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** 本单元卷聚焦机械能、内能及其转化，融合传统文化（如古诗词、中医针灸、筒车）与科技前沿（神舟飞船、卫星发射），适配初中物理单元复习，强化物理观念与科学态度。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----|----| |单选题|10|机械能、内能、热机|结合“花气袭人”考分子运动，神舟返回舱考能量变化| |填空题|5|热机冲程、内能改变|联系中医消毒（热传递）、筒车（势能变化）| |实验题|2|比热容、动能影响因素|控制变量法（水浴加热）、转换法（木块距离判动能）| |计算题|2|热量、效率计算|生活实例（卡式炉、天然气烧水）|

第十章机械能、内能及其转化 练习 一、单选题 1．古诗词是我国传统文化瑰宝，有的优美词句还与物理知识有着密切联系。下列词句涉及的物理知识的说法正确的是（     ） A．“沙暖睡鸳鸯”，同水相比，沙的比热容大一些 B．“花气袭人知骤暖”，温度越高分子无规则运动越剧烈 C．“心急吃不了热豆腐”，热豆腐含有很多热量 D．“昔去雪如花，今来花似雪”，雪的温度低，其内能为零 2．下列物体中，具有动能的是（     ） A．拉开的弓 B．静止在桌面上的墨水瓶 C．空中飞行的小鸟 D．被压缩的弹簧 3．汗蒸源自中国，是一种常见的热疗方式，它是用火炉将黄泥和各种石头加温，人或坐或躺在黄泥、石头上加热身体，用于驱风、驱寒、暖体活血、温肤靓颜。下列有关汗蒸的说法错误的是（　　） A．火炉中的燃料在燃烧过程中其热值不变 B．火炉中的燃料燃烧时是将化学能转化为内能 C．人体在加热升温的过程中，人含有的热量在不断增加 D．人体在加热升温的过程中，是通过热传递增加人体的内能 4．如图A是四冲程汽油机的工作示意图，如图B是我国古代曾发明的一种点火器，以牛角为套筒，把艾绒黏附在木质推杆前端。取火时一只手握住套筒，另一只手向内猛推推杆，推杆前端的艾绒就会被点燃。下列说法错误的是（    ） A．做功冲程中，高温、高压燃气减少的内能绝大部分转化为机械能 B．汽油机和柴油机的构造类似，柴油机在压缩冲程中对气体的压缩程度更高 C．图A丁冲程中存在着化学能转化为内能的过程，甲、乙、丙冲程要消耗外部能量 D．图B把推杆推入牛角套筒内时能量转化过程与热机中的图丁冲程相同 5．如图甲、乙所示，规格相同的A、B两杯中分别装有300g和400g的牛奶，并用不同加热器同时对其加热，根据所记录的数据分别得到图丙的温度与加热时间的关系图像C和D．已知加热器的加热效率相同， []。则下列说法正确的是（     ） A．加热相同时间时，两杯牛奶将吸收相等的热量 B．若两杯牛奶都从加热5min，A、B两杯牛奶升高的温度之比为3∶4 C．若将A、B两杯中的牛奶都从加热至，需要的时间之比是2∶3 D．甲、乙图中的加热器每分钟放出的热量之比为3∶4 6．某固态物体的质量为m，其物质的比热容为c，用稳定的热源对它加热35min。物体在相同时间内吸收的热量相等。上述过程中记录不同时刻的温度，最后绘制出温度随时间变化的图像，如图所示。下列说法正确的是（    ） A．在25~35min，该物体吸收的热量为 B．该物体在凝固过程中放出的热量为 C．这种物质固态时的比热容大于液态时的比热容 D．这种物质的吸热能力随着温度的升高不断减小 7．2024年4月，神舟十八号载人飞船返回舱穿越大气层后，在减速伞和主降落伞的作用下匀速下降。在此阶段（忽略高度变化引起的值变化），下列说法正确的是（    ） A．返回舱的动能减小 B．返回舱的重力势能增大 C．返回舱的惯性大小不变 D．返回舱的机械能保持不变 8．如图所示是人造地球卫星的轨道示意图，卫星在大气层外环绕地球运行，关于它在从远地点向近地点运行的过程中能量变化情况。下列说法正确的是（     ） A．动能增大，势能减小，机械能不变 B．动能增大，势能不变，机械能增大 C．动能不变，势能减小，机械能减小 D．动能减小，势能增大，机械能不变 9．