第十二章机械能与内能 单元基础卷(含答案)2024-2025学年苏科版九年级物理上册

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1、2024-2025学年九年级上册物理单元测试第十二章机械能与内能(基础卷)一、选择题(本题共15小题,每小题2分,共30分,每小题只有一个选项符合题意)1篮球运动深受同学们的喜爱。在投篮时,下列分析正确的是()A篮球离手后,手还对篮球做功B篮球离手后,上升过程机械能变大C手对篮球施力,球才向篮筐运动,说明力是维持物体运动的原因D假如正在上升的篮球所受的力全部消失,它将做匀速直线运动2关于机械能之间的相互转化,正确的说法是()A弯弓射箭时,动能转化成弹性势能B蹦床运动员,空中下落时是弹性势能转化成动能C滚摆下降时,越滚越快,是动能转化成重力势能D向上抛出的石块,空中上升时是动能转化成重力势能3同

2、学们在体育课进行实心球投掷训练,如图所示AB表示实心球离开手之前的运动轨迹,BCD表示实心球离开手之后的运动轨迹,空气阻力忽略不计。下列分析正确的是()。A 实心球从BC过程中,动能逐渐减小;B 实心球到达最高点C时,它将处于静止状态;C 实心球从BCD过程中,没有力对它做功;D 实心球从AB过程中,说明力可以改变物体的形状4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B铁丝内能增加一定是因为吸收了热量C夏天喝冰镇饮料,因为饮料含有的热量少D热量可以由内能小的物体转移到内能大的物体5关于燃料及其热值,下列说法中正确的是( )。A 没有燃烧的燃料,热值等于零;B 燃料完全燃

3、烧时,它的热值最大;C 燃料的热值与质量和燃烧状态无关;D 燃料燃烧时温度越高,放出的热量越多6水壶内的水沸腾时,壶盖被水蒸气顶起,此过程中能量转化关系与内燃机工作的哪个冲程相同( )。A 吸气冲程B 压缩冲程C 做功冲程D 排气冲程72022年4月16日,摘星妈妈王亚平和航天员耀志刚、叶光富三人乘坐神舟十三号返回舱成功返回地球。下列关于返回舱进入大气层后的有关说法错误的是()。A 返回舱下落过程中,动能转化为重力势能;B 返回舱加下落过程中其动能增大;C 返回舱下落过程中与大气摩擦,外表面温度升高,其内能增加;D 返回舱下落过程中,航天员相对地球是运动的8凝胶暖手宝美观小巧、方便安全,受同学

4、们喜爱。首次使用前,用热水烫几分钟,使里面的凝胶由固态变成液态。当气温降低需要使用时,只需用手掰动几下里面的小铁片就能取暖了。下列分析中错误的是()。A凝胶的比热容较大,相同质量降低相同的温度放出的热量较多;B凝胶由固态变成液态要放出热量;C固态的凝胶也具有内能;D暖手时,通过热传递使手的内能增加9下列实例,通过做功改变物体内能的是()A晒太阳B搓手取暖C用电褥子取暖D向双手哈气取暖10小文家用燃气热水器将质量为100kg的水从20加热到50,消耗了1m3的天然气(假设天然气完全燃烧)已知水的比热容为42103J/(kg),天然气的热值为32107J/m3,则下列与该过程有关的计算结果和分析正

5、确的是()A使燃料燃烧更充分,可以增大热值B水吸收的热量是126107JC该热水器工作的效率 495%D热值和热机效率都是定值,与外界条件无关二、填空题(每空1分)11 如图所示是北京冬奥会跳台滑雪场地“雪如意”。运动员从跳台顶部沿助滑道加速滑下时,运动员的_转化为_。(填“动能”或“重力势能”)在“雪如意”的一侧,运行角度随山势而变的变坡斜行电梯速度是25m/s,电梯从最低点运行到最高点的路程是259m。所需时间是_s。12如图AOB是光滑轨道,A点的高度H大于B点的高度h,让小球从A点由静止开始自由滑下时,_能转化_能,小球沿轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力),则小球离开B点后的运动

