北师大版九年级全册第十章 机械能、内能及其转化综合与测试单元测试习题
展开北师大版初中物理九年级全一册第十单元《机械能.内能及其转化》单元测试卷
考试范围:第十单元;考试时间:80分钟;总分80分
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
第I卷(选择题)
一、单选题(本大题共12小题,共24.0分)
- 全国新型冠状病毒疫情十分严峻,为了尽可能避免交叉感染,利用无人机对重点疫区输送生活物资,如图所示,当无人机加速下降过程中,下列说法正确的是( )
A. 动能不变,重力势能减小 B. 动能增加,重力势能减小
C. 动能减小,重力势能增加 D. 机械能保持不变
- 在珠海航展时,我国自主研制的歼战机进行编队飞行表演。在歼战机加速向上升空的过程中,下列对歼战机的能量变化分析,正确的是( )
A. 动能不变,重力势能减小,机械能增大
B. 动能增大,重力势能增大,机械能增大
C. 动能不变,重力势能增大,机械能不变
D. 动能增大,重力势能减小,机械能不变
- 下列现象中,不能说明分子在做永不停息的无规则运动的是( )
A. 扫地时尘土飞扬
B. 美味佳肴香气扑鼻
C. 红墨水在水中散开
D. 嗅气味鉴别物质
- 下列现象属于扩散现象的是( )
A. 打开香水瓶,香味四处飘逸
B. 拍打衣服时,灰尘纷纷掉落
C. 放在空气中的铁块,过一段时间生锈了
D. 沙粒放入水中,水变浑了
- 下列事例中水力发电;在北方严寒的冬天,用水来作为传热的介质,给居民区供“暖气”;冬天,户外的自来水管常有冻裂:农民伯伯为了防止植物在夜间被冻坏,傍晚时常给田里灌水;汽车发动机用水循环冷却;沿海地区昼夜温差小于沙漠地区。下列个选项中,所述事例均不是利用或因为水的比热容较大的是( )
A. B. C. D.
- 关于比热容,下列说法正确的是( )
A. 沙子的比热容小,所以沙漠地区昼夜温差大
B. 北方楼房中的“暖气”用水作为介质,是由于水的比热容较小
C. 因为,所以质量相等的水和煤油,吸收相同的热量,水的温度升得更高
D. 比热容与物体的质量、吸热多少、温度变化大小有关
- 关于以下实例的分析,正确的是( )
A. 用水做汽车发动机的冷却液,是因为水的比热容小
B. 火车轨道铺在枕木上,是为了减小压强
C. 汽车轮胎上刻有凹凸不平的花纹,是为了减小摩擦
D. 汽油机工作时,输出功率越大效率越高
- 四冲程内燃机工作时,将内能转化成机械能的冲程是( )
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
- 年月日,我国在海南文昌航天发射场用长征五号运载火箭,成功将嫦娥五号探测器送入预定轨道如图。不考虑火箭自身质量变化,火箭加速上升过程中下列说法中正确的是( )
A. 重力势能增大,动能减小
B. 机械能保持不变
C. 机械能增大
D. 燃料释放的内能全部转化为火箭的机械能
- 月日时分,我国长征二号运载火箭搭载神舟十三号载人飞船顺利升空。下列装备中提供动力的发动机与火箭动力发动机原理相同的是( )
A. 新中国第一艘万吨轮“跃进号”
B. 中国新一代高铁“复兴号”
C. 新中国第一架自制飞机“初教”
D. 新中国首批汽车“解放”
- 如图是单缸四冲程内燃机某个冲程的示意图,下列分析正确的是( )
A. 内燃机在该冲程获得动力
B. 该冲程靠飞轮的惯性完成
C. 该冲程的能量转换过程为机械能转换为内能
D. 内燃机可以通过使燃料充分燃烧的方法提高燃料的热值
- 以下关于热量、温度、内能、比热容、热值的说法正确的是( )
