第十章 机械能、内能及其转化 单元测试卷 2026-2027学年北师大版九年级物理全一册

北师大版九年级物理（全一册） 第十章《机械能、内能及其转化》单元测试卷 答题卡 班级： 姓名： 得分： 一、选择题（每小题3分，共36分。请将正确答案填入下表） 题号 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 题号 12 答案 二、填空题（每空1分，共18分） 13. 14. 15. 16. 17. 18. 三、实验探究题（共26分） 19. 20. 21. 四、综合计算题（共20分） 22. 23. 24. 北师大版九年级物理（全一册） 第十章《机械能、内能及其转化》单元测试卷 （满分100分　建议用时60分钟） 班级：____________　　姓名：____________　　得分：____________ 一、选择题（每小题3分，共36分。每小题只有一个选项符合题意） 1．关于能的概念，下列说法中正确的是（　　） A．一个物体没有做功，它一定不具有能量 B．一个物体能够对外做功，我们就说它具有能量 C．物体具有的能量越大，它做的功一定越多 D．静止的物体一定不具有能量 2．一辆汽车分别以空载和满载两种状态，在平直公路上以相同的速度匀速行驶，下列说法正确的是（　　） A．空载时汽车的动能较大 B．满载时汽车的动能较大 C．两种情况下汽车的动能一样大 D．无法比较两种情况下汽车动能的大小 3．下列情况中，物体的重力势能变大的是（　　） A．跳伞运动员在空中匀速下落 B．骑自行车沿斜坡向下滑行（不蹬车） C．直升飞机在空中匀速上升 D．水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水 4．下列现象中，能说明分子在不停地做无规则运动的是（　　） A．春天，柳絮飞舞 B．夏天，荷花飘香 C．秋天，落叶纷飞 D．冬天，雪花飘舞 5．下列实例中，通过热传递改变物体内能的是（　　） A．用锯锯木头，锯条温度升高 B．双手相互摩擦，手感到暖和 C．用热水袋暖手，手的温度升高 D．用打气筒打气时，筒壁发热 6．关于温度、内能和热量，下列说法中正确的是（　　） A．温度为0 ℃的冰没有内能 B．物体温度升高，一定是吸收了热量 C．物体吸收热量，温度一定升高 D．物体温度升高，其内能一定增大 7．关于比热容，下列说法中正确的是（　　） A．物质的比热容与物体的质量有关 B．物质的比热容与物体吸收热量的多少有关 C．比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关 D．水的比热容较大，所以水的温度变化一定比其他物质小 8．我国沿海地区昼夜温差比内陆沙漠地区小，主要原因是（　　） A．沿海地区日照时间较短 B．水的比热容比沙石大，吸收或放出相同热量时温度变化较小 C．水的比热容比沙石小 D．沿海地区空气流动较快 9．如图1所示为四冲程汽油机工作循环示意图，其中表示做功冲程的是（　　） A．图（a），进气门打开，活塞向下运动 B．图（b），两个气门都关闭，活塞向上运动 C．图（c），两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动 D．图（d），排气门打开，活塞向上运动 10．现代火箭常用液态氢作燃料，这主要是因为液态氢具有（　　） A．较小的密度 B．较大的比热容 C．较大的热值 D．较高的凝固点 11．下列实例中，属于机械能转化为内能的是（　　） A．冬天用热水袋取暖 B．水壶中的水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起 C．两手相互摩擦，手心发热 D．点燃的火箭腾空而起 12．下列关于能量转化和守恒的说法，正确的是（　　） A．随着科技的发展，永动机是可以制成的 B．太阳能热水器将太阳能转化为内能 C．荡秋千时秋千越摆越低，说明能量逐渐消失 D．热机工作时可以把燃料燃烧释放的内能全部转化为机械能 图1　四冲程汽油机工作循环示意图 二、填空题（每空1分，共20分） 13．物体能够对外________，我们就说这个物体具有能量，简称能。在国际单位制中，能量的单位是________，符号为________。 14．物体由于________而具有的能叫做动能。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越________；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越________。 15．在只有动能和势能相互转化的过程中，机械能的总量________，即机械能是________的。 16．不同物质相互接触时，彼此进入对方的现象叫做________现象，这一现象说明组成物质的分子在不停地做________运动；温度越高，分子无规则运动越________。 17．组成物质的分子之间，同时存在相互作用的________力和________力；封闭在注射器筒内的空气很难被压缩，是因为分子间存在________。 18．物体内所有分子的________能与分子________能的总和，叫做物体的内能；改变物体内能的两种方式是________和热传递，这两种方式在改变物体内能上是等效的。 19．水的比热容是4.2×10³ J/(kg·℃)，它表示的物理意义是：质量为1 kg的水温度升高（或降低）1 ℃时吸收（或放出）的热量为________J。质量为2 kg的水温度从20 ℃升高到70 ℃时，吸收的热量为________J。 20．