综合解析北师大版九年级物理机械能、内能及其转换专项测评试题(名师精选)

九年级物理机械能、内能及其转换专项测评
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、用如图所示的装置先后加热初温、质量均相同的水和煤油，比较两种液体比热容的大小．多次实验表明，要让水和煤油升高相同的温度，水需要的加热时间更长．以下关于该实验操作及分析错误的是（）
A．水比煤油的比热容大
B．加热时用玻璃棒不断搅拌是为了让水和煤油受热均匀
C．实验中可以不使用温度计，让水和煤油都沸腾后再比较加热时间
D．相同质量的水和煤油，吸收相同的热量后，煤油比水升高的温度多
2、如图所示，在一个罐子的底和盖各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定。

做好后将它从不太陡的斜面滚下，会看到它又从斜面底部滚向斜面顶部。

下列解释正确的是（）
A．罐子向上滚动时，弹性势能转化为动能和重力势能
B．罐子向下滚动时，重力势能全部转化为动能
C．罐子滚到斜面的底端时，橡皮筋的弹性势能最小
D．如果不用手拦住罐子，它可以一直来回滚动
3、质量相等的一杯冷水和一杯热水升高相同的温度，则它们吸收的热量（）
A．初温不知，无法判断B．一样多
C．热水吸收的热量多D．冷水吸收的热量多
4、牛顿坐在苹果树下深思，一个熟透的苹果掉在地上。

关于苹果加速下落的过程，下列分析正确的是（）
A．重力势能转化为动能，动能增加
B．动能转化为重力势能，动能减小
C．动能转化为重力势能，重力势能增加
D．无能量的转化，重力势能和动能不变
5、关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（）
A．温度高的物体内能一定大，温度低的物体内能一定小
B．冰在熔化成水的过程中吸收热量，温度不变，内能不变
C．内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
D．物体的温度越高，所含热量越多
6、下列关于内能、热量、温度的说法中正确的是（）
A．某铁块温度升高，内能一定增加
B．热传递时温度高的物体把温度传给温度低的物体C．一个物体吸收了热量，温度一定升高
D．一个物体的温度升高，一定吸收了热量
7、汽油机在压缩冲程结束后，下一个冲程对应的气缸工作状态是（）
A．B．
C．D．
8、为了比较不同物质的吸热能力，某同学选用两个规格相同的烧杯，加入初温相同、质量相同的水和食用油，选用两个规格相同的电加热器加热水和食用油，选用两个相同的温度计测量水和食用油的温度，并配备了秒表用来计时，实验装置如图甲、乙所示。

根据实验数据绘制水和食用油的温度随时间变化的图像如图丙所示。

则下列说法中正确的是（）
A．实验中选用相同电加热器，目的是保证水和食用油温度变化相同
B．实验中用温度计的示数变化表示水和食用油吸收热量的多少
C．由图像可知，升高相同温度，食用油所需时间长，所以吸热能力强
D．由图像可知，加热相同时间，水温度变化小，所以吸热能力强
9、下列说法正确的是( )
A．把-10℃的冰块放在0℃的冰箱保鲜室中，一段时间后，冰块的内能会增加
B．在汽油机的压缩冲程中，内能转化为机械能
C．用锯条锯木板，锯条的温度升高，是由于锯条从木板吸收了热量
D．我们不敢大口地喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多
10、下列关于生活中常见的场景，用物理知识解释正确的一项是（）
A．书放在桌面上，桌面受到弹力的直接原因是桌面发生形变产生的
B．载货汽车超速行驶时，由于自身动能增大，更容易发生交通事故
C．滑雪者脚穿宽大滑雪板可以让自己对雪地的压力作用效果更明显
D．小明骑电动车紧急刹车时，车上的快递掉到地上是因为电动车有惯性
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、如图是皮球落地后弹起过程中每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片．由图可知，下落过程中，皮球的速度，离开地面上升的过程中，皮球重力势能，动能．皮球运动过程中的机械能．（均选填“增大”、“减小”或“不变”．）
2、铁丝反复弯折后温度会升高，这是通过的方式改变铁丝的内能；汽车后视镜的应用原理是光的；唱歌时，女生的声音通常比男生高一些，这里所说声音的高低，是指的高低。

