第十章机械能 内能及其转化练习题 2021-2022学年北师大版物理九年级

北师大版九年级第十章机械能内能及其转化练习题

一、单选题

1. 小明乘超市的自动扶梯匀速上升的过程中，小明的( )．

A. 动能转化为势能，机械能不变 B. 动能转化为势能，机械能增大 C. 动能不变，势能增大，机械能增大 D. 动能不变，势能不变，机械能不变

2. 以下说法错误的是( )

A. 物体由于运动而具有的能叫动能 C. 有势能的物体可能有动能

B. 一切运动的物体都具有动能 D. 质量大的物体具有的重力势能多

3. 如图所示，捻动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆运动过程，

长时间后滚摆停止上下滚动．下列说法中正确的是( )．

A. 滚摆下降时，重力势能减小，动能减小 B. 滚摆到最低点后又上升，重力势能转化为动能 C. 滚摆整个运动过程中，机械能守恒

D. 滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能减小

4. 下列关于固体、液体和气体的说法中正确的是( )

A. 具有一定形状的物质一定是固体 C. 具有一定体积的物质可能是气体

B. 具有一定体积的物质一定是液体 D. 以上都有可能

5. 下列有关物体的内能的论述中，正确的是( )

A. 物体的运动速度越大，具有的内能越多 B. 温度高的物体具有的内能一定多 C. 一切物体无论温度高低都具有内能 D. 物体内能增大，一定是从外界吸收了热量

6. 用分子的相关知识解释生活中的下列现象，不正确的是( )

A. 水受热变成水蒸气，说明水分子变成了原子 B. “遥知不是雪，唯有暗香来”，说明分子在不断运动 C. 1滴水中大约有1.67×1021个水分子，说明分子很小 D. 等质量的氧气比液氧体积大，说明气体比液体的分子间隔大

7. 下列现象中不能用分子热运动的观点解释的是( )

第1页，共12页

A. 酒香不怕巷子深

B. 金块和铅块紧压在一起，过几年后发现铅中有金，金中有铅 C. 沙尘暴起，尘土满天 D. 衣橱里的樟脑球会逐渐变小

8. 在下列各物理量中，表示物质特性的是( )．

A. 热量 B. 比热容 C. 温度 D. 内能

9. 冷水的质量为m，温度为𝑡1，吸收一定热量后，温度升高到t；另有质量为2m的热

水，放出同样多的热量后，温度也降到t，那么热水原来的温度为( )．

A.

3𝑡−𝑡12

B.

3𝑡1−𝑡2

C.

3𝑡−2𝑡1

3

D.

2𝑡−𝑡13

10. 关于热机效率，下列说法正确的是( )

A. 蒸汽机的效率通常高于汽油机的效率

B. 有些新型燃料汽车实现了零排放，其效率达到100% C. 热机效率不一定小于100%

D. 即使无摩擦的道路，汽车发动机的效率也无法达到100%

11. 热机的广泛使用已成为一个国家工业化程度的标志，但同时热机的大量使用也给我

们的环境带来巨大的破坏．下列机械不是使用热机的是：

A. 电动公交车 C. “神舟”火箭

𝑄

B. 喷气式战斗机 D. 普通的家用轿车

12. 由𝑞=𝑚的关系，在讨论一种燃料的热值时，下述结论中正确的是( )．

A. 热值与完全燃烧时放出的热量成正比 B. 热值与燃料的质量成反比

C. 热值与燃料完全燃烧时放出的热量成正比，与燃料的质量成反比

D. 热值与燃料燃烧时放出的热量及燃料的质量无关，是由燃料本身的性质决定的

13. 由热值的定义可知( )．

A. 燃料完全燃烧时放出的热量越多，热值越大

B. 相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出的热量越多的燃料，其热值越大 C. 燃料完全燃烧时，温度升得越高，该燃料的热值越大 D. 单位质量的燃料燃烧时，放出的热量越多，其热值越大

14. 现有甲乙两种燃料，甲的热值是乙的3倍，甲的质量是乙的一半，则甲乙两种燃料

完全燃烧放出的热量比为( )

