第十章 机械能、内能及其转化 单元练习----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，融合航天（神舟飞船）、氢能源公交车等科技情境，适配北师大版九年级全一册第十章复习，强化物理观念与科学探究能力。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|10|热机冲程、能量转化、比热容|结合武直发动机等真实情境，考查科学推理| |填空题|5|比热容计算、单摆能量转化|设置单摆摆动等模型，培养模型建构能力| |实验题|2|不同物质吸热能力、燃料热值|通过图像分析（温度-时间），落实科学探究| |计算题|2|氢燃料放热、汽车牵引力做功|联系氢能源公交车等实际，强化社会责任|

第十章机械能、内能及其转化 练习 一、单选题 1．关于热机和能量转化，下列说法错误的是（　　） A．汽油机的压缩冲程中，机械能转化为内能 B．热机效率越高，在做同样多功的情况下，消耗的燃料越多 C．汽油机的做功冲程中，内能转化为机械能 D．火箭使用液态氢作燃料，是因为液态氢的热值大 2．随着我国航天事业迅猛发展的需要，科学家正在研制大功率液氢发动机。这种发动机主要利用氢燃料具有（　　） A．较小的密度 B．较大的比热容 C．较大的热值 D．较低的沸点 3．如图为我国武装直升机武直，采用我国完全自主研发的玉龙涡轴航空发动机，它的大致工作过程：空气通过进气道进入压气机，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。下列说法正确的是（     ） A．直升机悬停的过程不遵循能量守恒定律 B．燃料和压缩空气混合后，燃料的热值变大 C．燃烧室里的燃料燃烧更加充分时，发动机的效率会提高 D．玉龙涡轴航空发动机工作时将化学能直接转化为机械能 4．关于温度、内能、热量、功的说法不正确的是（　　） A．物体温度升高，可能是吸收了热量 B．物体温度升高，内能一定增加 C．物体内能增加，一定是外界对它做了功 D．物体吸收热量，温度可能不变 5．用相同规格的电加热器分别对质量均为240g的水和乙液体同时加热（不计热量损失），如图是水和乙液体的温度随加热时间变化的图像，已知，下列说法正确的是（　　） A．水的比热容表示水的温度升高1℃吸收的热量是 B．加热过程中，水的比热容不断增大 C．加热4min，水吸收的热量为 D．乙液体的比热容为 6．在探究冰的熔化特点时，用酒精灯将一定质量的冰从开始加热直至水沸腾，根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图所示。下列分析正确的是（   ） A．冰的熔点是，水的沸点是 B．水在沸腾过程中温度不变，说明它的内能不变 C．冰的熔化和水的沸腾过程中都需要吸热且温度升高 D．由图可知加热时间相同时，冰升温比水快，说明冰的比热容比水小 7．如图是单缸汽油机一个工作循环的四个冲程。以下说法正确的是（　　） A．该汽油机一个工作循环有四个冲程，正确的顺序是丙、甲、丁、乙 B．甲图是做功冲程，机械能转化为内能 C．丙图是排气冲程，通过飞轮的惯性完成动作 D．丁图是做功冲程，机械能转化为内能 8．10g水由20℃升温到50℃的过程中吸收的热量为（   ） A．1.26×106J B．2.1×105J C．2.1×103J D．1.26×103J 9．北京时间2026年5月29日20时11分，神舟二十二号载人飞船（搭载神舟二十一号乘组）返回舱在东风着陆场成功着陆。如图所示为返回舱开伞后匀速下落的过程，在此过程中（     ） A．重力势能增大 B．机械能不变 C．重力势能转化为动能 D．动能不变 10．某次篮球落地后的部分运动轨迹如图所示。下列说法正确的是（    ） A．篮球在整个过程中机械能守恒 B．篮球经过B、E两点时，动能可能相等 C．篮球第一次反弹后到达最高点D时，速度为0 D．篮球经过相同高度的B、C两点时，机械能相等 二、填空题 11．甲、乙两物体的质量之比为2：1，比热容之比为1：4，则它们升高相同的温度时，吸收的热量之比为________；若甲的比热容为，当把甲的质量减半时，它的比热容为________J/（kg·℃）。 12．如图所示，在一根不可伸缩细绳的一端系一个小球制成单摆，小球可在AC间往复摆动，不计空气阻力，则小球从最低点B点摆到C点的过程中，其能量转化情况是：______（填写能量转化的形式）。 13．A、B两种物体的比热容之比为，质量之比为，当它们吸收相同的热量之后，A的温度升高了10℃，则B的温度升高了___________℃。在1个标准大气压下，2kg的水，初温是25℃，吸收了的热量后末温是___________℃。 14．如图甲试管中的水沸腾一段时间后，塞子被试管内的水蒸气推开，这个过程与四冲程汽油机中图______（选填“乙”或“丙”）的能量转化相同。