重难点解析苏科版九年级物理上册第十二章机械能和内能难点解析试题(含答案解析版).docx

苏科版九年级物理上册第十二章机械能和内能难点解析
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、质量和温度都相同的甲、乙两种物质，用同样的加热器进行加热，它们的温度随时间变化的图象如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．甲物质的沸点一定是80 ℃，乙物质的沸点一定是40 ℃
B．0~6 min甲比乙吸收的热量多
C．8~10 min甲和乙继续吸热，虽然温度各自保持不变，但甲和乙的内能都不断增加
D．甲的比热容大于乙的比热容
2、用规格相同的电加热器分别对质量相等的甲和乙两种液体加热（不计热量损失），如图所示，是甲和乙的温度随加热时间变化的图像，下列说法正确的是（　　）

A．加热相同时间，乙吸收热量比甲多 B．由图可知，乙的比热容比甲大
C．乙物质在B点的分子动能大于A点的分子动能 D．乙物质在A点的比热容比B点低
3、如图所示的某单缸四冲程汽油机说法正确的是（　　）

A．飞轮惯性完成冲程的是甲、乙、丁
B．四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙甲乙
C．丙图中气缸内气体温度会上升
D．飞轮转速3000r/min则该汽油机1s钟能做功25次
4、如图所示为小艳家新买的一辆小汽车。周末，爸爸开车带着小艳出去游玩，途中，这辆汽车在1h的时间内，在水平路面上匀速行驶了72km，消耗汽油6kg。若已知该汽车发动机的功率（即牵引力的功率）为23kW，汽油的热值为4.6×107J/kg，g＝10N/kg。则关于上述lh的行驶过程，不考虑流体压强的条件，下列分析正确的是（　　）

A．该汽车对路面的压力大于1.5×104N B．该汽车克服阻力做的功是2.3×104J
C．该汽车的牵引力是1.5×103N D．该汽车发动机的效率是30%
5、下列说法中正确的是（　　）
A．敲碎煤块使煤充分燃烧能提高煤的热值
B．燃料燃烧释放的热量越多，热值越大
C．当仅有热传递时，物体吸收热量时内能增加，放出热量时内能减小
D．与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为丝绸的正电荷转移到玻璃棒上
6、下列生活实例中，通过做功改变物体内能的是（　　）
A．入冬用暖气供热，使房屋暖和 B．用天然气烧水，使水沸腾
C．海鲜放在冰上，为海鲜降温 D．两手相互摩擦，手的温度升高
7、潍柴集团于2020年正式发布全球首款热机效率突破50%的商用柴油机，世界内燃机发展出现历史性新突破。关于对此柴油机的说法正确是（　　）
A．它必须用热值较高的燃油才能提高其热机效率
B．对比其他柴油机，相同时间内对外做功更快
C．对比其他柴油机，对外做同样的功消耗的燃料减少
D．随着技术的进步，集团生产的内燃机效率能达到100%
8、关于分子和物体内能，下列说法正确的是（　　）
A．杯子里的水可以任意倒出，说明水分子间没有引力
B．固体间能扩散，表明固体物质分子是运动的
C．把0℃ 的冰块加热熔化成0℃ 的水，其内能不变
D．用力搓手，手发热时的能量转化关系与做功冲程一样
9、汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，如图所示是汽油机工作的四个冲程示意图，其中表示做功冲程的是（　　）
A． B． C． D．
10、一桶汽油用去一半，剩下的半桶汽油不变的物理量是（　　）
A．热值，内能 B．比热容，密度 C．质量，体积 D．内能，密度
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、汽车发动机冷却系统分为风冷型和水冷型两种。风冷型发动机以空气为冷却介质，当风高速吹过发动机时，利用______的方式改变的发动机的内能；水冷型发动机则是利用水的______较大的特性。某水冷四冲程柴油发动机工作时转速表如图甲所示，则该发动机12s内经历压缩冲程______次，若该柴油机每完全燃烧柴油1kg，输出机械能1.376×107J，则该柴油机的效率为______。如图乙______是某水冷四冲程汽油机中的做功冲程示意图。（q煤油＝4.3×107J/kg）。

2、如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的______示意图。C图是______冲程，与它原理相同的是______图所示的演示实验。汽油机的工作示意图中机械能转化为内能的冲程是______图。（后两空选填字母）

3、某单缸四冲程内燃机飞轮的转速为1200r/min，该内燃机每秒钟对外做功的次数为______次。若一台汽油机在一个工作循环中消耗了10g的汽油（热值为4.6×107J/kg），若这台汽油机的效率为30%，则一个工作循环中输出的有用机械能为______J。如题图所示是______（填“汽油机”或“柴油机”）的构造示意图。

