第十二章 机械能和内能 单元练-2026-2027学年苏科版九年级上册物理

**基本信息** 初中物理第十二章“机械能和内能”单元卷，以科技前沿（如浮空风力发电）、生活场景（如修枝剪）为情境，覆盖机械能、内能、分子动理论等核心知识，适配单元复习，注重物理观念与科学思维培养。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|8题|内能改变（题1）、机械能（题2、7）、分子动理论（题3）|结合无人机（题2）、东风导弹（题4）等科技情境| |填空题|5题|汽油机工作原理（题10、12）、分子运动（题11）|融入长征火箭（题9）、山东大烧饼（题11）等生活与科技素材| |实验题|1题|动能影响因素探究（题14）|控制变量法（题14(2)(3)），体现科学探究| |计算题|2题|热量计算（题15）、压强与效率（题16）|综合密度、比热容（题15）及力学功率（题16），培养科学思维|

第十二章 机械能和内能 一、单选题 1．食品放入电冰箱后温度降低，其内能的变化及其改变方式是（　　） A．增大、热传递 B．增大、做功 C．减小、热传递 D．减小、做功 2．科技兴农赋能乡村振兴，如图所示，农业工作人员正在使用无人机给农作物喷洒农药。无人机在某一高度沿水平方向匀速飞行喷洒农药的过程中，无人机的（    ） A．动能变大 B．重力势能变大 C．动能变小 D．重力势能不变 3．生活中处处有物理，小明观察了生活中的一些现象，下列解释错误的是（　　） A．手捏面包，面包体积变小了，说明分子间有间隙 B．用水作为汽车发动机的冷却剂，其主要原因是水的比热容较大 C．百花绽放时花香四溢，说明分子在永不停息地做无规则运动 D．洗手盆的下水管制成U状，是利用连通器原理，从而达到阻隔臭气的作用 4．东风破穹，万里镇国！2025年九三阅兵，东风-5C（如图）压轴亮相，官方明确“打击范围覆盖全球”，射程约15000公里，可携带多枚分导式核弹头，是陆基井射核威慑的核心力量，视觉冲击与战略威慑拉满。下列说法错误的是（　　） A．导弹发射时，燃气的内能转化为导弹的机械能 B．导弹发射时，导弹能向上加速升空，因为力的作用是相互的 C．导弹在空中高速飞行时，通过热传递的方式使外壳温度升高 D．导弹在空中高速飞行时，如果一切外力都消失，导弹将做匀速直线运动 5．小丽用相同的电加热器分别对相同质量的水和另一种液体进行加热，并绘制得到如图所示的图像，已知水的比热容是，则另一种液体的比热容是（    ） A． B． C． D． 6．关于下面四幅图的说法中，正确的是（     ） A．甲图：属于汽油机的压缩冲程，是将内能转化为机械能 B．乙图：试管内气体推开瓶塞，气体内能不变 C．丙图：红糖在冷水中溶解得慢，说明分子在低温环境中不运动 D．丁图：悬挂钩码不能把两块铅柱分开，说明分子间存在引力 7．2026年1月5日，一个长60米、宽40米、高40米，酷似“飞艇”的大家伙，划破长空，稳健爬升至2000米高度，累计发电385千瓦时，成功完成试飞和微网并网验证。这个空中“飞艇”正是全球首台适用于城市环境的兆瓦级浮空风力发电系统（如图）。下列有关说法正确的是（　　） A．“飞艇”匀速上升过程中，若不计空气阻力，动能不变、重力势能增大，机械能守恒 B．飞艇匀速上升时，受到的浮力与重力是一对相互作用力 C．飞艇悬停时，若所有发动机突然停止工作，飞艇不会立即下落，是因为飞艇具有惯性 D．“飞艇”在空中受到的浮力一定等于它所排开空气的重力 8．劳动课上，同学们用修枝剪修剪花圃里的枯枝，下列分析正确的是（     ） A．修枝剪属于省力杠杆，省力的同时可以省距离 B．手握修枝剪的位置离转轴越远，修剪树枝时越省力 C．剪断树枝时，人体的化学能全部转化为修枝剪的机械能 D．修枝剪夹住树枝水平匀速移动的过程中，对树枝做了功 二、填空题 9．2024年3月20日，长征八号遥六运载火箭以“一箭十八星”方式，将千帆星座第五批组网卫星送入预定轨道。火箭加速升空时，机械能___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。由于卫星在太空中飞行时，其向阳面和背阳面温度差高达 200℃, 为了解决这一问题，我国采用热管温控技术，使管内工作的液体在高温端__________（填物态变化名称）吸热，低温端液化放热。 10．某单缸四冲程汽油机飞轮的转速为1800r/min，该汽油机每秒钟对外做功的次数为______次。运转的汽油机通过______的方式使冷却液温度升高。当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率______（选填“升高”“降低”或“不变”）。 11．山东大烧饼外酥里嫩，香酥可口。刚出炉的热腾腾的烧饼香味扑鼻而来，这是由于分子的______造成的；刚出炉很烫手是通过______方式增加手的内能。 12．现有一台四冲程汽油机，飞轮的转速为3600r/min，这汽油机每秒钟内完成 ___________个冲程，对外做了 ___________次功。 13．热爱劳动的津津学做天津特色菜“贴饽饽熬鱼”。烹饪时主要是通过______的方式来增大食材的内能（选填“做功”或“热传递”）；锅内冒出的大量“白气”是水蒸气______形成的小水滴（填物态变化名称）。 三、实验题 14．为了探究动能大小的影响因素，实验小组的同学利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展以下探究活动，其中H>h，M>m。 (1)实验中让钢球从斜面的某一高度由静止开始滚下，撞击水平面上的木块，通过比较木块被撞击后的滑行距离来反映___________ （选填下列选项序号），这种研究方法是___________； A．钢球撞击木块后的动能        B．钢球撞击木块前的动能       C．木块被撞击后的动能 (2)为了探究动能大小与质量的关系 ，应选择___________两图进行实验和分析； (3)实验中为了探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面________（选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大 ，动能越________； (4)某同学用如图所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的钢球从不同高度由静止开始释放，通过观察木块在木板和毛巾上滑行的距离来判断钢球动能的大小，这种方法是_________（选填“可行”或“不可行”）的，理由是_________。 四、计算题 15．热处理是把金属制品加热到一定温度后放在水、油或空气中迅速冷却，以提高金属的硬度和强度。现将一质量为，体积为的金属块加热到，然后放在室温为的空气中自然冷却。求：【金属块的比热容为，水的比热容为】 (1)求该金属块的密度。 (2)金属块在冷却过程中放出的热量； (3)若把这些热量全部用于给、的水加热，在标准大气压下，水温度升高了多少摄氏度？ 16．随着科技的发展，无人驾驶技术日趋成熟。如图无人驾驶的电动公交车，其空车质量为10t，车轮与路面接触的总面积为0.2m2。无人乘坐时，该电动公交车在水平路面上匀速直线行驶过程中受到的阻力是总重的0.03倍，汽车发动机的功率恒定，行驶2.4×104m用时20min消耗的电能为9×107J。试问： (1)该电动公交车空载静止在水平路面上时，对路面的压强是多少？ (2)无人乘坐时，该电动公交车发动机的功率是多少？ (3)该电动公交车的效率是多少？ 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 参考答案 1．C 【详解】当把食品放入电冰箱后，食品放出热量，食品的内能转移到冰箱，温度降低，这种改变食品内能的方式叫做热传递。 故选C。 2．C 【详解】无人机在某一高度沿水平方向匀速飞行喷洒农药的过程中，高度不变，速度不变，但质量变小，则动能减小，重力势能减小，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 3．A 【详解】A．手捏面包体积变小，是因为面包内部有宏观的气孔，属于物体的宏观结构形变，不能说明分子间有间隙，故A错误，符合题意； B．水的比热容较大，相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度时能吸收更多热量，冷却效果好，因此常用作汽车发动机的冷却剂，故B正确，不符合题意； C．花香四溢是扩散现象，说明分子在永不停息地做无规则运动，故C正确，不符合题意； D．洗手盆下水管的U形结构利用了连通器原理，U形管中会留存一段水，阻隔下水道的臭气反流，故D正确，不符合题意。 故选A。 4．C 【详解】A．导弹发射时，燃料燃烧产生高温高压的燃气，燃气膨胀对外做功，推动导弹运动，此过程将燃气的内能转化为导弹的机械能，故A正确，不符合题意； B．导弹发射时，向后喷出高速燃气，导弹对燃气施加一个向后的力，根据力的作用是相互的，燃气对导弹施加一个向前的、大小相等的反作用力，这个力使导弹加速升空。故B正确，不符合题意； C．导弹在空中高速飞行时，与空气发生剧烈摩擦，导弹克服空气阻力做功，将机械能转化为内能，使得导弹外壳的温度升高，内能增加。这是通过做功的方式改变物体的内能，故C错误，符合题意； D．根据牛顿第一定律可知，任何物体在不受任何外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。导弹在空中高速飞行时，如果一切外力都消失，它将做匀速直线运动。故D正确，不符合题意。 故选C。 5．B 【详解】由图可知水在16min 内升高的温度为 水吸收的热量 用相同的加热器，加热相同时间，表示物质吸收的热量相同，因此另一种液体在8min吸收的热量是 ，由图像可知，另一种液体在8min内温度升高了 故另一种液体的比热容 由计算可知，B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 6．D 【详解】A．甲图汽油机进气门、排气门均关闭，火花塞点火，是做功冲程，将内能转化为机械能，故A错误； B．乙图中试管内气体推开瓶塞时，气体对瓶塞做功，气体自身内能会减小，故B错误； C．红糖在冷水中溶解得慢，是因为温度越低，分子运动越缓慢，故C错误； D．