若汽油机的转速为，气缸在做功冲程每次做功400J，则汽油机每秒钟做功的功率为______W。 15．如图，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧，此过程中活塞对筒内气体做功，气体的内能__________，这与四冲程汽油机的__________冲程能量转化相同.某台汽油机1s内完成了20个工作循环，则曲轴的转速为__________r/min。 三、作图题 16．高速公路的连续长下坡路段，容易使车辆特别是重载汽车失控，从而引发事故。为此，在连续长下坡路段的适当位置，设置紧急避险车道（如图甲）以使失控车辆能够驶离主车道，安全减速直至停止，避免事故的发生。当一辆卡车下坡时，发现刹车突然失灵，为了避免事故，经过时间后，进入避险车道，直至汽车停止，在图乙中画出此过程中该车的动能随时间变化的大致图像。（设卡车的质量保持不变） 四、实验题 17．为了“探究不同物质的吸热能力”，小亮选用如图甲所示器材进行实验。 (1)选取初温相同、________相同的A和B两种不同液体，分别倒入相同的烧杯，选用两个规格相同的电加热器加热。实验中可以通过比较________（“升高的温度”或“加热的时间”）来比较两种液体吸收热量的多少，这种方法叫做________； (2)如图乙所示是小亮根据实验数据绘制的A、B两种液体的温度随时间变化的图像，分析图像可知：从开始加热到末温均为30℃时，________液体吸收的热量较多；当它们加热相同的时间。________液体升高的温度较多，由此可知________液体的吸热能力强； (3)如果要你从A、B两种液体中选择一种作为汽车冷却液，应选择________液体。 18．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。 (1)比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验，实验时要观察______（选填“加热的时间”或“温度的变化量”）比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择______两图进行实验，实验通过______（选填“加热的时间”或“温度的变化量”）反映物体吸热的多少； (2)比较不同物质的比热容，选用如图合适装置加热一段时间后，绘制出温度-时间图像（如图戊），由图像可看出液体a的比热容______（选填“大于”、“小于”或“等于”）液体b的比热容； (3)小东同学觉得在”探究两种不同物质的吸热能力”时，应对实验装置进行改进（如图丁），他实验中选用两个完全相同的电加热器加热液体，这样可以认为相同时间内两种液体吸收的热量______（选填“相同”或“不相同”），这种方法比用酒精灯加热液体更科学、更精确。 五、计算题 19．氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，如图为一辆我国设计制造的氢能源公交车。[，]求： (1)质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧，放出多少热量？ (2)此氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶，汽车的速度为20m/s，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量的60%用来做机械功，则这些热量能让该公交车匀速行驶的距离。 20．一辆质量为的汽车在水平路面上匀速行驶时，它所受阻力为车重的。已知该车汽油完全燃烧所产生的热量有用来克服阻力做功，汽车行驶了。已知汽油的热值约为，。求： (1)汽车牵引力做了多少功？ (2)汽油完全燃烧放出的热量是多少？ (3)要消耗汽油质量是多少？（保留两位小数） 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 《第十章机械能、内能及其转化 练习----2026-2027学年北师大版物理九年级全一册》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C C C D D C D D B 1．B 【详解】A．汽油机压缩冲程中，活塞压缩气缸内混合气体做功，将机械能转化为内能，故A正确； B．根据​，做同样多的功时，热机效率越高，需要燃料放出的总热量越少，消耗的燃料越少，故B错误； C．汽油机做功冲程中，高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故C正确； D．液态氢的热值大，相同质量的液态氢完全燃烧可以放出更多热量，因此适合用作火箭燃料，故D正确。 