2021北京重点校初三(上)期中物理汇编：机械能、内能及其转化章节综合.docx

2021北京重点校初三（上）期中物理汇编
机械能、内能及其转化章节综合1

一、多选题
1．（2021·北京·北师大实验中学九年级期中）小莉根据表中的数据，得出以下四个结论，其中正确的是（　　）
几种物质的比热容c/[J•（kg•℃）﹣1]
水
4.2×103
冰
2.1×103
酒精
2.4×103
沙石
0.92×103
煤油
2.1×103
铝
0.88×103
水银
0.14×103
铜
0.39×103

A．不同物质的比热容可能相等
B．同种物质在不同状态下比热容一定相等
C．如果吸收或放出的热量相同，水的温度变化比沙石大得多
D．质量相同的水和沙石，要使它们上升同样的温度，水吸收更多的热量
2．（2021·北京四中九年级期中）用四个加热器分别给a、b、c、d四杯水加热，直到水沸腾一段时间，水的温度与时间的关系如图所示（假设同一杯水，单位时间吸收热量相同）。下列说法正确的是（　　）

A．四杯水中，b是在最高气压下加热的
B．如果a和b的加热器相同，则a和b的水的质量相同
C．如果a和c的水的质量相同，则c的加热器单位时间放出的热量较小
D．沸腾之前d杯水温度变化最为缓慢，是因为d杯水的比热容最大
3．（2021·北京四中九年级期中）从一烧杯煤油中倒出一小部分到煤油灯内，点燃煤油灯加热烧杯中剩下的煤油（温度不高于沸点）。关于煤油的一些物理量的变化，下列说法正确的是（　　）
A．倒出部分煤油后，烧杯中剩下煤油的比热容不变
B．煤油灯燃烧过程中，灯中的煤油热值不变
C．煤油灯燃烧过程中，灯中的煤油质量不变
D．燃烧的煤油将温度传给被加热的煤油
4．（2021·北京·北师大实验中学九年级期中）关于图所示的四个情景，下列说法中正确的是（　　）

A．甲图：红墨水在热水中扩散得快，说明分子无规则运动的剧烈程度与温度有关
B．乙图：两个铅块没有被重物拉开说明分子间只存在引力
C．丙图：抽出玻璃板，两瓶内气体会混合在一起，说明气体间可以发生扩散现象
D．丁图：将一定量的水与酒精混合后总体积变小，说明分子间存在空隙
5．（2021·北京·北师大实验中学九年级期中）关于温度、内能、热量，下列说法中正确的是（　　）
A．一切物体无论温度高低，都具有内能
B．物体的温度不变，它的内能可能变小
C．物体的温度降低，它一定放出了热量
D．物体的内能增加，它一定吸收了热量
二、单选题
6．（2021·北京·北师大实验中学九年级期中）下列现象中，通过热传递改变物体内能的是（　　）
A．食品放入冰箱后，温度降低 B．盖紧的暖瓶塞被水蒸气顶起
C．冬天手冷时，双手搓一搓就暖和了 D．锯木头时锯条会发热
7．（2021·北京四中九年级期中）如图所示为某型号单气缸内燃机工作时某冲程的示意图，则该冲程（　　）

A．主要将内能转化机械能 B．可能在吸入油气混合物
C．是压缩冲程 D．在依靠飞轮的惯性完成
8．（2021·北京四中九年级期中）小明从下表提供的信息中得出以下几个结论，其中正确的是（　　）
一般情况下几种物质的比热容c/[J•（kg•℃）-1]
水4.2×103
干泥土0.84×103
酒精2.4×103
铜0.39×103
冰2.1×103
铝0.88×103
水银0.14×103
铅0.13×103

