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2024年苏科版物理九年级上册第12章《机械能和内能》单元测试卷（提升卷）（原卷版+解析版）
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第十二章《机械能和内能》单元测试卷（提升卷）（解析版）训练范围：苏教版九年级上册第12章第Ⅰ卷 选择题一、选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1．（2023•南岗区校级开学）关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（ ）A．热传递和做功在改变物体内能上是等效的 B．温度高的物体含有的热量多 C．物体温度越高，内能越大，所以0℃的冰没有内能 D．物体吸收热量，内能增加，温度一定升高【答案】A【分析】（1）做功和热传递都可以改变物体的内能，热传递是内能的转移，做功是能的转化；（2）热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量；（3）一切物体在任何情况下都有内能，内能的大小与质量、温度、状态等因素有关；（4）物体吸收热量，温度不一定升高。【解答】解：A、热传递和做功在改变物体内能上是等效的，故A正确；B、热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故B错误；C、一切物体都有内能，所以0℃的冰也有内能，故C错误；D、物体吸收热量，内能增加，温度不一定升高，如晶体熔化时，吸热、内能增大，但温度不变，故D错误。故选：A。2．（2021秋•栾城区校级期末）下列所举事例中，不属于利用水的比热容大这个特性的是（ ）A．夏天房间内洒水降温 B．用循环水冷却汽车发动机 C．春天农民育秧时，傍晚向秧田里灌水 D．城市在郊区建造人工湖调节气温【答案】A【分析】（1）水的比热容大，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；（2）水分的蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度，即蒸发吸热。【解答】解：A、炎热的夏天，在室内地面上洒水，水蒸发时会从周围吸热而降低周围环境的温度，使人感到凉爽，不是利用水的比热容大的特点，故A符合题意；B、因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度时，水吸收的热量多，所以汽车发动机用循环水冷却，故B不符合题意；C、因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度时，水放出的热量多，所以春天农民育秧时，傍晚向秧田里灌水，保证秧苗不会被冻坏，故C不符合题意；D、城市建造人工湖来调节气温，即由于水的比热容较大大，相同质量的水和其它物质比较，吸相同的热量，水温度上升的慢，故与水的比热容有关，故D不符合题意。故选：A。3．（2022秋•冷水滩区校级期中）如图所示的四个热现象实验，下列说法正确的是（ ）A．图甲：抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合均匀，说明分子在不停地运动 B．图乙：厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的温度升高，内能不变 C．图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，机械能转化为内能 D．图丁：向上拉浸没在水中的玻璃板直至脱离水面的过程，弹簧测力计示数保持不变【答案】A【分析】（1）扩散现象说明分子在不停地做无规则运动；（2）做功可以改变物体的内能，当外界对物体做功时，物体的内能增大，当物体对外界做功时，物体的内能就会减小；（3）对物体做功时，机械能转化为物体的内能，物体的内能增大；物体对外做功时，物体的内能转化为机械能，物体的内能减小。并据此可判断能量的转化形式；（4）分子间同时存在着引力和斥力，当分子距离较近时表现为斥力，当分子间距离较远时表现为引力，玻璃板和水分子之间存在引力。【解答】解：A、图甲中抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故A正确；B、图乙中厚玻璃筒内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加，故B错误；C、图丙中试管中的水沸腾后，水蒸气将软塞子推出，即水蒸气对塞子做功，将水蒸气的内能转化机械能，故C错误；D、因为玻璃分子和水分子之间存在引力，所以向上拉浸没在水中的玻璃板直至脱离水面的过程，测力计示数将变大，故D错误。故选：A。4．（2023春•长春期末）2023年5月30日，我国神舟十六号载人飞船成功到达太空预定轨道。忽略燃料短时损耗，神舟十六号加速升空的过程中（ ）A．机械能不变 B．动能减小 C．重力势能转化为动能 D．机械能增大【答案】D【分析】（1）动能的影响因素是质量和速度；（2）重力势能的影响因素是质量和高度；（3）动能和势能统称机械能。【解答】解：正在加速升空的神舟十六号（忽略燃料短时损耗）质量不变，速度增大，动能增大，高度升高，重力势能增大，动能和势能统称机械能，机械能变大，重力势能没有转化为动能。故选：D。5．（2022秋•铜官区校级期中）在北京冬奥会自由式滑雪空中技巧女子个人项目决赛中，辽宁运动员徐梦桃勇夺冠军。如图所示，在她滑行过程中，下列说法正确的是（ ）A．A点时不具有机械能 B．从A点滑行到C点的过程中重力势能不断变大 C．从C点滑行到D点的过程中，减少的动能全部转化成了重力势能 D．在B点的速度大于与它高度相同的D点的速度【答案】D【分析】（1）动能、重力势能、弹性势能都属于机械能；（2）动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能的影响因素是质量和高度。【解答】解：A、A点虽然静止，动能为0，但由于在高处而具有重力势能，则机械能不为0，故A错误；B、从A点滑行到C点的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，故B错误；C、从C点滑行到D点的过程中，由于克服摩擦力做功，一部分机械能转化为了内能，所以减少的动能没有全部转化为重力势能，故C错误；D、运动员在滑动的过程中存在摩擦，运动员的一部分机械能转化为内能，所以B点的机械能大于D点的机械能；由于BD的高度相同，重力势能相同，则B点的动能要大于D点的动能，所以在B点的速度大于在D点的速度，故D正确。故选：D。6．（2022•包头模拟）生活中的“粘”字常与一些物理现象有关，下列关于“粘”的说法正确的是（ ）A．吃冰棒时会感觉粘舌头，是因为分子在不停做无规则运动 B．穿在身上的化纤衣服易“粘”毛绒，是因为带电体可以吸引轻小物体 C．排尽挂钩内空气后将挂钩“粘”在墙上，利用了分子间存在引力 D．将磨得很光滑的铅片和金片压在一起，几年后发现它们“粘”在一起了，是因为分子间存在斥力【答案】B【分析】（1）物质由液态变成固态的现象叫做凝固；（2）摩擦可以使物体带电，带电体具有吸引轻小物体的性质；（3）我们周围存在大气压；（4）物质是由大量分子组成的，分子在永不停息地做无规则运动，分子间存在相互的引力与斥力。【解答】解：A、刚从冷冻室拿出的冰棒会“粘”住舌头，是因为舌头上的水分遇到比较冷的冰棍发生凝固造成的，故A错误；C、穿着的化纤衣服“粘”毛绒，是因为衣服摩擦起电后带静电，会吸引轻小物体，故B正确；C、吸盘式挂衣钩能够“粘”在墙上，是由于大气压的作用，故C错误；D、两个表面磨得很光滑的铅片和金片紧压在一起，静放几年后它们会黏在一起，是分子在不停地做无规则的运动，彼此进入了对方造成的，故D错误。故选：B。7．（2022秋•临汾月考）2022年6月以来，山西部分地区高温干旱，最高气温达到39℃以上。小明突发奇想：关闭房间门窗，打开电冰箱门就可以降温。打开冰箱门过一段时间后，房间的温度将（ ）A．升高 B．降低 C．不变 D．无法确定【答案】A【分析】冰箱的工作原理是利用制冷液将冰箱内的热释放到冰箱外，电流通过压缩机做功，除了将电能转化为机械能外，还有少部分电能转化为内能。【解答】解：冰箱的工作原理是利用制冷液将冰箱内的热释放到冰箱外，冰箱内的温度将下降，所以打开冰箱门后，冰箱内外会发生热传递，冰箱起不到致冷作用，又因为有少部分电能转化为内能，故温度将升高。故选：A。8．（2023•常州）家用小型风力发电机独特的尾翼结构，能使其旋翼自动迎风，如图甲所示。海边，仅在海陆风因素的影响下，图乙、图丙所示的情形通常分别发生在（ ）A．白天、夜晚 B．夜晚、白天 C．白天、白天 D．夜晚、夜晚【答案】A【分析】根据水的比热容比泥土、沙石的比热容大的特点以及风是从高压区吹向低压区来分析海陆风的形成，进而判断风力发电机旋翼的朝向。【解答】解：水的比热容比泥土、沙石的大，白天太阳照射时，水面温度上升得慢，陆地温度上升得快，热空气上升，冷空气补充，风从海面吹向陆地，形成海风，所以白天风力发电机旋翼朝向大海，如图乙所示；晚上，气温下降，水面温度下降得慢，温度高一些，热空气上升，风从陆地吹向海面，形成陆风，所以夜晚风力发电机旋翼朝向陆地，如图丙所示。故选：A。9．（2022•顺德区校级三模）用两个相同的电加热器给质量均为0.2kg的物质甲和水加热，它们的温度随加热时间的变化关系如图所示，不计热量损失，据此判断（ ）A．物质甲的比热容为8.4×103J/（kg•℃） B．加热20min时间内，水所吸收的热量是甲的两倍 C．甲在前10min内吸收的热量是5.04×104J D．每个电加热器每秒放出42J的热量【答案】D【分析】（1）由图象可知，用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，相同时间内吸热相同，由图可得质量相同的物质甲和水升高相同的温度，水吸收的热量等于甲吸收热量的2倍，由热量计算公式Q＝cmΔt得c水＝2c甲；据此求甲的比热容；（2）用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，在相同时间内甲和水吸收的热量相同，所以加热20分钟时间，水吸收的热量等于甲吸收的热量；（3）知道甲的比热容，利用Q吸＝cmΔt求甲物质10min升高60℃吸收的热量；（4）不计热量损失，10min电热器放出的热量等于甲吸收的热量，进而求出每秒放出热量。【解答】解：A、由图象可知，用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，水温度升高60℃需要20min，物质甲温度升高60℃需要10min。