寒假复习第十章 机械能、内能及其转化--- 2025-2026学年北师大版物理九年级全一册

寒假复习第十章 机械能、内能及其转化 一、单选题 1．下列关于能量的转化和守恒的说法正确的是（　　） A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化 B．按照能量守恒定律，永动机是不存在的 C．能量在转化或转移的过程中，总量会减少 D．机械能和电能可以相互转化，所以能量转化没有方向性 2．下列现象中能够说明分子间有引力的是（　　） A．液体很难被压缩 B．铁丝很难被拉伸 C．墨水在热水中扩散得较快 D．水与酒精混合后总体积减小 3．2024年10月全球最大的26兆瓦级海上风力发电机组在福建下线，进一步提升我国制造水平，它发电时利用的能量是（　　） A．核能 B．水能 C．光能 D．风能 4．如图所示能用分子运动知识解释的是（    ） A．柳絮飘扬 B．花香引蝶 C．沙尘暴起 D．米浆翻腾 5．二十四节气中蕴含了丰富的物理知识，以下说法正确的是（　　） A．立春：“万物复苏展新颜”，春暖花开香气四溢说明了分子间有相互作用力 B．夏至：“炎炎日正午”，太阳高照，室外的温度逐渐升高，这是通过热传递的方式增大内能。 C．白露：“节后新交白露来”，露是由水蒸气凝华而来的 D．霜降：“一朝秋暮露成霜”，霜的温度低所含热量少 6．关于下列四幅图的说法中（    ） ①如图甲，橡皮塞被冲开的过程与汽油机的做功冲程都是内能转化为机械能 ②如图乙，两个压紧的铅块能吊起钩码是因为分子间存在斥力 ③如图丙，用力压活塞，空气被压缩，温度升高，内能增加 ④如图丁，当向塑料管b中用力吹气时，细管a中液面将会下降 A．只有①③正确 B．只有①④正确 C．只有②③正确 D．只有①③④正确 7．如图所示，用酒精灯对试管加热。水被加热一段时间后，木塞受到试管内水蒸气的压力而冲出去。下列说法正确的是（　　） A．用酒精灯加热试管，是通过做功的方式改变水的内能 B．木塞冲出去的过程，相当于四冲程汽油机的压缩冲程 C．木塞冲出去的过程中，木塞的机械能是由水蒸气的内能转化的 D．木塞冲出去后，试管口出现的白雾是水汽化后形成的水蒸气 8．如图所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中，下列说法正确的是（ ） A．卫星从远地点向近地点运动时，动能减小 B．卫星从远地点向近地点运动时，动能转化为重力势能 C．卫星从近地点向远地点运动时，动能不变，重力势能减小 D．卫星从近地点向远地点运动时，卫星的速度一直在减小 二、填空题 9．艾灸是中华医学的瑰宝，利用艾条燃烧产生的热量刺激人体穴位，达到防病治病的目的。如图所示，艾灸时远远就能闻到艾烟的气味，这是 现象； 10．用注射器分别抽取等体积的空气和酒精，按压活塞发现空气柱比酒精柱更容易被压缩，说明气体分子间的间隙比液体 。 11．如图甲是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，它此时处于 冲程，其能量转化情况与 （选填“乙”或“丙”）图相同。如果此汽油机飞轮的转速为3000r/min，那么1秒内完成 个冲程。当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，汽油机的工作效率会 （选填“增大”、“不变”或“减小”），汽油机常用水作为冷却剂是因为水的 大。 12．如图所示是撑杆跳高运动的几个阶段，运动员撑杆起跳时，笔直的撑杆变得弯曲，此过程中撑杆的 能增大；若在撑杆由弯变直的过程中把运动员看作在匀速上升，则此过程运动员的重力势能 ，运动员的机械能 （后两空均选填“变大”“变小”或“不变”）。 13．质量均为100g的四种物质，当温度升高1℃时所吸收的热量如下图所示。请根据图中信息回答以下问题。 (1)煤油的比热容为 J/(kg·℃)； (2)质量相等的实心铝块、铜块吸收相同的热量， 块温度变化更大。 