第十二章 机械能和内能 单元练习--2026-2027学年苏科版物理九年级上册

**基本信息** 本单元卷聚焦九年级物理“机械能和内能”核心内容，通过多样化题型与真实情境设计，全面考查物理观念、科学思维与探究能力，适配单元复习巩固需求。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|10|动能势能转化、分子运动、热机冲程|结合天舟九号发射等科技情境，考查能量观念| |填空题|5|热值计算、内能转化、晶体熔化|联系火箭燃料等实际，强化科学推理| |作图题|1|动能与摩擦力关系|通过图像分析，培养模型建构能力| |实验题|2|比热容比较、动能影响因素|设计控制变量实验，突出科学探究| |计算题|2|热量计算、能量转化推导|综合应用公式，提升问题解决能力|

第十二章机械能和内能 练习 一、单选题 1．活塞迅速下压，棉花燃烧。下列哪个过程能量转化与此相同？（　　） A．瓶内空气推动塞子跳起 B．试管内水蒸气推动塞子冲出 C．汽缸内气体推动活塞向下运动 D．铁丝反复弯折后温度升高 2．小华利用橡皮筋和钩码制作了如图所示的“魔罐”。在水平地面上用手将它推出，滚动一段时间后，它能自动折返。“魔罐”被推出后向前滚动的过程中（　　） A．动能转化为弹性势能 B．弹性势能转化为动能 C．重力势能转化为弹性势能 D．弹性势能转化为重力势能 3．下列现象中，能说明分子在做无规则运动的是（　　） A．春暖花开，花香四溢 B．夏日炎炎，湖光山色 C．秋高气爽，落叶纷飞 D．寒冬腊月，滴水成冰 4．下列说法中正确的是 （    ） A．热机的功率大，热机效率一定高 B．柴油机的压缩冲程是将内能转化为机械能 C．热机单位时间内消耗的燃料少，热机效率一定高 D．四冲程内燃机一个工作循环中只对外做一次功 5．热平衡，指同外界接触的物体，其内部温度各处均匀且等于外界温度的状况。把10g0℃的冰与140g10℃的水混合（不计热量损失），达到热平衡时的温度为5℃。现有一定质量的一杯水温度降低1℃放出的热量刚好使1克0℃的冰熔化为0℃的水，则这杯水的质量为（   ）（） A．85g B．65g C．45g D．25g 6．在下列示例的物体中，既具有动能，又具有势能的是（   ） A．在水平公路上行驶的汽车 B．悬挂在天花板上的吊灯 C．在空中飞行的飞机 D．被拉开的弹弓 7．在水平地面上铺一张纸，将同一皮球表面涂黑，使其先后从高处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，由图可知形成圆斑较大的皮球（　　）    A．质量一定大 B．体积一定大 C．高度一定大 D．弹性形变一定小 8．2025年7月15日，搭载天舟九号货运飞船的长征七号遥十运载火箭成功发射。火箭加速升空的过程中（忽略燃料质量变化）（     ） A．重力势能增加，机械能增加 B．重力势能不变，机械能增加 C．动能减小，机械能减小 D．动能增加，机械能不变 9．如图所示是某中学同学们在春节期间晒的“年味”照片，下列描述正确的是（　　）    A．图甲中，汤圆总能保持一定的形状，这说明分子间存在斥力 B．图乙中，墨迹未干的春联墨香飘飘，说明分子间存在着引力 C．图丙中，与盒子摩擦引燃“擦炮”，这是通过热传递的方式改变内能 D．图丁中，刚上桌的砂锅米线香气四溢，说明分子在不停的运动 10．如图为四冲程汽油机工作示意图，下列说法正确的是（   ） A．依靠飞轮惯性完成的冲程是甲、乙、丁 B．甲图冲程中能量转化是机械能转化为内能 C．飞轮转速2400r/min，则该汽油机1s能做功20次 D．乙图是吸气冲程，吸入汽缸的物质只有空气 二、填空题 11．汽油机有四个工作冲程，若飞轮转速是，该汽油机每秒对外做功___________次，共完成___________冲程。 12．火箭要选用热值______（选填“较大”或“较小”）的燃料；火箭上升过程中，燃料的质量减少时，燃料的热值______（选填“变大”、“变小”或“不变”），若20kg液态氢完全燃烧，释放出的热量是______J（氢气的热值是1.4×107J/kg ）。 