资源简介 北师大版九年级年级全一册 第十章 机械能、内能及其转化一、单选题1.如图为白天海陆风形成的示意图。海陆风形成的原因是:与海洋相比,陆地的土地( )A.比热容较小,在相同日照条件下升温较快,气温较高B.比热容较小,在相同日照条件下升温较慢,气温较低C.比热容较大,在相同日照条件下升温较快,气温较高D.比热容较大,在相同日照条件下升温较慢,气温较低2.在常吉高速某段平直路面上匀速行驶的小汽车,其动能大小的情况是( )A.一直变大 B.一直变小 C.先变大后变小 D.始终不变3.下列关于热现象的说法中,正确的是( )A.物体从外界吸收热量,其温度一定升高B.温度高的物体内能多,温度低的物体内能少C.水可作为汽车发动机的冷却剂,是因为水的比热容较大D.煤的热值比干木柴的大,煤燃烧时放出的热量比干木柴燃烧时放出的热量多4.关于热量、温度、内能的关系,下列说法正确的是( )A.物体的温度越高,所含热量越多B.物体放出热量,温度可以不变,内能一定减小C.物体吸收了热量,温度一定升高,内能一定增加D.发生热传递时,热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体5.如图所示的实验,试管口木塞冲出过程中,下列说法错误的是( )A.试管口出现的白雾是水蒸气液化形成的B.试管口出现白雾说明水蒸气内能增加C.能量转化情况与内燃机做功冲程相同D.水蒸气对木塞做功,水蒸气的内能减少6.2021年泸州市中考体育考试增加了排球垫球项目,方法是用手臂将排球垫向墙壁,反弹回来后又重复垫球,如图所示为垫球过程示意图。下列说法中正确的是( )A.垫排球时,排球离开手臂上升过程中,手臂依然在对排球做功B.排球从墙壁弹回手臂过程中,重力势能越来越大C.排球撞击墙壁后反弹回来,说明力可以改变物体的运动状态D.手臂垫球时,手对球的力大于球对手的力7.小红经常帮妈妈做饭,她发现厨房里有许多与物理有关的知识。在端午节帮妈妈煮粽子过程中,她总结的一些说法,其中错误的是( )A.能闻到粽子的香味是扩散现象B.煮粽子的过程是利用热传递的方法提高了粽子的内能C.用高压锅能更快煮熟粽子,是因为锅内气压增大,水的沸点升高D.剥粽子时总有一些糯米粘到粽叶上,是因为分子间存在斥力8.关于内能,下列说法中正确的是( )A.的冰块没有内能B.物体内能大小与温度无关C.热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移D.金属汤勺放在热汤中,温度升高,这是通过热传递的方式改变内能9.下列现象不属于分子无规则运动的是( )A.长期堆放的煤会渗透进地板B.酒香不怕巷子深C.春天柳絮飞扬D.将糖放入水中,水会变甜10.下列关于热值和热机效率的说法,正确的是( )A.柴油机的热机效率通常为100%B.使燃料燃烧更充分,可以增大热值C.使燃料燃烧更充分,可以提高热机效率D.燃料燃烧释放的热量越大,热值越大11.下列现象和推断不符合实际的是( )A.现象:抽去玻璃板,两瓶中的气体都会变成红棕色。推断:分子在不停地做无规则运动B.现象:稍稍用力向上拉玻璃板,弹簧测力计示数变大。推断:分子间只有引力没有斥力C.现象:棉花被点燃。推断:外界对物体做功,物体的内能增大,温度升高D.现象:当塞子跳起时瓶内出现白雾。推断:物体对外界做功,物体内能减小,温度降低12.端午佳节,人们常食用盐蛋。盐蛋的一般制作方法:在洗净的鸭蛋表面涂抹白酒,粘上盐后用纸包起来,放置一段时间。下列说法正确的是( )A.鸭蛋变咸是一种扩散现象B.鸭蛋变咸是因为内部产生了盐C.煮盐蛋升温的过程中,盐蛋内能不变D.盐蛋冷却降温的过程中,盐蛋内能增大二、填空题13.内燃机的一个工作循环是由四个冲程组成的,如图所示的是工作循环中的_____冲程,若飞轮转动40周,则对外做功______次。14.下表列出了几种燃料的热值,单位是J/kg从表中可以看出酒精的热值是3.0×107J/kg,表示的物理意义是_____.那么完全燃烧1g的酒精可放出热量 ____J.放出相同的热量,完全燃烧干木柴与氢气的质量之比是_____15.