A．汽车发动机用酒精来冷却效果会更好
B．液体的比热容比固体的比热容大
C．同种物质在不同的状态下比热容一般不同
D．质量相同的铜和铅，升高相同的温度，铅吸收热量较多
9．（2021·北京四中九年级期中）下列说法中不正确的是（　　）
A．任何物体都具有内能
B．一个物体的温度升高，它的分子运动变得更剧烈
C．固体和液体很难被压缩，说明固体和液体分子间无间隙
D．分子间的引力和斥力是同时存在的
10．（2021·北京四中九年级期中）关于海波晶体的熔化过程，下列判断正确的是（　　）
A．温度升高，内能不变 B．放出热量，内能不变
C．温度不变，内能增大 D．吸收热量，温度升高
11．（2021·北京四中九年级期中）如图所示的四幅图中，属于利用热传递改变物体内能的是（　　）
A．搓手能发热 B．烧水时水温升高
C．冰刀下的冰熔化 D．钻木取火
12．（2021·北京四中九年级期中）在国际单位制中，热量的单位是（　　）
A．J B．W C．J/（kg·℃） D．J/kg
13．（2021·北京市陈经纶中学九年级期中）为了比较水和食用油的吸热能力，同学们用两套完全相同的装置做了如图所示的实验：在两个烧杯中分别装有质量相等、初温相同的水和食用油，用完全相同的酒精灯分别给水和食用油加热。关于实验过程中出现的情况，下列描述正确的是（　　）

A．食用油和水加热到相同温度，所需加热时间相同
B．食用油吸热升温较快，说明食用油吸热能力较强
C．加热相同时间，水升温少，说明水吸热能力较强
D．加热相同时间，水和食用油升高的温度不同，所吸收的热量不同
14．（2021·北京·人大附中九年级期中）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　）
A．温度相同的两物体间不会发生热传递
B．温度高的物体，内能一定大
C．物体内能减小，说明物体一定对外做了功
D．0℃的冰块，内能一定为零
三、填空题
15．（2021·北京市陈经纶中学九年级期中）在做功可以改变物体内能的实验中，老师演示了如图实验。把活塞迅速压下去，观察到硝化棉燃烧，硝化棉燃烧是由于做功使管内______（选填“空气”或“硝化棉”）的内能增加。这与四冲程汽油机的______冲程相同。

16．（2021·北京·北师大实验中学九年级期中）已知小华家10月份使用天然气25m3，天然气的热值是8.4×107J/m3，则小华家10月份所用天然气完全燃烧放出热量_______J；如果这些热量全部被水吸收，则可以将_______kg初温为20℃的水烧开。[假定大气压为1个标准大气压，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]
四、计算题
17．（2021·北京·北师大实验中学九年级期中）小华家使用的是天然气热水器，该热水器的铭牌标明了它的热效率，表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能，有多大比例转化为水的内能。小华尝试估测该热水器的热效率，以核对铭牌上的数值是否准确。他把家里自动洗衣机的“水量”设置为40L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的体积达到40L时洗衣机便会自动停止注水。已知当时自来水的温度是15℃，热水器输出热水的温度为40℃，注水前天然气表的示数是2365.89m3，注水后变为2366.04m3，请你估测该热水器的热效率。已知：40L水的质量为40kg，天然气的热值为3.2×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。
18．（2021·北京四中九年级期中）质量为500g的金属块，温度从100℃降低到20℃共放出了3.52×104J的热量，求：金属块的比热容c。
19．（2021·北京四中九年级期中）采暖季某学校锅炉房每天要将5t水从20℃加热到100℃。求：
（1）这些水要吸收热量Q吸为多少？[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
（2）锅炉房是用天然气作为燃料来烧水，设天然气完全燃烧释放热量的80%被水吸收，学校每天因烧水要消耗天然气的体积V是多少m3？（天然气的热值q=8.4×107J/m3，天然气完全燃烧放出热量的公式是Q放=qV，式中V表示气体燃烧的体积。）
20．（2021·北京市陈经纶中学九年级期中）小明用酒精炉将一壶质量为2kg、温度为40℃的水加热至90℃，水吸收的热量是多少J？若这一过程中酒精完全燃烧了0.02kg的酒精，求该过程酒精炉的加热效率[q酒精=3.0×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg•℃）]。
五、实验题
21．（2021·北京四中九年级期中）小明学习了物质的比热容和燃料的热值知识后，自己设计了一个如图所示的实验，实验过程中每隔1分钟记录一次甲乙烧杯中液体的温度。

