第十二章机械能和内能 整合拔尖 ---2025-2026学年苏科版物理九年级上学期

第十二章整合拔尖 第十二章　机械能和内能 01 知识体系构建 02 高频考点突破 03 综合素能提升 目 录 返回目录 返回目录 返回目录 考点一 机械能转化与变化的分析与判断 典例1　（2024·安徽）如图所示为某次蹦极运动的精彩瞬间，若一游客 绑上安全绳之后从平台上由静止开始下落，则从开始下落至第一次到达 最低点的过程中，游客的（　B　） （典例1图） A. 动能一直增大 B. 重力势能一直减小 C. 机械能保持不变 D. 机械能一直增大 B 返回目录 [跟踪训练] 1. “反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的 上端固定在O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点由静止被释放，像火箭一样被“竖 直发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时速度最大。对此过程， 下列描述中正确的是（　C　） C A. 人从A点到C点的过程中，重力势能增加，动能一直减少 B. 人从A点到B点的过程中，动能增加，重力势能减少 C. 人在B点时动能最大 D. 弹性轻绳的弹性势能在B点时最大 （第1题） 返回目录 考点二 力学综合题的分析与判断 典例2　如图甲所示，物体M静止在电梯轿厢底部，其上表面通过轻质 弹簧与电梯顶部相连，M对电梯轿厢底部的压力用F表示，忽略M和电 梯的形变。0～t1时间段内，电梯静止，弹簧处于伸长状态，t1时刻后电 梯由静止开始沿竖直方向运动。0～t4时间段内，F随时间t变化的图线如 图乙所示，则（　D　） D （典例2图） A. t1～t2时间段内，电梯可能向上运动 B. t2～t3时间段内，M的机械能保持不变 C. t3～t4时间段内，电梯一定做加速运动 D. t1～t4时间段内，弹簧对M的拉力不变 返回目录 　　本题涉及力的相互作用、弹力、力与运动的关系、机械能等知识， 分析C选项时要全面考虑其可能性。 返回目录 [跟踪训练] 2. （2023·宿迁）如图甲所示，重为G的正方体滑块P套在水平放置的方 管Q上，在水平向右的风力作用下，滑块P向右做匀速直线运动。将方 管Q按图乙所示竖直放置后，滑块P竖直向下运动。假设滑块P受到风力 的大小和方向始终保持不变，其受到方管Q的摩擦力大小等于它们之间 压力大小的，方管足够长且忽略空气阻力。关于图乙中的滑块P，下 列说法中正确的是（　D　） D A. 滑块P受到的摩擦力等于重力 B. 滑块P先加速，然后匀速 C. 滑块P先加速，后减速，最后静止 D. 滑块P的动能一直增大 （第2题） 返回目录 考点三 热学概念的辨析 典例3　★关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（　D　） A. 0℃的冰块的内能为0 B. 温度高的物体含有的热量多 C. 汽油机在做功冲程中，汽缸内燃气的内能增加 D. 两个发生热传递的物体之间一定存在温度差 D 返回目录 [跟踪训练] 3. （2023·郴州）下列关于物体的温度和内能的说法，正确的是 （　B　） A. 温度越高的物体，内能越大 B. 摩擦生热是通过做功的方式改变物体的内能的 C. 物体运动的速度越快，内能越大 D. －20℃的冰块没有内能 B 返回目录 考点四 热学阅读题的分析与求解 典例4　阅读短文，回答问题。 牛顿冷却定律 当一个物体表面温度比周围环境高时，就会向周围环境散热，散热 快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提 出：物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现， 在温度差不太大的情况下（小于15℃），这个结论符合实际散热规律， 称为牛顿冷却定律。 返回目录 如果散热快慢用q表示，那么牛顿冷却定律可以表示为q＝k（t物－t环）， 其中k是散热系数，与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素 有关，和物质种类无关，如果上述因素相同，不同物质的散热系数就相 同，由于不同物质的比热容不同，即使散热快慢相同，它们降低相同温 度需要的时间也不同，根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关 系，从而可以进行比热容的测量。 返回目录 （1） 物体向周围环境散热，内能减少，这种改变内能的方式叫作 ⁠ ⁠。 （2） 下列概念中，和散热快慢q物理意义最接近的是 （多选， 填字母）。 A. 速度 B. 密度 C. 功率 D. 效率 热 传递　 AC　 （典例4图） 返回目录 （3） 一个物体的温度为30℃，周围环境温度保持20℃不变，此时物体 的散热快慢为q。当物体的温度降低到29℃时，散热快慢为 ⁠。 （4） 如图甲所示，两个同样的保温杯分别装满30℃的水和盐水，周围 环境温度保持20℃不变。保温杯敞口放置，水和盐水的温度随时间变化 的图像如图乙所示。水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），盐水的密度为 1.1×103kg/m3，则盐水的比热容为 J/（kg·℃）。 （典例4图） q　 3.5×103　 返回目录 [跟踪训练] 4. 阅读短文，回答问题。 制 动 液 汽车制动液俗称刹车油。汽车刹车时，驾驶员踩踏板通过刹车管线 内的制动液把压力传递到刹车块，刹车块和车轮上的鼓轮摩擦，制止车 轮转动。制动时，因摩擦产生的热量会使制动液的温度升高。如果温度 过高，达到沸点，制动液就会产生大量气体，造成制动失灵。制动液的 沸点在受潮吸水后会下降，因此国家规定制动液的沸点不得低于 140℃。 