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 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．2023年5月30日，我国神舟十六号载人飞船搭载火箭成功发射。下列说法正确的是（　　） A．火箭加速升空过程，飞船的质量变大 B．火箭与大气层摩擦时，是通过热传递使内能增大 C．火箭用液态氢做燃料，是因为其比热容大 D．火箭加速升空过程，飞船的机械能增加 2．如图所示，小方在荡秋千，某次他摆动到右侧最高点A后，又开始向下摆动，经过点 B 和最低点 C，然后摆动到与B 点等高的 D 点后返回。小方从A 摆到 D 的过程中，下列说法正确的是（    ） A．小方在 B 点和 D 点时的机械能相等 B．运动到C点时，小方受力平衡 C．从A点摆到 C点，重力势能全部转化为动能 D．摆动过程中，绳子拉力没有对小方做功 3．下列选项中通过做功的方式改变物体内能的是（　　） A．冬天，烤火取暖 B．夏天，在饮料中放冰块 C．冬天，搓动双手会发热 D．冬天，晒太阳身体会暖和 4．如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，把水加热至沸腾一段时间后，塞子受到水蒸气的压力会冲出去。下列说法正确的是（    ） A．塞子冲出去时，水蒸气的内能减小 B．塞子冲出去前，试管内气体压强变小 C．这个实验与四冲程内燃机的排气冲程的原理相同 D．塞子冲出去时，管口周围出现的白雾是空气液化成小水珠形成的 5．关于比热容和热值，下列说法正确的是（　　） A．生物体内水的比例很高，因为水的比热容大，所以有助于调节生物体自身温度 B．煤油的热值比酒精大，那么煤油完全燃烧时放出的热量一定比酒精多 C．火炉中新加的一木炭块越烧越旺，说明木炭的热值越来越大 D．采取措施使燃料燃烧得更充分，就可以提高燃料的热值 6．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 7．下列图形中，属于内能转化为机械能的是（ ） A． 滑下滑梯 B． 弯折铁丝 C． 做功冲程 D． 压缩空气点火 8．关于如图所示的热现象，说法正确的是（　　） A．图甲中炙热的铁水具有内能，冰冷的冰块没有内能 B．图乙中冬天搓手取暖是将内能转化为机械能 C．图丙中用湿毛巾冷敷降温是通过热传递的方式增加人体的内能 D．图丁中能量转化与汽油机压缩冲程能量转化都是机械能转化为内能 9．古人通过快速钻木来取火 以下四个事例中能量转化与之相同的是（  ） A．甲、丙 B．甲、丁 C．乙、丙 D．甲、乙 10．2023年6月，神舟十五号乘组航天员返回地球。在返回舱进入大气层后加速下落的过程中，返回舱内能增加。下列情景中改变内能的方式与这一过程相同的是（　　） A．冬天搓手，可以使手暖和 B．用燃气烧水，水的温度升高 C．夏天喝冷饮，使人感到凉爽 D．夏天晒被子，棉被温度升高 11．在学校科技周展示中，物理兴趣小组的同学用塑料瓶自制了一个火箭模型，在瓶子的侧壁安装一个电火花发生器，按下按钮会产生电火花，从瓶口喷入酒精后，盖上锥形纸筒，按下按钮，纸筒立即向上飞出。下列说法正确的是（　　） A．瓶内酒精燃烧越充分，酒精热值越大 B．纸筒飞出过程中内能转化为机械能 C．纸筒飞出相当于热机工作时的压缩冲程 D．瓶内出现的白雾是由水蒸气汽化而成的 12．自行车下坡时，即使停止蹬车，车速也会越来越快，这是因为人和自行车的（　　） A．机械能越来越大 B．惯性越来越大 C．重力越来越大 D．重力势能转化为动能 13．在如图所示事例中，不属于做功改变内能的是（　　） A． 冷天搓手取暖 B． 空气被压缩时内能增大 C． 烧水时水温升高 D． 下滑时臀部发热 14．下列关于热机和环境保护的说法中，正确的是（　　） A．热机消耗的燃料越多，效率就越低 B．