2026年暑假专题：综合训练（机械和功、机械能、内能及其转化）北师大版九年级物理上册

**基本信息** 聚焦机械和功、机械能、内能及其转化的跨模块整合，通过生活与科技场景（如无人机配送、混动汽车）考查物理观念与科学思维，实现知识应用与问题解决能力的综合训练。 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |机械和功|单选3/4/6/9、填空13/16/17/18、计算22|杠杆动态分析、滑轮组效率计算、功率估算|从杠杆平衡条件→功和功率公式→机械效率，构建“概念-公式-应用”逻辑链| |机械能|单选4/5、填空16、简答20|能量转化判断（蹦极、抽水蓄能）、功率计算|以动能势能转化为核心，结合实际场景分析机械能守恒与转化条件| |内能及其转化|单选2/7/8/10、填空11/12/14/15、计算21/23|分子动理论实验、热值与热机效率计算|从分子动理论→内能改变方式→热值与效率，形成“微观-宏观-能量”认知脉络|

暑假专题：综合训练（机械和功、机械能、内能及其转化）-2025-2026学年九年级物理上册北师大版 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．物理是一门以实验为基础的学科，如图所示，下列对实验的说法正确的是（　　）        （1）甲实验中木板必须匀速向右运动，弹簧测力计的示数才是稳定的 （2）乙实验中若AB阀门都打开，a管中的液面将高于b管中的液面 （3）丙实验中的U形管相当于连通器，若将探头在同一深度转动，U形管两侧液面高度差不变 （4）丁实验通过完全相同的AB两球推动木块移动的距离不同说明动能的大小与速度有关 A．（1）（2） B．（3）（4） C．（2）（3） D．（2）（4） 2．如图所示的四种情景，下列说法不正确的是（　 　） A．分子、原子、质子、夸克、病毒是按照尺度由大到小的顺序排列的 B．如图甲所示，注射器内水的体积很难压缩，说明分子间存在着斥力 C．如图乙所示，两个铅块没有被重物拉开，说明分子间存在引力 D．如图丙所示，将一定量水与酒精混合后总体积变小，说明分子间存在空隙 3．小明发现学校走廊的窗户可以从底部推开（如图甲），在他沿水平方向用力将窗户缓慢推开的过程中，可将窗户看作一个杠杆（如图乙），为支点，点为窗户的重心，已知窗户的重力为阻力，推力为动力，则下列分析正确的是（   ） A．在缓慢推开的过程中，阻力臂逐渐减小 B．在缓慢推开的过程中，动力臂逐渐增大 C．在缓慢推开的过程中，阻力逐渐变大 D．在缓慢推开的过程中，动力逐渐变大 4．如图，江苏句容抽水蓄能电站已全面投产发电。它能在用电低谷时段利用电网多余电能将水抽至上水库，在用电高峰时段再放水至下水库发电。关于抽水蓄能电站，下列说法正确的是（      ） A．用电低谷时，将电网多余的电能转化成水的机械能 B．用电高峰时，将电网多余的电能转化成水的机械能 C．选址时，上下水库的高度差要小一些 D．存储的能量可全部转化为电能 5．小明周末体验蹦极，从静止开始自由下落至第一次到达最低点的过程如图1，该过程中蹦极绳的弹力与时间关系如图2（空气阻力不计），下列分析正确的是（    ） A．0~t2 整个过程中，小明的重力势能全部转化成动能 B．0~t1 过程中，小明的机械能不变 C．t1~t2 过程中，小明动能不断减少 D．t2~t3过程中，小明的机械能不变 6．下列工具正常使用时，不能省力但能省距离的是（　　） A．开瓶器 B．核桃夹 C．食品夹 D．扳手 7．如图所示，这是某汽油机工作时的能量流向图，汽油的热值为。下列说法错误的是（　　） A．在吸气冲程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物 B．完全燃烧10kg汽油可输出有用功 C．冷却水能量的二次利用可以提高能量的利用率 D．该汽油机的热机效率可达35% 8．甲、乙两个实心铜球吸热后，温度分别升高了、，已知甲球吸收的热量小于乙球吸收的热量，甲球的质量小于乙球的质量，则（　　） A．一定大于 B．一定等于 C．可能等于 D．一定小于 9．如图所示，我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理，有关它的说法正确的是（    ） A．