第十二章  机械能和内能 单元测试（能力提升）

一、单选题

1．（2020·盐城市毓龙路实验学校九年级三模）关于物体的内能、热量和温度关系，下列说法中正确的是（　　）

A．物体的内能跟温度有关，物体的内能越大，温度越高

B．物体的内能跟温度有关，物体的温度升高内能增大

C．温度相同时一滴水的内能和一大杯水的内能相等

D．热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体

2．（2019·江苏苏州市·九年级期中）如图所示，用酒精灯给试管中的水加热，一段时间后橡皮塞被冲开，下列说法正确的是（　　）

A．橡皮塞冲出时，橡皮塞的机械能增大，水蒸气的内能增大

B．酒精燃烧放出的热量全部被试管中的水吸收

C．橡皮塞被冲开的过程与内燃机的压缩冲程的能量转化方式一样

D．酒精燃烧时，将化学能转化为内能

3．（2021·江苏镇江市·九年级期末）如图所示，用同样的器材进行实验，现要求仅根据温度计示数的变化（），比较不同物质的吸热本领（实验1）或者比较不同燃料的热值（实验2），则以下说法中正确的是（　　）

A．这两个实验均需要控制被加热的物质的种类一样

B．这两个实验均需要控制实验中用完全相同的燃料

C．正确完成实验1后，若越小，则该物质的比热容越大

D．在实验2中，加热相同时间后，若越大，则该燃料的热值一定越大

4．（2021·江苏苏州市振华中学校九年级二模）如图所示，足球以初速度沿着凹凸不平的草地从运动到，足球（　　）

A．在、两点动能相等 B．在、两点动能相等

C．在的动能等于在的动能 D．点机械能小于点机械能

5．（2018·江苏镇江市·九年级期中）如图所示，在瓶内盛少量水，瓶内有一个温度计的探头．用橡皮塞塞紧瓶口，再用打气筒向瓶内打气．当瓶内气压达到足够大时，塞子将从瓶口冲出，且原来透明的瓶内充满了白雾．对这一实验分析正确的是

A．这个实验的研究对象是瓶内底部的水蒸发的水蒸气

B．这个实验是外界对气体做功

C．观察瓶口出现白雾和温度计示数的变化是想反映瓶内气体的内能减少

D．原来透明的瓶内充满了白雾原因是温度升高了

6．（2018·江苏全国·九年级课时练习）现有甲、乙、丙三种初温相同的液体，其中甲、乙为质量相等的不同液体，乙、丙为质量不等的同种液体.若对这三种液体分别加热，则可根据它们吸收的热量和升高的温度，在温度一热量图像上分别画出对应的三点A、B、C, 如图所示.由此图像得出下列结论:①丙的比热容比甲的比热容大;②丙的比热容比甲的比热容小;③丙的质量比甲的质量大;④丙的质量比甲的质量小.这些结论中(    )

A．只有①正确    B．只有②正确

C．只有①、④正确    D．只有②、③正确

7．（2020·江苏南京市·九年级二模）如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置，两个相同的易拉罐中分别装有质量和初温都相同的 a、b 两种液体，用相同的装置加热，根据记录的实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A．调节下面铁圈的高度时，不需要点燃酒精灯

B．实验中需控制酒精灯中酒精的质量相等

C．升高相同温度，b液体吸收的热量更多

D．a 液体的比热容大于b液体的比热容

8．（2021·江苏镇江市·九年级月考）若图为一轻质弹簧，左端固定在竖直墙壁上，右端与一木块接触（不连接），木块在A处时弹簧处于原长，水平面光滑。现施加一水平向左恒力F压缩弹簧，至B点弹力等于F时撤去F。则下列说法正确的是（　　）

A．B点时弹簧的弹性势能最大

B．木块向左运动过程中一直在做加速运动

C．木块在整个运动过程中B点时动能最大

D．木块被弹簧反弹至A点时动能最大

9．（2016·江苏常州市·九年级期中）质量相同的甲、乙两种物质从固态开始加热，它们在相同时间内吸收的热量相等，它们的温度随时间变化的图像如图所示．下列说法正确的是

A．甲在3-6分内是液态

B．甲是晶体，乙是非晶体

C．在3-6分内，甲的内能保持不变

D．在固态时，甲的比热容小于乙的比热容

10．（2020·江苏南通市·）如图是小球从某一高度由静止下落h的过程中的路程与时间的关系图像。不计空气阻力，下列四个选项中，分别是描述重力对小球做的功W、小球的重力势能Ep、动能Ek、机械能E随时间变化关系的图线，其中不正确的是（　　）

A． B． C． D．

11．（2020·江苏苏州市·九年级二模）如图是用相同的加热装置对a、b、c(已知质量关系为Mb=Mc)三种物质加热至沸腾时它们的温度随时间变化的图象。下列对图象的分析正确的是(　　)