A. 3:2 B. 2:3 C. 6:1

第2页，共12页

D. 1:6

15. 某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9𝑘𝑚，用时5min45s，消耗燃油

1.5𝑘𝑔，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×107𝐽/𝑘𝑔，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是( )

①汽车行驶速度是20𝑘𝑚/ℎ ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107𝐽 ③汽车牵引力做功的功率是30kW ④汽车发动机的效率是20%

A. 只有①和②

二、填空题

B. 只有②和③ C. 只有①和④ D. 只有②和④

16. “会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”表达了苏轼期望为国御敌立功的壮志．拉弯

的弓把箭射出去，这一过程中能量的转化情况是弓的 能转化为箭的 能． 17. 2020年7月23日12时41分，中国“天问一号”火星探测

器，在海南文昌航天发射场点火升空。如图所示，火星探测器受火箭的推动在加速上升过程中，其机械能将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。

18. 如图所示是同种物质的三种不同状态下的分子结构，其中丙图表示物质处于______

态(选填“固”、“液”或“气”)，物质从丙图变化到乙图时，组成物质的体积变大，分子间作用力______ (选填“变大”、“变小”或“不变”)，在这一变化过程中要______ (选填“吸收”或“放出”)热量。

19. 常见的物质由分子组成，分子由______组成；夏日荷花盛开飘来阵阵花香，这是

______现象；清晨荷叶上的两颗露珠接触后成为了更大的一颗水珠，表明分子之间存在______力。

20. 夏天烈日下海滩的沙子热得烫脚，而海水很清凉；傍晚落日后，沙子凉了，海水却

依然暖暖的，这是因为海水的比热容 ，吸收或放出相同的热量时，海水的温度变化 。(均选填“大”或“小”)

21. 柴油机与汽油机在结构上的主要不同是汽缸顶部的火花塞换成了 ；汽油机进

入汽缸中的是空气和汽油的混合气体，而柴油机进入汽缸中的是 ．

第3页，共12页

三、实验探究题

22. (科学探究)小红看到运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，箭射得越远．小红猜想：弹

性势能的大小可能与物体的弹性形变有关．

(1)为验证其猜想是否正确，她设计了如图所示的实验，将小球置于弹簧的右端，将同一个弹簧每次压缩_________的长度(弹簧被压缩后未超过其弹性限度)，松开后小球弹开钻入同一位置的相同纸盒，并留在其中，分析比较纸盒_________，从而比较同一弹簧在不同弹性形变时弹性势能的大小．

(2)假若水平面绝对光滑，本实验将_________(填“能”或“不能”)达到探究目的． (3)小红根据实验现象认为：小球推动纸盒一起移动一段距离后都要停下来，所以弹簧、小球和木块所具有的能量最终都彻底消失了，你认为小红的观点是_________(填“正确”或“错误”)的．

23. 猜考点—水的沸腾小明用水、铁架台、温度计、烧杯、酒精灯等器材做“观察水的

沸腾”实验，实验装置如图甲所示。

(1)图甲中有一处明显的错误是：________________。

(2)当水中气泡的情形为图乙中的________________(选填“A”或“B”)图时，说明水正在沸腾。

第4页，共12页

(3)当水温升高到90 ℃时，每隔1 𝑚𝑖𝑛记录一次温度计的示数，数据记录如下表所示。为了验证水沸腾时需要继续吸热，应进行的操作是________，观察水是否继续沸腾。 时间/𝑚𝑖𝑛 0 温度/℃ 1 2 3 4 5 6 7 8 90 92 94 96 98 99 99 99 99 (4)第7 𝑚𝑖𝑛时烧杯内水的内能________(选填“大于”“等于”或“小于”)第5 𝑚𝑖𝑛时烧杯内水的内能。

24. 在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中：

(1)在两个完全相同的烧杯中分别装入______、初温都相同的水和煤油(选填“质量”或“体积”)。

(2)实验中选择相同规格的电加热器，可以认为在相同时间内水和煤油______相同，然后比较______的方法来完成探究实验的。

(3)根据实验测得的数据分别描绘出了水和煤油两种液体的温度随加热时间变化的图象，如图所示，则______的吸热能力更强，因此“暖手宝”中装的储热液具有的比热容______(选填：“较大”或“较小”)。

