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** 本单元卷聚焦“机械能、内能及其转化”，通过科技前沿（火箭发动机、长征火箭）、文化传承（走马灯、四连碓）等真实情境，融合物理观念与科学思维，适配初中物理单元复习，强化知识应用与素养培育。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|10|内能改变方式、热机冲程、机械能转化|结合2025年火箭发动机测试考热值与能量转化，体现科技前沿| |填空题|5|重力势能、做功改变内能、热机效率|以四连碓石杵上抬考重力势能，渗透文化传承| |实验题|2|比热容比较、动能影响因素|“探究水和煤油吸热能力”用控制变量法，培养科学探究能力| |计算题|2|热量计算、热机效率|热水器加热、汽车能耗计算，联系生活实际，强化科学态度与责任|

第十章机械能、内能及其转化 练习 一、单选题 1．下列现象中，通过热传递改变物体内能的是（    ） A．寒冷的冬天，同学们用力搓手取暖 B．原始人类用“钻木取火”的方法取得火种 C．“天宫二号”返回地球进入大气层发热、发光 D．烹饪鲜美的牛肉时，把牛肉等食材放入沸腾的汤中烫熟 2．2025年1月19日，在抱龙峪试验区两台120吨级液氧煤油火箭发动机完成了点火测试。该液氧煤油火箭发动机采用了最先进的高压补燃循环系统，其推力比现有“长征”系列运载火箭发动机提高60%以上，运载能力是原来的3倍左右。下列相关说法正确的是（　　） A．燃料燃烧越充分，燃料的热值越大 B．液氧煤油燃烧部分后，剩余部分的比热容减小 C．火箭发动机工作时主要将内能转化为机械能 D．120吨级液氧煤油火箭发动机的效率可以达到100% 3．如图所示是我国传统的走马灯，点燃底部蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，此过程类似四冲程汽油机的（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 4．如图是我国古人利用牛角、艾绒和木质推杆等制作的一种点火器。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。从能量转化的角度看，下列说法正确的是（　　） A．推杆的过程，内能转化为机械能 B．推杆时，套筒内气体的内能不变 C．艾绒的内能增加是通过做功的方式改变的 D．推杆的过程和四冲程汽油机的压缩冲程相似 5．甲热机的效率高于乙热机的效率，则（     ） A．甲热机的功率大于乙热机的功率 B．甲热机的燃料利用率比乙热机的高 C．甲热机做的有用功比乙热机的多 D．甲热机消耗的燃料质量比乙热机的少 6．下图是某四冲程汽油机顺序被打乱的工作图，下列说法正确的是（　　） A．四个冲程的顺序应该是乙→甲→丁→丙 B．乙冲程的活塞正在往下运动 C．丁冲程将内能转化为机械能 D．热机是利用机械能做功的机器 7．2026年4月，我国长征系列运载火箭搭载航天器发射升空。当火箭加速竖直向上升空时，下列关于航天器的说法正确的是（     ） A．动能变大，重力势能变小 B．动能变小，重力势能变大 C．动能和重力势能都变大 D．动能和重力势能都变小 8．两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体，用同一热源分别加热，液体温度与加热时间的关系如图所示，根据图线可知下列说法正确的是（　　） A．加热时间相同，甲液体吸收的热量小于乙液体吸收的热量 B．如果升高相同的温度，两种液体吸收的热量相同 C．甲液体的比热容小于乙液体的比热容 D．加热时间相同，甲液体比乙液体温度升高得少 9．如图所示，有一小球沿粗糙的曲面轨道ABCD从A点静止滑下，从D点抛出，虚线DEF为小球在空中的运动轨迹。其中C为轨道最低点，B、D、F三点等高，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．在C点的动能最大，E点的动能为零 B．从E点运动到F点的过程，小球的动能转化为重力势能 C．小球在E点的机械能小于在A点的机械能 D．