第十章机械能、内能及其转化 单元卷 2026-2027学年北师大版物理九年级全一册

**基本信息** 本单元卷聚焦机械能与内能转化，通过天问一号、可燃冰等科技情境及新型水杯、滑雪运动等生活实例，融合选择、实验、科普阅读等多元题型，适配初中物理单元复习，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|8|分子运动（花香四溢）、机械能转化（卫星运动）|结合奥运火炬考内能转化，情境真实| |多选题|2|晶体熔化（新型水杯材料）、能量守恒（滑雪轨迹）|多选项区分度高，考查科学推理| |填空题|5|电路开关（汽车转向灯）、热机冲程（汽油机）|联系生活实际，强化物理观念| |实验题|1|热值测量（蜡烛燃烧）|设计完整探究流程，培养科学探究能力| |计算题|1|可燃冰放热、水吸热升温|结合能源热点，考查能量计算| |科普阅读题|1|牛顿冷却定律（散热快慢）|引入物理规律，提升信息提取与科学思维|

第十章 机械能、内能及其转化 单元提升卷 一、单选题 1．下列现象能说明分子做无规则运动的是（　　） A．春风拂面，柳絮飞扬 B．晨曦微露，雾漫山野 C．百花齐放，花香四溢 D．天寒地冻，大雪纷飞 2．如图所示，跳伞运动员沿竖直方向匀速下落过程中（　　） A．运动状态发生改变 B．人和伞的总重力和阻力平衡 C．动能变大 D．重力势能不变 3．射箭有悠久的历史，最初用于打猎和战争。当人拉弓射箭时，下列说法正确的是（　　） A．射箭时，弓弦被拉弯，弓弦具有动能 B．箭离弦的过程中，弓弦的弹性势能转化为箭的动能 C．射箭时，弓弦被拉弯，搭在弓弦上的箭具有弹性势能 D．箭离弦后下落过程中，箭的动能转化为箭的重力势能 4．下列关于热学概念的判断，正确的是（   ） A．同一物体，温度改变，内能不变 B．物质在不同的状态下，比热容均相同 C．物体吸收热量，温度一定升高 D．热值高的燃料放出的热量不一定多 5．如图所示卫星沿椭圆轨道运行，该卫星从远地点向近地点运动的过程中，以下说法中正确的是（　　） A．动能转化为势能、速度减小 B．动能转化为势能、速度增加 C．势能转化为动能、速度减小 D．势能转化为动能、速度增加 6．小明在劳动课中做西红柿鸡蛋汤，下列说法错误的是（　　） A．预热汤锅时，汤锅的内能在增加 B．沸腾前，是通过热传递的方式改变汤的内能 C．燃气热值不变 D．锅把手通常用塑料制成，是因为塑料的导热性好 7．第33届夏季奥林匹克运动会的主火炬的上部是一个高为30m、直径为22m的热气球。火炬手点燃火焰环后，热气球缓缓腾空，如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．点燃火焰环后，燃料的内能转化为化学能 B．点燃火焰环后，热气球缓缓腾空，这个过程中内能转化为机械能 C．热气球缓缓腾空的过程中动能和重力势能的总和是不变的 D．热气球缓缓腾空的过程说明可以创造机械能 8．如图所示，从A点沿水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线所示，C、F两处等高，D为球与水平地面的接触点。关于小球下列说法正确的是（　　） A．在C点的动能大于在F点的动能 B．从C点到F点的过程中，机械能不变 C．在C点的机械能等于在F点的机械能 D．在E点的动能为零 二、多选题 9．在某自由式滑雪锦标赛中，一名选手的运动轨迹如图所示。如果不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．该选手从a点向b点运动的过程中，重力势能全部转化为动能 B．该选手在a点和e点动能都为零，但在e点的重力势能小于在a点的重力势能 C．该选手从c点下落到d点的过程中，重力势能转化为动能 D．该选手在a点和e点都处于静止状态，因此机械能相等 10．图甲所示为一款新型水杯，将沸水倒入杯中，轻摇几下后，水温便可降至左右，并能保温3小时。图乙为其内部结构图，杯壁的不锈钢夹层中有晶体传热材料，其在常温下是固态，会随着温度的变化发生可逆的固液转换。取0.3kg该晶体材料，对其进行加热，其温度与吸收的热量关系如图丙所示。下列分析正确的是（    ）      A．该晶体材料的熔点为 B．在BC段，该晶体材料的内能保持不变 C．在AB段，该晶体材料的分子热运动变剧烈 D．该晶体材料的比热容为 三、填空题 11．汽车在转弯前，要打开转向灯，司机需动一下方向盘旁边的一根横杆，这根横杆的作用相当于电路中的______；位于汽车同侧的前后两个转向灯会同时闪亮同时熄灭，但是前转向灯坏了时，后转向灯还能亮，这说明位于汽车同侧的前后两个转向灯的连接方式为______联。 