失，则下图中能反映水加热20min温度随时间变化的关系图像的是（　　） A． B． C． D． 19．（24-25九年级上·湖北武汉·阶段练习）某固态物体的质量为m，其物质的比热容为c，用稳定的热源对它加热（物体在相同时间内吸收的热量相等），到时刻停止加热，然后让其冷却。上述过程中记录不同时刻的温度，最后绘制出温度随时间变化的图像（如图）。下列说法错误的是（　　） A．在时间段，该物体吸收的热量为 B．在时间段，该物质的比热容不变 C．在时间段，该物体放出的热量为 D．该物质在时间段的比热容等于在时间段的比热容 20．（24-25九年级上·河北沧州·期中）图2是小明“探究燃料燃烧的放热能力”的两组实验装置，关于该实验，下列说法正确的是（   ） A．通过加热时间反映烧杯内水吸收的热量 B．需控制两烧杯内水升高的温度相同 C．需控制酒精和碎纸的质量相同，两烧杯内水的质量相同 D．酒精和碎纸燃烧放出的热量全部被水吸收 21．（24-25八年级上·安徽合肥·期中）如图所示是四冲程内燃机的其中一个冲程示意图，下列说法正确的是（　　） A．表示吸气冲程，该台内燃机若是汽油机则此冲程吸入的只有空气 B．表示排气冲程，该台内燃机在此冲程要靠飞轮的惯性来带动运动 C．表示吸气冲程，该台内燃机在其做功冲程内会将内能转化为机械能 D．表示排气冲程，该台内燃机在加上润滑油后可以提高其工作的效率 22．（24-25九年级上·北京·期中）如图所示的“反向蹦极”运动，弹性轻绳的上端固定在O点，绳子自然下垂的位置在BC之间的某点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经B点时人受到的重力和弹力相等，最高能到达C点。不计绳重与空气阻力，下列说法正确的是（   ） A．由A到B，绳子弹性势能的减小量等于人动能的增加量 B．由A到C，经过B点时人的动能最大 C．由B到C，人的动能转化为重力势能，人的机械能保持不变 D．由B到C，人的机械能一直在增加 23．（24-25九年级上·北京·期中）图所示的是我国古代发明的取火器模型图，把推杆迅速推入牛角套筒的套筒内空气被压缩，推杆前端的艾绒燃烧起来，关于这个过程，下列说法正确的是（　　） A．艾绒燃烧时，内能转化成化学能 B．由于艾绒未完全燃烧，因此热值会变小 C．与热机工作过程中的压缩冲程原理相似 D．主要利用了热传递来改变套筒内空气的内能 24．（24-25九年级上·江苏无锡·期中）如图所示，是航母弹射装置示意图。当气缸内的蒸汽体积膨胀时推动活塞，连带牵引索通过两个固定滑轮带动舰载机在2s内达到起飞速度。关于该装置，下列说法中正确的是（　　） A．两滑轮的作用是省力 B．舰载机起飞过程中，动能增大，重力势能减小 C．气缸内蒸汽体积膨胀过程中，内能减少 D．气缸内能量的转化与汽油机的压缩冲程相同 二、填空题 25．（24-25九年级上·江苏苏州·期中）把常用的按钮式圆珠笔笔尖朝上用力按下后放手，它会弹起，拆开后发现，它能弹起的原因是内部装有一根弹簧，如图所示。从松手到笔离开桌面的过程中，笔的动能 （增大/减小/先增大后减小）；从离开桌面到最高点的过程中，笔的动能 （增大/减小/先增大后减小）。 26．（24-25九年级上·安徽马鞍山·期中）小明同学想利用如图所示升降台让小球越弹越高。他将球从M点以某一速度竖直向下抛出，球经静止在位置a的台面反弹后，可以到达的最高点为N（图中未标出），球在上升过程中动能不断减小，N点 （填“可能”或“不可能”）比M点高。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，可到达的最高点为P点，P点 （填“可能”或“不可能”）比N点高。 27．（24-25九年级上·陕西西安·期中）净美西安，你我共建。如图所示，这是园林工人使用的修枝剪刀，为便于剪断树枝，人手握住图中修枝剪刀两个把手的 （选填“A、B”或“C、D”）位置效果更佳，这样握的目的是 （选填“增大”或“减小”）动力臂；剪枝时弹簧被压缩，剪断树枝后，工人松开手，修枝剪刀会在弹簧的作用下自动张开，在修枝剪刀自动张开的过程中，弹簧的弹性势能转化为修枝剪刀把手的 能。 28．（2019·江苏苏州·一模）如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图所示，不计空气阻力。    (1)在整个运动过程中，小球的机械能 （守恒/不守恒） (2)小球动能最小的时刻是 状态（平衡/非平衡） (3)在这段时间内，小球的动能 （先增大后减小/先减小后增大/一直增大/一直减小） 29．（24-25九年级上·重庆·阶段练习）物体由于运动而具有的能量叫做动能，若已知物体的质量为m，物体的运动速度为v，则物体的动能大小可表示为，如图所示，现有一物块质量以在平合上做匀速直线运动，则物体的动能大小为 J。现有一质量的小车停在水平面，车顶与左侧平台等高，小物块滑上小车顶后最终静止，小车始终保持静止，假如此过程中机械能全部转化为内能，且全部被小物块吸收，则小物块的温度能上升 ℃。［小物块的比热容为］ 30．（24-25九年级上·江苏苏州·阶段练习）甲、乙、丙是三个完全相同的网球，如图所示，在同一高度同时以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、乙球竖直向上抛出，丙球水平抛出，不计空气阻力，抛出时三球机械能 （相等/不相等）；在落地前的运边过程中，甲球的动能 （增大/不变/减小），落地时三球的速度大小关系为 。（用v甲、v乙、v丙来表示） 31．（24-25九年级上·广东广州·开学考试）如图所示，把甲、乙两个质量不同的小球分别从M点竖直向下以相同速度拋出，忽略空气阻力。甲球从P点运动到Q点过程，球的 能转化为 能。（以上两空均选填“重力势”或“动”）。在落地前的一瞬间，甲球的动能 乙球的动能（选填“﹥”、“﹤”“=”）。甲球经地面反弹后到达的最高点为N，N点 比M点高（选填“可能”或“不可能”）。 32．（23-24九年级上·河北保定·期中）如图所示，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b是弹簧原长时小球的位置，c是小球到达最右端的位置。则小球从a运动到c的过程中，在 （选填“a”“b”或“c”）位置速度最大；从b到c的过程中，小球的动能转化为弹簧的 。 33．（23-24九年级上·广东清远·期中）2021年6月17日，我国成功发射了“神舟十二号”载人航天飞船。火箭升空时，为了防止火箭温度过高，在火箭表面涂上一种易熔化、汽化的特殊的涂料。涂料熔化、汽化吸热使火箭内能 （选填“增大”或“减小”），这个过程是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变火箭的内能。上述改变物体内能的方式与发烧时用冷毛巾给头部降温改变物体内能的方式 （选填“相同”或“不相同）。 34．（24-25九年级上·山西大同·阶段练习）“科学强国”主题班会中，老师让同学们发挥想象力，描述一下中国空间站中航天员的生活细节。小明描述到：“由于空间站中没有重力，气味无法扩散，所以航天员们吃饭时闻不到食物的香味。”你认为他的说法是否正确？ （选填“正确”或“错误”）。你判断的依据是 。 35．（24-25九年级上·江苏南京·阶段练习）寒冷的冬天，小冬用暖水袋取暖，说明 可以改变物体的内能。小冬将屋外一块-5℃的冰带回家中放进碗里，家里温度恒为20℃，一段时间后冰变成了2℃的水，不考虑升华与汽化等因素，其内能随时间的变化图像大致为 （选填正确图像对应的序号）。熔化过程中，0℃的水 （选填“有”或“没有”）内能。 36．（24-25九年级上·河南安阳·阶段练习）质量相同的金属块甲、乙，已知它们的比热容之比为3∶1， （填甲或乙）物质吸热能力弱，当它们吸收相等的热量时，甲、乙升高的温度之比为 。 37．（24-25九年级上·江苏泰州·期中）跑步是一项很好的健身方式。小明体重为50kg，他佩戴华为运动手环以某一速度匀速跑，计步器显示跑了5000步，所用时间为40min，跑步过程中克服重力做功时消耗的能量为30千卡，查阅资料了解到，卡路里也是能量的单位，简称卡，1g水温度升高1℃吸收的热量为1卡（1千卡=103卡）。若不计能量损耗，小明这段时间内克服重力做的功为 J，跑步功率的平均值为 W，每跑一步身体重心上升的高度约为 cm。（最后一空结果保留整数位）[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），g取10N/kg] 38．（24-25九年级上·甘肃陇南·阶段练习）2024年康县青龙山半程马拉松赛在康县长坝镇鸣枪起跑，来自省内外各地的近3000名跑者齐聚最美赛道，奔赴一场燃烧卡路里的健康之旅。“卡路里”简称“卡”，是热量的另一个单位。1卡等于在标准大气压下，1g水温度升高1℃吸收的热量，已知水的比热容为，则1卡等于 J；若一名参赛选手参加完这次比赛，身体消耗的能量约为，相当于 卡。 39．（24-25九年级上·江苏苏州·阶段练习）家用小型风力发电机独特的尾翼结构，能使其旋瑟自动迎风，如图甲所示。海边，仅在海陆风因素的影响下，图乙的情形通常发生在 ，图丙所示的情形通常发生在 （选填“白天”或“夜晚”）。 40．（24-25九年级上·广东广州·阶段练习）如图，汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，正常工作的四个冲程的顺序是 （对甲、乙、丙、丁重新排序）， （选填甲、乙、丙、丁）冲程中内燃机给汽车提供动力，此冲程中能量的转化是 。飞轮的转速为3600r/min，则每秒钟汽油机对外做功 次，活塞往复运动 次。如果这辆汽车每年耗油1.8t，汽车内燃机的效率平均取值29%，如果能把内燃机效率提高1%，则这辆车每年可以节约 燃油。 41．（24-25九年级上·江苏苏州·期中）汽油发动机工作时，汽油必须和吸进的空气成适当比例，才能形成可以有效燃烧的混合气，这就是空燃比（可燃混合气中空气质量与燃油质量之比），某总排量为2.0L发动机的空燃比为22∶1，混合燃气的密度为，则发动机做一次功，燃料燃烧产生的热量为 J，该四冲程发动机曲轴每分钟转速为3000转时，此时汽车输出的机械功率为50kW，此时该发动机的效率是 %。（结果保留一位小数，已知汽油的热值为） 三、实验题 42．（24-25九年级上·江西南昌·期中）（一）如图甲所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图。 （1）木块被推动的越远，小车对木块的推力 越多，说明小车动能越大； （2）将同一小车从斜面的不同高度由静止释放，这是为了探究动能大小与 的关系； （3）在研究动能与质量的关系时，小军认为可以在水平桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，如图乙所示。该方案 （选填“正确”或“错误”）； （二）利用图甲装置，去掉木块，添加毛巾、棉布，还可以探究“阻力对物体运动的影响”，如图丙所示。实验操作如下： a．将毛巾铺在斜面和水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下； b．取下毛巾，将棉布铺在木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下； c．取下棉布，让小车从斜面顶端由静止滑下； （4）以上操作中有错误的一次是 （选填“a”“b”或“c”）； （5）改正错误后，三次实验中，均保持小车从同一斜面同一位置由静止下滑，目的是保证小车到达水平面时 相同； （6）如图丁是小车在三种不同表面水平运动时的v—t图像，其中属于在木板上的运动图线是 （选填“a”“b”或“c”）；小车在毛巾表面和棉布表面运动全过程克服摩擦力分别为和，则 （选填“>”“<”或“=”）。 43．（24-25九年级上·江苏无锡·期中）为了探究物体的动能大小跟哪些因素有关，同学们设计了如下实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止，其中，不考虑空气阻力。 (1)实验中是通过观察 来判断钢球的动能大小的；用来研究超速安全隐患时，我们应选择 两图所示实验来进行比较； (2)实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离，则开始时钢球的重力势能 （选填“>”、“<”或“=”）木块克服摩擦力所做的功； (3)若完成了图乙操作后，在做图丙所示的实验时，木块滑出了水平木板，如果仅对图丙所示的实验进行改进，下列措施中可行的是______（填写序号）； A．换质量更大的木块 B．降低钢球开始的高度 C．换质量大于的钢球 D．换质量小于的钢球 (4)小斌还利用图丁来研究动能和势能相互转化，图中两个相同的光滑弧形槽，一个为凸形，一个为凹形，A、B两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v，运动到槽的末端速度也都为v，A小球通过凸形槽的时间为t，B小球通过凹形槽的时间为，则通过时间较长的是小球 （选填“A”或“B”）。 44．（24-25九年级上·甘肃陇南·期中）小明发现用打气筒给篮球打气时，外壁有些发热，这是什么原因导致的呢？实验小组联系所学 物理知识，提出了以下两个猜想： 猜想1：可能是活塞与筒壁摩擦； 猜想2：可能是活塞不断压缩气体做功； 他们选用打气筒、测温枪、计时器、气压不足的篮球等设计了实验进行探究，实验时分别在打气筒的上部和下部标注两个测温点，如图所示： (1)打气筒内壁热量是通过 的方式传递到外壁； (2)活塞在打气筒内向下运动时，活塞对筒内空气 （选填“做”或“不做”）功，这一过程相当于四冲程内燃机的 冲程； (3)实验方案：用打气筒向气压不足的篮球内打气，10s内活塞在筒内往复运动20次，立即测出此时两个测温点的温度。待气筒外壁温度降至室温（25℃）后，放出篮球中的部分气体，使其内部气压与打气前相同，重复上述操作，实验数据记录如表： 实验次序 时间/s 活塞往复次数 上部温度/℃ 下部温度/℃ 1 10 20 30.7 36.6 2 10 20 30.2 36.2 3 10 20 30.5 36.3 ①根据上、下部存在温度差，可知猜想 是正确的； ②进一步验证①中的猜想：他们将打气筒与篮球 （选填“连接”或“不连接”），让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数，测出打气筒外壁的温度；当观察到 的现象，就说明①中结论是正确的。 45．（24-25九年级上·广东佛山·阶段练习）晓松同学在老师的指导下利用气压式喷雾器和数字式温度计验证“做功与物体内能变化关系”（如图）喷雾器中装一定量的水。 (1)先安装好器材，关闭喷雾器的阀门，用数字温度计测出喷雾器内空气的温度，如图（a），手压活塞快速打气，如图（b），实验现象： ，这个实验说明：外界对物体做功，物体的内能 。（选填“增大”或“减少”） (2)然后，打开喷嘴处的阀门，迅速放出喷雾器内的气体，如图（c）实验现象数字式温度计示数变小，这个实验说明： ，物体内能减少；（c）瓶与（b）瓶比较，水的 （选填“分子动能”或“分子势能”）变 （选填“大”或“小”）。 (3)（a）、（b）、（c）三瓶中的水内能最大的是 瓶。 46．（24-25九年级上·福建福州·阶段练习）小明了解到有种说法“在室内穿两件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”。他采用如图的装置进行实验：在甲、乙两个相同的瓶子中装入等体积的热水，用两层灰色薄棉布包裹着甲瓶（内层紧贴，外层相对宽松），用一层灰色厚棉布紧贴包裹着乙瓶，用数显温度计测量瓶中热水的温度，测得有关数据如下表所示（已知此时室温为25.0℃）。 时间/min 0 20 40 60 80 甲瓶水温/℃ 61.0 56.6 53.4 50.8 48.5 乙瓶水温/℃ 61.0 55.6 52.3 49.4 46.8 (1)这个过程中，甲、乙两瓶热水都会 （选填“吸热”或“放热”），两瓶水的温度下降至 ℃不再变化， 瓶水所需时间更长； (2)如果把瓶中的热水换成冰块， 瓶中的冰块熔化较慢； (3)分析实验结果，可猜想“在室内穿两件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”的原因可能是两件薄衣服中间有 ； (4)由实验数据可知水温下降的特点是：温度越高时，水温下降得越 （选填“快”或“慢”）。 47．（24-25九年级上·广东广州·阶段练习）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“自下而上”或“自上而下”）的顺序组装实验器材，实验中取 （选填“质量”或“体积”）相同的水和食用油，用升高的温度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 （选填“铜”或“铝”）的比热容大，写出分析过程： 48．（24-25九年级上·山西大同·阶段练习）某实验小组利用如图所示的实验装置粗略测量蜡烛的热值q，图中A为穿有小木棍的容器（内装有水），B为下部开了许多通气孔的罩子。 (1)要完成本实验，除了图中的实验器材，还需要的测量工具是 和 。 (2)某次实验测得的数据如下表，则粗略测得这支蜡烛的热值 。 物理量 容器中水的质量 容器中水的初温 容器中水的末温 燃烧前蜡烛的质量 燃烧后蜡烛的质量 测量值 150 25 40 20.6 20 (3)本实验测出的热值比真实值 （选填“偏大”“偏小”或“不变”），造成这一偏差的原因是 。（写出一个） 49．（24-25九年级上·北京朝阳·期中）生活中，同学们将铁丝的同一位置快速地多次弯折后，用手指触摸被弯折的部位感觉很热，同学们猜想做功能改变物体的内能，接着用如图所示器材，“探究做功是否能改变物体的内能以及内能如何改变”。 (1)如图乙所示，先在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉，然后迅速压下活塞，观察到硝化棉的燃烧了起米，这是通过 的方式使筒内空气的内能增大，硝化棉是通过 的方式使温度达到着火点。说明对物体做功可以使物体的内能增加。 (2)小明利用注射器、数字温度传感器等器材进行了如图所示探究。 如图所示，在注射器前端筒壁上钻一个小孔，将温度传感器的探头插入注射器内，用密封胶将小孔密封，读出此时温度传感器的示数；用橡皮帽将注射器的注射口堵住，用力向左推动活塞，传感器的示数逐渐增大，说明活塞压缩筒内气体做功，使气体内能 ；快速取下橡皮帽，注射口喷出“白气”，温度传感器示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 50．（23-24九年级上·辽宁葫芦岛·阶段练习）学习了燃料的热值后，明明同学自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1min记录了杯中水的温度。 加热时间t/min 0 1 2 3 4 5 6 甲杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38 乙杯水温/℃ 25 26 27 28 29 30 31 (1)为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有：加热时间和水的初温、水的 ； (2)通过表中记录的数据，你认为加热相同时间甲装置吸收热量 （选填“大于”“等于”或“小于”）乙装置吸收的热量；理由是 ； (3)明明同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及酒精灯中燃料的质量，并由记录的数据，计算出了水吸收的热量。他想通过这些数据计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗？ 。理由是 。 四、计算题 51．（24-25九年级上·江苏无锡·期中）如图所示的远程无人驾驶清扫车以的速度在一段平直的公路上匀速行驶，消耗汽油。已知：清扫车行驶过程中的牵引力为，汽油的热值为。求： (1)汽油完全燃烧放出的热量； (2)在此过程中清扫车发动机的效率是多少？ (3)假设此过程中，汽油完全燃烧，除了做有用功外，其余能量全部用来加热水。在不考虑其他热损失的情况下，可使初温为，质量的水升高到多少℃？（结果保留一位小数） 52．（24-25九年级上·黑龙江黑河·期中）某市部分公交车用天然液化气为燃料，其主要成分就是甲烷，热值为。如果一辆公交车满载乘客时总质量是6t，那么甲烷气体完全燃烧产生的能量可供公交车满载时以的速度匀速行驶100min．匀速行驶中公交车受到的平均阻力为车重的0.05倍，求： (1)这段时间内公交车牵引力做功是多少？ (2)这段时间内公交车发动机的效率是多大？ (3)若的甲烷气体完全燃烧所产生的热量被水完全吸收，可将多少千克在一标准大气压下的水从20℃加热到刚好沸腾？（计算结果保留一位小数） 53．（24-25九年级上·重庆江津·期中）小华家使用的是天然气热水器，该热水器的铭牌标明了它的热效率，表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能，有多大比例转化为水的内能。小华尝试估测该热水器的热效率，以核对铭牌上的数值是否准确。他把家里自动洗衣机“水量”设置为40L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的体积达到40L时，洗衣机便会自动停止注水。已知当时自来水的温度是15℃，热水器输出热水的温度为40℃，注水前天然气表的示数是2365.89立方米，注水后变为2366.05立方米，天然气的热值是。请你估测该热水器的热效率。（水的比热容4.2×103J/（kg.℃），水的密度1×103kg/m3） 54．（24-25九年级上·湖北武汉·阶段练习）如图所示是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机以288km/h的速度匀速直线航行1.5h，消耗航空燃油1.0t，飞机发动机的功率恒为W，航空燃油的热值为5×107J/kg。求： (1)所消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量。 (2)飞机在航行过程中受到的阻力。 (3)该飞机在上述飞行过程中效率多少？ (4)若能把该新型飞机发动机的效率提高1.4%，求该飞机匀速直线航行0.9小时，大概可节约多少千克燃油？ 55．（24-25九年级上·辽宁抚顺·阶段练习）如图甲是小睿的新家安装的燃气热水器，图乙是连接在热水器上的一个水龙头。小容想测量该燃气热水器的加热效率，他把热水器的出水温度设定为 ，调整把手使水龙头出水口流出水的温度为40℃，1min的时间测得从B管流进水龙头的自来水质量为2kg。小睿检查燃气表，发现热水器工作这1min消耗燃气 （已知自来水的温度为20℃，燃气的热值是 求： (1)0.02m3的燃气完全燃烧放出的热量； (2)若不计热量损失，1min从A管流进水龙头的热水质量为多少kg? (3)该燃气热水器的加热效率是多少? 56．（24-25九年级上·四川成都·阶段练习）如图所示四缸发动机工作原理，内燃机通过连杆把四个气缸的活塞连在一根曲轴上，并使各气缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功，其他三个气缸分别在做吸气、压缩和排气工作。四缸发动机的主要技术指标如表所示，其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积是指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积与活塞上下运动的距离。当发动机以最大功率工作时，曲轴转速为，燃油的热值为。求当发动机以最大功率工作时： 排量 1.6L 最大功率 66kW (1)该发动机内做功多少J？ (2)若每分钟消耗汽油，则此发动机的效率为多少？ (3)做功冲程中燃气对活塞的平均压强多少Pa？ 57．（24-25九年级上·山西太原·阶段练习）如图所示，歼-31是我国研制的第五代单座双发隐形战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性等优异性能，该飞机最大起飞质量为28t，最大飞行高度为20000m，最大航行速度可达2100km/h，最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见表： 速度 100 200 300 400 500 阻力 已知飞机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率为45%，飞机使用的航空燃油的热值为：；求： (1)飞机发动机携带燃油完全燃烧放出的热量； (2)若飞机以500m/s的速度匀速巡航，发动机完全燃烧2t燃油时飞机的飞行距离。 五、科普阅读题 58．（24-25九年级上·江苏无锡·期中）如图甲为柴油打桩机结构图，打桩锤和锤座可以沿支撑架上下滑动．启动时，用起重机把打桩锤提到一定高度后释放，如图乙所示，打桩锤下方有个半开放的气缸，下落时，锤座中间的活塞与气缸吻合，活塞压缩气缸内气体使其温度急剧升高至柴油的燃点，位于活塞中间的喷油嘴喷出柴油，柴油燃烧爆发出的推力将桩柱下压，同时也将打桩锤再次顶起一定高度，排出废气，吸入新鲜空气，以此往复，把桩柱打入地底。如图丙所示，打桩机喷射燃油的动力来自于一个L型杠杆，其放大图如图丁所示。当打桩锤下落时，表面有个突起的圆柱形结构，会给杠杆上端斜面一个垂直于斜面的力F1，驱动杠杆逆时针转动，A点带动油泵活塞下移，柴油从喷油嘴喷出。 (1)启动时，提高打桩锤是为了让其获得 能。打桩锤下落时，锤座与气缸吻合到柴油点燃前的过程相当于汽油机的 冲程； (2)L型杠杆中AO⊥OB，AO＝10cm，OB＝20cm，当圆柱结构给L型杠杆斜面B点的力F与OB夹角θ＝60°，F1＝500N，则油泵活塞对A点的压力为多大 ？ (3)图中打桩机的打桩锤的质量高达8t，锤座质量m＝26t，启动后，将长12m，质量为8t的桩柱打入地下，本次打桩过程中，大地对桩柱的阻力为3×106N，将桩柱完全打入地下需要消耗柴油3.6kg，已知柴油的热值为4.3×107J/kg。则： ①打桩过程中，至少要给桩柱多大的打击力 ？ ②打桩机气缸工作的效率至少为多少 ？ 59．（24-25九年级上·广东·期中）阅读短文，回答问题： 无人机 无人驾驶飞机简称“无人机”（UAV），是利用无线电遥控设备和自备的程序来控制装置操纵的不载人飞行器。机上无驾驶舱，但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备。地面、舰艇上或母机遥控站人员通过雷达等设备，对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。可在无线电遥控下像普通飞机一样起飞或用助推火箭发射升空，也可由母舰带到空中投放飞行；回收时可用与普通飞机着陆过程一样的方式自动着陆，也可通过遥控用降落伞火拦网回收，可反复使用多次。与载人飞机相比，它具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场能力较强等优点。由于无人驾驶飞机对未来空战有着重要的意义，世界各主要军事国家都在加紧无人驾驶飞机的研制工作。目前，我国在此领域处于领先地位。 如图1所示的无人机质量为3kg，具有4个旋翼，可通过无线电进行操控。无人驾驶飞机在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。（g＝10N/kg） (1)若图1中的无人机在30s内匀速竖直上升120m进行空中拍摄，则此过程中动能 （选填“变大”“变小”或“不变”），无人机克服自身重力做功的功率是 W； (2)若图1中的无人机的电池可提供的最大电能为2.5×105J，且电能的90%用于飞行，飞行时的功率为90W，则该无人机最多能飞行的时间是 s； (3)如图2所示，外卖小哥使用无人机从地面向高楼阳台送餐。已知无人机质量为3kg，外卖质量为0.6kg，无人机先以4m/s的速度径直上升10s，再水平匀速飞行30m到阳台，整个过程历时25s，则无人机水平飞行的速度为 m/s，整个过程中无人机对外卖做功的功率为 W； (4)如图3，在农业领域，一架普通无人机携带农药，一天可完成600亩农田的农药喷洒任务，换作人工，则需要60人满负荷工作一整天，科技带来的优势非常明显。假定无人机每次装20kg农药，喷洒的过程中是在同一高度匀速飞行，则在喷洒农药的过程中，无人机携带农药总的重力势能 ，动能 。（选填“变大”“变小”或“不变”） 60．（24-25九年级上·广东深圳·期中）氢燃料电池如图所示，其工作原理是将氢气送到燃料电池的阳极板（负极），经过催化剂（铂）的作用，氢原子中的一个电子被分离出来，失去电子的氢离子（质子）穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板（正极），而电子是不能通过质子交换膜的，这个电子只能经外部电路，到达燃料电池阴极板，从而在外电路中产生电流。电子到达阴极板后，与氧原子和氢离子重新结合为水。由于供应给阴极板的氧气，可以从空气中获得，因此只要不断地给阳极板供应氢，给阴极板供应空气，并及时把水分带走，就可以不断地提供电能。），可实现零排放零污染；燃料电池的化学转换效率在理论上可达100%，实际效率能达60%~80%，是普通内燃机热效率的2~3倍。 请根据上述材料，回答下列问题： (1)氢燃料电池在使用过程中氢气 （选填“有”或“没有”）发生燃烧现象：氢燃料电池是将氢的 能转化为 能；它提供动力的工作原理与内燃机 （选填“相同”或“不同”）； (2)在转化过程中，其产生的电流方向是 极板到 极板（均选填“阳”或“阴”）。 (3)若用转换效率为70%的氢燃料电池为某车提供能量，车上有50kg的氢燃料，可产生 J电能（氢的能量密度值是）：该车以43.2km/h的速度匀速行驶，此时输出功率为49kw，该车能行驶 km路程。 