“标”、“本”表示力、“权”、“重”表示力臂 B．图中的B点为杠杆的支点 C．如果“权”磨损，则用该秤称量货物的“重”偏大 D．增大“重”时，应把“权”向提纽端移动 10．民为国垒，谷为民命，粮食事关国运民生。粮食安全是国家安全的重要基础。如图是两台收割机正在收割小麦的场景。晓凤同学提出问题：收割机用四冲程柴油机提供动力，其中压缩冲程过程中，柴油机气缸内气体（　　） A．质量变大 B．内能减小 C．体积变大 D．温度升高 二、课内填空 11．热值在数值上等于___________某种燃料完全燃烧放出的热量。如木炭的热值为，它表示1kg的木炭___________所放出的热量是___________J。 12．物体内大量分子做无规则热运动所具有的能量称为分子动能。物体的温度越高，分子运动得越快，它们的动能__________。同一个物体（物态不变），温度越高，内能越大。 三、填空题 13．近期，各大城市开启了无人机配送航线试点项目，让市民享受“空中快递”的快捷和便利。如图所示，无人机在5s内将200N的货物先竖直向上匀速提升6m，又用25s水平匀速运动50m。不计空气阻力，无人机在前5s内对货物做的功为_______J，在后25s内对货物做的功为_______J，整个过程中无人机做功的功率为_______W。 14．端午节吃粽子是中华民族的传统习俗。如图所示，正在用燃气灶给铁锅加热煮粽子，锅上方“热气”腾腾。在给水加热的过程中，水的内能__________（选填“增加”“减小”或“不变”），这是通过__________的方式来改变水的内能。汽车发动机通常用水来冷却，这是利用了水的__________的性质。 15．分别向一杯热水和一杯冷水中滴一滴墨水，看到的现象是：______。这一现象说明______。 16．如图甲所示为龙骨水车，其中脚踏部分的结构如图乙所示。龙骨水车脚踏部分相当于简单机械中的轮轴，匀速刮水上行时水的___________能增大，当工人踩动脚踏的速度变大时，提升水的功率会___________。若工人踩动龙骨水车旋转一周可将30kg的水提升到4m高的田地中，用时60s，工人做功的总功率为50W，则该过程中工人做的总功为___________J，机械效率为___________%。 17．学校体育组正在自制一套健身器材，模型如图所示，甲、乙、丙均为正方体。轻质测力计的拉环和挂钩通过水平细线连接甲、乙两个物体，物体乙压着水平地面上的物体丙，整个装置静止。已知物体乙的密度为2×103kg/m3，乙的边长为20cm；物体丙的密度为8×103kg/m3，丙的边长为10cm。乙对丙的压强与丙对水平地面的压强之比为3:7，则乙受到的重力为 ________ N。若沿竖直方向切下一部分丙，并将丙切下的部分挂在甲的下面，整个装置静止，此时剩下的丙对地面的压强和丙未切时丙对地面的压强之比为19:21，则丙切走的质量为 ________ kg（不计细线重、测力计重和摩擦，滑轮只改变细线拉力方向）。 18．如图所示的滑轮组在拉力F作用下将重为G的物体匀速提升高度h，则该滑轮组的机械效率为______×100%（用题目中的字母表示）；若要提高该滑轮组的机械效率，请提出一条合理的建议：______（选填序号“①增大提升物体的重力”或“②增大提升物体的速度”）。 四、实验题 19．小明同学利用所学的物理知识测量自己引体向上时克服重力做功的平均功率。 （1）用_________测量自己的质量m。 （2）用刻度尺测出自己每次引体向上的平均高度h。 （3）用_________测出引体向上n次所用的_________（填物理量与其对应字母）。 （4）引体向上时，克服自身重力的平均功率P=_________（用所测物理量和已知量符号表示）。 （5）小华和小明引体向上的平均高度相同，假设把每分钟做引体向上的平均次数定义为频率。则( ) A．体重相同，频率高的平均功率小 B．频率相同，引体向上时间长的平均功率大 C．频率相同，体重大的平均功率大 D．体重相同，引体向上时间长的平均功率大 （6）若小华的质量为60kg，每次重心上升高度为40cm，每分钟引体向上25次，在1min内他克服重力做功的平均功率为_________W。（g取10N/kg） 五、简答题 20．