10.4热机-10.6能量转化与守恒 同步练2026-2027学年北师大版 物理九年级全一册

**基本信息** 本同步练习以“过基础+跨学科实践”分层设计，覆盖热机、能量守恒等核心知识点，通过基础题巩固物理观念，综合实践题培养科学思维与社会责任，适配新授课知识内化与能力提升需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |过基础|单一知识点（热机种类、汽油机/柴油机结构与冲程、能量守恒定律）|选择/填空/简答，聚焦概念辨析与基础应用，如汽油机冲程排序、能量转化判断，强化物理观念| |跨学科实践|综合应用（燃料热值、热机效率、环境影响）|表格分析/计算/案例探究，结合实际问题，如燃料利用效率计算、机动车尾气减排措施，培养科学思维与社会责任|

第十章 机械能、内能及其转化 第四节热机 过基础 核心知识精练 知识点 1 热机的种类 1 热机在人类生活中发挥着重要的作用，推动了社会的发展，现代化的交通运输工具大多靠它提供动力。如图是热机工作过程中的能量转化原理图，其中①、②、③分别代表的是 能、 能、 能。 2热机的种类繁多，构造也是各式各样。生活中，我们几乎在任何地方都可以看到它的身影。下列交通工具中，不是用热机作为动力装置的是 ( ) A.长征系列运载火箭 B.地铁 C.喷气式飞机 D.燃油汽车 知识点 2 汽油机 3 [2026天津期中]汽车已走进很多现代家庭，下图为四冲程汽油机气缸的工作示意图，按吸气、压缩、做功和排气冲程的顺序排列，下列排序正确的是 ( ) A.丁甲丙乙 B.甲丁乙丙 C.丙乙甲丁 D.乙甲丙丁 4[2026无锡期中]如图甲所示，小明在吹气球时，被吹胀了的气球没能用手握住，呼啸着飞了出去，若他及时捡起气球，将会感觉到它喷气的口部温度和原来相比 (选填“变高”“变低”或“不变”)，此过程发生的能量转化与图乙中 (选填“A”或“B”)图中的能量转化是一致的。某四冲程汽油机，飞轮转速为1 800 r/min，若气缸在做功冲程中，每次对外做功500J,则该气缸每秒钟对外做功 J。 知识点 3 柴油机 5 [2025汉中月考]如图所示是一种常用的“柴油平板夯机”，广泛应用于路面施工、场地填土等多个方面。使用时柴油发动机提供动力，激荡器带动夯板上下运动。下列关于柴油机和汽油机的主要区别不正确的是 ( ) A.吸气冲程中，柴油机吸入气缸的是空气，汽油机吸入气缸的是空气和汽油的混合气体 B.在压缩冲程末，柴油机的燃气温度和压强比汽油机里的高 C.构造上，汽油机气缸顶部有喷油嘴，柴油机气缸顶部有火花塞 D.汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式 知识点 4 火箭 6关于火箭的论述，下列说法中错误的是( ) A.火箭是一种新型的热机，是人类征服宇宙空间的工具 B.火箭可以飞出大气层，在太空中飞行 C.火箭的飞行是让高温、高压的燃气高速地向后喷出，从而使它获得向前的动力 D.火箭不需要空气助燃，也不需要带任何氧化剂助燃 第五节 跨学科实践 调查燃料的利用及其对环境的影响 跨学科实践 任务一 认识常见的燃料 1木柴、焦炭、木炭都是常用的燃料，对它们取不同的质量完全燃烧，得到了下表中的数据： 燃料的质量/g 1000 2000 3 000 4000 燃料完全燃烧放出的热量 Q木柴/J 2.6×10⁷ 3.9×10⁷ Q焦凝/J Q本族/J 3.4×10⁷ 6.8×10⁷ (1)从表中的数据可以看出，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是 的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越 。 (2)从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料， 和 的比值是不变的，这个比值反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称为 。 (3)完全燃烧0.01 m³的天然气放出的热量是 J；如果这些热量完全用于加热水，可使 kg的水的温度升高10℃，实际使这些水的温度升高10℃所燃烧的天然气比上述要多许多，主要原因是用燃气灶烧水时，除了水吸收的热量外，一部分传给了盛水的容器，另外一部分传给了 (答一个即可)。 2 关于燃料及其热值，下列说法中正确的是( ) A.没有燃烧的燃料，其热值等于零 B.燃料完全燃烧时，它的热值最大 C.燃料的热值与其质量和燃烧状态无关 D.燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多 任务二 了解燃料的利用效率 3关于热机的效率，下列说法正确的是 ( ) A.热机做的有用功越多，效率一定越高 B.热机消耗的燃料越少，效率一定越高 C.热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高 D.热机做功越快，其效率一定越高 4某柴油机燃烧2.4kg的柴油时，对外做的有用功为 求该柴油机的效率。(精确到0.1%，柴油的热值为 任务三 认识燃料的利用对环境的影响 5 [2026石家庄模拟]机动车尾气是机动车运行时产生的废气，其中包括一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物和固体悬浮颗粒等，是引发大气污染的元凶之一。 (1)下图为某一机动车内燃机的能量流向图。该内燃机的效率为 。 (2)下列关于减少机动车尾气排放及环境保护的做法正确的是 ( ) A.加大燃油机动车的推广力度 B.鼓励使用热效率低的老旧汽车 C.改进机动车内燃机的燃烧方式，使燃料更充分燃烧 D.不断改进和创新制造大功率热机 第六节 能量转化与守恒 过基础 核心知识精练 知识点 1 能量守恒定律 1关于能量守恒定律，下列说法正确的是( ) A.能量可以凭空消失 B.随着科学技术的进步，永动机是可以制成的 C.常温的燃料可以释放出大量的热，这说明能量是可以被创造的 D.能量转化和转移的过程中，能量的总量保持不变 2 [2025哈尔滨十七中月考]核能是现代社会的重要能源之一，在利用核能发电时，可放热使水产生高温、高压的水蒸气带动蒸汽轮机转动，蒸汽轮机再带动发电机发电。下列能量转换不属于这个过程中的是 ( ) A.核能→内能 B.内能→机械能 C.机械能→电能 D.内能→化学能 3 [2026哈尔滨市工大附中开学考试]如图所示是课外兴趣小组制作的“蒸汽船”模型。将盛有适量水的铜质容器安装在“船体”上，并用蜡烛对其底部进行加热，一段时间后铜质容器内水温升高产生蒸汽，通过铜管向右喷出，“蒸汽船”就会向左行驶。下列说法正确的是 ( ) A.水变热是通过做功来改变内能的 B.水在沸腾时会有热量的散失，所以能量不守恒 C.“蒸汽船”运动时能量转化与热机做功冲程相同 D.“蒸汽船”在向左运动时主要将机械能转化为内能 4 [2025太原一模]小阳在错题记录本中记录了如下错题，请你帮他找出错误之处，分析错因并写出正确的解答过程。 错题记录 错题改正 历史上最著名的永动机是亨内考提出的“魔轮”永动机，如图所示。“魔轮”通过安放在转轮上一系列可动的悬臂实现永动，向下行方向的悬臂在重力作用下会向下落，进而驱动“魔轮”的转动。请你分析“魔轮”的钢珠在转动过程中的能量转化并说明理由。 答：“魔轮”的钢珠从高处落下的过程中，重力势能转化为动能；上升过程中，动能又转化为重力势能，继而往复转动。在往复转动过程中，不需要消耗其他形式的能量，所以“魔轮”会一直不停地转动。 错误之处： 错因分析： 正确答案： 知识点 2 能量转化的方向性 5 [2025 济宁中考] 2025 年 1 月,中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置实现 1亿摄氏度高温下 1066 秒的稳态运行。在核聚变过程中核能转化为内能，但内能却不能自发地转化为核能。说明能量的转化具有 性；在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持 。 第十章 机械能、内能及其转化 第四节热机 答案版 过基础 核心知识精练 知识点 1热机的种类 1 热机在人类生活中发挥着重要的作用，推动了社会的发展，现代化的交通运输工具大多靠它提供动力。