61．（24-25九年级上·江苏无锡·期中）阅读短文，回答问题。 汽车的刹车系统 目前大多数汽车刹车采用油压制动，其原理是驾驶员踩下刹车踏板，向刹车总泵中的刹车油施加压力，通过管路传递到每个车轮刹车卡钳的活塞上，卡钳夹紧刹车盘从而产生巨大摩擦力令车辆减速。从时速100公里到静止可能只需要几秒而已，可见刹车系统承受着巨大的负荷。 油压制动刹车时消耗的动能最终被释放掉，形成了能源的浪费，为节约能源，现在的混合动力汽车采用再生制动器，它能把汽车刹车制动时消耗的动能转化为电能储存在蓄电池中，同时产生汽车所需的制动力，从而有效减少了汽车的燃油消耗和制动器摩擦片的磨损。储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率。 (1)油压制动刹车在刹车过程中，将动能转化为 ，而再生制动器将动能转化为 能进行储存； (2)汽车在行驶过程中，很多部位会发热，如：①发动机外壳发烫，②轮胎发热；③刹车片发热；④水箱中的水变热，其中属于通过做功改变内能的是______； A．②④ B．①③ C．②③ D．①②③④ (3)测试时，汽车在大小为1000N的牵引力作用下，以25m/s的速度正常行驶100m。此过程中，汽车牵引力的功率为 W。如果汽车在制动时产生恒定的刹车阻力为1.0×104N，该制动过程中汽车行驶的路程与时间的关系如图甲所示，则在0～0.5s内汽车克服刹车阻力所做的功为 J； (4)某次测试中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能Ek，画出Ek随s变化的图像如图乙所示，则图中表示开启再生制动器的图线是 。 (5)若汽车正常行驶时的动能为4×105J，某时刻关闭发动机，并同时开启再生制动器，由图像可知最终有 J的动能转化为内能，由图像可以求出此次测试中的储能效率为 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题2 机械能和内能 思维导图 知识汇编 1．功和能的关系 (1)一个物体具有能量，可以用来做功，反过来，一个物体能够做功，它就具有能量。可用做功的多少来衡量物体具有能量的大小。 (2)功是能量转化的量度，做功过程一定伴随能量转化，做了多少功，就有多少能量发生了转化。 (3)具有能的物体只表示物体可以做功，但不一定“正在做功”或“已经做功”。 2．能：一个物体能够做功，就说这个物体具有能量(能)，它是表示物体做功本领大小的物理量，其单位与功的单位相同，也是焦(J)。 3．动能：物体由于运动而具有的能叫动能，其大小与质量和运动速度有关，一切运动的物体都具有动能。 4．重力势能：物体由于被举高而具有的能叫重力势能，其大小与质量和被举的高度有关。 5．弹性势能：物体发生弹性形变而具有的能叫弹性势能，同一物体发生弹性形变越大，具有的弹性势能越大。 6．机械能：动能和势能统称为机械能。 7．机械能的转化：动能和势能在一定条件下可以相互转化，若只有动能和势能之间的转化(不计各种阻力)，机械能的总量不变，或者说机械能是守恒的。如考虑阻力的影响，机械能的总量减小。总机械能守恒(不计能量损失，物体质量不变） 知识点二、分子热运动 1、扩散现象： 定义：不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象。 扩散现象说明：①一切物质的分子都在不停地做无规则的运动；②分子之间有间隙。 固体、液体、气体都可以发生扩散现象，只是扩散的快慢不同，气体间扩散速度最快，固体间扩散速度最慢。 汽化、升华等物态变化过程也属于扩散现象。 扩散速度与温度有关，温度越高，分子无规则运动越剧烈，扩散越快。 由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫做分子的热运动。 2、分子间的作用力： 分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的。 1 当分子间距离等于r0（r0=10-10m）时，分子间引力和斥力相等，合力为0，对外不显力； 2 当分子间距离减小，小于r0时，分子间引力和斥力都增大，但斥力增大得更快，斥力大于引力，分子间作用力表现为斥力； 3 当分子间距离增大，大于r0时，分子间引力和斥力都减小，但斥力减小得更快，引力大于斥力，分子间作用力表现为引力； 4 当分子间距离继续增大，分子间作用力继续减小，当分子间距离大于10 r0时，分子间作用力就变得十分微弱，可以忽略了。 知识点三、内能 1、内能： 定义：物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。 任何物体在任何情况下都有内能。 内能的单位为焦耳（J）。 内能具有不可测量性。 2、影响物体内能大小的因素： ①温度：在物体的质量、材料、状态相同时，物体的温度升高，内能增大，温度降低，内能减小；反之，物体的内能增大，温度却不一定升高（例如晶体在熔化的过程中要不断吸热，内能增大，而温度却保持不变），内能减小，温度也不一定降低（例如晶体在凝固的过程中要不断放热，内能减小，而温度却保持不变）。 ②质量：在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。 ③材料：在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能可能不同。 ④存在状态：在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能也可能不同。 3、改变物体内能的方法：做功和热传递。 ①做功： 做功可以改变内能：对物体做功物体内能会增加（将机械能转化为内能）。 物体对外做功物体内能会减少（将内能转化为机械能）。 做功改变内能的实质：内能和其他形式的能（主要是机械能）的相互转化的过程。 如果仅通过做功改变内能，可以用做功多少度量内能的改变大小。 ②热传递： 定义：热传递是热量从高温物体传到低温物体或从同一物体的高温部分传到低温部分的过程。 热量：在热传递过程中，传递内能的多少叫做热量。热量的单位是焦耳。（热量是变化量，只能说“吸收热量”或“放出热量”，不能说“含”、“有”热量。“传递温度”的说法也是错的。） 热传递过程中，高温物体放出热量，温度降低，内能减少；低温物体吸收热量，温度升高，内能增加； 注意： 1 在热传递过程中，是内能在物体间的转移，能的形式并未发生改变； 2 在热传递过程中，若不计能量损失，则高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量； 3 因为在热传递过程中传递的是能量而不是温度，所以在热传递过程中，高温物体降低的温度不一定等于低温物体升高的温度； 4 热传递的条件：存在温度差。如果没有温度差，就不会发生热传递。 做功和热传递改变物体内能上是等效的。 知识点四、比热容 1、比热容： 定义：单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃时吸收（或放出）的热量。 比热容用符号c表示，它的单位是焦每千克摄氏度，符号是J/(kg·℃) 比热容是表示物体吸热或放热能力的物理量。 物理意义：水的比热容c水＝4.2×103J/(kg·℃)，物理意义为：1kg的水温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量为4.2×103J。 比热容是物质的一种特性，比热容的大小与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。 水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为水的比热容大。 比较比热容的方法： ①质量相同，升高温度相同，比较吸收热量多少（加热时间）：吸收热量多，比热容大。 ②质量相同，吸收热量（加热时间）相同，比较升高温度：温度升高慢，比热容大。 2、热量的计算公式： ①温度升高时用：Q吸＝cm（t－t0）c＝ m＝ t＝+ t0 t0＝t- ②温度降低时用：Q放＝cm（t0－t） c＝ m＝ t0＝+ t t＝t0- ③只给出温度变化量时用：Q＝cm△t c＝ m＝ △t＝ Q——热量——焦耳（J）；c——比热容——焦耳每千克摄氏度（J/(kg·℃)）；m——质量——千克（kg）；t——末温——摄氏度（℃）；t0——初温——摄氏度（℃） 审题时注意“升高（降低）到10℃”还是“升高（降低）（了）10℃”，前者的“10℃”是末温（t），后面的“10℃”是温度的变化量（△t）。 由公式Q＝cm△t可知：物体吸收或放出热量的多少是由物体的比热容、质量和温度变化量这三个因素决定的。 知识点五、内能的利用 内能的利用方式 利用内能来加热：实质是热传递。 利用内能来做功：实质是内能转化为机械能。 知识点六、热机 1、 热机： 定义：热机是利用内能来做功，把内能转化为机械能的机器。 热机的种类：蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机等 2、 内燃机： 内燃机活塞在汽缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 四冲程内燃机包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。 在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功，而其它三个冲程（吸气冲程、压缩冲程和排气冲程）是依靠飞轮的惯性来完成的。 压缩冲程将机械能转化为内能。 做功冲程是由内能转化为机械能。 ①汽油机工作过程： 3、汽油机和柴油机的比较： ①汽油机的气缸顶部是火花塞； 柴油机的气缸顶部是喷油嘴。 ②汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气组成的燃料混合物； 柴油机吸气冲程吸入气缸的是空气。 ③汽油机做功冲程的点火方式是点燃式； 柴油机做功冲程的点火方式是压燃式。 ④柴油机比汽油及效率高，比较经济，但笨重。 ⑤汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅助启动。 4、热值 燃料燃烧，使燃料的化学能转化为内能。 定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。用符号q表示。 单位：固体燃料的热值的单位是焦耳每千克（J/kg）、气体燃料的热值的单位是焦耳每立方米（J/m3）。 热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧等无关。 公式：、 ①Q＝qm m= q= Q——放出的热量——焦耳（J）；q——热值——焦耳每千克（J/kg）；m——燃料质量——千克（kg）。 ②Q＝qV V= q= Q——放出的热量——焦耳（J）；q——热值——焦耳每立方米（J/m3）；V——燃料体积——立方米（m3）。 物理意义：酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。 煤气的热值是3.9×107J/m3，它表示：1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。 知识点七、热机效率 影响燃料有效利用的因素：一是燃料很难完全燃烧，二是燃料燃烧放出的热量散失很多，只有一小部分被有效利用。 有效利用燃料的一些方法：把煤磨成粉末状、用空气吹进炉膛（提高燃烧的完全程度）；以较强的气流，将煤粉在炉膛里吹起来燃烧（减少烟气带走的热量）。 热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。 热机的效率是热机性能的一个重要标志，与热机的功率无关。 公式： Q总= Q有用= Q总η 由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1。 热机能量损失的主要途径：废气内内、散热损失、机器损失。 提高热机效率的途径：① 使燃料充分燃烧，尽量减小各种热量损失；② 机件间保持良好的润滑，减小摩擦。③在热机的各种能量损失中，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。 常见热机的效率：蒸汽机6%～15%、汽油机20%～30%、柴油机30%～45% 内燃机的效率比蒸汽机高，柴油机的效率比汽油机高。 提优练习 一、单选题 1．（24-25九年级上·江苏苏州·期中）如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放。小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧。上升到最大高度后又下落，如此反复……不计空气阻力。通过安装在弹簧下端的压力传感器，可测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图所示，则（　　） A．时刻小球动能最大 B．这段时间内，小球的机械能减小 C．这段时间内，小球的机械能不变 D．这段时间内，小球的动能减少量等于弹簧弹性势能增加量 【答案】B 【详解】A．时刻弹簧的弹力为零，小球在重力作用下继续向下加速，所以时刻小球动能不是最大的，故A错误； B．这段时间内，弹簧弹力变大，弹性势能变大，是小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，所以小球的机械能减小，故B正确； C．这段时间内，弹簧弹力变小，弹性势能变小，转化为小球的机械能，小球的机械能变大，故C错误； D．这段时间内，弹簧弹力变大，弹性势能变大，是小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，而此过程中小球的重力势能持续变小，所以小球的动能减少量不等于弹簧弹性势能增加量，故D错误。 故选B。 2．（24-25九年级上·江苏无锡·期中）如图甲是冬奥会中运动员翻跃大跳台的情景。运动员不借助滑雪杖，只踩着雪板从高处滑行而下，通过起跳台起跳，完成各种空翻、转体等技术动作后落地。图乙中的虚线是比赛过程中运动员的轨迹，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．从a点到d点的过程中，机械能守恒 B．从b点到c点的过程中，运动员的动能减少量大于重力势能的增加量 C．在c点时，运动员的动能为零 D．从c点到d点的过程中，运动员的机械能变小 【答案】B 【详解】A. 从a点到d点的过程中，由于人和地面之间存在摩擦，机械能减小，机械能不守恒，故A错误； B. 从b点到c点的过程中，由于运动员和地面之间存在摩擦，运动员的机械能减小，运动员的动能减少量大于重力势能的增加量，故B正确； C. 在c点时，运动员的速度不为零，动能不为零，故C错误； D. 从c点到d点的过程中，不计空气阻力，运动员的机械能不变，故D错误。 