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** 聚焦机械能与内能转化，融合科技前沿（如eVTOL飞行器）、社会热点（碳达峰目标）及文化传承（古代取火器），适配北师大版九年级物理第十章单元复习，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|10|内能与温度关系（题1）、动能变化（题2）、热机冲程（题5）|结合导弹升空（题3）、跳水运动（题4）等真实情境| |填空题|5|热机冲程（题11）、动能势能比较（题12）、比热容计算（题13）|古代取火器关联压缩冲程（题11），体现文化渗透| |实验题|2|动能影响因素（题17）、冰的熔化特点（题18）|用转换法（题17(1)）、控制变量法，培养科学探究能力| |计算题|2|热量与效率计算（题19、20）|联系家庭烧水（题19）、洗澡用能（题20），强化实际应用|

第十章机械能、内能及其转化 练习 一、单选题 1．关于内能、温度和热量，以下说法正确的是（　　） A．物体的内能增大，一定吸收热量 B．物体吸收热量，温度一定升高 C．内能小的物体可能将热量传递给内能大的物体 D．物体的内能可能为0 2．如图运载火箭离开地面加速上升的过程中（   ） A．动能增大 B．重力势能减小 C．动能不变 D．重力势能不变 3．2024年9月25日，我国东风31AG洲际导弹成功命中目标，向世界展示了中国有能力捍卫国家安全。下列关于导弹升空表述正确的是（   ） A．燃料燃烧越充分，其热值越大 B．发动机使用的燃料应选比热容大的燃料 C．导弹燃料燃烧推动其升空，推进系统属于热机 D．导弹与空气摩擦生热，是通过热传递的方式改变物体的内能 4．在新加坡举行的2025年世界游泳锦标赛跳水女子10米跳台决赛中，中国选手夺冠。如图为中国选手跳水过程的轨迹示意图。下列说法正确的是（　　） A．A点到B点的过程中，动能逐渐减小 B．B点时，中国选手静止，没有任何形式的能 C．B点到C点的过程中，机械能逐渐增大 D．由于存在空气阻力，跳水过程中的能量转化不遵守能量守恒定律 5．如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是（   ） A．乙冲程有明显的机械能与内能转化过程 B．丁图冲程是靠飞轮的惯性完成的 C．丙冲程是对外输出动力的冲程 D．一个工作循环的正确顺序是：乙甲丁丙 6．我国于今年启动eVTOL商业化试运营。eVTOL是一种无需跑道、可垂直起降的电动飞行器。飞行器在低空水平匀速直线飞行过程中，下列说法正确的是（　　） A．飞行器的动能增大 B．乘客的重力势能增大 C．飞行器的机械能不变 D．乘客的机械能减小 7．如图所示，在试管中装入少量的水，塞紧小木塞后用酒精灯给试管加热一段时间。当小木塞被冲开的过程中，则（     ） A．水蒸气的机械能转化为小木塞的内能，使小木塞内能增加 B．水蒸气的机械能转化为小木塞的内能，使小木塞内能减少 C．水蒸气的内能转化为小木塞的机械能，使小木塞机械能增加 D．水蒸气的内能转化为小木塞的机械能，使小木塞机械能减少 8．为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下，发动机工作时，尾气中“汽油味”明显降低，动力更强劲。如图为其发动机某一冲程示意图，下列有关说法正确的是（　　） A．尾气中“汽油味”降低，是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全，提高了汽油的热值。 B．该冲程为做功冲程，机械能转化为内能 C．汽油在汽缸内完全燃烧，发动机效率有可能达到100% D．该发动机在压缩冲程中，混合物的内能变大，密度也变大 9．在“探究燃料放热能力”的实验中，某组同学利用图示装置分别进行了两次实验，两次实验过程中需要保持相同的物理量是（   ） A．水的质量 B．燃料的种类 C．水升高的温度 D．燃料燃烧的时间 10．如图所示是“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中，下列说法正确的是（　　） A．图中是探究木块被小球撞击时的动能 B．图中两次实验可以模拟汽车超速带来的危害 C．木块滑行时克服摩擦做的功不同，但所受摩擦力相同 D．两次实验钢球具有的重力势能大小相同 二、填空题 11．如图为我国古代智慧成果“取火器”的模型图，把木质推杆迅速推入内壁光滑的牛角套筒时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来，这一过程与四冲程柴油机的______冲程的原理相同。 12．如图所示是一座高山的等高线图（等高线上每点的高度均相同）。质量为60千克的登 山运动员从A点匀速到达B点时，运动员在A点的动能 __________ 在B点的动能，在A点的重力势能__________ 在B点的重力势能。