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

**基本信息** 以神舟飞船、亚冬会等科技前沿及《天工开物》文化传承为情境，覆盖机械能、内能及转化核心知识，适配初中物理第十章单元复习的优质单元卷。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|10题|动能（1题）、分子运动（2题）、热值（3题）|结合限速标志、荷花飘香等生活情境，考查物理观念| |填空题|5题|内能变化（11题）、热机冲程（12题）|联系茶文化、实验装置，强化能量转化理解| |实验题|2题|比较热值（17题）、动能影响因素（18题）|设计控制变量实验，培养科学探究与科学思维| |计算题|2题|天然气灶效率（19题）、筒车做功（20题）|结合古代科技与现代生活，体现科学态度与责任|

第十章机械能、内能及其转化 练习 一、单选题 1．高速公路上的限速标志，实质是限制了机动车的（     ） A．惯性 B．重力 C．动能 D．重力势能 2．淄博的四季风景中，能说明分子在不停地做无规则运动的是（   ） A．春天，孝妇河湿地公园柳絮飞扬 B．夏天，红莲湖公园荷花飘香 C．秋天，红叶柿岩红叶纷落 D．冬天，齐山漫天雪花如羽毛般飘落 3．2025年10月31日，搭载着神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（　　） A．火箭的燃料燃烧得越充分，其热值越大 B．火箭发动机工作过程中的热机效率可达100% C．火箭升空时，燃料燃烧获得的内能仅转化为火箭的重力势能 D．用液氢做燃料是因为完全燃烧液氢放出的热量较多 4．蒸馏法在酿酒过程中得到广泛应用。如图为蒸馏过程原理图，烧瓶内装有含酒精和水的酒糟，通过加热酒精使之变为蒸气，再把蒸气冷凝成白酒。下列判断正确的是（　　） A．酒精沸腾的同时，水也会沸腾 B．涉及的物态变化为先汽化再液化 C．酒精沸腾时吸收热量，温度升高 D．冷却水吸收热量，内能不变 5．下图描述了我国古代科技著作《天工开物》中的四个情景，下列说法不正确的是（　　） A．“试弓定力”中弯曲的弓弦具有弹性势能 B．“赶稻及菽”中石磙与地面摩擦时，内能减少 C．“透火焙干”是通过热传递的方式增加物体的内能 D．“炒蒸油料”中在同一灶台上同时炒和蒸可提高能源利用率 6．如图是一个单摆装置，让小球从A点静止释放，小球就会摆动起来。下列有关说法正确的是（     ） A．小球从A点下落到B点时动能转化为重力势能 B．小球在最低点B点时动能最大 C．小球运动到最高点C点时动能不为0 D．在往返运动过程中，小球的机械能保持不变 7．兴趣小组进行如下实验：甲、乙两烧杯各装100g的水，甲烧杯用酒精灯加热，乙烧杯用煤油灯加热，都将烧杯内的水加热至沸腾，测得消耗酒精4g、煤油2.5g。小组同学根据实验数据绘制了水温与加热时间关系的图像如图所示。已知q酒精=3.0×107J/kg，q煤油=4.6×107J/kg，c水=4.2×103J/( kg·℃)，下列说法错误的是（　　） A．沸腾前，两烧杯中的水比热容一样大 B．前5min，甲杯中的水吸收的热量为3.36×104J C．前3min，乙杯中的水吸收的热量为3.36×104J D．酒精灯加热的效率为32% 8．如图是汽油机工作时某冲程的示意图。下列说法正确的是（　　） A．该冲程是做功冲程 B．该冲程主要将机械能转化为内能 C．该冲程使汽车获得了动力 D．该冲程吸入汽油和空气的混合物 9．小强将一物体从地面匀速提升到高处，在此过程中，下列说法正确的是（     ） A．物体的动能增大 B．物体的重力势能不变 C．物体的重力势能增大 D．物体的动能减小 10．2025年2月8日，第九届亚冬会自由式滑雪U形场地技巧决赛中李方慧夺冠。如图2所示，她从起点A静止滑下，经最低点B腾空跃起，最终停在另一侧池壁C点（高度低于A点）。若不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．从A到B，她的重力势能全部转化为动能，机械能守恒 B．运动员在下落过程中，速度增大，机械能增大 C．从B到C的过程中，动能转化为重力势能，机械能总量减少 D．到达C点时，她的动能为零，此时只受重力作用 二、填空题 11．中国的茶文化博大精深。用沸水“烫杯温壶”的过程中，杯和壶的内能__________（填“增加”或“减少”）；“醒茶摇香”的过程中能闻到“茶香”是发生了__________现象。 12．如图，试管中装有水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，在玻璃管口处放一个小叶轮，加热试管使水沸腾后，小叶轮转动。