如图是热机工作过程中的能量转化原理图，其中①、②、③分别代表的是 化学 能、内能、机械能。 2热机的种类繁多，构造也是各式各样。生活中，我们几乎在任何地方都可以看到它的身影。下列交通工具中，不是用热机作为动力装置的是(B) A.长征系列运载火箭 B.地铁 C.喷气式飞机 D.燃油汽车 知识点 2 汽油机 3 [2026天津期中]汽车已走进很多现代家庭，下图为四冲程汽油机气缸的工作示意图，按吸气、压缩、做功和排气冲程的顺序排列，下列排序正确的是(A) A.丁甲丙乙 B.甲丁乙丙 C.丙乙甲丁 D.乙甲丙丁 4 [2026无锡期中]如图甲所示，小明在吹气球时，被吹胀了的气球没能用手握住，呼啸着飞了出去，若他及时捡起气球，将会感觉到它喷气的口部温度和原来相比 变低 (选填“变高”“变低”或“不变”)，此过程发生的能量转化与图乙中 A (选填“A”或“B”)图中的能量转化是一致的。某四冲程汽油机，飞轮转速为1 800 r/min，若气缸在做功冲程中，每次对外做功500 J,则该气缸每秒钟对外做功7500 J。 知识点 3柴油机 5 [2025汉中月考]如图所示是一种常用的“柴油平板夯机”，广泛应用于路面施工、场地填土等多个方面。使用时柴油发动机提供动力，激荡器带动夯板上下运动。下列关于柴油机和汽油机的主要区别不正确的是(C) A.吸气冲程中，柴油机吸入气缸的是空气，汽油机吸入气缸的是空气和汽油的混合气体 B.在压缩冲程末，柴油机的燃气温度和压强比汽油机里的高 C.构造上，汽油机气缸顶部有喷油嘴，柴油机气缸顶部有火花塞 D.汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式 知识点 4 火箭 6关于火箭的论述，下列说法中错误的是(D) A.火箭是一种新型的热机，是人类征服宇宙空间的工具 B.火箭可以飞出大气层，在太空中飞行 C.火箭的飞行是让高温、高压的燃气高速地向后喷出，从而使它获得向前的动力 D.火箭不需要空气助燃，也不需要带任何氧化剂助燃 第五节 跨学科实践 调查燃料的利用及其对环境的影响 跨学科实践 任务一 认识常见的燃料 1木柴、焦炭、木炭都是常用的燃料，对它们取不同的质量完全燃烧，得到了下表中的数据： 燃料的质量/g 1000 2000 3 000 4000 燃料完全燃烧放出的热量 Q木柴/J 2.6×10⁷ 3.9×10⁷ Q焦凝/J Q本族/J 3.4×10⁷ 6.8×10⁷ (1)从表中的数据可以看出，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是不同 的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越 多 。 (2)从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料，完全燃烧放出的热量 和质量 的比值是不变的，这个比值反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称为 热值 。 (3)完全燃烧0.01 m³|的天然气放出的热量是 ；如果这些热量完全用于加热水,可使 10 kg的水的温度升高 10℃,实际使这些水的温度升高10℃所燃烧的天然气比上述要多许多，主要原因是用燃气灶烧水时，除了水吸收的热量外，一部分传给了盛水的容器，另外一部分传给了空气(答案合理即可)(答一个即可)。 2关于燃料及其热值，下列说法中正确的是(C) A.没有燃烧的燃料，其热值等于零 B.燃料完全燃烧时，它的热值最大 C.燃料的热值与其质量和燃烧状态无关 D.燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多 任务二 了解燃料的利用效率 3关于热机的效率，下列说法正确的是 (C) A.热机做的有用功越多，效率一定越高 B.热机消耗的燃料越少，效率一定越高 C.热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高 D.