第十章机械能、内能及其转化综合卷-2025-2026学年北师大版物理九年级全一册

第十章 机械能、内能及其转化 综合卷 一、单选题 1．如图所示，走马灯点燃后会产生气流推动灯旋转，下列四个场景中，能量转化方式与走马灯类似的是（　　） A．热机某冲程 B．滚摆向下运动 C．向下压缩引火仪 D．钻木取火 2．如图是用塑料瓶自制的火箭模型，侧壁装有电火花发生器，试验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动按钮，点燃酒精，纸筒即刻飞出。下列说法正确的是（　　） A．能闻到酒精的气味是由于分子间存在斥力 B．酒精没有完全燃烧，热值变小 C．纸筒飞出后瓶内气体内能减小，温度降低 D．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程 3．如图所示卫星沿椭圆轨道运行，该卫星从远地点向近地点运动的过程中，以下说法中正确的是（　　） A．动能转化为势能、速度减小 B．动能转化为势能、速度增加 C．势能转化为动能、速度减小 D．势能转化为动能、速度增加 4．两个相同的容器分别装满了质量相等的两种液体，小岭同学用同一热源分别加热，液体温度与加热时间关系如图所示，正确的是（　　） A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容 B．如果升高相同的温度，两液体吸收热量相同 C．加热相同的时间，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量 D．加热时间相同，甲液体升高的温度大于乙液体升高的温度 5．涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。该发动机工作过程中的相关说法正确的是（　　） A．燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高 B．燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大 C．压气机压缩空气，空气的内能减小 D．高温高压气体推动涡轮转动时，将机械能转化为内能 6．某固体的质量为m，其比热容为c。先对它加热一段时间（设在相同时间内吸收的热量相等），停止加热让其冷却（设冷却时在相同时间内放出的热量相等），整个过程中温度随时间的变化情况如图所示。不计质量变化，下列说法正确的是（　　） A．在0~t2时间段，该物体吸收的热量为cm(T2-T1) B．该物质在t2~t3时间段的比热容小于t3~t4时间段的比热容 C．在t4~t5时间段，该物体放出的热量为 D．该物体在t5~t6时间段放出的热量等于在0~t1时间段吸收的热量 7．如图是人形机器人训练的场景，它将和运动员一起参加马拉松比赛。下列说法正确的是（　　） A．机器人站立时所受重力和它对地面的压力是平衡力 B．机器人跑步时的惯性比双脚静止站立时的惯性更大 C．机器人在跑步比赛加速冲刺阶段其动能变大 D．机器人在跑步时对地面压强比双脚站立时小 8．下列现象中没有利用“水的比热容大”这一特点的实例是（　　） A．甲图，冬天的暖气设备用热水供暖 B．乙图，汽车发动机用水来冷却 C．丙图，早春傍晚，农民向稻田里灌水保护秧苗 D．丁图，深秋夜晚，果农给树上喷水结冰防冻坏桔子 二、填空题 9．打开中药包会闻到淡淡的药香味，这是 现象。慢火熬制，等药汤沸腾后，药香味更加浓郁，这说明温度越高，分子的运动越 （选填“剧烈”或“缓慢”）。 10．甲、乙两个物体的比热容之比是2∶3，升高了相同温度，吸收的热量之比是3∶1，则甲、乙两物体的质量之比是 。接着它们再继续放出2∶3的热量，则它们降低的温度之比为 。 11．从如图所示的内燃机能流图可以看出，它的能量损失所占的百分比是：废气内能35%，散热损失30%，机械损失10%，则内燃机的热机效率是 。下列措施不能提高热机效率的是 （选填序号） ①尽量使燃料充分燃烧；②尽量选用功率更大的发动机；③尽量减少废气带走的热量；④尽量减少热机部件间的摩擦损耗。 12．陨石进入大气层后速度越来越快，这是由于 能转化成了动能；同时它与空气摩擦导致温度升高，形成“流星”，这时除了动能，它的 能也增大。 13．如图甲所示，用酒精灯加热试管中适量水。