故选B。 2．C 【详解】液氢作为火箭发动机燃料，主要是因为它的热值大，相同质量下能释放出更多的能量，从而满足大功率发动机的需求，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3．C 【详解】A．能量守恒定律是自然界的普遍规律，所有物理过程都遵循，直升机悬停也不例外，故 A错误； B．热值是燃料本身的特性，只和燃料的种类有关，和是否混合空气无关，热值不会被改变，故B错误； C．热机效率是有用功占燃料完全燃烧释放总能量的比例，燃料燃烧更充分时，相同燃料释放的可用能量更多，发动机效率会提高，故C正确； D．航空发动机是热机，工作时先将燃料的化学能转化为内能，再将内能转化为机械能，不是直接把化学能转化为机械能，故D错误。 故选C。 4．C 【详解】A．物体温度升高，内能增大，可能是从外界吸收了热量，也可能是外界对物体做功，故A正确，不符合题意； B．物体温度升高，分子热运动加剧，内能一定增加，故B正确，不符合题意； C．物体内能增加，可能是外界对它做了功，也有可能是从外界吸收了热量，故C错误，符合题意； D．物体吸收热量，温度可能不变，比如晶体在熔化时，吸收热量，内能增大，温度不变，故D正确，不符合题意。 故选C。 5．D 【详解】A．水的比热容表示1kg的水温度升高1℃吸收的热量是，故A错误； B．比热容是物质的特性，与加热时间的长短无关，所以加热过程中，水的比热容保持不变，故B错误； C．加热4min，水吸收的热量为，故C错误； D．水与乙液体用相同的加热器加热，加热相同时间吸收的热量相同，结合图像，加热5min乙液体的温度从10℃升高到40℃，乙吸收的热量 则乙液体的比热容为，故D正确。 故选D。 6．D 【详解】A．BC段为熔化过程，所对应温度值为0℃，即冰的熔点是0℃；水的温度值为100℃时，持续吸热温度不再变化，即水的沸点是100℃，.故A错误。 B．从图像上可以看出，水在沸腾过程中，温度一直保持在100℃，温度不变，但由于水不停地汽化，水的质量减小，水的内能减小，故B错误； C．水冰的熔化和水的沸腾过程中都需要吸热，但温度不变，故C错误； D．加热方式稳定不变时，冰和水在相同时间内吸收的热量相同，冰升温比水快，由可知，冰的比热容比水小，故D正确。 故选D。 7．C 【详解】A．甲图中进、排气门全关，活塞向上运动是压缩冲程；乙图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动是吸气冲程；丙图中排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动是排气冲程；丁图中进排气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程；四冲程的正确顺序是乙、甲、丁、丙，故A错误； B．根据A选项分析可知，图甲是压缩冲程，能量转化是机械能转化为内能，故B错误； C．根据A选项分析可知，图丙是排气冲程，汽油机的四个冲程除了做功冲程，其它三个冲程都是靠飞轮的惯性来完成的，故C正确； D．根据A选项分析可知，图丁是做功冲程，能量转化是内能转化为机械能，故D错误。 故选C。 8．D 【详解】由公式可知，10g水由20℃升温到50℃的过程中吸收的热量为 故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 9．D 【详解】由题可知，返回舱开伞后匀速下落，由于质量和速度不变，所以动能不变，高度减小，重力势能减小，减少的重力势能通过克服空气阻力做功，转化为了其他形式的能，机械能等于动能和势能的总和，所以机械能减小，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选 D。 10．B 【详解】A．篮球在运动过程中会受到空气阻力，与地面碰撞时会有能量损失，因此机械能不守恒，故A错误； B．虽然篮球的机械能逐渐减小，但若B点的高度高于E点，篮球从B点到E点的重力势能转化的动能，所以B点可能与E点的动能相等，故B正确； C．由篮球的运动轨迹可知，篮球在竖直方向上运动，同时也在水平方向上运动，篮球第一次反弹后到达最高点D时，竖直方向的速度为0，但存在水平方向的速度不为0，因此速度不为0，故C错误； D．由于篮球的机械能不断减小，相同高度的B、C两点，C点的机械能一定小于B点，故D错误。 故选B。 11． 1：2 2.4×103 【详解】[1]已知甲、乙的质量比，比热容比， ，根据公式则，吸热之比 [2]比热容是物质的固有属性，与质量、体积等因素无关，所以甲的质量减半时，比热容仍为 。 12．动能转化为重力势能 【详解】不计空气阻力，小球从最低点B点摆到C点的过程中，小球的质量不变、高度增大、速度减小，所以重力势能增大，动能减小，在此过程中动能转化为重力势能。 