热机做功越快，其效率一定越高 4某柴油机燃烧2.4kg的柴油时，对外做的有用功为 ，求该柴油机的效率。(精确到0.1%，柴油的热值为 解：柴油完全燃烧放出的热量Q = mq = 柴油机的效率 100%≈41.7%。 任务三 认识燃料的利用对环境的影响 5 [2026石家庄模拟]机动车尾气是机动车运行时产生的废气，其中包括一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物和固体悬浮颗粒等，是引发大气污染的元凶之一。 (1)下图为某一机动车内燃机的能量流向图。该内燃机的效率为 34% 。 (2)下列关于减少机动车尾气排放及环境保护的做法正确的是 (C) A.加大燃油机动车的推广力度 B.鼓励使用热效率低的老旧汽车 C.改进机动车内燃机的燃烧方式，使燃料更充分燃烧 D.不断改进和创新制造大功率热机 第六节 能量转化与守恒 过基础 核心知识精练 知识点 1 能量守恒定律 1关于能量守恒定律，下列说法正确的是(D) A.能量可以凭空消失 B.随着科学技术的进步，永动机是可以制成的 C.常温的燃料可以释放出大量的热，这说明能量是可以被创造的 D.能量转化和转移的过程中，能量的总量保持不变 2 [2025哈尔滨十七中月考]核能是现代社会的重要能源之一，在利用核能发电时，可放热使水产生高温、高压的水蒸气带动蒸汽轮机转动，蒸汽轮机再带动发电机发电。下列能量转换不属于这个过程中的是 ( D ) A.核能→内能 B.内能→机械能 C.机械能→电能 D.内能→化学能 3 [2026哈尔滨市工大附中开学考试]如图所示是课外兴趣小组制作的“蒸汽船”模型。将盛有适量水的铜质容器安装在“船体”上，并用蜡烛对其底部进行加热，一段时间后铜质容器内水温升高产生蒸汽，通过铜管向右喷出，“蒸汽船”就会向左行驶。下列说法正确的是( C ) A.水变热是通过做功来改变内能的 B.水在沸腾时会有热量的散失，所以能量不守恒 C.“蒸汽船”运动时能量转化与热机做功冲程相同 D.“蒸汽船”在向左运动时主要将机械能转化为内能 4 [2025太原一模]小阳在错题记录本中记录了如下错题，请你帮他找出错误之处，分析错因并写出正确的解答过程。 错题记录 错题改正 历史上最著名的永动机是亨内考提出的“魔轮”永动机，如图所示。“魔轮”通过安放在转轮上一系列可动的悬臂实现永动，向下行方向的悬臂在重力作用下会向下落，进而驱动“魔轮”的转动。请你分析“魔轮”的钢珠在转动过程中的能量转化并说明理由。 答：“魔轮”的钢珠从高处落下的过程中，重力势能转化为动能；上升过程中，动能又转化为重力势能，继而往复转动。在往复转动过程中，不需要消耗其他形式的能量，所以“魔轮”会一直不停地转动。 错误之处： 在往复转动过程中，不需要消耗其他形式的能量,所以“魔轮”会一直不停地转动. 错因分析:这个错误在于没有考虑到能量在转化过程中的损失.在“魔轮”的转动过程中，虽然钢珠的重力势能和动能之间可以相互转化但由于空气阻力、摩擦阻力等因素的存在,一部分机械能会转化为内能.因此，“魔轮”并不能一直不停地转动下去，而是会逐渐停止. 正确解答:“魔轮”的钢珠从高处落下的过程中，重力势能转化为动能；上升过程中,动能又转化为重力势能.但在能量转化的过程中，由于空气阻力、摩擦阻力等因素+部分机械能会转化为能，使得“魔轮’在转动过程中机械能总量不断减少.因此，“魔轮”不能一直不停地转动下去,而是会逐渐停止.这说明了永动机是不可能制成的,它违反了能量守恒定律. 知识点 2 能量转化的方向性 5 [2025 济宁中考]2025 年 1 月,中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置实现1亿摄氏度高温下1066秒的稳态运行。在核聚变过程中核能转化为内能，但内能却不能自发地转化为核能。说明能量的转化具有 方向 性；在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持 不变 。 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