6、轨迹最符合实际的是_。13端午节到了,家人团聚常食用咸鸭蛋。咸鸭蛋的制作方法之一:在洗净的鸭蛋表面涂抹白酒,粘上盐后用纸包起来,放置一段时间后就变咸了。从分子运动的角度看,鸭蛋变咸属于_现象。煮咸鸭蛋时,咸鸭蛋温度升高,内能_(选填“增加”“减少”或“不变”)。14如图是高速公路上的交通标志,“100”表示_。由标志图可知,同样的道路,不同车型,车的限速不同,这是因为相同速度行驶时,大型车的质量大,以同样速度行驶,大型车的_,破坏力越强不同。15人们常用热水袋取暖,这是用_的方式改变物体的内能;热水袋里装水是因为水具有较大的_;用水取暖的过程中,水的内能不断_(选填“增大”“减小”或“不变”)

7、。16如图,若增大木板的倾角,悬线OA的方向将_(选填“改变”或“不变”)。小球受到重力的施力物体是_,若剪断细线,小球会将松软的地面砸一个坑,说明被举高的物体具有_能。现将小球拉至B点释放,当小球摆到最高点C时,小球所受的力_(选填“是”或“不是”)平衡力,若此时细线恰好断开,小球将_。17三国演义有“青梅煮酒”的典故,芒种节气正是青梅煮酒季,煮酒可利用水浴法对酒加热。质量为05kg的酒从20升高到40吸收的热量是_Jc酒=34103J/(kg),若煮酒位置海拔越高,水面上方的气压越低,水的沸点会越_。18如图所示,在配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,看到的现象是_。这是

8、因为活塞压缩空气,使空气的内能_,温度升高,这一过程与内燃机工作的_冲程原理相同。19第七届世界军人运动会火炬,名称为“和平荣光”,象征“和平、发展、友谊”。火炬总长07米,质量780克。火炬里面的燃料用的是丙烷。采用丙烷作为燃料是为了能在火炬传递路线范围内,满足环境温度的要求,且价格低廉,符合环保要求。火炬内最多可装有250克燃料,完全燃烧燃料最多可放出_J热量。如这些热量由干木材来提供,需完全燃烧_kg干木材。q丙烷=5107J/kg,q干木材=1107J/kg。20如图所示是内燃机的_冲程,该冲程将_能转化为_能。一台单缸四冲程汽油机飞轮的转速是1200 r/min,则该汽油机每秒对外做

9、功_次。三、解答探究题(计算型问题解答时要有必要的文字说明、公式和计算过程,直接写出结果不能得分)21一款家庭常用的电热水壶,经测量该电热水壶的质量为06kg,它与桌面的接触面积为002m2,该电热水壶的额定电压为220V,额定功率为1000W,g取10N/kg,求:(1)电热水壶静止放在水平桌面上对桌面的压强;(2)在壶中加入1kg的初温为20C的水,电热水壶正常工作时,若不考虑热量损失,将壶中水加热到100C需要多长时间?22宁夏中考体育项目之一是跳绳,图中是同学们在体育课上练习跳绳的场景。张亮的体重为50kg,跳绳时,每次跳起的高度约5cm。(g取)那么(1)说出他从地面起跳至最高位置的

10、过程中,动能、势能的变化情况。(2)张亮1分钟跳绳180个,请计算一分钟内他克服重力所做的功是多少?功率多大?(3)张亮起跳前站立在操场上,请你估算他对地面的压强是多大?23如图所示,是“探究物体动能跟哪些因素有关”的实验过程。(1)图1实验中要判断研究对象的动能大小需要比较 _;(2)图1甲、乙两图是为了探究动能与 _的关系,得出的结论是:在速度相同时,_越大动能越大;(3)如图2将一弹簧固定在水平轨道末端,钢球下滑到水平面压缩弹簧后又被弹簧弹开,若想增大弹簧最大压缩量,提出两点可行的做法:_、_;(4)将图2中末端的挡板和弹簧取掉,并将OB向上弯折形成如图3的轨道,再次将钢球沿轨道AOB到