2025年12月27日，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙火箭成功发射气象卫星风云四号03星。如图所示，火箭升空过程中，燃料燃烧产生的内能转化为机械能，这与热机的哪个冲程能量转化方式一致（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 10．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（   ） A．小球的能量慢慢消失了 B．小球的能量可以凭空产生 C．小球在此过程中遵循能量守恒定律 D．小球弹起的高度越来越小说明能量不守恒 二、填空题 11．某单缸四冲程汽油机飞轮转速为1800r/min，该汽油机每分钟完成___________个冲程，每秒对外做功___________次，1分钟内完成___________个压缩冲程。 12．中医文化是中华优秀传统文化的重要组成部分，如图是中医“针灸”的情景。针灸所用的“毫针”很细，是通过减小受力面积的方式来______，从而利于针具顺利刺入人体。在重复使用前需要用酒精灯高温消毒，这是通过______方式改变银针的内能的。 13．《天工开物》中记载“凡河滨有制铜车者，堰陂障流，绕于车下，激轮使转，挽水入简，一倾于视（引水的竹、木管子）内，流入亩中。”其中描述的是一种以水流为动力来取水的机械——筒车（图甲），模型如图乙所示。若筒车转速不变且从取水处至倒水处水未流出，在此过程中，取水筒内水的动能_______，重力势能_______，机械能_______（均选填“增大”、“减小”或“不变”）。 14．“水是生命之源”，水和我们的生活息息相关。如图是自然界水循环的示意图，从海洋湖泊表面______（填物态变化名称）的水蒸气到了高空与冷空气相遇，液化成小水滴或凝华成小冰晶，小冰晶在下落过程中______（填物态变化名称）成水降落到地面，又流入海洋和湖泊。城市中的湖泊对环境温度有较强的调节作用，这是由于水的______。 15．天然气是一种清洁燃料，很多地区的公交车开始使用天然气来代替柴油或汽油。已知天然气的热值为，某公交车的发动机内完全燃烧天然气所释放的热量为_____________J；该汽车发动机的效率为50%，输出的有用机械能为_____________J。 三、作图题 16．如图所示，无人机需要将包裹（投放前将两者看作一个整体）从地面投放至B处。t0时刻无人机以速度v0经A处匀速上升；t1时刻到达B处时悬停，t2时刻投放包裹并立即以速度v0匀速下降；t3时刻回到A处。若t0时刻无人机的机械能为E0，忽略悬停前后速度变化的过程，请在答题卡的坐标中画出t0~t3时间内，无人机的机械能E随时间t变化关系的大致图像。 四、实验题 17．为了比较A、B两种液体比热容的大小，物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验，在两个相同的试管中，分别装入质量相等的A、B两种液体，将两个试管放入盛有水的同一烧杯中，用酒精灯加热。 (1)在组装器材时，酒精灯应________（选填“点燃”或“不点燃”）。 (2)将两个试管放入盛有水的同一烧杯中加热，则两种物质在相同的时间内吸热________（选填“相同”或“不相同”）。 (3)实验后绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示，可见：质量相等的A和B两种液体，在吸收相同热量时，________（选填“A”或“B”）液体升温较高。 (4)B液体在第10min的内能________在第20min的内能；A液体的比热容________B液体的比热容。（均选填“大于”“等于”或“小于”） (5)若只能从A或B中选一种液体作为汽车冷却剂，则应选择________（选填“A”或“B”）液体。假如A液体比热容为，则B液体的比热容为________。 18．为了探究动能大小的影响因素，利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图所示的探究活动。 (1)实验中，通过观察______来判断钢球动能的大小，这种研究方法是______法（控制变量/转换）；若水平面绝对光滑，本实验将______（能/不能）达到探究目的。 (2)为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择______（a/b/c）两图进行实验分析。该实验所得结论可以解释汽车在高速路上______（选填“超速”或“超载”）的危害。 (3)实验中为了探究动能大小与速度的关系，应选择______（a/b/c）两图进行实验分析。 五、计算题 19．如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷作为燃料。水壶装入1kg初温为28℃的水，用卡式炉加热至100℃，消耗了15g丁烷（水的比热容为，丁烷的热值为）。求： (1)水吸收的热量； (2)丁烷完全燃烧放出的热量； (3)卡式炉的加热效率。 20．绿水青山就是金山银山。为建设生态优美、幸福宜居的新农村，某市部分农村地区已用上绿色能源——天然气。[，，气压为标准大气压] (1)天然气完全燃烧放出的热量是多少？ (2)若这些热量的25%被初温为70℃、质量为12.5 kg的水吸收，能使水的温度升高到多少？ 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 B C C D C A C A C C 1．B 【详解】A．常见物质中，水的比热容远大于沙石。相同质量的沙和水吸收相同太阳辐射的热量时，沙升温更快，才会出现“沙暖”的现象，因此沙的比热容比水小，故A错误； B．分子的无规则运动剧烈程度和温度直接相关，温度越高，分子无规则运动越剧烈。气温骤升时，花香分子扩散速度变快，人更容易闻到花香，对应“花气袭人知骤暖”的描述，故B正确； C．热量是热传递过程中传递的能量多少，是过程量，不能说物体“含有热量”，只能描述热豆腐温度高，内能大，故C错误； D．一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动，任何温度下的物体都具有内能，即使温度很低的雪，内能也不为零，故D错误。 故选B。 2．C 【详解】动能的定义：物体由于运动而具有的能量，物体有速度才具有动能。 A．拉开的弓，发生弹性形变，具有弹性势能，故A不符合题意； B．静止在桌面上的墨水瓶，速度为0，没有动能，故B不符合题意； C．空中飞行的小鸟，处于运动状态，具有动能，故C符合题意； D．被压缩的弹簧，发生弹性形变，具有弹性势能，故D不符合题意。 故选C。 3．C 【详解】A．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、燃烧程度等均无关，所以，火炉中的燃料在燃烧过程中其热值不变，故A正确，不符合题意； B．火炉中的燃料具有化学能，燃烧时释放热量将化学能转化为内能，故B正确，不符合题意； C．热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，只能说吸收或放出多少热量，故C错误，符合题意； D．人体在加热升温的过程中，热量由温度高的物体，传向温度低的人体，能量发生了转移，是通过热传递增加人体的内能，故D正确，不符合题意。 故选C。 4．D 【详解】A．做功冲程中，燃料释放的能量少部分转化为机械能，大部分以尾气形式排放，故A正确，不符合题意； B．柴油机在压缩冲程中对气体的压缩程度更高，体积更小，内能更大，故B正确，不符合题意； C．图A甲中两个气门关闭，活塞向上运动，机械能转化为内能，是压缩冲程；图A乙中进气门打开，活塞向下运动，是吸气冲程；图A丙中排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，图A丁中两个气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，高温气体燃烧，先将化学能转化为内能，再将内能转化为机械能，甲、乙、丙冲程靠飞轮惯性完成，故C正确，不符合题意； D．