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、内能及其转化，通过机器人表演、氢燃料公交车、《天工开物》古法工艺等真实情境，融合物理观念与科学思维，适配北师大版九年级物理第十章复习。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|10|热机效率、比热容、动能势能|结合春晚机器人（A3）、盘山公路（A5）等情境，考查能量转化与守恒| |填空题|5|热机冲程、效率计算|联系内燃机能量流向图（B12），强化能量观念应用| |实验题|2|比热容比较、动能影响因素|通过水与食用油加热实验（C17），培养科学探究与控制变量法| |计算题|2|热量、功、效率计算|结合汽车行驶（D19）、加热装置（D20），提升实际问题解决能力|

第十章机械能、内能及其转化 练习 一、单选题 1．关于热机，下列说法错误的是（　　） A．热机性能好坏的重要标志之一是热机效率 B．冬天燃油汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措可以提高热机效率 C．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油机在压缩冲程中压缩程度比汽油机高 D．在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能 2．在日常生活中，若加热质量为2kg、初温为20℃的一壶水，水吸收8.4×105J的热量后，水的温度可能是（　　） A．80℃ B．100℃ C．120℃ D．130℃ 3．杭州宇树科技研发的机器人在蛇年春晚上表演扭秧歌，如图所示，表演中机器人实现零失误。下列说法正确的是（　　） A．机器人匀速运动的过程中，动能大小不变 B．机器人下蹲的过程中，没有力对机器人做功 C．随着身体的摆动，机器人惯性大小会发生变化 D．手绢脱离“手”向上飞出过程中，重力势能转化为动能 4．下列两幅图选自中国古代科技著作《天工开物》，有关说法正确的是（     ） A．“透火焙干”过程中，在巷中生火的目的是通过做功的方法改变纸的内能 B．“炒蒸油料”过程中，用锅铲不断翻炒油料的目的是通过热传递的方法改变油的内能 C．“透火焙干”过程中，湿纸被快速烤干，说明了温度越高，水分子的热运动越剧烈 D．“炒蒸油料”过程中，油料升温较快是因为其比热容较大 5．苏州的精致美景——玉屏山盘山公路。不慕远方，缘山而上，身心畅意。关于图中从A到D的上山线路，说法中正确的是（　　） A．盘山公路是斜面在生活中的应用 B．盘山公路既可以省力又可以省功 C．同一游客在B点的重力势能最大 D．从C到B下山时游客重力不做功 6．标准大气压下，水的沸点是100℃，某种牛奶的沸点是105℃。用相同的电加热器加热质量相等、初温相同的水和该种牛奶，牛奶比水先沸腾，如图是沸腾前水和牛奶温度随时间的变化图像，以下分析合理的是（　　） A．实验中，牛奶先沸腾，说明加热相同时间，牛奶吸收热量比水多 B．实验中，牛奶先沸腾，说明牛奶的比热容比水大 C．实验中，牛奶先沸腾，说明图中甲是牛奶 D．实验中，加热相同时间时，水和牛奶的温度相同 7．如图所示，将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，从易拉罐开口端向罐内喷适量酒精喷雾，然后将一个空纸杯迅速套上。用细线将易拉罐水平悬挂在铁架台上，将点燃的打火枪靠近底部的小孔，纸杯就会“向前”飞去。纸杯飞出过程中，下列说法正确的是（　　） A．罐内气体的内能增加 B．该过程机械能转化为内能 C．能量转化情况与内燃机的压缩冲程相同 D．能量转化情况与内燃机的做功冲程相同 8．氢燃料公交车行驶时运行平稳，无振动无噪声，零下40℃也可正常启动运行。与传统公交车相比，最大特点是“零污染、零排放”。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的清洁能源。（）。下列说法正确的是（　　） A．若氢燃料燃烧不充分，其热值会变小 B．用氢作燃料是因为氢含有的热量多 C．完全燃烧100kg的氢能释放的热量 D．氢燃料公交车的发动机效率可达100% 9．