汽车排出的尾气都是有毒气体 C．所有的热机都是用汽油作燃料的 D．使燃料燃烧更充分可以提高热机效率 15．关于热现象，下列说法正确的是（　　） A．八月苹岛，丹桂飘香，说明了分子之间存在引力 B．“钻木取火”是通过热传递改变物体的内能 C．暑假同学们在家学做菜，厨房里菜香四溢，说明了分子在不停地做无规则运动 D．冬天用热水袋暖手，是通过做功改变物体的内能 二、填空题 16．小明在吹气球时，被吹大了的气球没能用手捏住，呼啸着飞了出去，将会感觉到它喷气的嘴部温度和原来相比 （选填“变高”“变低”或“没有变化”），发生的能量转化与内燃机的 冲程是一致的。 17．一台单缸四冲程汽油机，汽油机飞轮转速是1200r/min，该汽油机每秒钟对外做功 次，当油箱内汽油燃烧一半，汽油的热值将 ，比热容将 （后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）。 18．在汽油机的四个冲程中，机械能转化为内能的是 冲程；如图所示汽油机正在进行的是 冲程． 19．2023年9月21号“天宫课堂”第四课开课，神舟十六号航天员桂海潮老师在演示“球形火焰实验”中擦燃了一根火柴，这是通过 的方式来改变火柴头的内能的。 三、实验题 20．在探究物质某些属性的实验中，有如图所示甲、乙、丙三套完全相同装置，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同。 （1）比较不同燃料热值，应选择 两图进行实验；比较不同物质比热容，应选择 两图进行实验； （2）实验中，甲与丙的加热时间相同，目的是为了 最后发现丙图中的温度计示数较高，据此可得到的结论是 ； （3）该实验过程主要用到的两种物理研究方法是 和 。 四、计算题 21．小明家的太阳能热水器内装有100kg，25℃的水，经过一天照射后，温度升高到75℃，假设用煤烧水，水吸收的热量占煤完全燃烧放出的热量的30%，煤的热值是3.5×107J/kg。问： （1）热水器中的水升温吸收的热量为多少？ （2）如果用煤烧水，那么需要多少千克的煤？ 五、综合题 22．天然气灶使用方便、经济环保，天然气已经走入千家万户。如图所示，某天然气灶将一壶质量为4kg、温度为20℃的水加热至70℃，已知水的比热容为，天然气的热值为4.0×107J/m7，该天然气灶的热效率为80%。求： （1）此过程水吸收的热量是多少？   （2）该过程需要消耗多少m3的天然气？ （3）夏天水水沸腾时，“白气”较冬天水沸腾时少，是因为 。 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 D D C A A C C D A A 题号 11 12 13 14 15 答案 B D C D C 1．D 【详解】A．物体的质量与物体的位置无关，所以火箭加速升空过程，飞船的质量不变，故A错误； B．火箭与大气层摩擦，表面温度升高，是通过做功的方式使内能增大，故B错误； C．火箭用液态氢做燃料，是因为其热值较大，质量的氢完全燃烧放出的热量比其它燃料多，故C错误； D．火箭加速升空过程，速度增大，高度增大，动能和重力势能增大，火箭的机械能增大，故D正确。 故选D。 2．D 【详解】A．有空气阻力做功时，机械能减小，所以D点时机械能小于B点，故A错误； B．运动到C点时小方做曲线运动，所以受力不平衡，故B错误； C．有空气阻力做功时，所以从A点到C点，重力势能转化为动能和内能，故C错误； D．摆动过程中，绳子拉力与小方运动方向始终垂直，小方没有沿绳子拉力方向移动距离。根据做功的两个必要因素知，绳子拉力没有对小方做功，故D正确。 故选D。 3．C 【详解】A．冬天，烤火取暖时，人体吸收热量，内能增加，属于热传递改变物体的内能，故A不符合题意； B．夏天，在饮料中放冰块，饮料放出热量，温度降低，属于热传递改变物体的内能，故B不符合题意； C．