第十二章 机械能和内能 专题训练：机械能的分析与热学相关计算--2025-2026学年苏科版物理九年级上学期

姓名_________ 日期______ 等第_____ 第十二章 机械能和内能 专题训练：机械能的分析与热学相关计算 一.运动、力、机械能的分析 题型1 弹性装置 1. 某运动员做蹦极运动，如图甲所示，从高处O点开始下落，OA是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点.运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示（蹦极过程视为在竖直方向的运动）.下列判断正确的有（ ） A. 从O点到B点过程中，运动员动能先增大后减少 B. 从A点到C点过程中，弹性绳的弹性势能先增大后减少 C. 从C点到A点过程中，弹性绳的弹力一直减小，运动员重力小于F0 D. 从C点到A点过程中，运动员动能先增大后减小，运动员重力等于F0 2. 如图所示，在水平台面上，一根弹簧左端固定，右端连接一金属滑块，O点是弹簧保持原长时滑块的位置；开始时用力推滑块压缩弹簧到A位置，释放滑块，B是滑块能到达的最右端，AO＞OB，滑块从A位置滑到B位置的过程中（滑块到达某一位置是指滑块中心到达该位置上方，不计空气阻力），下列说法正确的是（ ） ①速度最快的位置在AO之间 ②弹簧对滑块弹力最大的位置在A点 ③滑块从A位置滑到B位置的过程中机械能不变 ④滑块最终可能停在O点的右侧 A. ①② B. ②④ C. ①②④ D. ①②③④ 题型2 其他模型 3. 如图是一小球从密度均匀的油中A处由静止释放后竖直下落的图景，小球在AB段做加速运动，在BC段做匀速运动，①和②是小球经过的两个位置，则（ ） A. 小球与油的密度相等 B. 小球经过位置①处所受浮力比②处的小 C. 小球的机械能在BC段保持不变 D. 小球在下落过程中一定受到一个随速度变化的力的作用 4. 科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测，给出了从1994年到2002年间恒星S2的位置如图所示，科学家认为S2恒星的运动轨迹是一个椭圆.推测银河系中心可能存在着超大质量的黑洞.忽略S2恒星质量的变化，根据图片信息，下列说法中正确的是（ ） A. 黑洞可能位于椭圆轨道内部的P点 B. S2恒星在运动过程中所受合力为零 C. S2恒星在1995年时期的动能大于2001年时期的动能 D. S2恒星在1995年时期的重力势能大于2001年时期的重力势能 二.热学相关计算 题型1 热平衡 5. 由于天气寒冷，吃早饭时妈妈要用热水给小明加热250 g瓶装牛奶，如图所示，要使这瓶牛奶的温度由10 ℃最终升高到50 ℃，水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃），牛奶的比热容为2.1×103 J/（kg·℃），不计热量损失，求： （1）牛奶需要吸收多少热量？ （2）妈妈至少需要60 ℃的热水多少千克？ （3）如果实际过程中，为了达到效果，妈妈消耗了1 kg、70 ℃的热水，那么这个过程中热传递的效率是多少？ 题型2 加热效率 6. 杭州亚运会首次使用废碳再生的绿色零碳甲醇作为主火炬塔燃料，已知当地气压为标准大气压，水的比热容是c水＝4.2×103 J/（kg·℃），甲醇的热值约为2.3×107 J/kg，天然气的热值为4.2×107 J/m3，求： （1）完全燃烧8.4 kg甲醇和完全燃烧多少立方米的天然气放出的热量相等？ （2）若8.4 kg甲醇完全燃烧释放的热量有80％被水吸收，可以使质量是2.3 t、初温是35 ℃的水，温度上升到多少摄氏度？ 7. 如图甲是小明家用的燃气热水器，图乙是连接在热水器上的一个混水阀.若将混水阀开关调到O位置左边并抬起把手，热水器自动点火，天然气燃烧，水龙头出热水；往O点右边调出冷水，按下把手则停止出水.小明在某次使用热水器时，把热水器的出水温度设定为44 ℃，此时测得从B管流进的自来水的流量为4 L/min，从C管流出的温度为40 ℃.小明检查燃气表，发现热水器工作1 min消耗天然气0.08 m3（自来水的温度为20 ℃，天然气的热值是3.6×107 J/m3，水的密度为1×103 kg/m3）.请解决下列问题： （1）从A管流进混水阀的热水的流量为多L/min？（计算过程中不计热损失） （2）该热水器的加热效率是多少？ 题型3 热机效率 8. 某新型汽车的油箱最大可加40 kg燃油，发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是30％，汽车匀速行驶时的阻力与速度的关系如表所示.（q燃油＝4.5×107 J/kg）求： （1）当汽车以20 m/s的速度行驶时，汽车发动机的输出功率； （2）汽车油箱加满燃油，并以30 m/s的速度行驶时，可行驶的最大距离. 9. 如图所示，摩托艇加满燃油时，人和摩托艇总质量为500 kg.加满一次燃油能使摩托艇以最大速度匀速航行2 h，其航程为180 km.最大速度匀速航行时，摩托艇受到的阻力为总重的1/5.已知摩托艇发动机的效率为36％，q燃油＝5.0×107 J/kg，g取10 N/kg.求： （1）摩托艇匀速航行的最大速度v； （2）摩托艇匀速航行180 km克服阻力做的功W； （3）油箱内所加燃油的最大质量m'. 题型4 新能源 10. 小明家购买的增程式电动汽车结构简图如图所示，相比纯电动汽车，它增加了一套发动机与发电机的组合，当电池电量耗尽时，可以通过燃烧汽油使发动机转动，从而带动发电机发电，使驱动电机工作，汽车继续行驶，若此款汽车满电的最大行驶里程为200 km，油箱最多装汽油60 kg. （1）60 kg汽油完全燃烧放出的热量为多少焦耳？（q汽油＝4.5×107 J/kg） （2）最大行驶里程是汽车以一定的速度匀速行驶测得的数据，某次在水平公路上测试时，测得汽车所受阻力为1 000 N，满油满电的最大行驶里程为1 010 km，若该过程中，发动机效率为50％，驱动电机效率为80％，则汽车发电机的发电效率为多少？ 参考答案 1、C；2、C；3、D；4、D；5、（1）2.1×104J；（2）0.5 kg；（3）25％；6、（1）4.6m3；（2）51℃；7、20L/min；70％；8、（1）2.4×104W；（2）2×105m；9、（1）90km/h；（2）1.8×108J ；（3）10kg；；10、（1）2.7×109J；（2）75％； 1 学科网（北京）股份有限公司 $