25. 随着经济的发展，汽车已成为人们常用的交通工具，截至2020年9月，全国机动

车保有量达3.65亿辆，其中汽车保有量2.75亿辆。某物理小组的同学在社会实践活动中，通过实际调查和网上查询，绘制了一辆某种型号汽车在额定功率下行驶时单位时间的能量流向图，请你参与讨论有关问题。

(1)根据图中的能量流向，该轿车行驶时造成的能量损耗最主要的是______。 (2)汽油机是汽车的“心脏”，一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是1800𝑟/𝑚𝑖𝑛，此汽油机每秒钟完成______个做功冲程，其中______冲程将机械能转化为内能。 (3)若将机器转化有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”，由图中提供的数据可得，该轿车的能量转化效率为______。(保留三位有效数字)

(4)一辆使用汽油为燃料的小汽车，在路面水平的高速公路上以100𝑘𝑚/ℎ的速度匀速行驶时，百公里油耗为8mL，发动机的效率为25%。设汽车通过50km的路程。汽油的密度𝜌=0.75×103𝑘𝑔/𝑚3，汽油热值为𝑞=4.5×107𝐽/𝑘𝑔。该路段上消耗的汽油完全燃烧释放的热量是______J，该路段上发动机给汽车行驶提供的牵引力

第5页，共12页

为______N。

(5)对减少汽车行驶中的能量损耗，就你所知，提出一条建议：______。

第6页，共12页

答案和解析

1.【答案】C【解析】小明匀速上升，速度不变，动能不变，高度增加，重力势能增加，

总机械能增大．

2.【答案】D

【解析】AB、物体由于运动而具有的能量叫做动能，一切运动的物体都具有动能。故AB正确，不符合题意；

C、空中飞行的飞机既具有重力势能也具有动能。故C正确，不符合题意；

D、影响重力势能的因素是质量和物体被举高度。质量较大，高度不确定，所以重力势能不能确定。故D错误，符合题意。 故选：D。

3.【答案】D

【解析】略

4.【答案】A

【解析】 固体有一定的形状，液体和气体没有具体的形状，所以具有一定形状的物质一定是固体，A正确；固体和液体都有一定的体积，气体没有固定的体积，所以具有一定体积的物质可能是液体，也可能是固体，但不可能是气体，B、C、D错误。故选A。

5.【答案】C

【解析】 物体的内能由分子动能和分子势能两部分组成，与物体的运动速度无关，A错误；

只有温度高低不能判断物体内能的多少，因为内能还跟质量有关，B错误； 分子在永不停息地做无规则运动，则一切物体无论温度高低都具有内能，C正确； 物体内能增大，有可能从外界吸收了热量，也有可能外界对其做了功，D错误。 故选C。

6.【答案】A

【解析】解：A、水受热变成水蒸气，没有新物质生成，属于物理变化，水分子本身没有改变，只是分子间的间隔变大，故A错误。

B、“遥知不是雪，唯有暗香来”，是因为花香中含有的分子是在不断运动的，向四周扩散，使人们闻到花香，故B正确。

C、1滴水中大约有1.67×1021个水分子，说明分子很小，故C正确。 D、等质量的氧气比液氧体积大，说明气体比液体的分子间隔大，故D正确。

第7页，共12页

故选：A。

7.【答案】C

【解析】

A、把瓶盖打开后，因为酒分子的运动使香气四溢，故A可以由分子的无规则运动解释； B、金块和铅块紧压在一起后，由于分子的运动彼此进入对方分子间的空隙，故B能解释；

C、尘土漫天飞扬是由于土颗粒受到气流的作用的结果，与分子运动无关，故无法用分子动理论解释；

D、樟脑球由于分子的运动，外层分子慢慢扩散到空中则使体积减小，故可以解释； 故选：C。

8.【答案】B

【解析】两种不同的物质内能和温度很有可能是相等的，不是物质的特性； 不同的物质，比热容一般不同，是物质的一种特性；

热量是物体在热传递过程中传递内能的多少，是一个过程量，故B正确，ACD错误。 故选B。

9.【答案】A

【解析】设热水原来的温度为𝑡0： 冷水吸收的热量： 𝑄吸=𝑐𝑚(𝑡−𝑡1)， ∵𝑄吸=𝑄放， ∴热水放出的热量：

𝑄放=2𝑐𝑚(𝑡0−𝑡)=𝑐𝑚(𝑡−𝑡1)， 解得：𝑡0=故选A。

3𝑡−𝑡12

  ，故A正确。

10.【答案】D

【解析】解：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫热机的效率，在工作过程中，损失的能量越少，热机的效率越高．

