12.4机械能与内能的相互转化 ---2024-2025学年苏科版物理九年级上学期

2024—2025学年九年级上册物理苏科版12.4机械能与内能的相互转化 一、单选题 1．下列事例中,利用做功方式改变物体内能的是(　   ) A．在饮料中加冰块,饮料变凉 B．夏天,柏油路被阳光晒温度升高 C．火车经过,铁轨温度升高 D．用电热壶烧水,水温升高 2．下列情景中利用了大气压的是（　　） A．  将药物注射进肌肉 B．  气体将活塞冲出 C．  飞艇上升 D．  用拔子疏通下水道 3．下列说法正确的是（　　） A．一瓶酒精用去一半，酒精的热值减小一半 B．燃料燃烧不充分时，部分能量将被浪费掉，热值将减小 C．内燃机的效率越高，它消耗的燃料就越少 D．热机效率越高，它将内能转化为机械能的比例越大 4．关于热机效率的说法中，正确的是（　　） A．热机所用燃料的热值越大，效率越高 B．热机功率越大，热机效率越高 C．不断创新和改进热机结构，可以提高热机效率，使热机效率等于1 D．蒸汽机、汽油机和柴油机的热机效率分别是、、，则有 5．下列关于热现象的说法，正确的是（　　） A．物体的温度越高，分子热运动越剧烈 B．汽油机的做功冲程是将机械能转化为内能 C．温度越高的物体具有的热量就越多 D．煤油吸收的热量越多，其比热容和热值就越大 6．长征五号火箭发动机采用氢氧发动机，用氢气做燃料获得动力，是由于氢气的（　　） A．比热容的较大 B．热值高 C．密度大 D．导热性好 7．甲、乙两种燃料完全燃烧时的Q－m图象如图所示，则甲、乙两种燃料的热值q的关系是(    ) A．q甲＞q乙 B．q甲＜q乙 C．q甲＝q乙 D．条件不足，无法判断 8．下列说法中正确的是（　　） A．物体吸收的热量越多，它的比热容就越大 B．热值大的燃料完全燃烧，放出的热量一定多 C．热机做的有用功多，热机的效率就高 D．生物体内水的比例很高，由于水的比热容较大，因此有助于调节生物体自身温度 9．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A．0℃的冰块，内能一定为零 B．汽油机做功冲程，汽缸内燃气的内能减少 C．热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移 D．用扇子扇玻璃泡上涂有酒精的温度计，示数减小，说明做功可以改变物体的内能 10．下列有关热学知识的表述，说法正确的是（　　） A．1kg酒精与1g酒精的热值不相等 B．破镜不能重圆说明分子间有斥力 C．冬日雪花漫天飞舞，说明分子在不停地做无规则运动 D．海边昼夜温差变化比沙漠中小，其主要原因是水的比热容比沙石大 11．如图甲所示的某品牌插秧机使用北斗导航，农民只需在作业前进行相关设定，即可实现24小时无人值守自动作业。如图乙是插秧机单缸四冲程发动机工作过程中的某个冲程。下列有关说法错误的是（　　） A．若插秧机发动机的转速是4800r/min，则该发动机每秒钟对外做功80次 B．发动机用水作冷却剂是因为水的比热容较大 C．经过精心保养的发动机的效率也无法达到100% D．图乙中发动机处于压缩冲程 12．如图所示，属于热传递改变物体内能的是（　　） A． B． C． D． 13．2022年10月31日，搭载空间站梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭在我国文昌航天发射场发射成功。长征五号B遥四运载火箭使用液氢作为燃料，是利用液氢具有较大的（　　）    A．热值 B．比热容 C．沸点 D．熔点 14．2022年4月16日，神舟十三号返回舱在东风着陆场预定区域成功着陆。关于返回舱，下列说法中正确的是（    ） A．返回舱进入大气层后形成一个“火球”，在这个过程中将内能转化为机械能 B．为避免返回舱与大气剧烈摩擦而被烧坏，在表面涂有烧蚀材料，利用材料在熔化、汽化过程会放热 C．返回舱加速下降时，返回舱的动能增大，重力势能增大 D．返回舱降落伞打开后减速下落，降落伞对返回舱的拉力等于返回舱对降落伞的拉力 15．小华驾驶一辆额定功率为36千瓦、效率为30%的小轿车在一段平直的公路上以108km/h的速度匀速行驶，在额定功率下行驶1小时（q汽油＝3.6×107J/L），下列说法正确的是（　　） A．驾驶时系上安全带是为了减少驾驶员的惯性 B．至少需要燃烧12L的汽油 C．汽车在匀速行驶的过程中所受到的阻力约为333.3N D．