额定功率为1000W的电热水壶,内装1L、初温为20℃的水,若接通电源后,正常工作350s后使得水温升高到100℃,则该电热水壶的加热效率为_______。[ρ水=1.0×103kg/m3,]16.如图为某商场内的自动扶梯,若小明同学站在以1m/s速度匀速向上运行的自动扶梯上,通过10m的路程,需_____s,运行过程中他的动能将_____,机械能将______.(后两空选填“增加”、“不变”或“减少”).三、综合题17.热机发明后,一直在持续的改进和发展中。材料一:1769年,法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车(图甲),传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧(图乙)。材料二:1862年,法国人德罗夏提出内燃机(内燃指燃料在气缸内燃烧)的四冲程循环理论:①气缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入气缸;②通过气缸的向内运动对进入气缸里的燃料进行压缩;③高压燃烧气体产生巨大爆发力;④将已经燃烧的废气从气缸中排出。材料三:1876年,德国人奥托制造出以四冲程为依据的燃气内燃机,利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循环往复。阅读上面材料,回答下列问题:(1)传统蒸汽机的燃料在气缸______部燃烧;内燃指燃料在气缸______部燃烧;(2)图丙所示是将______能转化为______能;(3)根据材料知道热机一个工作循环有四个冲程,请你判断图丁中表示的是______冲程;热机工作时用水而不用其他液体来做冷却剂,这是因为水的______;(4)小锦同学阅读了某牌号汽车发动机的说明书后,将内燃机的能量流向制成如图戊所示的图表,请根据给出的信息,计算该内燃机输出的有用功为燃料释放热量的______%。18.如图甲是老师在科学课上做的热机工作原理的模拟实验,在玻璃管中先加入少量酒精,将橡皮塞放入玻璃管并向下压缩气体。然后用电子点火器点火,橡皮塞会向上弹出。(1)橡皮塞向下压时,其能量转化与图乙汽油机工作四冲程中的 ___________相同;(2)点火后橡皮塞向上弹出,玻璃管内气体内能减小,这是通过 ___________方式来改变内能。19.2020年1月,陕西迎来了新年的第一场雪。大雪后,芳芳同学看见铲雪车在公路上进行铲雪作业,如图所示。他用手机上网查阅到该型号铲雪车的额定功率是100kW,质量是4t:(g取10N/kg,q柴油=4.0×107J/kg,ρ柴油=0.8×103kg/m3)(1)汽车的轮胎做的宽大是为了________;(2)已知铲雪车以额定功率保持20km/h的速度在一段长5km的平直路面上铲雪,求这一过程中铲雪车所做的功和受到的阻力_______、_________;(3)该过程中铲雪车共消耗了10L柴油,则铲雪车的效率是多少______?(结果保留到1%)20.阅读材料,回答问题。从火车到火箭生产的发展需要强大的动力。17世纪,人类发明了热机。最早的热机是蒸汽机,在锅炉里把水烧成水蒸气,水蒸气在汽缸里推动活塞做功。原始的蒸汽机不便于使用交通运输的发展迫切需要轻便的热机。于是,内燃机应运而生,内燃机分为汽油机、柴油机两大类。汽油机是1876年发明的,柴油机是1892年发明的。内燃机行驶时不需要携带很多的水和煤,不但轻便,效率也提高了……早期的飞机是由内燃机提供动力的。从上世纪40年代开始,飞机上越来越多的使用喷气发动机,它向后高速喷出气体,从而获得前进的动力。在功率相同时,喷气发动机比内燃机更轻便……热机的效率是热机问世以来科学家、发明家和工程师们一直研究的重要问题。现在的内燃机和喷气机跟最初的蒸汽机相比,效率虽然提高了很多,但从节约能源的要求来看,热机的效率还不能令人满意。最好的空气喷气发动机,在比较理想的情况下其效率也只有60%,应用最广的内燃机,其效率只能达到40%,大部分能量被浪费掉了。