A．b的比热容大于c的比热容

B．t1-t2时间内物质a的温度不变，内能不变

C．温度从T1升高到T2时，a物质吸收的热量比b多

D．如果a、b是同种物质，b的质量大于a的质量

12．（2018·江苏南京市·九年级期中）如图所示，将乒乓球用细线拴住，细线的另一端固定在盛有水的烧杯底部，某时刻细线突然断裂，在乒乓球逐渐露出水面且机械能不断增加的过程中，下列说法正确的是

A．浮力没有对小球做功

B．乒乓球增加的机械能是由乒乓球的内能转化来的

C．乒乓球增加的机械能是由水的内能转化来的

D．乒乓球增加的机械能是由水的重力势能转化来的

二、填空题

13．（2020·江苏泰州市·九年级期末）冬天手冷时，用热水袋使手暖和，则是用______方式改变物体的内能的。 一架飞机在固定高度的空中水平匀速飞行，同时向下投掷救灾物资，则它的重力势能______ （增大/不变/减小）。

14．（2019·江苏苏州市·九年级月考）质量相等初温相同的铜块和铁块（c铜＜c铁），当它们放出相同热量后，再相互接触，则热量会从______块传到______块。

15．（2020·江苏镇江市·九年级二模）将踩瘪但没有破裂的乒乓球放入热水中，球内气体通过_____方式增加内能使气压增大，瘪下去的部分很快恢复了原状。从能量的角度看，这是内能的_____（选填“转移”、“转化”）过程，对于球内气体而言，没有发生改变的物理量是_____。

16．（2021·江苏镇江市·九年级二模）某插秧机使用的是四冲程汽油机，如图是汽油机的______冲程，如果该汽油机飞轮的转速是3600r/min，则汽油机每秒钟对外做功_______次；某次插秧机消耗汽油0.21kg，若这些汽油完全燃烧，被46kg、初温为10℃的水全部吸收，则水温升高到______℃。（q汽油=4.6×107J/kg、c水=4.2×103J/(kg·℃)）

17．（2021·江苏苏州市·九年级一模）将球竖直向上抛出并落回地面，该过程中先后经过M、S两点，球在这两点的动能和重力势能如图所示，则球在该两点的速度________（>/=/<），该两点离地的高度________（>/=/<），球在运动过程中的机械能________（守恒/不守恒）。

18．（2021·江苏南通市·九年级月考）小明在老师的指导下用小球和弹簧等器材进行了如下实验与探究（不考虑空气阻力）。让小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲），在刚接触轻弹簧的瞬间（如图乙），小球速度为5m/s。从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短（如图丙）的整个过程中，得到小球的速度v和弹簧缩短的长度之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点，已知该轻弹簧每受到0.1N的压力就缩短1cm，并且轻弹簧在全过程中始终发生弹性形变。

（1）实验过程中，当小球的速度达到5.1m/s时，弹簧产生的弹力F与小球的重力G的关系为：F______G（选填“小于”、“等于”或“大于”），当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为______m/s，此时，小球处于______（选填“平衡”或“非平衡”）状态；

（2）实验中所用小球的重力为______N。小球压缩弹簧至最低过程中，弹簧弹力的最大值为______N，弹簧的弹性势能变化量______（选填“大于”、“等于”或“小于”）小球重力势能的变化量。

19．（2021·苏州市第十六中学九年级月考）单位质量的某物质温度变化l℃所吸收（放出）的热量，叫做该物质的比热容，其数学表达式表示为（其中表示温度的变化量）。不同的物质，比热容是不同的。同理，不同物质的热膨胀程度不同，这可以用体膨系数β来表示，单位体积的某种物质，温度升高1℃时体积的变化叫做这种物质的体膨系数，下面是在压强不变时，某些固体、液体在接近室温时的体膨系数：

（1）由上述表格看出，金属的熔点越高，体膨系数就越______。

（2）请用初中物理所学过的物理量符号写出物体体膨系数的数学表达式β=______。

三、作图题

20．（2017·江苏盐城市·九年级月考）一小球沿光滑半圆形轨道由静止开始下滑，请准确画出小球到达的最高位置．(不计空气阻力，保留作图痕迹)

21．（2020·江苏南通市·南通田家炳中学九年级期中）图甲为内燃机的吸气冲程的示意图，图甲中画出了吸气冲程进气门、排气门的开闭情况与活塞的运动情况。请在图乙中用“T”表示阀门，画出做功冲程进气门、排气门的开闭情况，用“↑”或“↓”表示活塞运动方向，画出做功冲程活塞的运动情况。