冬天，搓动双手会发热，是克服摩擦做功，机械能转化为内能，属于做功改变物体的内能，故C符合题意； D．冬天，晒太阳身体会暖和，人体从太阳光中吸收热量，内能增加，属于热传递改变物体的内能，故D不符合题意。 故选C。 4．A 【详解】A．塞子冲出去时，水蒸气推动塞子做功，将内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能减小，故A正确； B．塞子冲出去前，试管内气体密度不断变大，压强变大，故B错误； C．这个实验与四冲程内燃机的做功冲程的原理相同，都将内能转化为机械能，故C错误； D．塞子冲出去时，管口周围出现的白雾是空气中的水蒸气液化成小水珠形成的，故D错误。 故选A。 5．A 【详解】A．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A正确； 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．热值是燃料的一种属性，与燃烧情况无关，火炉中新加的一木炭块越烧越旺，但木炭的热值不变，故C错误； D．热值是燃料的一种属性，与燃烧情况无关，采取措施使燃料燃烧得更充分，不能提高燃料的热值，故D错误。 故选A。 6．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。 7．C 【详解】A．滑下滑梯过程是摩擦生热，该过程中消耗了机械能，产生了内能，故是将机械能转化为内能的过程，故A不符合题意； B、D．弯折铁丝过程、压缩点火都是通过做功改变内能，是将机械能转化为内能的过程，故B、D不符合题意； C．内燃机做功冲程过程是消耗内能，产生机械能，故是将内能转化为机械能的过程，故C符合题意． 8．D 【详解】A．任何物体在任何情况下都具有内能。冰冷的冰块也有内能，故A错误； B．搓手取暖是机械能转化为内能，故B错误； C．湿毛巾冷敷降温是通过热传递的方式减小人体的内能，故C错误； D．汽油机压缩冲程是机械能转化为内能，图丁中能量转化是机械能转化为内能，故D正确。 故选D。 9．A 【详解】钻木取火是通过做功改变物体内能；分析甲乙丙丁可知，其中甲和丙均是通过做功将机械能转化为内能的，而乙是将电能转化为机械能，丁是将内能转化为机械能；故A选项符合题意． 10．A 【详解】返回舱进入大气层后加速下落的过程中，受到空气阻力作用，克服阻力做功，返回舱温度升高，内能增大，是通过做功改变内能。 A．冬天搓手，克服摩擦做功，手的内能增加，温度升高，是通过做功改变内能，故A符合题意； B．用燃气烧水，水从火焰中吸收热量，温度升高，内能增加，是通过热传递改变内能，故B不符合题意； C．夏天喝冷饮，饮料从人体吸收热量，温度升高，是通过热传递改变内能，故C不符合题意； D．夏天晒被子，棉被吸收热量，温度升高，内能增加，是通过热传递改变内能，故D不符合题意。 故选A。 11．B 【详解】A．热值是燃料的特性，同种燃料的热值相同，酒精热值保持不变，不是瓶内酒精燃烧越充分，酒精热值越大，故A错误； BC．纸筒飞出过程中内能转化为机械能，而热机工作时的压缩冲程是机械能转化为内能，那么纸筒飞出不是相当于热机工作时的压缩冲程，故B正确，C错误； D．瓶内出现的白雾是人眼能看到的，是液态小水珠，是由水蒸气液化而成的，故D错误。 故选B。 12．D 【详解】ABCD．骑自行车下坡时，即使停止蹬车，车速也会越来越快，这是因为人和车所处的高度减小，重力势能减小，但速度越来越大，动能增大。正是减小的重力势能转化成了人和车的动能；下坡过程中，要克服摩擦做功，机械能转化为内能，所以机械能减小，故D选项正确。 故选D。 13．C 【详解】A、冷天搓手取暖是通过做功的方式把机械能转化为内能； B、空气被压缩时内能增大是通过做功的方式把机械能转化为内能； C、烧水时水温升高，是通过热传递的方式改变物体内能的； D、下滑时臀部发热是通过做功的方式把机械能转化为内能； 故选C． 