第十章 机械能、内能及其转化 单元练 2025-2026学年 北师大版物理九年级全一册

第十章机械能、内能及其转化 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．关于热量、温度、内能，下列说法正确的是（　　） A．物体吸收热量，内能一定增加，温度一定升高 B．物体温度升高，内能一定增加，一定吸收了热量 C．物体内能增加，一定吸收了热量，温度不一定升高 D．物体温度升高，不一定吸收热量，但内能一定增加 2．如图所示的是小明自己制作的魔罐，制作方法是将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，在水平地面上将其推出去后可以自己返回。下列说法正确的是（    ） A．罐子被推出时，动能主要转化为重力势能 B．罐子滚到最远处时，罐子的动能为零 C．罐子往回滚时，罐子的机械能保持不变 D．罐子最终停下来是因为失去了所有力 3．如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，把水加热至沸腾一段时间后，塞子会冲出去。有关塞子冲出过程中的能量转化形式与下图所示汽油机的四个冲程的说法中正确的是（    ） A．塞子冲出过程中的能量转化形式与甲图的能量转化情况相同 B．若该汽油机飞轮转速是1200r/min，则每2s对外做功20次 C．该汽油机一个工作循环有四个冲程，正确的顺序是乙、丁、甲、丙 D．靠惯性完成的冲程是甲、乙、丁 4．如图是学校举行消防演练灭火时的情景，对涉及的物理知识分析正确的是（　　） A．室外温度为0℃时，木柴的内能为零 B．木柴燃烧与未燃相比，含有的热量多 C．若未燃烧的木柴温度升高，内能增加 D．灭火器在使用过程中对外做功，内能不变 5．某固体的质量为m，其比热容为c。先对它加热一段时间（设在相同时间内吸收的热量相等），停止加热让其冷却（设冷却时在相同时间内放出的热量相等），整个过程中温度随时间的变化情况如图所示。不计质量变化，下列说法正确的是（　　） A．在0~t2时间段，该物体吸收的热量为cm(T2-T1) B．该物质在t2~t3时间段的比热容小于t3~t4时间段的比热容 C．在t4~t5时间段，该物体放出的热量为 D．该物体在t5~t6时间段放出的热量等于在0~t1时间段吸收的热量 6．如图所示在水平台面上，一弹簧左端固定，右端连接一金属球，O点是弹簧保持原长时金属球的位置。开始时用力推金属球压缩弹簧到A位置，释放金属球，B是金属球能到达的最右端，AO>OB，金属球从A位置滑到B位置的过程中（不计空气阻力），下列说法正确的个数是（　　） ①弹簧对金属球弹力最大的位置在A点 ②金属球速度最快的位置一定在AO之间 ③金属球在从A位置滑到B位置的过程中机械能不变 A．0个 B．1个 C．2个 D．3个 7．关于内能，下列说法正确的是（　　） A．的物体没有内能 B．内能大小与温度无关 C．具有机械能的物体不一定有内能 D．物体具有内能，也可以同时具有机械能 8．某同学组装了如图所示的滚摆，将滚摆从最高处由静止释放，观察到滚摆上下往复运动几次后，最终静止下来。下列说法正确的是（　　） A．滚摆下降时，它的动能先变大后变小 B．滚摆上升时，它的动能全部转化为重力势能 C．滚摆每次到达最低点，其动能都比上一次小 D．滚摆上下往复运动的过程中，它的机械能守恒 9．2024年5月，我国首款百公斤级车载液氢系统 “赛道1 000”研制成功，可助力氢能重卡突破1 000公里续驶里程，这是我国将液氢应用于交通运输领域的重大技术突破（q氢=1.4×108 J/kg）。下列说法正确的是（　　） A．氢能重卡在加速冲刺消耗氢燃料过程中，氢的热值减小 B．用液氢作燃料是因为液氢含有的热量多 C．完全燃烧100 kg的液氢能释放1.4×1010 J 的热量 D．氢能重卡的热机效率可高达100% 10．运动员站在地面上用力竖直下抛乒乓球，乒乓球碰地后会弹跳到高于原抛球的位置。乒乓球在离开手后的运动过程中动能E随时间 t变化的图像最接近的是（　　） A． B． C． D． 二、多选题 11．专业人员进行了下图所示的模拟实验来解释粉尘爆炸：在无盖的小筒里放入干燥的面粉，点燃蜡烛，用筒盖盖住大筒，向小筒内鼓入空气，使面粉弥漫在大筒内，面粉会迅速被点燃，引发爆炸，把筒盖冲起。下列分析正确的是（　　） A．向小筒内鼓入空气时，大筒内的气压会增大 B．面粉弥漫在大筒内是分子运动引起的 C．筒盖飞出后，筒内气体温度降低，内能减小 D．筒盖被冲起的过程与四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相似 12．甲、乙两物体质量都为，丙物体质量为，三个物体的温度都升高，吸收热量如图所示，则（　　） A．甲的比热容为 B．甲的比热容比乙的大 C．乙和丙的比热容相等 D．吸收相同热量，甲升高的温度小于丙 13．荡秋千是同学们平时喜爱的一项运动。如图所示，秋千在摆荡的过程中，为最低点，为摆荡到右边时的最高点。下列说法正确的是（    ） A．人从点运动到点的过程中，重力势能增加 B．人从点运动到点的过程中，动能增加 C．人从点运动到点的过程中，重力势能全部转化为动能 D．人从点运动到点的过程中，运动速度越来越慢，其运动状态发生改变 14．下列说法中不正确的是（    ） A．可以设计一种机器将海水的内能转化为机械能 B．汽车制动时由于摩擦而产生的内能可再次启动汽车 C．汽车产生的热可以收集起来再次利用 D．火力发电厂排放的废气的能量可以加热水或供居民取暖 15．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A．同一物体的内能与温度有关，只要温度改变，内能就会改变 B．物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量 C．的水比的水含有的热量多 D．热量可以从内能小的物体向内能大的物体转移 三、填空题 16．如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置。两个相同的容器中分别装有质量相同的A、B两种液体，用相同的装置加热（不计热量损失），根据记录的实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示。实验中，可以通过 来比较两种液体吸收热量的多少。若升高相同温度， （选填“A”或“B”）液体吸收热量更多，A液体与B液体的比热容之比为 。 17．小笼包是我国传统早点的经典美食，深受市民喜爱。刚出笼的包子烫嘴，是因为包子的 （选填“内能大”“热量多”或“温度高”）；把热包子放入盘子中，盘子的温度升高，盘子的内能 （选填“增大”“不变”或“减小”）。 18．如图所示，烧瓶内盛有少量水，给瓶内打气，当瓶塞跳起时，瓶内出现白雾。这是因为向烧瓶内打气，瓶塞跳起时，瓶内气体的内能 （选填“增大”或“减小”），温度 （选填“升高”或“降低”），瓶内水蒸气发生液化现象，从而出现白雾。瓶塞跳起过程中的能量转化过程是内能转化为 能。 19．小明同学看到爸爸启动汽车时，转速表如图所示。转速表中的示数反映了发动机曲轴每分钟的转动次数，若该汽车是四冲程汽油机，则其中一个缸15分钟内完成了 次做功。如果爸爸在行驶某段时间内消耗了100L汽油，则汽油完全燃烧可放出热量为 J。（q汽） 20．小凤周末在家帮助妈妈做饭，发现正在煲汤的高压锅的限压阀不断被气流顶起，这个过程中内能转化为 能，内燃机的 冲程与该原理相同。 四、实验题 21．根据图所示实验回答下列问题。 (1)如图所示，在试管中装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出。