12．如图，这是班里的“智多星”小明同学制作的一款由形状记忆合金、5根轻杆、转轮、转轴、热水设计而成的装置，他设想轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动；离开热水，叶片形状迅速恢复。由此转轮便可以永不停息地自主转动下去。你认为这个设想________（选填“能”或“不能”）实现，判断的依据是：_________定律。 13．汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成的，图中表示的是______冲程，在此冲程中汽油机的能量转化情况是__________________。 14．在图甲所示的电路中，当闭合开关和时，两个电压表的指针均如图乙所示，则灯泡两端的电压为______V；若断开开关，则灯______（选填“不能”或“仍能”）发光。 15．我国独立自主研制的火星探测器“天问一号”沿椭圆轨道绕火星运动时，不考虑空气阻力，只有动能和势能的相互转化，由近火点向远火点运动时，探测器的动能 ___________，机械能 ___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 四、实验题 16．小李想测量蜡烛的热值，他利用如图所示的装置进行测量。A容器内装有150g的水，防风罩B的下端开了通气孔。 (1)为完成实验，还需要的测量工具是______和______； (2)实验中，小李是通过测量______（选填“加热时间”或“水吸收的热量”）间接测量蜡烛燃烧放出的热量； (3)实验中，水的温度升高，内能增加，这是通过______的方式改变物体的内能； (4)实验前后，小李测量的数据如表所示，则蜡烛的热值约为______J/kg；[] 水的初温/℃ 25 燃烧前蜡烛的质量/g 20.6 水的末温/℃ 40 燃烧后蜡烛的质量/g 20 (5)小李跟同学讨论后，认为实验中测出的蜡烛的热值与真实值相比偏______。 五、计算题 17．我国在世界上第一次对可燃冰实现安全可控开采。1kg可燃冰分解后，释放出约60m3的天然气，已知q天然气=4.4×107J/m3，c水=4.2×103J/（kg·℃）。求： （1）10kg可燃冰释放出的天然气完全燃烧，放出的热量约是多少？ （2）在一个标准大气压下，若上述热量70% 被质量为55t、初温为25℃的水吸收，则水升高的温度是多少？ 六、科普阅读题 18．阅读短文，回答问题： 牛顿冷却定律 当一个物体表面温度比周围环境高时，就会向周围环境散热，散热快慢可以用散失热量的多少与散热时间的比值来表示。英国物理学家牛顿提出：物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现，在温度差不太大的情况下（小于15℃），这个结论符合实际散热规律，称为牛顿冷却定律。 如果散热快慢用q表示，则牛顿冷却定律可以表示为q＝k（t物﹣t环），其中k是散热系数，与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关，和物质种类无关，如果上述因素相同，不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同，即使散热快慢相同，它们降低相同温度需要的时间也不同，根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系，从而可以进行比热容的测量。 (1)物体向周围散热，内能________（选填“变大”“变小”或“不变”），这种改变内能的方式叫做_________，发生条件是两个物体之间具有_________。 (2)散热快慢和下列概念中物理意义最接近的是（      ） A．速度 B．密度 C．功率 D．效率 (3)一个物体温度为30℃，周围环境温度保持20℃不变，此时物体的放热快慢为q；当物体温度降低到28℃时，散热快慢为___________。 (4)如图甲所示，用两个同样的保温杯分别装满水和盐水，水和盐水的温度都是30℃，周围环境温度保持20℃不变，保温杯敞开口，水和盐水温度随时间变化的图像，如图乙所示。则水和盐水的散热快慢是_________（选填“相同”或“不同”）的。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．C 【详解】A．柳絮飞扬，柳絮不是分子，属于宏观物体的运动，是机械运动，不是分子的无规则运动，故A不符合题意； B．雾漫山野，雾不是分子，属于宏观物体的运动，是机械运动，不是分子的无规则运动，故B不符合题意； C．