（均选填“大于”“小于”或“等于”）。 13．水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），将1kg的水倒掉一半，剩下水的比热容是_________；天然气的热值为4.2×107J/m3，某天然气灶烧水的效率为40%，用它将2kg的水温度升高20℃需要完全燃烧__________________m3的天然气。 14．燃油汽车是生活中重要的交通工具，也是造成碳排放的原因之一、某型号燃油车，其热机每消耗 10kg 汽油可以让汽车获得 1.61×108J的机械能。若汽油的热值取4.6×107J/kg，则10kg汽油完全燃烧产生的热量是________ J，该热机效率是________。若要提高热机效率，请给出一条建议________。 15．“自嗨锅”成为当下一种时尚快餐，很受年轻人喜爱，自嗨锅里面有一个由碳酸钠、焙烧硅藻土、铁粉、铝粉等材料组合而成的加热包，只要在加热包中注水就可以加热食品，某品牌的发热包能将500g水从加热至，若换用酒精灯加热，至少需要___________g酒精。 三、作图题 16．如图是小明同学根据实验数据画出的水沸腾过程中的温度时间图像，第二次实验时，小明用同一热源加热质量相同但初温更高的酒精进行实验，请在图中画出第二次实验过程中酒精的温度时间图像。（酒精的沸点比水低） 四、实验题 17．如图所示是某学习小组“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中，。 (1)实验中通过观察木块被钢球撞击后_______来判断钢球的动能大小，这种研究问题的物理方法叫_______； (2)由甲、丙两图可知，让质量不同的钢球从斜面的同一高度滚下，目的是使两球到达水平面时有相同的_______；同时也可以研究动能大小与_______的关系； (3)甲、乙两次实验中木块被撞击后滑行过程中所受摩擦力分别为f1、f2，则f1________f2（选填“>”；“=”或“<”），该过程中A、B两球克服摩擦力做功分别为W1和W2，则W1________W2（选填“>”；“=”或“<”）； (4)在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图丁所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若C球相对于A球_______（选填“运动”或“静止”），就可以说明任意时刻两球的速度大小相等。 18．小明利用如图甲所示的实验装置研究冰的熔化特点。请你回答下列问题。 (1)除了图甲中所示的器材外，还需要的测量器材是_______； (2)图甲中的小试管内应该放_______（选填“冰块”或“碎冰粒”），利用烧杯中的水给试管里的冰加热而不用酒精灯直接对冰加热，其目的是_______； (3)根据实验数据绘制了如图丙所示的温度随时间变化的图像，分析图像可知：冰是晶体，熔化过程是_______（选填“AC”“BC”或“AD”）段，其熔化特点为吸收热量，温度不变。第7min时，试管内的物质处于_______（选填“固态”“液态”或“固液共存态”）； (4)丙图中AB段和CD段的倾斜程度不同，表明了冰和水的_______不同； (5)根据下表所提供的数据（1个标准大气压下）可知，在北方寒冷的季节里，最低气温可达，此时应选用_______（选填“酒精”或“汞”）作为温度计的测温液体； 物质 凝固点/℃ 沸点/℃ 酒精 78 汞 357 (6)另一组的同学采用了一样的实验装置，但冰熔化时间太短，根本来不及记录温度和观察状态，请你帮他们想一个在实验中延长冰熔化时间的方法：_______。 五、计算题 19．某家庭需要将、的水加热到，作为生活用的热水，利用煤气灶烧水，需燃烧煤气。已知煤气的热值，水的比热容。求： (1)将质量为、初温为20℃的水加热到45℃，水需吸收的热量。 (2)完全燃烧煤气放出的热量。 (3)煤气灶烧水的效率（精准到1%）。 20．某同学家自来水的温度为15℃，他洗澡时把燃气热水器的温度设定为40℃。已知他洗澡用了0.02m3的热水，如果燃气热水器的效率是84%。求：【水的比热容取4.2×103J/(kg·℃)，水的密度取，天然气的热值取4.0×107J/m3】 (1)热水器把这些水加热需要吸收的热量； (2)这次洗澡消耗的天然气放出的热量； (3)他这次洗澡消耗了多少天然气? 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 A C A B C C D A C 1．C 【详解】A．做功和热传递都可以改变物体的内能，物体的内能增大，可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，故A错误； B．物体吸收热量，温度不一定升高，比如晶体熔化过程中吸收热量，温度不变，故B错误； C．