小球从B运动到C和从C运动到D的过程中动能变化量相等 10．利用如图甲所示的实验装置比较不同物质吸热的情况，使用相同规格的电加热器分别对水和食用油加热得到温度随时间变化的图像，如图乙所示。不计热量损失，已知。下列说法中（     ） ①应在两个相同的烧杯中加入体积和初温均相同的水和食用油 ②加热2min时，食用油和水吸收的热量一样多 ③a和b的吸热能力都随着温度的升高而降低 ④分析图乙可得a是食用油的升温图像，其比热容为 A．只有①③正确 B．只有②④正确 C．只有②③④正确 D．只有①②③正确 二、填空题 11．四连碓是我国造纸术的“活化石”如图甲所示为至今仍用于碾瓷土的水碓，图乙为其示意图，使用时水流冲击拨板下压碓尾，当石杵上抬，石杵的______能增大。 12．如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，把活塞迅速压下去，棉花燃烧起来，这是通过_____的方式改变了筒内空气的内能，使筒内空气的内能_____（选填“增加”“减小”或“不变”），温度_____（选填“升高”“降低”或“不变”），达到了乙醚的着火点而使棉花燃烧。 13．汽油机在 _______ 冲程中将内能转化为机械能。某单缸四冲程汽油机工作时，若在一段时间内所做的有用功为，效率为25%，则该汽油机在这段时间内消耗 _____ kg的汽油（汽油的热值取）。若该汽油机飞轮的转速为1800r/min，则该汽油机1s做功 _______ 次。 14．柴油机的工作循环中，_______冲程是机械能转化为内能的过程；柴油的热值为，则完全燃烧2kg柴油放出热量_______J。 15．中国女篮获世界杯亚军，振奋全国人民。如图1所示，离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点，其在_________点动能最大，在_________点重力势能最大。图2为它在等高点B和D的能量柱状图，则篮球在B点的机械能_________（选填“大于”、“等于”或“小于”）在D点的机械能。 三、作图题 16．质量相同、温度均为90℃的甲、乙两种液体，在常温（25℃）下放热。图中已画出甲液体放热时温度随时间变化的大致关系图像。已知甲液体的比热容比乙液体的比热容小，且相同时间放出的热量相等，请在如图所示的坐标系中作出乙液体放热时温度随时间变化的大致图像并用“乙”标明。 四、实验题 17．某实验小组用如图甲所示的装置“探究水和煤油的吸热能力”。 (1)在此实验中，除了如图甲中所示的器材外，还需要的测量工具是________； (2)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如表。 实验组别 液体 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min 1 水 200 25 40 13.5 煤油 200 25 40 6.5 2 水 200 25 40 12 煤油 200 25 40 5.5 图乙是第1 组同学绘制的“吸收热量—时间”和“温度—时间”图像，能正确描述该实验真实情况的图像是________（选填序号）。分析表格数据可知，________的吸热能力强； (3)为了比较不同物质的吸热能力，物理学中引入________来表示不同物质在这种性质上的差异； (4)根据实验结论分析，若使用水或煤油作为电暖气的液态介质，为使电暖器通电后能迅速升温，内部应充入________（选填“水”或“煤油”）。（仅从吸热性能的角度分析） 18．如图甲，小华用小球和木块来“探究动能大小与哪些因素有关”。 (1)本实验研究的是小球在______（斜面上/撞击木块时/撞击木块后）的动能大小；实验中比较动能大小时，实质是比较小球对木块______的多少。木块在水平面上滑动时，克服摩擦力做功的功率______（变大/变小/不变）； (2)完成图甲、乙所示的操作是为了探究动能大小与速度的关系，可得出的结论是______。 (3)甲实验中，若先让质量为m的小球从斜面h高处由静止下滑，测出木块被撞击的距离为s1，接着他立即让同一小球仍从斜面h高处由静止下滑，测出木块被撞击的距离为s2，则s1______s2（选填“大于”“小于”或“等于”）。 (4)得出正确的实验结论后，小华又用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，如图丙所示，观察到木块被撞击后移动的情况是 。（铁球滚动时所受摩擦力忽略不计） A．质量大的铁球将木块推动的距离较远 B．质量不同的铁球将木块推动的距离相同 C．质量小的铁球将木块推动的距离较远 (5)小华又借助速度传感器和其他仪器进行了拓展实验如图丁所示，测量小车在水平面上运动的初速度和滑行的距离，数据如表所示（小车的质量为0.1kg）。 实验次数 1 2 3 4 小车初速度v/cm·s﹣1 8 16 24 32 小车滑行的距离s/cm 10 40 90 160 分析实验数据得出：质量相同时，小车的动能与______成正比；当小车的初速度为28cm/s时，小车在水平面滑行的距离为______cm。 五、计算题 19．某家用燃气热水器将质量为200kg、温度为20℃的自来水加热到50℃时，消耗的天然气体积为（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为，天然气的热值为。求： (1)这些水吸收的热量； (2)该热水器工作时的效率。 20．山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值取） (1)求汽车的平均速度。 (2)汽车全程消耗汽油，求汽油完全燃烧放出的热量。 (3)若汽车发动机全程的平均功率为，求汽车发动机的效率。 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 D C C D B B C D C B 1．D 【详解】A．天冷时，两手相互搓揉，手掌发热，是克服摩擦做功，将机械能转化为内能，是做功改变物体内能，故A错误； B．原始人类用“钻木取火”的方法取得火种，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，是做功改变物体内能，故B错误； C．天宫二号返回地球进入大气层发热、发光，是克服摩擦做功，将机械能转化为内能，是做功改变物体内能，故C错误； D．烹饪鲜美的牛肉时，把牛肉等食材放入沸腾的汤中，牛肉吸收热量，内能增加，通过热传递的方式改变内能，故D正确。 故选D。 2．C 【详解】A．热值是燃料的固有特性，与燃料的种类有关，与燃烧程度无关，故A错误； B．比热容是物质的一种特性，与质量多少无关，液氧煤油燃烧后剩余部分的比热容不变，故B错误； C．火箭发动机工作时，燃料燃烧释放内能，推动火箭运动，主要将内能转化为机械能，故C正确； D．任何热机的效率都不可能达到100%，因为存在能量损失，故D错误。 故选C。 3．C 【详解】点燃蜡烛时，气体温度升高，热空气就会向上运动，运动的热空气对外做功，能量的转化方式是内能转化为机械能，四冲程汽油机的做功冲程能量的转化方式是内能转化为机械能，所以与做功冲程的能量转化相同，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 4．D 【详解】A．推杆过程是机械能转化为内能，不是内能转化为机械能，故A错误； B．对气体做功后，套筒内气体的内能增加，故B错误； C．艾绒是通过吸收气体的热量增加内能，属于热传递改变内能，不是做功，故C错误； D．四冲程汽油机的压缩冲程中，活塞压缩气缸内气体做功，也是机械能转化为内能，和该推杆过程原理相似，故D正确。 故选D。 5．B 【详解】A．功率是描述热机做功快慢的物理量，和效率是两个完全独立的物理量，效率高不代表做功速度快，故A不符合题意； B．甲热机效率更高，说明甲热机中用来做有用功的能量占燃料总释放能量的比例更大，也就是燃料利用率比乙更高，故B符合题意； C．有用功的多少由效率和消耗燃料的总能量共同决定，如果甲消耗的燃料总能量很少，即便效率更高，做的有用功也可能比乙少，故C不符合题意； D．消耗燃料的质量由需要的有用功大小和效率共同决定，如果甲需要做的有用功远大于乙，即便效率更高，消耗的燃料也可能比乙多，故D不符合题意。 