13． 60 100 【详解】[1]根据可知，由于A、B吸收的热量相同，故A、B两物体升高的温度之比为 则B物体升高的温度为 [2]根据可知，水升高的温度为 则水的末温为 在1个标准大气压下，水的沸点为100℃，根据水沸腾的特点可知，水的末温为100℃。 14． 丙 6000 【详解】[1]当水沸腾一段时间后，塞子被试管内水蒸气推开，水蒸气对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能。图乙中进气门、排气门关闭，活塞由下向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能；图丙中进气门、排气门关闭，活塞由上向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，因此丙图与水蒸气对塞子做功的能量转化相同。 [2]汽油机完成1个工作循环，飞轮转2转，对外做功1次，若汽油机的转速为，则每秒钟飞轮的转速为1800r/min=30r/s 即每秒完成15个工作循环，对外做功15次，可得汽油机每秒钟做的功为 则汽油机每秒钟做功的功率为 15． 增加 压缩 2400 【详解】[1][2]在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，棉花燃烧起来，说明活塞对压缩筒内空气做功，将机械能转化为内能，使空气的内能增加，温度升高； 在压缩冲程中，两气门关闭，活塞向上运动，活塞的机械能转化为气体的内能，故空气压缩引火仪与内燃机的压缩冲程相似。 [3]汽油机在1s内完成了20个循环，转40r，则1min转40r×60=2400r 故该汽油机工作时飞轮的转速为2400r/min。 16． 【详解】卡车下坡时，将重力势能转化为动能，则卡车的动能增大；经过t0时间后，进入避险车道，直至汽车停止，说明汽车进入避险车道后，速度逐渐减小，最后为0，则进入避险车道后汽车动能逐渐减小，直至为0，则此过程中该车的动能随时间变化的大致图像如图所示： 17．(1) 质量 加热的时间 转换法 (2) A B A (3)A 【详解】（1）[1][2][3]探究不同物质的吸热能力时，需用控制变量法，控制两种液体的初温、质量相同；用相同规格的电加热器加热，相同时间内放出的热量相同，因此液体吸收的热量可通过加热时间来比较（加热时间越长，吸热越多）；这种将 “吸热多少”（不易直接测量）转换为 “加热时间”（易测量）的方法叫转换法。 （2）[1][2][3]由图乙可知，A、B 初温均为10℃，末温都达到30℃时，A 的加热时间更长，说明A吸收的热量更多；当加热时间相同时（吸收热量相同），B升高的温度更多。根据比热容的物理意义：相同质量的不同物质，升高相同温度时吸热多（或吸热相同时升温慢）的物质，吸热能力更强，因此A的吸热能力强。 （3）汽车冷却液需要比热容大（吸热能力强）的物质，因为相同质量下，比热容大的物质升高相同温度时能吸收更多热量，冷却效果更好。A的吸热能力强（比热容大），故选A。 18．(1) 甲、乙 温度的变化量 甲、丙 加热的时间 (2)小于 (3)相同 【详解】（1）[1][2][3][4]为了比较不同燃料的热值，根据控制变量法可知，要使用质量相同的不同燃料，完全燃烧时加热相同质量的同种液体，通过比较液体升高的温度（即温度的变化量），根据可得出，不同燃料在完全燃烧时放出热量的多少，就可以比较不同燃料的热值，故应选择甲、乙两图；为了比较不同物质的比热容，根据控制变量法，应使用相同的热源，使不同液体在相同时间内吸收的热量相同，故通过加热时间来反映它们吸收热量的多少，故应选择甲、丙两图进行实验。 （2）由图戊可知，在质量和升高相同的温度时，a加热10min，b加热20min，则a吸收的热量较少，b吸收的热量较多，根据可知，a的比热容小于b的比热容。 （3）在用酒精灯加热时，由于外界环境（如有没有风）的影响，也很难保证两个酒精灯的火焰完全相同，若选用两个完全相同的电加热器加热液体，根据Q=W=Pt可知，在相同的时间内，两种液体吸收的热量相同，而且在加热时不受外界因素的影响，故用相同的电加热器比用酒精灯加热更科学、更精确。 19．(1) (2) 【详解】（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧，放出的热量为 （2）所做的机械功为 则该公交车匀速行驶的时间为 则该公交车匀速行驶的距离为 20．(1) (2) (3)8.70kg 【详解】（1）汽车的重力 汽车匀速行驶，处于平衡状态，牵引力等于阻力，则牵引力为 行驶距离 牵引力做功 （2）汽油完全燃烧放出的热量是 （3）由可得，消耗的汽油质量为 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 $