14．D 【详解】A．热机消耗的燃料多，但不知道有用功多少，因此效率不一定低，故A错误； B．汽车排出的气体中有二氧化碳、水蒸气、一氧化碳、氮氢化合物等，其中二氧化碳和水蒸气是无害的，故B错误； C．汽油机燃烧汽油，柴油机燃烧柴油，蒸汽机燃烧煤，并不是所有的热机都燃烧汽油的，故C错误； D．使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故D正确。 故选D。 15．C 【详解】A．八月苹岛，丹桂飘香，属于扩散现象，说明分子不停地做无规则运动，故A错误； B．“钻木取火”是将机械能转化为内能，因此这是通过做功的方式改变物体的内能，故B错误； C．厨房里菜香四溢，属于扩散现象，说明分子不停地做无规则运动，故C正确； D．冬天用热水袋暖手，热水袋温度高，手吸收热量，这是通过热传递的方式改变物体的内能，故D错误。 故选C。 16． 变低 做功 【详解】[1]气球内的气体向外喷出，气体对外做功，所以球内气体的温度降低，将会感觉到它喷气的嘴部温度和原来相比温度降低。 [2]发生的能量转化是内能转化为机械能，这与内燃机的做功冲程一致。 17． 10 不变 不变 【详解】[1]由题意可知，单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min，即每秒钟转20圈，完成40个冲程，做功10次。 [2]热值是燃料的特性，与燃料的种类有关，与其质量的大小无关，故当油箱内汽油燃烧一半，汽油的热值不变。 [3]比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关，当油箱内汽油燃烧一半，汽油的比热容将不变。 18． 压缩 做功 【详解】[1]在内燃机的工作过程中，压缩冲程是将机械能转化为内能的过程； [2]图中的冲程中，进气门和排气门关闭，火花塞点燃，活塞向下运动，所以是做功冲程。 19．做功 【详解】擦燃火柴的过程中，将机械能转化为内能，所以是通过做功的方式来改变火柴头的内能的。 20． 甲和乙 甲和丙 使水和煤油吸收相同的热量 煤油的比热容小于水的比热容 控制变量法 转换法 【详解】（1）[1]为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲和乙两图进行实验。 [2]为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量和温度的变化相同，通过比较加热时间，进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲和丙两图进行实验。 （2）[3]实验中，甲与丙的加热时间相同，目的是为了使水和煤油吸收相同的热量。 [4]根据Q=cmΔt，相同质量的水和煤油吸收相同的热量，煤油的温度变化大，说明煤油的比热容较小。 （3）[5][6]由（1）分析实验中用到了控制变量法，通过加热时间来反映物体吸收热量的多少，用到了转换法。 21．（1）2.1×107J；（2）2kg 【详解】解：（1）水吸收的热量为 （2）由题知，水吸收的热量占煤燃烧放出热量的30%，煤完全燃烧放出的热量为 由得需要煤的质量为 答：（1）热水器中的水升温吸收的热量为2.1×107J； （2）需要煤的质量为2kg。 22． 0.02625 见解析 【详解】（1）[1]此过程水吸收的热量是 （2）[2]天然气释放的热量 该过程需要消耗的天然气体积为 （3）[3]水沸腾时，热的水蒸气遇冷液化成小水滴，就是“白气”，因为冬天温度较低，因此水蒸气遇冷液化形成的小水滴较多，而夏天气温较高，水蒸气遇冷液化的小水滴比冬天少，故夏天水水沸腾时，“白气”较冬天水沸腾时少。 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 $$