A、蒸汽机的燃料是在机器的外部燃烧，热损失最多，效率最低．此选项错误； B、目前有些新型燃料汽车，实现了“零排放”，减少了污染，提高了效率，但效率不会达到100%.此选项错误；

第8页，共12页

C、热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，机械效率一定小于100%.此选项错误；

D、热机能量损耗包括燃料不完全燃烧损失掉的能量、机体散热损失掉的内能、废气带走的内能、克服机件摩擦损失掉的能量，跟路面摩擦无关，所以热机效率一定低于100%.路面摩擦力是汽车做有用功的因素之一．此选项正确． 故选D．

11.【答案】A

【解析】电动机是利用电能来获得动力，电动公交车不符合热机的特点；

喷气式战斗机、“神州”火箭和普通的家用轿车都是利用燃烧燃烧产生的内能来做功，BCD不符合题意。 把内能转化成机械能的装置，符合热机的特点；故选项A符合题意，故选A。

12.【答案】D

【解析】略

13.【答案】B

【解析】略

14.【答案】A

【解析】由题知，两种燃料的热值之比𝑞甲：𝑞乙=3：1，质量之比𝑚甲：𝑚乙=1：2， 因为𝑄放=𝑚𝑞，

所以这两种燃料完全燃烧放出的热量之比：𝑄=𝑚

乙𝑄甲𝑚甲𝑞甲乙乙𝑞

=2×1=2=3：2。故A正确，

133

BCD错误。 故选A。

15.【答案】D

【解析】

(1)汽车的行驶速度： 𝑣=𝑡=

𝑠

6.9𝑘𝑚(5×60+45)×

1ℎ3600=72𝑘𝑚/ℎ，故①错误；

(2)消耗的燃油完全燃烧放出的热量：

𝑄放=𝑚𝑞=1.5𝑘𝑔×4.6×107𝐽/𝑘𝑔=6.9×107𝐽，故②正确； (3)该汽车牵引力所做的功：

𝑊=𝐹𝑠=2×103𝑁×6.9×103𝑚=1.38×107𝐽， 该汽车牵引力所做功的功率：

第9页，共12页

𝑃=

𝑊𝑡

=

1.38×107𝐽5×60+45𝑠

=40000𝑊=40𝑘𝑊，故③错误；

(4)该汽车的效率： 𝜂=𝑄=

放

𝑊

1.38×107𝐽6.9×107𝐽

×100%=20%，故④正确。

故选D。

16.【答案】弹性势

动 【解析】略

17.【答案】变大

【解析】火星探测器受火箭的推动在加速上升过程中，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大，所以其机械能变大。

18.【答案】液 变小 吸收

【解析】解：由图知，甲为固态物质的分子结构，乙为液气态物质的分子结构、丙为液态物质的分子结构，故丙图表示物质处于液态。物质从丙图变化到乙图时，即物质由液态变为气态，分子的间隙变大，物质的体积变大，分子间的作用力变小，这一变化过程中要吸收热量。

故答案为：液；变小；吸收。

19.【答案】原子；扩散；引

【解析】解：(1)物质由分子组成，分子由原子组成；

(2)荷花盛开飘来阵阵花香，是花香分子发生的扩散现象，说明分子在不停息的做无规则运动；

(3)清晨荷叶上的两颗露珠接触后成为了更大的一颗水珠，表明分子之间存在引力。 故答案为：原子；扩散；引。

20.【答案】大

小【解析】水的比热容比沙子的比热容大，同样受热或冷却的情况下，吸收或放出相同热量，水的温度变化比沙子的温度变化小，因此，在烈日下，海水的温度比沙子的温度低，傍晚落日后，海水的温度比沙子的温度高。