热传递的条件是存在温度差，热量总是由温度高的物体向温度低的物体传递，内能大小与物体的温度、质量、状态等有关，则内能小的物体温度可能高于内能大的物体，故热量可能由内能小的物体向内能大的物体传递，故C正确； D．一切物体在任何情况下都具有内能，故物体的内能不可能为零，故D错误。 故选C。 2．A 【详解】运载火箭加速上升时，质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大。故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 3．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．发动机选择燃料主要考虑热值高（单位质量燃料释放热量多），而不是比热容大。故A错误； C．导弹燃料燃烧将化学能转化为内能，再转化为机械能，推动导弹升空，符合热机的工作原理。故C正确； D．导弹与空气摩擦生热，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，是通过做功的方式改变内能，不是热传递。故D错误； 故选C。 4．A 【详解】A．A点到B点的过程中，选手速度减小、高度增加，动能转化为重力势能，动能逐渐减小，故A正确； B．B点时，高度最高，具有重力势能，并非没有任何形式的能，故B错误； C．B点到C点的过程中，由于存在空气阻力，机械能会转化为内能，机械能逐渐减小，故C错误； D．能量守恒定律是普遍规律，即使存在空气阻力，跳水过程中能量的总和仍保持不变，遵守能量守恒定律，故D错误。   故选A。 5．B 【详解】甲图两气门关闭且活塞向下，为做功冲程；乙图进气门打开且活塞向下，为吸气冲程；丙图排气门打开且活塞向上，为排气冲程；丁图两气门关闭且活塞向上，为压缩冲程。 A．乙为吸气冲程，无明显的机械能与内能转化，故A错误； B．丁为压缩冲程，靠飞轮的惯性完成，故B正确； C．甲为做功冲程，对外输出动力，丙为排气冲程，故C错误； D．一个工作循环顺序为吸气、压缩、做功、排气，即乙丁甲丙，故D错误。 故选B。 6．C 【详解】A．飞行器在低空水平匀速直线飞行时，速度不变，质量不变，所以动能不变，故A错误； B．飞行器在低空水平匀速直线飞行时，飞行器内的乘客的高度、质量不变，所以重力势能不变，故B错误； C．飞行器在低空水平匀速直线飞行时，速度不变，高度不变，质量不变，所以动能不变，重力势能不变，所以机械能不变，故C正确； D．飞行器在低空水平匀速直线飞行时，飞行器内的乘客速度不变，高度不变，质量不变，所以乘客动能不变、重力势能不变，所以机械能不变，故D错误。 故选C。 7．C 【详解】用酒精灯加热试管时，试管内的水大量汽化产生高温高压水蒸气，此时水蒸气具有大量内能；当水蒸气将小木塞冲开的过程中，水蒸气对小木塞做功，水蒸气的内能转化为小木塞的机械能，使原本静止的小木塞运动起来，因此水蒸气的内能减少，小木塞的机械能增加。 故选C。 8．D 【详解】A．热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，与燃烧是否完全无关。尾气“汽油味”降低，说明燃烧更充分，提高了热机效率，但不会改变汽油的热值，故A错误； B．该冲程是做功冲程，能量转化是内能转化为机械能（燃气推动活塞做功），故B错误； C．热机在工作时不可避免地会有能量损失，发动机效率永远不可能达到 100%，即使汽油完全燃烧也无法实现，故C错误； D．压缩冲程中，活塞向上运动，压缩气缸内的汽油和空气混合物，使其内能变大、温度升高；混合物质量不变，体积被压缩变小，根据，密度变大，故D正确。 故选D。 9．A 【详解】A．探究燃料的放热能力，要控制水的质量相同，由水吸收的热量可知，只有水的质量相同，才能通过水升高的温度来反映燃料放出热量的多少，即哪种燃料燃烧时，能使质量相同的水升高的温度更高，说明该燃料的放热能力更强，故A符合题意； B．实验目的是探究不同燃料的放热能力，所以燃料的种类应不同，故B不符合题意； C．水升高的温度是实验中需要测量的量，用来比较燃料放出热量的多少，不需要保持相同，故C不符合题意； D．燃料燃烧的时间不能直接决定放出的热量，且不同燃料燃烧速度不同，无需保持燃烧时间相同，故D不符合题意。 故选A。 10．C 【详解】A．图中是探究小球的动能大小与哪些因素有关，而不是木块被撞击时的动能，故A错误； B．图中两次实验小球质量不同，高度相同，到达水平面的速度相同，是探究动能与质量的关系，不能模拟汽车超速带来的危害，汽车超速是速度变化，故B错误； C．木块对水平面的压力和接触面粗糙程度不变，所以所受摩擦力相同，木块滑行的距离不同，根据公式W=Fs，则克服摩擦做的功不同，故C正确； D．，根据重力势能公式Ep=mgh，质量不同，高度相同，所以两次实验钢球具有的重力势能大小不同，故D错误。 故选C。 11．压缩 【详解】把木质推杆迅速推入牛角套筒时，对套筒内的空气做功，使空气的内能增加、温度升高，达到艾绒的着火点使其燃烧。