故选B。 3．（24-25九年级上·江苏南京·期中）如图所示，水平面上一轻质弹簧固定在竖直墙壁上，一小球将其由自然伸长时的A点压缩至B点。随后释放小球，其离开弹簧并最终静止于C点（图中未画出），下列说法正确的是（      ） A．由A到B的过程中，弹簧的弹性势能在减小 B．由B到A的过程中，弹簧的弹性势能在增大 C．由B到C的过程中，小球的动能一直在减小 D．由B到C的过程中，小球的动能先增大后减小 【答案】D 【详解】A．由A到B的过程中，弹簧被压缩，弹性形变量增大，所以弹簧的弹性势能在增大，故A错误； B．由B到A的过程中，弹簧从压缩恢复到原长，形变量减小，弹簧的弹性势能在减小，故B错误； CD．由B到C的过程中，小球从静止变为运动，最后又静止于C点，速度先变大后变小，所以小球的动能先增大后减小，故C错误，D正确。 故选D。 4．（24-25九年级上·江苏无锡·期中）如图甲所示，压力传感器能够测量出其表面受到的压力大小，与电脑连接后，放置在水平地面上，将一排球从正上方某一高度处由静止释放，落到传感器上后再竖直弹起上升，反复多次后静止在传感器上。传感器测得的弹力F的大小随时间t变化情况如图乙所示。A、B、C三点对应的时刻是t1、t2、t3，下列说法中正确的是（　　） A．t2时刻排球的重力势能最小 B．t2～t3时间内，排球的重力势能转化为动能 C．排球t1时刻的动能等于t3时刻的动能 D．整个过程中，排球的机械能守恒 【答案】A 【详解】A．t2时刻排球产生的弹力最大，则弹性形变程度最大，则重心最低，重力势能最小，故A正确； B．t2～t3时间内，弹力变小，则弹性形变程度变小，重心上升，重力势能变大，所以不是重力势能转化为动能，故B错误； CD．整个过程中，因为要克服阻力，机械能转化为内能，所以机械能减小；所以排球t1时刻的机械能大于t3时刻的机械能，t1时刻和t3时刻弹力相同，则弹性形变程度相同，则重心高度相同，则重力势能相同，所以排球t1时刻的动能不等于t3时刻的动能，故CD错误。 故选A。 5．（24-25九年级上·江苏扬州·阶段练习）一货物在吊车钢索的拉力作用下，竖直向上运动，（不考虑空气阻力和钢索的重力），货物运动的路程一时间（s—t）图像如图所示，根据图像，下列判断正确的是（　　） A．4s时钢索的拉力大小大于8s时钢索的拉力大小 B．货物竖直向上运动时，4s时的动能小于10s时的动能 C．0~6s内钢索拉力做的功小于6~12s内钢索拉力做的功 D．0~6s内钢索拉力的功率大于6~12s内钢索拉力的功率 【答案】D 【详解】A．路程一时间（s—t）图像如图所示，根据图像可知4s时和8s时钢索吊着货物做匀速直线运动，货物处于平衡状态，且不考虑空气阻力和钢索的重力，因此拉力大小一致和货物重力相等，因此4s时钢索的拉力大小等于8s时钢索的拉力大小，故A错误； B．根据图像计算4s时运动速度为 10s时运动速度为 则货物4s时的速度大于10s时的速度，动能大小与质量和速度有关，货物质量不变，因此货物竖直向上运动时，4s时的动能大于10s时的动能，故B错误； C．0~6s内钢索拉力做的功为 6~12s内钢索拉力做的功 由于拉力大小不变，因此0~6s内钢索拉力做的功大于6~12s内钢索拉力做的功，故C错误； D．货物在0~6s内竖直向上运动的过程中，功率为 货物在6~12s内竖直向上运动的过程中，功率为 比较得出0~6s内钢索拉力的功率大于6~12s内钢索拉力的功率，故D正确。 故选D。 6．（24-25九年级上·江苏南京·阶段练习）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点自由释放，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B、C的高度分别为H、h（忽略空气阻力）。则A点高度为（　　） A．H+h B．2H﹣h C．2h+H D．3h﹣H 【答案】B 【详解】物体在B处具有的重力势能为 EpB＝mgH 物体在C处具有的重力势能为 EpC＝mgh 则物体在水平面上消耗的机械能为 ΔE＝EpB-EpC＝mgH-mgh 当物体从A处到达B处时，物体具有的重力势能为 EpA＝EpB+ΔE＝mgH+（mgH-mgh）＝2mgH-mgh 则A点距离水平面的高度为 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 7．（24-25九年级上·江苏无锡·阶段练习）如图所示，小球在A点由静止开始释放，向右侧摆动。B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆到右侧最高点，且A、C两点到B点的竖直距离hA＞hC。在小球从B点摆动到C点的过程中，下列说法正确的是（　　） A．小球的机械能总量逐渐变小 B．小球运动状态保持不变 C．小球的动能全部转化为重力势能 D．绳的拉力对小球做了功 【答案】A 【详解】AC．根据题意可知，hA> hC，说明小球运动过程中机械能不守恒，由于空气阻力的作用，小 球从B到C过程中，小球动能一部分转化为重力势能，一部分转化为内能，所以小球的机械能总量逐渐变小，故A正确，C错误； B．小球从B到C过程中，小球速度大小和方向一 直改变，所以小球运动状态一直在变，故B错误； D．小球从B到C过程中，小球在绳子拉力的方向上没有移动距离，所以绳子的拉力对小球不做功， 故D错误。 故选A。 8．（24-25九年级上·安徽合肥·阶段练习）在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，重物的质量关系为，木桩相同，木桩和重物位置如图甲所示，重物静止释放后，木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示。下列说法错误的是（　　） A．若B、C将木桩打入沙中的深度相同，则 B．比较A、C可知，重力势能与重物被举高度的关系 C．木桩打入沙中的深度可以反映重物重力势能的大小 D．本实验用到的实验方法有控制变量法和转换法 【答案】B 【详解】A．若B、C将木桩打入沙中的深度相同，则B、C的重力势能相同，C下落的高度小，因此C质量大，所以 mB<mC 故A正确，不符合题意； B．根据控制变量法，A、C的质量不同，下落的高度也不同，因此比较A、C不能得出重力势能与重物被举高度的关系，故B错误，符合题意； C．根据转换法，实验中可以用木桩打入沙中的深度反映重物重力势能的大小，故C正确，不符合题意； D．重力势能与高度和质量有关，用到控制变量法，用木桩打入沙中的深度反映重物重力势能的大小，用到转换法，故D正确，不符合题意。 故选B。 9．（24-25九年级上·江苏苏州·阶段练习）如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态。现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L（未超过弹性限度），则在圆环下滑到最大距离的过程中（　　） A．下滑到最大距离时，圆环速度最大 B．圆环的动能和弹簧的弹性势能之和一直增大 C．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先增大后减小 D．圆环的动能与重力势能相互转化，圆环的机械能守恒 【答案】B 【详解】A．由于圆环的初速度与末速度均为零，所以下滑到最大距离时，圆环速度为零，故A错误； B．由于圆环下滑过程中，圆环的重力势能转化为圆环的动能和弹簧的弹性势能，圆环的重力势能逐渐减小，所以圆环的动能和弹簧的弹性势能之和一直增大，故B正确； C．由于圆环与弹簧组成的系统机械能守恒；圆环的初速度与末速度均为零，其速度先增大后减小，则圆环的动能先增大后减小，则圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先减小后增大，故C错误； D．圆环的重力势能转化为圆环的动能和弹簧的弹性势能，所以圆环的机械能减小，故D错误。 故选B。 10．（24-25九年级上·江苏盐城·阶段练习）如图，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．第一次反弹上升到N点时动能不为零 B．第二次反弹上升过程中只有动能转化为重力势能 C．小球在N点的重力势能不可能等于在M点的重力势能 D．点P的高度一定比点N低 【答案】D 【详解】A．小球整个过程的运动均在竖直方向，从M点竖直向下以某速度抛出，第一次反弹在上升过程中，小球速度的方向为竖直向上，到达最高点N速度为0，质量一定时，速度为0，动能为0，故A错误； B．第二次反弹上升过程中，由于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B错误； C．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；由于物体的重力势能跟质量与高度有关，N点的高度可能等于M点的高度，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C错误； D．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D正确； 故选D。 11．（2024·广东汕头·二模）如图甲为冬奥会滑雪大跳台比赛中选手的部分运动轨迹，其中a点为下滑过程中的一点，b点是下滑轨道的最低点，c为刚要离开跳台的点，d为腾空后的最高点，e为着陆点，若不计空气阻力，则选手的机械能随位置变化的示意图正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】运动员从起始点到a点的过程中，质量不变，速度变大，高度变小，动能变大，重力势能减小，由于克服摩擦做功，机械能会减小；从a到b的过程中，质量不变，高度减小，速度变大，重力势能变小，动能变大，由于克服摩擦做功，机械能会减小；从b到c的过程中，质量不变，高度变大，速度变小，重力势能变大，动能减小，由于克服摩擦做功，机械能减小；运动员从c点到d点的过程中，质量不变，高度变大，速度变小，动能变小，重力势能变大，由于不计空气阻力，机械能守恒，保持不变；同理运动员从d点到e点的过程中，高度减小，速度增大，动能变大，重力势能变小，由于不计空气阻力，机械能守恒，保持不变。故A正确，BCD错误。 故选A。 12．（24-25九年级上·河北沧州·期中）如图所示为两个彼此直接接触的实心铁块，初始时小铁块的温度为70℃，大铁块的温度为30℃，一段时间后，温度都为40℃。若不计热量损失，对于该过程下列判断正确的是（   ） A．小铁块的分子运动变剧烈 B．热量从大铁块传递给小铁块 C．小铁块的内能减少 D．温度都为40℃时，两铁块内能相同 【答案】C 【详解】ABC．小铁块的温度比大铁块高，接触后，根据热传递的方向知，热量从小铁块传递给大铁块，小铁块温度下降，分子热运动变缓慢，内能减少，故AB错误，C正确； D．内能大小与物体的质量、温度等有关，两铁块温度相同时，由于质量不同，所以内能不同，故D错误。 故选C。 13．（24-25八年级上·重庆江津·期中）在快递运输水果、海鲜等易变质产品时，在没有冷源的情况下，为起保鲜作用，经常使用水制成冷藏保鲜冰袋，如图所示。使用冰袋对产品起保鲜作用的过程中，下列分析正确的是（    ） A．冰袋中的冰熔化时放出热量 B．冰袋中的物质熔化时，温度不变 C．此过程中发生热传递的原因是保鲜产品含有的热量比冰袋多 D．冰袋表面的小水珠是空气中的水蒸气吸热汽化形成的 【答案】B 【详解】A．冰袋中的冰熔化时，由固态变为液态，需要吸收热量，故A错误； B．冰袋中的物质属于晶体，晶体在熔化过程中，温度不变，故B正确； C．热传递的条件是温度差，所以此过程中发生热传递的原因是保鲜产品的温度比冰袋高，热量是过程量，不能说含有，故C错误； D．冰袋表面的小水珠是空气中的水蒸气放热液化形成的，故D错误。 故选B。 14．（24-25九年级上·山东临沂·阶段练习）《舌尖上的中国》聚焦普通人家的家常菜，让海内外观众领略了中华饮食之美。下列对一盘莴笋炒腊肉烹制过程中所含的物理知识认识正确的是（　　） A．冬天腌制腊肉需要较长的时间：说明分子在低温下没有做无规则的运动 B．上桌时散发出浓浓的香味：由于温度越高，分子热运动越剧烈 C．放入锅中爆炒：主要通过做功的方式使莴笋和腊肉的内能增加 D．炒锅一般用铁制造：主要是利用了铁的比热容较大这一特性 【答案】B 【详解】A．组成物质的分子不停地做无规则运动，温度低，分子运动的较慢，所以冬天腌制腊肉需要较长的时间，故A错误； B．上桌时散发出浓浓的香味属于扩散现象，由于温度越高，分子热运动越剧烈，故B正确； C．放入锅中爆炒，主要通过热传递的方式使莴笋和腊肉的内能增加，故C错误； D．炒锅一般用铁制造，主要是利用了铁的导热性好的特点，故D错误。 故选B。 15．（24-25九年级上·重庆·期中）如图所示是古代省油灯的示意图，它下层盛水，能减慢上层油的消耗，现在点灯后水的温度升高，已知省油灯里油的沸点高于水的沸点，则下列说法正确的是（    ） A．随着水的温度升高，水含有的热量变多 B．开始点灯，水温度升高之后才会发生蒸发 C．如果省油灯里的水到达沸点，水可以沸腾 D．点灯后水的温度升高，水的内能一定减小 【答案】C 【详解】A．随着水的温度升高，水含有的内能变多，热量是过程量，不能说含有，故A错误； B．蒸发在任何温度下都可以进行，不需要等水温度升高，故B错误； C．由于油的沸点高于水的沸点，所以水可以持续从油处吸热，如果省油灯里的水到达沸点，水可以沸腾，故C正确； D．内能与温度和质量有关，水蒸发后质量减小，内能减小，但点灯后水的温度升高，所以水的内能不一定减小，故D错误。 故选C。 16．（24-25八年级上·安徽合肥·期中）已知A、B两金属块比热容之比为，把他们都加热到100℃，然后分别投入到装有质量相同、初温都为30℃的C、D两杯水中，测量结果：金属块A使C杯的水温升高了20℃，金属块B使D杯的水温升高了30℃。整个过程中不考虑热量损失。则与的比值为（　　） A．15∶16 B．1∶1 C．16∶15 D．4∶3 【答案】C 【详解】整个过程中不考虑热量损失，则金属放出的热量全部被水吸收，则金属块A放出的热量为 同理，金属B放出的热量为 则放出的热量之比为 经整理可知，与的比值为 故C符合题意；ABD不符合题意。 故选C。 17．（24-25九年级上·北京·期中）下表是一些物质的比热容，下列说法中正确的是（   ） 常温常压下几种物质的比热容 水 4.2 煤油 2.1 干泥土 0.84 铝 0.88 冰 2.1 水银 0.14 铜 0.39 砂石 0.92 A．不同种类的物质，比热容一定不同 B．比热容与物质的状态无关 C．铜块和铝块吸收相同的热量，铜块的末温更高 D．内陆地区通常比沿海地区昼夜温差大，原因之一是砂石的比热容比水的比热容小 【答案】D 【详解】A．由表中数据可知，煤油和冰物质种类不同，但比热容相同，都是，故A错误； B．由表中数据可知，水和冰的比热容不同，可知比热容与物质的状态有关，故B错误； C．