根据材料内容,回答下列问题:(1)在功率相同时,蒸汽机、内燃机、喷气发动机的重力依次 ___________(填“增大”或“减小”);(2)在结构上汽油机的顶部是火花塞,柴油机的顶部是 ___________;(3)汽油机工作过程中燃料的 ___________能先转化为 ___________再转化为 ___________;(4)你认为下列提高热机效率的途径中说法错误的是 ___________;A.尽量使燃料充分燃烧B.尽量减少输出功率C.尽量减少摩擦D.尽量减少热量损失(5)火箭一般选用热值 ___________(填“较大”或“较小”)的燃料;(6)最早的热机是蒸汽机,后来许多人对它不断改进,其中贡献最大的是英国人 ___________,他在1782年发明了往复式蒸汽机,使蒸汽机成为可以广泛使用的动力机。人们为了纪念这位伟大的科学家,用他的名字来表示功率的单位。21.随着人民生活水平的不断提高,汽车已经走进我们的家庭。小林的爸爸最近也购买了一辆轿车。(1)“轿车不但要吃油,有时也要喝水”,汽油是___________(选填“可再生”或“不可再生”)能源,用水冷却发动机是因为水的___________大,在发动机开始工作后一段时间内,水箱中水的内能会___________,这是通过___________方式来改变内能的;(2)图2所示的四个实验中,其能量转化方式与图1所示汽油机对应冲程类似的是___________;(3)轿车在上坡时,将挡位换成低速挡,以减小行驶的速度,这样做的目的是___________;A.安全 B.省油 C.减小行驶时的阻力 D.增大爬坡的牵引力(4)小林通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离(即从操纵制动刹车到车停下来的距离),数据如表所示:速度v/(km h﹣1) 40 60 80 100 120制动距离s/m 8 18 50 72根据表中数据所反映的规律,当轿车速度为80km/h时对应的制动距离是___________m;(5)小林通过上网查到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图3所示。小林又向爸爸询问了一些实测数据:轿车行驶的路况好,平均车速为100km/h,发动机转速为2000r/min,平均油耗为8L/100km,参考图中的数据,分析这辆汽车在这种状态下行驶时,发动机的效率为___________%;(已知汽油的热值为4.6×107J/kg,密度为0.8×103kg/m3)(6)太阳能汽车利用太阳能来驱动,真正实现了零排放,有效地减少了对环境的污染。汽车顶部所安装的太阳能电池板的有效面积为5m2,太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×103W/m2,如将太阳能转化为电能的效率为15%,则电池的输出功率为___________W,如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为80%,当汽车在水平面上匀速行驶时,受到的牵引力为72N,则汽车的行驶速度为___________km/h。试卷第1页,共3页试卷第1页,共3页参考答案:1.A【详解】因为水的比热容比泥土、沙石的比热容大,白天,太阳照射下海岸和海水吸收相同的热量,海水温度上升慢;海岸吸热后,温度上升快,热空气上升,微风从海洋吹向陆地,形成海风;而夜晚,海岸和海水放出相同的热量,但水的比热容大,海水温度降低得少,海面气温较高,空气上升,风就从陆地吹向海上,形成陆风,故A符合题意。故选A。2.D影响动能大小的因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大。【详解】在常吉高速某段平直路面上匀速行驶的小汽车,速度不变,质量不变,动能不变。故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。【点睛】掌握影响动能、重力势能、弹性势能大小的因素。会判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的大小变化以及能量的相互转化。