3、如图所示，试管里装有适量的水、用软木塞轻轻塞住，点燃酒精灯加热，达到沸点后开始沸腾，水沸腾一段时间后，会观察到软木塞被弹出，此过程中能量转化情况为。

4、在如图所示的漫画中，老人（搓搓手，有点暖！）和小孩（好烫哟！）的感觉虽然不同，但从物理的角度看，两幅图都说明了 （填“做功”或“热传递”）可以改变物体能的内能，图中的小孩从滑梯上滑下，他的机械能 （选填“增加”、“不变”或“减少”）。

5、某汽车在平直公路上由于行驶速度过快， 能大，危害性就大，为防止意外，汽车不能超速行驶。

乘客必须使用安全带，一旦发生碰撞，车身就停止运动，而乘客身体由于 会继续向前运动造成伤害。

三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）
1、一个质量是3kg 、初温为590℃的铁块，当温度降到30℃时放出7.56×105J 的热量.
求：
（1）铁的比热容是多少？
（2）餐馆里有一道美食叫“铁板牛肉”，将1kg 铁板加热到130℃，再将九成熟的牛肉片盛放在铁板上，等铁板温度降到70℃时，牛肉片已十成熟了.铁板在此降温过程中放出的热量是多少？
（3）放出的热量只有50%被牛肉吸收，则牛肉从铁板处吸收了多少热量？
2、天然气灶使用方便、经济环保。

如图所示，在一个标准大气压下，天然气灶将一壶质量为3kg 、温度为20℃的水加热至沸腾，大约需要10min ，已知水的比热容为 34.210J/(kg )⨯⋅℃ ，天然气的热值为 733.510J/m ⨯ 。

求：
（1）水吸收的热量；
（2）若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，烧开这壶水需要多少天然气？
3、一辆汽车以72km/h的速度匀速行驶10min，消耗的汽油为1.2kg，汽车匀速行驶时受到的牵引力F=1.2×103N，汽油的热值q=4.6×107J/kg，问：
（1）这段时间内汽油完全燃烧放出的热量是多少？
（2）这段时间内汽车牵引力做功是多少？
（3）求牵引力做功功率？
（4）该汽车的效率是多少？
4、某物理兴趣小组的同学用煤炉给2kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。

水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），求：经过6min时间加热，水所吸收的热量。

5、将质量为1千克、温度为20℃的水加热至70℃，求水吸收的热量Q吸。

[C水=4.2×103焦/（千克℃）]
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、用如图的装置演示气体扩散现象，其中一瓶装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体，另一瓶装有空气。

（1）为了有力地证明气体发生扩散，装二氧化氮气体的应是(选填“A”或“B”)瓶过一段时间后的现象是。

（2）扩散现象说明气体分子。

（3）若实验温度分别为①0℃，②4℃，③20℃，④30℃则在温度下（填序号）气体扩散最快。

（4）若A瓶内是二氧化氮气体，会因为二氧化氮气体的密度大于空气的密度，导致二氧化氮气体下沉，(选填“能”或“不能”)充分说明扩散现象。

2、利用如图（甲）所示的实验装置探究“煤油和水的温度变化与吸热的关系”。

操作如下：
（1）在两烧杯中分别装入初温度相同且相等的煤油和水；
（2）用相同的酒精灯火焰加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔相同的时间记录一次温度，其中某时刻的温度如图（乙）所示，其示数为℃。

根据实验数据绘制成温度与时间的关系图象，如图（丙）所示；
（3）实验中，是通过比较来间接反映煤油和水吸收的热量；
（4）分析图象可知，对于质量相等的煤油和水，升温较快的是；若使两者升高相同的温度，则吸收的热量较多，由此可见，的比热容较大。

-参考答案-
一、单选题
1、【答案】C
【解析】【解答】A．要让水和煤油升高相同的温度，水需要加热的时间更长，水吸收的热量多，说明水比煤油的比热容大，A正确，不符合题意；
B．加热时不断用玻璃棒搅拌是为了让水和煤油受热均匀，B正确，不符合题意；
C．水和煤油的沸点不同，实验时不使用温度计，让水和煤油都沸腾后再比较加热时间，不能控制两种液体升高的温度相同，C错误，符合题意；
D．因为水的比热容较大，所以相同质量的水和煤油，吸收相同的热量后，煤油比水升高的温度多，D 正确，不符合题意．
故答案为：C
【分析】因为水和煤油的沸点不同，加热时间不同，吸收热量不同，不能比较吸收热量的能力。