4、某中学男子篮球队队员们顽强拼搏的运动精神，在学习与生活上不断激励着同学们拼搏奋进。
（1）篮球内胆是用弹性较好的橡胶制作的，橡胶属于______（填“金属材料”、“无机非金属材料”、“有机合成材料”）；
（2）篮球队员们经常通过引体向上来锻炼自己的臂力，队员小叶的质量为m，他在引体向上的过程中悬垂时重心离开地面高度为H，过杆后重心离开地面的高度为H′，小叶完成16次标准动作所用时间为t，请问整个过程小叶克服重力做功的功率为______；
（3）小李接过队员的传球、投篮得分的过程中，小李对篮球没有做功的是______；
A．将篮球举起
B．手用力将篮球抛出
C．篮球在空中飞行
D．篮球进入篮筐
（4）从篮球出手到入篮得分的过程中，下列选项中能正确反映篮球动能（E动）与时间（t）的关系的是______。
A． B．
C． D．
5、在城市内修建人工湖，可以有效地缓解城市的“热岛效应”，这是利用了水的比热容较______的特性。水蒸发掉一部分后，其比热容______。
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、某小排量汽车以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶了36km。若已知该汽车发动机的功率（即牵引力的功率）为23kW，汽车发动机的热机效率为30%，汽油的热值为4.6×107J/kg。则在上述行驶过程中：
（1）汽车所用的时间是多少？
（2）汽油完全燃烧放出多少热量？
（3）消耗了多少千克的汽油？
2、每到周末，小静都去邻居孤寡老人刘奶奶家，帮助老人劈柴、烧水、做饭等。某次烧水时，完全燃烧了0.8kg的木材，刚好把1标准大气压下初温为20℃，质量为2kg的水烧开。已知木材的热值为q=1.2×107J/kg，求：
（1）水吸收了多少热量？
（2）小静烧水的效率是多少？
3、国庆期间，小明一家去户外野炊。他们使用木炭作为燃料，已知这种木炭的热值是2.8×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），求：
（1）1kg木炭完全燃烧放出的热量是多少？
（2）若这些热量全部被锅内30℃的水吸收，可将多少kg水加热至100℃？
4、一个容器中装有40kg温度是10℃的冷水，若用某一热水器把它加热到温度为60℃时，共用了0.6m3的天然气，已知天然气的热值为2.8×108J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。求：
（1）这次加热过程中，水吸收的热量是多少？
（2）该热水器的实际效率是多少？
5、三峡水电站有“照亮半个中国”的美誉，它的年平均发电量约3.045×1017J，相当于一座年消耗标准煤5×1010kg的火力发电站的发电量。
（1）标准煤的热值为2.9×107J/kg，完全燃烧5×1010kg标准煤能放出多少热量？
（2）根据本题中的数据，计算火力发电的效率。

-参考答案-
一、单选题
1、C
【解析】
【详解】
A．由图象可知，甲和乙的末温保持不变，但可能处在熔化过程中，也可能处于沸腾过程中，此时的温度不一定是沸点，故A错误；
B．实验中用同样的加热器进行加热，在相同时间内物质吸收的热量是相同的，则在0~6min内两物质吸收的热量都是相同的，故B错误；
C．8~10min甲和乙继续吸热，甲和乙的内能都不断增加，故C正确；
D．由图可知，在0~6min内，加热时间相同，吸收的热量相同，甲的温度变化快，且两物质的质量相同，根据Q=cmΔt可知，甲的比热容小，故D错误。
故选C。
2、C
【解析】
【详解】
A．相同的加热器，相同时间产生的热量是相同的，所以加热相同时间，甲乙吸收的热量相同，故A错误；
B．根据比热容的公式可知，在质量的不同种物质，吸收相同的热量，温度变化大的比热容小。由图可知，加热相同时间，即吸收相同的热量，乙的温度变化大，所以乙的比热容小，故B错误；
C．物体的温度越高，分子热运动越剧烈，乙物质在B点的温度高于A点的温度，表明B点分子热运动更剧烈，所以乙物质在B点的分子动能大于A点的分子动能，故C正确；
D．物质的比热容是物质一种性质，只与种类和状态有关，与温度无关，所以两点的比热容是一样的，故D错误。
故选C。
3、D
【解析】
【详解】
AB．甲图中两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；乙图中进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程；丙图中排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；丁图中两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，所以正确的排序是乙、丁、甲、丙；内燃机的一个工作循环有四个冲程，只有在做功冲程中使机车获得动力，内能转化为机械能，其它三个冲程均为辅助冲程，依靠惯性完成，即依靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁；故AB错误；
C．丙图是排气冲程，汽缸内的气体向外传递热量，内能减小，温度降低，故C错误；
D．四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min，则该飞轮1s转50圈，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以1s飞轮转50圈，共25个工作循环，共100个冲程，共做功25次，故D正确。
故选D。
4、D
【解析】
【详解】
A．汽车在水平路面上匀速行驶时，在竖直方向受到重力和支持力是一对平衡力，所以两力大小相等，由力的作用是相互的，所以汽车对路面压力大小等于支持力，由于汽车重力不知，所以汽车对路面压力大小不能确定，故A错误；
B．汽车做匀速直线运动，牵引力等于阻力，汽车在牵引力作用下通过的距离等于汽车在阻力作用下通过的距离，由得，汽车牵引力做的功等于汽车阻力做的功，由可得，汽车克服阻力做的功

