12.4机械能与内能的相互转化2024—2025学年苏科版九年级上册物理

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 1．2022年6月5日，长征二号F遥十四运载火箭搭载神舟十四号载人飞船成功发射升空。关于运载火箭发射升空（如图）时涉及的物理知识（　　） A．使用的燃料热值较小 B．燃料燃烧时将内能转化为化学能 C．周围出现大量的“白气”是汽化现象 D．燃气主要通过热传递使周围的空气内能增大 2．对下列四幅图说法正确的是（　　） A． 水蒸气驱动叶轮转动是将内能转化为机械能 B． 图中所示冲程是压缩冲程 C． 将玻璃板缓慢拉离水面时，弹簧测力计示数变大说明分子间存在斥力 D． 将活塞迅速下压，玻璃筒内硝化棉燃烧起来，压缩空气过程中将内能转化为机械能 3．科幻大片《流浪地球》中地球为摆脱木星，主人公点燃了木星上的可燃气体，从而将地球推离木星，其中“点燃木星”将地球推开相当于内燃机的（      ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 4．下列说法中，属于通过做功改变物体内能的是（　　） A．用煤气灶烧水，水温升高 B．感冒发烧时，用冷毛巾敷额头降温 C．在太阳光照射下，路面温度升高 D．用打气筒给轮胎打气，气筒壁发热 5．下列实例中，内能改变的方式与其他三项不同的是（　　） A．发烧时，用冷毛巾给头部降温 B．人晒太阳时感觉暖和 C．搓手时，感到手变热 D．刚煮熟的鸡蛋放在冷水中降温 6．如图所示，对图中所描述的物理过程，下列分析中不正确的是（    ）    A．图甲中，给瓶内打气，瓶内气体内能增大 B．图甲中，当塞子跳起来时，瓶内气体对塞子做功，瓶内出现白雾 C．图乙中，塞子冲出去时，试管内部出现白雾，水蒸气的内能转化为塞子的机械能 D．图甲和图乙都能说明做功可以改变物体的内能 7．关于热现象，下列说法正确的是（　　） A．液体很难被压缩，说明分子间有引力 B．内能和温度有关，0℃的冰块没有内能 C．常用水作冷却剂，是利用了水比热容大这一性质 D．四冲程内燃机工作时，压缩冲程将内能转化为机械能 8．长征运载火箭推进太空探索技术发展，促进人类文明进程。下列说法正确的是（　　） A．火箭点燃时，周围出现大量“白气”是汽化现象 B．火箭点燃后，火焰通过做功方式使水池水温升高 C．火箭燃料燃烧得越充分，燃料的热值越大 D．火箭外壳选用熔点较高的耐烧蚀隔热涂料 9．在内燃机工作的四个冲程中，发生内能和机械能相互转化的是（　　） A．①② B．①③ C．②③ D．②④ 10．小张用相同的酒精灯分别对质量均为200g的水和甲液体进行加热，8min内各消耗酒精4g，用得到的实验数据绘制出了如图所示的图像。若单位时间内两液体吸收的热量相等，酒精的热值为，水的比热容为，则下列说法正确的是（　　） A．升高相同温度时，水和甲液体吸收的热量相等 B．甲液体在4min内吸收的热量为 C．甲液体的比热容为 D．酒精灯的加热效率为21% 11．下列关于能量的说法不正确的是 A．对物体做功，物体内能增大，这一过程属于能量的转化 B．在平直的马路上骑自行车，不踩脚踏板，自行车会停下来，说明能量会自行消失 C．热传递的过程中热量只能从高温物体转移到低温物体，说明能量转移是有方向的 D．汽油机工作时效率比蒸汽机要高许多，但其能量利用率仍然很低 12．春节期间，某学校开展了“寻根问源，记住年味“的活动。如图所示是同学们晒的“年味”照片，下列描述正确的是（　　） A．图甲中，玉润饱满的汤圆中飘出的“白气”是汽化形成的 B．图乙中，墨迹未干的春联墨香飘飘，说明分子静止不动 C．图丙中，与盒子摩擦引燃的“擦炮”是通过做功改变内能 D．图丁中，刚上桌继续沸腾的砂锅米线，说明沸腾不需吸热 13．我国空间站梦天实验舱10月29日组织发射前系统间全区合练，计划于近日择机实施发射。长征五号B运载火箭主发动机的推进剂采用零下252℃的液氢和零下183℃的液氧，使用液氢作为燃料是因为液氢具有（　　） A．较大的热值 B．较大的密度 C．较高的沸点 D．较高的燃点 14．