22．（2020·江苏盐城市·九年级期中）用两个相同的加热器同时给质量和初温均相等的水和煤油加热，水的温度随时间的变化关系如图所示，已知煤油的比热容是水的一半，且加热过程中物态不变，请在图中画出给煤油加热后温度随时间变化的关系图象．

四、实验题

23．（2012·江苏无锡市·九年级一模）如图所示是“比较水和煤油吸热升温特点”的实验装置。

（1）关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是______（填字母）

A．采用相同加热方法(如酒精灯火焰的大小，与烧杯底的距离等)

B．烧杯中分别装入相同体积的水和煤油   C．使用相同的烧杯

（2）加热过程中，用搅棒搅动的目的是______；水和煤油吸热的多少是通过______来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）。

24．（2018·无锡市第一女子中学中考模拟）小明为了探究改变物体内能的方法找来一段铁丝，进行以下实验探究：

A．将铁丝放在火炉上烧，手感到铁丝发热；

B．双手捏住铁丝中间某一固定位置，反复弯动数十次，手指就会感到被弯折处温度升高；

C．用铁锤不断地敲打铁丝，一会儿感到铁丝发热；

D．将铁丝放入沸水中，一会儿铁丝也会变热；

E．将铁丝用砂纸磨一磨，被磨的部分温度升高；

F．将铁丝放在手心里焐一焐，铁丝也会变热．

请你将上述方法分成两类：一类为：_______（填序号），其方法（特点）是：用热传递的方式改变内能．

25．（2019·如皋市丁堰镇初级中学九年级月考）比较不同物质吸热升温的特点：

(1)小明做了如图所示的实验：在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验记录的数据如下表所示．

①在此实验中，用____ (选填“升高温度的多少”或“加热时间的长短”)来表示物质吸收热量的多少．

②分析表中的实验数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同的温度，水吸收的热量____(＞/＜)沙子吸收的热量．

③实验中小明发现：刚开始加热时，情况与②结论不符，沙子升温反而比水慢，你认为可能的原因是__．

(2)小红进行了如下实验，将体积相同甲、乙两种不同的液体分别放入两个相同的烧杯内，用相同的电加热器同时加热．记录相关数据，

①小红实验设计错误之处是____________________________．

②改正错误后，小红继续实验加热并绘制出如图所示的图象．(不计热量损失)则甲液体的沸点是_______℃．要比较甲、乙两液体吸热本领，应分析_______（填“10min前”“15min前”“20min前”“20min后”或“以上时间段均可”)的实验数据．

③若乙液体是水，则甲液体的比热容为_______．

(3)就小明和小红正确的实验设计，请你评估，谁的设计方案更好．

答________，理由是______________________．

26．（2021·丹阳市华南实验学校九年级期末）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小欣同学设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的木块相碰，铁球推动木块在水平面上移动一段距离后静止，图中的S1、S2、S3分别是三次实验中木块在铁球推动下前进的距离。

（1）要探究动能大小与物体质量的关系，应选择______两次实验，得出的结论是______；若水平面绝对光滑，本实验将______（选填“能”或“不能”）达到探究目的；

（2）三次实验中到达斜面底端时动能最小的是图______（填“甲”、“乙”或“丙”）中小球；

（3）在探究过程中，小欣同学发现，在其它条件都相同的情况下，木块初始位置到斜面底端距离不同，被铁球推着前进的距离也略有不同，你认为原因是：______；

（4）实验中是通过观察______来判断小球的动能大小，下实验中也用到此种方法的是______。

①比较质量相同的不同燃料燃烧时放出的热量

②探究杠杆平衡的条件

27．（2019·如皋市丁堰镇初级中学九年级月考）铁板文蛤是南通的特色佳肴，由文蛤、佐料放在经加热发烫的铁板上制作而成．在体积相同的条件下，餐馆会尽量选择热容量大的炊具．热容量的定义是：物体的温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量．查阅资料知道：物体的热容量与物体的质量和物质的比热容有关．由此同学们对相同体积物体的热容量作如下猜想：

猜想1：物体的质量越大则物体的热容量越大；

猜想2：物质的比热容越大则物体的热容量越大．

同学们先用图甲所示装置，将体积相同的四个不同金属块浸没在烧杯内的水中，将水加热至沸腾，用温度计测出水的温度，示数如图乙；将四个金属块同时从水中取出，快速放入四个相同的保温杯中，杯中盛有质量和初温(约20℃)均相同的水，过一段时间后分别测出保温杯内水的末温，收集记录的数据如下表．