小轿车行驶的速度越大，小轿车对地面的压力越大 二、填空题 16．周末，小明家用固体酒精炉在郊外野炊，烧水时锅中1kg的水的温度从20℃升高到70℃，则水吸收的热量是 J；请你写出固体酒精炉加热效率不高的一个原因： 。[] 17．如图是汽油机的做功冲程示意图，此冲程活塞往 （选填“上”或“下”）运动。汽油机的效率越高，在做功同样多的情况下，就消耗越 （选填“多”或“少’）的汽油。 18．2024年9月24日，捷龙三号遥四运载火箭于山东海阳成功发射，将8颗卫星送入太空。火箭发射时多以氢为燃料，主要考虑的是氢燃料的 （选填“密度”、“比热容”或“热值”）较大。 19．如图一为空气压缩引火仪，活塞向下运动，利用做功方式使气体内能变化，其能量转化过程与图二中的 （选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）冲程相同。若汽油机内对外做功次，则其曲轴的转速为 ，汽油机需要用冷却液进行降温，是利用了冷却液的 大的特性。 三、计算题 20．如图所示是国产大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600，它装有4台国产WJ6涡轮螺旋桨发动机，既能在陆地上起降，又能在水面上起降，是一艘会飞的船。飞机发动机的热效率和推进效率是反映飞机性能的重要指标。发动机的热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，推进效率是指发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与获得的机械能之比。 飞机的部分参数如下表所示： WJ6发动机数量 4台 M大起飞质量 53.5t 最大巡航速度 发动机巡航推力 发动机的热效率 40% 发动机的推进效率 …… （1）“鲲龙”AG600在水面降落的过程中，重力势能 ，动能 。 （2）若AG600以最大速度满载巡航2h，消耗燃油5000kg，燃油的热值，求： ①燃油完全燃烧获得的内能。( ) ②发动机推力所做的功。( ) ③此过程中发动机的推进效率。( ) 21．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。 22．已知氢的热值是1.4×108J/kg，完全燃烧5kg的氢所放出的热量是多少？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D D D A B A D B D 题号 11 12 13 14 15 答案 A A A D B 1．C 【详解】A. 在饮料中放入一些冰块，饮料变凉，饮料放出热量，内能减少，温度降低，这是通过热传递方式改变物体内能的．不符合题意．B. 柏油路在阳光的照射下，柏油路吸收太阳的热温度升高，内能增加，这是通过热传递方式改变物体内能的．不符合题意．C.火车经过，火车与铁轨之间存在摩擦，克服摩擦做功，铁轨内能增加，温度升高．符合题意．D. 用电热壶烧水，水吸收热量，内能增加温度升高，这是通过热传递方式改变物体内能的．不符合题意．故选C. 2．D 【详解】A．将药物注射进肌肉是由于活塞受到推力的作用，不是利用大气压，故A不符合题意； B．气体将活塞冲出是由于水面上方的气体对外做功，内能转化为机械能，故B不符合题意； C．空中上升的飞艇受到空气的浮力，故C不符合题意； D．拔子在使用时，用力一按橡皮囊，排出了里面的空气，当其恢复原状时，橡皮囊内部气压小于外界大气压，在外界大气压的作用下，把马桶内的堵塞物吸出，故D符合题意。 故选D。 3．D 【详解】A．燃料的热值是燃料的一种特性，与燃料的质量、温度和体积无关，所以一瓶酒精用去一半，剩下的酒精的热值不变，故A错误； B．燃料的热值是燃料的一种特性，与燃料的质量、温度和体积无关，燃料燃烧不充分时，部分能量将被浪费掉，但热值不变，故B错误； C．热机的效率越高，说明热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比越大，但消耗的燃料的多少是不能判断，故C错误； D．热机效率越高，热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比越大，内能转化为机械能的比例越大，故D正确。 故选D。 4．D 【详解】A．