所以质量相同的物质甲和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为：Q水吸：Q甲吸＝20：10＝2：1，Q水吸＝2Q甲吸，由热量计算公式Q＝cmΔt得：c＝，则c水＝2c甲，又因为c水＝4.2×103J/（kg•℃），所以c甲＝2.1×103J/（kg•℃），故A错误；B、用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，在相同时间内甲和水吸收的热量相同，所以加热20分钟时间，水吸收的热量等于甲吸收的热量，故B错误；C、甲物质10min升高了60℃，吸收的热量：Q甲吸＝c甲m甲Δt甲＝2.1×103J/（kg•℃）×0.2kg×60℃＝2.52×104J，故C错误；D、不计热量损失，10min电热器放出的热量：Q放＝Q甲吸＝2.52×104J，每秒放出热量：Q＝＝＝42J，故D正确。故选：D。10．（2021秋•江油市期末）关于四冲程汽油机，下列说法中正确的是（ ）A．在吸气冲程，吸入气缸内的是空气 B．在压缩冲程，燃料燃烧，内能转化为化学能 C．汽油机的效率一般比柴油机的低 D．在排气冲程，进气门和排气门都打开【答案】C【分析】（1）汽油机在吸气冲程，吸入的是汽油和空气的混合物；（2）四冲程汽油机一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，在做功冲程中的能量转化是内能转化为机械能，在压缩冲程中的能量转化是转化机械能为内能；（3）压缩冲程柴油机压缩程度更大，压缩冲程末温度更高，所以柴油机的机械效率更高；（4）根据气门的状态、活塞运动的方向确定冲程的种类。【解答】解：A、四冲程汽油机，在吸气冲程，吸入气缸内的是汽油和空气的混合物，故A错误；B、从能量转化的角度看，四冲程内燃机在压缩冲程末燃料燃烧将化学能转化为内能，故B错误；C、压缩冲程柴油机压缩程度更大，压缩冲程末温度更高，所以柴油机属于压燃式，柴油机的机械效率更高，汽油机的效率低，故C正确；D、排气冲程，进气门关闭，排气门打开，故D错误。故选：C。11．（2022•安徽模拟）如图所示，一根橡皮筋的一端系着一个小球，另一端固定在A点，C点是小球悬挂在橡皮筋下静止时的位置，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，D点是小球从A点自由释放后所能达到的最低点。在小球由A点静止释放运动到D点的过程中，下列说法中正确的是（ ）（不考虑空气阻力）A．从A点下落到C点的过程中，小球的动能不断增大 B．从A点下落到C点的过程中，小球减少的重力势能全部转化为小球的动能 C．从C点下落到D点的过程中，小球的动能不断增大 D．从C点下落到D点的过程中，橡皮筋的弹性势能不变【答案】A【分析】（1）先对小球进行受力分析，小球从A点下落到B点的过程中，小球只受重力作用，加速运动；小球从B点下落到D点的过程中，小球受到重力和弹力大小，要注意弹力逐渐增大，在B点和D点之间，有一个位置重力大小恰好等于弹力大小，从B点下落到D点的过程中，小球先加速，后减速；（2）动能的大小与质量、速度有关；重力势能的大小与质量、高度有关；弹性势能的大小与物体弹性形变程度的大小有关。【解答】解：AB、根据题意可知，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置；从A点下落到B点的过程中，小球只受重力作用，速度越来越大，小球的质量不变，所以动能越来越大；小球的质量不变，小球的高度越来越小，重力势能越来越小；橡皮筋没有伸长，没有弹性势能，重力势能转化为动能；C点是小球悬挂在橡皮筋下静止时的位置，则小球处于C点时，受到的拉力和重力大小相等，所以从B点下落到C点过程中，小球受到的重力大于拉力，速度增大，动能增大，故A正确；B、小球从A点下落到B点的过程中，重力势能全部转化为动能；从B点下落到C点的过程中，小球的高度越来越小，重力势能越来越小，橡皮筋逐渐伸长，弹性势能增大，重力势能转化为动能和弹性势能；所以，从A点下落到C点的过程中，小球的动能不断增大，小球减少的重力势能一部分转化为小球的动能，还有一部分转化为橡皮筋的弹性势能，故B错误；C、从C点下落到D点的过程中，橡皮筋弹力大于小球重力，合力的方向向上，小球开始做减速运动，速度不断减小，动能也减小，故C错误；D、从C点下落到D点的过程中，橡皮筋的弹性形变程度越来越大，橡皮筋的弹性势能增大，故D错误。故选：A。12．（2022秋•城关区校级期中）如图所示，一个篮球不小心被水打湿，小明继续使用该篮球进行训练，球离手后，发现篮球在干燥的地面上向前弹跳的过程中，地面上留下了一个个“印迹”，以下判断正确的是（不考虑篮球质量的变化）（ ）A．在B点时的动能等于C点时的动能 B．篮球在A点的机械能等于B点的机械能 C．1、2、3三个“印迹”大小相同 D．在D点时篮球的动能不为0【答案】D【分析】（1）篮球弹跳的高度会越来越低，这说明在势能和动能的转化过程中有能量的消耗，所以篮球的机械能一次比一次少；（2）机械能包括物体的动能和势能。动能的大小和物体的质量以及运动的速度快慢有关，判断动能的大小看它的质量和运动快慢是否变化就可以了；重力势能的大小和物体的质量以及所处位置的高度有关，判断重力势能是否改变，看它的质量和高度是否变化就可以了；弹性势能与物体弹性形变的程度有关。【解答】解：A．从图可知，篮球在干燥的地面上向前弹跳的过程中，弹跳的高度会越来越低，所以篮球的机械能越来越小，B点时的机械能大于C点时的机械能，而B点和C点高度相同，重力势能相等，所以，B点时的动能大于C点时的动能，故A错误；B．由A的分析可知，篮球在A点的机械能大于B点的机械能，故B错误；C．因 A、B、C、D处的机械能逐渐变小，篮球落到地面转成的弹性势能逐渐变小，由于篮球弹性势能大小与篮球的形变程度有关，故所以1、2、3三个“印迹”越来越小，故C错误；D．篮球在D点时在水平方向有一定的速度，所以动能不为零，故D正确。故选：D。二、填空题（本题共10小题，每空1分，共22分）13．（2022•泰安一模）在探究水的沸腾特点的实验中，同学们用试管盛水加热，大大缩短了实验时间。已知水的比热容为4.2×103J/（kg▪℃），把试管中的50g水从94℃加热到100℃，水吸收的热量为 1.26×103 J。【答案】1.26×103。【分析】知道水的质量、比热容、初温和末温，利用Q吸＝cm（t﹣t0）计算出水吸收的热量。【解答】解：水的质量：m＝50g＝0.05kg，水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg▪℃）×0.05kg×（100℃﹣94℃）＝1.26×103J。故答案为：1.26×103。14．（2022春•栾城区校级期末）北京时间2022年4月16日0时44分，神舟十三号载人飞船与空间站天和核心舱成功分离，航天员乘组翟志刚、王亚平、叶光富在空间站组合体工作生活了183天后，乘返回舱安全返回地面，返回舱在下降过程中重力势能 减 （填“增大”“不变”或“减小”），如图为降落伞打开后减速的过程，此时返回舱所受重力 小于 （“大于”或“小于”）阻力。【答案】减少；小于。【分析】（1）重力势能大小的影响因素：质量、高度。（2）对于运动的物体来说：当阻力小于动力时，物体做加速运动，若阻力等于动力时，物体做匀速运动；当阻力大于动力时，物体做减速运动。【解答】解：返回舱在下降过程中，开始做减速运动，下落过程中，其质量不变，高度减小，故重力势能将减少；减速下降时，即说明向上的力大于向下的力，故返回舱所受的重力小于阻力。故答案为：减少；小于。15．（2022•邓州市二模）“烤红薯”是一种传统的街头小吃，“烤红薯”闻起来甜香浓郁，这是 扩散 现象；在制作过程中，加热红薯是通过 热传递 的方式改变红薯内能的。【答案】扩散；热传递。【分析】（1）不同物质相互接触时分子彼此进入对方的现象叫扩散现象；（2）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。【解答】解：“烤红薯”闻起来甜香浓郁，是因为分子在不停地做无规则运动，发生了扩散现象；烤红薯的过程中，红薯吸收热量、内能增加，是通过热传递的方式来增加红薯内能的。故答案为：扩散；热传递。16．（2023春•明水县期末）长征三号乙运载火箭发动机用的是偏二甲肼作为燃料，其热值是4.25×107J/kg，若要放出8.5×1010J热量，需完全燃烧 2 吨偏二甲肼；某单缸四冲程柴油机曲轴的转速为1200r/min，在1s内柴油机对外做功 10 次。【答案】2；10。【分析】（1）已知偏二甲肼的热值和燃料完全燃烧放出的热量，利用公式Q放＝mq计算出其质量；（2）在四冲程内燃机的一个工作循环中，完成4个冲程，并对外做功1次，曲轴和飞轮转2圈。【解答】解：（1）若要放出8.5×1010J热量，需完全燃烧偏二甲肼的质量为：m＝＝2000kg＝2t；（2）柴油机的飞轮的转速为1200r/min＝20r/s，即每秒完成10个工作循环，对外做功10次。故答案为：2；10。17．（2022春•钦州期末）如图所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行。卫星在大气层外运行，不受空气阻力，因此机械能 守恒 （选填“守恒”或“不守恒”），卫星从近地点向远地点运动时，速度 减小 ，重力势能 增大 （均选填“增大”“减小”或“不变”）。【答案】守恒；减小；增大。【分析】（1）在太空中，卫星绕地球运动时，没有阻力作用，没有克服摩擦做功，机械能守恒；（2）动能的大小与质量和速度有关，质量越大、速度越快，动能就越大；重力势能大小与质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能就越大。【解答】解：卫星在大气层外运动，不受空气阻力作用，只有动能和势能的转化，因此机械能守恒。由近地点向远地点运动过程中，卫星的质量不变，高度变大，其重力势能变大，由于机械能守恒，所以卫星的动能会减小。故答案为：守恒；减小；增大。18．（2022春•龙泉驿区期末）如图所示是撑杆跳高的过程，在撑杆起跳时，杆被压弯而具有了 弹性势 能；运动员跃过最高点后开始加速下落，下落过程中其动能 增大 。【答案】弹性势；增大。【分析】（1）物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能；（2）物体由于运动而具有的能，叫做动能。影响动能大小的因素：物体的质量和速度。物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大。【解答】解：（1）在撑杆起跳时，杆被压弯由于发生弹性形变而具有弹性势能；（2）运动员跃过最高点后开始加速下落，在下落过程中其质量不变，速度增大，故其动能增大。故答案为：弹性势；增大。19．（2022春•安宁市期末）如图所示，乐乐将外形相同的实心铝球和铜球（ρ铝＜ρ铜）随机标记为A、B。将A、B分别从同一斜面的相同高度由静止释放，撞击静止在同一水平面上、相同位置的正方体木块，发现A将木块撞得更远。这说明 B 球滚到斜面底端时的动能小， A 是铜球。（以上两空均选填“A”或“B”）【答案】B；A。