13．为了更好地理解热机工作原理，晓华利用如图1所示的实验装置进行了实验，实验中通过________（选填“做功”或“热传递”）的方式使试管内水和水蒸气的内能不断增加，水沸腾后，盖在试管口上的塞子会受到水蒸气的压力而冲出，水蒸气的内能转化为塞子的________能，此过程的能量转化情况与四冲程汽油机的________冲程相似，是图2中的________（选填“甲”或“乙”）冲程。 14．如图所示，是小明在探究冰的熔化特点时根据实验记录的数据绘制成的温度随时间变化的图象。分析图象发现，物体在B点时具有的内能______ （选填“大于”“小于”或“等于”）在C点时的内能；实验过程中，第2~8min物体吸收的热量为 ________J。[冰的质量是500g，比热容是2.1×103J/（kg·℃），不计热量损失] 15．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，A、B两点高度相同且距地面40cm，小球在A点的重力势能__________（大于/小于/等于）B点的重力势能，小球在A点的动能__________（大于小于/等于）B点的动能；小球与地面相撞时，将__________能转化为__________能。（g=10N/kg） 三、作图题 16．如图甲所示水平面AB段光滑，B点右侧粗糙，一轻质弹簧左端固定于竖直墙面。用小木块P压缩弹簧至A点由静止释放，木块离开弹簧后，动能随位置变化关系的大致图像如图8乙所示。若换另一相同底面的小木块Q（）将弹簧同样压缩至A点由静止释放，弹簧形变均在弹性限度内。请在同一坐标系中画出小木块Q从离开弹簧至静止的过程中，动能随位置变化关系的大致图像。    四、实验题 17．将初温相同的液体装入如图所示的四组实验装置中，烧杯（相同）、温度计、铁架台和燃烧灯之外，另提供天平和秒表完成下列实验。 (1)实验目标一：比较水和油的比热容大小。选择______两组装置进行实验，通过______（选填“加热时间”或“液体升高的温度”）比较水和油吸收热量的多少。 (2)实验目标二：比较酒精和煤油的热值大小。 选择②③两组装置进行实验，在两个装置的燃烧灯中注入______相同的酒精和煤油（保证实验过程两烧杯中的液体均未沸腾），待燃料完全燃烧后，比较______（选填“加热时间”或“液体升高的温度”），就可以判断燃料热值的大小。 18．“探究物体的动能跟哪些因素有关”实验，如图甲、乙、丙所示，让质量为m、2m的两个钢球分别从斜面上由静止自由滚下，钢球撞击放在水平木板上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。 (1)实验通过观察木块被撞后移动______的大小，可比较出钢球对木块______的多少，从而判断钢球动能的大小； (2)甲、丙两次实验可探究动能大小跟物体的______是否有关，若要探究动能大小与另外一个因素的关系，需进行______（选填“甲、乙、丙”）两次实验，本实验用到的研究方法是______； (3)若在进行甲、乙两次实验时，乙图中木块被撞后滑出木板，为了使木块不滑出木板，需改进乙图实验，再与甲图实验对比。在不改变木板长度的情况下，可行的操作是______。 A．换用质量更小的钢球 B．给水平木板铺上毛巾 C．适当降低钢球的高度 D．换用一个较重的木块 五、计算题 19．某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。天然气的热值为q=4.0×107J/m3，当水刚好烧开时，共消耗了0.084m3的天然气，求： (1)天然气完全燃烧所放出的热量； (2)如果这些热量的80%被水吸收，能将多少千克的水从20℃烧开？（1标准大气压） 20．我们已经学过：物体做功的过程就是能的转化过程。如图所示，某同学用一小球探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。已知小球质量为m，小球从斜面上高度为h的位置静止释放，撞击水平面上的木块，可通过观察木块移动的距离来判断小球的动能大小。