苏科版九年级物理上册第十二章机械能和内能同步练习（共9套附解析）

分类综合训练(二)
教材知识梳理
核心要点突破
一、能量　机械能
1．能量：表达物体能够做功的本领．一个物体能对另一个物体________，就表明这个物体具有能量．所有能量的单位都是________．
2．动能：物体由于运动而具有的能量叫作动能．物体动能的大小与物体的________和________有关，________越大，________越大，动能越大．
3．势能：分为重力势能和弹性势能两种．物体由于________________而具有的能量叫作弹性势能，弹性势能的大小与物体发生_________________有关；物体由于________而具有的能叫重力势能，重力势能的大小与物体的________和________有关，物体的________越大，________越高，重力势能越大．
4．机械能：__________和__________统称为机械能．________和________可以相互转化．
二、内能
5．内能：物体内所有__________和__________的总和叫作物体的内能．由于一切物体内分子的热运动永不停息，任何一个物体都具有__________．内能的大小与物体的________、________、________等因素都有关．
6．改变物体内能的一种方式——热传递：当物体或物体的不同部分之间存在________时，就会发生热传递．热传递时，能量从________转移到________，直至温度相同．
热传递实质：____________________．
三、比热容
7．比热容：物理学中，将物体温度升高时吸收的热量与它的________________________之比，叫作比热容．比热容公式：c＝Qm•Δt；比热容的单位：焦耳/(千克•摄氏度)，读作：焦耳每千克摄氏度．

8．比热容是物质的一种属性，它不随物质的体积、质量、形状、位置、温度的改变而改变，比热容的大小与__________和__________都有关．
9．水的比热容：c水＝4.2×103 J/(kg•℃)，它表示的物理意义是______________________．
水的比热容较大的应用：用水冷却汽车的发动机；傍晚往秧田里灌水，保护秧苗夜间不致受冻；暖水袋等．
10．热量(Q)：物体在热传递过程中________________________叫作热量(物体含有多少热量的说法是错误的)．热量的计算：①Q吸＝cm(t－t0)＝cmΔt；②Q放＝cm(t0－t)＝cmΔt.
四、做功及其实质
11．改变物体内能的另一种方式——做功：做功改变物体内能的实质是______________与________________________________________________________________________
相互转化的过程．物体对外做功，物体的内能减小；外界对物体做功，物体的内能增大．
12．改变物体内能的两种方式：______和___________________________，
这两种方式对改变物体的内能是等效的．
五、热机
13．热机就是将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的________能转化为________能的装置．
14．汽油机的一个工作循环有四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、________、排气冲程；在一个工作循环中，曲轴旋转________圈、活塞往复________次、对外做功________次．压缩冲程中是将________能转化为________能；做功冲程中是将________能转化为________能．
六、燃料的热值
15．热值(q)：燃料____________放出的热量与燃料质量之比，叫作这种燃料的热值．单位是焦耳/千克．
16．燃料完全燃烧放出的热量计算公式：Q放＝qm或Q放＝qV.
教材知识纵横
温度、内能、热量的区别与联系
名称 温度 热量 内能
定义不同 　宏观上：表示物体的冷热程度．微观上：反映物体中大量分子无规则运动的剧烈程度 　物体在热传递的过程中转移的能量 　物体内所有分子动能和分子势能的总和
量的性
质不同 状态量 过程量 状态量
表述 　能说“温度降低”“温度升高”或“温度是” 　能说“放出热量”或“吸收热量” 　能说“具有”内能，“改变、增加、减少”内能或“内能是”
单位 摄氏度( ℃) 焦耳(J) 焦耳(J)
联系 　热传递可以改变物体的内能，使其内能增加或者减少，但温度不一定改变(如晶体的熔化、凝固)，即：物体吸收热量，内能会增加，物体放出热量，内能会减少，但物体温度不一定发生改变
教材图片展示
命题点1　机械能及其转化
如图12－T－1所示是皮球落地后弹跳过程中，每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片．此过程中，皮球的机械能________(选填“增大”“减小”或“不变”)．球越跳越低，原因是______________________________________________________．
　　

