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

**基本信息** 聚焦机械能与内能核心概念，通过基础巩固、情境应用、综合计算三层设计，实现从单一知识点到跨模块综合应用的进阶，适配同步教学与素养培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础|内能改变方式、分子动理论、机械能转化|单选题1-3、填空题11-13，直接考查核心概念，夯实物理观念| |中档|比热容应用、热机冲程、实验探究|实验题17-18（动能影响因素、吸热能力）、情境题4（海陆风），培养科学思维与探究能力| |提升|能量综合计算、效率分析|计算题19-20（热量、机械效率）、综合题9-10（比热容比较），强化科学推理与问题解决能力|

第十章机械能、内能及其转化 练习 一、单选题 1．下列实例中，通过做功改变物体内能的是（　　） A．冬天晒太阳感到暖和 B．用火炉烧水，水温升高 C．双手摩擦，手发热 D．把饮料放入冰箱，饮料变凉 2．如图所示，小红在家玩“套圈”游戏，套圈从a点运动到c点的过程中（不计空气阻力）（    ） A．在a点的重力势能最大 B．在b点时的动能为0 C．在c点的机械能大于在a点的机械能 D．由b点到c点的过程中，重力势能转化为动能 3．如图所示，已知二氧化氮气体的密度大于空气的密度，当抽掉玻璃板一段时间后，两个瓶子内颜色逐渐变得均匀。当颜色变得均匀后，下列说法正确的是（　　） A．上方瓶中气体密度比空气大 B．瓶中气体分子停止运动 C．气体分子间仅有斥力 D．分子间没有间隙了 4．夏天，我国东南沿海地区经常规律性地刮着“海陆风”（从海洋吹向陆地的叫海风，从陆地吹向海洋的叫陆风）。如图所示为一幅说明“海陆风”形成原理的示意图，下列分析正确的是（　　） A．描述的是海风，发生在白天，原因是水的比热容比砂石大 B．描述的是海风，发生在夜晚，原因是水的比热容比砂石大 C．描述的是陆风，发生在白天，原因是水蒸发要吸收大量的热 D．描述的是陆风，发生在夜晚，原因是水蒸发要吸收大量的热 5．长约200公里，共20段的鲲鹏径，是深圳重点打造的“鹏城万里”多层次户外步道体系的重要一环。高程指某点沿竖直方向到基面的距离。第7段的高程信息如图所示，则徒步者重力势能最大时，位于（　　） A．紫涧园 B．极目阁观景点 C．红花岭观景点 D．梅林水库绿道涂鸦墙 6．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 7．4月24日，长征二号F运载火箭成功将神舟二十号发射升空，神舟飞船顺利与天宫对接，发射任务圆满成功。对于神舟飞船加速升空过程，下列说法正确的是（    ） A．动能转化为重力势能 B．动能不变，重力势能增大 C．动能增大，重力势能增大 D．机械能总量保持不变 8．如图，是我国先秦时期的蒸食用具，分为上、下两部分：下半部是鬲（gé），样子像鼎、用于煮水；上半部是甑（zèng），底部有网眼、可通蒸汽，内部放置食物。甑和鬲的铸造材料主要是青铜。下列说法中正确的是（　　） A．随着水温升高，甑内的食物含有的热量增多 B．水沸腾后，甑中的食物的内能增大，主要是通过水蒸气对它做功实现的 C．停止加热后，甑比盛有水的鬲凉得更快，是因为甑所用材料的比热容比水大 D．停止加热后，鬲慢慢变凉，鬲里所盛水的内能逐渐减小 9．质量、温度相同的甲、乙两物体，将乙投入一杯热水中，达到热平衡时，水温下降，将乙取出，再把甲投入这杯水中，达到热平衡时，水温又下降，若热量和水的质量损失可忽略不计，则（　　） A．甲的比热容较大 B．乙的比热容较大 C．甲、乙的比热容一样大 D．无法确定哪个比热容比较大 10．在“比较不同物质的吸热能力”实验中，用如图甲所示的同一个实验装置分别加热200g的水和煤油，用测得的数据绘制了温度随时间变化的图像如图乙，加热3min刚好消耗了4g酒精。若单位时间内水吸收的热量与煤油吸收的热量相等，已知c水=4.2×103J/（kg•℃），q酒精=3×107J/kg，下列分析正确的是（　　） A．该酒精灯的加热效率为24% B．煤油的比热容是2.8×103J/（kg•℃） C．加热2min，煤油比水吸收热量多 D．加热4min，煤油吸收热量是3.36×104J 二、填空题 11．《天工开物》中记载“凡炒诸麻菜子，宜铸平底锅，投子仁于内，翻拌最勤”，如图，被翻炒的“麻菜子”温度逐渐升高，“麻菜子”香味四溢，这是___________现象。 12．如图所示是一种“网红产品”——迷你型爆米花锅，将少量玉米放入锅内，扣紧锅盖，用火炉加热。