实验过程中通过______的方式使试管内水的内能增大；水蒸气推动叶轮转动时的能量转化与四冲程汽油机的______冲程相同。 13．用相同的装置给质量相等的甲、乙两种固体加热，它们的温度随时间变化的情况如图所示。当加热至2min时，甲吸收的热量________乙吸收的热量；固体甲的比热容________固体乙的比热容。（均选填“大于”“小于”或“等于”） 14．木炭是常用燃料，1kg的木炭完全燃烧可以放出的热量，则木炭的热值为______J/kg；完全燃烧10kg木炭，放出的热量为_______J；木炭用掉一半时，剩余木炭的热值将_______ （选填“变大”“变小”或“不变”）。 15．如图所示，搭载神舟二十三号载人飞船的运载火箭成功升空．火箭升空时，会向下喷出高温高压燃气，根据物体间_______而获得向上的推力，该推力的施力物体是_______。火箭残骸掉落会对地面物体产生伤害，说明被举高的物体具有_______能。 三、作图题 16．如图所示，图甲中画出了吸气冲程中进气门、排气门的开闭情况（用“T”表示气门），请在图乙中画出做功冲程的火花塞和气门情况。 四、实验题 17．为了比较酒精和碎纸片的热值大小，小明选择了两套完全相同的实验装置如图所示，先将燃烧皿内装了质量相同的酒精和碎纸片，最后比较相同时间内水升高的温度。为正确完成实验，请你解答下列问题： (1)实验装置的组装顺序应该是______（选填“由上到下”或“由下到上”）；此实验是通过比较______的变化，来比较燃料热值的大小； (2)在题干叙述的操作中存在的主要错误是______，按正确的操作，除了图示装置还需要的一个测量器材是______； (3)即使按正确方法进行实验后，也只能比较两种燃料热值的大小，而不能计算出准确的热值。这是因为实验中有热损失和______；如果要减少实验中的热损失，应做出哪些改进措施______。 18．在“探究影响动能大小的因素”实验中，如图所示，将小球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块在水平面上向前移动一段距离s后停下，完成甲、乙、丙三次实验。（其中，） (1)实验中探究物体的动能是指________（选填字母） A．小球在斜面上的动能 B．小球撞击木块时的动能 C．木块被撞击后的动能 (2)将质量不同的小球从同一斜面的相同高度由静止释放的目的是使小球到达水平面时________相同； (3)由甲、乙两次实验得出的结论可以解释下列哪种现象________ A．安全驾驶莫超载 B．十次车祸九次快 (4)若水平面绝对光滑________（选填“能”或“不能”）达到实验探究的目的。 五、计算题 19．近年来，越来越多家庭选择天然气灶，因为其有加热速度快、节能环保等很多优点。小梦尝试估测她家天然气灶的效率。小梦在水壶中加入水，水的初温是，然后将水烧开，她观察天然气表发现此次烧水用了天然气。天然气的热值为，水的比热容，煤的热值为，当地大气压为标准大气压。求： (1)水吸收的热量（不计水的热量损失）； (2)天然气灶的效率； (3)若用煤代替天然气，需要完全燃烧多少煤才能放出相同热量。 20．图甲所示的是我国古代科学著作《天工开物》中记载的水转筒车，它由一个大型的水轮和许多竹筒组成。当河水冲击水轮转动时，竹筒依次将水提升到高处倒入水槽中，使水流向河岸，图乙为筒车的简化示意图。若接水槽比取水处高4m，筒车上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，筒车旋转一周所用时间为1min（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg）。 (1)筒车旋转一周对水做的功是多少？ (2)筒车旋转一周对水做功的功率是多少？ (3)请从能量转化的角度，简要分析筒车的工作原理。 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 B D B B B D B C C 1．C 【详解】动能的大小与物体的质量和速度有关。在高速公路上，机动车的质量是相对固定的，限速标志限制了机动车的行驶速度。速度减小，机动车的动能就会减小。 重力与物体的质量和当地的重力加速度有关，与速度无关，所以限速不会限制重力。 重力势能大小和物体的质量、高度有关，在高速公路上行驶时，机动车高度变化一般较小，限速不直接影响重力势能。 惯性是物体的固有属性，只与物体的质量有关，质量不变，惯性大小就不变，限速不能改变惯性。 综上，高速公路上的限速标志实质是限制了机动车的动能。 故选C。 2．B 【详解】A．