A. 物体温度升高,其内能一定增大,一定是吸收了热量
B. 物体吸收了热量,其温度一定升高,内能一定增大
C. 燃料不完全燃烧时,其热值一定变小
D. 物质的比热容与温度、质量、吸放热等因素均无关
第II卷(非选择题)
二、填空题(本大题共4小题,共8.0分)
- 被拉开的弹弓具有______势能;抛向地面的乒乓球上下弹跳几次后停下来,乒乓球的机械能______选填“增大”“减小”或“不变”。
- 年月日,“天宫课堂”第一课正式开讲,中国成为世界上首个进行两次太空授课的国家。航天员如图王亚平展示的水膜实验说明分子间存在______,水球慢慢变蓝。说明分子在______。
- 在烈日当空的海边玩耍,你会发现沙子烫脚,而海水却是凉凉的,这是因为海水的______较大;沙子的温度升高,是通过______的方式改变内能的;走过沙滩,留下一串串脚印,说明力能改变物体的______。
- 如图是国庆阅兵式上我国首次亮相的高超音速导弹,该导弹采用火箭动力助推火箭。助推火箭的发动机______热机选填“属于”或“不属于”;弹头飞行过程中温度升高,发生的能量转化是:______。
三、作图题(本大题共2小题,共4.0分)
- 如图所示,甲为四冲程内燃机压缩冲程的示意图,图中画出了压缩冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况,请在图甲中,画出另一个冲程中活塞运动的方向用“”或“”表示和进气门、排气门的开闭情况。
- 如图所示,天花板上挂一个单摆,放手后摆球沿弧来回摆动,请标出小球势能最大的位置并涂黑。
四、实验探究题(本大题共2小题,共12.0分)
- 如图是小明探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置示意图。
他利用小钢球撞击木块,通过观察______来判断小钢球具有的动能大小,这种研究问题的方法叫做______选填“控制变量法”、“等效替代法”或“转换法”。
如图甲丙所示,实验时他将同一小球从斜面上的不同高度由静止释放,每次让小球滚下碰到同一位置的相同木块,目的是探究小球动能的大小与______是否有关。
若实验装置的水平面绝对光滑,______选填“能”或“不能”通过上述方法来判断动能大小。
用甲、乙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车______选填“超载”或“超速”行驶时危险性大的原因。 - 如图是“探究物体动能的大小跟哪些因素有关”的实验装置。小明在实验过程中让不同质量的钢球从斜面上同一高度由静止滑下,碰到同一木块上。请回答
小明所做实验的目的是探究______选填“钢球”或“木块”动能的大小与______的关系。
实验中通过比较______选填“钢球”或“木块”移动的距离来判断物体动能的大小。
该实验中主要使用了转换法和______选填“理想推理法”、“控制变量法”或“比值定义法”。
五、计算题(本大题共4小题,共32.0分)
- 已知物体的重力势能表达式为,动能表达式为,其中为物体的质量,为物体距离水平地面的高度,为物体的运动速度,为常量。如图所示,光滑斜面与粗糙水平面在处平滑连接,质量的物体在处由静止开始下滑,经处后在水平面上滑至处停止,已知处的高度,距离,不计空气阻力,求:取
物体在处的机械能;
物体滑到处的速度;
物体与水平面间的摩擦力。 - 如今太阳能热水器已走进了千家万户,小强家的太阳能热水器容积为,加满水后,经过阳光的照射,水温由原来的升高到已知:水的比热容,焦炭的热值,水的密度。问:
在这内水吸收的热量为多少焦耳?