待锅内达到一定气压后，打开锅盖，爆米花会瞬间爆出，同时锅内气体内能__________（选填“增多”、“减少”或“不变”），水蒸气__________产生许多“白气”。（填物态变化名称） 13．图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在________点最大，在这个过程中，过山车的机械能是________（选填“变化”或“不变”）的。 14．在一标准大气压下，质量为10kg、初温为20℃的水吸收的热量为，则水的末温为_________℃。冷水温度是20℃，热水温度是80℃，为了使冷热水混合后的温度为40℃，不计热量损失，冷水和热水的质量比是_________。(水的比热容为） 15．某台单缸汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1s内，汽油机完成对外做功______次；若该内燃机正处于如图所示的冲程，则此冲程的能量转化情况是______（填符号）。 A．机械能——内能        B．内能——机械能        C．化学能——内能        D．内能——化学能 三、作图题 16．鲁迅在《故乡》一文中对再见到闰土的情景描写“先前的紫色的圆脸，已经变作灰黄，而且加上了很深的皱纹；眼睛也像他父亲一样，周围都肿得通红，这我知道，在海边种地的人，终日吹着海风……”。请在图中虚线框内用箭头表示出白天海陆风的吹拂方向。 四、实验题 17．在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，小明让质量不同的小球从同一斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，木块被撞出一段距离，如图甲所示（忽略小球与接触面的滚动摩擦以及撞击过程中的能量损失） (1)小明将质量不同的小球从同一高度由静止释放的目的是________； (2)该实验是通过观察________来判断小球的动能大小； (3)小华同学将实验装置改进成图乙（图乙中小球撞击木块前接触面光滑，撞击后接触面粗糙）用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，球离开弹簧撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，可以研究小球的动能大小与________的关系； 18．如图甲是小红“探究不同物质吸热本领”的实验装置，用两个相同的容器和相同的加热装置分别给水和煤油加热： (1)该实验装置，其中有一处明显错误，请指出错误之处：___________。 (2)实验时，通过比较___________来间接反映煤油和水吸收的热量多少； (3)小红根据实验的数据绘制出了如图乙所示的图像，由图像可知，加热5min时b物质的温度上升的更明显，说明b的吸热能力___________（选填“强”或“弱”），此时a、b两种液体吸收的热量关系是Qa___________Qb。（选填“>”“<”或“=”）； (4)实验结束后，小红又用该装置探究了水在升高相同的温度时，吸收热量多少与质量大小的关系。得到了如图丙所示，不同质量的水在加热过程中温度随时间变化关系图像。由图像可知___________（选填“A”或“B”）图像对应水的质量较大。 五、计算题 19．吃早饭时，妈妈用热水给小玲加热袋装牛奶，包装袋上标有“250mL”的字样，试求： (1)牛奶从10℃升高到38℃过程中所吸收热量； (2)若使用天然气灶来加热牛奶，仍然使牛奶从10℃升高到38℃，且天然气完全燃烧释放出的热量有50%被牛奶吸收，则需消耗天然气的体积是多少。[，，] 20．油电混合动力汽车是新能源汽车的一种。汽车启动或低速行驶时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与阻力的关系如图所示。在某次测试开始时蓄电池储存的电能为，本次测试由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.2h，同时蓄电池的电能增加了5%。求： (1)汽车测试过程中牵引力做的功； (2)所用燃料的热值为，测试过程中消耗2.5kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少？ (3)汽车测试过程中，内燃机的效率是多少？ 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 《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 C D A A B C C D A D 1．