花香四溢是香味分子在空气中发生了扩散现象，扩散现象说明分子在不停地做无规则运动，故C符合题意； D．大雪纷飞，大雪不是分子，属于宏观物体的运动，是机械运动，不是分子的无规则运动，故D不符合题意。 故选C。 2．B 【详解】A．跳伞运动员沿竖直方向匀速下落过程中，速度大小和运动方向均不变，则运动状态不变，故A不符合题意； B．由于跳伞运动员处于平衡状态，则人和伞的总重力和阻力平衡，故B符合题意； C．跳伞运动员匀速下落的过程中，质量不变，速度不变，则动能不变，故C不符合题意； D．跳伞运动员匀速下落的过程中，质量不变，高度降低，则重力势能变小，故D不符合题意。 故选B。 B 【详解】AC．射箭时，被拉弯弦的弓由于发生弹性形变具有弹性势能，不是具有动能；弓上的箭未发生弹性形变，因此没有弹性势能，故AC错误； B．箭离弦的过程中，弓弦的弹性形变程度减小，弓弦的弹性势能减小，箭的速度变大，箭的动能变大，弓弦的弹性势能转化为箭的动能，故B正确； D．箭离弦后下落过程中，箭的质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，箭的重力势能转化为它的动能，故D错误。 故选B。 4．D 【详解】A．物体的内能与温度有关，同一物体，温度越高，其内能就越大，故A错误； B．物质在不同的状态下，比热容可能不同，如冰、水的比热容不同，故B错误； C．物体吸收热量，温度不一定升高，晶体在熔化过程中，吸收热量，温度不变，故C错误； D．由可知，燃料燃烧时放出热量的多少与热值、质量的大小均有关，此外，燃料放出的热量还和燃烧状况有关，只根据热值无法判断放热多少，故D正确。 故选D。 5．D 【详解】当卫星从远地点向近地点运动过程中，质量不变，相对高度减小，所以重力势能变小，由于机械能守恒，故动能增大，速度增大，此过程能量转化是势能转化为动能。 故选D。 6．D 【详解】A． 预热汤锅时，汤锅吸收热量，内能在增加，故A正确，不符合题意； B． 沸腾前，鸡蛋汤吸收热量，内能增大，是通过热传递的方式改变汤的内能，故B正确，不符合题意； C． 在加热过程中，燃气的质量减小，但燃气的热值不变，故C正确，不符合题意； D． 锅把手通常用塑料制成，是因为塑料的导热性不好，故D错误，符合题意。 故选D。 7．B 【详解】A．点燃火焰环后，燃料燃烧，化学能转化为内能，故A错误； B．点燃火焰环后热气球缓缓腾空，即利用内能做功，这个过程中内能转化为机械能，故B正确； C．热气球缓缓腾空的过程中动能和重力势能的总和是增加的，故C错误； D．热气球缓缓腾空的过程说明可以转化机械能，不可创造机械能，故D错误。 故选B。 8．A 【详解】BC．小球在运动过程中与空气摩擦，机械能逐渐减小，且与地面碰撞过程中也会有机械能损失，故在C点的机械能大于在F点的机械能，故BC错误； A．小球在C点的机械能大于在F点的机械能，高度和质量相同，则重力势能相同，故在C点的动能大于在F点的动能，故A正确； D．在E点时，小球具有水平方向的速度，故动能不为零，故D错误。 故选A。 9．BC 【详解】A．从a点向b点运动过程中，高度减小，重力势能减小，重力势能大部分转化成动能，因为有滑动摩擦，少部分转化成内能，故A错误； BD．在a点和e点都处于静止状态，说明动能都为零，因为高度不同，所以，重力势能就不相等，因此机械能不相等，e点高度小，所以e点重力势能小于在a点的重力势能，故B正确，D错误； C．从c点下落到d点过程中，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转为动能，故C正确。 故选BC。 10．CD 【详解】A．该晶体常温下是固态，会随着温度的变化发生可逆的固液转换，熔化过程温度不变，不变的温度即是熔点，由图丙可知，在BC段温度保持不变，则该晶体熔点为50℃，故A错误； B．由图丙可知，BC段是晶体的熔化过程，晶体熔化过程吸收热量，温度保持不变，物体吸收了热量，内能一定增加，则该晶体材料的内能增大，故B错误； C．分子热运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈；在AB段温度升高，所以该晶体材料的分子热运动变剧烈，故C正确； D．由图丙可知，当0.3kg晶体材料，由30℃加热到50℃，其吸收的热量为5.28×103J，根据Q=cmΔt可得，其比热容为 故D正确。 故选CD。 11． 开关 并 【详解】[1]司机拨动方向盘旁的横杆，转向灯才会工作，所以这根横杆起到了开关的作用。 [2]汽车的前后转向灯可以单独工作，所以它们是并联的。 12． 