故选B。 6．B 【详解】A．四冲程汽油机的正确工作顺序是：吸气冲程（活塞下行，进气门开）→压缩冲程（活塞上行，两气门关闭）→做功冲程（活塞下行，两气门关闭）→排气冲程（活塞上行，排气门开）。分析图中：甲冲程两气门关闭，火花塞点火，活塞下行，为做功冲程；乙冲程进气门打开，活塞下行，为吸气冲程；丙冲程排气门打开，活塞上行，为排气冲程；丁冲程两气门关闭，活塞上行，为压缩冲程。因此正确顺序应为乙（吸气）→丁（压缩）→甲（做功）→丙（排气），故A错误； B．乙冲程为吸气冲程，此时活塞向下运动，进气门打开，吸入汽油和空气的混合物，故B正确； C．丁冲程为压缩冲程，两气门关闭，活塞上行，压缩油气混合物，将机械能转化为内能，故C错误； D．热机是利用燃料燃烧产生的内能转化为机械能来做功的机器，而不是直接利用机械能做功，故D错误。 故选B。 7．C 【详解】火箭加速竖直上升时，航天器质量不变，速度增大，因此动能变大；同时高度不断升高，因此重力势能也变大。故选C。 8．D 【详解】A．用同一热源加热，加热时间相同，液体吸收的热量相同，故A错误； B．由图可知，升高相同的温度，甲液体加热时间长，吸收的热量多，故B错误； C．若加热时间相同，吸收热量为，由图知，、，故，故C错误； D．由图可知，加热时间相同，甲液体比乙液体温度升高得少，故D正确。 故选D。 9．C 【详解】A．小球从A点运动到最低点C点的过程中，需要克服摩擦力做功，将重力势能转化为动能和内能，小球运动至最低点C点时，速度最大；小球从D点抛出后，小球运动到E点时，是空中运动轨迹的最高点，此时竖直方向的速度为零，但仍有水平方向的速度，所以动能并不为零，故A错误； B．从E点到F点是下降过程，小球高度降低重力势能减小、速度增大动能增大，将重力势能转化为动能，故B错误； C．小球从A点到D点在粗糙轨道运动，机械能因克服摩擦不断减少；从D点到E点在空中运动，只有重力做功，机械能守恒，因此E点机械能小于A点机械能，故C正确； D．B点、D点等高，二者重力势能相等，B点到C点的过程中，动能的增加量等于重力势能减少量与克服摩擦做功的差值；C点到D点过程中，动能减少量等于重力势能增加量与克服摩擦做功的和，因此两个过程动能变化量并不相等，故D错误。 故选C。 10．B 【详解】①比较不同物质吸热能力时，需要控制的是质量和初温均相同的水和食用油，而非体积相等。因为水和食用油密度不同，体积相等时质量不相等，不符合控制变量的要求，故①错误； ②实验使用相同规格的电加热器，不计热量损失时，相同加热时间内两种物质吸收的热量完全相等，因此加热2min时食用油和水吸收的热量一样多，故②正确； ③比热容是物质的固有属性，反映物质的吸热能力，对于确定的物质，吸热能力不会随温度升高而降低，故③错误； ④水的比热容更大，升温更慢，因此图乙中升温更快的a是食用油的图像。从图中可知：两者都从20℃升温到40℃，升高相同温度，a的加热时间为2min，b的加热时间为3min，说明a吸收的热量是水的，即。根据，在质量、升温相同时，比热容c和吸收的热量Q成正比，因此 故a的比热容为 故④正确。 故B符合题意，ACD不符合题意。 选B。 11．重力势 【详解】当石杵上抬，石杵的质量不变，高度增加，所以石杵的重力势能增大。 12． 做功 增加 升高 【详解】[1][2][3]把活塞迅速压下去，活塞对玻璃筒内的空气做功，将机械能转化为内能，使空气的内能增加，温度升高，是通过做功的方式改变筒内空气的内能。 13． 做功 2 15 【详解】汽油机的做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能。 根据热机效率公式，可得汽油完全燃烧放出的热量 消耗汽油的质量 飞轮转速 飞轮每转2圈，对外做功1次，因此1s内做功次数为次 14． 压缩 8.6×107 【详解】[1]柴油机的工作过程分为吸气、压缩、做功和排气四个冲程。其中压缩冲程中，活塞向上运动，进、排气门均关闭，活塞对汽缸内的空气进行压缩，活塞的机械能转化为空气的内能，使空气内能增大，温度升高。 [2]完全燃烧 2kg 柴油放出的热量 15． A C 大于 【详解】[1]如图1所示，离手后的篮球在空中依次从A点运动到C点，动能转化为势能，A点的动能大于B点、C点动能，从C点到D点势能转化为动能，篮球在空中依次从A点运动到D点，篮球克服空气阻力做功，机械能减小，A点与D点相比，A的机械能大于D点机械能，A点的高度低于D点，故A点的重力势能小于D点，故A点的动能大于D点动能，故A点的动能最大。 [2]篮球从A点运动到D点，篮球的质量不变，C点的高度最高，故C点的重力势能最大。 [3]分析图2可知，B点的和D点的重力势能相同，B点的动能大于D点的动能，机械能是动能与势能之和，故篮球在B点的机械能大于D点的机械能。 16． 【详解】质量相同，温度都是90℃的甲、乙两种液体，在常温下（25℃）放热，甲液体的比热容比乙液体的比热容小，且相同时间放出的热量相等，由放热公式可知，乙的温度下降的慢，由于室温是25℃，故乙的末温为25℃，与甲的末温相同，如图： 17．(1)天平、秒表 (2) C 水 (3)比热容 (4)煤油 【详解】（1）实验中需要取质量相等的水和煤油，需要用天平；还需要测量加热时间，判断水和煤油吸收热量的多少，所以，还需要秒表。 （2）[1]加热时间相同，水和煤油吸收的热量相同，由表中数据可以看出，加热相同时间，水升温慢，，故C符合题意。 [2]加热相同时间，水升温慢，，根据得，水的比热容大，水吸热能力较强。 （3）比热容是物质的一种特性，为了比较不同物质的吸热能力，物理学中引入比热容表示不同物质在这种性质上的差异。 （4）根据绘出的水和煤油两种液体的温度随时间变化的图象知，加热相同的时间，水升温慢（比热容大），为使电暖器通电后能迅速升温，其内部应充入升温较快（比热容小）的液体，应用煤油。 18．(1) 撞击木块时 做功 变小 (2)当物体质量相同时，速度越大，动能越大 (3)大于 (4)B (5) 速度的平方 122.5 【详解】（1）[1]实验中，研究的动能是指在水平面上，撞击木块时小球的动能。 [2]实验中小球从斜面滚下，将木块推出一段距离，在此过程中是将小球的动能转化成小球对木块做的功，所以比较动能大小，实质就是比较小球对木块做功的多少。 [3]木块在水平面上滑动过程中，摩擦力大小不变，木块的速度越来越小，那么单位时间内木块克服摩擦力做的功就越来越少，即克服摩擦力做功的功率变小。 （2）由图甲、乙可知，相同质量的小球从不同高度滚下，速度不相同，速度大的小球将木块推得远，即动能大。 （3）第一次实验时，小球刚滚下斜面就撞击到木块，第二次实验时，小球在水平面上滚动了一段距离后才撞击到木块，小球在水平面上运动的过程中要克服摩擦力做功，机械能转化为内能，所以小球在第二次撞击木块时的机械能比第一次小，所以木块移动的距离s1大于s2。 （4）用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，由于弹簧的压缩程度相同，则具有的弹性势能相同，转化成的动能相同，所以推动木块移动的距离也相同。故选B。 （5）[1]观察实验数据： 第1次实验，v1=8cm/s，s1=10cm； 第2次实验，v2=16cm/s，v2=2v1，s2=40cm，s2=22s1； 第3次实验，v3=24cm/s，v3= 3v1，s3=90cm，s3=32s1； 第4次实验，v4=32cm/s，v4=4v1，s4= 160cm，s4=42s1 ； 可以发现滑行距离s与v2成正比， 而滑行距离反映动能大小，所以质量相同时，小车的动能与初速度的平方成正比。 [2]设滑行距离为s，根据上述规律，s与v2成正比。设比例系数为k，即有s=k×v2，代入第一次实验数据，可得10=k×82，解得k=0.15625，当v= 28cm/s时，s=k×v2=0.15625×282=122.5cm。 19．(1) (2) 【详解】（1）水吸收的热量 （2）天然气完全燃烧放出的热量 热水器工作时的效率 20．(1)90km/h (2) (3)40% 【详解】（1）汽车的平均速度 （2）汽油完全燃烧放出的热量 （3）发动机做的有用功 汽车发动机的效率 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 $