柳絮飞扬是宏观物体的机械运动，不是分子的无规则运动，故A 错误； B．荷花飘香是花香分子在空气中发生了扩散现象，这是分子在不停地做无规则运动的直接体现，故B 正确； C．红叶纷落是宏观物体的机械运动，不是分子运动，故C 错误； D．雪花飘落是宏观物体的机械运动，不是分子运动，故D 错误。 故选 B。 3．D 【详解】A．燃料的热值大小与燃料燃烧放出的热量、燃料的质量以及是否充分燃烧无关，故A错误； B．火箭发动机工作过程中必然有能量损失，热机效率不可能达到100%，故B错误； C．火箭升空时，其速度和高度都在增大，燃料燃烧获得的内能转化为火箭的动能和重力势能，故C错误； D．用液氢做燃料是因为氢的热值大，即完全燃烧1kg液氢会放出更多的热量，故D正确。 故选D。 4．B 【详解】A．因为酒精的沸点低于水的沸点，酒精沸腾时，吸收热量，温度保持不变，由于水不能达到沸点，所以水不会沸腾，故A错误； B．此过程中，物质先吸热由液态变为气态，再放热由气态变为液态，故先发生汽化再发生液化，故B正确； C．酒精沸腾后吸收热量，热量为分子挣脱引力而提供能量，酒精的温度保持在其沸点不变，故C错误； D．冷却水在此过程中吸收热量，内能增加，故D错误。 故选B。 5．B 【详解】A．“试弓定力”中的弓弦被拉弯，发生了弹性形变，具有弹性势能，故A正确，不符合题意； B．“赶稻及菽”中石磙与地面摩擦时，石磙克服摩擦做功，内能增大，故B错误，符合题意； C．“透火焙干”，是把湿纸贴在热的墙面上，湿纸从墙上吸收热量，是通过热传递的方式增加内能的，故C正确，不符合题意； D．“炒蒸油料”中在同一灶台上同时炒和蒸可以同时利用燃料放出的热量，从而提高能源的利用率，故D正确，不符合题意。 故选B。 6．B 【详解】A．小球从A点下落到B点时，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，能量转化过程为重力势能转化为动能，故A错误； B．动能的大小与质量和速度有关，小球质量不变，在最低点B点时速度最大，因此动能最大，故B正确； C．小球运动到最高点C点时瞬时静止，速度为0，因此动能为0，故C错误； D．小球往返摆动过程中，会克服空气阻力做功，一部分机械能不断转化为内能，因此小球的机械能逐渐减小，故D错误。 故选 B。 7．D 【详解】A．比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关，与温度变化无关，沸腾前，甲、乙烧杯中的水比热容一样大，故A正确，不符合题意； BC．100g=0.1kg，前5min，甲杯中的水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/（kg·℃）×0.1kg×（100℃-20℃）=3.36×104J 同理可得前3min，乙杯中的水吸收的热量也为3.36×104J，故BC正确，不符合题意； D．4g=0.004kg，酒精完全燃烧放出的热量为Q酒精=q酒精m酒精=3.0×107J/kg×0.004kg=1.2×105J 酒精灯加热的效率 故D错误，符合题意。 故选D。 8．B 【详解】A．由图可知，两个气门都关闭，活塞向上运动，气缸容积减小，因此这是压缩冲程，故A错误； B．在压缩冲程中，机械能转化为内能，故B正确； C．汽油机获得前进的动力，是在做功冲程中发生的，在做功冲程中，内能转化为机械能，提供动力，压缩冲程依靠飞轮的惯性完成，故C错误； D．在压缩冲程中，汽油机不吸入物质，故D错误。 故选B。 9．C 【详解】AD．将物体从地面匀速提升到高处，物体的质量不变，速度不变，故物体的动能不变，故AD错误； BC．将物体从地面匀速提升到高处，物体的质量不变，高度增大，物体的重力势能增大，故B错误，C正确。 故选C。 10．C 【详解】A．从A到B的过程她要克服摩擦力做功，故减小的重力势能一部分转化为动能，一部分转化为内能，机械能不守恒，故A错误； B．运动员在下落的过程中，要克服摩擦力做功，一部分机械能转化为其他形式的能，机械能变小，故B错误； C．从B到C的过程中，减小的动能一部分转化为重力势能，一部分转化为其他形式的能，故机械能总量减少，故C正确； D．到达C点时处于静止状态即平衡状态，她的速度为零，故动能为零，若此时她只受到重力作用，则合力不为零，不处于平衡状态，故D错误。 故选C。 11． 增加 扩散 【详解】用沸水烫杯温壶时，沸水温度高于杯、壶的温度，通过热传递的方式，杯和壶吸收热量，内能增加；“醒茶摇香”时能闻到茶香，是因为茶香分子不停地做无规则运动，不同物质彼此进入对方，这种现象是扩散现象。 12． 