这一过程是机械能转化为内能。四冲程柴油机的压缩冲程中，活塞对气缸内的气体做功，将机械能转化为气体的内能，与 “取火器” 的原理相同。 12． 等于 小于 【详解】[1]登山运动员从A匀速到达B点时，质量不变、速度不变，则动能不变，即运动员在A点的动能等于在B点的动能。 [2]由图知，运动员从A点匀速到达B点时，质量不变，高度增加，则重力势能增加，即A点的重力势能小于B点的重力势能。 13． 【详解】比热容是物质的固有特性，与质量无关，故剩下水的比热容不变。 水吸收的热量为 天然气完全燃烧放出的热量为 需要完全燃烧的天然气体积为 14． 4.6×108 35% 让燃料燃烧得更充分 【详解】[1]汽油质量，热值 汽油完全燃烧释放的热量 [2]机械能，10kg汽油完全燃烧产生的热量是 该热机的效率是 [3]提高热机效率的关键是减少能量损失。常见的方法包括：改进燃烧技术，使燃料更充分燃烧；减少机械摩擦损失；提高热能的利用率，如回收废气余热。 15． 【详解】500g水从10℃加热至100℃的过程中，吸收的热量为Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.5kg×(100℃-10℃)=1.89×105J 当酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收时，需要的燃烧的酒精的质量最少，即Q放=Q吸，所以至少需要的酒精的质量为 16． 【详解】换用质量相同但初温更高的酒精进行实验，因为酒精的初温比水高，所以图像的起点在水的起点上方；酒精的沸点比水低，所以达到沸点的温度更低，沸腾时温度保持不变，即水平线段的高度低于水的水平段；因为初温高，并且酒精比热容小，吸收相同热量（加热时间相同），酒精升温要快，所以达到沸点的时间比水短，如图所示： 17．(1) 在水平面上移动的距离 转换法 (2) 速度 质量 (3) = > (4)静止 【详解】（1）[1][2]实验中通过观察木块被钢球撞击后移动的距离来判断钢球的动能大小，因为动能的大小无法直接测量，通过木块移动距离的远近来间接反映动能大小，这种研究问题的物理方法叫转换法。 （2）[1][2]由图甲、丙可知，让质量不同的钢球从斜面的同一高度滚下，目的是使两球到达水平面时有相同的速度；此时钢球质量不同，速度相同，所以同时也可以研究动能大小与质量的关系。 （3）[1]甲、乙两次实验中，木块对水平面的压力不变，接触面的粗糙程度也不变，根据摩擦力的影响因素可知，木块被撞击后滑行过程中所受摩擦力。 [2]由图可知，甲中木块被撞击后移动的距离​大于乙中木块移动的距离，根据可知，f相同，s越大，W越大，所以。 （4）让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，若任意时刻两球的速度大小相等，那么以其中一个球为参照物，另一个球的位置不会发生变化，即C球相对于A球静止。 18．(1)秒表 (2) 碎冰粒 使冰受热均匀 (3) BC 固液共存态 (4)比热容 (5)酒精 (6)增加冰的质量 【详解】（1）实验研究冰的温度随时间的变化规律，图中已有测量温度的温度计，还需要测量时间的器材，即秒表。 （2）图甲中的小试管内应该放碎冰粒，因为碎冰粒与热源的接触面积更大，受热更均匀，加热时间短，效果明显；采用水浴法加热，相比酒精灯直接加热，能让试管内的冰各处受热均匀，且升温速度慢，方便记录熔化过程的温度和状态。 （3）晶体熔化的特点是吸热温度保持不变，对应图像中温度不变的水平段，也就是BC段；第7min处于冰正在熔化的过程中，此时既有未熔化的固态冰，也有熔化形成的液态水，因此是固液共存态。 （4）AB段是冰吸热升温的过程，CD段是水吸热升温的过程，两段倾斜程度不同，说明相同质量的冰和水吸收相同热量时，升温速度不同，根据比热容的物理意义，这说明冰和水的比热容不同。 （5）测温液体的凝固点必须低于环境最低温度，否则测温物质会凝固为固态无法测量。-50℃低于汞的凝固点-39℃，此时汞已经凝固，而酒精的凝固点为-117℃，在-50℃时仍为液态，因此选酒精作为测温液体。 （6）延长熔化时间可以从减慢吸热速度、增加需要吸收的总热量入手：增加冰的质量，冰熔化需要吸收的总热量变多；调小酒精灯火焰，单位时间提供的热量变少，都能延长熔化的时长。 19．(1) 4.2×10⁶J (2) 1.26×10⁷J (3) 33% 【详解】（1）水吸收的热量 （2）煤气完全燃烧放出的热量 （3）煤气灶烧水的效率 20．(1) (2) (3) 【详解】（1）水的密度 ，水的体积 ，由密度公式 得水的质量 水吸收的热量由比热容公式 计算，其中水的比热容 ，温度变化 热水器把这些水加热需要吸收的热量 （2）燃气热水器的效率 ，天然气放出的热量 （3）消耗的天然气体积 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 $