三、实验题 14．小华在家里学习烧饭做菜的过程中，经常要加热食用油和水。因此，她对一些物理现象有了一定的认识，她猜想食用油的比热容比水的小。 (1)下列能够支持她这一猜想的一个事实是________（填字母）。 A．食用油能把食物炸得焦黄，而水不能 B．食用油能漂在水面上 C．食用油比水难蒸发 D．相同条件下，加热时食用油比水热得快 (2)为了验证自己的猜想，小华进行如下探究：将水和食用油分别装在两个相同的烧杯中，用两个相同的酒精灯加热，每隔2min记录一次温度。 ①图甲是小华的实验装置，其中有一处明显错误，请指出错误之处： 。 ②纠正错误后继续实验，实验中用 表示物质吸热的多少。 ③小华根据记录的实验数据，绘制了如图乙所示的温度随时间变化的关系图像，由图像可知 的吸热能力较强。已知水的比热容为，则食用油的比热容为 。 ④实验结束后，小华评估实验时认为用图丙中的实验装置进行实验更好，你认为选择电加热器加热的优点是 （写出一个即可）。 15．下图是小科制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的铜制容器安装在“船体”上，用蜡烛对铜制容器底部加热，一段时间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就向左行驶。 (1)蜡烛对铜制容器底部加热导致容器内水温升高，这是通过 的方式改变水的内能。 (2)铜管向右喷蒸汽，“船体”向左行驶，这个过程中的能量转化与四冲程汽油机的 （填冲程名称）冲程相同。 四、计算题 16．下图所示的是天然气环保公交车。该车自身的质量为，满载乘客40人。该公交车发动机的输出功率为，最高车速为。（g取） (1)若该公交车满载乘客，每名乘客的质量为，该公交车满载时车轮与地面的总接触面积为。该公交车满载乘客静止在水平地面上时对地面的压强是多少？ (2)若该公交车以最高车速匀速直线行驶，则该公交车所受的阻力是多少？ (3)若发动机的工作效率为，则（2）中该公交车内消耗天然气的体积是多少？（天然气的热值为） 17．据统计，我国家庭轿车的普及率已接近50%，一辆质量为1.2t的普通家用小轿车在平直公路上以90km/h的速度行驶1h，小轿车行驶过程中受到的阻力为车重的0.1倍，小轿车使用的汽油发动机效率为30%。（汽油的热值为4.0×10⁷J/kg，g取10N/kg）求： (1)小轿车牵引力做的功； (2)小轿车牵引力的功率； (3)小轿车消耗汽油的质量。 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 答案 B B D B B A C D 1．B 【详解】A．能量守恒定律适用于所有形式的能量相互转化，故A错误； B．自然界中的能量是守恒的，它既不会消灭，也不会创生，但由于能量的转化或转移具有方向性（如水只能从高处流向低处、热量只能从高温物体传向低温物体），所以永动机是不存在的，故B正确； C．根据能量守恒定律可知，能量在转化或转移的过程中具有方向性，而且总量是不变的，故C错误； D．机械能和电能虽然可以相互转化，但能量转化具有方向性，故D错误。 故选B。 2．B 【详解】A．由于分子间存在斥力导致液体很难被压缩，故A不符合题意； B．由于分子间存在引力导致铁丝很难被拉伸，故B符合题意； C．墨水在热水中扩散得较快，说明温度越高，分子的热运动越剧烈，扩散越快，故C不符合题意； D．由于分子间存在间隙导致水与酒精混合后总体积减小，故D不符合题意。 故选B。 3．D 【详解】风力发电机将风能转化为电能，因此它发电时利用的能量是风能，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 4．B 【详解】A．柳絮飘扬，是宏观物体的运动，不是分子的运动，故A不符合题意； B．花香引蝶，是气味分子在不停地做无规则运动，故B符合题意； C．沙尘暴起，是宏观物体的运动，不是分子的运动，故C不符合题意； D．