不能 能量守恒 【详解】[1][2]由于能量的转化或转移具有方向性，如果不给它提供热水，消耗内能（或者如果热水变成了冷水），它也就不转了，因此永动机违背了能量守恒定律。 13． 做功 内能转化为机械能 【详解】[1]由图可知，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是做功冲程。 [2]在整个冲程中，燃气推动活塞向下运动对外做功，将燃气的内能转化为机械能。 14． 6 不能 【详解】[1]由图甲可知，当闭合开关S1和S2后，灯泡L1和L2串联，电压表V1测电源电压，电压表V2测灯泡L2两端电压。两个电压表的指针偏转角度相同，由于串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和，则电压表V1的示数大于电压表V2的示数，所以电压表V1选择的是大量程，分度值为0.5V，示数为7.5V，电压表V2选择的是小量程，分度值为0.1V，示数为1.5V，即L2两端的电压为1.5V。由串联电路电压特点得，L1两端电压为U1=U-U2=7.5V-1.5V=6V [2]若断开开关S1，L1和V2串联，相当于电路断开，灯L1熄灭，不能发光。 15． 变小 不变 【详解】[1]“天问一号”沿椭圆轨道绕火星运动时，不考虑空气阻力，只有动能和势能的相互转化，由近火点向远火点运动时，探测器高度增加，重力势能增加，探测器的动能将变小，动能转化成重力势能。 [2]因为运动过程中，不考虑空气阻力，只有动能和势能的相互转化，故机械能守恒，由近火点向远火点运动时，机械能不变。 16．(1) 温度计 天平 (2)水吸收的热量 (3)热传递 (4)1.575×107 (5)小 【详解】（1）[1][2]实验需要测量水的温度（计算水吸收的热量）和蜡烛的质量（计算燃烧蜡烛的质量）。所以还需要的测量工具是温度计和天平。 （2）实验中，蜡烛燃烧放出热量，水吸收热量，通过计算水吸收的热量，以此间接反映蜡烛燃烧放出的热量。通过测量水吸收的热量间接测量蜡烛燃烧放出的热量。 （3）热传递是由于温度差引起的能量传递现象，蜡烛燃烧使周围温度升高，水吸收热量，温度升高，内能增加，这是通过热传递的方式改变物体的内能。 （4）水吸收的热量 蜡烛燃烧的热量 则蜡烛的热值 （5）在实际实验中，蜡烛燃烧放出的热量不可能全部被水吸收，会有一部分热量散失到周围环境中，导致计算出的水吸收的热量比蜡烛实际燃烧放出的热量少，根据，在质量准确的情况下，测量偏小，所以实验中测出的蜡烛的热值与真实值相比偏小。 17．（1）2.64×1010J；（2）75℃ 【详解】解：（1）因为1kg可燃冰分解后，释放出约60m3的天然气，所以10kg可燃冰释放出的天然气的体积为 所以该天然气完全燃烧放出的热量是 （2）由题意可知，水吸收的热量为 根据可得，水可以升高的温度为 则水升高温度应至 由于一个标准大气压下，水的沸点是100℃，因此实际水的温度升高至100℃，则水升高的温度是 答：（1）10kg可燃冰释放出的天然气完全燃烧，放出的热量约是2.64×1010J； （2）在一个标准大气压下，若上述热量70% 被质量为55t、初温为25℃的水吸收，则水升高的温度是75℃。 18．(1) 变小 热传递 温度差 (2)C (3)0.8q (4)不同 【详解】（1）[1][2][3]物体向周围散热，内能减少，周围环境的内能增加，能量的形式没有发生变化，因此物体向周围散热属于热传递，发生条件是两个物体具有温度差。 （2）由题目提供的信息可知，散热快慢的定义是单位时间内散失热量的多少。 A．速度的定义是单位时间内通过的路程，故A不符合题意； B．密度的定义是单位体积某种物质的质量，故B不符合题意； C．功率的定义是单位时间内做的功，与散热快慢一样都是描述的单位时间内的能量，故C符合题意； D．效率的定义是有用的能量与总能量之比，故D不符合题意。 故选C。 （3）由题意可知 q＝k（t物﹣t环）＝k（30℃﹣20℃） 解得 由于散热系数k与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关，和物质种类无关，因此当当物体温度降低到28℃时，散热系数k不变，则当物体温度降低到28℃时，散热快慢 （4）由题意可知，用两个同样的保温杯分别装满了水和盐水，它们的初始温度都是30℃，而周围环境的温度是20℃。保温杯是敞开口的，所以水和盐水都会向周围环境散热。观察图乙可知，我们可以明显看到，在相同的时间内，盐水的温度下降得比水更快。这就意味着，盐水的散热速度比水要快。因此，我们可以得出结论：水和盐水的散热快慢是不同的。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $