第十章　机械能、内能及其转化 复习课件- 2025-2026学年物理北师大版九年级全一册

第十章　机械能、内能及其转化复习 一、选择题(每小题3分,共30分) 1.【新特色·中华优秀传统文化】(2025江苏南京秦淮期末改 编)关于图中所蕴含的物理知识,下列说法正确的是 (　    ) A A.图甲:砸打稻米时,碓头的重力势能越大,稻米越容易去皮 B.图乙:水由高处流下时,水的动能减小 C.图丙:牛拉“犁担”在水平地面匀速转动的过程中,牛的机 械能减小 D.图丁:稻粒落入木桶的过程中,其动能转化为重力势能 解析　图甲:砸打稻米时,碓头的重力势能越大,稻米越容易去 皮,故A正确。图乙:水由高处流下时,水的重力势能转化为动 能,水的动能增大,故B错误。图丙:牛拉“犁担”在水平地面 匀速转动的过程中,牛的动能和势能都不变,机械能不变,故C 错误。图丁:稻粒落入木桶的过程中,其重力势能转化为动能, 故D错误。 2.(2025山东青岛市北期末)关于物体内能、热量和温度,下列 说法中正确的是 (　    ) A.物体内能增加,一定是吸收了热量 B.物体吸收热量,温度一定升高 C.物体放出热量,内能减小、温度一定降低 D.热量不可能自发地从温度低的物体向温度高的物体传递 D 解析　物体内能增加,可能是吸收了热量,也可能是外界对物 体做了功,故A错误。物体吸收热量,内能增加,但温度不一定 升高(如冰化成水的过程中吸收热量,温度保持不变),故B错 误。晶体物质凝固,放出热量,温度保持不变,内能减少,故C错 误。热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体,不可能 自发地从温度低的物体向温度高的物体传递,故D正确。 3.【跨语文·诗词】(2024安徽临泉六中期中)下列诗词加点内 容体现分子无规则运动的是 (　    ) A.“梅须逊雪三分白,雪却输梅一段香” B.“碧纱窗下水沉烟,棋声惊昼眠” C.“更无柳絮因风起,惟有葵花向日倾” D.“沙迷双眸人不见,尘覆万柳鸟无鸣” A 解析　花的香气是分子做无规则运动引起的,A符合题意; “水沉烟”“柳絮因风起”“沙迷双眸”是宏观物体的运 动,不是分子的无规则运动,B、C、D不合题意。故选A。 4.(2025新疆一模)为了节约能源,需要提高热机效率,关于提高 热机效率,下列说法正确的是 (　    ) A.尽量使用热值大的燃料 B.采用先进的制造技术,能将热机效率提高到100% C.尽量增加热机工作时间 D.尽量减少废气带走的热量 D 解析　使用热值大的燃料时,完全燃烧相同质量的燃料,可以 产生更多的热量,但是不能提高热机效率,故A错误。由于摩 擦等因素的存在,无法将热机效率提高到100%,故B错误。增 加热机工作时间,可以增加对外做的有用功,但是不能提高热 机效率,故C错误。减少废气带走的热量可以提高热机效率, 故D正确。 5.(2025河北保定竞秀期末)下列物理现象中与物质的比热容 无关的是 (　    ) A.炎热的夏天在地上洒一些水,感觉到凉快 B.冬天,老人们常用热水袋取暖 C.沿海地区同沙漠地区相比,昼夜温差小 D.早春培育秧苗时,为防止秧苗受冻,采用“晚上多灌水”的 方法 A 解析　洒在地上的水蒸发变为水蒸气时,要吸收热量,使环境 温度降低,从而让人感到凉快,与物质的比热容无关,故A符合 题意。水的比热容较大,和其他物质比较,升高(或降低)相同 温度吸收或(放出的)热量多,所以常用水冷却物体或是取暖, 沿海地区昼夜温差小、在秧田里灌水防止秧苗受冻也都是这 个道理,故B、C、D不符合题意。 6.(2025海南琼中期末)我国古代劳动人民曾发明了一种活塞 式点火器,其原理如图所示。以牛角作套筒,木质推杆前端粘 附艾绒。取火时,一手握住套筒,另一手猛推推杆,艾绒即燃。 下列事例与猛推推杆入筒过程中改变筒内空气内能方式不同 的是 (　    )   A.