                      
图12－T－1               图12－T－2
命题点2　分子热运动
如图12－T－2所示，将等量的红墨水滴入装有等质量的冷水和热水的两个烧杯中，发现热水很快变红，这个现象说明了____________，分子的无规则运动越剧烈．这个现象叫作____________．

命题点3　改变物体内能的方式
 
图12－T－3
如图12－T－3所示，将手中的铁丝在同一位置快速地弯折十余次，然后用手指触摸一下被弯折的部位，会感觉到弯折部位________，表明铁丝的内能________；说明了________可以改变物体的内能．
重点实验再现
实验一　探究影响动能大小的因素
 
图12－T－4
实验器材：质量不同的小钢球、斜面、木块．
实验步骤：
(1)让钢球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块在水平面上前进，观察木块移动的距离，并将数据记录在表中．
(2)换质量较大的钢球在斜面的同一高度处由静止滚下，观察木块在水平面上移动的距离，并将数据记录在表中．
实验记录：

实验序号 小钢球的质量
m/g 小钢球滚下的
高度h/cm 木块被撞后运动
的距离s/m
1   
2   
3   
实验结论：
(1)质量相同时，速度越________的物体做的功越多，表明它具有的动能越________．
(2)速度相同时，质量越________的物体做的功越多，这表明它具有的动能越________．
交流与评估：
(1)实验中，小钢球的动能大小从什么现象上反映出来？这种方法在物理学上叫什么？
(2)若水平面绝对光滑，本实验还能否达到探究目的？

(3)实验中，探究物体动能的大小与物体质量的关系时，让不同质量的小钢球从斜面上的同一高度由静止滚下，撞击木块．这样做的目的是什么？

实验二　探究影响重力势能大小的因素
 
图12－T－5

实验器材：100 g钩码、10 g木块、小方桌、沙箱．
实验步骤：
(1)按图12－T－5A、B组装，让同一重物(100 g钩码)从不同的高度自由下落冲击小方桌，比较小方桌下陷的深度，并将实验数据记录在表中．

同一重物 小方桌下陷情况
高度h1 
高度h2(h2＞h1) 
(2)按图12－T－5C、D组装，让两个不同质量的重物(100 g钩码，10 g木块)从同一高度自由下落冲击小方桌，比较小方桌下陷的深度，并将实验数据记录在表中．

同一高度 小方桌下陷情况
100 g钩码 
10 g木块 
实验结论：
质量相同时，被举起越高的物体具有的重力势能越________；被举起高度相同时，质量越________的物体具有的重力势能越大．

交流与评估：
实验中通过观察什么判断重力势能的大小？运用了什么方法？

实验三　探究不同物质吸热升温的快慢
 
图12－T－6
实验器材：铁架台、烧杯、水、沙子、酒精灯、石棉网、温度计、秒表、天平等．
实验过程：
(1)在相同的烧杯中分别装入________________的水和沙子，用相同的酒精灯对它们加热．在实验中用搅拌器给沙子和水不断搅拌的目的是使____________________．用________来反映物体吸收热量的多少．
(2)给水和沙子加热使它们升高相同的温度，比较对水和沙子加热的时间，记录实验数据的表格如下：

物质 初温
t1/ ℃ 温度升高10 ℃
加热时间t/min 温度升高20 ℃
加热时间t/min
水 15 2 4
沙子 15 1 2
实验结论：等质量的水和沙子在升高相同的温度时，对水加热的时间更长，说明水和沙子在升高相同温度时水吸收的热量________，这反映了不同物质的一种物理属性——由此引入一个新的物理量__________．
评估交流：
(1)实验采用了____________法和________法．
(2)温度计在使用时，应当使其玻璃泡________在被测物体中，不要接触烧杯的底部和侧壁．
中考真题链接
►类型一　机械能及其转化
1．[2017•攀枝花]小丽同学在蹦床上运动，她从高处落下后又被弹起的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．蹦床形变最大时，小丽的重力势能最小
B．蹦床形变最大时，蹦床的弹性势能最小
C．小丽从最高点下落过程中，她的动能和重力势能均不断增加
D．小丽被弹起后上升过程中，重力势能转化为动能
►类型二　改变物体内能的两种方式
2．[2017•天津]下列事例中，改变物体内能的方式与其他三个不同的是(　　)
A．用力搓手，手会发热
B．用炉灶烧水，水温升高
C．汽缸内气体被压缩，温度升高
D．用锯条锯木头，锯条温度升高
3．[2017•宿迁]如图12－T－7所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部，放入一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内的空气温度升高，空气的内能________(选填“增加”或“减少”)，空气的内能是通过________的方式改变的；筒内的棉花由于温度升高达到着火点而燃烧，棉花的内能是通过________的方式改变的．