如图所示，向右做直线运动的汽车，通过AB、BC、CD三段路程所用的时间都是0.4s，下列有关说法正确的是 A．汽车做的是匀速直线运动 B．在此过程中汽车的牵引力等于摩擦阻力 C．汽车的内燃机的效率能达到60% D．汽车从A点运动到D点的平均速度是25m/s 15．在如图所示的各事例中，属于热传递改变物体内能的是（　　） A．搓手，手变暖和 B．加热，水温升高 C．压活塞，硝化棉燃烧 D．滑滑梯，臀部发热 二、填空题 16．一标准大气压下，把2kg、20℃的水烧开，水吸收的热为 J。若水的吸热效率只有70%，则至少需要 m3的天然气（c水=4.2×103J/（kg·℃），q天然气=3.2×107J/m3）。 17．垃圾分类的目的是提高垃圾的资源价值和经济价值。实现变废为宝，高温燃烧生活垃圾放出的热量还可用于发电。若完全燃烧2t生活垃圾释放出的热量为1.4×1010J，则该生活垃圾的热值为 J/kg。 18．如图所示，某单缸四冲程汽油机正处于 冲程，此冲程将 能转化为 能，汽油机是汽车的“心脏”，汽缸外面有“水套”，汽车行驶时水的温度会升高，水的内能会增大，这是通过 方式改变水的内能。 19．有一种电水壶，其铭牌标志如图所示．现将一满壶20℃的水加热到65℃需时14min，已知水的比热容c＝4.2×10J/(kg·℃)．则水吸收的热量是 J；该电热壶的效率是 ． 三、计算题 20．一辆汽车以72km/h的速度匀速行驶10min，消耗的汽油为1.2kg。汽车匀速行驶时受到的阻力为1.2×103 N，汽油的热值q=4.6×107J/kg。问： （1）汽车牵引力做的功； （2）假设燃料完全燃烧，则放出的总热量是多少？ （3）内燃机的效率； （4）这段时间内汽车牵引力做功的功率是多少？ 21．一辆汽车在平直的公路上匀速行驶，5min行驶了6km，受到的阻力为1200N，燃烧了0.5kg汽油。（汽油的热值q=4.6×107J/kg）求： （1）汽车行驶的速度； （2）牵引力所做的功； （3）发动机的效率。 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 A C D C C C D B D 题号 11 12 13 14 15 答案 B C A D B 1．D 【详解】A．火箭使用的燃料热值较大，相同质量的不同种燃料，热值越大，完全燃烧时放出的热量越多，故A不符合题意； B．燃料燃烧时将燃烧的化学能转化为燃气的内能，故B不符合题意； C．周围出现大量的“白气”是温度较高的水蒸气遇冷液化形成的小水珠，故C不符合题意； D．燃气的温度较高，周围的空气温度较低，二者存在温度差，因此，燃气主要通过热传递使周围的空气内能增大，故D符合题意。 故选D。 2．A 【详解】A．燃料燃烧时将化学能转化为内能，内能通过热传递方式给水，水沸腾汽化为水蒸气，高温的水蒸气对小叶轮做功，驱动小叶轮转动，水蒸气自身的温度降低，内能减少，转化成了小叶轮的机械能，是内能做功的结果，故A正确； B．两气门关闭，活塞向下运动，是汽油机的做功冲程，故B错误； C．缓慢向上提拉与水面接触的玻璃板，弹簧测力计示数变大，说明分子间存在引力，故C错误； D．下压活塞时，活塞对筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能，故D错误。 故选A。 3．C 【详解】“点燃木星”将地球推开，将可燃气体的内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程类似，故选C。 4．D 【详解】做功可以让机械能和内能之间进行转化，对物体做功，物体内能会增加；物体对外做功，物体内能会减少．用煤气灶烧水时水温升高，感冒发烧时用冷毛巾敷额头降温，在太阳光照射下路面温度升高这三种情况都是通过热传递改变物体的内能，故A、B、C都不符合题意；用打气筒给轮胎打气时气筒壁发热，是通过做功改变了物体的内能，故D符合题意，选D． 5．C 【详解】A．发烧时，用冷毛巾给头部降温是利用热传递改变物体内能； B．人晒太阳时感觉暖和是通过热传递使内能增加； C．搓手时，感到手变热是通过摩擦做功使得内能增加； D．刚煮熟的鸡蛋放在冷水中降温是利用热传递使得物体内能改变。 故由以上分析可知，ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 6．C 【详解】A．图甲中，给瓶内打气，对气体做功，气体内能增大，故A正确，不符合题意； B．当瓶塞跳起时，瓶内气体对瓶塞做功，内能转化为机械能，气体内能减少，温度降低，水蒸气遇冷液化形成小水珠，瓶外出现白雾，故B正确，不符合题意； C．塞子冲出去时，试管内气体对瓶塞做功，内能转化为机械能，气体内能减少，水蒸气遇冷液化形成小水珠，试管口出现白雾，故C错误，符合题意； D．图甲中瓶内气体对瓶塞做功，内能转化为机械能，图乙中试管内气体对瓶塞做功，内能转化为机械能，图甲和图乙都是通过做功改变物体的内能，故D正确，不符合题意。 故选C。 7．C 【详解】A．分子间存在相互的引力和斥力，液体很难被压缩，说明分子间有斥力，故A错误； B．任何温度的物体都具有内能，故B错误； C．常用水作冷却剂，利用了水比热容较大的性质，这样在同等情况下可以吸收更多的热量，故C正确； D．压缩冲程活塞压缩燃料混合物做功，将机械能转化为内能，故D错误。 故选C。 8．D 【详解】A．火箭点燃时，周围出现大量“白气”是水蒸气液化形成的小液滴，故A错误； B．火箭点燃后，燃料燃烧放出热量，水池中的水吸收热量，温度升高，所以火焰通过热传递的方式使水池水温升高，故B错误； C．燃料的热值是燃料的属性，与燃料是否燃烧充分无关，故C错误； D．为了防止火箭外壳在与大气层摩擦时被烧毁，应选用熔点较高的耐烧蚀隔热涂料，故D正确。 故选D。 9．B 【详解】内燃机的四个冲程分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；压缩冲程中活塞向上运动，压缩气体，对气体做功，将机械能转化为内能；做功冲程中高温高压的燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能；排气冲程不发生能量转化。由图知道，①是压缩冲程，②④分别是排气和吸气冲程，③做功冲程，故B符合题意。 故选B。 10．D 【详解】A．单位时间内两液体吸收的热量相等，由图可知，升高相同温度时，水的加热时间更长，说明水吸热更多，故A错误； BC．用相同的酒精灯分别对质量都为200g的液体甲和水加热，由图可知，质量相同的甲和水升高相同的温度30℃，甲的加热时间为4min，水的加热时间为8min，水的加热时间是甲的加热时间的2倍，则水吸收的热量是甲吸收热量的2倍，根据可知，比热容的大小与吸收的热量成正比，则液体甲和水比热容之比为，则甲的比热容为 甲液体在4min内吸收的热量为 故BC错误； D．8min内各消耗酒精4g，则4min内各消耗酒精2g，2g酒精燃烧放热为 则酒精灯的加热效率为 故D正确。 故选D。 11．B 【详解】当对物体做功时，物体的内能增大，机械能转化为内能，这一过程属于能量的转化，故A正确；自行车自由滑行时，摩擦力对其做功，机械能转化为内能，最终会停下来，故B错误错误；热传递的方向是从高温物体转移到低温物体，故C正确；汽油机的工作效率比蒸汽机高，由于燃料燃烧放出的废气会带走大部分能量，所以能量利用仍然很低，故D正确，故符合题意的是B，故选B． 12．C 【详解】A．“白气”是汤圆中热的水蒸气遇到冷空气液化成的小水滴，故A错误； B．墨迹未干的春联墨香飘飘，是因为分子在永不停息地做无规则运动，分子不是静止不动的，故B错误； C．改变内能的方式有两种，分别是热传递和做功，与盒子摩擦引燃的“擦炮”是通过做功改变内能，故C正确； D．刚上桌的砂锅米线能够继续沸腾，是因为砂锅还有余热，还在给米线持续加热，故D错误。 故选C。 13．A 【详解】燃料的热值是表示燃料燃烧放出热量本领的物理量，热值越大的燃料，完全燃烧相同质量时，放出热量越多，由于液态氢热值较大，完全燃烧相同质量的氢和其他燃料，液态氢放出的热量多，有更多的内能转化成机械能。又燃料燃烧与密度、沸点、燃点无关。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 14．