加热时是通过 方式改变水内能的；水蒸气把塞子冲出去过程中的能量转化和四冲程汽油机的 冲程相同； (2)如图所示，用酒精灯、烧杯、试管、温度计等器材比较水和煤油的吸热情况。试管中的水和食用油的 相同，加热过程中，水和煤油吸收热量的多少是通过 来判断的，煤油的温度升高的多，说明 的比热容大。 五、综合题 22．某品牌汽车的汽油机工作时的能量流向如图所示。 (1)由图中信息可知，汽油机工作过程中输出有用功的效率为 。完全燃烧2kg的汽油，该汽车获得的机械能是 J。（已知） (2)汽油机工作一段时间后，油箱里的汽油没有发生变化的是 （填序号）。 ①质量  ②密度  ③比热容  ④热值 (3)汽油机的效率很低，主要原因之一是 带走了大量的能量。 (4)汽油机在月球 （选填“能”或“不能”）使用。 23．不同形式的能量可以在一定条件下相互转化，如图所示。请你判断以下事例中发生的能量转化（只需考虑最主要的能量转化），并将图中能量转化对应的字母序号填写在相应的横线上。 (1)电热水器工作时： 。 (2)钻木取火： 。 (3)给手机充电时： 。 (4)植物吸收太阳光进行光合作用： 。 (5)烧水时水蒸气顶起壶盖： 。 24．物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热。他们绘制出沙子和水的温度随加热时间变化的图像如图所示。已知水的比热容是求： (1)甲图和乙图哪个是沙子吸热升温的图像？ (2)加热2min时，水吸收了多少的热量？ (3)沙子的比热容。 学科网（北京）股份有限公司 《第十章机械能、内能及其转化》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B B C D C D C C C 题号 11 12 13 14 15 答案 ACD BD ABD BC AD 1．D 【详解】A．物体吸收热量，内能增加，温度不一定升高，比如：晶体在熔化过程中吸收热量，内能增大，而温度保持不变，故A错误； B．一个物体温度升高，内能一定增加，但不一定吸收了热量，还可能外界对物体做了功，故B错误； C．物体内能增加，不一定吸收了热量，还可能外界对物体做了功，故C错误； D．物体温度升高，其内部分子无规则运动加剧，内能增加，不一定吸收了热量，还可能外界对物体做了功，故D正确。 故选D。 2．B 【详解】A．罐子被推出后，动能主要转化的是橡皮筋的弹性势能，而非重力势能，故A错误； B．罐子滚到最远处时速度为0，因而此刻动能为0，故B正确； C．往回滚时受到摩擦力等阻力作用，机械能逐渐损耗，不是保持不变，故C错误； D．罐子最终停下，是因为阻力做功使其能量损失，而不是“失去所有力”，故D错误。 故选B。 3．B 【详解】A．塞子冲出过程中，试管内的气体推动塞子做功，内能转化为机械能，图甲是压缩冲程，机械能转化为内能，两者的能量转化形式不同，故A错误； B．若该汽油机飞轮转速是1200r/min=20r/s，则每秒曲轴转动20r，完成10个工作循环，对外做功10次，每2s对外做功20次，故B正确； C．甲为压缩冲程，乙为吸气冲程，丙为排气冲程，丁为做功冲程，该汽油机一个工作循环有四个冲程，正确的顺序是乙、甲、丁、丙，故C错误； D．除做功冲程外，其它三个冲程都靠惯性完成，所以，靠惯性完成的冲程是甲、乙、丙，故D错误。 故选 B。 4．C 【详解】A．一切物体都具有内能，室外温度为0℃时，木柴的内能不为零，故A错误； B．热量是过程量，不能说“含有的热量”，故B错误； C．物体的内能与温度、质量有关。若未燃烧的木柴温度升高，内能增加，故C正确； D．做功可以改变内能，灭火器在使用过程中对外做功，内能减小，故D错误。 故选C。 5．D 【详解】A．据图可知，0~t1时间段内，升高的温度为T2-T1，因此cm(T2-T1)是物质0~t1时间段内吸收的热量，由于t1~t2时间段熔化吸热，则0~t2时间段，该物体吸收的热量大于cm(T2-T1)。故A错误； B．由图可知，该物体在t2~t3时间段、t3~t4时间段，均处于液态，由于比热容与物质的种类和状态有关，该物质的种类和状态相同，则该物质在t2~t3时间段的比热容与t3~t4时间段的比热容相等，故B错误； C．由图可知，该物质冷却过程中单位时间放出热量不等于该物体升温过程中单位时间吸收热量，由于该物质熔化过程中吸收的热量等于该物质凝固过程中放出的热量，所以在t4~t5时间段，该物体放出的热量等于在t1~t2时间段，该物体吸收的热量，所以在t4~t5时间段，该物体放出的热量，故C错误； D．该物质先熔化后凝固，且温度变化相同，则熔化过程中吸收的热量与凝固过程中放出的热量相等，即物体在t5~t6时间段放出的热量等于在0~t1时间段吸收的热量，故D正确。 故选D。 6．C 【详解】从A到B，因为AO>OB，说明此过程存在摩擦力；①②③金属滑块从A运动到O的过程中，因弹簧处于压缩状态而对滑块有水平向右的弹力；开始时用力推滑块压缩弹簧到A位置，此时弹性形变最大，弹力最大；开始时，弹力大于摩擦力，滑块做加速运动；当弹力等于摩擦力时，滑块的速度最大；继续运动到O的过程中，弹力小于摩擦力，滑块做减速运动；滑块从O运动到B的过程中，因弹簧处于伸长状态而对滑块有水平向左的弹力，则滑块的速度不断减小，所以速度最大点在AO之间，而由于摩擦力的存在，滑块和弹簧整个过程机械能逐渐减小，故①②正确，③错误；故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 7．D 【详解】AC．内能是所有分子的动能和势能之和，故任何一个物体都有内能，具有机械能的物体也一定有内能，故AC错误； B．物体的内能与温度、质量、物质的状态、种类都有关，故B错误； D．任何一个物体都具有内能，当物体运动时，既具有内能，又具有机械能，所以物体具有内能，也可以同时具有机械能，故D正确。 故选D。 8．C 【详解】A．滚摆下降时，其质量不变，但高度降低，因此重力势能减小。同时，由于滚摆开始运动，其速度逐渐增加，所以动能逐渐增大。故A错误； B．滚摆向上运动的过程中，质量不变，速度减小，高度增大，则重力势能增加，动能减小，是动能转化为重力势能，由于需要克服空气阻力做功，存在能量损失，因此不可能将它的动能全部转化为重力势能，故B错误； CD．滚摆上下往复运动的过程中，由于空气阻力的存在，存在能量损失，它的机械能不守恒，在逐渐减小，因此滚摆每次到达最低点，其动能都比上一次小，故C正确，D错误。 故选C。 9．C 【详解】A．热值是燃料的一种特性，与燃料燃烧与否无关。氢能重卡在加速冲刺消耗氢燃料过程中，氢的热值不变，故A错误； B．热量是过程量，不能说含有或具有热量的多少，故B错误； C．完全燃烧100kg的液氢能释放的热量，故C正确； D．由于存在热损失，氢能重卡的热机效率小于100%，故D错误。 故选C。 10．C 【详解】运动员站在地面上用力竖直下抛乒乓球，整个过程中乒乓球的质量不变，用力竖直向下抛球，乒乓球有一定的速度，最初的动能不为零；向下运动的过程中，乒乓球的速度变大，动能变大，刚接触地面时，乒乓球的速度最大，动能最大，乒乓球离开地面上升过程中，速度减小，动能减小，到最高点时速度为零、动能为零；所以，C图反映了乒乓球在运动中动能E随时间t的变化关系，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 11．ACD 【详解】A．向小筒内鼓入空气时，大筒内空气增多，使大筒内的气压增大，故A正确，符合题意； B．面粉弥漫在大筒内，属于固体的机械运动，不属于分子的运动，故B错误，不符合题意； C．筒盖被冲起的过程中，面粉燃烧产生的内能转化为筒盖的机械能，筒内气体的内能减小，温度降低，故C正确，符合题意； D．因为汽油机的做功冲程是将燃料的内能转化为机械能，所以筒盖被冲起的过程与汽油机的做功冲程的能量转化情况相同，故D正确，符合题意。 故选 ACD。 12．BD 【详解】A．根据比热容公式，故A不符合题意； B．甲、乙两物体质量相同，且升高的温度也相同。从图中可知甲吸收的热量多于乙吸收的热量。根据比热容公式，当m与Δt相同时，Q越大，c越大，所以甲的比热容比乙的大，故B符合题意； C．乙的质量大于丙的质量，且两者升高的温度相同。从图中可知它们吸收的热量一样多。根据比热容公式​，当Q与Δt相同时，m越大，c越小，所以乙的比热容比丙的小，即乙和丙的比热容不相等，故C不符合题意； D．从图中可知，若均吸收 2000J 的热量，甲升高的温度低于 1℃ ，丙升高 1  ℃ 。 所以吸收相同热量，甲升高的温度小于丙，故D符合题意。 故选 BD。 13．ABD 【详解】A．人由点运动到点的过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大，故A正确； B．人从点运动到点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增加，动能增加，但由于摩擦，部分机械能会转化为内能，机械能会减小，故B正确； C．由B知，人从点运动到点的过程中，但由于摩擦，重力势能部分转化为动能，还有部分会转化为内能，故C不正确； D．人由点运动到点的过程中，运动速度的大小发生改变，其运动状态发生改变，故D正确。 故选ABD。 14．BC 【详解】A．利用浅层海水和深层海水间的温度差制造出一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，故A正确，不符合题意； B．由于能量转化和转移具有方向性，汽车制动时，由于摩擦动能转化为内能，这些内能不能自动地再次开动汽车，故B错误，符合题意； C．能量的转化和转移是具有方向性，所以汽车产生的热不能收集起来再利用，故C错误，符合题意； D．火力发电厂排放的废气的能量可以加热水或供居民取暖，可提高了能源利用率，故D正确，不符合题意。 故选BC。 15．AD 【详解】A．内能与温度有关，同一物体温度改变，则内能会被改变，故A正确，符合题意； B．改变内能有两种方式，即做功和热传递。故物体内能增加不一定是从外界吸收了热量，也可以通过外界对物体做功实现。故B错误，不符合题意； C．热量是热传递过程中内能转移的度量，不能说“含有”，只能说“吸收”或“放出”。故C错误，不符合题意； D．热传递的条件为温度差，当内能小的物体比内能大的物体温度高时，热量可以从内能小的物体向内能大的物体转移。故D正确，符合题意； 故选 AD。 16． 加热时间 A 2∶1 【详解】[1]用相同的装置加热，则A、B两种液体相同时间内吸收热量相同，根据转换法，可以通过加热时间来比较两种液体吸收热量的多少。 [2][3]由图像可知，若升高相同温度，A、B两种液体的加热时间之比为2∶1，则吸收热量之比为2∶1，根据，质量相同时，比热容和吸收的热量成正比，所以A液体与B液体的比热容之比为2∶1。 17． 温度高 增大 【详解】[1]内能是物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，内能的大小与物体的质量、温度、状态等因素有关。内能大并不一定会让人感觉烫嘴。热量是一个过程量，它表示在热传递过程中传递能量的多少，不能说物体“热量多”，只能说物体吸收或放出了多少热量。温度是表示物体冷热程度的物理量，刚出笼的包子温度高，与人体的温度相差较大，当人接触包子时，包子会向人体传递热量，从而使人感觉烫嘴。 [2]改变物体内能有两种方式：做功和热传递。当把热包子放入盘子中时，包子的温度比盘子高，包子会向盘子传递热量，盘子吸收热量后，温度升高。根据内能与温度的关系，对于同一物体，温度升高，其内能增大。所以盘子吸收热量温度升高后，盘子的内能增大。 18． 减小 降低 机械 【详解】[1]瓶塞跳起时，瓶内气体对瓶塞做功，气体内能减小。 [2]气体内能减小，所以气体温度降低。 [3]瓶塞跳起过程中，气体对瓶塞做功，气体的内能转化为瓶塞的机械能。 19． 7500 3.266×109 【解析】【小题1】[1]单缸四冲程汽油机一个工作循环有四个冲程，曲轴转 2 圈，完成1 次做功冲程。因此每个缸一分钟做功次数为，所以该汽车一个缸15min做功 [2]由题可知，，消耗的汽油体积 由密度公式可得消耗汽油质量 则汽油完全燃烧放热 20． 机械 做功 【详解】[1][2]正在煲汤的高压锅限压阀被气流顶起，这是锅内的气体对外做功，锅内气体的内能转化为机械能，内燃机的做功冲程中，高温高压的燃气的内能转化为机械能，与该原理相同。 【点睛】 21．(1) 热传递 做功 (2) 质量 加热时间 水 【详解】（1）[1]加热时水吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递方式改变水的内能。 [2]水蒸气把塞子冲出去过程中水蒸气对塞子做功，内能转化为机械能，能量转化和四冲程汽油机的做功冲程相同。 （2）[1]比较水和煤油的吸热能力的实验中，根据控制变量法，要控制试管中的水和食用油的质量相同。 [2]实验中用同一热源加热，单位时间内水和煤油吸收热量相同，根据转换法，水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间来判断的。 [3]加热相同时间，吸收相同热量，煤油的温度升高的多，说明水的比热容大。 22．(1) 35% (2)②③④ (3)废气 (4)不能 【详解】（1）[1]由图可知，有用机械能占燃料燃烧内能，所以汽油机工作过程中输出有用功的效率为。 [2]已知汽油质量，，完全燃烧释放的热量 汽车获得的机械能即有用功，由可得该汽车获得的机械能 （2）汽油燃烧后质量会减少，因此质量发生变化。密度是物质的特性，与质量、体积无关，汽油种类不变，密度不变。比热容是物质的特性，仅与物质种类和状态有关，汽油种类不变，比热容不变。热值是燃料的特性，仅与燃料种类有关，汽油种类不变，热值不变。故②③④符合题意，①不符合题意。 故选②③④。 （3）汽油机工作时，能量损失包括废气带走的热量、机械摩擦损失、散热损失等。其中，废气温度高，流速快，带走了大量的能量，是效率低的主要原因之一。 （4）汽油机属于内燃机，工作时需要吸入空气中的氧气助燃。而月球上没有空气，无法满足燃烧条件，因此汽油机在月球不能使用。 23．(1)K (2)C (3)J (4)G (5)D 【详解】（1）（1）电热水器工作时，消耗电能，使水的内能增加，是电能转化为内能。从图中看到，从电能到内能的能量转化对应的字母序号为K 。 （2）（2）钻木取火时，克服摩擦力做功，消耗机械能，产生内能，是机械能转化为内能。从图中看到，从机械能到内能的能量转化对应的字母序号是C 。 （3）（3）给手机充电时，消耗电能，使手机电池内的化学能增加，是电能转化为化学能。从图中看到，从电能到化学能的能量转化对应的字母序号为J 。 （4）（4）植物吸收太阳光进行光合作用，吸收光能，合成有机物，使化学能增加，是光能转化为化学能。从图中看到，从光能到化学能的能量转化对应的字母序号是G 。 （5）（5）烧水时水蒸气顶起壶盖，水蒸气膨胀对外做功，消耗内能，使壶盖获得机械能，是内能转化为机械能。从图中看到，从内能到机械能的能量转化对应的字母序号为D 。 24．(1)甲 (2) (3) 【详解】（1）图甲表示的是沙子吸热升温的过程，因为沙子和水的质量相等，吸收相同热量时，沙子的比热容比水小，从公式可知，沙子温度升得多；所以图甲表示的是沙子吸热升温的过程。 （2）由图乙可知，加热2min时，水的温度从20℃上升到70℃，根据公式求出水吸收的热量 （3）相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，在2min内 因为加热2min，沙子的温度从20℃上升到250℃，沙子的温度变化 已知质量 沙子的比热容 学科网（北京）股份有限公司 $