热传递 做功 【详解】实验过程中，用酒精灯对水加热，水吸收热，温度升高，内能增大，是通过热传递的方式使水的内能增大的；水蒸气推动叶轮转动，内能转化为机械能，与四冲程汽油机的做功冲程相同。 13． 等于 大于 【详解】[1]用相同装置加热，在相同的时间内放出的热量相同，故甲吸收的热量等于乙吸收的热量； [2]由图可知，质量相同的甲、乙吸收相同的热量后，固体甲升高的温度比固体乙升高的温度低，由知，在质量相同，吸收热量相同时，比热容与升高的温度成反比，故固体甲的比热容大于固体乙的比热容。 14． 不变 【详解】[1]根据热值的定义，木炭的热值为 [2]完全燃烧10kg木炭放出的热量为 [3]热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧是否充分等因素无关。所以木炭用掉一半时，剩余木炭的种类不变，其热值不变。 15． 力的作用是相互的 高温高压燃气 重力势 【详解】火箭升空时，向下喷出高温高压燃气，火箭对燃气施加向下的力，根据物体间力的作用是相互的，燃气会对火箭施加向上的反作用力； 这个向上推力的施力物体是喷出的高温高压燃气； 物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，高空掉落的火箭残骸能对外做功造成伤害，说明被举高的物体具有重力势能。 16． 【详解】四冲程汽油机的做功冲程进气门、排气门都完全关闭，保证气缸密闭，在乙图的左右两个气门位置，都画出和甲图排气门样式一致的闭合状态的“T”形气门，代表进气门、排气门全部关闭；火花塞点火，引燃气缸内的油气混合物，在乙图顶部的火花塞位置，画出点火标识。 17．(1) 由下到上 温度计示数 (2) 比较相同时间内水升高的温度 天平 (3) 燃料不能完全燃烧 给烧杯上面加个盖子 【详解】（1）[1]通过燃料燃烧给烧杯中的水加热需用外焰，所以要放好燃烧皿，再固定铁圈的高度；而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中，但不能碰到容器壁和容器底，所以放好烧杯后，再调节温度计的高度，因此必须按照自下而上的顺序进行。 [2]为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小；燃料完全燃烧放出的热量的多少，是通过温度计示数的变化来反映的。 （2）[1][2]实验应燃烧相等质量的酒精与纸，比较水升高的温度，然后比较酒精与纸的热值大小，而不是用酒精与纸对水加热，比较相同时间内水升高的温度比较酒精与纸的热值大小；实验需要用天平测酒精、纸、水的质量。 （3）[1][2]实验中酒精和碎纸不可能完全燃烧，且燃烧产生的热量不能完全被水吸收，存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小。如果要减少实验中的热损失，可以给烧杯上面加个盖子。 18．(1)B (2)速度 (3)B (4)不能 【详解】（1）据题意可知，实验中通过小球撞击木块时对木块做功的多少来探究小球的动能大小，即小球撞击木块时的动能的大小，故B符合题意，AC不符合题意。 故选B。 （2）为了探究动能大小与质量的关系，应控制小球的速度不变，改变小球的质量，应使质量不同的小球从斜面相同的高度自由释放，目的是使小球到达水平面上时的速度相同。 （3）分析比较甲和乙两组实验知道，物体的质量相同，而下滑的高度不同，甲图中下滑的高度大，运动到水平面时速度大，推动木块滑行的距离大，故物体质量相同时，速度越大，动能越大。所得到的结论，可以解释汽车超速行驶时危险性大的原因，故B符合题意，A不符合题意。 故选B。 （4）本实验中水平面若绝对光滑，小球撞击木块后，根据牛顿第一定律可知，木块将做匀速直线运动，因无法比较木块移动的距离，故不能达到实验探究目的。 19．(1) (2) (3) 【详解】（1）标准大气压下水的沸点为100∘C水的质量 水吸收的热量 （2）天然气完全燃烧放出的总热量 天然气灶的效率 （3）煤燃烧放出的热量与天然气燃烧放出的热量相等，即，则需要煤的质量 20．(1) 1920J (2) 32W (3) 该过程将水流的动能转化为筒车的动能和水的重力势能，依靠水流的能量完成提水。 【详解】（1）由题意得，筒车旋转一周提升水的总质量 提升水的总重力 筒车对水做的功等于克服水重力做的功，提升高度，筒车旋转一周对水做的功 （2）由题意得做功时间 根据功率公式代入数据得 （3）流动的河水具有动能，河水冲击水轮转动时，水流推动筒车运动，将自身的动能转移，对水做功，将水提升到高处，水的重力势能增加，因此能量转化过程为水流的动能转化为筒车的动能和水的重力势能。 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 $