当塞子被推开时，可以看到试管口有“白气”产生。这是由于试管内气体对塞子做功，使得试管内气体内能 （选填“增大”或“减小”或“不变”），此过程发生的能量转化与图乙中的内燃机在 （选填“A”或“B”）图所示的能量转化是一致的，某四冲程汽车飞轮转速为3000r/min，则每秒钟对外做功 次。 三、实验题 14．下图是一组实验，观察实验完成填空。 (1)如图甲所示，向一端封闭的玻璃管中注水至一半位置，再注入酒精直至充满。封闭管口，将玻璃管反复翻转，观察液面的位置，会发现液体总体积变 ，这说明 。另一小组用图乙所示的上小下大的容器完成水和酒精混合的实验，你认为图 的实验效果更好。 (2)如图丙所示，若在一个瓶子中装密度比空气大的红棕色二氧化氮气体，另一个装空气，则演示扩散现象时应该把装有二氧化氮气体的瓶子放在 （选填“上”或“下”）方。扩散现象说明气体分子 。若实验温度分别为①0℃、②4℃、③20℃、④30℃，则在 （填序号）温度下气体扩散得最快。 15．小明在查找相关资料时发现，大部分重大交通事故是汽车超载、超速造成的。基于此小明猜想物体动能的大小可能与物体的质量和物体的速度有关，要进一步探究“物体动能的大小与物体质量和速度的关系”，实验装置如图所示。 (1)实验中，通过 控制小车的初速度，通过 间接反映小车动能的大小； (2)本实验使用小车相比使用小球的优点是： ； (3)实验数据如下表所示，分析第 三次实验数据，可以得出结论：当物体的速度一定时，质量越大，动能越大；分析第1、4、5三次实验数据，可以得出结论： ； 实验次数 1 2 3 4 5 小车的质量 10 20 30 10 10 小车释放的高度 5 5 5 10 15 木块移动的距离 10 18 29 38 86 (4)由结论可知，高速公路上小汽车限制的最高速度比大卡车限制的最高速度 （选填“大”或“小”）。 四、计算题 16．可乐是一种畅销饮料，如图是一瓶某品牌可乐的部分包装图，则： （1）喝完该瓶可乐获得的能量是多少焦耳？ （2）这些能量相当于完全燃烧多少千克汽油释放的热量？（） （3）若某汽车的汽油机效率为30%，在水平路面匀速行驶时牵引力大小为6000N，则这些热量可使该汽车在该水平路面匀速行驶多少米？ 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 1．A 【详解】蜡烛燃烧产生热量，走马灯内的气体吸收热量，温度升高，密度变小，周围空气的密度大，所以热气会向上运动，形成气流，一部分内能转化为叶轮的动能，从而使推动叶轮旋转，此过程中是通过做功的方式将内能转化为机械能。 A．图中两气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能，故A符合题意； B．滚摆向下运动时将重力势能转化为动能，故B不符合题意； C．向下压缩引火仪，对瓶内气体做功，将机械能转化为内能，故C不符合题意； D．钻木取火是将机械能转化为内能，故D不符合题意。 故选A。 2．C 【详解】A．能闻到酒精的气味是由于分子不断地做无规则运动，故A错误； B．热值与燃烧的充分程度无关，酒精没有完全燃烧，热值不变，故B错误； C．纸筒飞出后，瓶内气体将内能转化为纸筒的机械能，瓶内气体内能减小，温度降低，故C正确； D．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的做功冲程，都将内能转化为机械能，故D错误。 故选C。 3．D 【详解】当卫星从远地点向近地点运动过程中，质量不变，相对高度减小，所以重力势能变小，由于机械能守恒，故动能增大，速度增大，此过程能量转化是势能转化为动能。 故选D。 4．D 【详解】AB．读图像可知，要使二者升高相同的温度，对乙要更长时间，即乙吸收的热量多，根据比热容概念可知，乙的比热容大。故AB错误； C．有同一热源对物体加热，在相同的时间内，物体吸收的热量是相同的。故C错误； D．读图可知，二者原来温度相同，加热相同时间后，甲的温度更高，即甲升高的温度大。故D正确。 故选D。 5．A 【详解】A．使燃料燃烧越充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故A正确； B．热值是燃料的一种特性，大小取决于燃料的种类，与其它因素无关，燃料和压缩空气混合后，燃料的热值不变，故B错误； C．