（1）根据实验装置中器材的配置和实验记录，可知小明的实验目的是_________；
A．比较甲乙烧杯中两种不同液体的比热容
B．比较两种燃料的热值（甲乙烧杯中装入等质量的水）
C．同时比较甲乙烧杯不同液体的比热容和两种燃料的热值大小
加热时间T/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
甲杯液体温度t1/℃
25
27
29
32
34
36
38
40
42
44
乙杯液体温度t2/℃
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34

（2）实验中必须要有的测量工具是：秒表、温度计和___________；
（3）根据实验数据可以得出的结论：___________；
（4）你认为实验中产生误差的主要原因有哪些？（回答主要的一条即可）___________。
22．（2021·北京·北师大实验中学九年级期中）为了“比较不同物质吸热的情况”，小亮选用两个规格相同的烧杯，加入初温相同、________相同的水和食用油，选用两个规格相同的电加热器加热水和食用油，用两个相同的温度计测量水和食用油的温度，实验装置如图1所示，除了图中所给实验器材外，还需要补充一个测量器材是_______。如图2所示是小亮根据实验数据绘制的水和食用油的温度随时间变化的图象。

（1）在实验中小亮控制水和食用油升高的温度相同，通过测量______来比较水和食用油吸收的热量的多少，吸收热量______（填“多”或“少”）的物质吸热能力强。
（2）根据图2可以判断：在此实验中，如果要使水和食用油最后温度相同，就需要给______加热更长的时间，此过程中水吸收的热量______（选填“大于”、“等于”或“小于”）食用油吸收的热量。
23．（2021·北京·人大附中九年级期中）小明进行“探究不同物质的吸热能力与物质种类的关系”的实验。
（1）选用两个规格相同的烧杯，加入初温相同、______相同的水和食用油，选用两个规格相同的电加热器加热，用两个相同的温度计测量水和食用油的温度，实验装置如图所示。实验数据记录在表格中。

种类
质量
初温
末温
温度变化
加热时间
水
200
20
70
50
170
食用油
200
20
70
50
80

（2）实验中，通过比较______来反映食用油和水吸收热的多少。根据表中实验数据可以判断，在此实验中，如果要使水和食用油最后温度相同，水吸收的热量______（选填“大于”或“小于”或“等于”）食用油吸收的热量。
24．（2021·北京·人大附中九年级期中）小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。按上述方案进行实验，其实验数据如表所示。
实验序号
铁块质量
铁块距桌高度
桌腿进入沙子的深度
①
20
20
1.9
②
20
30
2.9
③
20
40
3.8
④
30
20
2.9
⑤
40
20
3.8

（l）该实验是通过观察比较______来判断铁块重力势能大小的。
（2）分析比较①②③实验数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：在______相同的情况下，______。
25．（2021·北京·人大附中九年级期中）如图，小明用a、b两球探究“物体动能大小与哪些因素有关”。小球质量，让小球从同一斜面由静止释放，撞击水平面上的木块。

（1）该实验中物体的动能指______（选填“小球”或“木块”）的动能，通过观察______判断小球的动能大小。
（2）对比甲图和丙图是为了探究动能大小与______的关系。
（3）对比甲图和乙图，将质量不同的小球从相同斜面的同一高度由静止释放的目的是______，该实验可得到的结论是______。