假设斜面光滑，小球碰撞后静止，水平面对木块的摩擦力为f，g为已知量，不计碰撞时的能量损失，从能量转化的角度，请解答下列问题【其中（1）和（2）小题的答案均用已知量符号的表达式表示】： （1）小球到达斜面底部的动能； （2）碰撞后，木块移动的距离； （3）请说明通过木块移动的距离来判断小球动能的大小的物理原理。 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 《第十二章机械能和内能 练习--2026-2027学年苏科版物理九年级上册》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A A D B C C A D C 1．D 【详解】当活塞迅速下压时，活塞对筒内空气做功，机械能转化为空气的内能，使空气的温度迅速升高，达到棉花的着火点，从而使棉花燃烧，此过程是机械能转化为内能。 A．瓶内空气推动塞子跳起，是瓶内空气的内能转化为塞子的机械能，使塞子获得动能而跳起，能量转化是内能转化为机械能，故A不符合题意； B．试管内水蒸气推动塞子冲出，是水蒸气的内能转化为塞子的机械能，让塞子具有动能从而冲出，能量转化是内能转化为机械能，故B不符合题意； C．汽缸内气体推动活塞向下运动，是汽缸内气体的内能转化为活塞的机械能，使活塞向下运动，也是内能转化为机械能的过程，故C不符合题意； D．铁丝反复弯折后温度升高，铁丝反复弯折过程中，人对铁丝做功，人的机械能转化为铁丝的内能，使得铁丝的温度升高，这与活塞迅速下压，机械能转化为空气内能（进而使棉花燃烧）的能量转化过程相同，都是机械能转化为内能，故D符合题意。 故选D。 2．A 【详解】“魔罐”被推出后向前滚动的过程中，速度变小，同时魔罐内的金属块随魔盒一起转动，把橡皮筋拧紧，动能转化为橡皮筋弹性势能；魔罐开始向回滚动，橡皮筋弹性势能转化为动能；“魔罐”滚动的过程中，“魔罐”的质量不变，高度不变，重力势能不变，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．A 【详解】A．春暖花开，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A符合题意； B．夏日炎炎，湖光山色，是平面镜成像形成的，属于光的反射，与分子的运动无关，故B不符合题意； C．秋高气爽，落叶纷飞，是物体的机械运动，不是分子的运动，故C不符合题意； D．寒冬腊月，滴水成冰，是凝固现象，不是分子的运动，故D不符合题意。 故选A。 4．D 【详解】A．功率大表示做功快，但不一定效率高，例如，一辆车发动机功率大，但油耗也高，效率可能不高，故A错误； B．在压缩冲程中，活塞向上运动，压缩空气，对气体做功，使机械能转化为气体的内能，其内能增大，温度升高，故B错误； C．单位时间耗油少，说明功率可能小，但不等于效率高，效率看的是“用了多少燃料，做了多少有用功”，故C错误； D．四冲程内燃机的一个完整工作循环包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程（唯一对外做功的冲程）、排气冲程，每完成一个循环，曲轴转两圈，对外做一次功，故D正确。 故选 D。 5．B 【详解】140克10℃的水降到5℃时放出的热量为 10g 0℃的水温度升高到5℃吸收的热量为 故10g 0℃的冰熔化为同温度的水吸收的热量为 1克0℃的冰熔化为0℃的水需要的热量为 因为一定质量的一杯水温度降低1℃放出的热量刚好使1g0℃的冰熔化为0℃的水，所以水的质量为 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 6．C 【详解】A．在水平公路上行驶的汽车，因为运动，只具有动能，故A不符合题意； B．悬挂在天花板上的吊灯是静止的，不具有动能，因处在一定高度，具有重力势能，故B不符合题意； C．在空中飞行的飞机是运动的，具有动能，同时处在一定高度，还具有重力势能，故C符合题意； D．