第十二章　机械能和内能 复习课件-2025-2026学年苏科版九年级物理上册

第十二章　机械能和内能 一、选择题(每小题5分,共30分) 1.【跨语文·成语】(2025江苏东海实验中学月考)下列四个成 语所描述的场景中,改变内能方式和其他的不同的是 ( ) D     解析　扬汤止沸、釜底抽薪、卧冰求鲤都是通过热传递的方 式改变物体的内能;钻木取火是通过做功的方式改变物体的 内能,故D符合题意。 2.(2024江苏盐城中考)掷实心球是我市中考体测项目之一。 不计空气阻力,投掷后的实心球在上升过程中 ( ) A.动能变大,重力势能变大 B.动能变小,重力势能变小 C.动能变小,重力势能变大 D.动能变大,重力势能变小     C     解析　不计空气阻力,投掷后的实心球在上升过程中,质量不 变,速度越来越慢,所以动能越来越小;高度逐渐增大,质量不 变,所以重力势能增大,故选C。 3.(2022江苏连云港中考)关于温度、热量和内能,下列说法正 确的是 ( ) A.0 ℃的冰块内能为0 B.温度高的物体含有的热量多 C.汽油机做功冲程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     解析　一切物体都具有内能,故A错误;热量是一个过程量,不 能说“含有”或“具有”热量,故B错误;汽油机在做功冲程 中把内能转化为机械能,汽缸内燃气的内能减小,温度降低,故 C错误;两个物体发生热传递的条件是两物体间存在温度差, 故D正确。 4.【跨学科·工程实践】(2024江苏南京玄武模拟)2023年10月 26日,航天员汤洪波、唐胜杰、江新林驾乘神舟十七号载人 飞船,开始了为期6个月的“太空出差”,六个月后顺利返航。 下列说法正确的是     ( ) A.飞船加速升空时,动能转化为重力势能 B.物质被选作燃料主要是利用其比热容大的特点 C.飞船的发射过程中,燃料若不完全燃烧,热值会减小 D.返回舱进入大气层后与大气摩擦,机械能转化为内能     D     解析　飞船加速升空时,速度变大,高度变大,燃料的化学能转 化为飞船的动能和重力势能,故A错误;选热值大的物质作为 燃料,故B错误;热值是燃料的性质,热值的大小与燃料是否完 全燃料无关,故C错误;返回舱进入大气层后与大气摩擦做功, 将机械能转化为内能,故D正确。 5.某汽油机工作时的热损失情况:汽缸散热损失30%,废气带 走35%,机械摩擦损耗10%,则该汽油机内完全燃烧2 g汽油(热 值为4.6×107 J/kg)获得的机械能是 ( ) A.2.76×104 J　　　　    B.3.22×104 J C.0.92×104 J　　　　    D.2.3×104 J     D     解析　汽油机的效率η=100%-30%-35%-10%=25%;2 g汽油完 全燃烧产生的热量Q=mq=2×10-3 kg×4.6×107 J/kg=9.2×104 J;根 据η= 可知获得的机械能W=ηQ=25%×9.2×104 J=2.3×104 J。 6.(2025江苏苏州外国语学校月考)汽油的热值为4.6×107 J/kg, 某汽车在平直公路上匀速行驶了100 km,该行驶过程中汽车 的效率为25%,汽车所受阻力恒定,共消耗了质量为4 kg的汽 油,则汽车所受阻力为 ( ) A.120 N　　    B.230 N　　    C.125 N　　    D.460 N     D     解析　消耗质量为4 kg汽油放出的热量Q放=mq=4 kg×4.6×107 J/kg=1.84×108 J,由η= 可知,对汽车做的功W=ηQ放=25%×1.84 ×108 J=4.6×107 J,根据W=Fs得,汽车的牵引力F= =  =460 N。汽车在平直公路上匀速行驶时,汽车的牵 引力与汽车受到的阻力是一对平衡力,大小相等,所以汽车所 受阻力f=F=460 N。 二、填空题(每空1分,共26分) 7.(2025江苏扬州江都三中月考)如图是小球(有弹性)在地面 弹跳的频闪照片,A、B两点高度相同且距地面40 cm,小球在A 点的重力势能_______(选填“大于”“小于”或“等于”) 在B点的重力势能,小球在A点的动能_______(选填“大于” “小于”或“等于”)在B点的动能;若小球的 质量为100 g,它从A点落到地面,重力做功____J。 小球与地面相撞时,将_____能大部分转化为 _________能。