参考答案
1．AD
【详解】A．由表格数据可知煤油和冰的比热容相同，因此不同物质的比热容可能相等，故A正确；
B．比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，因此同种物质在不同状态下比热容不同，故B错误；
C．由表格数据可知水的比热容大于沙石比热容，根据Q＝cmΔt，如果吸收或放出的热量相同，但不确定质量大小关系，因此不能确定水的温度变化比沙石大得多，故C错误；
D．由Q吸＝cmΔt可知，质量相同的水和沙石，升高相同的温度，水的比热容较大，则水吸收的热量更多，故D正确。
故选AD。
2．ABC
【详解】A．由图可知，b的沸点最高，根据气压越高沸点越高。所以b是在最高气压下加热的，故A正确；
B．若a和b加热器相同，由于两杯水在达到沸点前温度随时间变化的变化率一样，即同样时间内，两杯水吸收热量相同，所以质量相同，故B正确；
C．若a和c的水的质量相同，同一时间a的温度大于c的温度，故c的加热器单位时间内放出的热量少。故C正确；
D．同一物质的比热容相同，故D错误。
故选ABC。
3．AB
【详解】A．比热容是物质的一种特性，和物体吸收热量的多少、温度的高低、质量的大小都没有关系，只与物质的种类、状态有关，故A正确；
B．热值是燃料的特性，其大小仅与燃料的种类有关，而与燃料的质量和燃烧程度无关，故B正确；
C．物体所含物质的多少叫做质量，质量的大小取决于物体本身所含物质的多少。所以，煤油灯燃烧过程中，灯中的煤油质量减少，故C错误；
D．发生热传递的条件是存在温度差，且是热量从温度高的物体传给温度低的物体，即传递的是热量，而不是温度，故D错误。
故选AB。
4．ACD
【详解】A．红墨水在热水中扩散的比冷水中快，说明温度越高，分子运动速度越快，故A正确；
B．分子间存在着相互作用的引力与斥力，图中两个压紧的铅块能吊起钩码，是由于分子间存在引力，故B错误；
C．抽掉玻璃板后，两个瓶子内的气体会混合在一起，最后颜色变得均匀，属于扩散现象，说明分子在永不停息地做无规则运动，故C正确；
D．将一定量的水与酒精混合后总体积变小，说明分子间存在间隙，故D正确。
故选ACD。
5．AB
【详解】A．一切物体无论温度高低，组成它的分子都在永不停息地做无规则热运动，故物体一定具有内能，故A正确；
B．物体的温度不变，它的内能可能变小，例如晶体的凝固过程，尽管温度不变，但是要放热，它的内能是减小的，故B正确；
C．改变物体的内能有两种途径：做功和热传递，物体的温度降低，也可能对外做了功，故C错误；
D．物体的内能增大不一定是吸收了热量，也许是对物体做功，因为做功和热传递在改变物体内能上是等效的，故D错误。
故选AB。
6．A
【详解】A．食品放入冰箱后，温度降低，是食品的内能转移到冰箱，属于热传递改变物体内能，故A符合题意；
B．盖紧的暖瓶塞被水蒸气顶起时，水蒸气对瓶塞做功，内能减少，内能转化为机械能，属于做功改变内能，故B不符合题意；
C．双手相互摩擦，手发热，是克服摩擦力做功，将机械能转化成内能，属于做功改变内能，故C不符合题意；
D．用锯条锯木头，锯条发热，是克服摩擦力做功，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能，故D不符合题意。
故选A。
7．D
【详解】由图可知，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸，是排气冲程，没有能量的转化，依靠飞轮的惯性完成的，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