内燃机的压缩冲程 B.小孩从滑梯上滑下时,臀部有灼热感 C.钻木取火 D D.冬天用热水袋取暖 解析　猛推推杆入筒过程中改变筒内空气内能的方式是做 功。内燃机的压缩冲程、小孩从滑梯上滑下时臀部有灼热 感、钻木取火都是通过做功改变物体的内能,故A、B、C不 符合题意;冬天用热水袋取暖是通过热传递改变物体的内能, 故D符合题意。 7.【新中考·实验新考法】(2024江苏南京秦淮模拟)如图所示 为“比较不同物质的吸热情况”“比较不同燃料燃烧时放出 的热量”的实验装置。下列说法正确的是     (　    ) B A.两实验的研究对象都是烧杯中的液体 B.两实验都需要控制被加热的液体质量相等 C.除图中的器材,两实验都需要用到天平和停表 D.两实验都可以根据温度计示数的变化来比较烧杯中液体吸 热的多少 解析　“比较不同物质的吸热情况”中的研究对象是烧杯中 被加热的物体,而“比较不同燃料燃烧时放出的热量”中的 研究对象是不同的燃料,故A错误。两实验中烧杯中被加热物 质的质量都要相同,故B正确。“比较不同燃料燃烧时放出的 热量”实验中,只要两种不同燃料全部燃烧即可,故没有必要 用到停表,故C错误。根据转换法可知,“比较不同物质的吸 热情况”实验是通过加热时间来反映物体吸收热量的多少, “比较不同燃料燃烧时放出的热量”实验是通过温度计示数 的变化量来比较燃料燃烧放出热量的多少,故D错误。 8.【新课标·科学思维】(2025广东普宁期末)在标准大气压下 将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后,放 到上表面平整的冰块上。经过一段时间后,冰块形状不再变 化,状态如图所示。三块金属的比热容大小相比 (　    )   A.c甲最大　    B.c乙最大 C C.c丙最大　    D.一样大 解析　冰块形状不再变化时,三块金属的温度都等于冰块的 温度,即三块金属降低的温度相同。由图可知,丙金属处冰块 形变最大,说明丙金属处冰块吸收的热量最多,即丙金属放出 的热量最多;根据Q放=cmΔt可知,在质量和降低温度相同时,丙 金属放出的热量最多,则丙的比热容最大,故C正确。 9.(2023河南鹤壁外国语学校月考)干泥土的比热容是水的 , 若干泥土与水的质量之比是2∶1,吸收的热量之比是5∶4,则 干泥土和水升高的温度值之比是 (　    ) A.1∶8　    B.8∶1　    C.8∶25　    D.25∶8 D 解析　干泥土和水的比热容之比c泥∶c水=1∶5,干泥土与水的 质量之比是m泥∶m水=2∶1,吸收的热量之比是Q泥∶Q水=5∶4, 由Q吸=cmΔt可知,干泥土和水升高的温度值之比 = =  = 。故选D。 10.(2025广东广州期中)如图所示是小刘同学做冰熔化实验时 绘制的温度-时间图像,若相同时间内物质吸收的热量相同,下 列说法正确的是 (　    ) D A.物质在AB阶段的比热容大于在CD阶段的比热容 B.BC阶段物质的内能不变 C.tB时刻物质的内能为零 D.tC时刻物质的内能比tD时刻小 解析　实验中物质的质量不变,物质在AB阶段和CD阶段中升 高相同的温度,AB阶段的加热时间小于CD段的,物质在AB阶 段吸收的热量比在CD阶段吸收的热量少;由c= 可知,AB阶 段物质的比热容要小于CD阶段物质的比热容,故A错误。BC 阶段物质的温度保持不变,一直吸收热量,因此内能增大,故B 错误。一切物体在任何时候都有内能,因此tB时刻物质的内能 不为零,故C错误。实验中,物质一直吸收热量,因此tC时刻物质 的内能比tD时刻小,故D正确。 二、填空题(每空2分,共32分) 11.(2023甘肃金昌中考)汽车在刹车过程中,机械能转化为地 面和轮胎的内能,这些内能将无法自动地转化为汽车的机械 能,这种现象说明自发的能量转化过程是有一定　　　　     性的,但在能量的转化和转移过程中,能的总量　　　　　     (选填“不断减少”“保持不变”或“不断增加”)。　 