2、【答案】A
【解析】【解答】由题意可知，罐子在斜面底部和斜面顶部时的速度为0、动能为0。

A．罐子由斜面底部自动滚上去，罐子的高度增大，速度先增大后减小，橡皮筋的弹性形变逐渐减小，则罐子重力势能增大、动能先增大后减小，橡皮筋的弹性势能减小，即该过程中橡皮筋的弹性势能会转化为罐子的动能和重力势能，A符合题意；
BC．罐子从不太陡的斜面上滚下，罐子的高度减小，速度先增大后减小，橡皮筋的弹性形变逐渐增大，则罐子的重力势能减小，动能先增大后减小，橡皮筋的弹性势能增大，在斜面底端时橡皮筋的弹性势能最大，即该过程中罐子的重力势能会转化为动能和橡皮筋的弹性势能，BC不符合题意；
D．罐子在滚动的过程中，由于和斜面之间存在摩擦，机械能会转化为内能，所以整个罐子的机械能不守恒，机械能会逐渐变小，最终罐子会停止运动，D不符合题意。

故答案为：A。

【分析】形变的物体回复原状时物体上升，将弹性势能转化为动能和重力势能。

3、【答案】B
【解析】【解答】比热容表示物体吸热或放热的能力的强弱。

比热容是物质的一种特性，大小与物质的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。

质量相等的一杯冷水和一杯热水升高相同的温度，则它们的比热容相同，吸收的热量一样多。

故答案为：B。

【分析】根据物体的比热容、质量和温度差的乘积，计算吸收热量的多少。

4、【答案】A
【解析】【解答】苹果从树上落下过程中，质量不变，速度变大，故动能增加，同时其高度降低，故重力势能减小，A符合题意，BCD不符合题意。

故答案为：A。

【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。

5、【答案】C
【解析】【解答】A．内能由分子动能和分子势能决定，温度高的物体，分子动能大，但分子势能不知道，因此温度高的物体内能不一定大，温度低的物体内能不一定小，A不符合题意；
B．冰在熔化成水的过程中吸收热量，温度不变，内能增大，B不符合题意；
C．内能小的物体可能温度很高，热量是从高温物体传向低温物体，因此内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体，C符合题意；
D．温度是状态量，而热量是过程量，两者不能相提并论，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】热传递的条件是从高温物体传向低温物体；物体的内能和物体的质量、温度、状态有关。

6、【答案】A
【解析】【解答】解：A、内能是物体内部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和，温度越高，分子运动越剧烈，所以，某铁块温度升高，内能一定增加，A符合题意；
B、发生热传递时，热量从温度高的物体传递给温度低的物体，或从物体的高温部分传向低温部分，而不是温度高的物体把温度传给温度低的物体，B不符合题意；
C、物体吸收热量，温度不一定升高；比如，在晶体的熔化和液体的沸腾时，物质虽然吸收热量但是温度不变，C不符合题意；
D、物体温度升高，可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，D不符合题意。

故答案为：A。

【分析】内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和；温度指物体的冷热程度；热量是指在热传递过程中内能改变的多少。

7、【答案】A
【解析】【解答】汽油机四个冲程是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，在该汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下一个冲程是做功冲程；
A．图中两个气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程，A符合题意；
B．图中两个气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，B不符合题意；
C．图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，为吸气冲程，C不符合题意；
D．图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，为排气冲程，D不符合题意。

故答案为：A。

【分析】汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，各冲程的特点不同，因此根据气门的状态和活塞的运行方向确定冲程；并且只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；另外还有压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能。

8、【答案】D
【解析】【解答】A．实验中选用相同电加热器，目的是保证水和食用油吸收的热量相同，A不符合题意；
B．实验中用加热时间表示水和食用油吸收热量的多少，B不符合题意；
C．由图像可知，升高相同温度，食用油所需时间短，所以吸热能力弱，C不符合题意；
D．由图像可知，加热相同时间，水温度变化小，所以吸热能力强，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】探究物体的吸热能力时，相同的加热器，可以使物体在相同时间内吸收热量相同；当质量相同的物体吸收热量相同时，温度差越大，比热容越小。