【分析】该实验中是通过正方体木块在水平面上移动的距离来反映小球的动能大小；将A、B分别从同一斜面的相同高度由静止释放，是为了使球滚到水平面时的速度相同；在速度一定时，物体的质量越大，其动能越大，据此结合题意分析哪个球是铜球。【解答】解：由题可知两实心球的体积相同，而ρ铝＜ρ铜，根据公式m＝ρV可知m铝＜m铜，即铜球的质量较大；让不同质量的两个球从同一高度由静止滚下，是为了使球滚到水平面时的速度相同；A球将正方体木块撞得更远，说明A球的动能大，B球的动能小；因为在速度一定时，物体的质量越大，其动能越大，所以可知A球的质量较大，即A是铜球。故答案为：B；A。20．（2022春•肥东县期末）在高速公路上快速行驶的汽车，遇到紧急情况刹车后不能立即停下来，是因为汽车具有 惯性 ；交通规则要求汽车不能超速行驶，是因为汽车质量一定时，其行驶速度越大， 动能 （选填“动能”或“势能”）越大，发生交通事故时，造成的伤害越严重。【答案】惯性；动能。【分析】（1）牛顿第一定律告诉我们，一切物体都有保持运动状态不变的性质，叫做惯性。造成汽车无法立即停下的原因，就是因为物体具有惯性；（2）影响动能大小的因素是质量和速度；质量越大，速度越大，动能越大。【解答】解：（1）刹车前，汽车是在高速行驶；刹车后，由于汽车具有惯性，它还要保持原来的运动状态，所以无法立即停下，从而造成恶性交通事故；（2）质量一定时，速度越大，动能越大，越不容易刹车，所以汽车速度越大动能越大，出事故时破坏越严重。故答案为：惯性；动能。21．（2022秋•鼓楼区期中）对0.5kg的某固体均匀加热（假设被加热物质在单位时间内吸收的热量相同，不考虑质量的影响），其温度随时间变化图像如图所示。由图可知，它在AB段和CD段对应物质的比热容之比是 1：4 ；该物质在熔化过程中温度不变，内能 增大 ；已知该物质固态时的比热容为2×103J/（kg•℃），则它在熔化过程中吸收的热量为 3×104 J。【答案】1：4；增大；3×10⁴。【分析】由表格可知AB段和CD段的温度之比和吸收的热量之比，结合公式c＝可计算比热容之比；晶体在熔化的过程中要吸收热量；根据公式Q＝cmΔt求出该物质在AB段吸收的热量，由于物质在相同的时间内吸收的热量是相同的，根据图像求出该物质熔化过程中所用的时间是AB段所用时间的几倍，则吸收的热量就是AB段吸收的热量的几倍。【解答】解：AB段和CD段物质的质量m相同，由图像知，AB段和CD段物质升高的温度之比为2：1，加热时间之比为1：2，所以吸收的热量之比为1：2，则AB段和CD段对应物质的比热容之比cAB：cCD＝：＝＝＝1：4；该物质在熔化过程中不断吸热，内能增加；由图可知在AB段该物质的加热时间为2min，该物质的温度升高了﹣10℃﹣（﹣20℃）＝10℃，则该物质AB段吸收的热量为：QAB＝cABmΔtAB＝2×103J/（kg•℃）×0.5kg×10℃＝1×104J，由题知物质在相同的时间内吸收的热量是相同的，而该物质的熔化过程用时是8min﹣2min＝6min，是AB段加热时间的＝3倍，所以该物质熔化过程中吸收的热量为QBC＝3QAB＝3×1×104J＝3×104J。故答案为：1：4；增大；3×10⁴。22．（2022秋•渝中区校级月考）现有质量和初温均相同的两高温金属球甲和乙（金属种类相同）。先将甲放入一杯冷水中，热平衡后水温升高4℃；将甲取出后，再将乙放入这杯水中，热平衡后水温又升高2℃。则两次热平衡过程中，水吸收的热量之比为 2：1 。若开始时同时将两高温金属球甲和乙一起放入冷水中，不计各种热量损失，热平衡时会使水温升高 5.3 ℃。【答案】2：1；5.3。【分析】（1）利用Q吸＝cmΔt求出两次热平衡过程中，水吸收的热量之比；（2）金属球甲和乙，它们的质量和初温、比热容不相同，知道金属球投入一杯冷水中、热平衡后水升高的温度，金属放出的热量和水吸收的热量相等，根据Q＝cmΔt得出等式，然后联立等式得出答案。【解答】解：（1）先将甲放入一杯冷水中，热平衡后水温升高Δt1＝4℃，则水吸收的热量Q吸1＝c水m水Δt1，再将乙放入这杯水中，热平衡后水温又升高Δt2＝2℃，则水吸收的热量Q吸2＝c水m水Δt2，则两次热平衡过程中，水吸收的热量之比Q吸1：Q吸2＝c水m水Δt1：c水m水Δt2＝Δt1：Δt2＝4℃：2℃＝2：1；（2）设金属球甲和乙的质量为m，初温为t0，比热容为c，将甲投入一杯冷水中，热平衡后水的温度升高了4℃，则水的末温为t0水+4℃，金属球甲温度的变化量为t0﹣（t0水+4℃）＝t0﹣t0水﹣4℃，由Q＝cmΔt可得：cm（t0﹣t0水﹣4℃）＝c水m水×4℃﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①迅速取出甲球，再将乙球投入这一杯水中，热平衡后又使水的温度升高了2℃，则水的末温为（t0水+4℃）+2℃＝t0水+6℃，金属球乙温度的变化量为t0﹣（t0水+6℃）＝t0﹣t0水﹣6℃，由Q＝cmΔt可得：cm（t0﹣t0水﹣6℃）＝c水m水×2℃﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由可得：＝，解得：t0﹣t0水＝8℃，开始时是将两高温金属球甲和乙一起投入最初的冷水中，热平衡后使水的温度升高了Δt，则水的末温t0水+Δt，两金属球温度的变化量t0﹣（t0水+Δt）＝t0﹣t0水﹣Δt，由Q＝cmΔt可得：2cm（t0﹣t0水﹣Δt）＝c水m水Δt﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③由可得：＝，即＝，解得：Δt≈5.3℃。故答案为：2：1；5.3。三．解答题（本题共8小题，共42分）23．（2023春•长沙期末）如图所示，是探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验。（已知hA＝hC＞hB，mA＝mB＜mC）（1）用质量不同的A、C两个小球碰撞静止在同一水平面上的纸盒．实验中控制小球下落的高度相同，是为了控制两球到达底端时 速度 相同；实验中通过观察 纸盒被推动的距离 ，可以比较A、B两个小球的动能的大小。（2）比较 甲、丙 两个实验可知，小球动能的大小与球的质量有关。【答案】（1）速度；纸盒被推动的距离；（2）甲、丙。【分析】（1）动能的决定因素有两个：质量和速度，要利用控制变量法去研究。研究与速度关系时要保证质量相同，速度不同。研究与质量关系时，要保证速度相同，质量不同；小球速度的大小是通过改变小球在斜面上的高度实现的，小球动能的大小是通过纸盒被推动移动的距离体现的；（2）让质量不同的小球从斜面同一高度滑下，是为了控制小球到达水平面时的速度相同，研究动能大小与质量的关系。【解答】解：（1）A、B两个小球的质量不同，从斜坡的同一高度释放，小球滚下到达水平面的速度相等；实验中通过纸盒被撞击后被推动的距离来反映小球动能的大小，且纸盒移动的距离越大，说明小球的动能越大；（2）根据甲、丙可知，让质量不同的小球从斜坡上同一高度由静止滑下，这样控制了小球的速度相同，质量不同，质量越大，纸盒被推动的距离越远，动能越大；小球动能的大小与小球的质量和速度有关。故答案为：（1）速度；纸盒被推动的距离；（2）甲、丙。24．（2023春•峡江县期末）为了探究“弹性势能的大小跟哪些因素有关”，小雷同学有如下猜想：猜想一：弹性势能的大小与弹簧的材料有关；猜想二：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关。为探究猜想一是否正确，小雷同学设计了如图所示的实验装置，探究方案如下（以下所有弹簧被压缩后都未超过其弹性限度）：①将A、B两根外形完全相同，材料不同的弹簧分别按图甲安装好；②将小球置于弹簧A的右端，使弹簧被压缩的长度为3cm（见图乙），放手后小球被弹出，并与一木块相碰，木块被推动了一段距离s1；③将小球置于弹簧B的右端，使弹簧被压缩的长度为3cm，放手后小球被弹出，并与在同一位置的同一木块相碰，木块被推动了一段距离s2。（1）本实验，将不易观测的弹性势能转换为 木块被推动的距离 来观测，这种转换思想在初中物体探究中经常用到，请再举出人教版八年级下册物理探究中出现的一例： 利用海绵凹陷程度反映压力的作用效果 。（2）此实验中，若s1与s2 相等 （选填“相等”或“不相等”），说明弹性势能的大小与弹簧的材料无关。（3）小雷用上述装置探究猜想二，实验数据如表一。分析表一数据，小雷得出“弹性势能大小与弹簧被压缩程度无关”的错误结论。小雷实验中存在的主要问题是 没有控制弹簧的材料相同 。表一：表二：在老师指导下，小雷纠正错误重新正确实验，得出数据如表二。根据表中数据，小雷得出：在弹性限度内，同一弹簧的弹性势能大小与弹簧被压缩量成正比。小雷此结论是 错误 （选填“正确”或“错误”）的。分析表二数据，能得出的结论是： 在弹性限度内，同一弹簧被压缩距离越大，弹簧的弹性势能越大 。（不能和小雷同学的结论相同）【答案】（1）木块被推动的距离；利用海绵凹陷程度反映压力的作用效果；（2）相等；（3）没有控制弹簧的材料相同；错误；在弹性限度内，同一弹簧被压缩距离越大，弹簧的弹性势能越大。【分析】（1）物体弹性势能的大小，可由它对外做功的多少来体现；小球把木块推出的距离越长，说明小球对外做的功多，进而体现弹簧的弹性势能越大，这是一种转换的方法；（2）为了探究弹性势能的大小是弹簧的材料有关，必须控制压缩程度相同，改变材料，比较木块移动的距离得出结论；（3）根据表中数据利用控制变量法分析回答。【解答】解：（1）实验中小球能够做功是体现在推动小木块运动，推动的距离越远，表示小球能够做的功越多，小球具有的动能就越大，从而说明弹簧的弹性势能越大，所以通过观察木块被推动的距离的大小，来判断弹簧的弹性势能大小，这是转换法的应用；人教版八年级下册物理探究中运用转换法的实验有：利用海绵凹陷程度反映压力的作用效果、利用弹簧伸长的长度代表拉力大小、研究液体内部压强时利用U形管中液面高度差显示压强大小等实验，采用的都是转换法；（2）为了探究弹性势能的大小与弹簧的材料是否有关，必须控制弹簧压缩程度相同，改变弹簧的材料，若s1与s2相等，说明弹性势能的大小与弹簧的材料无关；（3）要探究弹性势能大小与弹簧被压缩程度的关系，根据控制变量法可知，应控制弹簧材料相同，弹簧被压缩的程度不同；由表一中的数据可知，弹簧的材料不同，弹簧被压缩的程度不同，故小雷得出的结论是错误的，小雷实验中存在的主要问题是没有控制弹簧的材料相同；由表二中数据可知，弹簧被压缩距离与木块被推动距离没有正比关系，即同一弹簧的弹性势能大小与弹簧被压缩量成正比这一结论是错误的；由表二中数据可知，弹簧被压缩距离越大，木块被推动距离越远，故能得出的结论是：在弹性限度内，同一弹簧被压缩距离越大，弹簧的弹性势能越大。故答案为：（1）木块被推动的距离；利用海绵凹陷程度反映压力的作用效果；（2）相等；（3）没有控制弹簧的材料相同；错误；在弹性限度内，同一弹簧被压缩距离越大，弹簧的弹性势能越大。25．（2023•小店区校级开学）如图所示，在两个相同的烧杯中分别盛有质量、初温都相等的水和牛奶，用两个相同的酒精灯对其加热。（1）在设计实验方案时，需要确定以下控制的变量，你认为其中多余的是 B 。A.