图B把推杆推入牛角套筒内时，套筒内的温度升高，内能增大，是由机械能转化为内能，能量转化过程与热机中的压缩冲程相同，即与图甲相同，故D错误，符合题意。 故选D。 5．C 【详解】A．题目中使用不同加热器，单位时间放出热量不同，且，加热效率相同，因此加热相同时间，两杯牛奶吸收热量不相等，故A错误； B．由丙图得A杯牛奶升高，即每分钟升高 B杯牛奶升高，即每分钟升高 加热，升高温度之比，故B错误； C．A杯牛奶每分钟吸热 B杯牛奶每分钟吸热 从加热到，升高温度 A杯总吸热为，B杯总吸热为，所需时间为 故所需时间之比，故C正确； D．加热器加热效率相同，因此每分钟放出热量之比等于每分钟牛奶吸收热量之比，故D错误。 故选C。 6．A 【详解】A．稳定热源加热，相同时间吸收相同热量，则前10分钟物体吸收的热量为cm(t1-t0)，前10分钟吸 收的热量和25～35分钟吸收热量相同，故A正确； B．该物质处于液态时的比热容未知，所以，该物体在凝固过程中放出的热量不能利用含有其液态时的温度变化的式子来表示，故B错误； C．由图像可知，固态时（如0~10min)相同时间 内温度升高得快，液态时（如25~35min)相同时 间内温度升高得慢。根据Q=cmΔt，在吸收热量Q 和质量m相同的情况下，Δt越大，比热容c越小，所以固态时的比热容小于液态时的比热容，故C错误； D．物质的吸热能力由比热容表示，由前面分析知 该物质固态时比热容小，液态时比热容大，而不是 随着温度升高吸热能力不断减小。比如从固态升温 到熔点过程中吸热能力不变（固态比热容不变），从 液态升温过程中吸热能力也不变（液态比热容不 变），故D错误。 故选A。 7．C 【详解】ABD．神舟十八号载人飞船返回舱穿越大气层后，在减速伞和主降落伞的作用下匀速下降，其质量不变，速度不变，动能不变，高度减小，重力势能减小，因此机械能减小，故ABD错误； C．惯性是物体本身的一种属性，只与物体的质量有关，返回舱的质量不变，它的惯性大小不变，故C正确。 故选C。 8．A 【详解】卫星在大气层外运行，不受空气阻力，机械能守恒，即机械能不变；从远地点向近地点运行过程中，高度减小，重力势能减小；由于机械能等于动能与势能之和，机械能不变，势能减小，故动能增大。 故选A。 9．C 【详解】火箭升空时，将燃料燃烧产生的内能转化为火箭机械能。热机四冲程中，吸气、排气冲程无能量转化；压缩冲程将机械能转化为内能；做功冲程将内能转化为机械能。故选C。 10．C 【详解】AB．根据能量守恒定律，能量不会凭空产生，也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，不管如何转移和转化，能量的总量不变。故AB错误； CD．小球在此过程中遵循能量守恒定律，之所以小球弹起的高度越来越小是因为小球的一部分机械能转化为了其它能，故C正确，D错误。 故选C。 11． 3600 15 900 【详解】[1][2][3]由题知，一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1800r/min=30r/s，即每秒钟飞轮转30圈。因为四冲程内燃机在一个工作循环中，曲轴转动2周（飞轮转2圈），完成4个冲程，对外做1次功，所以，该汽油机每分钟完成3600个冲程，每秒钟飞轮转30圈，每秒对外做功15次，1分钟内完成900个工作循环，完成900个压缩冲程。 12． 增大压强 热传递 【详解】[1]根据压强公式可知，当压力一定时，减小受力面积可以增大压强。针灸所用的“毫针”很细，就是在压力一定的情况下，通过减小受力面积的方式来增大压强，从而利于针具顺利刺入人体。 [2]改变物体内能的方式有做功和热传递。用酒精灯高温消毒，是将酒精灯火焰的热量传递给银针，使银针的内能增加，温度升高，这是通过热传递方式改变银针的内能的。 13． 不变 增大 增大 【详解】[1]动能与质量和速度有关，从取水处至倒水处，筒车转速不变，则取水筒内的水的速度和质量不变，则取水筒内水的动能不变。 [2]重力势能与质量和高度有关，从取水处至倒水处，取水筒内的水质量不变，高度增大，则重力势能增大。 [3]机械能等于动能和势能之和，从取水处至倒水处，取水筒内水的动能不变，重力势能增大，所以机械能增大。 14． 汽化 熔化 比热容较大 【详解】[1]从海洋湖泊表面变成水蒸气，是液态水变为气态水蒸气的过程，属于汽化现象。 [2]小冰晶在下落过程中变成水，是固态变为液态的过程，属于熔化现象。 [3]城市中的湖泊对环境温度有较强的调节作用，是因为水的比热容较大。与其他物质相比，在吸收或放出相同热量时，水的温度变化较小。 15． 【详解】[1]消耗2L天然气所释放的热量：； [2]根据可知，输出有用的机械能：。 16． 【详解】：匀速上升阶段 无人机和包裹整体匀速上升，速度不变、总质量不变，因此动能不变；高度逐渐升高，重力势能逐渐增大，因此机械能随时间均匀增大。图像：从点出发，向右上方倾斜的直线，到处。 ：悬停阶段无人机悬停，高度不变、总质量不变，动能和重力势能都不变，因此机械能保持不变。图像：水平直线，从延伸到。 时刻：投放包裹瞬间投放包裹后，无人机质量突然减小，瞬间高度不变，因此无人机的机械能突然跳降（去掉了包裹的机械能部分），在处竖直向下突降到更低的机械能值。 ：匀速下降阶段 无人机匀速下降，速度不变、自身质量不变，因此动能不变；高度均匀降低，重力势能均匀减小，因此机械能随时间均匀减小。图像：从跳变后的点出发，向右下方倾斜的直线，到处，且最终时刻的机械能小于初始的（初始是无人机与包裹的总机械能，此时只有无人机，机械能更小）。 17．(1)点燃 (2)相同 (3)A (4) 小于 小于 (5) B 【详解】（1）组装器材时遵循自下而上的顺序，需点燃酒精灯，根据其外焰高度调整上方器材位置，确保加热时使用外焰。 （2）水浴加热，同一烧杯内水温相同，相同时间两种液体吸收的热量相等。 （3）加热时间相同，吸收相同热量，A液体温度曲线更陡，升温更高。 （4）B液体持续吸热，温度升高，内能增大，因此第10min内能小于第20min内能；质量、吸热相同时，升温越快，比热容越小。A液体升温更快，故A液体比热容小于B液体。 （5）冷却剂需要比热容大的物质，吸热升温慢，故选B液体； 由图乙，升高相同温度时，液体A用时10min，液体B用时20min，故吸收的热量，根据吸热公式，有，，两式相除得 代入数据 解得 18．(1) 木块被推动的距离 转换 不能 (2) a、c 超载 (3)a、b 【详解】（1）[1][2]钢球的动能是无法直接测量的，实验中可以通过观察木块移动的距离长短来判断钢球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法。 [3]若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律可知，钢球将做匀速直线运动，无法停止，也就不能通过观察木块移动的距离长短来判断钢球动能大小，故本实验将不能达到探究目的。 （2）[1]为了探究物体动能大小与质量的关系，应控制钢球撞击木块前的速度相等，需让质量不同的钢球从相同的高度滑下，故选择a、c两图进行实验分析。 [2]当汽车的运动速度一定时，质量越大，汽车的动能越大，汽车停下来需要的距离就越长，这可以解释汽车超载的危害。 （3）实验中为了探究动能大小与速度的关系，应控制钢球质量相同，速度不同，即应让质量相同的钢球，从同一斜面不同高度由静止滑下。故选a、b两图进行实验分析。 19．(1) (2) (3)42% 【详解】（1）根据公式可知，水吸收的热量为 （2）根据公式可知，丁烷完全燃烧放出的热量为 （3）根据公式可知，卡式炉的加热效率 20．(1) (2) 【详解】（1）天然气完全燃烧放出的热量 （2）水吸收的热量 理论上水升高的温度 因标准大气压下水的沸点为，水沸腾后温度保持不变， 故水的温度最终升高到。 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 $