压气机压缩空气，压气机对空气做功，空气的内能增大，故C错误； D．高温高压气体推动涡轮转动时，消耗内能，将内能转化为机械能，故D错误。 故选Ａ。 6．D 【详解】A．据图可知，0~t1时间段内，升高的温度为T2-T1，因此cm(T2-T1)是物质0~t1时间段内吸收的热量，由于t1~t2时间段熔化吸热，则0~t2时间段，该物体吸收的热量大于cm(T2-T1)。故A错误； B．由图可知，该物体在t2~t3时间段、t3~t4时间段，均处于液态，由于比热容与物质的种类和状态有关，该物质的种类和状态相同，则该物质在t2~t3时间段的比热容与t3~t4时间段的比热容相等，故B错误； C．由图可知，该物质冷却过程中单位时间放出热量不等于该物体升温过程中单位时间吸收热量，由于该物质熔化过程中吸收的热量等于该物质凝固过程中放出的热量，所以在t4~t5时间段，该物体放出的热量等于在t1~t2时间段，该物体吸收的热量，所以在t4~t5时间段，该物体放出的热量，故C错误； D．该物质先熔化后凝固，且温度变化相同，则熔化过程中吸收的热量与凝固过程中放出的热量相等，即物体在t5~t6时间段放出的热量等于在0~t1时间段吸收的热量，故D正确。 故选D。 7．C 【详解】A．机器人站立时受到的重力和它对地面的压力作用在不同的物体上、方向相同，所以它们不是一对平衡力，故A错误； B．惯性大小与质量有关，机器人的质量不变，跑步和站立时的惯性不变，故B错误； C．机器人在跑步比赛加速冲刺阶段的质量不变，速度变大，其动能变大，故C正确； D．机器人对地面的压力等于运动员的重力，根据可知，运动员双脚站立时两只脚着地，跑动时一只脚着地，所以运动员双脚站立时对水平地面的压强比跑动时小，故D错误。 故选C。 8．D 【详解】A．因为水的比热容较大，降低相同的温度，水放出的热量更多，所以冬天的暖气设备用热水供暖，故A不符合题意； B．因为水的比热容较大，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以用水做汽车的冷却液，故B不符合题意； C．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，放出相同的热量，水降低的温度少，所以晚上向秧苗田里放水，可以保护秧苗，故C不符合题意； D．果农给树上喷水结冰主要是利用水结冰时，放出热量来保护桔子，而不是利用水的比热容大来调节温度，故D符合题意。 故选D。 9． 扩散 剧烈 【详解】[1]闻到淡淡的药香味，说明药香分子在不停地做无规则运动，这是扩散现象。 [2]分子的热运动与温度有关，温度越高，分子的热运动越剧烈。 10． 9∶2 2∶9 【详解】[1]由于甲、乙两个物体的比热容之比是2∶3，升高的温度相同，吸收的热量之比是3∶1，根据Q吸=cmΔt可得，甲、乙两物体的质量之比 [2]由于甲、乙两个物体的比热容之比是2∶3，放出的热量之比是2∶3和甲、乙两物体的质量之比是9∶2，根据Q放=cmΔt可得，甲、乙两物体降低的温度之比 11． 25% ② 【详解】[1]热机的效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，由题意知，内燃机的热机效率为 [2]热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。所以减少热量的损失可以提高热机的效率。所以使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率。而热机效率与功率无关，所以尽量选用功率更大的发动机不能提高热机效率。故②符合题意，①③④不符合题意。 故选②。 12． 重力势 内 【详解】[1]一定质量的陨石进入大气层后，高度降低，重力势能减小；速度越来越快，动能增大。重力势能转化为动能，所以这里是重力势能转化成了动能 。 [2]陨石与空气摩擦，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，温度升高，它的内能增大。所以除了动能增大，它的内能也增大。 13． 减小 A 25 【详解】[1]试管内气体对塞子做功，将内能转化为机械能，因此试管内气体内能减小。 [2]乙图中A为热机的做功冲程，将内能转化为机械能；B为压缩冲程，将机械能转化为内能，因此上述的能量转化与图乙中的内燃机在A图所示的能量转化是一致的。 [3]四冲程汽车飞轮转速为3000r/min，即，已知飞轮每转2圈对外做功1次，则该四冲程汽车每秒钟对外做功25次。 14．(1) 小 分子间存在间隙 乙 (2) 下 在不停地做无规则运动 ④ 【详解】（1）[1]向封闭玻璃管中先注水至一半，再注满酒精，封闭管口反复翻转后，由于水和酒精的分子之间存在间隙，部分水分子和酒精分子会相互进入对方的间隙中，导致混合后液体的总体积变小。 [2]这一现象直观地证明了分子间存在间隙，因为如果分子间没有间隙，混合后的总体积应该等于水和酒精体积之和，而实际体积变小，就说明分子之间有可以容纳彼此的空隙。 [3]图甲是上下粗细均匀的玻璃管，图乙是上小下大的容器。在观察体积变化时，相同体积的变化量在横截面积较小的部位会表现出更明显的液面高度变化。图乙容器上方较细，混合后总体积减小的情况下，液面下降的高度会比图甲更显著，更容易被观察到，所以图乙的实验效果更好。 （2）[1]二氧化氮气体密度比空气大，如果将其放在上方，由于重力作用，二氧化氮会向下运动，这就无法确定气体的混合是由于分子无规则运动（扩散）导致的，还是重力引起的。将装有二氧化氮气体的瓶子放在下方，空气在上方，此时二氧化氮分子会向上运动进入空气，空气分子也会向下运动进入二氧化氮气体，排除了重力对实验的干扰，能更准确地演示扩散现象。 [2]扩散现象是不同物质的分子在相互接触时彼此进入对方的现象，这一现象说明气体分子在不停地做无规则运动，无论气体密度大小，分子都会因为无规则运动而发生混合。 [3]分子的无规则运动与温度有关，温度越高，分子的动能越大，运动速度越快，扩散现象就越明显。在给出的温度①0℃、②4℃、③20℃、④30℃中，④30℃是最高温度，此时气体分子运动最剧烈，扩散得最快。 15．(1) 控制小车从斜面下滑的高度 木块被推出的距离 (2)小车的运动方向更容易控制 (3) 1、2、3 质量一定时，物体的速度越大，动能越大 (4)大 【详解】（1）[1]实验中，质量一定的小车在不同的斜面高度，具有不同的重力势能。小车从斜面滑下，重力势能转化为动能，滑到斜面底端时具有的动能不同，小车的初速度也就不同。所以，通过控制小车从斜面下滑的高度，能控制小车的初速度。 [2]小车的动能不易直接用肉眼判断，可借助木块被撞击后移动的距离来间接反映小车动能的大小。因为动能越大，对木块做功越多，木块被撞击后移动的距离就越远。 （2）小车的运动方向更易控制，能更准确地撞击木块，使木块沿预期方向（如沿木板长边平行方向）运动，方便观察木块移动的距离，从而更准确地间接反映小车动能的大小；而小球运动方向相对较难控制，撞击木块时易使木块运动方向偏离，影响实验数据的准确性。 （3）[1]根据控制变量法，要得出当物体速度一定时，质量越大，动能越大的结论，就需要控制小车释放的高度相同（保证速度相同），质量不同。观察表中数据，1、2、3三次实验中小车释放高度相同，质量不同。第1次小车质量最小，第3次小车质量最大，且第1次木块移动距离最小，说明动能最小，第3次木块移动距离最大，说明动能最大，从而得出当速度一定时，物体的质量越大，动能越大的结论。 [2]分析第1、4、5三次实验的数据，小车的质量相等，小车的初速度越大（也就是小车释放的高度越高），木块被推出的距离越远，即小车的动能越大。故可得出结论：小车的质量一定时，速度越大，动能越大。 （4）通过上述实验可知：物体的质量越大、速度越大，动能越大。高速公路上，小汽车质量比大卡车小，为了保证行驶过程中的动能在合理范围，质量较小的小汽车限制的最高速度就比质量较大的大卡车限制的最高速度要大。 16．（1）9×105J；（2）0.02kg；（3）45m 【详解】解：（1）由图可知，喝完该瓶可乐获得的能量为 （2）根据题意可知，汽油完全燃烧放出的热量为 由可知，完全燃烧汽油的质量为 （3）由可知，汽车获得的机械能为 由可知，汽车在该水平路面匀速行驶的路程为 答：（1）喝完该瓶可乐获得的能量是9×105J； （2）这些能量相当于完全燃烧0.02kg汽油释放的热量； （3）热量可使该汽车在该水平路面匀速行驶45m。 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 $