3.C【详解】A.物体从外界吸收热量,其温度可能不变,如晶体熔化时,吸热但温度不变,故A错误;B.内能与物体的温度、质量都有关系,温度高的物体内能不一定多,温度低的物体内能也不一定少,故B错误;C.水可作为汽车发动机的冷却剂,是因为水的比热容较大,与相同质量的其它物质相比,升高相同温度时可以吸收更多的热量,故C正确;D.煤的热值比干木柴的大,但是两种燃料的质量以及燃烧状况未知,所以无法判断哪种燃料燃烧时放出的热量多,故D错误。故选C。4.B【详解】A.热量是一个过程量,指的是热传递过程中所传递的内能的多少,只能说传递了多少热量,不能说具有或含有多少热量,故A错误;B.物体放出热量,内能一定减小,温度可能不变,如:晶体物体的凝固,故B正确;C.物体吸收了热量,内能一定增加,但温度可能不变,如晶体物体的熔化和液化的沸腾,故C错误;D.热传递的条件之一是,两物体要具有温度差,故热量是从高温度物体传递给低温度物体,故D错误。故选B。5.B【详解】如图所示实验中,木塞冲出时,是试管内水蒸气对木塞做功,将水蒸气的内能转化为木塞的机械能,那么水蒸气的内能减小,温度降低,水蒸气液化成小水珠,于是试管口出现了白雾,而内燃机的做功冲程是内能转化为机械能,所以这个能量转化与内燃机做功冲程相同,故ACD正确,不符合题意,B错误,符合题意。故选B。6.C【详解】A.排球离开手臂后,没受到手臂的作用力,那么排球上升过程中,手臂对排球不做功,故A错误;B.排球从墙壁弹回的过程中,质量不变,但高度变小,所以重力势能越来越小,故B错误;C.排球撞击墙壁后,被弹回,是因为受到力的作用,这说明力可以改变物体的运动状态,故C正确;D.垫球时,手对球的力和球对手的力是一对相互作用力,大小应相等,故D错误。故选C。7.D【详解】A.能闻到粽子的香味是由于分子的无规则运动产生的扩散现象,故A正确,A不符合题意;B.改变物体的内能有两种方法,分别是:做功和热传递。煮粽子的过程是利用热传递的方法提高了粽子的内能,故B正确,故B不符合题意;C.水的沸点与气压有关,气压越高,水的沸点越高。用压锅能更快煮熟粽子,是因为锅内气压增大,水的沸点升高,故C说法正确,故C不符合题意;D.剥粽子时总有一些糯米粘到粽叶上,是因为分子间存在引力,故D错误,D符合题意。故选D。8.D【详解】A.因为一切物体的分子都在不停的做无规则运动,所以一切物体都具有内能,的冰具有内能,故A错误;B.内能的大小跟质量、温度、状态有关,故B错误;C.热量总是从温度高的物体向温度低的物体转移,故C错误;D.金属汤勺放在热汤中,汤勺从汤中吸热,温度升高,这是通过热传递的方式改变内能的,故D正确。故选D。9.C【详解】A.长期堆放煤的水泥地面上,地板会变成黑色,是煤分子做无规则运动形成的,属于扩散现象,故A不符合题意;B.酒香不怕巷子深说明酒分子在不停地做无规则运动,属于扩散现象,故B不符合题意;C.春天柳絮飞扬是物体的机械运动,不是分子的运动,故C符合题意;D.将糖放入水中,过一会整杯水都变甜了,是分子做无规则运动形成的,故D不符合题意。故选C。10.C【详解】A.柴油机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功,因此机械效率不可能达到100%,故A错误;BD.热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与放出的热量或燃烧是否充分等因素无关,故BD错误;C.使燃料燃烧更充分,可以增大有效利用的能量,提高燃料的利用率,因此可以提高热机的效率,故C正确。故选C。11.B【详解】A.抽去玻璃板后,两瓶中的气体逐渐混合,属于扩散现象,说明气体分子在不停地做无规则运动,故A正确,不符合题意;B.缓慢向上提拉与水面接触的玻璃板,弹簧测力计示数变大,分子间同时存在引力和斥力,分子间距离较大,表现的是分子间的引力,故B错误,符合题意;C.将活塞迅速下压,压缩气体做功,使筒内的气体内能增大,气体温度升高,达到硝化棉的燃点,使硝化棉燃烧,故C正确,不符合题意;D.