21.【答案】喷油嘴；

空气；

【解析】略

第10页，共12页

22.【答案】(1)不同 移动的距离 (2)不能 (3)错误

【解析】略

23.【答案】(1)温度计的液泡接触了烧杯底；

(2)𝐴；

(3)在水沸腾时移走酒精灯； (4)小于 【解析】

(1)图甲所示操作中有一处明显的错误是：温度计的液泡接触了烧杯底； (2)当水中气泡的情形为图乙中的A图时，说明水正在沸腾；

(3)为了验证水沸腾时需要继续吸热，应进行的操作是在水沸腾时移走酒精灯，观察水是否继续沸腾；

(4)由表中数据可知，水从第5min开始沸腾，水沸腾的过程中温度不变，一部分水汽化变成水蒸气散发到空气中，烧杯中水的质量减小，所以第7min时烧杯内水的内能小于第5min时烧杯内水的内能。

24.【答案】(1)质量

(2)吸收的热量；升高的温度 (3)水；较大 【解析】

(1)在两个相同的烧杯中加入初温相同和质量相同的水和煤油；

(2)用相同的酒精灯加热，在相等时间内煤油和水吸收的热量相等，然后比较升高的温度的方法来比较不同物质吸热能力，升高温度越高，吸热能力越弱；

(3)由图象可知，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，水需要加热更长的时间，水吸收的热量较多．因此可以得出结论：水吸热能力较强．因此“暖手宝”中装的储热液具有的比热容较大； 故答案为：(1)质量；(2)吸收的热量；升高的温度；(3)水；较大；

25.【答案】排放废气损耗和散热器的损耗 15 压缩 12.7% 1.35×108 675 给机器

加润滑油，减少有害摩擦

【解析】解：(1)从能量流程图上可以读出，该轿车行驶时造成的能量损耗最主要的是排放废气损耗和散热器的损耗。

(2)一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是1800𝑟/𝑚𝑖𝑛=30𝑟/𝑠； 曲轴每转两圈对外做一次功，则该汽油机每秒对外做功次数为15次； 其中压缩冲程将机械能转化为内能；

第11页，共12页

(3)轿车的能量转化效率为：𝜂=𝑊

𝑊有用

输入

×100%=7.9×104𝐽×100%≈12.7%；

1×104𝐽

(4)百公里油耗为8L，文字说明：汽车通过50km的路程所消耗的汽油是4L，即：𝑉=4𝑑𝑚3=0.004𝑚3，

据𝜌=𝑉可知，消耗的汽油的质量为：

𝑚=𝜌𝑉=0.75×103𝑘𝑔/𝑚3×0.004𝑚3=3𝑘𝑔，

消耗的汽油完全燃烧释放的热量是：𝑄=𝑚𝑞=4.5×107𝐽/𝑘𝑔×3𝑘𝑔=1.35×108𝐽； 发动机的效率为25%，所以据𝜂=𝑄可得，发动机所做的有用功为：

放

𝑚

𝑊

𝑊=𝑄放𝜂′=1.35×108𝐽×25%=3.375×107𝐽， 据𝑊=𝐹𝑠可知，发动机给汽车行驶提供的牵引力为： 𝐹=

𝑊𝑠

=

3.375×107𝐽50000𝑚

=675𝑁；

(5)给机器加润滑油，减少有害摩擦；改进油箱的密闭性，减少蒸发损耗；控制汽车数量；提高汽油质量；对排放的尾气进行收集、再利用等。 故答案为：

(1)排放废气损耗和散热器的损耗；(2)15；压缩；(3)12.7%；(5)给(4)1.35×108；675；机器加润滑油，减少有害摩擦。

(1)有用功是指某一物理过程中不得不做的功，从流程图上看能量损耗为有用功之外的损耗。

(2)机器转化有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”，根据定义和图解计算出能量转化率。

(3)在四冲程内燃机的一个工作循环中，曲轴转两圈，完成4个冲程，对外做功1次。 (4)发动机的机械效率是有用功与消耗总功的比值；

(5)减少汽车行驶中的能量损耗，就要使汽油燃料的能量尽量多的使用到有用功中，从能量损耗方面综合考虑。

此类题目考查知识了内燃机的四个冲程、热机效率的相关问题，要结合相关知识点进行分析解答，是中考的难点。

第12页，共12页

第13页，共1页