(g取10 N/kg) 　弹性势     动         0.4     　大于     　等于     解析　由图可知,小球能到的最高点的高度在变小,说明小球 的机械能逐渐变小,即小球在B点的机械能小于在A点的机械 能,重力势能大小与物体的质量和高度有关,小球在A、B两点 时,质量和高度都相同,所以重力势能相同,所以小球在B点的 动能小于在A点的动能。小球的质量为100 g,它从A点落到地 面,重力做功W=Gh=0.1 kg×10 N/kg×0.4 m=0.4 J。小球与地 面相撞时,动能减小,同时发生弹性形变,所以小球的动能大部 分转化为小球的弹性势能。 8.(2025江苏南京玄武外国语学校月考)在农村,白天阳光使水 稻田中水的温度升高,水的内能_______(选填“减少”“不 变”或“增加”),这是通过________的方式改变了它的内 能。篮球从空中由静止落下到撞击到地面时发生弹性形变, 不计过程中机械能的损失,能量转化过程为从___________ 转化为_______再转化为_____________。 　弹性势能     　动能     　重力势能     　热传递     　增加     解析　白天水稻田中的水在阳光照射下,温度升高,内能增加, 是通过热传递的方式改变内能的。篮球从空中由静止落下的 过程中,重力势能转化为动能;篮球撞击到地面发生弹性形变 的过程中,动能转化为弹性势能。 9.【新课标·科学态度与责任】(2025江苏淮安期中)星期天,小 明同学在父母的协助下,从早上六点开始每隔一个小时对他 家附近的气温和一个深水池里的水温进行测量,并根据记录 的数据绘成温度-时间图像,如图所示,从图线可以看出乙是 __________(选填“气温”或“水温”)的图线。 气温     解析　由于水的比热容大,相同质量的水和空气相比,吸收相 同的热量,水的温度变化较小,所以图中甲表示的是水温随时 间变化的图线。 10.(2024江苏启东期中)如图1所示在配有活塞且内壁光滑的厚 壁玻璃筒里放团硝化棉然后迅速压下,将会看到___________ 的现象,此实验得到的结论是对_________(选填“硝化棉”或 “筒内气体”)做功,它的内能会增加。硝化棉的内能是通过 　筒内气体     　硝化棉燃烧  ________方式改变的。该现象出现后松手,活塞将会_______ (选填“上升”“下降”或“静止”),此时能量转化关系与 图2中汽油机______(选填“甲”或“乙”)工作过程一致; 若某台汽油机1 s内对外做功20次,则飞轮转速是_______r/min。     2 400     　甲     　上升     　热传递     解析　将活塞迅速下压,看到的现象是硝化棉燃烧,说明对筒 内气体做功,筒内气体内能增大,温度升高,压缩过程中,活塞的 机械能转化为筒内气体的内能;硝化棉的内能是通过热传递 的方式改变的;该现象出现后松手,活塞将会上升,内能转化为 机械能,甲中汽油机两个气门关闭,活塞下行,是做功冲程,乙中 汽油机两个气门关闭,活塞上行,是压缩冲程;故此时的能量转 化关系与甲工作过程一致,内能转化为机械能;汽油机1 s内对 外做功20次,即1 s内飞轮转40圈,所以飞轮的转速是2 400 r/min。 11.(2025江苏镇江丹徒期中)质量均为0.5 kg的水和煤油在相 同时间内放出的热量相等,它们温度随时间变化的关系如图 所示。已知水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃),c水>c煤油。由图像 可知,甲物质是______,0~12 min乙物质温度降低了______℃, 0~12 min甲物质放出了__________J的热量,乙物质的比热容 为_______________J/(kg·℃)。     2.1×103         4.2×104         40     　水     解析　相同时间内两种物质放出的热量相等,由图可知,乙物 质温度降低得快,甲物质温度降低得慢,由c= 可知,在质量 相等、初温相同、放出热量也相同的情况下,甲物质温度降 低得少,比热容大,由于煤油的比热容比水小,所以甲物质是水, 乙物质是煤油。由图可知,0~12 min乙物质降低的温度Δt乙=60 ℃-20 ℃=40 ℃;0~12 min甲物质降低的温度Δt水=60 ℃-40 ℃=20 ℃,放出的热量Q放=c水 m水Δt水=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg× 20 ℃=4.2×104 J,相同时间内,两种物质放出的热量相等,所以 乙物质放出的热量也为4.2×104 J,根据c= 可知,乙物质的 比热容c乙= = =2.1×103 J/(kg·℃)。 