9、【答案】A
【解析】【解答】A.把-10℃的冰放到0℃冰箱，冰要吸热，所以内能增加，故正确。

B.汽油机压缩冲程，机械能转化为内能，故错误。

C.锯条与木头摩擦生热，是做功改变内能，故错误。

D.是因为具有的内能大，热量不能说含有，故错误。

故答案为：A
【分析】有温差才会吸放热发生热传递，压缩冲程是机械能转化为内能，做功可以改变内能，热量是过程量，不能说含有。

10、【答案】B
【解析】【解答】A．书放在桌面上，桌面受到弹力是书给的，根据弹力的方向与物体形变方向相反可知，桌面受到弹力是书发生形变产生的，A不符合题意；
B．载货汽车超速行驶时，速度增大，则自身动能增大，很难停下来，更容易发生交通事故，B符合题意；
C．滑雪者脚穿宽大滑雪板，受力面积比较大，而压力一定，可以让自己对雪地的压力作用效果更小，C不符合题意；
D．小明骑电动车紧急刹车时，车的运动状态改变，而车上的快递由于惯性保持原来的运动状态掉到地上，D不符合题意。

故答案为：B。

【分析】弹力是发生弹性形变的物体要恢复原状，对与之接触的物体产生力的作用。

影响动能的因素是物体的质量和速度。

压力的作用效果可以通过陷入雪中的深度显现出来。

惯性是物体的固有属性，它指的是物体保持原来运动状态不变的性质，惯性大小与物体的质量有关。

二、填空题
1、【答案】增大；增大；减小；减小
【解析】【解答】皮球在下落过程中，速度增大，动能增大，在上升过程中，高度变大，重力势能变大，动能减小，根据图像，在皮球每次跳起时高度减小，说明总的机械能在减小。

故答案为：增大；增大；减小；减小。

【分析】物体的重力势能和高度有关，动能和物体的运动速度有关。

2、【答案】做功；反射；音调
【解析】【解答】弯折铁丝时，弯折处的温度升高；说明人对铁丝做功，机械能转化为内能，物体的内能增大。

汽车观后镜是利用凸面镜成正立的、缩小的虚像，其原理是光的反射。

女生的声音通常比男生高一些，是因为女生声带振动的比男生要快，即指的是音调的高低。

【分析】做功可以改变物体的内能，外界对物体做功物体的内能增加，物体对外界做功物体的内能减小；物体表面会把光从一个方向反射到另一个方向上去，这种现象叫做光的反射，由于光的反射现象的存在，我们能看到不发光的物体；不同的声音有不同的品质，包含响度、音调和音色，响度描述声音的强弱，音调描述声音的高低，音色描述声音的特色。

3、【答案】内能转化为机械能
【解析】【解答】水沸腾一段时间后观察到软木塞被弹出，此时水蒸气对木塞做功，将水蒸气的内能转化为木塞的机械能。

【分析】物体对外做功，物体的内能减小；外界对物体做功，物体的内能增大。

4、【答案】做功；减少
【解析】【解答】老人搓手和小孩从滑梯滑下会发烫，都是通过做功的方式改变物体内能的。

图中的小孩从滑梯上滑下，一部分机械能转化为内能，所以机械能会减少。

【分析】物体间相互摩擦，是做功改变内能；机械能转化为内能时，机械能减少。

5、【答案】动；惯性
【解析】【解答】解：（1）汽车在平直公路上由于行驶速度过快，质量不变，速度很大，动能很大，危害性很大，所以要控制车速。

（2）汽车在行驶过程中，乘客和汽车一起运动，一旦发生碰撞，车身就停止运动，而乘客身由于惯性保持原来的运动状态会继续向前运动，容易造成伤害，所以乘客必须要系好安全带。

故答案为：动；惯性。

【分析】动能大小的影响因素：质量、速度.质量越大，速度越大，动能越大.
惯性：物体保持运动状态不变的性质叫惯性.质量是物体惯性的唯一量度.
三、计算题
1、【答案】（1）解：由Q 放=cm(t 0−t)得：铁的比热容为：
c= ()0Q m t t -放
= ()
57.5610J 3kg 59030⨯⨯-℃℃ =0.45×103J/(kg ⋅℃) 答：铁的比热容是0.45×l03J/(kg ⋅℃)
（2）解：铁板在此降温过程中放出的热量为：
Q 放=cm(t 0−t)=0.45×103J/(kg ⋅℃)×1kg×(130℃−70℃)=2.7×104J
答：铁板在此降温过程中放出的热量是 2.7×104J
（3）解：牛肉吸收的热量：
Q 吸=50%Q 放=50%×2.7×104J=1.35×104J
答：牛肉从铁板处吸收的热量为1.35×104J 【解析】【分析】根据 c= ()0Q m t t -放
可求出 铁的比热容 ；根据Q 放=cm(t 0−t)可求出铁板在此降温过
程中放出的热量；根据 Q 吸=50%Q 放 可求出牛肉吸收的热量.
2、【答案】（1）解：温度为20℃的水加热至沸腾，水吸收的热量为
364.210J/(kg )3kg (10020)=1.00810J Q cm t =∆=⨯⋅⨯⨯-⨯吸℃℃℃
（2）解：热量60%被水吸收，则天然气放出的热量为 661.00810J = 1.6810J 60%Q Q η⨯==⨯吸
放 烧开这壶水需要的天然气为 63731.6810J 0.048m 3.510J/m
Q V q ⨯===⨯放 【解析】【分析】（1）根据比热容、质量和温度差的乘积，计算吸收热量；（2）利用吸热的多少和热效率计算总热，结合热值计算燃料的体积。