11、达B点后离开轨道,钢球在B点的机械能 _(选填“大于”“等于”或“小于”)在A点的机械能。若离开B点后钢球不受外力,通过B点后的运动轨迹是 _(选填字母序号)。24如图所示,在“比较不同物质的吸热能力”的探究实验中,选取的两种物质是水和干沙子,实验器材有:两个酒精灯、两个金属杯、两支温度计、两个铁架台。则:(1)此实验中还需要的实验器材是_,使用它的目的是_。(2)使两个酒精灯的燃烧情况相同,同时开始加热,同时停止加热,水和干沙子所吸收的热量_。(3)在给两种物质同时加热的过程中,通过观察放在水和干沙子中的温度计,可看到在吸收热量相同时,_的温度变化得快,同时停止加热时,_的温度高。(4)同时

12、给水和干沙子加热,要使水和干沙子升高相同的温度,则给干沙子加热的时间比给水加热的时间_。可见,质量相同的水和干沙子升高相同的温度时,干沙子吸收的热量比水吸收的热量_。(5)实验说明:不同物质,在质量相等、温度升高相同时,吸收的热量是_的。参考答案1D【解析】A做功的两个必要条件是:有力作用在物体上,物体在力的方向上移动了一端距离,篮球离手后,手没有对篮球施加力的作用,手不再对篮球做功,故A错误;B篮球离手后,高度变大,速度减小,重力势能增大,动能减小,篮球上升过程中,没有其它力对篮球做功,机械能是动能和势能之和,篮球的机械能不变,故B错误;C手对篮球施力,球才向篮筐运动,说明力可以改变物体的运

13、动状态,不能说明力是维持物体运动的原因,故C错误;D根据牛顿第一定律,假如正在上升的篮球所受的力全部消失,它将保持原来的运动状态不变,将一直做匀速直线运动,故D正确。故选D。2D【解析】A弯弓射箭时,弯弓具有弹性势能,弹性势能转化为箭的动能,故A错误;B蹦床运动员,空中下落时,质量不变,高度减小,速度变大,所以重力势能减少,动能增加;与蹦床面接触后,床面发生弹性形变,运动员的动能变小,蹦床的弹性势能变大,即运动员的动能转化成蹦床的弹性势能,故B错误;C滚摆下降时,质量不变,高度变小,重力势能变小,越滚越快,速度变大,动能变大,是重力势能转化成动能,故C错误;D向上抛出的石块,空中上升时是质量不

14、变,高度变大,重力势能变大,速度变小,动能变小,动能转化成重力势能,故D正确。故选D。3A。【解析】A实心球从BC过程中,位置越来越高,速度越来越小,动能转化为重力势能,动能减小,故A正确;B实心球做的是弧线运动,到达最高点C时,仍具有向右的速度,并没有处于静止状态,故B错误;C实心球从BCD过程中,高度不断变化,重力对它做了功,故C错误;D实心球从AB过程中,受到重力的作用,改变了实心球的运动状态,故D错误。故选A。4D【解析】A温度不是决定物体内能大小的唯一因素,温度高的物体内能不一定大,温度低的物体内能不一定小,故A错误;B物体温度升高,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做功,故B错误

15、;C热量是一个过程量,不能说含有热量,故C错误;D内能小的物体温度可能高,故内能小的物体也可能将能量传给内能大的物体,故D正确。故选D。5C。【解析】ABC热值是燃料自身的一种属性,大小与燃料的质量、温度、燃烧情况无关,故AB错误,C正确;D 根据公式Q=mq可知,燃料燃烧放出的热量多少与燃料的热值、燃料的质量有关,与燃烧时的温度无关,故D错误。故选C6C。【解析】水壶内的水沸腾时,壶盖被水蒸气顶起,此过程中是将内能转化为机械能,内燃机工作的做功冲程能量转化关系与其相同,故ABD不符合题意;故C符合题意。故选C。7A。【解析】A返回舱下落过程中,高度减小,速度变大,质量不变,所以重力势能减小,

16、动能增大,将重力势能转化为动能,故A错误,符合题意;B返回舱加下落过程中,速度增大,质量不变,所以其动能增大,故B正确,不符合题意;C返回舱下落过程中与大气摩擦,克服空气阻力做功,将机械能转化为内能,内能增加,外表面温度升高,故C正确,不符合题意;D返回舱下落过程中,航天员相对地球的位置不断的变化,所以航天员是运动的,故D正确,不符合题意。故选A。8B。【解析】A根据题意知道,暖手宝取暖,应用的应是凝胶的比热容较大的特点,即相同质量降低相同的温度放出的热量较多,故A正确,不符合题意;B由固态变成液态是熔化过程,需要吸收热量,故B错误,符合题意;C一切物体都有内能,所以,固态的凝胶也具有内能,故