12.(2024江苏宿迁宿城二模)生活垃圾的热值为3×106 J/kg,某垃圾焚烧发电厂每天完全燃烧800 t生活垃圾,放出热量_________J。放出热量的42%用来加热水以供给附近小区,标准大气压下, 每天可将_____________kg的水由20 ℃恰好加热至沸点。     3×106              2.4×1012 解析　完全燃烧800 t生活垃圾放出的热量Q放=mq=800×103 kg×3×106 J/kg=2.4×1012 J;根据题意可知,水吸收的热量Q吸= 42%×Q放=42%×2.4×1012 J=1.008×1012 J;标准大气压下,水的沸 点是100 ℃,由Q吸=cm(t-t0)可知,水的质量m水= =  =3×106 kg。 13.(2025 江苏高邮期中)小越参加一次长跑,身体消耗的能量 为6×106 J,这些能量相当于完全燃烧0.5 kg的干木柴才能得到, 则干木柴的热值为___________J/kg,如果用掉一半,干木柴的 热值将_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。如果 这些热量的42%被标准大气压下质量为10 kg,初温为42 ℃的 水吸收,则水温能升高__________℃。     58     　不变         1.2×107     解析　由题知,完全燃烧0.5 kg的干木柴放出的热量Q放=6×106 J,干木柴的热值q= = =1.2×107 J/kg;热值是燃料的 特性,其大小只与燃料的种类有关,而与燃料的质量无关,所以 用掉一半后,干木柴的热值不变。由题知,水吸收的热量Q吸= 42%×Q放=42%×6×106 J=2.52×106 J,由Q吸=cmΔt可得水升高的温 度Δt= = =60 ℃,但标准大气压下, 水的沸点为100 ℃,故水升高的温度为100 ℃-42 ℃=58 ℃。 三、解答题(第14题2分,第15题12分,第16题14分,第17题 10分,第18题6分,共44分) 14.(2025江苏苏州吴江实验初中月考)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 小球摆动的右侧最高点,在小球从A点摆动到C点的过程中,作 出小球经过C点时所受重力示意图。请选出小球机械能最大 的位置并涂黑。   解析　过重心画一条带箭头的竖直向下的线段,用G表示。小 球在A点由静止开始释放,向右侧摆动到B点的过程中,速度增 大,高度降低,重力势能转化为动能,但在此过程中需要克服阻 力做功,机械能减小,在从B点摆动到C点的过程中,也要克服阻 力做功,机械能还会减小,所以小球机械能最大的位置是A点。  15.【新课标·科学探究】(2025江苏仪征期中)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 止在水平木板上的木块发生碰撞,木块沿水平方向向右运动 直至停止,其中h2>h1,不考虑空气阻力。  甲     乙  丙　     丁 (1)实验中是通过观察___________________________来判断 _______(选填“钢球”或“木块”)的动能大小;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 　甲、乙     　钢球     　木块被撞击后通过的距离     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_________(填写字母); 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m2的钢球 D.换质量小于m1的钢球     D     　>     (4)如图丁所示,图中两个光滑弧形槽,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t1,B小 球通过凹形槽的时间为t2,两弧形槽的长度相同,则t1______(选 填“>”“<”或“=”)t2。 　