返回目录 　　要测量制动液的沸点，可以取适量制动液和一个质量为m1的铜块放 入加热容器，加热至沸腾后，把铜块取出并立即放入一个装有水的保温 杯中，保温杯中水的质量为m2、温度为t1，等铜块和水的温度相同后， 再测出水温t2。若从取出铜块到测出水温过程中散失的热量为Q，铜的 比热容为c1，水的比热容为c2，就可以计算得到制动液的沸点。 返回目录 如表所示为某种制动液的含水量和对应的沸点。 含水量/％ 0 1 2 3 4 5 6 沸点/℃ 210 180 158 142 132 124 120 （1） 刹车时制动液的温度会升高，这是通过 ⁠的方式增加了 制动液的内能。 热传递　 返回目录 （2） 制动液沸点的表达式为t＝ 。 （3） 利用表格中给出的数据，在下图坐标系中作出该制动液沸点与含水量的关系图像。 （4） 当含水量减小到 时，这种 制动液就必须更换。 （第4题） ＋t2　 3.2％（3.1％和3.3％之间均可）　 返回目录 考点五 力、热综合题的分析与求解 典例5　（2023·镇江）如图所示，甲和乙叠放在光滑水平桌面上，甲、 乙之间的接触面粗糙，此时两者均处于静止状态，乙和桌面足够长。快 速敲击乙，乙立即水平向右做直线运动，则敲击后（　D　） （典例5图） D A. 乙所受的重力和支持力是一对平衡力 B. 乙所受的摩擦力方向水平向右 C. 甲的动能变化量等于乙的动能变化量 D. 甲沿水平面向右做先加速后匀速的运动 返回目录 [跟踪训练] 5. 已知物体的动能表达式为Ek＝mv2，其中m为物体的质量，v为物体 的运动速度。如图所示，质量m1＝8kg的平顶小车静止在光滑的水平轨 道上，车顶与左侧光滑平台等高，平台上放置质量m2＝2kg的小物块， 小物块以5m/s的初速度向右运动，滑上小车。最终小物块静止在小车 上，并以1m/s的速度一起向右运动。若此过程中损失的机械能全部转化 为内能，且全部被小物块吸收，则能使小物块的温度升高 ⁠℃。 [小物块的比热容为2×103J/（kg·℃）] 5×10－ 3 （第5题） 返回目录 1. 取一个很轻的圆柱形盒盖，在内侧粘上一个较重的铁球，如图所 示，放置在不太陡的斜面上，松开手会发现盒盖向上滚动，关于滚动过 程，下列说法中正确的是（　B　） A. 由于整体上移，滚动过程中整体的重力势能增大 B. 虽然整体上移，但滚动过程中整体的重力势能不增大 C. 向上滚动时动能转化为重力势能 D. 向上滚动过程可以滚过完整的一圈 （第1题） B 1 2 3 4 5 6 返回目录 2. 甲物体的分子动能总和为E甲1，分子势能总和为E甲2；乙物体的分子 动能总和为E乙1，分子势能总和为E乙2。各能量大小如图所示，甲、乙两 物体相比（　C　） A. 两物体分子数相同 B. 两物体所处物态相同 C. 甲物体的内能较大 D. 乙物体的温度较高 （第2题） C 1 2 3 4 5 6 返回目录 3. （2024·南通）《天工开物》记载了古人炒蒸油料的场景，如图所 示，下列过程与物理知识对应不正确的是（　B　） A. 加热——木炭燃烧时热值不变 B. 蒸煮——油料含有的热量增加 C. 翻炒——使油料受热均匀 D. 飘香——分子在做无规则运动 （第3题） B 1 2 3 4 5 6 返回目录 4. 如图所示，在盛水的容器中，用力将一木块浸没在水底，撤去力 后，木块在水中上浮且能跳出水面，忽略水的阻力，木块在水中上浮过 程中，重力势能 ，机械能 ，从木块上表面露出水面到 完全跳出水面的过程中木块的动能将 ⁠。 （第4题） 增大　 增大　 先增大后减小　 1 2 3 4 5 6 返回目录 5. 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的A点由静止释放，最高到达右侧圆弧 槽的B点处；然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽的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，g为已知常量）。 （第5题） 1 2 3 4 5 6 返回目录 （1） 物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为 ⁠。 （2） 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 。（物体的比热容用c 表示） （3） C点距离水平面的高度为 ⁠。 mgH　 　 2h－H　 （第5题） 1 2 3 4 5 6 返回目录 6. 如图甲所示，标准大气压下，普通煤炉把壶内20℃、5kg的水烧 开需完全燃烧一定质量的煤，此过程中，烧水效率为28％。为提高 煤炉效率，创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在消耗等量 煤烧开壶内初温相同、等量水的过程中，还可额外把炉壁间的10kg 水从20℃加热至40℃。已知q煤取3×107J/kg，c水＝4.2×103J/ （kg·℃），以上过程中，求： （第6题） 1 2 3 4 5 6 返回目录 （1） 普通煤炉完全燃烧煤的质量。 解：（1） 标准大气压下，水的沸点t＝100℃，Q吸＝c水m水（t－t0）＝ 4.2×103J/（kg·℃）×5kg×（100℃－20℃）＝1.68×106J，Q放＝ ＝＝6×106J，m煤＝＝＝0.2kg （第6题） 1 2 3 4 5 6 返回目录 （2） 双加热煤炉的烧水效率。 解：（2） Q吸'＝c水m水'（t'－t0）＝4.2×103J/（kg·℃）×10kg× （40℃－20℃）＝8.4×105J，Q吸总＝Q吸＋Q吸'＝1.68×106J＋ 8.4×105J＝2.52×106J，η'＝×100％＝×100％＝42％ （第6题） 1 2 3 4 5 6 返回目录 $$