用完全相同的加热方式B.酒精灯里所加酒精量相同C.取相同质量的水和另一种液体D.盛放水和另一种液体的容器相同（2）物体吸收热量的多少是通过 加热时间 来反映的，实验中加热相同的时间，观察 温度计示数的变化 来比较水和牛奶的吸热本领。（3）加热过程中，发现要使它们上升相同的温度，需给水加热的时间要长一些，这是因为 水的吸热能力强 。（4）停止加热后，在相同时间内，盛有 牛奶 的烧杯（填“水”或“牛奶”）温度下降得快些。若要使其温度下降不至于太快，请说出一种方法： 给盛牛奶烧杯加上盖子（或将盛牛奶烧杯包起来）（其它方法合理也行） 。【答案】（1）B；（2）加热时间；温度计示数的变化（3）水的吸热能力强；（4）牛奶；给盛牛奶烧杯加上盖子（或将盛牛奶烧杯包起来）（其它方法合理也行）。【分析】（1）探究物质比热容的大小需要控制的变量包括：吸收的热量，不同物质的质量，加热的时间和加热的方式。（2）相同的酒精灯，加热时间越长，水和沙子吸收的热量就越多；温度计示数升高越多说明吸热能力越弱；（3）通过比较加热时间来比较吸收热量的多少；（4）根据Q＝cmΔt，质量和放出热量相同时，比热容越小降低的温度越低；影响液体蒸发的快慢的因素有：液体的温度、液体的表面积、液面上空气流动的快慢。【解答】解：（1）用控制变量法进行探究，因为引起温度变化的因素是吸热的多少、物质的质量、加热时间和方式、容器，与酒精的多少无关，所以B选项多余；（2）实验采用相同的酒精灯对其加热，加热时间越长，沙子和水吸收的热量就多，因此实验中用加热时间表示水和沙子吸热的多少；温度计示数升高越多说明吸热能力越弱，观察温度计示数的变化来比较水和牛奶的吸热本领；（3）因为质量相同的水和沙子，升高相同温度，水的加热时间长，水吸收的热量大于沙子吸收的热量，说明水的吸热能力强；（4）质量相同的牛奶和水，放出相同热量，牛奶的比热容小于水的比热容，由Δt＝可知，牛奶降低的温度低；温度高的牛奶从杯口蒸发，蒸发放热，为减慢蒸发，可以给盛牛奶烧杯加上盖子（或将盛牛奶烧杯包起来）。故答案为：（1）B；（2）加热时间；温度计示数的变化（3）水的吸热能力强；（4）牛奶；给盛牛奶烧杯加上盖子（或将盛牛奶烧杯包起来）（其它方法合理也行）。26．（2022•上海模拟）质量为0.2千克的水温度升高10℃，求水吸收的热量Q吸。[c水＝4.2×103焦/（千克•℃）]【答案】水吸收的热量为8.4×103J。【分析】知道水的质量、水的比热容、水温度升高值，利用吸热公式Q吸＝cmΔt求水吸收的热量。【解答】解：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×10℃＝8.4×103J。答：水吸收的热量为8.4×103J。27．（2023•郑州开学）如图所示是我国人民解放军使用的一种中型气垫登陆艇。该气垫登陆艇以108km/h的速度匀速直线运动时，若受到的阻力始终为7.2×104N，则以这样的速度航行320km大约需要消耗多少千克的柴油？这个过程中牵引力的功率为多少？（该气垫登陆艇所用的柴油机的效率大约为40%，柴油的热值为4.3×107J/kg，假设柴油完全燃烧）【答案】该气垫船以这样的速度航行320公里大约需要消耗1340kg的柴油；这个过程中牵引力的功率为2.16×106W。【分析】因为匀速航行，则推力F＝f＝7.2×104N，根据W＝Fs求出需要做的功，气垫船所用的柴油机的效率大约为40%，W＝40%，然后利用Q＝mq求需要消耗的柴油质量；知道气垫船和推力，利用功率公式P＝＝＝Fv即可求功率。【解答】解：因为匀速航行，则推力F＝f＝7.2×104N，航行320km所做功W＝Fs＝7.2×104N×3.2×105m＝2.304×1010J已知该气垫船所用的柴油机的效率大约为40%，则40%Q放＝W；Q放＝＝＝5.76×1010J由Q放＝mq得：m＝＝≈1340kg；气垫船的速度v＝108km/h＝30m/s。推力的功率P＝＝＝Fv＝7.2×104N×30m/s＝2.16×106W。答：该气垫船以这样的速度航行320公里大约需要消耗1340kg的柴油；这个过程中牵引力的功率为2.16×106W。28．（2022•扬中市校级模拟）氢气﹣汽油发动机采用氢气和汽油两种燃料工作，可进行自由切换，氢气和汽油的热值分别取q氢气＝1.6×108J/kg、q汽油＝4.5×107J/kg。小军驾驶使用上述发动机的轿车沿平直公路从甲地至乙地，两地相距198km，出发时油箱内汽油的质量为10kg。设氢气和汽油在气缸内均完全燃烧，轿车行驶中所受阻力恒定，发动机输出的能量全部用来驱动轿车行驶，全程分两个阶段，如图所示。阶段一：轿车使用氢燃料从甲地出发，以72km/h的速度匀速行驶1h到达丙地，此过程中轿车牵引力的功率为20kW，此过程中发动机的效率为50%。阶段二：从丙地开始，由于氢气不足，小军切换汽油为燃料，轿车仍以72km/h的速度匀速行驶，当到达乙地时油箱中汽油刚好用完。（1）求轿车行驶过程中受到的阻力。（2）求阶段一过程中汽车消耗的氢气质量。（3）求阶段二过程中汽车发动机的效率。【答案】（1）求轿车行驶过程中受到的阻力为1000N；（2）求阶段一过程中汽车消耗的氢气质量为0.9kg；（3）求阶段二过程中汽车发动机的效率为28%。【分析】（1）已知轿车行驶的速度和牵引力的功率，利用公式P＝＝＝Fv得到牵引力的大小；由于轿车匀速行驶，根据二力平衡条件得到轿车行驶过程中受到的阻力；（2）已知牵引力和通过的距离，利用W＝Fs可以得到第一阶段牵引力做的功（有用功）；已知发动机效率和牵引力做的功，利用η＝×100%得到使用氢燃料完全燃烧放出的热量；已知需要氢燃料完全燃烧提供的热量和汽油的热值，利用由Q＝mq得到需要的氢燃料质量；（3）根据题意求出第二阶段轿车行驶的距离；已知牵引力和通过的距离，利用W＝Fs可以得到第二阶段牵引力做的功（有用功）；已知汽油热值和消耗的汽油，利用Q＝mq得到汽油完全燃烧放出的热量；从而得到使用汽油的情况下轿车发动机的效率。【解答】解：（1）已知轿车行驶的速度v＝72km/h＝20m/s，轿车牵引力的功率为P＝20kW＝2×104W，由P＝＝＝Fv得，轿车的牵引力：F＝＝＝1000N，由二力平衡条件得，轿车匀速行驶过程中受到的阻力为f＝F＝1000N；（2）第一阶段轿车行驶时间t＝1h，由v＝得，第一阶段轿车行驶的距离为s1＝vt＝72km/h×1h＝72km；在使用氢燃料的情况下，轿车牵引力做的功为：W＝Fs＝1000N×72000m＝7.2×107J，则轿车发动机的效率为：η＝×100%＝50%，氢燃料完全燃烧放出的热量为Q放＝＝＝1.44×108J，由Q放＝q氢气m氢气知，m氢气＝＝＝0.9kg；（3）由v＝可知从甲地到丙地的路程为：s1＝vt＝72km/h×1h＝72km，则从丙地到乙地的路程为：s2＝s﹣s1＝198km﹣72km＝126km；阶段二过程中汽车行驶的时间t＝＝＝1.75h＝6300s，阶段二过程中轿车牵引力做的功为：W＝Pt＝2×104W×6300s＝1.26×108J，油箱内的汽油完全燃烧放出的热量为：Q放′＝q汽油m汽油＝4.5×107J/kg×10kg＝4.5×108J，所以η＝×100%＝×100%＝28%.答：（1）求轿车行驶过程中受到的阻力为1000N；（2）求阶段一过程中汽车消耗的氢气质量为0.9kg；（3）求阶段二过程中汽车发动机的效率为28%。29．（2021秋•鲤城区校级期末）很多同学在课间做过扭转矿泉水瓶的物理小实验，如图所示，在瓶里装有少量的水，盖紧瓶盖，使劲拧瓶的下部，使其严重变形，然后快速拧松瓶盖（对着没人的方向），瓶盖被弹飞数米远，同时观察到瓶口和瓶内有白雾产生。请你用学过的物理知识解释瓶盖为什么被弹飞？为什么有白雾产生？【答案】瓶内空气对盖做功，内能转化为机械能，所以盖被弹飞；同时，瓶内空气内能减少，温度降低，瓶内水蒸气液化成白雾【分析】做功可以改变物体的内能，当外界对物体做功时，物体的内能增大，当物体对外界做功时，物体的内能就会减小。【解答】答：用力使劲拧瓶的下部时，瓶子的体积变小，此时压缩瓶内气体做功，机械能转化为内能，瓶内气体内能增大，温度升高，瓶中的水更多的变成水蒸气；当瓶盖弹出时，瓶内及瓶口有白雾，这是因为瓶内气体（包含水蒸气）对外做功，内能减小，水蒸气遇冷液化形成了小水滴。30．（2022秋•云州区期中）阅读短文，回答问题。航天器着陆的“平安之花”2022年4月16日上午，一朵“红白伞花”缓缓降落在内蒙古的东风着陆场，“神舟十三号”载人飞船成功着陆，3名航天员安全回家。从距离地面300多公里的太空穿越大气层安全着陆，需要经历四次刹车。第一次刹车是发动机点火反推，让飞船脱离运行轨道，进入返回地球的轨道，飞船以无动力状态在地球引力的作用下自由下落。第二次刹车是在距离地面100km的时候，返回舱高速进入大气层后，强烈压缩其前面的空气，因此产生大量的热，造成温度急剧升高，温度可达2000℃左右。第三次刹车则是在距离地面10km的时候，开始用降落伞减速。科学家为开伞设计了一套程序，先是打开一个引导伞，引导伞工作16s，返回舱的下降速度可由180m/s减至80m/s，然后由引导伞拉出一具减速伞，再由减速伞带出主伞，主伞先开一个小口，慢慢地全部撑开，这时返回舱的下降速度逐渐由80m/s减至6m/s。第四次刹车是快到地面时，返回舱底部的反推发动机瞬间点火，最终把最后的一点速度也抵消掉，返回舱安全着陆。（1）从“神舟十三号”返回情况来看，需要经历四次刹车，其中仅需要依靠地球引力作用自由下落是第 一 次刹车。（2）在第二次刹车时，返回舱的温度升高的原因是通过 做功 的方式改变了其内能；第三次刹车时，返回舱减小的机械能转化为 内 能。（3）假如让你为后面的神舟飞船返回舱制作主伞，你制作的主伞应具备哪些特点？ 增加主伞伞面逐渐增大的保护功能，使得飞船返回舱下落更平稳 （写出1条即可）。【答案】（1）一；（2）做功；内；（3）增加主伞伞面逐渐增大的保护功能，使得飞船返回舱下落更平稳。【分析】（1）第一次刹车是发动机点火反推，让飞船脱离运行轨道，进入返回地球的轨道，飞船以无动力状态在地球引力的作用下自由下落；（2）改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，而做功过程是能量的转化过程；动能的大小与质量、速度有关，重力势能的大小与质量、高度有关，机械能为动能和势能的和；（3）飞船返回舱下落到一定高度主降落伞打开，其目的是为飞船做减速运动，据此解答。【解答】解：（1）阅读材料可知，从“神舟十三号”返回情况来看，需要经历四次刹车，其中第一次刹车是发动机点火反推，让飞船脱离运行轨道，进入返回地球的轨道，飞船以无动力状态在地球引力的作用下自由下落；（2）神舟十三号飞船返回舱返回，在第二次刹车时，返回舱的温度升高的原因是返回舱进入大气层后与大气剧烈摩擦温度升高，即通过做功的方式改变了其内能；第三次刹车时，开始用降落伞减速，返回舱减小的机械能转化为内能。（3）增大主伞伞面逐渐增大的保护功能，使得飞船返回舱下落更平稳。故答案为：（1）一；（2）做功；内；（3）增加主伞伞面逐渐增大的保护功能，使得飞船返回舱下落更平稳。 实验序号弹簧编号弹簧被压缩距离/cm木块被推动距离/cm1A3242B624实验序号123弹簧被压缩距离/cm246木块被推动距离/cm31124