 
图12－T－7
►类型三　温度、内能、热量的区别
4．[2017•眉山]下列关于温度、热量和内能的说法正确的是(　　)
A．热量总是从高温物体传给低温物体
B．物体从外界吸收了热量，温度一定升高
C．物体的温度越高，具有的热量越多
D．物体的内能增加，则一定是从外界吸收了热量
►类型四　热机的工作过程及能量转化
5．[2017•扬州]如图12－T－8所示是汽油机模型，正在进行的是________冲程，该冲程将________能转化为________能．
 
图12－T－8

6．[2017•潍坊]如图12－T－9所示是四冲程汽油机的剖面图，它是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的．其中内能转化为机械能的是(　　)
A．吸气冲程　　　　　B．压缩冲程        C．做功冲程　　　　　D．排气冲程

　　　
      图12－T－9
6．[2017•潍坊]如图12－T－9所示是四冲程汽油机的剖面图，它是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的．其中内能转化为机械能的是(　　)
A．吸气冲程　　　　　B．压缩冲程
C．做功冲程　　　　　D．排气冲程
►类型五　比较不同物质的吸热能力
7．[2017•眉山]在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中：
(1)在两个完全相同的烧杯中分别装入________(选填“质量”或“体积”)和初温都相同的水和煤油．
(2)实验中选择相同规格的电加热器，可以认为在相同时间内水和煤油________相同，然后用比较________的方法来完成探究实验．
(3)根据实验测得的数据分别描绘出了水和煤油两种液体的温度随加热时间变化的图像，如图12－T－10所示，则________的吸热能力更强．“暖手宝”中装的储热液体具有的比热容________(选填“较大”或“较小”)．
(4)由图像可得煤油的比热容为________J/(kg•℃)．[c水＝4.2×103 J/(kg•℃)]
 
图12－T－10
►类型六　热量计算
8．[2017•贺州]小明用燃气灶把质量为12 kg、初温为20 ℃的水加热到100 ℃，燃烧掉0.42 m3的天然气，则燃烧的天然气放出的热量是________J，燃气灶的热效率是________．(天然气的热值是3.2×107 J/m3)
9．[2017•常州]如图12－T－11甲所示，1标准大气压下，普通煤炉把壶内20 ℃、5 kg的水烧开需完全燃烧一定质量的煤，此过程中，烧水效率为28%.为提高煤炉效率，浙江大学创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在燃烧等量煤烧开壶内初温相同、等量水的过程中，还可额外把炉壁间10 kg的水从20 ℃加热至40 ℃.q煤＝3×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg•℃)，以上过程中，问：
(1)普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大？
(2)双加热煤炉的烧水效率有多大？