方向 保持不变 解析　在刹车过程中,因摩擦将机械能转化为地面和轮胎的 内能。转化后,这些能将无法再自动转化为汽车行驶所需要 的能量,这种现象说明能量的转化具有方向性,但在能量的转 化和转移过程中,能的总量保持不变。 12.【新特色·中华优秀传统文化】(2025上海嘉定期末)南翔 小笼馒头制作技艺是国家级非物质文化遗产之一。面皮在手 的捏压下变成花瓣般的褶状,说明力能改变物体的　　　    ; 刚出锅的小笼馒头香气特别浓,这是因为温度越高,分子的 　　    运动越剧烈;小笼馒头由生到熟,主要是通过　　　     (选填“做功”或“热传递”)的方式改变内能。 形状 无规则　 热传递 解析　面皮在手的捏压下变成花瓣般的褶状,说明力能改变 物体的形状;刚出锅的小笼馒头香气特别浓,是由于温度越高, 分子的无规则运动越剧烈;小笼馒头由生到熟,馒头吸收热量, 内能增大,主要是通过热传递的方式改变内能。 13.(2025江苏南京玄武期末)2024年5月,我国研制的AG600水 陆两栖飞机完成夜航飞行试验。如图所示,当飞机在同一高 度匀速飞行时(忽略燃油的质量变化),飞机的动能　　　    ; 进行灭火工作时,飞机保持同一高度在着火区域洒水,飞机的 重力势能　　　    ,机械能　　　    。(均选填“变大”“不 变”或“变小”)   不变 变小 变小 解析    当飞机在同一高度匀速飞行时(忽略燃油的质量变化), 质量不变、速度不变,故动能不变;进行灭火工作时,飞机保持 同一高度在着火区域洒水,飞机的质量变小、速度不变,故重 力势能变小,动能变小,机械能等于动能和势能之和,故机械能 也变小。 14.如图所示是单缸四冲程汽油机工作的四个冲程,按照正常 工作循环的顺序排序是　　    (填字母,下同),其中对外做功 的冲程是　　    ,将机械能转化为内能的冲程是　　    。 DABC B A 解析    A图中,两气门都关闭,活塞上行,压缩燃料和空气的混 合物做功,将机械能转化为内能,是压缩冲程。B图中,两气门 都关闭,高温、高压气体推动活塞做功,将内能转化为机械能, 是做功冲程。C图中,排气门开启,活塞上行,废气被排出,是排 气冲程。D图中,进气门开启,活塞下行,汽油和空气的混合物 被吸入汽缸中,是吸气冲程。 15.【跨语文·诗词】(2025重庆渝中期末)如图所示是杜甫诗 句“沙暖睡鸳鸯”所描绘的画面。白天,沙地比水更暖和,因 为沙子的比热容比水更　　    ,沙地变暖过程中的能量转化 是　　　　　　　    。 小 太阳能转化为内能 解析　沙子的比热容比水的小,在质量和吸收热量相同时,沙 子升温快,所以白天,沙地比水更暖和;此过程中的能量转化是 太阳能转化为内能。 16.【新中考·创新实验】(2025广东兴宁期中)某物理兴趣小 组为了探究地球表面吸收太阳能的本领,做了如下实验:用一 脸盆装10 kg的水,水的表面积为0.3 m2,经过太阳光垂直照射20 min,水温升高了13 ℃。实验中水吸收了　　　    J的热量, 平均每分钟每平方米水面吸收的热量是　　　    J。若用加 热的方式使相同质量的水升高相同的温度,假设干木柴完全 燃烧放出的热量全部被水吸收,则至少需要燃烧　　　kg的 干木柴。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),干木柴的热值是 1.3×107 J/kg] 5.46× 105   9.1× 104   0.042 解析　实验中10 kg的水吸收的热量Q=cmΔt=4.2×103 J/(kg· ℃)×10 kg×13 ℃=5.46×105 J;平均每分钟每平方米水面吸收的热量Q'= = =9.1×104 J。