故B错误；
C．汽车的行驶速度

由可得，汽车的牵引力

故C错误；
D．汽车消耗汽油6kg完全燃烧放出热量

所以汽车发动机的效率

故D正确。
故选D。
5、C
【解析】
【详解】
AB．热值是燃烧充分燃烧放出的热量与质量之比，是一个定值，与燃烧程度无关，故AB错误；
C．当仅有热传递时，热传递可以改变内能，物体吸收热量时，物体的内能增加，物体放出热量时，物体的内能减小，故C正确；
D．与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为玻璃棒的负电荷转移到丝绸上，故D错误。
故选C。
6、D
【解析】
【详解】
A．暖气供暖，是暖气片里的热水向外散热，从而使房屋暖和，是通过热传递改变内能的，故A不符合题意；
B．使用天然气烧水使水沸腾是通过热传递改变内能的，故B不符合题意；
C．海鲜放冰上，为海鲜降温，是通过热传递改变内能的，故C不符合题意；
D．两手相互摩擦手的温度升高，是两手互相克服摩擦做功改变内能的，故D符合题意。
故选D。
7、C
【解析】
【详解】
A．热机效率是有用功与燃料完全燃烧所放出的热量的比，与燃料的热值无关，故A错误；
B．柴油机效率高，只表明有用功与总功的比值大，相同时间做功快指功率，效率与功率没有必然联系，故B错误；
C．柴油机效率高，根据效率公式，当有用功一定时，效率越高，所需要总功更少，即燃烧同种燃料时，需要的燃料更少，故C正确；
D．柴油机属于热机，在工作过程中不可避免会存在燃料燃烧不完全等因素导致能量损失，不可能达到100%，故D错误。
故选C。
8、B
【解析】
【详解】
A．杯子里的水可以任意倒出，说明水具有流动性，不能说明分子间没有引力，故A错误；
B．扩散现象表明分子在不停地做无规则运动，固体间能扩散，表明固体物质分子在不停地做无规则运动，故B正确；
C．把0℃的冰块加热熔化成0℃的水，该过程中冰吸收热量，其内能会增加，故C错误；
D．用力搓手，手发热是将机械能转化为内能，做功冲程是将内能转化为机械能，两者能量转化关系不一样，故D错误。
故选B。
9、D
【解析】
【详解】
A．进气门开启，活塞下行，燃料和空气的混合物进入汽缸，是吸气冲程，故A不符合题意；
B．两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，故B不符合题意；
C．排气门开启，活塞上行，废气被排出汽缸，是排气冲程，故C不符合题意；
D．两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，火花塞喷出电火花，是做功冲程，故D符合题意。
故选D。
10、B
【解析】
【详解】
比热容、密度、热值是物质的一种特性，不随物体的多少而变化，热值、密度和比热容都不变，内能是所有分子具有的分子动能和分子势能的总和，质量减半，内能变小，体积同时也变小，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
二、填空题
1、 热传递 比热容 150 32% B
【解析】
【详解】
[1]改变物体内能方法是做功和热传递。风冷型发动机以空气为冷却介质，当风高速吹过发动机时，利用热传递的方式改变的发动机的内能。
[2]水冷型发动机则是利用水的比热容比较大，相同质量的水和其它物质相比，升高相同的温度时，水可以吸收更多的热量。
[3]水冷四冲程柴油发动机工作时转速表如图所示，转速为
15×100r/min=1500r/min
表示1min转1500r，即1秒转25r，因飞轮转2r，经历4个冲程，做功一次，压缩冲程一次，所以飞轮转25r，经历压缩冲程50次，12s内经历冲程为
（次）
[4]柴油完全燃烧能放出的热量
Q放＝mq煤油＝1kg×4.3×107J/kg＝4.3×107J
则柴油机的效率

[5]如图乙中B图，进气门和排气门都是关闭的，活塞下行，火花塞打火，可以判断是做功冲程。
2、 原理 做功 F B
【解析】
【详解】
[1][2][3][4]A图中，进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程；B图中，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能；C图中，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；D图中，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程；E图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程；F图是水蒸气膨胀对外做功，将塞子冲出，是内能转化为机械能。故图E、F是演示实验的原理示意图，C图是做功冲程，与做功冲程原理相同的是F图所示的演示实验。
3、 10 1.38×105 柴油机
【解析】
【详解】
[1]单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min=20r/s，即1s飞轮转20r，因为内燃机的一个工作循环中，完成4个冲程，飞轮转2r，对外做功1次，所以，该内燃机1s飞轮转20r，对外做功10次。
[2]汽油的质量
m=10g=0.01kg
汽油完全燃烧放出的热量
Q=qm=4.6×107J/kg×0.01kg＝4.6×105J
由得，一个工作循环中输出的有用机械能
W有＝ηQ＝30%×4.6×105J＝1.38×105J
[3]题图中装置的顶部是喷油嘴，是柴油机的构造示意图。
4、 有机合成材料 CD D
【解析】
【详解】
（1）[1]橡胶的主要成分是有机物，故属于有机合成材料。
（2）[2]由题意可知，完成一个引体向上，小叶克服重力做的功为

故完成16次标准动作所做的功为

所用时间为t，故整个过程小叶克服重力做功的功率为

（3）[3]A．将篮球举起，有力且在力的方向上移动距离，对篮球做了功，故A不符合题意；
B．用力将篮球抛出，有力，且篮球在力的方向上通过了距离，对篮球做了功，故B不符合题意；
CD．篮球在空中飞行、篮球进入篮筐是篮球具有惯性，人与篮球间没有力的作用，对篮球不做功，故CD符合题意。
故选CD。
（4）[4]篮球离开手后先向上做减速运动，到达最高点时动能最小，然后篮球向下做加速运动，故在其质量不变的情况下，其动能先变小，后变大；由于篮球在最高点时，具有向前的速度，速度不为0，故最小动能不为0，故可知ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
5、 大 不变
【解析】
【详解】
[1]根据公式可知，物质的质量一定，物质的比热容越大，则吸收相同热量后，温度升高的越小。水的比热容大，故修建人工湖可以使城市温度上升的慢。
[2]物质的比热容是物质固有属性，它与物质的种类和状态有关，与物质的质量和体积无关。故蒸发一部分水，剩下的水比热容不变。
三、计算题
1、（1）1800s；（2）1.38×108J；（3）3千克
【解析】
【详解】
解：（1）根据公式可知汽车所用的时间

（2）已知，汽车发动机的功率
P=23kW=23000W
则整个运动过程汽车牵引力做功
W有=Pt=23000W×1800s=4.14×107J
汽油完全燃烧放出的热量

（3）根据热量计算公式，可知消耗的汽油

答：（1）汽车所用的时间是1800s；
（2）汽油完全燃烧放出1.38×108J的热量；
（3）消耗了3千克的汽油。
2、（1）6.72×105J；（2）7%
【解析】
【详解】
解：（1）1标准大气压下，水的沸点为100℃，则2kg的水被烧开吸收的热量
Q吸=cm水（t﹣t0）=4.2×103J/（kg·℃）×2kg×（100℃﹣20℃）=6.72×105J
（2）完全燃烧0.8kg木材能放出的热量
Q放=qm木材=1.2×107J/kg×0.8kg=9.6×106J
小静烧水的效率

答：（1）水吸收的热量为6.72×105J；
（2）小静烧水的效率是7%。
3、（1）2.8×107J；（2）95kg
【解析】
【详解】
解：（1）1kg木炭完全燃烧放出的热量为

（2）上述的热量全部被水吸收，则有，水的质量为

答：（1）1kg木炭完全燃烧放出的热量是2.8×107J。
（2）若这些热量全部被锅内30℃的水吸收，可将95kg水加热至100℃。
4、（1）；（2）
【解析】
【详解】
解：（1）这次加热过程中，水吸收的热量是

（2）燃料完全燃烧释放的热量为

该热水器的实际效率是

答：（1）这次加热过程中，水吸收的热量是；
（2）该热水器的实际效率是。
5、（1）1.45×1018J；（2）21%。
【解析】
【详解】
解：（1）完全燃烧5×1010kg标准煤能放出热量

（2）由题知，年平均发电量E=3.045×1017J，Q放=1.45×1018J，火力发电的效率

答：（1）完全燃烧5×1010kg标准煤能放出1.45×1018J热量；
（2）火力发电的效率为21%。