如图所示是某种国产插电混动汽车工作原理图，单独用汽油作燃料，内燃机驱动（虚线框内的结构原理）时，最多可以行驶600公里，单独充满电只用电驱动时，最多可以行驶150公里。如果是满油并且满电状态，在内燃机和电动机共同工作状态下，最多可以行驶1000公里。根据上述描述，回答下列问题： (1)在单独用电驱动混动汽车时，能量是如何转化的？ (2)请结合插电混动汽车工作的原理图，用能量转化知识说明该车在满油且满电状态下行驶里程超过纯油和纯电状态行驶里程总和的原因。 六、计算题 21．一枚鸡蛋从2m高处落到地面，重力大约做了多少功？写出你是怎样估算的。 七、综合题 22．如图所示，工人用250N的拉力，将重400N的物体匀速提高了6m，不计绳重和摩擦。在此过程中，试问： (1)动滑轮的重力是多少？ (2)工人做的总功是多少？此滑轮组的机械效率是多少？ (3)为了提高滑轮组的机械效率，你有什么建议？（写出一条即可） 23．2024年11月12日，第十五届中国航展在珠海开幕。图是我国自主研制的大型水陆两栖飞机“鲲龙”，具备强大的灭火救援能力，是国家应急救援体系建设中必备的重大航空装备。航展上，“鲲龙”飞机飞行表演525s，消耗航空燃油500kg，发动机的平均功率为。 (1)飞机飞行过程中将航空燃油燃烧放出的内能转化为飞机的_____能； (2)不考虑热量损失，消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量可使多少的水温度升高？ (3)发动机的效率是多少？ 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 《暑假专题：综合训练（机械和功、机械能、内能及其转化）-2025-2026学年九年级物理上册北师大版》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A D A B C B C C D 1．D 【详解】甲实验中木块相对于地面始终处于静止状态，由二力平衡条件可知弹簧测力计的示数大小等于木块受到滑动摩擦力的大小，而木块与木板间的压力以及两者的接触面粗糙程度与木板运动的速度大小无关，所以木板是否匀速运动不会影响弹簧测力计的示数，故（1）错误；乙实验中打开A、B阀门后粗管与细管中水的流量相同，细管处水流速大、压强小，支持的水柱低，粗管处水的流速小、压强大，支持的水柱高，所以a管中的液面将高于b管中的液面，故（2）正确；连通器是上端开口底部连通的结构，而压强计的U形管一端是封闭的，不是连通器，故（3）错误；丁实验中两小球质量相同，下滑的高度不同，到达水平面时的速度也不同，因此通过两球推动木块移动的距离不同能说明动能的大小与速度有关，故（2）正确。综上所述，（2）（4）正确，（1）（3）错误，故D正确，ABC错误。 故选D。 2．A 【详解】A．物质是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子是由原子核和核外电子组成的，原子核是由质子和中子组成的，质子和中子又是由夸克组成的，而病毒是由蛋白质外壳和内部的遗传物质组成，其尺度比分子大得多。所以按照尺度由大到小的顺序排列是病毒、分子、原子、质子、夸克，故A错误，符合题意。   B．分子间存在着相互作用的引力和斥力。注射器内水的体积很难压缩，是因为分子间存在斥力，当分子间距离变小时，斥力会迅速增大，阻碍分子进一步靠近，故B正确，不符合题意。   C．两个铅块没有被重物拉开，说明分子间存在引力。当两个铅块的表面磨平并紧压在一起时，铅分子之间的距离足够小，分子间的引力就会发挥作用，使两个铅块结合在一起，故C正确，不符合题意。   D．将一定量水与酒精混合后总体积变小，是因为分子之间存在空隙，水分子和酒精分子彼此进入对方的空隙中，导致总体积变小，故D正确，不符合题意。 故选A。 3．D 【详解】在缓慢推开的过程中，窗户的重力不变，阻力不变，动力臂逐渐变小，阻力臂逐渐变大，由杠杆平衡条件得，动力逐渐变大，故ABC错误，D正确。 故选D。 4．A 【详解】A．用电低谷时，利用电网多余电能将水抽到高处的上水库，水的位置升高，重力势能即机械能增大，将电能转化为水的机械能，故A正确； B．用电高峰时，放水推动水轮机发电，是将水的机械能转化为电能，故B错误； C．