米浆翻腾，是宏观物体的运动，不是分子的运动，故D不符合题意。 故选B。 5．B 【详解】A．春暖花开香气四溢，说明分子在不停地做无规则运动，这是扩散现象，故A错误； B．太阳高照，室外物体吸收太阳的热量，温度逐渐升高，内能增加，这是通过热传递的方式增大内能，故B正确； C．露是由空气中的水蒸气遇冷放出热量液化形成的小水滴，属于液化现象，故C错误； D．热量是热传递过程中传递能量的多少，是一个过程量，不能说含有热量，故D错误。 故选B。 6．A 【详解】①甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气对软木塞做功，将水蒸气的内能转化为木塞的机械能，内燃机的做功冲程中，高温高压的燃气对活塞做功，是将内能转化成机械能，两者的能量转化相同，故①正确； ②分子间既有引力也有斥力，乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码，主要是因为分子间存在引力，故②错误； ③丙图中活塞向下运动时，活塞对压缩瓶内空气做功，使瓶内空气的温度升高、内能增大，该过程中机械能转化为内能，故③正确； ④如图丁，当向塑料管b中用力吹气时，a管上方空气流动快，压强小，细管a中液面将会上升，故④错误； 由以上分析可知，①③正确，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 7．C 【详解】A．用酒精灯加热试管，水吸收热量，温度升高，内能增大，通过热传递改变内能，故A错误； BC．木塞冲出的过程，是水蒸气对木塞做功，将水蒸气的内能转为木塞的机械能，四冲程汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能，两者能量的转化不同，故B错误，C正确； D．试管中出现的白雾是水蒸气遇冷液化形成的，因为水蒸气对木塞做功，内能减小，温度降低，故D错误。 故选C。 8．D 【详解】AB．卫星从远地点向近地点运动时，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能，故AB错误； CD．卫星从近地点向远地点运动时，质量不变，高度增加，重力势能增加，速度减小，动能减小，故C错误、D正确。 故选D。 9．扩散 【详解】艾灸时能远远闻到艾烟的气味，是因为艾烟中含有的分子在不停地做无规则运动，这些分子会扩散到空气中，从而被远处的人感知到。这种不同物质的分子彼此进入对方的现象，叫做扩散现象。 10．大 【详解】用注射器抽取等体积的空气和酒精，按压活塞时空气柱更容易被压缩，这是因为气体分子间的间隙较大，分子间的相互作用力较弱，所以容易被压缩；而液体分子间的间隙较小，分子间的相互作用力较强，难以被压缩。因此，该现象说明气体分子间的间隙比液体大。 11． 做功 丙 100 减小 比热容 【详解】[1][2]观察图甲可知，两个气门都关闭，活塞向下运动，因此是做功冲程，在热机的做功冲程中，高温高压燃气的内能转化为活塞的机械能。乙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程；丙图对试管中的水加热，加快水的蒸发，使试管中水的内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能，因此与做功冲程原理相同的是丙实验。 [3]汽油机的转速为3000r/min，即50r/s，说明1s内汽油机曲轴转动50r，活塞往复50次，完成100个冲程。 [4]由于汽油不能充分燃烧，用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的比值变小，此时汽油机的效率减小。 [5]相同质量的水和其他物质相比，降低相同的温度，由于水的比热容大，则水放出热量更多，所以汽油机常用水作为冷却剂。 12． 