8．C
【详解】A．由于水的比热容最大，故相同质量的水和其它液体相比较，在升高相同温度的情况下，由于水的比热容最大，水的温度变化小，即水温度升高的最慢，故一般用水做冷却剂，故A错误；
B．由表格数据知道，液体水银的比热容比固态的干泥土等比热容都小，故B错误；
C．由表格数据知道，冰和水是同种物质，但比热容不同，故C正确；
D．质量相等的铜和铅，由于铜的比热容大，由知道，在升高相同的温度时，铜吸收的热量多，故D错误。
故选C。
9．C
【详解】A．内能是物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和，任何物体都有内能，故A正确，不符合题意；
B．分子无规则运动的剧烈程度与物体的温度有关，一个物体的温度升高，它的分子运动将更剧烈，故B正确，不符合题意；
C．固体和液体很难被压缩，说明固体和液体分子间存在斥力，故C错误，符合题意；
D．组成物质的分子间同时存在相互作用的引力与斥力，故D正确，不符合题意。
故选C。
10．C
【详解】A．海波的温度升高，分子运动加剧，分子动能变大，因此内能一定变大，故A错误；
B．海波放出热量，物体的内能一定减小，故B错误；
CD．海波在熔化过程中，吸收热量温度不变，但内能增大，故C正确，D错误。
故选C。
11．B
【详解】A．搓手时，手克服摩擦做功，将机械能转化为内能，使得手的温度升高，是利用做功改变物体的内能，故A不符合题意；
B．烧水时，水通过热传递的方式吸收热量，温度升高，故B符合题意；
C．冰刀下的冰熔化，是由于冰刀与冰摩擦时克服阻力做功，将机械能转化为内能，使得冰的温度升高，从而使得冰吸热熔化，是利用做功改变物体的内能，故C不符合题意；
D．钻木取火是通过克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，使得温度升高，达到木头的燃点，从而燃烧，是利用做功改变物体的内能，故D不符合题意。
故选B。
12．A
【详解】A．在国际单位制中，热量的单位是焦耳，简称焦，符号J，故A符合题意；
B．W是功率的单位，故B不符合题意；
C．J/（kg•℃）是比热容的单位，故C不符合题意；
D．J/kg是热值的单位，故D不符合题意。
故选A。
13．C
【详解】A．食用油和水加热到相同温度时，由于二者的吸热能力不同，吸收热量不同，所以所需的加热时间是不同的，故A错误；
B．食用油吸热升温较快，由Q=cmΔt可知，食用油的吸热能力较弱，故B错误；
C．用相同的酒精灯加热相同的时间，吸收的热量是相同的，水升温较少，由Q=cmΔt可知，水的比热容大，即水的吸热能力较强，故C正确；
D．因酒精灯是相同的，故加热相同时间，酒精灯释放的热量相同，水和食用油吸收的热量也相同，故D错误。
故选C。
14．A
【详解】A．热传递发生的条件是存在温度差，温度相同的两物体间不会发生热传递，故A正确；
B．温度高的物体，质量未知，故内能不一定大，故B错误；
C．物体内能减小，可能物体对外做了功，或者放出了热量，故C错误；
D．任何物体都有内能，不可能存在内能为零，故D错误。
故选A。
15．     空气     压缩
【详解】[1]当把活塞迅速压下去时，活塞对空气做功，空气的内能就会增加，空气的温度就会升高，达到硝化棉的燃烧点，硝化棉就燃烧起来，因此硝化棉燃烧是由于做功使管内空气的内能增加所致。
[2]此过程机械能转化为内能，四冲程汽油机的压缩冲程，是机械能转化为内能的过程。
16．         
【详解】[1]天然气完全燃烧放出的热量为