向烧瓶内打气,当瓶塞跳出时,瓶内气体膨胀对外做功,温度降低,内能减小,水蒸气液化形成白雾,说明物体对外界做功,物体内能减小,故D正确,不符合题意。故选B。12.A【详解】解:AB、在洗净的鸭蛋表面涂抹白酒,粘上盐后用纸包起来,放置一段时间,鸭蛋中不会产生盐,盐分子扩散到鸭蛋中,是一种扩散现象,故A正确、B错误。CD、煮盐蛋升温的过程中,盐蛋的质量不变,状态不变,温度升高,内能增加;盐蛋冷却降温的过程中,盐蛋的质量不变,状态不变,温度降低,内能减小,故C、D错误。故选:A。13. 压缩 20【详解】[1]如图所示,活塞向上运动,进气阀和排气阀均关闭,所以如图所示的是工作循环中的压缩冲程。[2]内燃机一个循环,四个冲程,飞轮转2周,做功1次,所以若飞轮转动40周,则对外做功20次。14. 1千克酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J 3×104J 35:3【详解】由热值的概念可知,酒精的热值是3.0×107J/kg,表示的物理意义是,1千克酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J;Q=qm=3.0×107J/kg×0.001kg=3×104J.已知放出相同的热量 由Q=qm得,q木×m木=q氢×m氢,1.2×107J/kg×m木=1.4×108J/kg×m氢,m木:m氢=35:3.【点睛】已知质量和热值,由Q=qm可求得酒精放出的热量;求干木柴与氢气的质量之比,用Q=qm,代入数值可得.15.【详解】水的体积由 可得水的质量加热过程中水吸收的热量350s电热水壶消耗的电能电热水壶的加热效率16. 10 不变 增加【详解】小明通过10m的路程需要的时间是: ;由于在小明上升过程中,其质量不变,速度不变,即动能不变;但其高度变大,即他的重力势能变大,由于机械能等于动能和势能之和,故机械能变大.17. 外 内 机械 内 做功 比热容大 30【详解】(1)[1]由材料一可知,如图乙所示,传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧。[2]由材料二可知,内燃指燃料在气缸内燃烧。(2)[3][4]图丙所示是通过做功增加物体内能,是将机械能转化为内能。(3)[5]图丁中,进气门、排气门关闭,火花塞点火,活塞向下运动,是做功冲程。[6]热机工作时用水而不用其他液体来做冷却剂,这是因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质,在升高相同温度时能吸收更多的热量。(4)[7]燃料释放热量中废气带走33%、水吸收了30%、摩擦与辐射消耗7%,输出的有用功仅占30%。18. B 做功【详解】(1)[1] 橡皮塞放入玻璃管并向下压缩气体时,气体的内能增大,温度升高,然后用电子点火器点火,产生高温高压的燃气,就会对橡皮塞做功而使它向上弹出。向下压橡皮塞时,是机械能转化为内能;A.图A中,活塞向下运动,一个气门打开,这是吸气冲程,没有能量转化,故A不符合题意;B.图B中,两个气门关闭,活塞向上运动压缩汽油和空气的混合物,是将机械能转化为内能,故B符合题意;C.图C中,两个气门关闭,活塞向下运动,高温高压的燃气推动活塞做功,将内能转化为机械能,故C不符合题意;D.图D中,一个气门打开,活塞向上运动,这是排气冲程,没有能量转化,故D不符合题意。故选B。(2)[2]点火后橡皮塞向上弹出,此时气体的内能转化塞子的机械能,是通过做功的方式改变气体的内能。19. 减小压强 9×107J 18000N 28%【详解】(1)[1]汽车轮胎做的宽大是为了在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。(2)[2]根据v=可得, 铲雪车前进5km所用的时间t===0.25h=900s根据P=可得,铲雪车做的功W=Pt=1×105W×900s=9×107J铲雪车所做的功是9×107J。[3]铲雪车的推力F== =18000N因为匀速直线运动,即受到的阻力f=F=18000N铲雪车受到的阻力为18000N。