弹性势 变大 变大 【解析】【小题1】[1][2][3]当笔直的撑杆变得弯曲，它发生了弹性形变，所以弹性势能增大；接下来，撑杆由弯变直的过程中，运动员在匀速上升。匀速上升意味着速度不变，但高度在增加。重力势能取决于质量和高度，所以当高度增加时，重力势能增大。机械能包括动能和势能。动能取决于速度，既然匀速上升，速度不变，所以动能不变。重力势能在增加，所以运动员机械能增大。 13．(1)2.1×103 (2)铜 【详解】（1）煤油的质量m=100g=0.1kg 由图可知，100g煤油温度升高1℃时所吸收的热量为210J，由Q吸=cmΔt可知，煤油的比热容 （2）由图可知，100g铝块和铜块升高相同的温度，铝吸收的热量多，由Q吸=cmΔt可知，铝的比热容大于铜块的比热容，则由可知，质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块温度的变化更大。 14．(1)D (2) 没有控制水和食用油的质量相同 加热时间 水 容易控制水和食用油吸收的热量相同 【详解】（1）比热容是反映物质吸热能力的物理量，比热容越小，物质吸收相同热量时温度升高越快，或升高相同温度时吸收的热量越少。 A．食用油能把食物炸焦黄而水不能，是因为食用油的沸点远高于水的沸点（标准大气压下水沸点 100℃，食用油沸点通常 200℃以上），与比热容无关，故A不符合题意； B．食用油漂在水面上，是因为食用油的密度小于水的密度，属于密度特性，与比热容无关，故B不符合题意； C．食用油比水难蒸发，是因为食用油的分子间作用力较大、挥发性较弱，与比热容无关，故C不符合题意； D．相同条件下加热时食用油比水热得快，说明在吸收相同热量（相同加热条件）时，食用油的温度升高更快，根据比热容的物理意义，这表明食用油的吸热能力较弱，即比热容比水小，能支持小华的猜想，故D符合题意。 故选D。 （2）[1]探究不同物质的比热容大小，需根据控制变量法保证除物质种类不同外，其他影响实验的因素均相同，包括物质的质量、初温、加热源规格、烧杯规格等。图甲装置中，两个烧杯内的水和食用油体积相同，由于水和食用油的密度不同，则烧杯中水和食用油的质量不相等，因此明显错误是没有控制水和食用油的质量相同。 [2]实验中使用两个相同的酒精灯加热，相同规格的酒精灯在相同时间内释放的热量相同（不考虑热量损失时），物质吸收的热量等于酒精灯释放的热量。因此，加热时间越长，物质吸收的热量越多，可用加热时间表示物质吸热的多少，采用了转换法。 [3]由温度随时间变化的图像可知，水和食用油从20℃升高到60℃，升高相同温度，水的加热时间为8min，食用油的加热时间为4min。由于加热时间反映吸热多少，说明水吸收的热量是食用油的2倍，水的吸热能量较强。对于水来说，对于食用油来说，故，整理得 [4]图丙装置使用电加热器加热，与酒精灯相比，电加热器的优点在于：电加热器可以精确控制在相同时间内释放的热量完全相同，能更准确地保证水和食用油吸收的热量相同，避免了酒精灯火焰大小不稳定导致的热量供应不均匀问题，减少实验误差 15．(1)热传递 (2)做功 【详解】（1）蜡烛燃烧放出热量被水吸收而增大水的内能，这是通过热传递的方式改变水内能的。 （2）当管向右喷蒸汽时“船体”向左运动，这个过程的能量转化是：内能减小，机械能增大，内能转化为机械能。这与热机的做功冲程相同。 16．(1) (2) (3) 【详解】（1）该公交车满载时的总质量： 该公交车满载时对水平地面的压力： 该公交车满载时对水平地面的压强：。 （2）该公交车匀速行驶时，发动机的输出功率： 已知输出功率，最高车速 该公交车所受的阻力：。 （3）发动机在内输出的机械功： 天然气完全燃烧放出的热量： 消耗天然气的体积：。 17．(1) (2) (3)9kg 【详解】（1）小轿车匀速行驶时受力平衡，牵引力 行驶距离 牵引力做功 （2）小轿车牵引力的功率 （3）汽油完全燃烧放出的热量为 则小轿车消耗汽油的质量 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 $