17、C正确,不符合题意;D暖手时,通过热传递使手的温度升高,内能增加,故D正确,不符合题意。故选B。9B【解析】A改变物体内能的两种方法是做功和热传递,晒太阳是通过热传递的方法改变物体内能的,故A不符合题意;B搓手取暖,此时克服摩擦力做功,故是通过做功的方法改变物体内能的,故B符合题意;C用电褥子取暖是通过热传递的方法改变物体内能的,故C不符合题意;D向双手哈气取暖是通过热传递的方法改变物体内能的,故D不符合题意。故选B。10B【解析】A热值是燃料的一种特性,与燃烧情况、放出热量的多少无关,故A错误;B水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=42103J/(kg)100kg(50-20)=12610

18、7J,故B正确;C天然气完全燃烧放出的热量:Q放=Vq=1m332107J/m3=32107J;该热水器烧水的效率:故C错误;D热值取决于燃料种类,与外界条件无关;而燃料的燃烧情况、能量的损失都会影响热机效率,故D错误11重力势能;动能;1036。【解析】12运动员从跳台顶部沿助滑道加速滑下时,高度慢慢变小,重力势能减小,速度越变越大,动能变大,故能量的转化为重力势能转化为动能。3所需时间是。12重力势 动 c【解析】小球从光滑轨道由静止自由滑下时,高度变小,而速度变大,整个过程质量不变,所以是重力势能转化为动能;由题意可知,不计空气阻力,轨道又是光滑的,没有摩擦力,小球只在重力作用下运动,机

19、械能守恒;小球离开B点后做斜抛运动,当达到最高点时速度沿水平方向,由机械能守恒定律得,则a种运动轨迹不符合实际,因为a种轨迹的最高点高于A点,即最高点时的机械能大于A点;b种运动轨迹的最高点与A点相同,但其最高点有水平方向的动能,则此时最高点的机械能也大于A点的机械能,那么小球离开B点后的最高高度应稍低于A点,所以b种运动轨迹不符合实际,c符合实际;而小球离开B点时有斜向上的速度,所以应是向上冲出的,所以d种轨迹不符合实际。13扩散增加【解析】1扩散是指物质彼此进入对方的现象,这说明分子在永不停息的做无规则运动,鸭蛋变咸,是盐分子进入鸭蛋,属于扩散现象。2内能是指分子动能和势能之和,温度升高,

20、分子的无规则运动加剧,内能增加。14小汽车最高车速不超过100km/h 动能【详解】1高速公路上的交通标志,“100”表示小汽车最高车速不超过100km/h。2在同样道路上不同车型的限制车速不同的原因是:大型车的质量大,以同样速度行驶,大型车的动能大,破坏力越强。15 热传递; 比热容; 减小。【解析】1人们用热水袋取暖时,人体从热水袋吸收热量,使得人体内能增大,温度升高,这是通过热传递的方式来改变物体的内能。2因为水相对于其他物质来说,比热容较大,在质量相同、降低温度相同时,水比其他物质放出的热量更多,所以热水袋里要装水。3用水取暖的过程中,人体从热水袋吸收热量,使得人体内能增大,水的内能不

21、断减小,热量从热水袋传递给人体。16不变 地球 重力势 不是 竖直下落【详解】1若增大木板的倾角,由于重力的方向始终是竖直向下的,所以悬线OA的方向将不变。2小球受到重力的施力物体是地球。3若剪断细线,小球会将松软的地面砸一个坑,小球具有一定的高度和质量,说明被举高的物体具有重力势能。4现将小球拉至B点释放,当小球摆到最高点C时,此时小球的速度为0,小球受到线的拉力、重力的共同作用,这两个力的方向不同,所以不是平衡力。5若此时细线恰好断开,小球只受到重力的作用,小球将竖直下落17 34104; 低。【解析】1由Q=cmt可得,质量为05kg的酒从20升高到40吸收的热量为Q=cmt=34103