如图所示对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（    ） A．图甲，迅速拍击手柄时圆筒内的硝化棉被点燃，原因是活塞对瓶内气体做功，瓶内气体温度升高 B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，瓶内空气的温度将升高 C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，塞子的机械能减少 D．图丁，表示四冲程汽油机的压缩冲程，机械能转化为内能 10．小明用酒精灯对冰加热，冰熔化后直至沸腾，在此过程中小明绘制了温度随时间变化的图像，如图所示。关于图像下列分析正确的是（    ） A．根据图像可知冰是非晶体 B．图像中的AB段表示冰的熔化过程 C．水沸腾时温度不变，说明沸腾不需要吸热 D．虽然B、C两点温度相同，但C点的内能大于B点的内能 二、填空题 11．四冲程汽油机在工作过程中，获得动力的过程是在________冲程中发生的，这一过程是把内能转化为机械能。若该汽油机飞轮的转速是3600 r/min，则汽油机每秒对外做功________次。 12．如图所示是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的热机效率为______；若完全燃烧400g燃料共放出J热量，则该燃料的热值为______J/kg。 13．如图甲的装置，向盒内滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后按动电火花发生器的按钮，看到酒精燃烧将盒盖顶飞出去，这一过程的能量转化情况与图________  （选填“乙”或“丙”）冲程的能量转化情况一致；如果一台双缸四冲程汽油机飞轮转速是1200r/min，则它每秒钟完成做功__________次。 14．如甲图所示是演示点火爆炸的实验装置。按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖飞出去。乙、丙两图为汽油机的其中两个冲程，有一个冲程跟上述现象一致，它是_____ （乙/丙）图。这个冲程中，燃气内能的改变是通过_______ 的方式。 15．物理课堂上，老师用如图所示的装置测量一种燃料的热值：首先在空酒精灯内加入适量该液态燃料，接着在空烧杯内加入0.5kg水，点燃“燃料”开始对水加热；当水的温度变化了50℃时，立即熄灭“燃料”，测得消耗燃料10g。，若用该装置加热水的效率为40%，该液态燃料的热值为________J/kg，用此装置加热水的过程中，除了水吸收热量外，还有________也吸收热量（举一例即可）。 三、作图题 16．如图甲所示，一根橡皮筋的一端固定在竖直墙壁上，另一端系在一滑块上。水平面上O点为橡皮筋原长时滑块的位置，OA段粗糙程度均匀，OB段光滑。现将滑块拉到B点由静止释放，到达A点时速度刚好为零，请在图乙中画出滑块速度随位置变化的大致图像（不考虑空气阻力，设橡皮筋不会阻挡滑块）。 四、实验题 17．某同学为了比较水和食用油的吸收热量的情况，将水和食用油分别装在两个相同的烧杯中，用两个相同的电加热器加热，实验装置如图所示。实验数据记录如下表： 物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃ 水 200 20 6 45 食用油 200 20 6 70 (1)根据表格数据，水吸收的热量______食用油吸收热量（选填“大于”、“等于”或“小于”）； (2)食用油的比热容为______J/（kg·℃）； (3)下列事例中与比热容无关的是______（选填字母）； A．汽车发动机用水做冷却剂 B．空调房间里放盆水可以增加湿度 C．城市建造人工湖来改善气候 D．北方楼房中的暖气用水作为介质 (4)下图中能合理反映该实验结果的图像是______（选填“甲”“乙”或“丙”）。 18．“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如1图所示：将小车从斜面上高h处由静止释放，运动至木板上后与木块碰撞。通过改变小车释放时高度h、在小车中增加钩码和在木板上铺垫棉布的方法，得到了图2虚线框内的四个实验场景。 (1)为探究小车动能与质量的关系，应选用场景①和______（选填“②”“③”或“④”）进行实验；本实验中，小车动能的大小是通过______来反映的； (2)为探究动能大小与速度的关系，应让小车从斜面的______（填“相同”或“不同”）的高度由静止下滑：可得到的结论是：小车的质量一定时，______。 (3)如果本实验中的水平面绝对光滑，则______（选填“能”或“不能”）完成本实验探究，其原因是____________。 (4)小江同学尝试改用如图所示装置探究“物体动能大小与哪些因素有关”，经过思考设计了以下两个实验方案： 实验方案一：探究动能大小与速度的关系：用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离； 实验方案二：探究动能大小与质量的关系：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离； 关于小江的实验方案，______（填选项符号） A．只有实验方案一可行 B．只有实验方案二可行 C．两个实验方案均可行 D．两个实验方案均不可行 五、计算题 19．某汽车以的速度匀速行驶，在匀速行驶过程中汽车的牵引力为，消耗汽油。汽车发动机工作时，需要用水为其降温，在这个过程中，水箱内的水温度升高了。（，）求： (1)水箱中水吸收的热量； (2)汽车牵引力做的功； (3)汽车发动机效率。 20．在完全隔热的装置内，用同一热源分别给水和某种油加热，其温度随时间变化的关系如图所示，已知水的比热容是，求 (1)水在12min内吸收的热量； (2)这种油的比热容。 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 B A C A C D C A D 1．B 【详解】A．热机效率是衡量热机性能好坏的重要标志之一，效率越高，热机性能越好，故A正确，不符合题意； B．冬天燃油汽车利用尾气中的余热给车内供暖，是对废气能量的利用，可以提高燃料的利用率，但这并不能提高热机效率（热机效率是有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值），故B错误，符合题意； C．柴油机的压缩程度比汽油机高，燃料燃烧更充分，所以柴油机的效率比汽油机高，故C正确，不符合题意； D．在压缩冲程中，内燃机的活塞对气体做功，气体内能增大，温度升高，将机械能转化为内能，故D正确，不符合题意。 故选B。 2．B 【详解】由可得，水的温度变化量为 则水的理论末温为 但是，标准大气压下，水的沸点为，水沸腾时吸收热量，温度保持在沸点不变，所以，水的末温为，故选B。 3．A 【详解】A．机器人匀速运动的过程中，质量和速度不变，动能大小不变，故A正确； B．机器人下蹲的过程中，重心在重力方向上移动了一段距离，重力对机器人做了功，故B错误； C．惯性大小只跟物体的质量大小有关，跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系，故随着身体的摆动，机器人惯性不变，故C错误； D．手绢脱离“手”向上飞出过程中，手绢质量不变，速度减小，高度增大，它的动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能，故D错误。 故选 A。 4．C 【详解】A．“透火焙干”过程中，纸张从火源吸收热量，温度升高、内能增加，是通过热传递的方式改变纸的内能，故A错误； B．“炒蒸油料”过程中，油料内能增加主要来源于炉火的热传递，锅铲不断翻炒的目的是让油料受热均匀，避免局部烧焦，故B错误； C．分子热运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，水分子的无规则热运动越剧烈，水分蒸发越快，因此湿纸可以被快速烤干，故C正确； D．根据吸热公式，质量相同的不同物质吸收相同热量时，比热容越小，温度升高越快，油料升温快是因为其比热容较小，故D错误。 故选C。 5．A 【详解】AB．盘山公路相当于简单机械中的斜面，斜面加长了运动距离，但可以省力，根据功的原理可知，不能省功，故A正确，B错误； C．重力势能与物体的质量和所处高度有关，因此同一游客，质量不变，在最高点D的重力势能最大，故C错误； D．根据做功的条件可知，重力的方向竖直向下，从C到B下山时游客在重力方向移动了一定距离，因此做功，故D错误。 故选A。 6．C 【详解】 AD．题中指出使用“相同的电加热器”，这意味着加热器在相同时间内提供的热量是相同的，因此，在加热相同的时间内，水和牛奶吸收的热量相等，而不是水和牛奶的温度相同，故AD错误； BC．根据，可知当液体质量和吸收热量相同时，液体的比热容只与液体升高的温度有关，牛奶先沸腾，说明加热相同的时间，牛奶温度升高到105℃时，水的温度还未达到100℃，水的温度变化小于牛奶的温度变化，所以水的比热容比牛奶大，图像中甲、乙加热相同的时间，甲的温度变化大于乙的温度变化，所以甲的比热容小于乙，因此甲是牛奶，乙是水，故B错误，C正确。 故选C。 7．D 【详解】纸杯飞出过程中，罐内气体体积膨胀，对外做功，将气体的内能转化为纸杯的机械能，罐内气体的内能减小；内燃机的做功冲程中，缸内气体推动活塞做功，将内能转化为机械能，故纸杯飞出过程中，能量转化情况与内燃机的做功冲程相同，故D正确，ABC错误。 故选D。 8．C 【详解】A．热值是燃料的固有属性，只与燃料种类有关，与燃烧是否充分无关，故A 错误； B．用氢作燃料是因为氢的热值大，相同质量的氢完全燃烧放出的热量多，不能说“氢含有的热量多”，热量是过程量，不能用“含有”描述，故 B错误； C．燃料的质量、热值，得放出的热量，故C 正确； D．热机在工作时不可避免地会有热量损失，如废气带走热量、机械摩擦耗能等，因此氢燃料公交车的发动机效率不可能达到100%，故D 错误。 故选C。 9．A 【详解】A．图甲，迅速拍击手柄时圆筒内的硝化棉被点燃，原因是活塞对瓶内气体做功，活塞机械能转化为气体内能，气体温度升高，达到硝化棉燃点，所以硝化棉被点燃，故A正确； B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气内能转化为塞子的机械能，空气的内能减少，温度降低，故B错误； C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，塞子的机械能增加，故C错误； D．图丁，表示四冲程汽油机的做功冲程，火花塞点火汽缸内燃料混合物燃烧产生高温高压气体，对活塞做功，内能转化为机械能，故D错误。 故选A。 10．D 【详解】A．根据图像可知，BC段为冰熔化的过程，冰熔化时温度不变，冰有熔点，冰是晶体，故A错误； B．图像中的AB段表示冰温度升高的过程，不是冰的熔化过程，故B错误； C．水在沸腾过程中不断吸热，温度不变，故C错误； D．BC段为冰熔化的过程，吸收热量，内能增加，C点的内能大于B点的内能，故D正确。 故选D。 11． 做功 30 【详解】[1]四冲程汽油机的做功冲程中，燃气膨胀推动活塞运动，为汽油机提供动力。 [2] 单位换算： 四冲程汽油机的工作特点是飞轮每转动2圈，完成一个工作循环，对外做功1次。因此每秒对外做功的次数为 12． 35% 【详解】热机效率是有用机械能占燃料燃烧内能的比例。已知机械自身消耗 25%，废气带走 40%，所以热机效率 该燃料的热值 13． 丙 10 【详解】甲图中，酒精燃烧将盒盖顶飞出去，是内能转化为机械能的过程，与汽油机的做功冲程能量转化一致。乙图：气门关闭，活塞上行，是压缩冲程（机械能→内能）。丙图：气门关闭，活塞下行，火花塞点火，是做功冲程（内能→机械能）。因此选丙； 已知飞轮转速为。单缸四冲程汽油机，飞轮每转2圈，对外做功 1次，因此每秒做功次数为次 14． 丙 做功 【详解】[1][2]甲图，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，酒精气体燃烧膨胀做功，使盒盖飞出去，因此将内能转化为盒盖的机械能。乙图，气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，此时机械能转化为内能；丙图，气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，且上端的火花塞发出电火花，是做功冲程，在这一过程中，内能是转化为机械能的，在这个冲程中，燃气内能的改变是通过做功的方式，故跟甲图现象一致的是丙图。 15． 2.625×107 烧杯 【详解】[1]水吸收的热量为 由得，若用该装置加热水的效率为40%，燃料完全燃烧过程中释放的热量 由得，该液态燃料的热值为 [2]用此装置加热水的过程中，除了水吸收热量外，实验过程中烧杯、石棉网也吸收热量。 16． 【详解】在BO段：滑块从B点由静止释放，橡皮筋拉伸产生向左的弹力，没有摩擦力，滑块向左加速。随着向左运动，橡皮筋伸长量变小，弹力变小，速度持续增大，但速度增大的速度变慢，到O点时弹力为0，速度达到最大，橡皮筋的弹性势能全部转化为木块的动能。 在OA段：进入OA段，存在向右的摩擦力，滑块在这个摩擦力作用下做减速运动，速度不断减小，直至A点速度为0 。如图所示 17．(1)等于 (2) (3)B (4)甲 【详解】（1）实验中，将水和食用油分别装在两个相同的烧杯中，用两个相同的电加热器加热，则相同时间内水和食用油吸热相同。由表可知，均加热6min，所以，水吸收的热量等于食用油吸收热量。 （2）由表可知，加热相同时间（6min），吸收相同热量，水升高的温度（）与食用油升高的温度（）之比为，根据，质量相同时，比热容和温度变化量成反比，所以水和食用油比热容之比为，则食用油的比热容为 （3）A．汽车发动机用水做冷却剂是因为水的比热容大，质量相同的水和其它物质相比，升高相同的温度，吸收的热量多，与比热容有关，故A不符合题意； B．空调房间里放盆水可以增加湿度，是水的蒸发现象，与比热容无关，故B符合题意； C．城市建造人工湖来改善气候是因为水的比热容大，质量相同的水和其它物质相比，吸收或放出相同热量，水的温度变化小，与比热容有关，故C不符合题意； D．北方楼房中的暖气用水作为介质是因为水的比热容大，质量相同的水和其它物质相比，降低相同的温度，放出的热量多，与比热容有关，故D不符合题意。 故选B。 （4）由表可知，加热相同时间，吸收相同热量，水升高的温度少于食用油升高的温度，即水升温慢，所以能合理反映该实验结果的图像是甲。 18．(1) ③ 木块被撞击后移动的距离 (2) 不同 速度越大，小车的动能越大 (3) 不能 若水平面绝对光滑，小车将保持匀速直线运动状态 (4)A 【详解】（1）[1][2]实验中为探究动能大小与质量的关系，应控制小车到达水平面的速度相同，让质量不同的小车，从斜面上同一高度由静止释放，应选场景①和③。本实验中，小车动能的大小是通过木块被小车撞击后移动的距离来反映，木块移动的距离越大，说明小车的动能越大。 （2）[1][2]为探究动能大小与速度的关系，应让小车从斜面的不同的高度由静止下滑，场景③和④中，小车的质量相同，从斜面上释放的高度不同，小车到达水平面上的速度不同，场景④中小车速度更大，木块被撞击后移动的距离更远，说明动能越大，可得到的结论是：小车的质量一定时，速度越大，小车的动能越大。 （3）[1][2]水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的。 （4）方案一：质量相同的钢球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放（离开弹簧后钢球速度不同），撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，可以研究钢球的动能大小与速度的关系。 方案二：若用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，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，故弹簧弹性势能相同，转化出的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同，这样是不能完成实验的。 故选A。 19．(1) (2) (3)25% 【详解】（1）水箱中水吸收的热量 （2）汽车牵引力做的功 （3）汽油完全燃烧放出的热量为 则汽车发动机效率 20．(1) (2) 【详解】（1）水在12min内吸收的热量 （2）由于是用同一热源加热，在6min内水和油吸收的热量相等 油的比热容为 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 $