(1)安装装置时应先固定铁夹_______(选填“A”或“B”)；图乙温度计示数为______℃．

(2)由表中数据可知：若金属块放出的热量完全被水吸收，则吸收热量最多的是放入了金属________的杯中的水；热容量最大的是_______金属块．

(3)分析数据可判断：猜想1、猜想2都是_______的．请选择猜想1或猜想2，说出你对该猜想作出上述判断的理由：_________．

(4)请用热容量这个物理量，给比热容下定义：________．

28．（2019·海安市紫石中学九年级期中）阅读下面的短文，回答问题

小华在观看台球比赛时发现：有时运动的白球去撞击一个静止的球后，白球会立即静止在碰撞时的位置，而被撞的球似乎接替了白球，沿白球原来的运动方向，以几乎相同的速度向前运动，称之为速度“交换”，如图甲所示．

小华想：白球碰撞后立即静止，被撞的球是以白球撞前相同大小的速度运动出去的吗？

通过了解和初步实验，小华发现只有当体积和质量均相同的两球，而且球心在同一直线上相碰时，才可能出现上述现象．为进一步探究，她设计了下述实验方案：

将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上，取两个相同的台球A、B，将B球静置于轨道的水平部分，A球置于轨道左端斜面上某处，测出该点到水平桌面的高度h1，如图乙所示，释放A球，撞击后，A球静止，B球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的最高点，测出该点的高度h2．通过比较h2与h1的大小关系即可做出判断．

请你回答以下问题：

（1）A球从斜面滑下的过程中，______能转化为动能．

（2）B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了______能．

（3）已知重力势能的计算公式为EP=mgh，动能的计算公式为Ek=mv2．若轨道光滑，则碰撞前瞬间A球运动速度的表达式vA=______；若h2=h1，则说明B球被撞后开始运动的速度vB______vA（选填“＞”、“=”或“＜”）．

（4）在实际实验中，测出的h2总小于h1，导致这一现象的主要原因是______．

（5）如图丙，将小球以一定的速度v0沿水平方向抛出，不计空气阻力，小球运动过程中也只有动能和重力势能相互转化．在时间t内小球在水平方向运动的距离为，在竖直方向下落的高度为，则y与t2的关系表示图线正确的是（__________）

A．   B．   C．   D．

五、综合题

29．（2015·江苏无锡市·九年级期中）6月5日是世界环境日，今年我国的主题是“低碳减排，绿色生活”．人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出，如何合理利用和开发能源，提高能源的利用率，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题．

（1）图甲为近两个多世纪以来人类能源消耗曲线图，由图可知，自1950年以来，人类能源消耗的情况是____________

A．显著增长；    B．平稳增长；    C．稳中有降；    D．显著减少

（2）请你说出太阳能的好处之一__________________，缺点__________________．

（3）太阳能热水器（如图丙）已走进了千家万户，小名家的太阳能热水器接受太阳能的总有效面积为2m2，热水器每平方米的面积上1h得到的太阳辐射能平均为2.52×106J，热水器仅能把接收的太阳能的50%转化为水的内能，若光照3h可以使热水器内初温为20℃、质量为100kg的水温度升高到多少摄氏度？已知水的比热容是4.2×103J/（kg ℃）________________．

六、计算题

30．（2020·江苏镇江市·九年级期中）小华和小欣探究水和某种未知液体放热降温的特性，她们用相同的烧杯装了质量均为200g的水和未知液体，均加热到80℃后，置于相同环境中让两种液体自然冷却。同时记录两种液体的温度，得到如图所示温度和时间图像。设降温初期两种液体相等时间内放出的热量相等，c水=4.2×103J/(kg·℃)求：

(1)表示水的图线是哪一条；

(2)3分钟内水放出的热量；

(3)未知液体的比热容。

31．（2020·江苏镇江市·九年级其他模拟）在一些农村地区建造的沼气池，通过将农村大量的秸秆、人畜粪便发酵来获取沼气，利用沼气来烧火做饭，点灯照明。沼气池的应用，不仅使上述资源得以更好的利用，同时也给生活带来了诸多便利，使环境得以改善。这是一个一举多得的惠民工程。如图所示为一农户的水压式沼气池的剖面简图。

说明：1.沼气池；2.水压池；3.进料口；4.密封盖；5.输气管；6.贮气室；7.沼气压力显示器；8.总阀门；9.U形管压强计（里面装有染成红色的水）；10.出料口盖板（不密封水压池，水压池仍与外面大气相通）；11.阀门

已知该农户家燃气灶的相关技术数据如下：

取g=10N/kg，水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)

(1)根据图所示，通过计算说明，该农户此时能否使用这个沼气池中的沼气来正常烧火做饭？

(2)有一天，该农户发现，沼气压强小于燃气灶的压强。为了能尽快利用沼气生火做饭，从物理学的角度看，可采取哪些措施？

(3)若该农户所用的燃气灶是普通炉，通常情况下，普通炉中的右炉单独正常工作时，将一壶质量为2.5kg、温度为20℃的水烧开，耗时约10min，试估算右炉烧水的效率。