C 【详解】A．冬天晒太阳感到暖和，是因为太阳的温度高，热量从太阳转移到人身上，所以人感觉到暖和，这是热传递改变物体内能，故A不符合题意； B．用火炉烧水，水温升高，因为火的温度高，水的温度相对较低，热量从火转移到水中，这是热传递改变物体的内能，故B不符合题意； C．双手摩擦，手发热，此过程中机械能转化为内能，发生了能量的转化，是做功改变物体的内能，故C符合题意； D．把饮料放入冰箱，饮料变凉，因为饮料的温度相对于冰箱内部温度较高，饮料放出热量，温度降低，这是热传递改变物体的内能，故D不符合题意。 故选C。 2．D 【详解】A．重力势能的大小与物体的质量和高度有关，套圈的质量不变，由图可知，套圈在b点时的高度最高，故此时套圈的重力势能最大，故A不符合题意； B．由于套圈在b点时在水平方向仍有一定的速度，此时套圈的动能不为零，故B不符合题意； C．由于不计空气阻力，在整个过程中，套圈的机械能不变，故套圈在c点的机械能等于在a点的机械能，故C不符合题意； D．由b点到c点的过程中，套圈的质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，此过程中将重力势能转化为动能，故D符合题意。 故选D。 3．A 【详解】A．抽掉玻璃板后，由于分子在永不停息地做无规则运动（扩散现象），密度较大的二氧化氮分子会运动到上方的瓶中，密度较小的空气分子会运动到下方的瓶中。当两瓶中气体颜色均匀后，上方的瓶中是二氧化氮和空气的混合气体。因为二氧化氮的密度大于空气的密度，所以混合气体的密度也大于空气的密度。故A正确； B．分子在永不停息地做无规则运动。即使气体混合均匀，分子运动也不会停止，只是宏观上物质不再发生定向移动。故B错误； C．根据分子动理论，分子间同时存在着引力和斥力。故C错误； D．气体分子之间存在很大的间隙，这是气体能够被压缩的原因。混合均匀后，分子间依然存在间隙。故D错误。 故选 A。 4．A 【详解】根据海陆风的形成原理，由于水的比热容比砂石大，白天太阳照射下，陆地升温快，气温高，空气受热膨胀上升，近地面形成低压；海洋升温慢，气温低，空气冷却下沉，近地面形成高压。空气由高压流向低压，所以风从海洋吹向陆地，形成海风。夜晚则相反，陆地降温快，气温低，气压高，海洋降温慢，气温高，气压低，风从陆地吹向海洋，形成陆风。因此图中描述的是海风，发生在白天，原因是水的比热容比砂石大，故A正确，BCD错误。 故选A。 5．B 【详解】由于重力势能的大小与物体的质量和被举高的高度有关，质量越大，物体所处的高度越高，物体所具有的重力势能越大，徒步者质量一定，由图可知，极目阁观景点所处的高度最高，故在极目阁观景点所具有的重力势能最大。 故选B 。 6．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。 7．C 【详解】神舟飞船加速升空过程，质量不变，速度加快，高度升高，动能增大，重力势能增大，机械能为动能与重力势能的总和，则机械能增大，故ABD错误，C正确。 故选C。 8．D 【详解】A．热量是热传递过程中能量转移的多少，是一个过程量，不能说物体“含有”热量，故A错误； B．水沸腾后，高温的水蒸气通过网眼进入甑中，水蒸气遇到温度较低的食物会发生液化，放出大量的热量，使食物的温度升高，内能增大，这是通过热传递的方式改变了食物的内能，而不是通过做功，故B错误； C．停止加热后，甑和鬲都会向外放热，温度降低，水的比热容比青铜的比热容大得多，根据放热公式，在质量和放出的热量相近的情况下，比热容小的物质（青铜）温度降低得更快，所以甑比盛有水的鬲凉得更快，是因为青铜的比热容比水小，故C错误； D．停止加热后，鬲和里面的水会向周围环境散热，导致水的温度逐渐降低，物体的内能与温度有关，温度降低，水分子的热运动减慢，所以水的内能逐渐减小，故D正确。 故选D。 9．A 【详解】乙吸收的热量等于水放出的热量，则 ① 甲吸收的热量等于水放出的热量，则 ② 联立①②可得， 设乙的温度升高量为 甲的温度升高量为 则 代入得 由于，，因此，即。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 10．D 【详解】AB．因为单位时间内水吸收的热量与煤油吸收的热量相等，故加热4min，水和煤油吸收的热量相等，即 即 即 将图乙中数据代入上述等式可得 加热3min时，煤油吸收的热量 加热3min时，酒精完全燃烧放出的热量 则该酒精灯的加热效率，故AB错误； C．因为单位时间内水吸收的热量与煤油吸收的热量相等，故加热2min，煤油和水吸收的热量一样多，故C错误； D．加热4min时，煤油吸收的热量，故D正确。 故选D。 11．