用热值大的燃料完全燃烧相同质量可以放出更多的热量，但用来做有用功的能量不一定多，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量的比值不一定大，热机效率不一定高，故A错误； B．有用功占燃料完全燃烧放出热量的比例越大，热机的效率越高；功率是指做功的快慢，二者没有必然联系，故B错误； C．不断创新和改进热机结构，可以提高热机效率，但使用热机时有能量散失，热机效率始终小于1，故C错误； D．汽油机和柴油机是内燃机，由热机的特点可知，汽油机的效率低于柴油机的效率；而蒸汽机的燃料是在机器的外部燃烧，热损失最多，效率最低，故 D正确。 故选D。 5．A 【详解】A．分子的热运动与温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈，故A正确； B．在做功冲程中的能量转化关系是内能转化为机械能，故B错误； C．热量是过程量，不能说“具有”，可以说“吸收”或“放出”，故C错误； D．比热容和热值都是物体本身的性质，与吸收热量的多少无关，故D错误。 故选A。 6．B 【详解】火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢和其它燃料时，氢燃料可以放出更多的热量，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 7．A 【详解】根据图象可知,相同质量的甲乙两种燃料完全燃烧放出的热量关系：Q甲>Q乙；由q=可得：q甲>q乙.故A正确． 【点睛】单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值，在图象上取某一质量m，比较相应的Q值，从而比较这两种燃料的热值大小． 8．D 【详解】A．比热容是物质的一种属性，与物体吸热的多少无关，故A错误； B．燃料燃烧放出热量的多少与燃料的热值、质量和燃烧程度有关，只知热值，质量不知，热值大的燃料完全燃烧放出的热量不一定多，故B错误； C．热机效度是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，只有在消耗的燃料同样多的情况下，热机做的有用功越多，热机的效率才越高，故C错误； D．水的比热容较大，与其它质量相同的液体比较，在吸收或放出相同的热量时，温度变化不明显，有助于调节生物自身温度，故D正确。 故选D。 9．B 【详解】A．物体在任何温度下都有内能，0℃的冰块，内能不为零，故A错误； B．在汽油机的做功冲程，高温高压的燃气对外做功，内能转化为机械能，所以燃气内能减少，温度降低，故B正确； C．热传递的条件是：有温度差；热传递的特点是：高温物体放出热量，低温物体吸收热量，热量从高温物体传给低温物体，内能小的物体温度可能比内能大的物体温度高，因此热量也可能由内能小的物体传给内能大的物体，故C错误； D．把酒精涂在温度计的玻璃泡上，用扇子扇的时候，加快了酒精的蒸发，蒸发吸热，所以温度计的示数降低，该现象与做功无关，故D错误。 故选B。 10．D 【详解】A．热值是燃料的特性，同种燃料的热值相同，1kg酒精与1g酒精，都是酒精，只是质量不同，它们的热值是相等的，故A错误； B．破镜不能重圆，是由于分子间的距离较大，分子间引力不明显，故B错误； C．冬日雪花漫天飞舞，这是人的眼睛能看到的，是机械运动，不是分子运动，不能说明分子在不停地做无规则运动，故C错误； D．海边昼夜温差变化比沙漠中小，即温度变化量较小，这是由于水的比热容较大，吸热能力较强，故D正确。 故选D。 11．A 【详解】A．已知该汽油机飞轮的转速是4800r/min＝80r/s，则该汽油机每秒可完成40个工作循环，即每秒对外做功40次，故A错误，符合题意； B．由于水的比热容较大，由Q吸=cmΔt可知，相同质量的水和其他物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量较多，因此汽车发动机用水作冷却剂，故B正确，不符合题意； C．任何方法都不可能使汽油机的效率达到100%，故C正确，不符合题意； D．由图乙可知，进气门和排气门关闭，活塞向上运动，因此汽油机处于压缩冲程，故D正确，不符合题意。 故选A。 12．A 【详解】A．在炉火上烧水，是通过热传递的方式改变物体的内能，故A正确； B．活塞压缩筒内气体做功，气体的内能增加，是通过做功的方式改变物体的内能，故B错误； CD．