3、【答案】（1）解：这段时间内汽油完全燃烧放出的热量为Q 放=qm=4.6×107J/kg×1.2kg=5.52×107J 答：这段时间内汽油完全燃烧放出的热量是5.52×107J ；
（2）解：这段时间内汽车行驶的路程为 41072km/h h=12km 1.210m 60
s vt ==⨯=⨯ 汽车牵引力做功为W=Fs=1.2×103N×1.2×104m=1.44×107J
答：这段时间内汽车牵引力做功是1.44×107J ；
（3）解：牵引力做功的功率为 741.4410J 2.410W 1060s
W P t ⨯===⨯⨯ 答：牵引力做功功率为2.4×104W ；
（4）解：汽车的效率为 771.4410J 100%=100%26.1%5.5210J
W Q η⨯=⨯⨯≈⨯放 答：该汽车的效率是26.1%。

【解析】【分析】（1）利用Q 放=qm 求得这段时间内汽油完全燃烧放出的热量。

（2）利用s=vt 求得这段时间内汽车行驶的路程，再利用W=Fs 求得汽车牵引力做的功。

（4）利用100%W Q η=⨯放
求得汽车的效率。

4、【答案】解：由图象可知，经过6min 时间加热，水的温度由10℃升高到80℃，水所吸收的热量Q 吸＝c 水m （t ﹣t 0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（80℃﹣10℃）＝5.88×105J
答：经过6min 时间加热，水所吸收的热量为5.88×105J 。

【解析】【分析】根据物体的比热容、质量和温度差的乘积，计算热量。

5、【答案】解：Q 吸=c 水m△t
=4.2×103J/（千克·℃）×1千克×（70℃-20℃）
= 2.1×105J
【解析】【分析】利用Q 吸=c 水m△t 求得 水吸收的热量 .
四、实验探究
1、【答案】（1）B ；A 瓶内出现红棕色气体
（2）在永不停息地无规则运动
（3）④
（4）不能
【解析】【解答】（1）探究气体扩散时，应把密度越大的二氧化氮放在下面，即B 是二氧化氮，过一会儿后，A 瓶中会看到红棕色的气体；（2）扩散现象是因为分子在不停的运动形成的；（3）分子运动和温度有关，温度越高，分子运动越剧烈，根据提供数据，则在30℃时扩散最快；（4）若密度较大的二氧化氮在上，由于重力气体下落，不能说明分子运动。

【分析】（1）扩散现象是分子运动的结果；
（2）分子在不停的做无规则运动；
（3）分子运动和温度有关，温度越高，分子运动越剧烈；
（4）探究分子运动时，要避免物体重力对实验的影响。

2、【答案】（1）质量
（2）39
（3）加热时间
（4）煤油；水；水
【解析】【解答】(1)为了研究水与沙子比热的大小，实验时，要控制不同物质的质量相同，故在两烧杯中分别装入初温度相同且质量相等的煤油和水。

(2)由图乙知：温度计上10℃之间有10个小格，所以一个小格代表的温度是1℃，即此温度计的分度值为1℃；“40”在“30”的上方，液柱最高处在两者之间，所以显示的温度高于0℃，为39℃。

(3)实验中，用相同的酒精灯加热，相同时间放出的热量相同，故是通过比较加热时间来间接反映煤油和水吸收的热量。

(4)分析图像可知，对于质量相等的煤油和水，吸收相等热量，升温较快的是煤油。

若使两者升高相同的温度，水加热时间较长，说明吸收的热量较多；由c= ΔQ m t
可知，水的比热容较大。

【分析】（1）探究不同物质的比热容时，选择的质量相同；（2）根据温度计液柱位置测量温度；（3）实验时，加热时间相同，物体吸收的热量相同；（4）吸收的热量和质量相同时，温度差越大，比热容越小；质量和温度差相同时，比热容越大， 吸收热量越大。