D 【详解】A. 由于通过AB、BC、CD三段路程所用的时间都是0.4s，但两点间的距离越来越大，所以是加速直线运动；故A错误；B. 由于在整个过程中是加速运动，所以小车的牵引力大于阻力；故B错误；C. 汽车的内燃机的效率一般是30%，故C错误；D. 由于每小格的距离是2m,从A点运动到D点总共15格,故距离s＝15×2m＝30m,总共用时t＝0.4s×3＝1.2s,利用平均速度公式v＝＝25m/s；故D正确．故选D. 【点睛】①根据汽车在相等时间内的路程变化情况判断小车做什么运动；②根据物体的运动状态判断汽车的牵引力和摩擦力的大小关系；加速运动，牵引力大于摩擦阻力；减速运动，牵引力小于摩擦阻力；匀速运动，牵引力等于摩擦阻力；③汽车的内燃机的效率一般是30%；④已知小车运动时间t，通过的路程s，由平均速度公式可求出平均速度. 15．B 【详解】A．搓手，手变暖和，是通过做功的方式改变水的内能，故A不符合题意； B．水吸收热量，内能增大，温度升高，通过热传递的方式改变物体的内能，故B符合题意； C．空气被压缩时，对空气做功，内能增大，是利用做功来改变物体内能的，故C不符合题意； D．滑滑梯，臀部发热，是通过做功改变物体的内能，故D不符合题意。 故选B。 16． 6.72×105 3×10−2 【详解】[1]水吸收的热量 Q吸=c水mΔt=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105J[2]若水的吸热效率只有70%，天然气完全燃烧放出的热量 根据Q放=Vq可得所需天然气的体积 17．7×106 【详解】根据可得，该生活垃圾的热值为 18． 做功 内 机械 热传递 【详解】（1）[1][2][3]如图，进气门和排气门都是关闭的，火花塞放出电火花，活塞下行，可以判断是做功冲程，做功冲程中内能转化为机械能。 （2）[4]汽缸外有一个“水套”，汽缸被水包围着，水从汽缸吸收热量，温度升高，水的内能会增大，这是通过热传递的方式改变水的内能。 19． 3.78×105 90% 【分析】知道电水壶的容积，利用密度公式求水的质量，又知道水的初温和末温，利用公式求水吸收的热量（有用能量）；利用公式求消耗的电能（总能量），利用公式求电水壶的效率． 【详解】（1），，水吸收的热量：； （2）消耗的电能：，电水壶的效率： 故答案为3.78×105，90%． 【点睛】本题是一道电学与热学的综合应用题，与实际生活相联系，使学生觉得学了物理有用，从铭牌表上得到相关信息是本题的关键，注意，必须利用密度公式计算． 20．（1）1.44×107 J；（2）5.52×107 J；（3）26.1%；（4）24000W 【详解】解：（1）已知汽车匀速行驶时受到的阻力为，牵引力和阻力是平衡力，由二力平衡可知汽车的牵引力 汽车行驶的速度 行驶的时间 则汽车行驶的路程为 汽车牵引力做的功为 （2）燃料完全燃烧放出的总热量为 （3）内燃机的效率为 （4）这段时间内汽车牵引力做功的功率为 答：（1）汽车牵引力做的功为； （2）假设燃料完全燃烧，则放出的总热量是； （3）内燃机的效率为； （4）这段时间内汽车牵引力做功的功率是24000W。 21．（1）72km/h；（2）7.2×106J；（3）31.3% 【详解】解：（1）一辆汽车在平直的公路上匀速行驶，5min行驶了6km，汽车行驶的速度是 （2）由于汽车做匀速直线运动，处于平衡状态，故在水平方向上，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，因此有 F=f=1200N 牵引力所做的功为 W=Fs=1200N×6×103m=7.2×106J （3）燃烧了0.5kg汽油，这些汽油完全燃烧时放出的热量是 Q放=mq=4.6×107J/kg×0.5kg=2.3×107J 发动机的效率为 答：（1）汽车行驶的速度是72km/h； （2）牵引力所做的功为7.2×106J； （3）发动机的效率约为31.3%。 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 $$