扩散 【详解】【小题1】“香味四溢”是因为温度升高，麻菜子中的芳香分子运动加剧，扩散到空气中，被人闻到。这种现象在物理上属于扩散现象，表明分子在不停地做无规则运动，且温度越高，分子热运动越剧烈。 12． 减少 液化 【详解】[1]打开锅盖瞬间，高压气体迅速膨胀对外做功，锅内气体内能减少，温度降低。 [2]锅内气体温度降低，水蒸气遇冷液化成小水滴，形成“白气”。 13． C 变化 【详解】[1][2]由图乙可知，过山车在C点时的动能最大，从B点到E点，过山车的总机械能（动能与重力势能之和）在不断减小。这说明在过山车的运动过程中，有部分机械能因为克服空气阻力和轨道摩擦力而转化为其他形式的能，导致总机械能不守恒。因此，过山车的机械能是变化的。 14． 30 2:1 【详解】[1]质量为10kg、初温为20℃的水吸收的热量为，则 则水的末温为 [2]不计热量损失，则有，即 则 15． 20 A 【详解】[1]单缸汽油机飞轮转速为，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程对外做功1次。所以1s内完成20个工作循环，对外做功20次。 [2]图中所示的冲程为压缩冲程，此时活塞向上运动，压缩缸内的气体，导致气体温度升高，内能增加。因此，此冲程的能量转化情况是机械能转化为内能，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 16． 【详解】白天，在太阳照射下，陆地和海洋吸收相同的热量，由于水的比热容比泥土、砂石的大，根据公式 可知，在质量和吸收热量相近的情况下，海洋升温慢，陆地升温快，因此陆地温度高于海洋温度；陆地上方的空气受热膨胀上升，气压变低，海洋上方的空气温度较低、密度较大而下沉，气压变高，在水平方向上，空气从高气压的海洋流向低气压的陆地，形成海风，所以虚线框内应画一个水平向右（由海洋指向陆地）的箭头。如图 17．(1)使小球到达水平面时初速度相同 (2)木块在同一水平面上被撞击后移动的距离 (3)速度 【详解】（1）小球在斜面上加速运动，小球从同一高度上由静止滑下时的高度越大，进入水平面时的速度就越大，故小明将质量不同的小球从同一高度由静止释放的目的是控制小球到达水平面时初速度相同。 （2）小球的动能无法直接观察，需通过转换法间接判断。小球动能越大，撞击木块时对木块做的功越多，木块获得的动能就越大，在粗糙程度相同的水平面上被撞出的距离就越远。因此，通过观察木块在同一水平面上被撞击后移动的距离，可间接比较小球动能的大小。 （3）用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，弹簧的弹性势能不相同，故小球与弹簧分开后获得的初速度不同，而小球的质量相同，故可以研究小球的动能大小与速度的关系。 18．(1)没有控制水和煤油的质量相等 (2)加热时间 (3) 弱 ＝ (4)B 【详解】（1）根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同。因为不同物质密度不同，根据，质量相同的不同物质体积不同，所以图甲是所用的实验装置的错误之处：没有控制水和煤油质量相等。 （2）因为实验中用相同的加热装置分别给水和煤油加热，相同的加热器在相同的时间内放出相同的热量。所以根据转换法，实验中，可以通过比较加热时间来反映两种液体吸收热量的多少。 （3）[1][2]由图像知道，加热5min时，物质b的温度上升的更明显，说明物质b的吸热能力弱，物质a吸热能力强，由于加热时间相同，则吸收的热量是相同的。 （4）用该装置探究了水在升高相同的温度时，吸收热量多少与质量大小的关系。由图丙可知，B加热相同的时间温度升高的慢，可知B图像对应水的质量较大。 19．(1) (2)10-3m3 【详解】（1）牛奶的体积为250mL=250cm3，牛奶的质量为 牛奶升温时吸收的热量为 （2）由题意可知，天然气灶的效率为50%，故完全燃烧天然气放出的热量为 需消耗天然气的体积是 20．(1) (2) (3) 40% 【详解】（1）因为汽车匀速行驶，所以汽车处于平衡状态，其牵引力等于受到的阻力。 由图像可知，当汽车速度时，其受到的阻力，因此，汽车的牵引力 根据可得，汽车在0.2h内行驶的距离 汽车测试过程中牵引力做的功为 （2）根据可得，2.5kg的燃料完全燃烧放出的热量 （3）内燃机工作时，其输出的有用能量包括两部分，一部分是驱动汽车行驶（即牵引力做的功），另一部分是给蓄电池充电。 给蓄电池充电的能量 内燃机输出的总有用功为 内燃机的效率为 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 $