22、J/(kg)05kg(40-20)=34104J2水的沸点与气压有关,若煮酒位置海拔越高,则水面上方的气压越低,故水的沸点会越低。18硝化棉燃烧;增加;压缩。【解析】12当把活塞迅速压下去后,活塞压缩气体做功,气体的内能增加,温度也会随之上升,当温度达到硝化棉的着火点时,会看到硝化棉燃烧。3活塞压缩空气使空气内能增加,这是机械能转化为内能,在内燃机四个冲程中,只有压缩冲程是机械能转化为内能,所以这一过程与内燃机工作的压缩冲程原理相同。19125107125【解析】1火炬内丙烷完全燃烧最多可放出热量为2这些热量由干木材来提供,需完全燃烧的质量为20压缩机械内10【解析】1图中进气门和排气门都关闭

23、,活塞向上运动,属于压缩冲程。23压缩冲程中将机械能转化为内能。4飞轮的转速为1200r/min=20r/s所以每秒可以完成40个冲程,做10次功。21(1)300Pa;(2)336s【解析】解:(1)电热水壶静止放在水平桌面上对桌面的压力电热水壶对桌面的压强(2)水吸收的热量若不考虑热量损失,则消耗的电能由可得需要的加热时间22(1)见解析;(2) 4500J;75W;(3) 12500Pa【详解】(1)他从地面起跳至最高位置的过程中,其质量不变,速度减小,所以动能减小,同时高度增加,所以重力势能变大。(2)每次跳绳做功W=Gh=mgh=50kg10N/kg005m=25J180次跳绳做功W

24、=W180=25J180=4500J跳绳时的功率P=75W(3)张亮站立时对地面的压力约为F=G=mg=50kg10N/kg=500N一个脚的接触面积是S=200cm2左右,故两个脚的接触面是400cm2;故其对地面的压强是p=12500Pa23木块移动的距离质量 质量 见解析 见解析 小于 c【解析】(1)1动能越大,对外做功的本领越大,动能大小可以通过对外做功的多少来反映,实验时小球推动木块对它做功,所以可以通过木块被撞后移动的距离来比较动能的大小。(2)2图-1甲、乙两图中,小球滚下的高度相同,到达水平面时的速度相同,小球的质量不同,根据控制变量法可知,探究的是动能大小与质量的关系。3由

25、图可知,小球的质量越大,推动木块移动的距离越远,动能越大,故结论为:物体的速度相同时,质量越大,动能越大。(3)45若想增大弹簧最大压缩量,即增大弹簧的弹性势能,就需要更多的钢球动能转化为弹簧的弹性势能,可以采取的方法有:在其他条件不变时,换用质量更大的小球,增大小球动能;在其他条件不变时,提高小球的初始高度,使小球进入水平面时具有更大的速度,增大小球动能。(4)6钢球沿轨道AOB到达B点时要克服钢球与轨道之间的摩擦做功,将部分机械能转化为内能,机械能减少,故钢球在B点的机械能小于在A点的机械能。7小球到达B点时的速度方向沿着轨道方向斜向上,若此时小球受到的力消失,根据牛顿第一定律可知,小球将

26、会以现在的速度做匀速直线运动,故通过B点后的运动轨迹是c。24天平得到质量相同的水和干沙子相同沙子沙子短少不同【解析】(1)12为了得到质量相同的水和干沙子,应选用的器材是天平。(2)3实验中为了使水和沙子吸收相同的热量,同时开始加热,同时停止加热,水和干沙子所吸收的热量相同。(3)45实验时,观察到沙子的温度升高得较快,这说明沙子的吸热能力弱,若吸收相同的热量,沙子升高的温度高。(4)67同时给水和干沙子加热,要使水和干沙子升高相同的温度,则给干沙子加热的时间比给水加热的时间短,通过对实验现象的分析,可以得出结论是水的吸热能力强,升高相同的温度,沙子吸收热量少。可见吸收相等热量,温度升高越快,物质吸热能力越弱。(5)8质量相等的不同物质升高相同的温度时,吸收的热量是不同的,为了表示物质的这一特性引入了比热容;比热容是指一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度的乘积之比。

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