(3)[4]消耗柴油的体积V=10L=1×10 2m3根据ρ=可得,消耗柴油的质量m=ρV=0.8×103kg/m3×1×10 2m3=8kg柴油完全燃烧放出的热量Q放=mq=8kg×4.0×107J/kg=3.2×108J则效率η==28%铲雪车的效率是28%。答:(1) 汽车的轮胎做的宽大是为了减小压强;(2)这一过程中铲雪车所做的功9×107J,受到的阻力的大小为18000N;(3)该铲雪车的效率是28%。20. 减小 喷油嘴 化学 内能 机械能 B 较大 瓦特【详解】(1)[1]由题意,原始的蒸汽机不便于使用交通运输的发展迫切需要轻便的热机,内燃机行驶时不需要携带很多的水和煤,不但轻便,效率也提高了,即蒸气机比内燃机重,在功率相同时,喷气发动机比内燃机更轻便,因此蒸汽机、内燃机、喷气发动机的重力依次减小。(2)[2]汽油机顶部有火花塞,吸入汽油和空气混合气,柴油机顶部有喷油嘴,吸入空气。(3)[3][4][5]汽油机工作过程中燃料燃烧是化学反应,是化学能转化为内能,在做功冲程中,内能再转化为机械能。(4)[6]A.尽量使燃料完全燃烧,可放出更多热量,可提高热机效率,故A正确,A不符合题意;B.功率是做功的快慢,效率与功率无关,尽量减小输出功率不能提高效率,故B错误,B符合题意;C.尽量减少摩擦,可减少因摩擦而产生的额外功,可提高热机效率,故C正确,C不符合题意;D.尽量减少热量损失,可将更多热量转化为有用功,可提高热机效率,故D正确,D不符合题意。故选B。(5)[7]火箭以液氢作为燃料,是由于氢的热值大,燃烧相同质量的氢与其他燃料,燃烧氢放出的热量更多,可转化的机械能更多。(6)[8]瓦特是改良蒸汽机,因此用瓦特来做为功率的单位。21. 不可再生 比热容 增大 热传递 A D 32 37 900 36【详解】(1)[1]汽油在短时间内不能在自然界获得补充的属于不可再生能源。[2]汽车发动机工作过程中,不可避免地产生很多热量,这些热量如不及时带走会影响机器的正常工作。由在质量和升高的温度相同时,与其它液体比较,因为水的比热容最大,所以吸收的热量最多,冷却效果最好。[3][4]发动机工作过程中会产生热量,热量传递到水,所以水的内能增加。这是通过热传递的方式改变内能的。(2)[5]图1进气门和排气门都关闭,活塞向下运动,是汽油机的做功冲程,此冲程中内能转化成机械能。A.电火花发生器点火后将盒盖顶出,此时燃气的内能转化机械能,与图1所示汽油机对应冲程类似,故A符合题意。B.滚摆向下运动,动能增加,重力势能减小,所以是重力势能转化为动能的过程,故B不符合题意。C.向下压缩空气引火仪,即将机械能转化为仪器内部空气的内能,所以是将机械能转化为内能的过程,故C不符合题意。D.酒精灯加热杯中冷水,这是通过热传递的方式改变内能的,故D不符合题意。故选A。(3)[6]由可知,汽车的最大功率一定时,减小行驶速度时,可以获得更大的牵引力,故选D。(4)[7]通过对1、2、4、5的分析可知,速度越大制动距离越大,即制动距离一定与速度有关,但明显不是正比关系,故可以想到可能与速度的平方成正比,通过计算可知制动距离的确与速度的平方成正比,所以s=32m(5)[8]由发动机输出特性曲线可知:发动机转速为2000r/min时,其输出功率约为30kW,每小时对外所做的有用功W=Pt=30×103W×3600s=1.08×108J行驶100km消耗的汽油是8L=8dm3=8×10-3m3则完全燃烧释放的热量Q=mq=ρVq=0.8×103kg/m3×8×10-3m3×4.6×107J/kg=2.944×108J发动机的效率(6)[9]太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×103W/m2,如将太阳能转化为电能的效率为15%,则电池的输出功率为P=P太阳能η=1.2×103W/m2×5m2×15%=900W[10]因为电能最终转化为机械能的效率为80%,所以P机械=Pη′=900W×80%=720W汽车的行驶速度答案第1页,共2页答案第1页,共2页 展开更多...... 收起↑ 资源预览