由表格可知，铝的比热容大于铜的比热容，根据，铜块和铝块吸收相同的热量，由于不知道铝块和铜块的质量，无法比较铜块和铁块升高的温度高低，且不知道它们初温，所以无法判断末温，故C错误； D．沿海地区多水，由于水的比热容比砂石的比热容大，吸收或放出相同的热量，水升高或降低的温度比沙石小，所以沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小，故D正确。 故选D。 18．（24-25九年级上·河南焦作·期中）用两个相同的加热器同时给质量和初温均相同的物质 A 和水加热，A的温度随时间变化的关系图像如图所示。若A 物质的比热容是水的一半，不计热损失，则下图中能反映水加热20min温度随时间变化的关系图像的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】相同时间内，两个相同的加热器同时给质量和初温相同的物质A和水加热，物质A和水吸收的热量相同，由题可知，A物质的比热容是水的一半，根据公式可知，当A和水升高的温度相同时，A吸收的热量（加热时间）是水的一半，由此可画图，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 19．（24-25九年级上·湖北武汉·阶段练习）某固态物体的质量为m，其物质的比热容为c，用稳定的热源对它加热（物体在相同时间内吸收的热量相等），到时刻停止加热，然后让其冷却。上述过程中记录不同时刻的温度，最后绘制出温度随时间变化的图像（如图）。下列说法错误的是（　　） A．在时间段，该物体吸收的热量为 B．在时间段，该物质的比热容不变 C．在时间段，该物体放出的热量为 D．该物质在时间段的比热容等于在时间段的比热容 【答案】C 【详解】A．0-t1时间内，物质处于固态，吸收的热量为 则可求1s钟吸收的热量为 选用相同的加热装置，则相同时间内吸收的热量是相同的，则t1~t2吸收的热量为 在时间段，该物体吸收的热量为 故A正确，不符合题意； B．t2~t4时间段内，物质均处于液态，比热容不变，故B正确，不符合题意； C．只有同一热源加热时，相等时间内吸收热量才能相等，停止加热后单位时间的放热量，与加热时单位时间的吸热量并不相同，因此不可以用该比例式求解，故C错误，符合题意； D．物质在t5~t6和0~t1时间段内，均处于固态，因此比热容相等，故D正确，不符合题意。 故选C。 20．（24-25九年级上·河北沧州·期中）图2是小明“探究燃料燃烧的放热能力”的两组实验装置，关于该实验，下列说法正确的是（   ） A．通过加热时间反映烧杯内水吸收的热量 B．需控制两烧杯内水升高的温度相同 C．需控制酒精和碎纸的质量相同，两烧杯内水的质量相同 D．酒精和碎纸燃烧放出的热量全部被水吸收 【答案】C 【详解】A．该实验加热方式不同，相同时间内水吸收的热量不同，所以不能将水吸收的热量转换为加热时间，故A错误； B．实验时通过比较等质量的水升高的温度，从而得到水吸收热量的多少的关系，进一步得到等质量燃料燃烧放出热量多少的关系，最终比较出两种燃料的放热能力；所以不需要控制水升高的温度相同，而应该控制水的质量相等，故B错误； C．两烧杯内水的质量相同，可以根据水升高的温度比较水吸收热量的多少，从而比较燃料燃烧放出热量的多少；再控制燃料的质量相等，根据燃料完全燃烧放出热量的多少可以比较酒精和碎纸的放热本领，故C正确； D．酒精和碎纸燃烧放出的热量有的被水吸收，有的散失在空气中等等，故D错误。 故选C。 21．（24-25八年级上·安徽合肥·期中）如图所示是四冲程内燃机的其中一个冲程示意图，下列说法正确的是（　　） A．表示吸气冲程，该台内燃机若是汽油机则此冲程吸入的只有空气 B．表示排气冲程，该台内燃机在此冲程要靠飞轮的惯性来带动运动 C．表示吸气冲程，该台内燃机在其做功冲程内会将内能转化为机械能 D．表示排气冲程，该台内燃机在加上润滑油后可以提高其工作的效率 【答案】C 【详解】ABD．图中为内燃机吸气冲程，吸气冲程中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，若为汽油机，则在吸气冲程中将燃料和空气的混合物吸入汽缸，故ABD错误； C．图中为内燃机吸气冲程，吸气冲程中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，该内燃机在其做功冲程内会将内能转化为机械能，故C正确。 故选C。 22．（24-25九年级上·北京·期中）如图所示的“反向蹦极”运动，弹性轻绳的上端固定在O点，绳子自然下垂的位置在BC之间的某点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经B点时人受到的重力和弹力相等，最高能到达C点。不计绳重与空气阻力，下列说法正确的是（   ） A．由A到B，绳子弹性势能的减小量等于人动能的增加量 B．由A到C，经过B点时人的动能最大 C．由B到C，人的动能转化为重力势能，人的机械能保持不变 D．由B到C，人的机械能一直在增加 【答案】B 【详解】A．由A到B，绳子弹性势能的减小量等于人动能的增加量和人的重力势能增加量，故A错误； B．由A到B时，弹力大于重力，人加速，在B点时，弹力等于重力，在B到C段，弹力减小，小于重力，人减速，故经过B点时人的动能最大，B正确； C．由B到C，人的动能、绳子的弹性势能转化为人的重力势能，绳子的弹性势能转化为人的机械能，故人的机械能是增加的，故C错误； D．绳子自然下垂的位置在BC之间的某点，从B点到绳子的自然下垂的那一个点时，绳子的弹性势能转化为人的机械能，故人的机械能是增加的，从绳子的自然下垂的那一个点到C，人的机械能不变，故D错误。 故选B。 23．（24-25九年级上·北京·期中）图所示的是我国古代发明的取火器模型图，把推杆迅速推入牛角套筒的套筒内空气被压缩，推杆前端的艾绒燃烧起来，关于这个过程，下列说法正确的是（　　） A．艾绒燃烧时，内能转化成化学能 B．由于艾绒未完全燃烧，因此热值会变小 C．与热机工作过程中的压缩冲程原理相似 D．主要利用了热传递来改变套筒内空气的内能 【答案】C 【详解】A．艾绒燃烧时，发生化学反应，将化学能转化为内能，故A错误； B．热值是燃料的属性与燃料是否完全燃烧无关，故B错误； C．把推杆迅速推入牛角套筒的套筒内空气被压缩，推杆前端的艾绒燃烧起来，推杆对套筒内空气做功，将机械能转化为内能，与热机中压缩冲程能量转化相同，故C正确； D．套筒内空气的内能是由于推杆做功，通过做功的方式改变空气的内能，故D错误。 故选C。 24．（24-25九年级上·江苏无锡·期中）如图所示，是航母弹射装置示意图。当气缸内的蒸汽体积膨胀时推动活塞，连带牵引索通过两个固定滑轮带动舰载机在2s内达到起飞速度。关于该装置，下列说法中正确的是（　　） A．两滑轮的作用是省力 B．舰载机起飞过程中，动能增大，重力势能减小 C．气缸内蒸汽体积膨胀过程中，内能减少 D．气缸内能量的转化与汽油机的压缩冲程相同 【答案】C 【详解】A．图中两个滑轮是定滑轮，根据定滑轮的特点是可以改变力的方向，不能省力，故A错误； B．舰载机起飞过程中，速度增加，动能增加；高度增加，重力势能增加，故B错误； C．气缸内蒸汽体积膨胀时推动活塞对外做功，将内能转化为机械能，内能会减小，故C正确； D．气缸内能量的转化与汽油机的做功冲程相同，故D错误。 故选C。 二、填空题 25．（24-25九年级上·江苏苏州·期中）把常用的按钮式圆珠笔笔尖朝上用力按下后放手，它会弹起，拆开后发现，它能弹起的原因是内部装有一根弹簧，如图所示。从松手到笔离开桌面的过程中，笔的动能 （增大/减小/先增大后减小）；从离开桌面到最高点的过程中，笔的动能 （增大/减小/先增大后减小）。 【答案】 先增大后减小 减小 【详解】[1]从松手到笔离开桌面的过程中，随着弹簧弹性形变程度减小，对笔的弹力也减小。第一阶段，笔受到的弹力大于重力，向上做加速运动，第二阶段，笔受到的弹力小于重力，向上做减速运动。笔的质量不变，所以笔的动能先增大后减小。 [2]从离开桌面到最高点的过程中，圆珠笔的质量不变，速度变小，高度变大，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。 26．（24-25九年级上·安徽马鞍山·期中）小明同学想利用如图所示升降台让小球越弹越高。他将球从M点以某一速度竖直向下抛出，球经静止在位置a的台面反弹后，可以到达的最高点为N（图中未标出），球在上升过程中动能不断减小，N点 （填“可能”或“不可能”）比M点高。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，可到达的最高点为P点，P点 （填“可能”或“不可能”）比N点高。 【答案】 可能 不可能 【详解】[1]小球以某一速度竖直向下抛出，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，故N点可能比M点高。 [2]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不可能比N点高。 27．（24-25九年级上·陕西西安·期中）净美西安，你我共建。如图所示，这是园林工人使用的修枝剪刀，为便于剪断树枝，人手握住图中修枝剪刀两个把手的 （选填“A、B”或“C、D”）位置效果更佳，这样握的目的是 （选填“增大”或“减小”）动力臂；剪枝时弹簧被压缩，剪断树枝后，工人松开手，修枝剪刀会在弹簧的作用下自动张开，在修枝剪刀自动张开的过程中，弹簧的弹性势能转化为修枝剪刀把手的 能。 【答案】 A、B 增大 动 【详解】[1][2]人手握住图中修枝剪刀两个把手的A、B位置效果更佳，这样握的目的是增大动力臂，阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，这样可以使动力减小，即更省力。 [3]在修枝剪刀自动张开的过程中，弹簧的弹性形变减小，弹性势能变小，弹簧带动把手运动，弹簧的弹性势能转化为修枝剪刀把手的动能。 28．（2019·江苏苏州·一模）如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图所示，不计空气阻力。    (1)在整个运动过程中，小球的机械能 （守恒/不守恒） (2)小球动能最小的时刻是 状态（平衡/非平衡） (3)在这段时间内，小球的动能 （先增大后减小/先减小后增大/一直增大/一直减小） 【答案】(1)不守恒 (2)非平衡 (3)先增大后减小 【详解】（1）由图看出，弹簧的弹力在变化，说明运动过程中弹簧的弹性势能在变化，而小球和弹簧组成的系统机械能守恒，因此小球的机械能不守恒。 （2）由图看出，t2时刻，弹力F最大，故弹簧的压缩量最大，小球运动到最低点，动能最小，此时小球受到的弹力大于重力，故不是平衡状态。 （3）这段时间内，小球的弹力减小，说明小球在由最低点上升，弹力不断增加，小球的合力先向上，后向下，小球先加速后减速；则小球的动能先增大后减小。 29．（24-25九年级上·重庆·阶段练习）物体由于运动而具有的能量叫做动能，若已知物体的质量为m，物体的运动速度为v，则物体的动能大小可表示为，如图所示，现有一物块质量以在平合上做匀速直线运动，则物体的动能大小为 J。现有一质量的小车停在水平面，车顶与左侧平台等高，小物块滑上小车顶后最终静止，小车始终保持静止，假如此过程中机械能全部转化为内能，且全部被小物块吸收，则小物块的温度能上升 ℃。［小物块的比热容为］ 【答案】 90 9×10-3 【详解】[1]物体匀速直线运动时的动能大小为 [2]如果全部被小物块吸收，物块升高的温度为 则小物块的温度能上升。 30．（24-25九年级上·江苏苏州·阶段练习）甲、乙、丙是三个完全相同的网球，如图所示，在同一高度同时以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、乙球竖直向上抛出，丙球水平抛出，不计空气阻力，抛出时三球机械能 （相等/不相等）；在落地前的运边过程中，甲球的动能 （增大/不变/减小），落地时三球的速度大小关系为 。（用v甲、v乙、v丙来表示） 【答案】 相等 增大 相等 【详解】[1]抛出时甲、乙、丙三球质量相等，速度相等，动能相等；高度相同，重力势能相同，故机械能相同。 [2]甲球在空中下落时，甲球质量不变，速度增大，动能增大。 [3]甲、乙、丙三球整个运动过程中，不计空气阻力，机械能是守恒的，故落地时三球的速度大小相等。 31．（24-25九年级上·广东广州·开学考试）如图所示，把甲、乙两个质量不同的小球分别从M点竖直向下以相同速度拋出，忽略空气阻力。甲球从P点运动到Q点过程，球的 能转化为 能。（以上两空均选填“重力势”或“动”）。在落地前的一瞬间，甲球的动能 乙球的动能（选填“﹥”、“﹤”“=”）。甲球经地面反弹后到达的最高点为N，N点 比M点高（选填“可能”或“不可能”）。 【答案】 重力势 动 > 可能 【详解】[1][2]忽略空气阻力，甲球从P点运动到Q点过程中，做加速直线运动，速度增大，动能变大，高度降低，重力势能减小，重力势能转化为动能。 [3]把甲、乙两个质量不同的小球分别从M点竖直向下以相同速度拋出，释放的高度相同，速度相同，甲的质量较大，则甲的机械能较大。下落过程中，均是重力势能转化为动能。在落地前的一瞬间，甲乙的重力势能均为零，则甲的动能大于乙的动能。 [4]忽略空气阻力，小球运动过程中机械能守恒。甲球经地面反弹后到达的最高点N时，速度为零，则动能为零。而小球在M点释放时具有速度，动能不为零，所以甲球经地面反弹后到达的最高点N时的重力势能大于M点，则N点可能比M点高。 32．（23-24九年级上·河北保定·期中）如图所示，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b是弹簧原长时小球的位置，c是小球到达最右端的位置。则小球从a运动到c的过程中，在 （选填“a”“b”或“c”）位置速度最大；从b到c的过程中，小球的动能转化为弹簧的 。 【答案】 b 弹性势能 【详解】[1][2]因为水平杆光滑，所以小球在a点时只受到弹簧向右的弹力，则小球由a向b运动时会加速运动，即到达b点时速度最快，动能最大，机械能最大； 当小球经过b点后，由于弹簧弹力的作用，使得小球做减速运动，所以动能变小，弹性势能增大，小球的动能转化为弹簧的弹性势能。 33．（23-24九年级上·广东清远·期中）2021年6月17日，我国成功发射了“神舟十二号”载人航天飞船。火箭升空时，为了防止火箭温度过高，在火箭表面涂上一种易熔化、汽化的特殊的涂料。涂料熔化、汽化吸热使火箭内能 （选填“增大”或“减小”），这个过程是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变火箭的内能。上述改变物体内能的方式与发烧时用冷毛巾给头部降温改变物体内能的方式 （选填“相同”或“不相同）。 【答案】 减小 热传递 相同 【详解】[1][2]涂料从火箭表面吸收热量发生熔化和汽化现象，使火箭的内能减少、温度降低，是通过热传递的方式使火箭内能减小的。 [3]用冷毛巾给头部降温，是通过热传递的方式改变物体内能的，与上述改变物体内能的方式相同。 34．（24-25九年级上·山西大同·阶段练习）“科学强国”主题班会中，老师让同学们发挥想象力，描述一下中国空间站中航天员的生活细节。小明描述到：“由于空间站中没有重力，气味无法扩散，所以航天员们吃饭时闻不到食物的香味。”你认为他的说法是否正确？ （选填“正确”或“错误”）。你判断的依据是 。 【答案】 错误 扩散现象是自发完成的，无需外力作用 【详解】[1][2]扩散现象是自发完成的，是组成物体的分子做无规则的运动所形成的现象，无需外力作用，所以，在没有重力的空间站内，气体分子仍然可以扩散到周围，使航天员们闻到食物的香味。 35．（24-25九年级上·江苏南京·阶段练习）寒冷的冬天，小冬用暖水袋取暖，说明 可以改变物体的内能。小冬将屋外一块-5℃的冰带回家中放进碗里，家里温度恒为20℃，一段时间后冰变成了2℃的水，不考虑升华与汽化等因素，其内能随时间的变化图像大致为 （选填正确图像对应的序号）。熔化过程中，0℃的水 （选填“有”或“没有”）内能。 【答案】 热传递 ① 有 【详解】[1]寒冷的冬天，小冬用暖水袋取暖，水放热，人体吸热，说明热传递可以改变物体的内能。 [2]质量是物体的一种属性，不随状态的改变而改变，不考虑升华与汽化等因素，即在这个过程中冰和水的质量不变；-5℃的冰吸热变成0℃的冰，因温度升高，故内能变大；冰是晶体，在熔化过程中，温度保持0℃不变，因吸热，故熔化过程内能变大；0℃的水吸热变成2℃的水，因温度升高，故内能变大，故选①。 [3]一切物体在任何温度下都有内能，熔化过程中，0℃的水有内能。 36．（24-25九年级上·河南安阳·阶段练习）质量相同的金属块甲、乙，已知它们的比热容之比为3∶1， （填甲或乙）物质吸热能力弱，当它们吸收相等的热量时，甲、乙升高的温度之比为 。 【答案】 乙 1∶3 【详解】[1]由题目可知，比热容是单位质量的某种物质升高单位温度所需的热量，比热容越大吸热能力越强，因此甲物质吸热能力强，乙物质吸热能力弱。 [2]根据比热容公式得甲、乙升高的温度之比为 37．（24-25九年级上·江苏泰州·期中）跑步是一项很好的健身方式。小明体重为50kg，他佩戴华为运动手环以某一速度匀速跑，计步器显示跑了5000步，所用时间为40min，跑步过程中克服重力做功时消耗的能量为30千卡，查阅资料了解到，卡路里也是能量的单位，简称卡，1g水温度升高1℃吸收的热量为1卡（1千卡=103卡）。若不计能量损耗，小明这段时间内克服重力做的功为 J，跑步功率的平均值为 W，每跑一步身体重心上升的高度约为 cm。（最后一空结果保留整数位）[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），g取10N/kg] 【答案】 1.26×105 52.5 5 【详解】[1]由于1g水温度升高1℃吸收的热量 1g水温度升高1℃吸收的热量为1卡，则 1卡=4.2J跑步过程中克服重力做功时消耗的能量为30千卡，则克服重力做的功 [2]跑步功率的平均值 [3]计步器显示跑了5000步，则每跑一步克服重力做的功 则每跑一步克服重力身体重心上升的高度 38．（24-25九年级上·甘肃陇南·阶段练习）2024年康县青龙山半程马拉松赛在康县长坝镇鸣枪起跑，来自省内外各地的近3000名跑者齐聚最美赛道，奔赴一场燃烧卡路里的健康之旅。“卡路里”简称“卡”，是热量的另一个单位。1卡等于在标准大气压下，1g水温度升高1℃吸收的热量，已知水的比热容为，则1卡等于 J；若一名参赛选手参加完这次比赛，身体消耗的能量约为，相当于 卡。 【答案】 【详解】[1]由题意可知，1卡相当于 [2]身体消耗的能量约为，相当于 39．（24-25九年级上·江苏苏州·阶段练习）家用小型风力发电机独特的尾翼结构，能使其旋瑟自动迎风，如图甲所示。海边，仅在海陆风因素的影响下，图乙的情形通常发生在 ，图丙所示的情形通常发生在 （选填“白天”或“夜晚”）。 【答案】 白天 夜晚 【详解】[1]水的比热容比泥土、沙石的大，白天太阳照射时，水面温度上升得慢，陆地温度上升得快，热空气上升，冷空气补充，风从海面吹向陆地，形成海风，所以白天风力发电机旋翼朝向大海。 [2]晚上，气温下降，水面温度下降得慢，温度高一些，热空气上升，风从陆地吹向海面，形成陆风，所以夜晚风力发电机旋翼朝向陆地，故乙常常发生在白天，丙发生在夜晚。 40．（24-25九年级上·广东广州·阶段练习）如图，汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，正常工作的四个冲程的顺序是 （对甲、乙、丙、丁重新排序）， （选填甲、乙、丙、丁）冲程中内燃机给汽车提供动力，此冲程中能量的转化是 。飞轮的转速为3600r/min，则每秒钟汽油机对外做功 次，活塞往复运动 次。如果这辆汽车每年耗油1.8t，汽车内燃机的效率平均取值29%，如果能把内燃机效率提高1%，则这辆车每年可以节约 燃油。 【答案】 乙甲丁丙/乙、甲、丁、丙 丁 内能转化为机械能 30 60 60kg 【详解】[1][2][3]甲中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是第二个冲程；乙中的进气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一个冲程；丙中的排气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四个冲程；丁中的两个气阀都关闭，火花塞点火，活塞下运动，所以为做功冲程，是第三个冲程；故先后顺序为：乙甲丁丙；其中做功冲程，即丁冲程，该冲程将内能转化为机械能，给汽车提供动力。 [4][5]四冲程汽油机每个循环飞轮转2圈，活塞往复运动2次，对外做功1次；已知飞轮的转速为3600r/min，所以此汽油机飞轮每秒钟转60圈，可完成30个工作循环，对外做30次功，活塞往复运动60次。 [6]内燃机效率提高后为 内燃机有用功为 因为内燃机效率提高前后有用功是相同的，则有每辆汽车 故 则每辆汽车每年节约燃油为 41．（24-25九年级上·江苏苏州·期中）汽油发动机工作时，汽油必须和吸进的空气成适当比例，才能形成可以有效燃烧的混合气，这就是空燃比（可燃混合气中空气质量与燃油质量之比），某总排量为2.0L发动机的空燃比为22∶1，混合燃气的密度为，则发动机做一次功，燃料燃烧产生的热量为 J，该四冲程发动机曲轴每分钟转速为3000转时，此时汽车输出的机械功率为50kW，此时该发动机的效率是 %。（结果保留一位小数，已知汽油的热值为） 【答案】 6000 33.3 【详解】[1]一个工作循环吸入混合物的质量为 则一个工作循环吸入汽油的质量为 则发动机做一次功，燃料燃烧产生的热量为 [2]汽油机一个工作循环飞轮转2圈，对外做功一次。该四冲程发动机曲轴每分钟转速为3000转时，则每秒转50圈，对外做功25次，则1s内汽油燃烧释放的热量为 发动机1s内做功为 所以此时该发动机的效率为 三、实验题 42．（24-25九年级上·江西南昌·期中）（一）如图甲所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图。 （1）木块被推动的越远，小车对木块的推力 越多，说明小车动能越大； （2）将同一小车从斜面的不同高度由静止释放，这是为了探究动能大小与 的关系； （3）在研究动能与质量的关系时，小军认为可以在水平桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，如图乙所示。该方案 （选填“正确”或“错误”）； （二）利用图甲装置，去掉木块，添加毛巾、棉布，还可以探究“阻力对物体运动的影响”，如图丙所示。实验操作如下： a．将毛巾铺在斜面和水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下； b．取下毛巾，将棉布铺在木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下； c．取下棉布，让小车从斜面顶端由静止滑下； （4）以上操作中有错误的一次是 （选填“a”“b”或“c”）； （5）改正错误后，三次实验中，均保持小车从同一斜面同一位置由静止下滑，目的是保证小车到达水平面时 相同； （6）如图丁是小车在三种不同表面水平运动时的v—t图像，其中属于在木板上的运动图线是 （选填“a”“b”或“c”）；小车在毛巾表面和棉布表面运动全过程克服摩擦力分别为和，则 （选填“>”“<”或“=”）。 【答案】 做功 速度 错误 a 速度 a = 【详解】（1）[1]小车从斜面滚下时，具有动能，动能越大，对木块做功越多，木块被推动越远。 （2）[2]将同一小车从斜面的不同高度由静止释放，则到达水平面时的速度相同，但小车的质量相同，所以探究的是动能大小与速度的关系。 （3）[3]要探究动能与质量的关系，应保持小球的速度相同，质量不同，图乙中，同一根弹簧压缩程度相同时，具有的弹性势能相同，小球弹出的过程，弹性势能转化为动能，则小球撞击木块时的动能相同，所以该方案错误。 （4）[4]探究阻力对物体运动的影响，在图丙中，其它因素应相同，小车在水平面所受的阻力不同，应让小车从同一斜面的同一高度静止释放，在阻力不同的水平面上运动，所以a中，毛巾不能铺在斜面上，故a错误。 （5）[5]据控制变量法，为了保持小车到达水平面时的速度相同，应让小车从同一斜面同一位置静止下滑。 （6）[6]图丁中，小车到达水平面时的速度相同，速度变为0时，a所需时间最长，速度变化最慢，所受阻力最小，c所需时间最短，速度变化最快，所受阻力最大。而木板相对于棉布和毛巾，表面最光滑，阻力最小，所以属于在木板上运动的图线是a。 [7]小车到达水平面时的速度相同，其质量相同，所以此时的动能相同，在毛巾和棉布表面上运动到停下，则这个过程克服摩擦做功，将所有动能转化为内能，所以克服摩擦力做功相等。 43．（24-25九年级上·江苏无锡·期中）为了探究物体的动能大小跟哪些因素有关，同学们设计了如下实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止，其中，不考虑空气阻力。 (1)实验中是通过观察 来判断钢球的动能大小的；用来研究超速安全隐患时，我们应选择 两图所示实验来进行比较； (2)实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离，则开始时钢球的重力势能 （选填“>”、“<”或“=”）木块克服摩擦力所做的功； (3)若完成了图乙操作后，在做图丙所示的实验时，木块滑出了水平木板，如果仅对图丙所示的实验进行改进，下列措施中可行的是______（填写序号）； A．换质量更大的木块 B．降低钢球开始的高度 C．换质量大于的钢球 D．换质量小于的钢球 (4)小斌还利用图丁来研究动能和势能相互转化，图中两个相同的光滑弧形槽，一个为凸形，一个为凹形，A、B两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v，运动到槽的末端速度也都为v，A小球通过凸形槽的时间为t，B小球通过凹形槽的时间为，则通过时间较长的是小球 （选填“A”或“B”）。 【答案】(1) 木块在同一水平面上被撞击的距离 甲、乙 (2)> (3)D (4)A 【详解】（1）[1]根据转换法，通过观察木块在同一水平面上被撞击的距离来比较钢球到达水平面时动能的大小。 [2]物体的动能大小与物体的质量和速度有关，研究动能与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变；用来研究超速安全隐患时，要控制质量不变，我们应选择甲、乙两图所示实验来进行比较。 （2）钢球滚下时，钢球的重力势能转化为钢球的动能，钢球碰撞后继续运动，钢球的一部分动能转化为木块的动能，木块运动过程中，动能转化为内能，则开始时钢球的重力势能>木块克服摩擦力所做的功。 （3）若完成了图乙操作后，在做图丙所示的实验时，木块滑出了水平木板，说明钢球的动能太大，根据控制变量法，此时不能改变钢球的速度，所以可以适当降低钢球的质量，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 （4）在凸形滑道运动的物体，在运动到最高点的过程中，要将动能转化为重力势能，运动速度小于初速度；在下落过程中不计滑道的摩擦，机械能守恒，重力势能再全部转化为动能，速度等于初速度；在凹形滑道运动的物体，在运动到最低点的过程中，要将重力势能转化为动能，运动速度大于初速度，在上升过程中不计滑道的摩擦，机械能守恒，动能再全部转化为重力势能，速度等于初速度；因此在凸形滑道运动物体的平均速度小于在凹形滑道运动物体的平均速度，由可知，通过时间较长的是小球A。 44．（24-25九年级上·甘肃陇南·期中）小明发现用打气筒给篮球打气时，外壁有些发热，这是什么原因导致的呢？实验小组联系所学 物理知识，提出了以下两个猜想： 猜想1：可能是活塞与筒壁摩擦； 猜想2：可能是活塞不断压缩气体做功； 他们选用打气筒、测温枪、计时器、气压不足的篮球等设计了实验进行探究，实验时分别在打气筒的上部和下部标注两个测温点，如图所示： (1)打气筒内壁热量是通过 的方式传递到外壁； (2)活塞在打气筒内向下运动时，活塞对筒内空气 （选填“做”或“不做”）功，这一过程相当于四冲程内燃机的 冲程； (3)实验方案：用打气筒向气压不足的篮球内打气，10s内活塞在筒内往复运动20次，立即测出此时两个测温点的温度。待气筒外壁温度降至室温（25℃）后，放出篮球中的部分气体，使其内部气压与打气前相同，重复上述操作，实验数据记录如表： 实验次序 时间/s 活塞往复次数 上部温度/℃ 下部温度/℃ 1 10 20 30.7 36.6 2 10 20 30.2 36.2 3 10 20 30.5 36.3 ①根据上、下部存在温度差，可知猜想 是正确的； ②进一步验证①中的猜想：他们将打气筒与篮球 （选填“连接”或“不连接”），让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数，测出打气筒外壁的温度；当观察到 的现象，就说明①中结论是正确的。 【答案】(1)热传递 (2) 做 压缩 (3) 2 不连接 上部和下部温度相同 【详解】（1）用打气筒给篮球打气时，外壁有些发热，说明打气筒内壁热量通过热传递的方式传递到外壁，使得外壁发热。 （2）活塞在打气筒内向下运动时，活塞对筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能，能量转化情况与内燃机压缩冲程相同。 （3）[1]由表中数据可知，打气筒下部温度高于上部温度，说明活塞在打气筒内向下运动时，活塞对筒内的空气做功，空气内能增加，温度升高，造成下部温度高于上部温度，故导致打气筒外壁发热的原因是活塞在筒内往复运动时，不断压缩气体做功导致发热，故猜想2正确。 [2]根据控制变量法，要探究猜想1，应让活塞只克服摩擦做功，而不压缩空气做功，故他们的改进方法是∶打气筒不与篮球连接，直接让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数，用测温枪测出打气筒外壁的温度。 [3]因为活塞在筒内往复运动，则在打气筒上面半部分克服摩擦做的功和在下面部分克服摩擦做的功相等，所以上下筒壁的温度应相同，由此可知，若测得上部和下部的温度相同，则说明猜想1是正确的。 45．（24-25九年级上·广东佛山·阶段练习）晓松同学在老师的指导下利用气压式喷雾器和数字式温度计验证“做功与物体内能变化关系”（如图）喷雾器中装一定量的水。 (1)先安装好器材，关闭喷雾器的阀门，用数字温度计测出喷雾器内空气的温度，如图（a），手压活塞快速打气，如图（b），实验现象： ，这个实验说明：外界对物体做功，物体的内能 。（选填“增大”或“减少”） (2)然后，打开喷嘴处的阀门，迅速放出喷雾器内的气体，如图（c）实验现象数字式温度计示数变小，这个实验说明： ，物体内能减少；（c）瓶与（b）瓶比较，水的 （选填“分子动能”或“分子势能”）变 （选填“大”或“小”）。 (3)（a）、（b）、（c）三瓶中的水内能最大的是 瓶。 【答案】(1) 数字式温度计示数变大 增大 (2) 物体对外做功 分子动能 小 (3)（b） 【详解】（1）[1][2]由图可知，手压活塞快速打气，对喷雾器内气体做功，由图中数据可知，观察到的实验现象为：数字式温度计示数变大。由此可知喷雾器内气体温度上升，气体内能增大，所以外界对气体做功，气体的内能增大。故这个实验说明：外界对物体做功，物体的内能增大。 （2）[1]打开喷嘴处的阀门，迅速放出喷雾器内的气体，气体对外做功，数字式温度计示数变小，由此可知喷雾器内气体温度下降，气体内能减少，所以气体对外做功，气体的内能减少。故这个实验说明：物体对外做功，物体的内能减少。 [2][3]（c）瓶与（b）瓶比较，（c）瓶中水的温度降低，水的分子动能变小。 （3）由图可知，（b）瓶中水的温度最高，（b）瓶中水的质量与（a）瓶中水的质量相等，大于（c）瓶中水的质量，故（b）瓶中水的内能最大。 46．（24-25九年级上·福建福州·阶段练习）小明了解到有种说法“在室内穿两件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”。他采用如图的装置进行实验：在甲、乙两个相同的瓶子中装入等体积的热水，用两层灰色薄棉布包裹着甲瓶（内层紧贴，外层相对宽松），用一层灰色厚棉布紧贴包裹着乙瓶，用数显温度计测量瓶中热水的温度，测得有关数据如下表所示（已知此时室温为25.0℃）。 时间/min 0 20 40 60 80 甲瓶水温/℃ 61.0 56.6 53.4 50.8 48.5 乙瓶水温/℃ 61.0 55.6 52.3 49.4 46.8 (1)这个过程中，甲、乙两瓶热水都会 （选填“吸热”或“放热”），两瓶水的温度下降至 ℃不再变化， 瓶水所需时间更长； (2)如果把瓶中的热水换成冰块， 瓶中的冰块熔化较慢； (3)分析实验结果，可猜想“在室内穿两件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”的原因可能是两件薄衣服中间有 ； (4)由实验数据可知水温下降的特点是：温度越高时，水温下降得越 （选填“快”或“慢”）。 【答案】(1) 放热 25.0 甲 (2)甲 (3)空气 (4)快 【详解】（1）[1]由于甲、乙两瓶热水的温度都高于室温，有温度差，所以会发生热传递，故甲、乙两瓶热水都会放热。 [2]由于没有温度差时，热传递会停止，所以两瓶水的温度下降至与室温相同时，温度不再下降，所以两瓶水的温度下降至25.0℃不再变化。 [3]由表中数据可知，甲瓶中的水温下降较慢，所以甲瓶中水降温所需时间更长。 （2）由表中数据可知，甲瓶中的水温下降较慢，所以甲瓶的保温效果更好，所以把瓶中的热水换成冰块，甲瓶中的冰块熔化较慢。 （3）在室内穿两件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖，由于空气是热的不良导体，所以两件薄衣服中间有空气，可能是在室内穿两件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖的原因。 （4）由表格数据知，甲瓶水温在0min到20min时，温差为 61.0℃-56.6℃=4.4℃ 在60min到80min时，温差为 50.8℃-48.5℃=2.3℃ 所以温度越高时，水温下降得越快。 47．（24-25九年级上·广东广州·阶段练习）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“自下而上”或“自上而下”）的顺序组装实验器材，实验中取 （选填“质量”或“体积”）相同的水和食用油，用升高的温度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 （选填“铜”或“铝”）的比热容大，写出分析过程： 【答案】(1) 自下而上 质量 (2)2.1×103 (3) 相同 放出 铝 见解析 【详解】（1）[1]实验时需要使用酒精灯的外焰进行加热，温度计的玻璃泡浸没在被测液体中，且不碰到杯壁与杯底，应按照从下到上的顺序安装器材。 [2]实验中应取质量相同的水和食用油，通过吸收相同热量，用升高的温度来反映两种物质吸热能力。 （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，食用油的比热容为 （3）[1][2][3][4]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 由题意可知，A、B两容器中水吸收的热量 故 由于 所以 即 因此铝的比热容更大。 48．（24-25九年级上·山西大同·阶段练习）某实验小组利用如图所示的实验装置粗略测量蜡烛的热值q，图中A为穿有小木棍的容器（内装有水），B为下部开了许多通气孔的罩子。 (1)要完成本实验，除了图中的实验器材，还需要的测量工具是 和 。 (2)某次实验测得的数据如下表，则粗略测得这支蜡烛的热值 。 物理量 容器中水的质量 容器中水的初温 容器中水的末温 燃烧前蜡烛的质量 燃烧后蜡烛的质量 测量值 150 25 40 20.6 20 (3)本实验测出的热值比真实值 （选填“偏大”“偏小”或“不变”），造成这一偏差的原因是 。（写出一个） 【答案】(1) 天平 温度计 (2) (3) 偏小 蜡烛燃烧放出的热量没有被水完全吸收 【详解】（1）[1][2]要完成本实验，需要测量水的温度和质量，以及蜡烛的质量，故还需要的器材有天平和温度计。 （2）水吸收的热量为 由和可得，蜡烛的热值为 （3）[1][2]实验过程中，蜡烛燃烧放出的热量会有一部分逸散到周围环境中而不能全部被水吸收，因此水吸收的热量小于蜡烛燃烧释放出的热量，所以实验测出的热值比真实值偏小。 49．（24-25九年级上·北京朝阳·期中）生活中，同学们将铁丝的同一位置快速地多次弯折后，用手指触摸被弯折的部位感觉很热，同学们猜想做功能改变物体的内能，接着用如图所示器材，“探究做功是否能改变物体的内能以及内能如何改变”。 (1)如图乙所示，先在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉，然后迅速压下活塞，观察到硝化棉的燃烧了起米，这是通过 的方式使筒内空气的内能增大，硝化棉是通过 的方式使温度达到着火点。说明对物体做功可以使物体的内能增加。 (2)小明利用注射器、数字温度传感器等器材进行了如图所示探究。 如图所示，在注射器前端筒壁上钻一个小孔，将温度传感器的探头插入注射器内，用密封胶将小孔密封，读出此时温度传感器的示数；用橡皮帽将注射器的注射口堵住，用力向左推动活塞，传感器的示数逐渐增大，说明活塞压缩筒内气体做功，使气体内能 ；快速取下橡皮帽，注射口喷出“白气”，温度传感器示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】(1) 做功 热传递 (2) 变大 变小 【详解】（1）[1][2]当迅速压下活塞时，活塞压缩玻璃筒内的空气，对气体做功，将机械能转化成内能，空气的内能增加，温度升高，这是通过做功的方式使筒内空气的内能增大；筒内的硝化棉吸热，温度升高，故是通过热传递的方式达到着火点。 （2）[1]用橡皮帽将注射器的注射口堵住，用力向左推动活塞，传感器的示数逐渐增大，说明活塞压缩筒内气体做功，使气体温度升高，气体内能变大。 [2]快速取下橡皮帽，气体体积膨胀，对外做功，内能转化为机械能，内能减小，温度降低，传感器示数变小。 50．（23-24九年级上·辽宁葫芦岛·阶段练习）学习了燃料的热值后，明明同学自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1min记录了杯中水的温度。 加热时间t/min 0 1 2 3 4 5 6 甲杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38 乙杯水温/℃ 25 26 27 28 29 30 31 (1)为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有：加热时间和水的初温、水的 ； (2)通过表中记录的数据，你认为加热相同时间甲装置吸收热量 （选填“大于”“等于”或“小于”）乙装置吸收的热量；理由是 ； (3)明明同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及酒精灯中燃料的质量，并由记录的数据，计算出了水吸收的热量。他想通过这些数据计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗？ 。理由是 。 【答案】(1)质量 (2) 大于 甲杯水的温度升高的较快，即甲灯燃烧产生的热量多 (3) 不可靠 燃料不能完全燃烧，燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收，存在热量散失。所以直接计算得出的热值比实际要小，因此这样的计算结果不可靠 【详解】（1）在探究煤油和菜籽油的热值大小关系的实验中，需要控制甲乙烧杯中水的质量相同，改变燃烧物质不同。 （2）[1][2]由表中数据可知，加热相同时间，甲杯中水的温度升高的多，说明加热相同时间甲装置吸收热量大于乙装置吸收的热量。 （3）[1][2]通过这些数据计算出煤油和菜籽油的热值，结果是不可靠的，因为燃料不能完全燃烧，燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收，存在热量散失。 四、计算题 51．（24-25九年级上·江苏无锡·期中）如图所示的远程无人驾驶清扫车以的速度在一段平直的公路上匀速行驶，消耗汽油。已知：清扫车行驶过程中的牵引力为，汽油的热值为。求： (1)汽油完全燃烧放出的热量； (2)在此过程中清扫车发动机的效率是多少？ (3)假设此过程中，汽油完全燃烧，除了做有用功外，其余能量全部用来加热水。在不考虑其他热损失的情况下，可使初温为，质量的水升高到多少℃？（结果保留一位小数） 【答案】(1)1.38×107J (2)25% (3)47.4℃ 【详解】（1）0.3kg汽油完全燃烧放出的热量为 Q放=mq=0.3kg×4.6×107J/kg=1.38×107J （2）该汽车发动机做的有用功为 W有=Fs= Fvt=1150N×10m/s×5×60s =3.45×106J 在此过程中清扫车发动机的效率是 （3）在此过程中，发动机所做额外功为 W额= Q放-W有=1.38×107J -3.45×106J =1.035×107J 水吸收的热量为 Q吸=W额=1.035×107J 水升高的温度是 水升高到的温度为 t=t0+Δt=20℃+27.4℃=47.4℃ 52．（24-25九年级上·黑龙江黑河·期中）某市部分公交车用天然液化气为燃料，其主要成分就是甲烷，热值为。如果一辆公交车满载乘客时总质量是6t，那么甲烷气体完全燃烧产生的能量可供公交车满载时以的速度匀速行驶100min．匀速行驶中公交车受到的平均阻力为车重的0.05倍，求： (1)这段时间内公交车牵引力做功是多少？ (2)这段时间内公交车发动机的效率是多大？ (3)若的甲烷气体完全燃烧所产生的热量被水完全吸收，可将多少千克在一标准大气压下的水从20℃加热到刚好沸腾？（计算结果保留一位小数） 【答案】(1) (2)3×104W (3)1071.4kg 【详解】（1）公交车满载时的重力 G总=m总g=6×103kg×10N/kg=6×104N 公交车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，公交车受到的牵引力 F=f=0.05G总=0.05×6×104N=3000N 公交车匀速行驶的速度 v=36km/h=10m/s 公交车匀速行驶的距离为 段时间内公交车牵引力做功是 （2）这段时间内公交车发动机的效率是 （3）10m3的甲烷气体完全燃烧所产生的能量 Q放=Vq=10m3×3.6×107J/m3=3.6×108J 水吸收的热量 Q吸=Q放=3.6×108J 加热水的质量 53．（24-25九年级上·重庆江津·期中）小华家使用的是天然气热水器，该热水器的铭牌标明了它的热效率，表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能，有多大比例转化为水的内能。小华尝试估测该热水器的热效率，以核对铭牌上的数值是否准确。他把家里自动洗衣机“水量”设置为40L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的体积达到40L时，洗衣机便会自动停止注水。已知当时自来水的温度是15℃，热水器输出热水的温度为40℃，注水前天然气表的示数是2365.89立方米，注水后变为2366.05立方米，天然气的热值是。请你估测该热水器的热效率。（水的比热容4.2×103J/（kg.℃），水的密度1×103kg/m3） 【答案】82.03% 【详解】水的质量 水吸收的热量 热水器烧烧的天然气 天然气完全燃烧放出的热量： 热水器的热效率 54．（24-25九年级上·湖北武汉·阶段练习）如图所示是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机以288km/h的速度匀速直线航行1.5h，消耗航空燃油1.0t，飞机发动机的功率恒为W，航空燃油的热值为5×107J/kg。求： (1)所消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量。 (2)飞机在航行过程中受到的阻力。 (3)该飞机在上述飞行过程中效率多少？ (4)若能把该新型飞机发动机的效率提高1.4%，求该飞机匀速直线航行0.9小时，大概可节约多少千克燃油？ 【答案】(1)5×1010J (2)5.625×104N (3) (4) 【详解】（1）由题意知，消耗航空燃油1.0t，完全燃烧1t航空燃油放出的热量 （2）该飞机以288km/h的速度匀速直线航行，则有 根据有 （3）该飞机在上述飞行过程中所做的有用功为 根据得该飞机在上述飞行过程中效率为 （4）新型飞机发动机的效率提高1.4%后的效率为 该飞机效率提高前1.5h耗油1t，则0.9h耗油 根据，得；效率提高前后，飞机做的有用功是相等的，则有    即 所以，效率提高后，飞机耗油的质量 则该飞机0.9h可以节约的燃油质量 55．（24-25九年级上·辽宁抚顺·阶段练习）如图甲是小睿的新家安装的燃气热水器，图乙是连接在热水器上的一个水龙头。小容想测量该燃气热水器的加热效率，他把热水器的出水温度设定为 ，调整把手使水龙头出水口流出水的温度为40℃，1min的时间测得从B管流进水龙头的自来水质量为2kg。小睿检查燃气表，发现热水器工作这1min消耗燃气 （已知自来水的温度为20℃，燃气的热值是 求： (1)0.02m3的燃气完全燃烧放出的热量； (2)若不计热量损失，1min从A管流进水龙头的热水质量为多少kg? (3)该燃气热水器的加热效率是多少? 【答案】(1) (2)5kg (3) 【详解】（1）0.02m3的燃气完全燃烧放出的热量是 （2）若不计热量损失，设A管水的质量是mA，则 即 代入数据为 从A管流进水龙头的热水质量为。 （3）A管中的水吸收的热量为 该燃气热水器的加热效率是 56．（24-25九年级上·四川成都·阶段练习）如图所示四缸发动机工作原理，内燃机通过连杆把四个气缸的活塞连在一根曲轴上，并使各气缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功，其他三个气缸分别在做吸气、压缩和排气工作。四缸发动机的主要技术指标如表所示，其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积是指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积与活塞上下运动的距离。当发动机以最大功率工作时，曲轴转速为，燃油的热值为。求当发动机以最大功率工作时： 排量 1.6L 最大功率 66kW (1)该发动机内做功多少J？ (2)若每分钟消耗汽油，则此发动机的效率为多少？ (3)做功冲程中燃气对活塞的平均压强多少Pa？ 【答案】(1) (2)26.7% (3) 【详解】（1）根据可知，发动机在1min内做功 （2）完全燃烧0.33kg汽油放出热量 发动机的效率为 （3）汽油机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次。已知曲轴转速为5500r/min，则曲轴每秒钟转动次数为 每秒钟对外做功次数 每秒钟发动机做的有用功 共有4个汽缸，每个汽缸做的总功 每次做功冲程对应的功 因为四缸总排量为1.6L，单缸排量 燃气对活塞的压强为 57．（24-25九年级上·山西太原·阶段练习）如图所示，歼-31是我国研制的第五代单座双发隐形战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性等优异性能，该飞机最大起飞质量为28t，最大飞行高度为20000m，最大航行速度可达2100km/h，最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见表： 速度 100 200 300 400 500 阻力 已知飞机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率为45%，飞机使用的航空燃油的热值为：；求： (1)飞机发动机携带燃油完全燃烧放出的热量； (2)若飞机以500m/s的速度匀速巡航，发动机完全燃烧2t燃油时飞机的飞行距离。 【答案】(1)； (2) 【详解】（1）完全燃烧10t燃油放出的热量为 （2）完全燃烧2t燃油放出的热量为 由得转化出的有用机械能为 飞机以500m/s的速度匀速巡航时，受力平衡，则牵引力为 则飞机的飞行距离为 五、科普阅读题 58．（24-25九年级上·江苏无锡·期中）如图甲为柴油打桩机结构图，打桩锤和锤座可以沿支撑架上下滑动．启动时，用起重机把打桩锤提到一定高度后释放，如图乙所示，打桩锤下方有个半开放的气缸，下落时，锤座中间的活塞与气缸吻合，活塞压缩气缸内气体使其温度急剧升高至柴油的燃点，位于活塞中间的喷油嘴喷出柴油，柴油燃烧爆发出的推力将桩柱下压，同时也将打桩锤再次顶起一定高度，排出废气，吸入新鲜空气，以此往复，把桩柱打入地底。如图丙所示，打桩机喷射燃油的动力来自于一个L型杠杆，其放大图如图丁所示。当打桩锤下落时，表面有个突起的圆柱形结构，会给杠杆上端斜面一个垂直于斜面的力F1，驱动杠杆逆时针转动，A点带动油泵活塞下移，柴油从喷油嘴喷出。 (1)启动时，提高打桩锤是为了让其获得 能。打桩锤下落时，锤座与气缸吻合到柴油点燃前的过程相当于汽油机的 冲程； (2)L型杠杆中AO⊥OB，AO＝10cm，OB＝20cm，当圆柱结构给L型杠杆斜面B点的力F与OB夹角θ＝60°，F1＝500N，则油泵活塞对A点的压力为多大 ？ (3)图中打桩机的打桩锤的质量高达8t，锤座质量m＝26t，启动后，将长12m，质量为8t的桩柱打入地下，本次打桩过程中，大地对桩柱的阻力为3×106N，将桩柱完全打入地下需要消耗柴油3.6kg，已知柴油的热值为4.3×107J/kg。则： ①打桩过程中，至少要给桩柱多大的打击力 ？ ②打桩机气缸工作的效率至少为多少 ？ 【答案】(1) 重力势 压缩 (2)500N (3) 2.66×106N 20.6% 【详解】（1）[1]提高打桩锤，打桩锤的高度会增加，是为了提高重力势能。 [2]打桩锤下落时，推动活塞压缩里面的空气，将机械能转化为内能，与汽油机的压缩冲程相同。 （2）杠杆斜面B点的力F1与OB夹角θ＝60°，根据三角形变长关系，则此时F1的力臂为 根据杠杆平衡条件可得 解得 （3）[1]打桩锤和锤座的总重力为 根据平衡力可得，要给桩的打击力为 [2]消耗柴油3.6kg放出的热量为 打桩机打击力做的功为 打桩机气缸工作的效率是 59．（24-25九年级上·广东·期中）阅读短文，回答问题： 无人机 无人驾驶飞机简称“无人机”（UAV），是利用无线电遥控设备和自备的程序来控制装置操纵的不载人飞行器。机上无驾驶舱，但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备。地面、舰艇上或母机遥控站人员通过雷达等设备，对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。可在无线电遥控下像普通飞机一样起飞或用助推火箭发射升空，也可由母舰带到空中投放飞行；回收时可用与普通飞机着陆过程一样的方式自动着陆，也可通过遥控用降落伞火拦网回收，可反复使用多次。与载人飞机相比，它具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场能力较强等优点。由于无人驾驶飞机对未来空战有着重要的意义，世界各主要军事国家都在加紧无人驾驶飞机的研制工作。目前，我国在此领域处于领先地位。 如图1所示的无人机质量为3kg，具有4个旋翼，可通过无线电进行操控。无人驾驶飞机在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。（g＝10N/kg） (1)若图1中的无人机在30s内匀速竖直上升120m进行空中拍摄，则此过程中动能 （选填“变大”“变小”或“不变”），无人机克服自身重力做功的功率是 W； (2)若图1中的无人机的电池可提供的最大电能为2.5×105J，且电能的90%用于飞行，飞行时的功率为90W，则该无人机最多能飞行的时间是 s； (3)如图2所示，外卖小哥使用无人机从地面向高楼阳台送餐。已知无人机质量为3kg，外卖质量为0.6kg，无人机先以4m/s的速度径直上升10s，再水平匀速飞行30m到阳台，整个过程历时25s，则无人机水平飞行的速度为 m/s，整个过程中无人机对外卖做功的功率为 W； (4)如图3，在农业领域，一架普通无人机携带农药，一天可完成600亩农田的农药喷洒任务，换作人工，则需要60人满负荷工作一整天，科技带来的优势非常明显。假定无人机每次装20kg农药，喷洒的过程中是在同一高度匀速飞行，则在喷洒农药的过程中，无人机携带农药总的重力势能 ，动能 。（选填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】(1) 不变 120 (2)2500 (3) 2 57.6 (4) 变小 变小 【详解】（1）[1]无人机匀速上升过程中，质量不变，速度不变，所以动能不变。 [2]无人机克服自身重力做的功为 W＝Gh＝mgh＝3kg×10N/kg×120m＝3600J 克服自身重力做功的功率为 （2）该无人机最多能飞行的时间为 （3）[1]该无人机水平飞行的时间为 t水平＝25s－10s＝15s水平飞行的速度为 [2]无人机上升的高度为 h1＝v上升t上升＝4m/s×10s＝40m 整个过程无人机对外卖做的功为 W1＝G总h1＝m总gh1＝(3kg＋0.6kg)×10N/kg×40m＝1440J整个过程中无人机对外卖做功的功率为 （4）[1][2]喷洒农药过程中，总质量变小，速度不变，所以动能变小；总质量变小，高度不变，所以重力势能变小。 60．（24-25九年级上·广东深圳·期中）氢燃料电池如图所示，其工作原理是将氢气送到燃料电池的阳极板（负极），经过催化剂（铂）的作用，氢原子中的一个电子被分离出来，失去电子的氢离子（质子）穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板（正极），而电子是不能通过质子交换膜的，这个电子只能经外部电路，到达燃料电池阴极板，从而在外电路中产生电流。电子到达阴极板后，与氧原子和氢离子重新结合为水。由于供应给阴极板的氧气，可以从空气中获得，因此只要不断地给阳极板供应氢，给阴极板供应空气，并及时把水分带走，就可以不断地提供电能。），可实现零排放零污染；燃料电池的化学转换效率在理论上可达100%，实际效率能达60%~80%，是普通内燃机热效率的2~3倍。 请根据上述材料，回答下列问题： (1)氢燃料电池在使用过程中氢气 （选填“有”或“没有”）发生燃烧现象：氢燃料电池是将氢的 能转化为 能；它提供动力的工作原理与内燃机 （选填“相同”或“不同”）； (2)在转化过程中，其产生的电流方向是 极板到 极板（均选填“阳”或“阴”）。 (3)若用转换效率为70%的氢燃料电池为某车提供能量，车上有50kg的氢燃料，可产生 J电能（氢的能量密度值是）：该车以43.2km/h的速度匀速行驶，此时输出功率为49kw，该车能行驶 km路程。 【答案】(1) 没有 化学 电 不同 (2) 阴 阳 (3) 4.9×109 1500 【详解】（1）[1]由材料可知，氢燃料电池在使用过程中氢气没有发生燃烧现象。 [2][3][4]由材料可知氢燃料电池是通过化学反应将氢的化学能直接转化为电能，所以它提供动力的原理是将电能转化为机械能，而内燃机的做功冲程将燃料燃烧产生的内能转化为机械能，故它提供动力的工作原理与内燃机不同。 （2）[1][2]根据文中信息可知，电子是不能通过质子交换膜的，电子只能经外电路到达燃料电池阴极板，电流方向与电子的定向移动方向相反，故在转化过程中，其产生的电流方向是从阴极板到阳极板。 （3）[1][2]50kg的氢燃料产生的热量 Q=mq=50kg×1.4×108J/kg=7×109J 50kg的氢燃料产生的电能 W=Qη=7×109J×70%=4.9×109J 该车行驶所用的时间 因 v=54km/h=15m/s 这些氢燃料可使该车以43.2km/h的速度匀速行驶的路程 s=vt=15m/s×100000s=1500000m=1500km 61．（24-25九年级上·江苏无锡·期中）阅读短文，回答问题。 汽车的刹车系统 目前大多数汽车刹车采用油压制动，其原理是驾驶员踩下刹车踏板，向刹车总泵中的刹车油施加压力，通过管路传递到每个车轮刹车卡钳的活塞上，卡钳夹紧刹车盘从而产生巨大摩擦力令车辆减速。从时速100公里到静止可能只需要几秒而已，可见刹车系统承受着巨大的负荷。 油压制动刹车时消耗的动能最终被释放掉，形成了能源的浪费，为节约能源，现在的混合动力汽车采用再生制动器，它能把汽车刹车制动时消耗的动能转化为电能储存在蓄电池中，同时产生汽车所需的制动力，从而有效减少了汽车的燃油消耗和制动器摩擦片的磨损。储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率。 (1)油压制动刹车在刹车过程中，将动能转化为 ，而再生制动器将动能转化为 能进行储存； (2)汽车在行驶过程中，很多部位会发热，如：①发动机外壳发烫，②轮胎发热；③刹车片发热；④水箱中的水变热，其中属于通过做功改变内能的是______； A．②④ B．①③ C．②③ D．①②③④ (3)测试时，汽车在大小为1000N的牵引力作用下，以25m/s的速度正常行驶100m。此过程中，汽车牵引力的功率为 W。如果汽车在制动时产生恒定的刹车阻力为1.0×104N，该制动过程中汽车行驶的路程与时间的关系如图甲所示，则在0～0.5s内汽车克服刹车阻力所做的功为 J； (4)某次测试中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能Ek，画出Ek随s变化的图像如图乙所示，则图中表示开启再生制动器的图线是 。 (5)若汽车正常行驶时的动能为4×105J，某时刻关闭发动机，并同时开启再生制动器，由图像可知最终有 J的动能转化为内能，由图像可以求出此次测试中的储能效率为 。 【答案】(1) 内 电 (2)C (3) (4)② (5) 40% 【详解】（1）[1][2]油压制动刹车在刹车过程中，卡钳夹紧刹车盘从而产生巨大摩擦力令车辆减速，故将动能转化为内能，而再生制动器能把汽车刹车制动时消耗的动能转化为电能储存在蓄电池中，故再生制动器将动能转化为电能进行储存。 （2）①发动机外壳发烫是因为发动机工作时产生大量的热，温度升高，外壳吸热后温度也升高发烫，属于热传递改变内能；②轮胎发热是因为轮胎高速转动与路面摩擦将机械能转化为内能，属于做功改变内能；③刹车片发热是刹车片与刹盘之间摩擦，将机械能转化为内能，属于做功改变内能；④水箱中水的作用是冷却发动机，水吸热后温度变高，属于热传递改变内能，故通过做功改变内能是②③。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 （3）[1]此过程中，汽车牵引力的功率为 [2]在0～0.5s内汽车移动的距离为10m，克服刹车阻力所做的功为 （4）未开启再生制动器制动时将机械能转化为了内能，开启再生制动器制动时将机械能一部分转化为了电能，故开启再生制动器制动时速度下降更快，移动的距离更短，故为图线②。 （5）[1][2]根据图像可知，未开启再生制动器制动时通过的距离为 汽车受到的摩擦力为 开启再生制动器，由图像可知最终动能转化为内能为 此次测试中的储能效率为 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$