丁图两块磨平的铅柱压紧后，下方悬挂钩码也无法分开，说明分子之间存在引力，故D正确。 故选D。 7．D 【详解】A．飞艇匀速上升过程中，质量和速度不变，因此动能不变；高度升高，因此重力势能增大；浮力对飞艇做功，机械能增加，因此机械能不守恒，故A错误； B．飞艇匀速上升时，浮力和重力大小相等、方向相反、作用在同一物体同一直线上，是一对平衡力，相互作用力需要作用在不同物体上，而浮力与重力均作用于飞艇，故B错误； C．飞艇悬停时，浮力与总重力平衡，发动机停止工作后，浮力和重力仍然平衡，飞艇会保持静止，不会下落，因此该说法错误，故C错误； D．根据阿基米德原理，物体在气体中受到的浮力大小等于它排开气体的重力，因此飞艇在空气中受到的浮力一定等于它所排开空气的重力，故D正确。 故选D。 8．B 【详解】A．修枝剪动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，特点是省力，但费距离，故A错误； B．使用时，手握修枝剪的位置离转轴越远，是为了增大动力臂，从而在使用时更加省力，故B正确； C．剪断树枝时，人体的化学能只有一部分转化为修枝剪的机械能，还有相当一部分转化为内能散失，故C错误； D．修枝剪夹住树枝水平匀速移动的过程中，修枝剪对树枝的力的方向与树枝移动的方向垂直，因此没有对树枝做功，故D错误。 故选B。 9． 增大 汽化 【详解】[1]火箭加速升空时，质量不变，速度增大，动能增大；同时高度增加，重力势能增大。而机械能等于动能与重力势能之和，所以机械能增大。 [2]物质从液态变为气态的过程叫汽化，汽化过程需要吸收热量。管内工作的液体在高温端吸热，由液态变为气态，这种物态变化是汽化。 10． 15 热传递 降低 【详解】[1]汽油机飞轮的转速为 1800r/min=30r/s 该汽油机每秒钟完成15个工作循环，对外做功的次数为15次。 [2]运转的汽油机使用冷却液来冷却发动机时，冷却液从发动机吸收热量，通过热传递的方式使冷却液温度升高。 [3]当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，放出的热量减小，这时发动机的效率降低。 11． 无规则运动 热传递 【详解】[1]刚出炉的热腾腾的烧饼香味扑鼻而来，这是由于分子在不停地做无规则运动，属于扩散现象。 [2]刚出炉的烧饼很烫手，是因为手吸收了烧饼的热量，这是通过热传递的方式增加手的内能。 12． 120 30 【详解】若飞轮转速是3600r/min=60r/s，表示每秒飞轮转动60圈，因为飞轮转2r，完成4个冲程，对外做功1次，所以飞轮转60r，要经过120个冲程，对外做功30次。 13． 热传递 液化 【详解】[1]烹饪时锅下有燃料燃烧释放热量，锅中食物吸收热量，所以主要是通过热传递的方式来增大食材的内能。 [2]锅内冒出的大量“白气”是水蒸气变成的小水滴，由气体变成液体，所以是液化现象。 14．(1) B 转换法 (2)乙丙 (3) 不同 大 (4) 不可行 没有控制被撞木块所处的水平面的粗糙程度相同 【详解】（1）[1][2]该实验中钢球撞击木块前动能的大小是通过木块被撞后移动的距离体现的，木块被推移的距离越远，说明钢球被撞前的动能越大，被推移的距离越近，说明钢球被撞前的动能越小，这里采用了转换法。 （2）为了探究动能大小与质量的关系 ，应该控制钢球的速度相同，即应该让质量不同的钢球从同一高度静止滚下，所以应选择乙丙两图进行实验和分析。 （3）[1][2]实验中为了探究动能大小与速度的关系，应该控制钢球的质量相同。所以应让质量相同的钢球，从同一斜面不同高度由静止滚下，观察木块被撞后移动的距离比较钢球具有动能的大小。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，木块被撞后移动的距离越大，钢球的动能越大。 （4）[1][2]要探究动能的大小与速度的关系，应该控制钢球的质量相同，被撞木块所处的水平面的粗糙程度也相同。通过比较木块运动的距离比较做功的多少，需要水平面阻力相同，所以该同学的方法不可行，因为没有控制被撞木块所处的水平面的粗糙程度相同。 15．(1)7.5×103kg/m3 (2)2.94×105J (3)65℃ 【详解】（1）金属块的密度 （2）金属块放出的热量Q放=c金属m金属Δt金属=0.49×103J/(kg•℃)×1.5kg×(420℃-20℃)=2.94×105J （3）由题知，水吸收的热量Q吸=Q放=2.94×105J 由Q吸=cmΔt得，水的温度变化量 则水温升高到t水=Δt水+t0=70℃+35℃=105℃ 由于标准大气压下水的沸点为100℃，所以在标准大气压下水升高的温度为Δt'=100℃-35℃=65℃ 16．(1)5×105Pa (2)6×104W (3)80% 【详解】（1）该电动公交车空载的重力 静止在水平路面上时，对路面的压力 对路面的压强 （2）电动公交车行驶过程中受到的阻力 该电动公交车在水平路面上匀速直线行驶过程中牵引力和阻力是平衡力，大小相等，即F牵=f=3000N 牵引力做的功 该电动公交车发动机的功率 （3）该电动公交车的效率 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 $