[2]如果这些热量全部被水吸收，则有

解得可以烧开的水的质量为

17．87.5%
【详解】解：水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(40℃-15℃)=4.2×106J
消耗天然气的体积
V气=2366.04m3-2365.89m3=0.15m3
天然气完全燃烧放出的热量
Q放=V气q=0.15m3×3.2×107J/m3=4.8×106J
该热水器的热效率

答：该热水器的热效率87.5%。
18．
【详解】解：由题知，金属块降低的温度
t=t –t0=100℃−20℃=80℃
根据Q放＝cmt可得，该金属块的比热容为

答：金属块的比热容为。
19．（1）1.68×109J；（2）25m3
【详解】解：（1）水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×5×103kg×(100℃-20℃)=1.68×109J
（2）由可得，天然气燃烧需放出的热量

由Q放=Vq可得，需要天然气的体积

答：（1）这些水要吸收热量为1.68×109J；
（2）学校每天因烧水要消耗天然气的体积是25m3。
20．4.2×105J，70%
【详解】解：由题意可知，水温度升高吸收的热量为

由题意可知，酒精完全燃烧释放的热量为

故该过程酒精炉的加热效率为

答：水吸收的热量是4.2×105J，该过程酒精炉的加热效率是70%。
21．     B     天平     答案见解析     热传递中有热量损失
【详解】（1）[1]为了比较热值大小，要用不同的燃料，加热质量相同的同种液体，根据，液体升温越高，则燃料放出的热量越多，这种燃料热值越大。而比较不同液体的比热容，则需要燃烧相同的燃料（确保相同时间放出的热量相同），加热相同的时间，比较质量和初温相同的液体升高的温度，温度升高越多，则比热容越小。根据实验装置中器材的配置和实验记录，可知小明的实验目的是比较两种燃料的热值（甲乙烧杯中装入等质量的水），故AC不符合题意，B符合题意。
故选B。
（2）[2]根据比较热值的方法，要控制两种燃料的质量相同，实验中必须要有的测量工具除秒表、温度计外还需要天平。
（3）[3]根据实验数据可以得出的结论：相同质量两杯水，在相同时间内，甲杯水温度升高更多，根据可知，甲吸收热量更多，可知煤油灯放出的热量更多，故煤油的热值比菜籽油的热值大。
（4）[4]实验中燃料放出的热量不可能被水完全吸收，热传递中有热量损失。
22．     质量     停表     加热时间     多     水     大于
【详解】[1] 根据比较吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，故实验中应取质量相等的水和食用油倒入两个相同的烧杯中。
[2]我实验中通过加热时间的长短来比较吸收热量的多少，所以本实验还需要用秒表测量时间。
（1）[3][4] 由知道，使相同质量的不同物质升高相同的温度，比热容越大的，吸热越多，反之，吸收的热量多（即加热时间长）的吸热能力强。
（2）[5][6]由图像知，加热相同时间，水升温慢，故如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，根据转换法，此过程中水吸收的热量大于食用油吸收的热量。
23．     质量     加热时间     大于
【详解】（1）[1]根据控制变量法可知：实验中需要控制两种液体的质量和初温相同。
（2）[2]实验中选用相同规格的电加热器对水与食用油加热，在相等时间内，水与食用油吸收的热量相等，所以实验中用加热时间表示物质吸收热量的多少。
[3]根据表格中的数据可知，质量和初温相同的水和食用油升高相同的温度，水的加热时间长，则水吸收的热量多，水的吸热能力强。
24．     桌腿进入沙子的深度     质量     高度越高，物体所具有的重力势能越大
【详解】（1）[1]该实验是通过观察比较桌腿进入沙子的深度来判断重力势能的大小，因为重力势能越大，对桌子做的功越多，桌腿进入沙子的深度越深。
（2）[2][3]分析比较①②③实验数据，铁块的质量相同；高度越大，桌腿进入沙子的深度越深，说明重力势能越大，故结论为在质量相同的情况下，高度越高，物体所具有的重力势能越大。
25．     小球     木块移动的距离     速度     保证到达水平面的速度相同     速度相同时，质量越大，物体的动能越大
【详解】（1）[1][2]该实验中物体的动能指小球的动能，是小球对木块做功；木块移动的距离越大，动能越大，通过观察木块移动的距离判断动能的大小。
（2）[3]对比甲图和丙图，质量相同，高度不同，到达水平面的速度不同，是为了探究动能大小与速度的关系。
（3）[4][5] 将质量不同的小球从相同斜面的同一高度由静止释放的目的是高度相同，保证到达水平面的速度相同；质量越大，小球的动能越大，木块移动的距离越远，故该实验可得到的结论是速度相同时，质量越大，物体的动能越大。

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