图12－T－11
教师详解详析
教材知识梳理
【核心要点突破】
1．做功　焦耳
2．质量　速度　质量　速度
3．发生弹性形变　弹性形变的大小　被举高　质量　高度　质量　高度
4．动能　势能　动能　势能
5．分子动能　分子势能　内能　温度　质量　状态
6．温度差　高温处　低温处　能量(内能)的转移
7．质量和升高温度的乘积
8．物质种类　物质状态
9．1 kg的水温度升高(或降低)1 ℃时，吸收(或放出)的热量是4.2×103 J
10．转移的能量
11．其他形式的能　内能
12．做功　热传递
13．内　机械
14．做功冲程　两　两　一　机械　内　内　机械
15．完全燃烧
【教材图片展示】
命题点1　减小　皮球克服阻力做功，将一部分机械能转化为内能
命题点2　温度越高　扩散现象
命题点3　温度升高　增大　做功
【重点实验再现】
实验一　大　大　大　大
小钢球的动能大小从木块被撞击后所移动的距离长短上反映出来，木块移动的距离长说明小钢球的动能大，木块移动的距离短说明小钢球的动能小．这种研究物理问题的方法叫转换法．
不能．因为光滑水平面上没有摩擦，木块将一直运动下去．
让不同质量的小钢球从斜面上的同一高度由静止滚下，保证了小钢球到达水平面时的速度相等．
实验二　大　大
通过观察小方桌下陷的深度判断重力势能的大小，运用了转换法．
实验三　质量和初温相同　物体均匀受热　加热时间的长短　更多　比热容　控制变量　转换　浸没
中考真题链接
1．A
2．B　[解析] 用力搓手，手会发热，是通过做功的方式增加内能的；用炉灶烧水，水温升高，是通过热传递的方式增加内能的；汽缸内气体被压缩，空气的温度升高，是通过做功的方式增加内能的；锯木头时锯条发烫，摩擦生热，是通过做功的方式增加内能的．故选B.
3．增加　做功　热传递
[解析] 迅速向下压活塞，活塞会压缩空气做功，机械能转化为内能，使空气的内能增加，温度升高，这是通过做功的方式增加空气内能的；当温度达到棉花的着火点时，棉花就会燃烧，这是通过热传递的方式增加棉花内能的．
4．A　[解析] 两个不同温度的物体相接触发生热传递时，热量总是从高温物体传给低温物体，故A正确；物体吸收热量，温度不一定会升高，比如晶体熔化过程，虽然吸收热量，但温度不变，故B错误；热量是过程量，不能用“具有”或“含有”表述，故C错误；物体内能增加，可能是外界对物体做功，也可能是发生了热传递，故D错误．
5．压缩　机械　内
[解析] 分析题图能看出，两个气门都关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能．
6．C
7．(1)质量　(2)吸收的热量　升高的温度　(3)水　较大　(4)2100
[解析] (1)在两个相同的烧杯中加入初温和质量相同的水和煤油；(2)用相同规格的电加热器加热，在相等时间内煤油和水吸收的热量相等，然后用比较升高的温度的方法来比较不同物质的吸热能力，升高的温度越高，吸热能力越弱；(3)由图像可知，质量相等的煤油和水吸收相同热量，升温较快的是煤油；若使两者升高相同的温度，水需要加热更长的时间，水吸收的热量较多．因此可以得出结论：水的吸热能力较强．“暖手宝”中装的储热液具有的比热容较大；(4)水和煤油吸收的热量相同，所以有c水m(30 ℃－10 ℃)＝c煤油m(50 ℃－10 ℃)，煤油的比热容为c煤油＝12c水＝12×4.2×103 J/(kg•℃)＝2.1×103 J/(kg•℃)．
8．1.344×107　30%
[解析] 水吸收的热量：Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg•℃)×12 kg×(100 ℃－20 ℃)＝4.032×106 J；天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq＝0.42 m3×3.2×107 J/m3＝1.344×107 J；燃气灶的热效率：η＝Q吸Q放×100%＝4.032×106 J1.344×107 J×100%＝30%.

9．(1)Q壶中水＝c水m壶中水Δt壶中水＝4.2×103 J/(kg•℃)×5 kg×(100－20) ℃＝1.68×106 J
Q放＝Q壶中水η甲＝1.68×106 J28%＝6×106 J
m煤＝Q放q煤＝6×106 J3×107 J/kg＝0.2 kg
(2)Q侧水＝c水m侧水Δt侧水＝4.2×103 J/(kg•℃)×10 kg×(40－20) ℃＝8.4×105 J
Q总水＝Q壶中水＋Q侧水＝1.68×106 J＋8.4×105 J＝2.52×106 J
η乙＝Q总水Q放×100%＝2.52×106 J6×106 J×100%＝42%