第十二章《机械能和内能》单元测试卷（提升卷）（解析版）训练范围：苏教版九年级上册第12章第Ⅰ卷 选择题一、选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1．（2023•南岗区校级开学）关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（ ）A．热传递和做功在改变物体内能上是等效的 B．温度高的物体含有的热量多 C．物体温度越高，内能越大，所以0℃的冰没有内能 D．物体吸收热量，内能增加，温度一定升高【答案】A【分析】（1）做功和热传递都可以改变物体的内能，热传递是内能的转移，做功是能的转化；（2）热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量；（3）一切物体在任何情况下都有内能，内能的大小与质量、温度、状态等因素有关；（4）物体吸收热量，温度不一定升高。【解答】解：A、热传递和做功在改变物体内能上是等效的，故A正确；B、热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故B错误；C、一切物体都有内能，所以0℃的冰也有内能，故C错误；D、物体吸收热量，内能增加，温度不一定升高，如晶体熔化时，吸热、内能增大，但温度不变，故D错误。故选：A。2．（2021秋•栾城区校级期末）下列所举事例中，不属于利用水的比热容大这个特性的是（ ）A．夏天房间内洒水降温 B．用循环水冷却汽车发动机 C．春天农民育秧时，傍晚向秧田里灌水 D．城市在郊区建造人工湖调节气温【答案】A【分析】（1）水的比热容大，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；（2）水分的蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度，即蒸发吸热。【解答】解：A、炎热的夏天，在室内地面上洒水，水蒸发时会从周围吸热而降低周围环境的温度，使人感到凉爽，不是利用水的比热容大的特点，故A符合题意；B、因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度时，水吸收的热量多，所以汽车发动机用循环水冷却，故B不符合题意；C、因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度时，水放出的热量多，所以春天农民育秧时，傍晚向秧田里灌水，保证秧苗不会被冻坏，故C不符合题意；D、城市建造人工湖来调节气温，即由于水的比热容较大大，相同质量的水和其它物质比较，吸相同的热量，水温度上升的慢，故与水的比热容有关，故D不符合题意。故选：A。3．（2022秋•冷水滩区校级期中）如图所示的四个热现象实验，下列说法正确的是（ ）A．图甲：抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合均匀，说明分子在不停地运动 B．图乙：厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的温度升高，内能不变 C．图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，机械能转化为内能 D．图丁：向上拉浸没在水中的玻璃板直至脱离水面的过程，弹簧测力计示数保持不变【答案】A【分析】（1）扩散现象说明分子在不停地做无规则运动；（2）做功可以改变物体的内能，当外界对物体做功时，物体的内能增大，当物体对外界做功时，物体的内能就会减小；（3）对物体做功时，机械能转化为物体的内能，物体的内能增大；物体对外做功时，物体的内能转化为机械能，物体的内能减小。并据此可判断能量的转化形式；（4）分子间同时存在着引力和斥力，当分子距离较近时表现为斥力，当分子间距离较远时表现为引力，玻璃板和水分子之间存在引力。【解答】解：A、图甲中抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故A正确；B、图乙中厚玻璃筒内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加，故B错误；C、图丙中试管中的水沸腾后，水蒸气将软塞子推出，即水蒸气对塞子做功，将水蒸气的内能转化机械能，故C错误；D、因为玻璃分子和水分子之间存在引力，所以向上拉浸没在水中的玻璃板直至脱离水面的过程，测力计示数将变大，故D错误。故选：A。4．（2023春•长春期末）2023年5月30日，我国神舟十六号载人飞船成功到达太空预定轨道。忽略燃料短时损耗，神舟十六号加速升空的过程中（ ）A．机械能不变 B．动能减小 C．重力势能转化为动能 D．机械能增大【答案】D【分析】（1）动能的影响因素是质量和速度；（2）重力势能的影响因素是质量和高度；（3）动能和势能统称机械能。【解答】解：正在加速升空的神舟十六号（忽略燃料短时损耗）质量不变，速度增大，动能增大，高度升高，重力势能增大，动能和势能统称机械能，机械能变大，重力势能没有转化为动能。故选：D。5．（2022秋•铜官区校级期中）在北京冬奥会自由式滑雪空中技巧女子个人项目决赛中，辽宁运动员徐梦桃勇夺冠军。如图所示，在她滑行过程中，下列说法正确的是（ ）A．A点时不具有机械能 B．从A点滑行到C点的过程中重力势能不断变大 C．从C点滑行到D点的过程中，减少的动能全部转化成了重力势能 D．在B点的速度大于与它高度相同的D点的速度【答案】D【分析】（1）动能、重力势能、弹性势能都属于机械能；（2）动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能的影响因素是质量和高度。【解答】解：A、A点虽然静止，动能为0，但由于在高处而具有重力势能，则机械能不为0，故A错误；B、从A点滑行到C点的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，故B错误；C、从C点滑行到D点的过程中，由于克服摩擦力做功，一部分机械能转化为了内能，所以减少的动能没有全部转化为重力势能，故C错误；D、运动员在滑动的过程中存在摩擦，运动员的一部分机械能转化为内能，所以B点的机械能大于D点的机械能；由于BD的高度相同，重力势能相同，则B点的动能要大于D点的动能，所以在B点的速度大于在D点的速度，故D正确。故选：D。6．（2022•包头模拟）生活中的“粘”字常与一些物理现象有关，下列关于“粘”的说法正确的是（ ）A．吃冰棒时会感觉粘舌头，是因为分子在不停做无规则运动 B．穿在身上的化纤衣服易“粘”毛绒，是因为带电体可以吸引轻小物体 C．排尽挂钩内空气后将挂钩“粘”在墙上，利用了分子间存在引力 D．将磨得很光滑的铅片和金片压在一起，几年后发现它们“粘”在一起了，是因为分子间存在斥力【答案】B【分析】（1）物质由液态变成固态的现象叫做凝固；（2）摩擦可以使物体带电，带电体具有吸引轻小物体的性质；（3）我们周围存在大气压；（4）物质是由大量分子组成的，分子在永不停息地做无规则运动，分子间存在相互的引力与斥力。【解答】解：A、刚从冷冻室拿出的冰棒会“粘”住舌头，是因为舌头上的水分遇到比较冷的冰棍发生凝固造成的，故A错误；C、穿着的化纤衣服“粘”毛绒，是因为衣服摩擦起电后带静电，会吸引轻小物体，故B正确；C、吸盘式挂衣钩能够“粘”在墙上，是由于大气压的作用，故C错误；D、两个表面磨得很光滑的铅片和金片紧压在一起，静放几年后它们会黏在一起，是分子在不停地做无规则的运动，彼此进入了对方造成的，故D错误。故选：B。7．（2022秋•临汾月考）2022年6月以来，山西部分地区高温干旱，最高气温达到39℃以上。小明突发奇想：关闭房间门窗，打开电冰箱门就可以降温。打开冰箱门过一段时间后，房间的温度将（ ）A．升高 B．降低 C．不变 D．无法确定【答案】A【分析】冰箱的工作原理是利用制冷液将冰箱内的热释放到冰箱外，电流通过压缩机做功，除了将电能转化为机械能外，还有少部分电能转化为内能。【解答】解：冰箱的工作原理是利用制冷液将冰箱内的热释放到冰箱外，冰箱内的温度将下降，所以打开冰箱门后，冰箱内外会发生热传递，冰箱起不到致冷作用，又因为有少部分电能转化为内能，故温度将升高。故选：A。8．（2023•常州）家用小型风力发电机独特的尾翼结构，能使其旋翼自动迎风，如图甲所示。海边，仅在海陆风因素的影响下，图乙、图丙所示的情形通常分别发生在（ ）A．白天、夜晚 B．夜晚、白天 C．白天、白天 D．夜晚、夜晚【答案】A【分析】根据水的比热容比泥土、沙石的比热容大的特点以及风是从高压区吹向低压区来分析海陆风的形成，进而判断风力发电机旋翼的朝向。【解答】解：水的比热容比泥土、沙石的大，白天太阳照射时，水面温度上升得慢，陆地温度上升得快，热空气上升，冷空气补充，风从海面吹向陆地，形成海风，所以白天风力发电机旋翼朝向大海，如图乙所示；晚上，气温下降，水面温度下降得慢，温度高一些，热空气上升，风从陆地吹向海面，形成陆风，所以夜晚风力发电机旋翼朝向陆地，如图丙所示。故选：A。9．（2022•顺德区校级三模）用两个相同的电加热器给质量均为0.2kg的物质甲和水加热，它们的温度随加热时间的变化关系如图所示，不计热量损失，据此判断（ ）A．物质甲的比热容为8.4×103J/（kg•℃） B．加热20min时间内，水所吸收的热量是甲的两倍 C．甲在前10min内吸收的热量是5.04×104J D．每个电加热器每秒放出42J的热量【答案】D【分析】（1）由图象可知，用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，相同时间内吸热相同，由图可得质量相同的物质甲和水升高相同的温度，水吸收的热量等于甲吸收热量的2倍，由热量计算公式Q＝cmΔt得c水＝2c甲；据此求甲的比热容；（2）用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，在相同时间内甲和水吸收的热量相同，所以加热20分钟时间，水吸收的热量等于甲吸收的热量；（3）知道甲的比热容，利用Q吸＝cmΔt求甲物质10min升高60℃吸收的热量；（4）不计热量损失，10min电热器放出的热量等于甲吸收的热量，进而求出每秒放出热量。【解答】解：A、由图象可知，用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，水温度升高60℃需要20min，物质甲温度升高60℃需要10min。