2022年苏科版九年级物理上册第十二章机械能和内能必考点解析试题(含答案及详细解析)

苏科版九年级物理上册第十二章机械能和内能必考点解析
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。

第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、如图是单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图，下列四组关于这种内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序排列，正确的是（）
A．丙、丁、乙、甲B．乙、丁、甲、丙
C．乙、甲、丁、丙D．甲、乙、丙、丁
2、如图所示为小艳家新买的一辆小汽车。

周末，爸爸开车带着小艳出去游玩，途中，这辆汽车在1h 的时间内，在水平路面上匀速行驶了72km，消耗汽油6kg。

若已知该汽车发动机的功率（即牵引力的功率）为23kW，汽油的热值为4.6×107J/kg，g＝10N/kg。

则关于上述lh的行驶过程，不考虑流体压强的条件，下列分析正确的是（）
A．该汽车对路面的压力大于1.5×104N B．该汽车克服阻力做的功是2.3×104J
C．该汽车的牵引力是1.5×103N D．该汽车发动机的效率是30%
3、依据表中的数据，下列说法中正确的是（）
A．质量为1kg的干泥土，具有的内能约为0.84×103J
B．质量为1kg的水，温度为1℃时，具有的热量为4.2×103J
C．质量为1kg的水，温度升高1℃，吸收的热量为4.2×103J
D．质量相等的水和干泥土，吸收相等热量，水温升高得较多
4、如图a，用加热器给初温均为20℃的甲、乙两种液体加热（m甲＜m乙），两种液体每秒吸收的热量相同，这两种液体的温度—加热时间的图线如图b所示，则（）
A．第60s时，乙吸收的热量比甲的多
B．甲液体的比热容比乙液体的小
C．甲液体的比热容与乙液体的一样大
D．甲液体第30s时的内能小于第35s时的内能
5、如图所示，用塞子塞紧瓶口，再用打气筒向瓶内打气，当瓶内气压达到足够大时，塞子从瓶口冲出。

下列关于瓶内气体的说法，正确的是（）
A．向瓶内打气，外界对气体做功，气体内能减少
B．向瓶内打气，外界对气体做功，气体内能不变
C．塞子从瓶口冲出，气体对外界做功，气体内能减少
D．塞子从瓶口冲出，气体对外界做功，气体内能不变
6、用热传递的方式改变物体内能的是（）
A．钻木取火
B．云中的冰粒在下落中变成了雨滴
C．炙手可热
D．发射火箭经过大气摩擦外壳变热
7、如图四幅图片，其说明的物理知识错误的是（）
A．悬挂重物不能把两铅块分开，说明分子间存在引力，没有斥力
B．加热水产生的蒸汽使橡胶塞冲出，利用做功和热传递都能改变物体的内能
C．抽掉玻璃板气体会变色，实验中气体的摆放位置没有问题
D．压下活塞后硝化棉燃烧，实验过程中是机械能转化为内能
8、跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，关于运动员（不包含降落伞和绳）下列说法正确的是（）
A．动能不变，重力势能不变，机械能不变
B．动能变大，重力势能变小，机械能不变
C．动能不变，重力势能变小，机械能变小
D．动能变小，重力势能变小，机械能变小
9、潍柴集团于2020年正式发布全球首款热机效率突破50%的商用柴油机，世界内燃机发展出现历史性新突破。

关于对此柴油机的说法正确是（）
A．它必须用热值较高的燃油才能提高其热机效率
B．对比其他柴油机，相同时间内对外做功更快
C．对比其他柴油机，对外做同样的功消耗的燃料减少
D．随着技术的进步，集团生产的内燃机效率能达到100%
10、如图所示是家居装修的一种空气锤，它是利用压缩空气使活塞迅速推出，产生巨大压力，能将铁
钉打入木板，甚至能将混凝土压碎。

下列关于空气锤的使用，说法错误的是（）
A．压缩空气对外做功时，自身的内能会减小
B．空气被压缩时，密度增大，压强增大
C．木板可以被铁钉打入，说明力可以改变物体的形状
D．反复捶打，铁钉会发热，这与内燃机的做功冲程能量转化相同
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、如图所示，用老式煤妒将质量为500kg的水从80℃加热到100℃，需要完全燃烧5kg的煤，在这个过程中这些水吸收的热量是______J，燃烧这些煤所放出的热量是______J，此煤炉的效率是
______[q煤=3×107J/kg，c水=4.2×103J/(kg·℃)]。

2、小明同学在家时，经常帮父母做些力所能及的家务活。

如图所示，他把水壶放在燃气灶上烧水，烧水过程中水的内能______（选填“增大”、“减小”或“不变”），这是通过______的方式改变水的内能，水烧开前比热容______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

3、2021年10月16日，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F运载火箭，在酒泉卫星发射中心发射成功，三名航天员将在轨驻留六个月。

（1）火箭发射时选用液态氢作燃料是因为氢具有较大的______（选填“内能”、“比热容”或“热值”），而且有利于环境保护；
（2）火箭喷气发动机，自带燃料和氧化剂，它工作时不需要空气，可以在大气层外工作。

火箭升空时，燃料燃烧向后高速喷出气体，从而获得前进的动力，此过程把燃料燃烧的内能转化为火箭的
______能；
（3）火箭在大气层内高速运动时，会使其头部整流罩与空气剧烈摩擦，整流罩的内能增加，温度升高达上千摄氏度。

这是通过______（选填“做功”或“热传递”）的方式来改变整流罩内能的。

4、把萝卜腌成咸菜通常需要几天，而把萝卜炒熟，使之具有相同的咸味，仅需几分钟。

造成这种差别的主要原因是_______。

5、我国于2019年5月17日在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成功发射一颗北斗导航卫星。

火箭发射时用液态氢作燃料，因为液态氢的______大，完全燃烧20g液态氢释放的热量
______J。

（q氢＝1.4×108J/kg）
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、质量为4kg的冷水与3kg、80℃的热水混合后的温度为40℃，若不计热量损失，c水=4.2×103J/（kg·℃）。

求：
（1）热水放出的热量；
（2）冷水原来的温度。

2、如图所示的油电混合动力汽车是一种新型节能汽车，这种油电混合动力汽车的内燃机工作时，给车提供动力的同时也给动力蓄电池组充电。

已知某型号油电混合动力汽车所用的动力蓄电池组储存的最大电能是1.0×108J，若该车以80km/h的车速匀速直线行驶了0.5h。

行驶过程中所受阻力大小为800N，动力蓄电池组的电能也增加了最大电能的14%，内燃机消耗燃油2kg。

（燃油的热值
4.6×107J/kg）求：
（1）燃油完全燃烧放出的热量；
（2）牵引力做的功；
（3）该油电混合动力汽车内燃机的效率。

3、一水壶中装有体积为2L的水，在液化石油气炉上从20℃加热到100℃，在这过程中，共燃烧了液化石油气42g（壶吸收的热量忽略不计）， [ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/(kg·℃)，q气= 4.0×107J/kg] 求：
（1）水共吸收了多少热量？
（2）这些液化石油气完全燃烧共放出多少热量？
（3）炉子的效率。

4、小宁用煤炉给10kg的水加热，同时把加热过程中对应的时间测得的水温绘制成右图。

若煤炉热效率为42%，煤的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤的热值约为3×107J/kg。

加热6min，求：
（1）水所吸收的热量；
（2）煤完全燃烧时产生的热量及煤的质量。

5、小明用如图所示的便携式丁烷气炉（内置一瓶新的燃气瓶，相关参数见下表）烧水，测出本地水温为20℃，气压为标准大气压，水的比热容为4.2×103J/（kg⋅℃），设丁烷气体完全燃烧，求：
（1）燃气瓶中丁烷完全燃烧可以放出的热量；
（2）气炉持续燃烧8min，能够烧开的水的质量；
（3）若将气炉热效率提高10%，同样烧开第（2）问中的水可节约的时间。

-参考答案-
一、单选题
1、B
【解析】
【详解】
图甲：进气门和排气门关闭，火花塞点火，为做功冲程；图乙：进气门打开，排气门关闭，为吸气冲程；图丙：进气门关闭，排气门打开，为排气冲程；图丁：进气门和排气门都关闭，火花塞未点火，为压缩冲程。

内燃机一个工作循环中四个冲程为：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

故B 正确，ACD 错误。

故选B 。

2、D
【解析】
【详解】
A ．汽车在水平路面上匀速行驶时，在竖直方向受到重力和支持力是一对平衡力，所以两力大小相等，由力的作用是相互的，所以汽车对路面压力大小等于支持力，由于汽车重力不知，所以汽车对路面压力大小不能确定，故A 错误；
B ．汽车做匀速直线运动，牵引力等于阻力，汽车在牵引力作用下通过的距离等于汽车在阻力作用下通过的距离，由W Fs =得，汽车牵引力做的功等于汽车阻力做的功，由W P
t
=可得，汽车克服阻力做的功
3723?10W?3600s 8.28?10J W Pt ＝＝＝ 故B 错误；
C ．汽车的行驶速度
72km = ==72km/h 120m/s h
s v t ＝ 由P Fv ＝可得，汽车的牵引力
3323?10W =1.15?10N 20m/s
P F v == 故C 错误；
D ．汽车消耗汽油6kg 完全燃烧放出热量
786kg?4.6?10J/kg 2.76?10J Q mq ＝＝＝
所以汽车发动机的效率
788.28?10J ×100%?100%=30%2.76?10J
W Q η== 故D 正确。

故选D 。

3、C
【解析】
【详解】
A ．内能与物体的温度、质量、状态等因素有关，质量为1kg 的干泥土，无法判断它的内能的大小，故A 错误；
BC ．由表中数据可知，水比热容是4.2×103J/(kg·℃)，表示质量为1kg 的水，温度升高1℃，吸收的热量为4.2×103J ，故C 正确，B 错误；
D ．水的比热容较大，质量相等的水和干泥土，吸收相等热量，干泥土温度升高得较多，故D 错误。

故选C 。

4、D
【解析】
【详解】
A ．因两种液体每秒吸收的热量相同，且第60s 时两液体的加热时间相同，所以甲乙吸收相同的热量，故A 错误；
BC ．由图像可知，第60s 时两液体升高的温度相同，且甲乙吸收的热量相同，由于m 甲＜m 乙，则根据Q c m t
=∆吸可知，甲的比热容大于乙的比热容，故BC 错误； D ．由图像可知，甲液体从30s 到35s 时，一直吸收热量，温度升高，内能变大，即甲液体第30s 的内能小于第35s 的内能，故D 正确。

故选D 。

5、C
【解析】
【详解】
向瓶内打气时，外界对瓶内气体做功，瓶内气体的内能增加，气体的压强增大，增大到一定程度，塞子从瓶口冲出，此时气体对塞子做功（即对外界做功），气体的内能转化为塞子的机械能，气体的内能减少，故ABD错误，C正确。

故选C。

6、C
【解析】
【详解】
A．钻木取火，是摩擦生热现象，机械能转化为内能，属于做功改变物体的内能，故A不符合题意；
B．冰粒在下落过程中克服空气摩擦，机械能转化为内能，属于做功改变物体的内能，故B不符合题意；
C．炙手可热，手吸收热量，是通过热传递改变手的内能，故C符合题意；
D．火箭在大气层中由于受到摩擦力，从而消耗机械能转化为内能，属于做功改变内能，故D不符合题意。

故选C。

7、A
【解析】
【详解】
A．两个压紧的铅块能吊起重物而不分开，是由于分子间存在引力，但斥力也同时存在。

故A错误，符合题意；
B．水吸收热量，内能变大，是通过热传递改变内能的；水蒸汽对外做功，内能转化为机械能，这表明做功和热传递都可以改变物体内能，故B正确，不符合题意；
C．抽去玻璃板，密度大的二氧化氮分子会运动到密度小的空气中，这是扩敢现象，说明分子在不停地做无规则运动，故C正确，不符合题意；
D．下压活塞，活塞对空气做功，空气的内能增大，机械能转化为内能，故D正确，不符合题意。

8、C
【解析】
【详解】
在空中匀速直线下降的过程中，速度不变，所以动能不变；高度降低，所以重力势能减小；机械能等于动能和重力势能之和，所以机械能在变小。

故C正确，ABD错误。

故选C。

9、C
【解析】
【详解】
A．热机效率是有用功与燃料完全燃烧所放出的热量的比，与燃料的热值无关，故A错误；
B．柴油机效率高，只表明有用功与总功的比值大，相同时间做功快指功率，效率与功率没有必然联系，故B错误；
C．柴油机效率高，根据效率公式
W
Q
η=有
放
，当有用功一定时，效率越高，所需要总功更少，即燃烧同
种燃料时，需要的燃料更少，故C正确；
D．柴油机属于热机，在工作过程中不可避免会存在燃料燃烧不完全等因素导致能量损失，不可能达到100%，故D错误。

故选C。

10、D
【解析】
【详解】
A．压缩空气对外做功时，内能转化为机械能，自身的内能会减小，故A正确，不符合题意；
B ．根据m V
ρ=
可知，一定质量的空气被压缩时，体积减小，密度增大，压强增大，故B 正确，不符合题意； C ．铁钉被打入木板，木板的形状发生改变，说明力可以改变物体的形状，故C 正确，不符合题意；
D ．反复敲打铁钉会发热，是将机械能转化为内能的过程，内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能，故D 错误，符合题意。

故选D 。

二、填空题
1、 4.2×107 1.5×108 28%
【解析】
【详解】
[1]水吸收的热量
Q 吸=c 水m (t -t 0)=4.2×103J/(kg·℃)×500kg×(100℃-80℃)=4.2×107J
[2]5kg 的煤完全燃烧产生的热量
Q 放=m ′q 煤=5kg×3×107J/kg=1.5×108J
[3]煤炉烧水时的热效率
784.210J 100%28%1.510J
Q Q η⨯==⨯=⨯吸放 2、 增大 热传递 不变
【解析】
【详解】
[1][2]用天然气烧水的过程中，水吸收热量，温度升高，内能增大，这是通过热传递的方式改变水的内能；
[3]比热容是物质的一种特性，与物质的状态和种类有关，与温度无关，所以水烧开前水的比热容不
变。

3、热值机械做功
【解析】
【详解】
（1）[1]在常见燃料中，氢的热值较大，完全燃烧等质量的氢和其它燃料相比，氢所产生的热量要多得多，故选择氢作为燃料主要是因为其热值大。

（2）[2]燃料燃烧产生高温高压的气体，推动火箭向上运动，对火箭做了功，火箭机械能增加，高温高压的气体将内能转化成了火箭机械能。

（3）[3]整流罩与空气剧烈摩擦，整流罩机械能减小，内能增加，整流罩将机械能转化成了内能，故是通过做功来改变内能的。

4、见解析
【解析】
【详解】
萝卜有咸味是因为盐中的氯化钠分子进入萝卜中，是扩散现象，温度越高，分子运动的越剧烈，所以炒菜时，温度较高，分子运动较剧烈，氯化钠分子更容易进入萝卜中，所以使萝卜具有相同的咸味，炒菜时所用时间更短。

5、热值 2.8×106
【解析】
【详解】
[1]火箭采用液态氢作为燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料相比，液态氢可以释放出更多的热量。

[2]完全燃烧释放出的热量
Q放=mq=0.02kg×1.4×108J/kg=2.8×106J
三、计算题
1、（1）5.04×105 J ；（2） 10℃
【解析】
【详解】
解：（1）由题意可知，热水放出的热量为
()()()354.210J /kg 3kg 8040 5.0410J Q c m t t =-=⨯⋅⨯⨯-=⨯水水热放℃℃℃
（2）若不计热量损失，则冷水吸收的热量为
55.0410J Q Q ==⨯吸放
由()0Q cm t t =-吸可得，冷水原来的温度为
()535.0410J 40104.210J /kg 4kg
Q t t c m ⨯=-=-=⨯⋅⨯吸冷水冷℃℃℃ 答：（1）热水放出的热量为5.04×105J ；
（2）冷水原来的温度为10℃。