重力势能和物体质量、高度有关，同等水量下，上下水库高度差越大，水的重力势能越大，能转化的电能更多，因此选址时高度差要大一些，故C错误； D．能量转化过程中一定存在能量损耗，如克服机械摩擦消耗能量，因此存储的能量不可能全部转化为电能，故D错误。 故选A。 5．B 【详解】A．空气阻力不计，0~t1 过程中，小明的速度一直在增大、动能增大，高度一直在减小、重力势能减小，绳子拉力为零，弹性势能为零，小明的重力势能全部转化为动能；t1~t2时间段内，小明的速度一直在增大、动能增大，高度一直在减小、重力势能减小，绳子拉力变大，弹性势能增大；所以0~t1 过程中，小明的重力势能全部转化成动能；t1~t2时间段内，小明的重力势能全部转化成动能和弹性势能，故A错误； B．空气阻力不计，0~t1 过程中，小明的速度一直在增大、动能增大，高度一直在减小、重力势能减小，绳子拉力为零，弹性势能为零，小明的重力势能全部转化为小明的动能，小明的机械能不变，故B正确； C．t1~t2 过程中，小明速度一直增大，动能不断增大，故C错误； D．t2~t3过程中，蹦极绳的弹力逐渐增大、弹性势能增大，该过程中小明的机械能转化为蹦极绳的弹性势能，因此小明的机械能减小，故D错误。 故选B。 6．C 【详解】不能省力但能省距离的杠杆是费力杠杆。 ABD．开瓶器、核桃夹、扳手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，根据F1l1=F2l2可知，F1<F2，是省力杠杆，故ABD不符合题意； C．食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，根据F1l1=F2l2可知，F1>F2，是费力杠杆，故C符合题意。 故选C。 7．B 【详解】A．汽油机在吸气冲程中吸入空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气，故A正确，不符合题意； B．汽油的热值为，完全燃烧10 kg汽油放出的总热量为 由题图可知，汽油机的热机效率约为35%，故输出的有用功为，故B错误，符合题意； C．由题意及所学物理知识可知，冷却水带走的热量若能二次利用，可以提高总的能量利用率，故C正确，不符合题意； D．该汽油机的热机效率为，故D正确，不符合题意。 故选B。 8．C 【详解】甲、乙均是实心铜球，比热容c相同，甲球吸收的热量小于乙球吸收的热量，甲球的质量小于乙球的质量，由可知，的数值关系不确定，所以与的大小关系不确定，可能大于、可能相等、可能小于，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 9．C 【详解】A．由图可知，秤的杠杆原理中，“标”“本”表示动力臂、阻力臂，“权”、“重”表示动力、阻力，故A错误； B．图中的提纽的作用点O表示杠杆的支点，故B错误； C．根据杠杆平衡条件可得，，和不变，变小，则变大，故如果“权”磨损，则用该秤称量货物的“重”偏大，故C正确； D．根据杠杆平衡条件可得，， 和不变， 变大，则 变大，故增大“重”时，应把“权”向远离提纽端移动，故D错误。 故选C 。 10．D 【详解】A．质量：在压缩冲程中，气缸是封闭的，气体的质量不会发生变化，故A不符合题意。 B．内能：压缩冲程中，活塞对气体做功，机械能转化为气体的内能，气体的内能增大，故B不符合题意。 C．体积：压缩冲程，活塞向上运动，气缸内气体的体积变小，故C不符合题意。 D．温度：由于活塞对气体做功，气体内能增大，温度升高，D符合题意。 故选D。 11． 1kg/在标准状态下 完全燃烧 【详解】[1]热值在数值上等于1kg（或在标准状态下）某种燃料完全燃烧放出的热量。 [2]木炭的热值为，它表示1kg的木炭完全燃烧所放出的热量是3.4×107J。 12．越大 【详解】物体温度越高，分子的无规则热运动越剧烈，运动速度越快，分子动能越大。 13． 1200 0 40 【详解】[1]无人机在前5s内对货物做的功W=Gh=200N×6m=1200J [2]在后25s内货物水平匀速，货物没有在力的方向上通过一定的距离，无人机对货物没有做功，在后25s内对货物做的功为零。 [3]整个过程中无人机做功的功率为 14． 