所以质量相同的物质甲和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为：Q水吸：Q甲吸＝20：10＝2：1，Q水吸＝2Q甲吸，由热量计算公式Q＝cmΔt得：c＝，则c水＝2c甲，又因为c水＝4.2×103J/（kg•℃），所以c甲＝2.1×103J/（kg•℃），故A错误；B、用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，在相同时间内甲和水吸收的热量相同，所以加热20分钟时间，水吸收的热量等于甲吸收的热量，故B错误；C、甲物质10min升高了60℃，吸收的热量：Q甲吸＝c甲m甲Δt甲＝2.1×103J/（kg•℃）×0.2kg×60℃＝2.52×104J，故C错误；D、不计热量损失，10min电热器放出的热量：Q放＝Q甲吸＝2.52×104J，每秒放出热量：Q＝＝＝42J，故D正确。故选：D。10．（2021秋•江油市期末）关于四冲程汽油机，下列说法中正确的是（ ）A．在吸气冲程，吸入气缸内的是空气 B．在压缩冲程，燃料燃烧，内能转化为化学能 C．汽油机的效率一般比柴油机的低 D．在排气冲程，进气门和排气门都打开【答案】C【分析】（1）汽油机在吸气冲程，吸入的是汽油和空气的混合物；（2）四冲程汽油机一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，在做功冲程中的能量转化是内能转化为机械能，在压缩冲程中的能量转化是转化机械能为内能；（3）压缩冲程柴油机压缩程度更大，压缩冲程末温度更高，所以柴油机的机械效率更高；（4）根据气门的状态、活塞运动的方向确定冲程的种类。【解答】解：A、四冲程汽油机，在吸气冲程，吸入气缸内的是汽油和空气的混合物，故A错误；B、从能量转化的角度看，四冲程内燃机在压缩冲程末燃料燃烧将化学能转化为内能，故B错误；C、压缩冲程柴油机压缩程度更大，压缩冲程末温度更高，所以柴油机属于压燃式，柴油机的机械效率更高，汽油机的效率低，故C正确；D、排气冲程，进气门关闭，排气门打开，故D错误。故选：C。11．（2022•安徽模拟）如图所示，一根橡皮筋的一端系着一个小球，另一端固定在A点，C点是小球悬挂在橡皮筋下静止时的位置，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，D点是小球从A点自由释放后所能达到的最低点。在小球由A点静止释放运动到D点的过程中，下列说法中正确的是（ ）（不考虑空气阻力）A．从A点下落到C点的过程中，小球的动能不断增大 B．从A点下落到C点的过程中，小球减少的重力势能全部转化为小球的动能 C．从C点下落到D点的过程中，小球的动能不断增大 D．从C点下落到D点的过程中，橡皮筋的弹性势能不变【答案】A【分析】（1）先对小球进行受力分析，小球从A点下落到B点的过程中，小球只受重力作用，加速运动；小球从B点下落到D点的过程中，小球受到重力和弹力大小，要注意弹力逐渐增大，在B点和D点之间，有一个位置重力大小恰好等于弹力大小，从B点下落到D点的过程中，小球先加速，后减速；（2）动能的大小与质量、速度有关；重力势能的大小与质量、高度有关；弹性势能的大小与物体弹性形变程度的大小有关。【解答】解：AB、根据题意可知，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置；从A点下落到B点的过程中，小球只受重力作用，速度越来越大，小球的质量不变，所以动能越来越大；小球的质量不变，小球的高度越来越小，重力势能越来越小；橡皮筋没有伸长，没有弹性势能，重力势能转化为动能；C点是小球悬挂在橡皮筋下静止时的位置，则小球处于C点时，受到的拉力和重力大小相等，所以从B点下落到C点过程中，小球受到的重力大于拉力，速度增大，动能增大，故A正确；B、小球从A点下落到B点的过程中，重力势能全部转化为动能；从B点下落到C点的过程中，小球的高度越来越小，重力势能越来越小，橡皮筋逐渐伸长，弹性势能增大，重力势能转化为动能和弹性势能；所以，从A点下落到C点的过程中，小球的动能不断增大，小球减少的重力势能一部分转化为小球的动能，还有一部分转化为橡皮筋的弹性势能，故B错误；C、从C点下落到D点的过程中，橡皮筋弹力大于小球重力，合力的方向向上，小球开始做减速运动，速度不断减小，动能也减小，故C错误；D、从C点下落到D点的过程中，橡皮筋的弹性形变程度越来越大，橡皮筋的弹性势能增大，故D错误。故选：A。12．（2022秋•城关区校级期中）如图所示，一个篮球不小心被水打湿，小明继续使用该篮球进行训练，球离手后，发现篮球在干燥的地面上向前弹跳的过程中，地面上留下了一个个“印迹”，以下判断正确的是（不考虑篮球质量的变化）（ ）A．在B点时的动能等于C点时的动能 B．篮球在A点的机械能等于B点的机械能 C．1、2、3三个“印迹”大小相同 D．在D点时篮球的动能不为0【答案】D【分析】（1）篮球弹跳的高度会越来越低，这说明在势能和动能的转化过程中有能量的消耗，所以篮球的机械能一次比一次少；（2）机械能包括物体的动能和势能。动能的大小和物体的质量以及运动的速度快慢有关，判断动能的大小看它的质量和运动快慢是否变化就可以了；重力势能的大小和物体的质量以及所处位置的高度有关，判断重力势能是否改变，看它的质量和高度是否变化就可以了；弹性势能与物体弹性形变的程度有关。【解答】解：A．从图可知，篮球在干燥的地面上向前弹跳的过程中，弹跳的高度会越来越低，所以篮球的机械能越来越小，B点时的机械能大于C点时的机械能，而B点和C点高度相同，重力势能相等，所以，B点时的动能大于C点时的动能，故A错误；B．由A的分析可知，篮球在A点的机械能大于B点的机械能，故B错误；C．因 A、B、C、D处的机械能逐渐变小，篮球落到地面转成的弹性势能逐渐变小，由于篮球弹性势能大小与篮球的形变程度有关，故所以1、2、3三个“印迹”越来越小，故C错误；D．篮球在D点时在水平方向有一定的速度，所以动能不为零，故D正确。故选：D。二、填空题（本题共10小题，每空1分，共22分）13．（2022•泰安一模）在探究水的沸腾特点的实验中，同学们用试管盛水加热，大大缩短了实验时间。已知水的比热容为4.2×103J/（kg▪℃），把试管中的50g水从94℃加热到100℃，水吸收的热量为 1.26×103 J。【答案】1.26×103。【分析】知道水的质量、比热容、初温和末温，利用Q吸＝cm（t﹣t0）计算出水吸收的热量。【解答】解：水的质量：m＝50g＝0.05kg，水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg▪℃）×0.05kg×（100℃﹣94℃）＝1.26×103J。故答案为：1.26×103。14．（2022春•栾城区校级期末）北京时间2022年4月16日0时44分，神舟十三号载人飞船与空间站天和核心舱成功分离，航天员乘组翟志刚、王亚平、叶光富在空间站组合体工作生活了183天后，乘返回舱安全返回地面，返回舱在下降过程中重力势能 减 （填“增大”“不变”或“减小”），如图为降落伞打开后减速的过程，此时返回舱所受重力 小于 （“大于”或“小于”）阻力。【答案】减少；小于。【分析】（1）重力势能大小的影响因素：质量、高度。（2）对于运动的物体来说：当阻力小于动力时，物体做加速运动，若阻力等于动力时，物体做匀速运动；当阻力大于动力时，物体做减速运动。【解答】解：返回舱在下降过程中，开始做减速运动，下落过程中，其质量不变，高度减小，故重力势能将减少；减速下降时，即说明向上的力大于向下的力，故返回舱所受的重力小于阻力。故答案为：减少；小于。15．（2022•邓州市二模）“烤红薯”是一种传统的街头小吃，“烤红薯”闻起来甜香浓郁，这是 扩散 现象；在制作过程中，加热红薯是通过 热传递 的方式改变红薯内能的。【答案】扩散；热传递。【分析】（1）不同物质相互接触时分子彼此进入对方的现象叫扩散现象；（2）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。【解答】解：“烤红薯”闻起来甜香浓郁，是因为分子在不停地做无规则运动，发生了扩散现象；烤红薯的过程中，红薯吸收热量、内能增加，是通过热传递的方式来增加红薯内能的。故答案为：扩散；热传递。16．（2023春•明水县期末）长征三号乙运载火箭发动机用的是偏二甲肼作为燃料，其热值是4.25×107J/kg，若要放出8.5×1010J热量，需完全燃烧 2 吨偏二甲肼；某单缸四冲程柴油机曲轴的转速为1200r/min，在1s内柴油机对外做功 10 次。【答案】2；10。【分析】（1）已知偏二甲肼的热值和燃料完全燃烧放出的热量，利用公式Q放＝mq计算出其质量；（2）在四冲程内燃机的一个工作循环中，完成4个冲程，并对外做功1次，曲轴和飞轮转2圈。【解答】解：（1）若要放出8.5×1010J热量，需完全燃烧偏二甲肼的质量为：m＝＝2000kg＝2t；（2）柴油机的飞轮的转速为1200r/min＝20r/s，即每秒完成10个工作循环，对外做功10次。故答案为：2；10。17．（2022春•钦州期末）如图所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行。卫星在大气层外运行，不受空气阻力，因此机械能 守恒 （选填“守恒”或“不守恒”），卫星从近地点向远地点运动时，速度 减小 ，重力势能 增大 （均选填“增大”“减小”或“不变”）。【答案】守恒；减小；增大。【分析】（1）在太空中，卫星绕地球运动时，没有阻力作用，没有克服摩擦做功，机械能守恒；（2）动能的大小与质量和速度有关，质量越大、速度越快，动能就越大；重力势能大小与质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能就越大。【解答】解：卫星在大气层外运动，不受空气阻力作用，只有动能和势能的转化，因此机械能守恒。由近地点向远地点运动过程中，卫星的质量不变，高度变大，其重力势能变大，由于机械能守恒，所以卫星的动能会减小。故答案为：守恒；减小；增大。18．（2022春•龙泉驿区期末）如图所示是撑杆跳高的过程，在撑杆起跳时，杆被压弯而具有了 弹性势 能；运动员跃过最高点后开始加速下落，下落过程中其动能 增大 。【答案】弹性势；增大。【分析】（1）物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能；（2）物体由于运动而具有的能，叫做动能。影响动能大小的因素：物体的质量和速度。物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大。【解答】解：（1）在撑杆起跳时，杆被压弯由于发生弹性形变而具有弹性势能；（2）运动员跃过最高点后开始加速下落，在下落过程中其质量不变，速度增大，故其动能增大。故答案为：弹性势；增大。19．（2022春•安宁市期末）如图所示，乐乐将外形相同的实心铝球和铜球（ρ铝＜ρ铜）随机标记为A、B。将A、B分别从同一斜面的相同高度由静止释放，撞击静止在同一水平面上、相同位置的正方体木块，发现A将木块撞得更远。这说明 B 球滚到斜面底端时的动能小， A 是铜球。（以上两空均选填“A”或“B”）【答案】B；A。【分析】该实验中是通过正方体木块在水平面上移动的距离来反映小球的动能大小；将A、B分别从同一斜面的相同高度由静止释放，是为了使球滚到水平面时的速度相同；在速度一定时，物体的质量越大，其动能越大，据此结合题意分析哪个球是铜球。