被拉开的弹弓发生弹性形变，只具有弹性势能，故D不符合题意。 故选C。 7．C 【详解】同一个皮球，质量相同，下落的高度越大，与纸接触时转化的弹性势能越大，皮球形变越大，留下的黑色圆斑越大，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 8．A 【详解】火箭加速升空的过程中，火箭的质量不变，速度增大，所以动能增加，高度增大，所以重力势能增加，机械能等于动能和重力势能的和，所以机械能增加。 故选A。 9．D 【详解】A．汤圆总能保持一定的形状，是因为在分子间存在相互作用的引力，故A错误； B．墨迹未干的春联墨香飘飘，属于扩散现象，是因为分子在做不停息地无规则运动，故B错误； C．与盒子摩擦引燃“擦炮”，是通过做功的方式改变内能，从而引燃“擦炮”，故C错误； D．刚上桌的砂锅米线香气四溢，属于扩散现象，是因为分子在做不停息地无规则运动，故D正确。 故选D。 10．C 【详解】ABD．甲图中两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，是做功冲程，将内能转化为机械能；乙图中进气门开启，排气门关闭，气体流入汽缸，是吸气冲程，吸入汽缸的物质是空气和汽油的混合气体；丙图中排气门开启，进气门关闭，气体流出汽缸，是排气冲程；丁图中两气门都关闭，活塞上行，是压缩冲程；内燃机的一个工作循环有四个冲程，只有在做功冲程中使机器获得动力，内能转化为机械能，其它三个冲程均为辅助冲程，依靠飞轮惯性完成，即依靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁，故ABD错误； C．四冲程汽油机的飞轮转速为2400r/min，则该飞轮1s转40圈，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以1s飞轮转40圈，共20个工作循环，共做功20次，故C正确。 故选C。 11． 30 120 【详解】[1][2]飞轮转速是3600r/min，则1s转60r；汽油机1次循环4个冲程，飞轮转两圈，做一次功，故每秒对外做功30次，共完成120个冲程。 12． 较大 不变 2.8×108 【详解】[1]根据公式Q放=mq可知，在质量一定时，燃料的热值越大，相同燃烧条件下放出的热量越多，可以做的功越多，所以火箭要选用热值较大的燃料。 [2]热值是燃料的一种特性，与燃料的质量无关，所以燃料的质量减少时，燃料的热值不变。 [3]20kg液态氢完全燃烧释放出的热量是 Q放=mq=20kg×1.4×107J/kg=2.8×108J 13． 热传递 机械 做功 乙 【详解】[1]实验中，试管从火焰处吸收热量传给水，使试管内水和水蒸气的内能不断增加，这是通过热传递的方式实现的。 [2][3][4]水沸腾后，水蒸气越来越大，当压强达到一定程度时，将试管口上的塞子喷出，水蒸气对塞子做功，内能减小，水蒸气的内能转化为塞子的机械能。 在四冲程汽油机的做功冲程中，燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故此过程的能量转化情况与四冲程汽油机的做功冲程相似。 甲图中，进气门、排气门都关闭，活塞向上移动，是压缩冲程； 乙图中，进气门、排气门都关闭，活塞向下移动，是做功冲程，故是图2中的乙冲程。 14． 小于 3.15×104 【详解】[1]冰属于晶体，由晶体熔化的特点可知，达到熔点后晶体会持续吸热但温度不变，所以在C点时其温度虽然与在B点时相同，但是吸收了更多的热量，所以在B点时的内能小于在C点时的内能。 [2]由题意可知，2-8min加热时间是0-2min的三倍，所以吸收的热量也是0-2min的三倍，0-2min冰吸收的热量为 Q1=cmΔt1=2.1×103J/（kg·℃）×0.5kg×10℃=1.05×104J 则2-8min冰吸收的热量为 Q2=3Q1=3×1.05×104J=3.15×104J 15． 等于 大于 动 弹性势 【详解】[1]重力势能大小与物体的质量和高度有关，在A、B两点时，小球的质量和高度都相同，所以重力势能相同。 [2]由图可知，小球能达到的最高点的高度在变小，说明机械能不守恒，即B点的机械能小于A点的机械能，在A、B两点时小球的重力势能相等，所以小球在A点的动能大于B点的动能。 [3][4]小球与地面相撞时，动能减小，同时发生弹性形变，所以将小球的动能转化为小球的弹性势能。 16．   【详解】将弹簧同样压缩至A点由静止释放，由于弹簧形变程度相同，弹性势能转化为动能大小相同，即小木块Q和小木块P具有相同的动能，由于水平面AB段光滑动能不变，故在AB段小木块Q和小木块P动能随位置变化关系的图像相同；由于水平面B点右侧粗糙，小木块在滑行过程中需要克服摩擦做功，而滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关，因小木块具有相同底面积，且，所以小木块Q受到的摩擦力大于小木块P，由于两木块具有的动能相同，对外做的功应该相同，根据W=fs可知，过了B点后，小木块Q在水平面滑行的距离应该小于小木块P，故小木块Q从离开弹簧至静止的过程中，动能随位置变化关系的大致图像如下图所示：    17．(1) ①④ 加热时间 (2) 质量 液体升高的温度 【详解】（1）[1]比较水和油的比热容大小，应选用相同的加热装置，且水和油的质量应相同，故可选择①④两组装置进行实验并得出结论。 [2]在实验中，因加热器相同，实验中通过加热时间的长短，来比较水和油吸收热量的多少。 （2）[1]比较酒精和煤油的热值大小，选择②③两组装置进行对比实验，被加热物质完全相同，由控制变量法可知，应选用相同质量的酒精和煤油进行实验。 [2]待燃料完全燃烧后，比较液体升高的温度，就可判断燃料热值的大小。 18．(1) 距离 做功 (2) 质量 甲、乙 控制变量法 (3)C 【详解】（1）[1][2]钢球从斜面上由静止自由滚下，动能越大，钢球撞击放在水平木板上的木块，使木块滑动的距离越远，故可以根据木块被撞后移动的距离来判断钢球对木块做功的多少，从而判断钢球的动能的大小。 （2）[1][2]甲、丙两次实验，钢球质量不同，位于斜面的高度相同，钢球到达水平面的初速度相同，可探究动能大小跟物体的质量的关系，若要探究动能大小与另外一个因素速度的关系，需要选择质量相同的钢球，从斜面上不同的高度静止滑下，使钢球到达水平面的初速度不同，故选择甲、乙两次实验。 [3]本次实验需要控制单一变量，用到的研究方法是控制变量法。 （3）由于探究物体的动能跟速度的关系，需要控制单一变量速度。 A．若换用质量更小的钢球，多了一个变量，影响实验结果，故A不符合题意； B．若给水平木板铺上毛巾，增大了阻力，多了一个变量，影响实验结果，故B不符合题意； C．若适当降低钢球的高度，就可以直接在木板上完成实验，且只有一个速度变量，可以做实验，故C符合题意； D．若换用一个较重的木块，多了一个变量，影响实验结果，无法实验单一变量的原则，故D不符合题意。 故选C。 19．(1)3.36×106J (2)8kg 【详解】（1）天然气完全燃烧所放出的热量 （2）根据题意可知，水吸收的热量 一个标准大气压下，水的沸点是100℃，水的质量为 20．（1）mgh；（2）；（3）小球到达斜面底部时具有一定的速度，即具有动能，碰撞后，木块获得一个速度，不计碰撞时的能量损失，则小球的动能转化为木块的动能，木块在粗糙的水平面上移动一段距离，需要克服摩擦力做功，最终静止在水平面上，速度为0，动能为0，此过程中木块的动能转化为内能。由E=W=fs可知，小球的动能越大，木块的动能也越大，木块在水平面上移动的距离越长。故可以通过木块移动的距离来判断小球动能的大小。 【详解】解：（1）假设斜面光滑，小球碰撞后静止，水平面对木块的摩擦力为f，g为已知量，不计碰撞时的能量损失，从能量转化的角度，小球下滑到达斜面底部时，重力势能全部转化为动能，则小球到达斜面底部的动能 E=W=mgh （2）碰撞后，木块克服摩擦力做功，最终停止，其动能为0，则木块移动的距离 （3）略。 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 $