2、（1）9.2×107J ；（2）3.2×107J ；（3）50%
【解析】
【详解】
解：（1）由题意可知，燃油完全燃烧放出的热量为
Q =mq 油=4.6×107J/kg×2k g =9.2×107J
（2）因为汽车匀速直线行驶，所以汽车所受牵引力与阻力是一对平衡力，即
F =f =800N
由题意可知，汽车通过的路程为
s =vt =80km/h×0.5h=40km=4×104m
故汽车行驶中牵引力所做的功为
W =F s=800N×4×104m=3.2×107J
（3）由题意可知，蓄电池增加的电能为
W′=1.0×108J×14%=1.4×107J
故汽车内燃机的效率为
7773.210 1.410100%100%50%9.210W W J J Q J
η'+⨯+⨯=⨯=⨯=⨯ 答：（1）燃油完全燃烧放出的热量为9.2×107J ；
（2）牵引力做的功为3.2×107J ；
（3）该油电混合动力汽车内燃机的效率为50%。

3、（1）6.72×105J ；（2）1.68×106J ；（3）40%
【解析】
【详解】
解：（1） 根据题意知道，水壶中水的体积
2L=2000ml=2000cm 3
水的质量为
m=ρV =1g/cm 3×2000cm 3=2000g=2kg
水吸收的热量
Q 吸=cm (t-t 0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J
（2）燃烧的液化石油的质量
m 气=42g=0.042kg
这些液化石油气完全燃烧放出的热量
Q 放=mq =0.042kg×4×107J/kg=1.68×106J
（3）炉子的效率
566.7210J 1.681=1000%=100%40%J
Q Q η⨯⨯⨯⨯=吸放 答：（1）水共吸收热量6.72×105J ；
（2）这些液化石油气完全燃烧共放出的热量是1.68×106J ；
（3）炉子的效率是40%。

4、（1）2.52×106J ；（2）6×106J ，0.2kg
【解析】
【详解】
解：（1）经过6min 时间加热，水温由20℃升高到80℃，水吸收的热量
360 4.210J/kg 10kg 8020 2.5210J Q cm t t -⨯⨯⨯=⨯吸（）=（℃）（℃-℃）=
（2）由
42%Q Q η=
=吸放 得煤完全燃烧放出的热量
662.5210J 610J 42%Q Q η⨯===⨯吸
放 由
Q mq 放＝
得煤的质量
67610J 0.2kg 310J/kg Q m q ⨯===⨯放
煤 答：（1）水所吸收的热量为2.52×106J ；
（2）煤完全燃烧时产生的热量为6×106J ，煤的质量为0.2kg 。

5、（1）4.5×107J ；（2）3kg ；（3）1.6min
【解析】
【详解】
解：（1）由题意可知，燃气瓶中丁烷完全燃烧可以放出的热量为
770.5kg 910J /kg 4.510J Q mq ==⨯⨯=⨯放
（2）由表中数据可知，燃烧8min 消耗燃气的质量为
8210g /h h 28g 0.028kg 60
m '=⨯
== 故该燃气完全燃烧放出的热量为 760.028kg 910J /kg 2.5210J Q m q ''==⨯⨯=⨯放
由表中数据可知，水吸收的热量为
6640% 2.5210J 1.00810J Q Q η'==⨯⨯=⨯吸放
故由ΔQ cm t =可得，烧开水的质量为
()()
63 1.00810J 3kg Δ 4.210J /kg 10020Q m c t ⨯===⨯⋅⨯-吸水℃℃℃ （3）由题意可知，气炉热效率提高10%，变为50%，则此时燃气完全燃烧放出的热量为
661.00810J 2.01610J 50%50%Q Q ''
⨯===⨯吸放
由Q mq =放可得，燃气的质量为
672.01610J 0.0224kg 22.4g 910J /kg Q m q ''''
⨯====⨯放 由题意可知，燃烧22.4g 燃气需要的时间为
22.4g 56h 6.4min 210g /h 210g /h 525
m t ''==== 故节约的时间为
8min 6.4min 1.6min t '=-=
答：（1）燃气瓶中丁烷完全燃烧可以放出的热量为4.5×107J ；
（2）气炉持续燃烧8min ，能够烧开的水的质量为3kg ；
（3）若将气炉热效率提高10%，同样烧开第（2）问中的水可节约的时间为1.6min 。