由题意可知,燃烧干木柴放出的热量Q放=Q=5.46×105 J,则至少需要燃烧干木柴的质 量m'= = =0.042 kg。 三、实验探究题(第17题6分,第18题6分,第19题6分,共18分) 17.(2025广西柳州模拟)小柳用两个相同的酒精灯分别给水和 煤油加热,如图甲所示,比较水和煤油的吸热能力的强弱。 (1)实验前,两烧杯分别装入　　　    (选填“质量”或“体 积”)和初温相等的水和煤油;在图甲中组装器材时先调整     　(选填“A”或“B”),便于使用酒精灯外焰加热。 (2)实验中,通过比较　　　　    来间接反映水和煤油吸收热 量的多少,小柳根据实验数据作出了水和煤油的温度随加热 质量 B 加热时间 时间变化的图像(如图乙所示),水和煤油都升高到98 ℃,两者 吸收的热量　　　    (选填“相等”或“不相等”)。 (3)为了比较甲、乙液体的吸热本领,小柳提出两种比较方案: ①让两者升高相同的温度比较加热时间; ②让两者加热相同时间比较升高的温度。 在两种液体质量相同且都不沸腾的前提下,你认为可行的方 案是　　    (选填“①”“②”或“①和②”)。 (4)由图像可知,煤油吸热能力比水　　    。 不相等 ①和② 弱 解析    (1)根据Q吸=cmΔt可知,液体吸收的热量与质量、比热 容和温度的变化量有关;根据控制变量法,实验中应保持质量 相同;铁架台的底座是固定的,为了方便用酒精灯外焰加热,应 先调整B的高度。 (2)吸收热量的多少不易直接观察,实验中用两个完全相同的 酒精灯加热,相同时间产生的热量是相同的,可以利用加热时 间间接反映液体吸收热量的多少;水和煤油都从68 ℃升高到 98 ℃,水的加热时间为20 min,煤油的加热时间为10 min,由于 两个酒精灯相同,加热时间越长,表明吸收的热量越多,故两者 吸收的热量是不相等的。 (3)让两者升高相同的温度,加热时间越长,液体吸收的热量越 多,所以液体吸热能力越强,故①可行;让两者加热相同时间,则 两种液体吸收热量相同,比较升高的温度,升高的温度越少,液 体吸热能力越强,故②可行;综上所述,可行的方案是①和②。 (4)由乙图可知,加热相同的时间,两种液体吸收相同的热量,煤 油的温度变化得多,说明煤油的吸热能力弱。 18.(2025江西南昌东湖期中)为了探究动能大小的影响因素, 利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图甲 所示的探究活动。   (1)实验中,若水平面绝对光滑,本实验将　　    (选填“能”或 不能 “不能”)达到探究目的。 (2)为了探究物体动能大小与质量的关系,应选择图甲中 　    　    两图进行实验分析。 (3)实验中为了探究动能大小与速度的关系,应让质量　　     (选填“相同”或“不同”)的钢球,从同一斜面　　　     (选填“相同”或“不同”)高度由静止滚下。实验现象表明: 当质量一定时,钢球速度越大,动能越　　    。 (4)某同学用如图乙所示的方法探究动能的大小与速度的关 系,他将相同质量的钢球从不同高度(h2>h1)由静止开始释放, a、c  相同 不同 大 通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断钢球动能的 大小,这种方法是　　　　    (选填“正确”或“错误”)的。 错误 解析    (1)实验中通过观察木块被钢球撞击后移动的距离,来 判断钢球动能的大小;若水平面绝对光滑,则木块运动时不受 摩擦力作用,被撞击后将做匀速直线运动,不能通过木块移动 的距离来判断钢球动能的大小,所以本实验将不能达到探究 目的。 (2)探究物体动能大小与质量的关系,应控制速度相同,所以可 以选择图甲中a、c两图进行实验分析。 (3)探究动能的大小与速度的关系,应控制物体的质量相同,改 变物体的速度,则应让质量相同的钢球,从同一斜面不同高度 由静止滚下;分析实验现象可得结论:当质量一定时,钢球速度 越大,动能越大。 (4)探究动能的大小与速度的关系,应控制物体的质量保持不 变,改变物体速度,水平面的粗糙程度也要保持不变才行,否则 不符合控制变量法;题中改变了水平面的粗糙程度,所以这种 方法是错误的。 19.(2023江苏常州中考)压缩空气动力车。 (1)小明将充满气的气球捆绑在小车上,制成压缩空气动力小 车,当气球向右喷气时,静止的小车向左运动起来,如图甲所示, 该现象说明力的作用是　　　    ;还说明力可以改变物体的 　　　    。 相互的 运动状态 (2)为制造压缩空气动力汽车,工程师将装有压缩空气的钢瓶 与空气动力发动机连接,该发动机的一个工作循环分为进气 冲程和排气冲程,如图乙所示。发动机对外做功的是　　     (选填“进气”或“排气”)冲程,此过程中钢瓶内压缩空气 的温度　　　    。若该发动机的转速为1 200 r/min,则1 s内发动机对外做功　　    次。汽车行驶一段路程后,钢瓶内压缩 空气的密度　　    。 进气 降低 20 减小 解析    (1)当气球向右喷气时,对喷出的气体有一个向右的力, 由于物体间力的作用是相互的,喷出的气体也给气球一个向 左的力,所以静止的小车向左运动起来,该现象说明力的作用 是相互的,还说明力可以改变物体的运动状态;(2)如图乙所示, 吸气冲程中压缩空气进入汽缸,压缩空气对活塞做功,将内能 转化为机械能,钢瓶内压缩空气的内能减少,温度降低;该发动 机的一个工作循环分为吸气冲程和排气冲程,飞轮转一圈即 一个工作循环,对外做功一次,若该发动机飞轮的转速为1 200 r/min=20 r/s,则1 s内发动机有20个工作循环,对外做功20次;行 驶一段路程后,压缩空气的质量减小,体积不变,钢瓶内压缩空 气的密度减小。 四、综合应用题(第20题8分,第21题12分,共20分) 20.(2025福建三明三元期中)氢发动机是用气态氢作为燃料, 代替传统以汽油、柴油为燃料的内燃机,氢气燃烧的生成物 为水。某款氢发动机汽车在平直路面上匀速行驶3.5 km,所受 的阻力为2 400 N,消耗氢气0.12 kg。求此过程中:(q氢气=1.4× 108 J/kg) (1)汽车牵引力所做的功; (2)氢气完全燃烧放出的热量; (3)汽车发动机的效率。 解析    (1)汽车在平直路面上匀速行驶,所受牵引力与阻力平 衡,大小相等,故牵引力F=f=2 400 N,则汽车牵引力所做的功W =Fs=2 400 N×3.5×103 m=8.4×106 J。 (2)氢气完全燃烧放出的热量Q放=mq氢气=0.12 kg×1.4×108 J/kg= 1.68×107 J。 (3)汽车发动机的效率η= ×100%= ×100%=50%。 21.【跨学科·社会发展】(2024安徽芜湖期末)芜湖市现在有越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖。其原理:在房间地面装饰层下铺设散热管道,通过管道内的热水散热提高室温。 (1)若某同学家地暖系统的总水量为2×103 kg,将全部的水从5 ℃加热至45 ℃,水至少需要吸收多少热量?[已知水的比热容 为4.2×103 J/(kg·℃)] (2)若这些热量全部由燃烧天然气获得,天然气完全燃烧所放 出热量的84%被水吸收,则需要完全燃烧多少立方米天然气? [天然气的热值取8×107 J/m3] 解析    (1)水至少需要吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg· ℃)×2×103 kg×(45 ℃-5 ℃)=3.36×108 J。 (2)天然气完全燃烧所放出的热量Q放= = =4×108 J; 由Q放=Vq可得,消耗的天然气的体积V= = =5 m3。 $$