若这些热量由热效率为的火炉燃烧焦炭来提供,则需要燃烧多少千克的焦炭? - 一质量是、初温为的铁块,当温度降到时放出了的热量,则:
计算出铁的比热容;
餐馆里有一道美食叫“铁板牛肉”,将的铁板加热到,再将九成熟的牛肉片盛放在铁板上,等铁板温度降了时,牛肉片已十成熟了,求铁板在此降温过程中放出的热量。 - 在标准大气压下,用液化气灶把、初温为的水加热到,若上述过程中完全燃烧了液化气,且只有的热量被水吸收,已知水的比热容为,求:
水需要吸收的热量;
液化气的热值。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解:当无人机加速下降过程中,质量不变,速度增大,其动能增大;同时高度减小,重力势能减小;由于克服空气阻力做功,机械能会变小,故B正确,ACD错误。
故选:。
影响动能的因素有物体质量和速度;影响重力势能的因素有质量和高度;机械能等于动能和势能的总和。
对于机械能的考查中考中会常出现,熟知各能量的影响因素是解题关键。
2.【答案】
【解析】解:歼战机加速向上升空的过程中,质量不变,速度增大,动能增大,高度增大,重力势能增大,因此歼战机的机械能增大,故B正确。
故选:。
动能的影响因素是质量和速度,重力势能的影响因素是质量和高度,动能和势能统称机械能。
本题考查了影响动能和重力势能的因素以及机械能的概念,动能与质量和速度有关,重力势能与高度和质量有关。
3.【答案】
【解析】解:、扫地时尘土飞扬,是物体的机械运动,故A不能说明分子运动。
B、美味佳肴香气扑鼻,说明分子无规则运动,故B不符题意。
C、红墨水在水中散开,是墨水分子的无规则运动的结果,故C不符题意。
D、嗅气味鉴别物质,说明分子在做无规则运动,故D不符题意。
故选:。
构成物质的分子总在不停地做无规则运动,要区分分子的热运动和物体的机械运动。
深入理解分子的热运动是解答此题的关键。
4.【答案】
【解析】解:、打开香水瓶,香味四处飘逸,是香气分子在运动,属于扩散现象。故A符合题意;
B、拍打衣服时灰尘纷纷落地,这是物体的运动,属于机械运动。故B不符合题意;
C、放在空气中的铁块过一段时间生锈了是因为发生了氧化反应,不属于扩散现象。故C不符合题意;
D、沙粒放入水中,水变浑了是因为沙土小颗粒悬浮在水中造成的,不属于扩散现象。故D不符合题意。
故选:。
扩散是发生在两种物质之间的现象。扩散是分子彼此进入对方的现象;
分子的运动我们用肉眼是看不见的;
扩散表明一切物质的分子都是不停地做无规则的运动。
要解答本题需掌握:扩散现象是分子运动,分子是看不见的以及机械运动和分子运动的区别。
5.【答案】
【解析】水力发电,是利用水的机械能转化为电能;
在北方严寒的冬天,用水来作为传热的介质,给居民区供“暖气”,是利用水的比热容较大;
冬天户外的自来水管常有冻裂,是由于水凝固成冰时体积变大造成的;
农民伯伯为了防止植物在夜间被冻坏,傍晚时常给田里灌水,是利用了水的比热容较大;
汽车发动机用水循环冷却,是利用水的比热容较大;
沿海地区昼夜温差小于沙漠地区,是由于水的比热容较大。
所以,其中是由于水的比热容较大的是,不是利用水的比热容较大的是。
对水的比热容大的理解:相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量时,水的温度升高或降低得少;升高或降低相同的温度时,水吸收或放出的热量多,据此分析。
主要考查了学生对水的比热容大的特点及应用,应对每一个问题认真分析,才能得出正确的结论。
6.【答案】
【解析】
【分析】
此题考查学生关于比热容的理解以及利用比热容进行分析实际问题的能力。
根据比热容的概念和比热容是物质的一种特性以及利用物质吸热公式进行判断。
【解答】
A.沙的比热容较小,相同质量的沙子和水相比,吸收或放出相同的热量,沙子温度变化大,所以沙漠地区昼夜温差较大,故A正确;
B.水的比热容比较大,相同质量的水和其他物质相比,降低相同的温度时可以放出更多的热量,取暖效果更好,故B错误;
C.因为水的比热容大于煤油的比热容,利用可知在质量相等的水和煤油,吸收相同的热量,水温度升得低,故C错误;
D.比热容是物质的一种特性,与物体的质量、吸热多少、温度变化大小无关,故D错误。
7.【答案】