>     解析    (1)实验中通过观察木块被钢球撞击后移动的距离来 判断钢球的动能大小,运用了转换法;研究超速安全隐患时,即 研究动能与速度的关系时,应控制钢球的质量不变,改变钢球 到达斜面底端的速度,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了钢球的动能和 内能,钢球与木块碰撞后继续运动,钢球的一部分动能转化为 木块的动能,木块移动过程中,动能转化为内能,所以开始时钢 球的重力势能大于木块克服摩擦力所做的功。 (3)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,为了完成实验,此时不能改变钢球的高度和木块的质量,可以适当减小钢球的质量,故D符合题意。(4)在凸形槽运动的钢球,运动到最高点的过程中,要将动能转化为重力势能,运动速度小于起始速度;在下降过程中弧形槽光滑,无摩擦,机械能守恒,重力势能再转化为动能,在槽的末端的速度等于起始速度;在凹形槽运动的钢球,运动到最低点的过程中,要将重力势能转化为动能,运动速度大于起始速度;在上升过程中弧形槽光 滑,无摩擦,机械能守恒,动能再转化为重力势能,在槽的末端的速度等于起始速度。因此在凸形槽运动的钢球的平均速度小于在凹形槽运动的钢球的平均速度,由t= 可知,t1>t2。 16.【新中考·实验新考法】(2023江苏苏州吴中期中)如图所 示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量相等,都 是10 g,烧杯内液体的质量和初温也相同。   甲     乙     丙 (1)比较不同燃料的热值,应选择________两图进行实验,燃 料完全燃烧放出的热量,是通过_______________________来 反映的。 　温度计示数的变化量     　甲、乙     (2)比较不同物质吸热升温的特点: ①应选择________两图进行实验。 ②不同物质吸热的多少是通过_________来反映的。 ③关于该实验的变量控制,下列要求中不正确的是_________。 A.采用相同的加热方法 B.烧杯中分别装入相同体积的不同液体 C.使用相同的烧杯 D.控制液体初温相同     B     　加热时间     　甲、丙     ④如果质量和初温均相同的a、b两种液体,吸热后它们的温 度随时间变化的图像如图丁所示,由图可以看出,a、b两种液 体的比热容之比为___________。冬天,小华想自制一个暖手袋, 若只能从a和b中选一种液体装入暖手袋中作为供暖物质,则 应选择_________(选填“a”或“b”)液体。 丁     b         1∶2     解析    (1)比较不同燃料的热值,要用不同的燃料,加热质量相 同的同种液体,应选择甲、乙两图进行实验;燃料完全燃烧放 出的热量,是通过温度计示数的变化量来反映的。(2)比较不 同物质吸热升温的特点:①需要燃烧相同的燃料,确保相同时 间放出的热量相同,加热相同的时间,比较质量和初温相同的 不同液体升高的温度,故选择甲、丙两图进行实验。②根据 转换法,不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的。 ③采用相同的加热方法和使用相同的烧杯,目的是控制不同液 体相同时间内吸热相同;因不同液体的密度不一定相同,根据 m=ρV知,相同体积的不同液体的质量不一定相同,B不正确;由 于液体蒸发的快慢与温度有关,温度越高,蒸发越快,故实验时 最好控制液体的初温相同。④由图丁可知,质量和初温均相 同的a、b两种液体,升高相同的温度,b的加热时间是a的2倍, 则b的比热容是a的比热容的2倍,即a、b两种液体的比热容之 比为1∶2;根据Q=cmΔt,质量相同的a、b液体降低相同的温 度,b放热多,故从a、b中选一种液体装入暖手袋中作为供暖物 质,应选择b液体。 17.【新课标·科学思维】(2025江苏南通通州月考)阅读短文, 回答问题。 某品牌汽车的四冲程汽油机的最大功率是60 kW,以最大功率 工作时飞轮转速为3 000 r/min,活塞从汽缸一端运动到另一端 所扫过的容积为汽缸排气量,汽油机工作时,为保证汽油有效 燃烧,汽油必须与吸进空气成适当比例,这就是空燃比(可燃混 合气体中空气质量与燃油质量之比),该汽油机汽缸的排气量 为2 L,空燃比为13∶1,可燃混合气体的密度为1.4 kg/m3。 (1)汽车制动过程中,其动能转化为地面、轮胎、空气的 _______。 (2)该汽油机以最大功率工作时,每秒做功______次,其中,汽油 机的_______冲程对汽车提供动力,其余三个冲程由飞轮的 _______带动完成。 (3)这辆汽车以最大功率在平直公路上以120 km/h的速度匀速 行驶,则汽车所受的阻力是_________N,此时,该汽油机每秒消 耗汽油的质量是_________g。     5         1 800     　惯性     　做功         25     　内能     (4)学校物理兴趣小组对一台小型单缸柴油机进行研究。通 过查阅产品说明书得知,该柴油机的汽缸活塞面积为40 cm2, 活塞在汽缸内一个冲程中移动的距离是50 mm,满负荷工作时 做功冲程燃气的平均压强为8.0×105 Pa,飞轮1 min转动2 400 圈,当柴油机满负荷工作时(不计摩擦),若1 min消耗柴油0.01 L,柴油的密度取ρ=0.8×103 kg/m3,柴油的热值为4.3×107 J/kg,则 做功冲程中燃气对活塞的平均压力为_________N;一个做功 冲程中燃气对活塞做的功为_________J;这台柴油机的功率为 ______kW;该柴油机的热机效率为__________(百分号前保留 一位小数)。     55.8%         3.2         160         3 200     解析    (1)汽车制动过程中,其动能转化为地面、轮胎、空气 的内能。(2)该汽油机以最大功率工作时,飞轮的转速为3 000 r/min,说明1 s内该汽油机飞轮转动50圈,一个工作循环中,飞轮 转动两圈,对外做功一次,则该汽油机以最大功率工作时,每秒 做功25次,做功冲程对汽车提供动力,其余三个冲程由飞轮的 惯性带动完成。(3)当这辆汽车以最大功率在平直公路上以 120 km/h的速度匀速行驶时,处于平衡状态,则汽车所受的阻力 f=F牵= = =1 800 N;该汽油机一个工作循环中可燃 混合气体的体积为2 L,则V=2×10-3 m3;一个工作循环中可燃混 合气体的质量m混=ρ混V=1.4 kg/m3×2×10-3 m3=2.8×10-3 kg,一个 工作循环吸入汽油的质量m油= m混= ×2.8×10-3 kg=2×10-4 kg;1 s对外做功25次,该汽油机每秒消耗汽油的质量是2×10-4 kg×25=5×10-3 kg=5 g。(4)做功冲程中燃气对活塞的平均压力 F=pS=8.0×105 Pa×40×10-4 m2=3 200 N。s=50 mm=0.05 m,一个 做功冲程中燃气对活塞做的功W=Fs=3 200 N×0.05 m=160 J。飞轮每转两圈对外做功一次,所以飞轮转动2 400圈,要对 外做功1 200次,燃气对活塞做的总功W总=W×1 200=160 J×1 200=192 000 J,柴油机的功率P'= = =3 200 W=3.2 kW;消耗柴油的质量m=ρV'=0.8×103 kg/m3×0.01×10-3 m3=0.008 kg,柴油完全燃烧放出的热量Q放=qm=4.3×107 J/kg×0.008 kg= 344 000 J,效率为η= ×100%= ×100%≈55.8%。 18.【新特色·环境保护】(2024江苏淮安期中)新能源汽车包 括以电为动力的汽车。用电机驱动车轮行驶,由于对环境的 影响相对传统汽车小,其前景被广泛看好。某汽车品牌的纯 电动汽车有关数据如表所示,在一次测试过程中,3分钟内该车 以最大功率在平直地面上匀速行驶了4千米。 车辆类型 纯电动汽车 电池类型 磷酸铁锂电池 续航里程 ××千米 最大功率 100 kW (1)求该车在这次测试过程中牵引力所做的功。 (2)若该新能源汽车换由效率为20%的汽油机提供相同大小的 牵引力,在上述过程中以相同速度行驶相同距离需要消耗多 少千克的汽油?(q汽油=4.6×107 J/kg,结果保留两位小数) (3)若(2)中汽油完全燃烧放出热量的7%被质量为120 kg、温 度为30 ℃的水吸收,求水的末温。[水的比热容是4.2×103 J/ (kg·℃)] 解析    (1)由表格数据可知,该车的最大功率P=100 kW=1×105 W,该车在这次测试过程中牵引力所做的功W=Pt=1×105 W× 3×60 s=1.8×107 J。 (2)汽油机所做的有用功为1.8×107 J,由η= 可知,消耗的汽油 完全燃烧放出的热量Q放= = =9×107 J,由Q放=mq可知, 消耗汽油的质量m= = ≈1.96 kg。 (3)由题知水吸收的热量Q吸=η'Q放=7%×9×107 J=6.3×106 J,根据 Q吸=cmΔt可知,Δt= = =12.5 ℃,水 的末温为30 ℃+12.5 ℃=42.5 ℃。 $$