双手相互摩擦和钻木取火，都是克服摩擦做功，物体的内能增加，是通过做功的方式改变物体的内能，故CD错误； 故选A。 13．A 【详解】火箭使用液氢作为燃料，是利用液氢具有较大的热值的特点，由Q吸=qm知，相同质量的液氢与其它燃料相比，完全燃烧时能放出更多的热量。 故选A。 14．D 【详解】A．返回舱进入大气层后形成一个“火球”，在这个过程中将机械能转化为内能，故A错误； B．火箭头部的特殊材料在熔化、汽化时可以吸收大量热量，从而达到保护火箭的目的，这是利用了熔化、汽化要吸热的原理，故B错误； C．返回舱加速下降时，返回舱的速度增大，动能增大，高度降低，重力势能减小，故C错误； D．返回舱降落伞打开后减速下落，由于物体间力的作用是相互的，所以降落伞对返回舱的拉力等于返回舱对降落伞的拉力，故D正确。 故选D。 15．B 【详解】A．驾驶员开车时系上安全带是为了防止惯性带来伤害，惯性与质量有关，这里不是减小惯性，故A错误； B．小汽车以额定功率匀速直线行驶1h牵引力所做的功 由得，完全燃烧汽油放出热量 由得，需要燃烧汽油的体积 故B正确； C．汽车的速度 由得，汽车发动机的牵引力 因为汽车在平直公路上匀速行驶，所以汽车受到的阻力与牵引力是一对平衡力，所以 故C错误； D．小轿车呈流线型，行驶时上方空气流速大，压强小，下方空气流速小，压强大，产生向上的升力，因此，小轿车行驶的速度越大，小轿车对地面的压力越小，故D错误。 故选B。 16． 见解析 【详解】[1]水吸收的热量 Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(70℃-20℃)=2.1×105J [2]固体酒精不能完全燃烧，而且加热过程中有热量的损失，使得固体酒精炉热效率不高。 17． 下 少 【详解】[1]由图可知，汽油机做功冲程中，高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功，将内能转化为机械能。 [2]热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，在做功同样多的情况下，由可知，汽油机的效率越高，需要燃料完全燃烧放出的热量就越少，因此消耗的汽油就越少。 18．热值 【详解】火箭发射时多以氢为燃料，主要考虑的是氢燃料的热值较大，相同的氢和其它燃料相比，完全燃烧放出的热量较多。 19． 乙 比热容 【详解】[1]图一中活塞压缩空气对空气做功，将机械能转化为内能，内能增加，温度升高，是通过做功的方法改变空气的内能；图二乙图中两个气门都关闭，活塞向上运动，因此是压缩冲程，此过程中机械能转化为内能，故图一中能量转化与图二乙图中能量转化相同。 [2]四冲程内燃机的曲轴转圈，完成个冲程，并对外做功次；汽油机每秒内对外做功次，曲轴转圈，则每分钟对外做功次，曲轴转圈，因此曲轴的转速为。 [3]汽油机工作时会产生大量热，一般用冷却液做冷却剂，是因为冷却液的比热容比较大，由可知，与其它液体相比，在质量和升高温度相同时，冷却液可以吸收更多的热量，降低发动机的温度。 20． 减小 减小 50% 【详解】解：（1）“鲲龙”AG60在水面降落的过程中，质量不变，高度减小，速度减小，所以重力势能减小，动能减小。 （2）①燃油完全燃烧获得的内能 Q=mq=5000kg×4.6×107J/kg=2.3×1011J ②由 得，通过的路程 s=vt=500km/h×2h=1000km=106m 推力做的有用功 W有=Fs=4.6×104N×106m=4.6×1010J ③由 得，获得的机械能 W机=ηQ=40%×2.3×1011J=9.2×1010J 所以，发动机的推进效率 答： （1）减小；减小； （2）①燃油完全燃烧获得的内能是2.3×1011J； ②发动机推力所做的功为4.6×1010J； ③发动机的推进效率为50%。 21．（1）2.4×106J；（2）1.68×106J；（3）102℃ 【详解】解：（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℃。 22．7×108J 【详解】解：完全燃烧5kg氢所放出的热量 Q放=mq=5kg×1.4×108J/kg=7×108J 答：完全燃烧5kg氢所放出的热量是7×108J。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$