【解析】解:、因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以汽车用水来做冷却液,故A错误;
B、把铁轨铺在枕木上,是在压力一定时,通过增大受力面积,来减小火车对路基的压强,故B正确;
C、汽车轮胎上刻有凹凸不平的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故C错误;
D、热机的效率和功率是两个完全不同的概念,二者没有任何联系,故D错误。
故选:。
水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少;升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力;
增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;
功率指单位时间内做功的多少,是反映做功快慢的物理量;热机效率是指热机用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值。
本题考查了水的比热容较大的应用、减小压强的方法、增大摩擦的应用、功率与机械效率的区别,有一定综合性,但都属于基本知识。
8.【答案】
【解析】解:在四冲程内燃机的四个冲程中,压缩冲程中活塞压缩气体对其做功,将机械能转化为内能;做功冲程是将内能转化为机械能。
故选:。
四冲程内燃机包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程。其中有两个冲程存在能量转化:压缩冲程将机械能转化为内能,做功冲程将内能转化为机械能。
此题主要考查了四个冲程中的能量转化情况。压缩冲程与做功冲程发生了能量的转化,转化情况正好相反。
9.【答案】
【解析】解:、火箭加速上升阶段,质量不变,速度增大,动能增大;高度增大,重力势能增大;机械能动能重力势能,所以机械能增大;故AB错误,C正确;
D、火箭发射过程中燃料燃烧释放的内能不能全部转化为火箭的机械能,还有能量损失,故D错误。
故选:。
动能大小跟质量、速度有关。质量一定时,速度越大,动能越大;速度一定时,质量越大,动能越大。
重力势能大小跟质量、高度有关。质量一定时,高度越高,重力势能越大;高度一定时,质量越大,重力势能越大。
机械能动能重力势能。
燃料燃烧将化学能转化为内能,大部分内能转化成火箭的机械能,一部分散失了。
掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素,能利用控制变量法判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化以及能量转化的应用。
10.【答案】
【解析】解:火箭动力发动机是喷气发动机;
A、轮船动力发动机是柴油机,故A不符合题意;
B、高铁动力发动机是电动机,故B不符合题意;
C、飞机动力发动机是喷气发动机,故C符合题意;
D、“解放”汽车动力发动机是柴油机,故D不符合题意。
故选:。
火箭动力发动机是喷气发动机。
本题主要考查学生对热机的了解,难度不大。
11.【答案】
【解析】、图中两个气门都关闭,根据图中活塞和曲轴的位置可知,活塞向下运动,是做功冲程;做功冲程中内能转化为机械能,该冲程不是由飞轮惯性完成的其它冲程是由飞轮惯性完成的,也没有获得动力,故A正确,BC错误;
D、热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等均无关,故D错误。
四冲程内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程,吸气冲程,进气门打开,排气门关闭;压缩冲程,两个气门都关闭,活塞向上运动;做功冲程,两个气门都关闭,活塞向下运动;排气冲程,进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动。
做功冲程中内能转化为机械能;
热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等均无关。
熟悉每个冲程的特征,以及能量转化是解题的关键。
12.【答案】
【解析】
【分析】
改变内能的方式有做功和热传递;
晶体熔化时,吸收热量,温度不变;
热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等均无关;
本题考查了改变内能的两种方式、比热容的概念以及物质的属性等知识点的理解和掌握,综合性较强,但难度不大,是中考常见的题型。
【解答】
A.物体温度升高,其内能一定增大,可能是吸收了热量,也可能是对物体做了功,故A错误;
B.物体吸收了热量,其温度不一定升高,如冰熔化,内能增加,温度不变,故B错误;
C.热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等均无关,故C错误;
D.物质的比热容与温度、质量、吸放热等因素均无关,故D正确。
故选D。
13.【答案】弹性 减小
【解析】解:被拉开的弓发生弹性形变,所以具有了弹性势能;
抛向地面的乒乓球上下弹跳几次后停下来,所以动能为,重力势能为,也就是乒乓球的机械能减小为。
故答案为:弹性;减小。
物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能;
重力势能的影响因素:质量和高度。物体的质量越大、高度越大,重力势能就越大。
物体克服摩擦做功,机械能会减小。
本题考查弹性势能的概念和机械能的变化,相对比较简单,属于基础题。
14.【答案】引力 永不停息地做无规则运动
【解析】解:水膜的形成说明分子间存在引力;
水球慢慢变蓝,是分子在永不停息地做无规则运动的结果。
故答案为:引力;永不停息地做无规则运动。
分子间存在引力和斥力;
分子在永不停息地做无规则运动。
深入理解分子动理论的内容,可解答此题。
15.【答案】比热容 热传递 形状
【解析】解:
海水比沙子的比热容大,因此,相同质量的海水和沙子,在吸收相同的热量时,沙子温度高,海水温度低,故可以感觉到沙子烫脚,而海水却是凉凉的;
海滩上的沙子温度升高热得烫脚,是吸收了太阳光的内能,属热量的传递,故沙子内能增加是通过热传递的方式改变的;
走过沙滩,在沙滩上留下了一串串脚印说明力可以改变物体的形状。
故答案为:比热容;热传递;形状。
在常见物质中,水的比热容是最大的,因此,在相同条件下水吸收的热量较多,而在吸收相同热量时,水升温则较慢。
做功和热传递都可以改变物体的内能,做功是能量的转化,热传递是能量的转移;
力可以改变物体的形状或运动状态。
本题主要考查热传递改变物体内能的判断、力的作用效果,以及对水的比热容大这一特点的理解与应用,难度不大。
16.【答案】是 机械能转化为内能
【解析】解:火箭发动机工作时向后高速喷出气体,从而获得前进的动力,燃料在气缸内部燃烧,属于热机;弹头飞行过程中,弹头克服摩擦做功,将机械能转化成内能,导致温度升高。
故答案为:是;机械能转化为内能。
热机分为内燃机和外燃机,燃料在机器内部燃烧的机器是内燃机;
克服摩擦做功,机械能转化为内能。
本题考查了热机的种类以及能量的转化,是一道基础题。
17.【答案】解:
由图可知,气缸顶部的火花塞点火,是四冲程内燃机的做功冲程,在内燃机的做功冲程中,两个气门都关闭,活塞向下运动;如下图所示:
【解析】四冲程内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程,吸气冲程,进气门打开,排气门关闭;压缩冲程,两个气门都关闭,活塞向上运动;做功冲程,两个气门都关闭,活塞向下运动;排气冲程,进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动。
熟悉每个冲程的特征是作图的关键,本题的难点是准确作图。
18.【答案】解:影响重力势能大小的影响因素是质量和被举得高度,质量越大,高度越高,重力势能越大。
小球无论在哪个位置,其质量不变,由图可知,和点高度相等,且高于、两点,所以小球势能最大的位置是和点,如图所示:
【解析】重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度.质量越大,高度越高,重力势能越大,据此结合图示分析解答。
此题考查势能大小的判断,掌握影响势能大小的影响因素是关键。
19.【答案】木块移动的距离 转换法 速度 不能 超载
【解析】解:
根据转换法,小明利用小钢球撞击木块,通过木块移动的距离的大小来判断小钢球具有的动能大小;
实验时小明将同一小球质量相同从斜面上的不同高度由静止释放,小球到达水平面时的速度不相同,每次让小球滚下碰到同一位置的相同木块,目的是探究小球动能的大小与速度的大小是否有关;
若水平面光滑,木块不受摩擦力,由牛顿第一定律可知木块将永远运动下去。木块通过的距离无法确定,做功的多少也无法确定,就无法得出结论;
分析甲、乙,金属球的质量不同,所处斜面的高度相同,因此是探究动能与质量的关系,故可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。
故答案为:木块移动的距离;转换法;速度;不能;超载。
根据转换法,通过木块移动距离的大小来判断小钢球具有的动能大小;
动能大小与质量和速度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;
如果水平面光滑,木块将做匀速直线运动。
本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法,反映动能多少时运用了转换法。从图中现象发现质量、速度的不同是此题的关键。
20.【答案】钢球 质量 木块 控制变量法
【解析】解:小明在实验过程中让不同质量的钢球从斜面上同一高度由静止滑下,高度相同,钢球到达水平面时的速度相同,钢球的质量不同,所以实验中探究的是钢球的动能与质量的关系;
实验中采用转换法,通过木块被推动距离的大小,比较钢球对木块做功的多少,判断钢球动能的大小;
动能的影响因素有质量和速度,实验中采用的是控制变量法。
故答案为:钢球;质量;木块;控制变量法。
动能大小和物体的质量、运动速度有关,根据控制变量法分析;
实验中采用转换法,通过木块被推动距离的大小,比较钢球对木块做功的多少,判断钢球动能的大小。
此题是探究影响动能大小的因素,掌握转换法和控制变量法在实验中的应用,本题难度不大。
21.【答案】解:由题意知,处的机械能为动能与重力势能之和,在处的速度为,动能为,
因此处的机械能等于重力势能,故E;
由题意知,从点下滑到点的过程中,机械能是守恒的,则,
即,所以:;
物体处停止克服摩擦力做功,机械能全部转化为内能,摩擦力做功,
故物体与水平冰面间的摩擦力为:。
答:物体在处的机械能为;
物体滑到处的速度为;
物体与水平面间的摩擦力为。
【解析】根据题意可知在处的速度为,动能为,物体在处的机械能等于重力势能;
根据机械能守恒可知,从而求出物体滑到处的速度;
物体至处停止克服摩擦力做功,机械能全部转化为内能,根据可求出摩擦力。
本题考查动能和势能的相互转化以及机械能守恒、功的计算公式等知识,难度不大。
22.【答案】解:由可知,水的质量:;
水吸收的热量:;
由可知,火炉燃烧焦炭需要放出的热量:;
由可知,需要焦炭的质量:。
答:在这内水吸收的热量为焦耳。
若这些热量由热效率为的火炉燃烧焦炭来提供,则需要燃烧千克的焦炭。
【解析】利用密度公式计算出水的质量;
知道水的质量、比热容、初温和末温,利用计算出水吸收的热量;
根据效率公式计算出火炉燃烧焦炭放出的热量;
利用计算出需要燃烧焦炭的质量。
本题考查密度公式、吸热公式、效率公式和燃料完全燃烧放热公式的应用,是一道热学综合题,难度不大。
23.【答案】解:
由得铁的比热容为:
。
铁板在此降温过程中放出的热量为:
。
答:铁的比热容是;
铁板在此降温过程中放出的热量是 。
【解析】知道铁块的质量、温度的变化值、放出的热量,利用吸热公式变形求铁块的比热容。
知道铁板的质量、初温和末温、铁的比热容,利用求铁板放出的热量。
要学会灵活运用吸热公式及其变形公式进行计算,属于基础题目。
24.【答案】解:水吸收的热量:
;
由可知,液化气完全燃烧放出的热量:;
由可知,需要液化气的热值:。
答:水需要吸收的热量为;
液化气的热值为。
【解析】知道水的质量、比热容、初温和末温,利用计算出水吸收的热量;
知道燃烧液化气来加热水的热效率为,根据效率公式计算出液化气放出的热量;知道液化气的质量,利用,据此求液化气的热值。
本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放出热量公式的掌握和运用,计算时注意热值单位。
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