增加 热传递 比热容大 【详解】[1][2]给水加热,水吸收热量，内能增加，温度升高，这是通过热传递的方式来改变水的内能。 [3]水的比热容大，质量相同的水和其他物质相比较，升高相同的温度时能吸收更多的热量，因此汽车发动机通常用水来冷却。 15． 热水中墨水扩散较快 温度越高，分子的无规则运动越剧烈 【详解】[1]扩散现象是指相互接触的两种物质，在相互接触时，彼此进入对方的现象，墨水分别滴在一杯热水中和一杯冷水中，热水中分子运动的比较快，故看到的现象是在热水中墨水扩散的较快。 [2]这一现象说明温度越高分子无规则运动越剧烈。 【点睛】 16． 重力势 变大 3000 40 【详解】[1]重力势能是物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能。与物体质量和所处高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。匀速刮水上行时，水的质量不变，高度增加，重力势能增大。 [2]根据功率的计算公式，当工人踩动脚踏的速度变大时，在相同时间内提升水的高度增加，对水做的功增大，时间不变，所以提升水的功率会增大。 [3]工人做功的总功率为50W，用时60s，工人做的总功 [4]将30kg的水提升到4m高的田地中，有用功 机械效率 17． 160 3.2 【详解】[1]物体乙的重力 [2]丙的重力 乙对丙的压强与丙对水平地面的压强之比为3:7，由压强得 则 所以 即 解得 设丙切去部分的质量为m1，剩余部分的底面积为S1，因为 所以质量高度一定，质量与底面积成正比，则有 由丙切去后剩下部分对面的压强和未切去时丙对地面的压强之比为19:21得 即 解得 18． ① 【详解】[1]由图可知，滑轮组的动滑轮绕3段绳，该滑轮组的机械效率为 [2]增大提升的物重，有用功增大，而额外功几乎不变，有用功与总功的比值增大，滑轮组的机械效率增大；而增大提升物体的速度，不会改变滑轮组的机械效率。 19． 体重秤 秒表 时间t C 100 【详解】[1]人的质量超过了天平的量程，所以可以用体重秤测量自己的质量。 [2][3]测出了人的质量、引体向上的平均高度h，根据，可以计算克服重力所做的功，由可知，只有测出时间，就可以计算功率，所以用秒表测出引体向上n次所用的时间t。 [4] 引体向上n次所做的功为，结合 可得，克服自身重力的平均功率 [5]A．体重相同，频率高，在相同时间里做的功多，所以功率大，故A错误； B．频率相同，由及频率的定义可知，平均功率与体重成正比，与引体向上的总时间无关，故B错误。 C．频率相同，体重大的，在相同时间里做的功多，功率大，故C正确； D．根据可知，体重相同，由于n不知道，不能根据时间长短来判断功率的大小，故D错误。 故选C。 [6]每次重心上升高度为 一次克服重力做功 每分钟做功 克服重力做功的平均功率为 20．(1)电池组的化学能转化为电能，电能再转化为机械能 (2)混动汽车在内燃机和电动机共同工作状态下行驶时，内燃机一边带动驱动轴转动，一边带动发电机发电，将机械能转化为电能，电能通过电动机又可以驱动汽车前进，这样提高了能量的转化效率，所以汽车行驶的里程超过纯油和纯电状态行驶里程的总和。 【详解】（1）电池放电时，电池组的化学能转化为电能，电能通过电动机，将电能再转化为机械能 （2）略。 21．1J 【详解】由生活经验估算，一枚鸡蛋的质量约为 根据重力公式（g取10N/kg），可得鸡蛋的重力约为 鸡蛋下落高度，重力做功约为 22．(1) (2)， (3)减轻动滑轮的重 【详解】（1）如图，由2段绳子吊着动滑轮，不计绳重和摩擦，则动滑轮的重力是 （2）绳子自由端移动的距离是 工人做的总功是 拉力做的有用功为 此滑轮组的机械效率是 （3）为了提高滑轮组的机械效率，可以减轻动滑轮的重，在做相同多有用功时，减少额外功，从而提高机械效率。 23．(1)机械 (2) (3) 【详解】（1）飞机飞行过程中，燃油燃烧放出的内能转化为飞机的机械能，提供飞行动力。 （2）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量为 不考虑热量损失，则 由可知，水的质量 （3）发动机做的有用功 发动机的效率 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 $