【解答】解：由题可知两实心球的体积相同，而ρ铝＜ρ铜，根据公式m＝ρV可知m铝＜m铜，即铜球的质量较大；让不同质量的两个球从同一高度由静止滚下，是为了使球滚到水平面时的速度相同；A球将正方体木块撞得更远，说明A球的动能大，B球的动能小；因为在速度一定时，物体的质量越大，其动能越大，所以可知A球的质量较大，即A是铜球。故答案为：B；A。20．（2022春•肥东县期末）在高速公路上快速行驶的汽车，遇到紧急情况刹车后不能立即停下来，是因为汽车具有 惯性 ；交通规则要求汽车不能超速行驶，是因为汽车质量一定时，其行驶速度越大， 动能 （选填“动能”或“势能”）越大，发生交通事故时，造成的伤害越严重。【答案】惯性；动能。【分析】（1）牛顿第一定律告诉我们，一切物体都有保持运动状态不变的性质，叫做惯性。造成汽车无法立即停下的原因，就是因为物体具有惯性；（2）影响动能大小的因素是质量和速度；质量越大，速度越大，动能越大。【解答】解：（1）刹车前，汽车是在高速行驶；刹车后，由于汽车具有惯性，它还要保持原来的运动状态，所以无法立即停下，从而造成恶性交通事故；（2）质量一定时，速度越大，动能越大，越不容易刹车，所以汽车速度越大动能越大，出事故时破坏越严重。故答案为：惯性；动能。21．（2022秋•鼓楼区期中）对0.5kg的某固体均匀加热（假设被加热物质在单位时间内吸收的热量相同，不考虑质量的影响），其温度随时间变化图像如图所示。由图可知，它在AB段和CD段对应物质的比热容之比是 1：4 ；该物质在熔化过程中温度不变，内能 增大 ；已知该物质固态时的比热容为2×103J/（kg•℃），则它在熔化过程中吸收的热量为 3×104 J。【答案】1：4；增大；3×10⁴。【分析】由表格可知AB段和CD段的温度之比和吸收的热量之比，结合公式c＝可计算比热容之比；晶体在熔化的过程中要吸收热量；根据公式Q＝cmΔt求出该物质在AB段吸收的热量，由于物质在相同的时间内吸收的热量是相同的，根据图像求出该物质熔化过程中所用的时间是AB段所用时间的几倍，则吸收的热量就是AB段吸收的热量的几倍。【解答】解：AB段和CD段物质的质量m相同，由图像知，AB段和CD段物质升高的温度之比为2：1，加热时间之比为1：2，所以吸收的热量之比为1：2，则AB段和CD段对应物质的比热容之比cAB：cCD＝：＝＝＝1：4；该物质在熔化过程中不断吸热，内能增加；由图可知在AB段该物质的加热时间为2min，该物质的温度升高了﹣10℃﹣（﹣20℃）＝10℃，则该物质AB段吸收的热量为：QAB＝cABmΔtAB＝2×103J/（kg•℃）×0.5kg×10℃＝1×104J，由题知物质在相同的时间内吸收的热量是相同的，而该物质的熔化过程用时是8min﹣2min＝6min，是AB段加热时间的＝3倍，所以该物质熔化过程中吸收的热量为QBC＝3QAB＝3×1×104J＝3×104J。故答案为：1：4；增大；3×10⁴。22．（2022秋•渝中区校级月考）现有质量和初温均相同的两高温金属球甲和乙（金属种类相同）。先将甲放入一杯冷水中，热平衡后水温升高4℃；将甲取出后，再将乙放入这杯水中，热平衡后水温又升高2℃。则两次热平衡过程中，水吸收的热量之比为 2：1 。若开始时同时将两高温金属球甲和乙一起放入冷水中，不计各种热量损失，热平衡时会使水温升高 5.3 ℃。【答案】2：1；5.3。【分析】（1）利用Q吸＝cmΔt求出两次热平衡过程中，水吸收的热量之比；（2）金属球甲和乙，它们的质量和初温、比热容不相同，知道金属球投入一杯冷水中、热平衡后水升高的温度，金属放出的热量和水吸收的热量相等，根据Q＝cmΔt得出等式，然后联立等式得出答案。【解答】解：（1）先将甲放入一杯冷水中，热平衡后水温升高Δt1＝4℃，则水吸收的热量Q吸1＝c水m水Δt1，再将乙放入这杯水中，热平衡后水温又升高Δt2＝2℃，则水吸收的热量Q吸2＝c水m水Δt2，则两次热平衡过程中，水吸收的热量之比Q吸1：Q吸2＝c水m水Δt1：c水m水Δt2＝Δt1：Δt2＝4℃：2℃＝2：1；（2）设金属球甲和乙的质量为m，初温为t0，比热容为c，将甲投入一杯冷水中，热平衡后水的温度升高了4℃，则水的末温为t0水+4℃，金属球甲温度的变化量为t0﹣（t0水+4℃）＝t0﹣t0水﹣4℃，由Q＝cmΔt可得：cm（t0﹣t0水﹣4℃）＝c水m水×4℃﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①迅速取出甲球，再将乙球投入这一杯水中，热平衡后又使水的温度升高了2℃，则水的末温为（t0水+4℃）+2℃＝t0水+6℃，金属球乙温度的变化量为t0﹣（t0水+6℃）＝t0﹣t0水﹣6℃，由Q＝cmΔt可得：cm（t0﹣t0水﹣6℃）＝c水m水×2℃﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由可得：＝，解得：t0﹣t0水＝8℃，开始时是将两高温金属球甲和乙一起投入最初的冷水中，热平衡后使水的温度升高了Δt，则水的末温t0水+Δt，两金属球温度的变化量t0﹣（t0水+Δt）＝t0﹣t0水﹣Δt，由Q＝cmΔt可得：2cm（t0﹣t0水﹣Δt）＝c水m水Δt﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③由可得：＝，即＝，解得：Δt≈5.3℃。故答案为：2：1；5.3。三．解答题（本题共8小题，共42分）23．（2023春•长沙期末）如图所示，是探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验。（已知hA＝hC＞hB，mA＝mB＜mC）（1）用质量不同的A、C两个小球碰撞静止在同一水平面上的纸盒．实验中控制小球下落的高度相同，是为了控制两球到达底端时 速度 相同；实验中通过观察 纸盒被推动的距离 ，可以比较A、B两个小球的动能的大小。（2）比较 甲、丙 两个实验可知，小球动能的大小与球的质量有关。【答案】（1）速度；纸盒被推动的距离；（2）甲、丙。【分析】（1）动能的决定因素有两个：质量和速度，要利用控制变量法去研究。研究与速度关系时要保证质量相同，速度不同。研究与质量关系时，要保证速度相同，质量不同；小球速度的大小是通过改变小球在斜面上的高度实现的，小球动能的大小是通过纸盒被推动移动的距离体现的；（2）让质量不同的小球从斜面同一高度滑下，是为了控制小球到达水平面时的速度相同，研究动能大小与质量的关系。【解答】解：（1）A、B两个小球的质量不同，从斜坡的同一高度释放，小球滚下到达水平面的速度相等；实验中通过纸盒被撞击后被推动的距离来反映小球动能的大小，且纸盒移动的距离越大，说明小球的动能越大；（2）根据甲、丙可知，让质量不同的小球从斜坡上同一高度由静止滑下，这样控制了小球的速度相同，质量不同，质量越大，纸盒被推动的距离越远，动能越大；小球动能的大小与小球的质量和速度有关。故答案为：（1）速度；纸盒被推动的距离；（2）甲、丙。24．（2023春•峡江县期末）为了探究“弹性势能的大小跟哪些因素有关”，小雷同学有如下猜想：猜想一：弹性势能的大小与弹簧的材料有关；猜想二：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关。为探究猜想一是否正确，小雷同学设计了如图所示的实验装置，探究方案如下（以下所有弹簧被压缩后都未超过其弹性限度）：①将A、B两根外形完全相同，材料不同的弹簧分别按图甲安装好；②将小球置于弹簧A的右端，使弹簧被压缩的长度为3cm（见图乙），放手后小球被弹出，并与一木块相碰，木块被推动了一段距离s1；③将小球置于弹簧B的右端，使弹簧被压缩的长度为3cm，放手后小球被弹出，并与在同一位置的同一木块相碰，木块被推动了一段距离s2。（1）本实验，将不易观测的弹性势能转换为 木块被推动的距离 来观测，这种转换思想在初中物体探究中经常用到，请再举出人教版八年级下册物理探究中出现的一例： 利用海绵凹陷程度反映压力的作用效果 。（2）此实验中，若s1与s2 相等 （选填“相等”或“不相等”），说明弹性势能的大小与弹簧的材料无关。（3）小雷用上述装置探究猜想二，实验数据如表一。分析表一数据，小雷得出“弹性势能大小与弹簧被压缩程度无关”的错误结论。小雷实验中存在的主要问题是 没有控制弹簧的材料相同 。表一：表二：在老师指导下，小雷纠正错误重新正确实验，得出数据如表二。根据表中数据，小雷得出：在弹性限度内，同一弹簧的弹性势能大小与弹簧被压缩量成正比。小雷此结论是 错误 （选填“正确”或“错误”）的。分析表二数据，能得出的结论是： 在弹性限度内，同一弹簧被压缩距离越大，弹簧的弹性势能越大 。（不能和小雷同学的结论相同）【答案】（1）木块被推动的距离；利用海绵凹陷程度反映压力的作用效果；（2）相等；（3）没有控制弹簧的材料相同；错误；在弹性限度内，同一弹簧被压缩距离越大，弹簧的弹性势能越大。【分析】（1）物体弹性势能的大小，可由它对外做功的多少来体现；小球把木块推出的距离越长，说明小球对外做的功多，进而体现弹簧的弹性势能越大，这是一种转换的方法；（2）为了探究弹性势能的大小是弹簧的材料有关，必须控制压缩程度相同，改变材料，比较木块移动的距离得出结论；（3）根据表中数据利用控制变量法分析回答。【解答】解：（1）实验中小球能够做功是体现在推动小木块运动，推动的距离越远，表示小球能够做的功越多，小球具有的动能就越大，从而说明弹簧的弹性势能越大，所以通过观察木块被推动的距离的大小，来判断弹簧的弹性势能大小，这是转换法的应用；人教版八年级下册物理探究中运用转换法的实验有：利用海绵凹陷程度反映压力的作用效果、利用弹簧伸长的长度代表拉力大小、研究液体内部压强时利用U形管中液面高度差显示压强大小等实验，采用的都是转换法；（2）为了探究弹性势能的大小与弹簧的材料是否有关，必须控制弹簧压缩程度相同，改变弹簧的材料，若s1与s2相等，说明弹性势能的大小与弹簧的材料无关；（3）要探究弹性势能大小与弹簧被压缩程度的关系，根据控制变量法可知，应控制弹簧材料相同，弹簧被压缩的程度不同；由表一中的数据可知，弹簧的材料不同，弹簧被压缩的程度不同，故小雷得出的结论是错误的，小雷实验中存在的主要问题是没有控制弹簧的材料相同；由表二中数据可知，弹簧被压缩距离与木块被推动距离没有正比关系，即同一弹簧的弹性势能大小与弹簧被压缩量成正比这一结论是错误的；由表二中数据可知，弹簧被压缩距离越大，木块被推动距离越远，故能得出的结论是：在弹性限度内，同一弹簧被压缩距离越大，弹簧的弹性势能越大。故答案为：（1）木块被推动的距离；利用海绵凹陷程度反映压力的作用效果；（2）相等；（3）没有控制弹簧的材料相同；错误；在弹性限度内，同一弹簧被压缩距离越大，弹簧的弹性势能越大。25．（2023•小店区校级开学）如图所示，在两个相同的烧杯中分别盛有质量、初温都相等的水和牛奶，用两个相同的酒精灯对其加热。（1）在设计实验方案时，需要确定以下控制的变量，你认为其中多余的是 B 。A.用完全相同的加热方式B.酒精灯里所加酒精量相同C.取相同质量的水和另一种液体D.盛放水和另一种液体的容器相同（2）物体吸收热量的多少是通过 加热时间 来反映的，实验中加热相同的时间，观察 温度计示数的变化 来比较水和牛奶的吸热本领。（3）加热过程中，发现要使它们上升相同的温度，需给水加热的时间要长一些，这是因为 水的吸热能力强 。（4）停止加热后，在相同时间内，盛有 牛奶 的烧杯（填“水”或“牛奶”）温度下降得快些。若要使其温度下降不至于太快，请说出一种方法： 给盛牛奶烧杯加上盖子（或将盛牛奶烧杯包起来）（其它方法合理也行） 。【答案】（1）B；（2）加热时间；温度计示数的变化（3）水的吸热能力强；（4）牛奶；给盛牛奶烧杯加上盖子（或将盛牛奶烧杯包起来）（其它方法合理也行）。【分析】（1）探究物质比热容的大小需要控制的变量包括：吸收的热量，不同物质的质量，加热的时间和加热的方式。（2）相同的酒精灯，加热时间越长，水和沙子吸收的热量就越多；温度计示数升高越多说明吸热能力越弱；（3）通过比较加热时间来比较吸收热量的多少；（4）根据Q＝cmΔt，质量和放出热量相同时，比热容越小降低的温度越低；影响液体蒸发的快慢的因素有：液体的温度、液体的表面积、液面上空气流动的快慢。【解答】解：（1）用控制变量法进行探究，因为引起温度变化的因素是吸热的多少、物质的质量、加热时间和方式、容器，与酒精的多少无关，所以B选项多余；（2）实验采用相同的酒精灯对其加热，加热时间越长，沙子和水吸收的热量就多，因此实验中用加热时间表示水和沙子吸热的多少；温度计示数升高越多说明吸热能力越弱，观察温度计示数的变化来比较水和牛奶的吸热本领；（3）因为质量相同的水和沙子，升高相同温度，水的加热时间长，水吸收的热量大于沙子吸收的热量，说明水的吸热能力强；（4）质量相同的牛奶和水，放出相同热量，牛奶的比热容小于水的比热容，由Δt＝可知，牛奶降低的温度低；温度高的牛奶从杯口蒸发，蒸发放热，为减慢蒸发，可以给盛牛奶烧杯加上盖子（或将盛牛奶烧杯包起来）。故答案为：（1）B；（2）加热时间；温度计示数的变化（3）水的吸热能力强；（4）牛奶；给盛牛奶烧杯加上盖子（或将盛牛奶烧杯包起来）（其它方法合理也行）。26．（2022•上海模拟）质量为0.2千克的水温度升高10℃，求水吸收的热量Q吸。[c水＝4.2×103焦/（千克•℃）]【答案】水吸收的热量为8.4×103J。【分析】知道水的质量、水的比热容、水温度升高值，利用吸热公式Q吸＝cmΔt求水吸收的热量。【解答】解：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×10℃＝8.4×103J。答：水吸收的热量为8.4×103J。27．（2023•郑州开学）如图所示是我国人民解放军使用的一种中型气垫登陆艇。该气垫登陆艇以108km/h的速度匀速直线运动时，若受到的阻力始终为7.2×104N，则以这样的速度航行320km大约需要消耗多少千克的柴油？这个过程中牵引力的功率为多少？（该气垫登陆艇所用的柴油机的效率大约为40%，柴油的热值为4.3×107J/kg，假设柴油完全燃烧）【答案】该气垫船以这样的速度航行320公里大约需要消耗1340kg的柴油；这个过程中牵引力的功率为2.16×106W。【分析】因为匀速航行，则推力F＝f＝7.2×104N，根据W＝Fs求出需要做的功，气垫船所用的柴油机的效率大约为40%，W＝40%，然后利用Q＝mq求需要消耗的柴油质量；知道气垫船和推力，利用功率公式P＝＝＝Fv即可求功率。【解答】解：因为匀速航行，则推力F＝f＝7.2×104N，航行320km所做功W＝Fs＝7.2×104N×3.2×105m＝2.304×1010J已知该气垫船所用的柴油机的效率大约为40%，则40%Q放＝W；Q放＝＝＝5.76×1010J由Q放＝mq得：m＝＝≈1340kg；气垫船的速度v＝108km/h＝30m/s。推力的功率P＝＝＝Fv＝7.2×104N×30m/s＝2.16×106W。答：该气垫船以这样的速度航行320公里大约需要消耗1340kg的柴油；这个过程中牵引力的功率为2.16×106W。28．（2022•扬中市校级模拟）氢气﹣汽油发动机采用氢气和汽油两种燃料工作，可进行自由切换，氢气和汽油的热值分别取q氢气＝1.6×108J/kg、q汽油＝4.5×107J/kg。小军驾驶使用上述发动机的轿车沿平直公路从甲地至乙地，两地相距198km，出发时油箱内汽油的质量为10kg。设氢气和汽油在气缸内均完全燃烧，轿车行驶中所受阻力恒定，发动机输出的能量全部用来驱动轿车行驶，全程分两个阶段，如图所示。阶段一：轿车使用氢燃料从甲地出发，以72km/h的速度匀速行驶1h到达丙地，此过程中轿车牵引力的功率为20kW，此过程中发动机的效率为50%。阶段二：从丙地开始，由于氢气不足，小军切换汽油为燃料，轿车仍以72km/h的速度匀速行驶，当到达乙地时油箱中汽油刚好用完。（1）求轿车行驶过程中受到的阻力。（2）求阶段一过程中汽车消耗的氢气质量。（3）求阶段二过程中汽车发动机的效率。【答案】（1）求轿车行驶过程中受到的阻力为1000N；（2）求阶段一过程中汽车消耗的氢气质量为0.9kg；（3）求阶段二过程中汽车发动机的效率为28%。【分析】（1）已知轿车行驶的速度和牵引力的功率，利用公式P＝＝＝Fv得到牵引力的大小；由于轿车匀速行驶，根据二力平衡条件得到轿车行驶过程中受到的阻力；（2）已知牵引力和通过的距离，利用W＝Fs可以得到第一阶段牵引力做的功（有用功）；已知发动机效率和牵引力做的功，利用η＝×100%得到使用氢燃料完全燃烧放出的热量；已知需要氢燃料完全燃烧提供的热量和汽油的热值，利用由Q＝mq得到需要的氢燃料质量；（3）根据题意求出第二阶段轿车行驶的距离；已知牵引力和通过的距离，利用W＝Fs可以得到第二阶段牵引力做的功（有用功）；已知汽油热值和消耗的汽油，利用Q＝mq得到汽油完全燃烧放出的热量；从而得到使用汽油的情况下轿车发动机的效率。【解答】解：（1）已知轿车行驶的速度v＝72km/h＝20m/s，轿车牵引力的功率为P＝20kW＝2×104W，由P＝＝＝Fv得，轿车的牵引力：F＝＝＝1000N，由二力平衡条件得，轿车匀速行驶过程中受到的阻力为f＝F＝1000N；（2）第一阶段轿车行驶时间t＝1h，由v＝得，第一阶段轿车行驶的距离为s1＝vt＝72km/h×1h＝72km；在使用氢燃料的情况下，轿车牵引力做的功为：W＝Fs＝1000N×72000m＝7.2×107J，则轿车发动机的效率为：η＝×100%＝50%，氢燃料完全燃烧放出的热量为Q放＝＝＝1.44×108J，由Q放＝q氢气m氢气知，m氢气＝＝＝0.9kg；（3）由v＝可知从甲地到丙地的路程为：s1＝vt＝72km/h×1h＝72km，则从丙地到乙地的路程为：s2＝s﹣s1＝198km﹣72km＝126km；阶段二过程中汽车行驶的时间t＝＝＝1.75h＝6300s，阶段二过程中轿车牵引力做的功为：W＝Pt＝2×104W×6300s＝1.26×108J，油箱内的汽油完全燃烧放出的热量为：Q放′＝q汽油m汽油＝4.5×107J/kg×10kg＝4.5×108J，所以η＝×100%＝×100%＝28%.答：（1）求轿车行驶过程中受到的阻力为1000N；（2）求阶段一过程中汽车消耗的氢气质量为0.9kg；（3）求阶段二过程中汽车发动机的效率为28%。29．（2021秋•鲤城区校级期末）很多同学在课间做过扭转矿泉水瓶的物理小实验，如图所示，在瓶里装有少量的水，盖紧瓶盖，使劲拧瓶的下部，使其严重变形，然后快速拧松瓶盖（对着没人的方向），瓶盖被弹飞数米远，同时观察到瓶口和瓶内有白雾产生。请你用学过的物理知识解释瓶盖为什么被弹飞？为什么有白雾产生？【答案】瓶内空气对盖做功，内能转化为机械能，所以盖被弹飞；同时，瓶内空气内能减少，温度降低，瓶内水蒸气液化成白雾【分析】做功可以改变物体的内能，当外界对物体做功时，物体的内能增大，当物体对外界做功时，物体的内能就会减小。【解答】答：用力使劲拧瓶的下部时，瓶子的体积变小，此时压缩瓶内气体做功，机械能转化为内能，瓶内气体内能增大，温度升高，瓶中的水更多的变成水蒸气；当瓶盖弹出时，瓶内及瓶口有白雾，这是因为瓶内气体（包含水蒸气）对外做功，内能减小，水蒸气遇冷液化形成了小水滴。30．（2022秋•云州区期中）阅读短文，回答问题。航天器着陆的“平安之花”2022年4月16日上午，一朵“红白伞花”缓缓降落在内蒙古的东风着陆场，“神舟十三号”载人飞船成功着陆，3名航天员安全回家。从距离地面300多公里的太空穿越大气层安全着陆，需要经历四次刹车。第一次刹车是发动机点火反推，让飞船脱离运行轨道，进入返回地球的轨道，飞船以无动力状态在地球引力的作用下自由下落。第二次刹车是在距离地面100km的时候，返回舱高速进入大气层后，强烈压缩其前面的空气，因此产生大量的热，造成温度急剧升高，温度可达2000℃左右。第三次刹车则是在距离地面10km的时候，开始用降落伞减速。科学家为开伞设计了一套程序，先是打开一个引导伞，引导伞工作16s，返回舱的下降速度可由180m/s减至80m/s，然后由引导伞拉出一具减速伞，再由减速伞带出主伞，主伞先开一个小口，慢慢地全部撑开，这时返回舱的下降速度逐渐由80m/s减至6m/s。第四次刹车是快到地面时，返回舱底部的反推发动机瞬间点火，最终把最后的一点速度也抵消掉，返回舱安全着陆。（1）从“神舟十三号”返回情况来看，需要经历四次刹车，其中仅需要依靠地球引力作用自由下落是第 一 次刹车。（2）在第二次刹车时，返回舱的温度升高的原因是通过 做功 的方式改变了其内能；第三次刹车时，返回舱减小的机械能转化为 内 能。（3）假如让你为后面的神舟飞船返回舱制作主伞，你制作的主伞应具备哪些特点？ 增加主伞伞面逐渐增大的保护功能，使得飞船返回舱下落更平稳 （写出1条即可）。【答案】（1）一；（2）做功；内；（3）增加主伞伞面逐渐增大的保护功能，使得飞船返回舱下落更平稳。【分析】（1）第一次刹车是发动机点火反推，让飞船脱离运行轨道，进入返回地球的轨道，飞船以无动力状态在地球引力的作用下自由下落；（2）改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，而做功过程是能量的转化过程；动能的大小与质量、速度有关，重力势能的大小与质量、高度有关，机械能为动能和势能的和；（3）飞船返回舱下落到一定高度主降落伞打开，其目的是为飞船做减速运动，据此解答。【解答】解：（1）阅读材料可知，从“神舟十三号”返回情况来看，需要经历四次刹车，其中第一次刹车是发动机点火反推，让飞船脱离运行轨道，进入返回地球的轨道，飞船以无动力状态在地球引力的作用下自由下落；（2）神舟十三号飞船返回舱返回，在第二次刹车时，返回舱的温度升高的原因是返回舱进入大气层后与大气剧烈摩擦温度升高，即通过做功的方式改变了其内能；第三次刹车时，开始用降落伞减速，返回舱减小的机械能转化为内能。（3）增大主伞伞面逐渐增大的保护功能，使得飞船返回舱下落更平稳。故答案为：（1）一；（2）做功；内；（3）增加主伞伞面逐渐增大的保护功能，使得飞船返回舱下落更平稳。 实验序号弹簧编号弹簧被压缩距离/cm木块被推动距离/cm1A3242B624实验序号123弹簧被压缩距离/cm246木块被推动距离/cm31124
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