汽油的热值是4.6×10⁷ J/kg，它表示1 kg汽油________时放出的热量为4.6×10⁷ J；完全燃烧0.5 kg的汽油，放出的热量是________J。 三、实验探究题（共26分） 21．（10分）如图2所示，小明用质量不同的钢球、斜面、木块等器材探究“物体动能的大小与哪些因素有关”。 图2　探究动能大小的影响因素 （1）本实验研究的是________（选填“钢球”或“木块”）的动能。 （2）实验中通过观察木块被推动后移动________的大小，来判断钢球动能的大小，这种将不易直接观察的物理量转换为容易观察的物理量来研究的方法叫做________法。 （3）如图2（a）所示，让同一个钢球从斜面的________（选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下，目的是使钢球到达水平面时的________不同，从而探究动能大小与________的关系。实验表明：质量相同时，物体的________越大，动能越大。 （4）如图2（b）所示，让质量不同的钢球从斜面的________（选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下，目的是使钢球到达水平面时速度相同，从而探究动能大小与________的关系。实验表明：速度相同时，物体的________越大，动能越大。 22．（8分）某同学用图4所示的滚摆装置探究动能和重力势能的相互转化。 图4　滚摆实验 （1）滚摆上升过程中，速度________（选填“增大”“减小”或“不变”），高度________（选填“增大”“减小”或“不变”），因此动能________、重力势能________，________能转化为________能。 （2）滚摆下降过程中，________能转化为________能。 （3）实验中发现滚摆每次上升的最大高度逐渐减小，最终停了下来，这是因为滚摆运动过程中要克服空气阻力和摩擦做功，一部分机械能转化为________能，但总的能量________（选填“守恒”或“不守恒”）。 23．（8分）为比较水和煤油的吸热能力，某实验小组取质量相等、初温相同的水和煤油，分别倒入两个相同的烧杯中，用两个规格相同的电加热器同时加热，装置如图3所示。实验数据记录如下表： 图3　比较水和煤油的吸热能力 加热时间/min 0 1 2 水的温度/℃ 20 25 30 煤油的温度/℃ 20 30 40 （1）实验中选用两个规格相同的电加热器，目的是使水和煤油在相同时间内________相同。 （2）实验中，可以通过比较________（选填“升高的温度”或“加热时间”）来间接反映液体吸收热量的多少，这种方法叫做转换法。 （3）分析表中数据可知：当加热相同时间时，________（选填“水”或“煤油”）升高的温度更多；若使两者升高相同的温度，________（选填“水”或“煤油”）需要吸收的热量更多，说明________的吸热能力更强。 （4）物理学中用________这一物理量来表示物质吸热（或放热）本领的强弱，它的单位是________（写符号）。 四、综合应用题（共18分） 24．（4分）我国新疆沙漠地区有“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”的说法，请用比热容的知识解释这一现象。 25．（4分）汽车发动机常用循环流动的水来冷却，请说明用水做冷却剂的原因。 26．（5分）质量为5 kg、初温为20 ℃的水，温度升高到60 ℃，需要吸收多少热量？[c水=4.2×10³ J/(kg·℃)] 27．（5分）某家用燃气灶将质量为2 kg的水从20 ℃加热到100 ℃，完全燃烧了0.02 m³的天然气。已知水的比热容c水=4.2×10³ J/(kg·℃)，天然气的热值q=4.0×10⁷ J/m³。求： （1）水吸收的热量； （2）0.02 m³天然气完全燃烧放出的热量； （3）该燃气灶烧水时的效率。 参考答案与解析 一、选择题（每小题3分，共36分） 1．B　【解析】能是表示物体做功本领大小的物理量。一个物体能够对外做功，就说明它具有能量，B正确；没有做功的物体也可能具有能量（如高处静止的石头具有重力势能），A错误；能量多只表示做功本领大，但实际做功多少还与过程有关，C错误；静止的物体可以具有势能或内能，D错误。 2．B　【解析】动能大小与质量和速度都有关。速度相同时，质量越大动能越大。满载时汽车总质量大，动能大，B正确。 3．C　【解析】重力势能与物体的质量和被举高度有关。匀速上升的直升飞机，质量不变、高度增加，重力势能变大，C正确；跳伞运动员下落、自行车下坡高度减小，重力势能减小；水平行驶洒水车高度不变但质量减小，重力势能减小。 4．B　【解析】荷花飘香是花香分子扩散的结果，说明分子在做无规则运动；柳絮、落叶、雪花都是肉眼可见的宏观物体的机械运动，不属于分子运动。 5．C　【解析】热水袋暖手是通过热传递使手的内能增加；锯木头、搓手、打气筒打气都是通过做功把机械能转化为内能。 6．D　【解析】一切物体在任何温度下都有内能，0 ℃的冰也有内能，A错误；物体温度升高可能是做功也可能是热传递，B错误；晶体熔化时吸热但温度不变，C错误；物体温度升高，分子运动加剧，内能一定增大，D正确。 7．C　【解析】比热容是物质本身的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与质量、吸放热多少、温度变化无关；D选项缺少“质量相同、吸放热相同”的条件，错误。 8．B　【解析】水的比热容比沙石大。质量相同的水和沙石吸收或放出相同热量时，水的温度变化小，沙石温度变化大，因此沿海地区昼夜温差小。 9．C　【解析】做功冲程中两个气门关闭，火花塞点火，燃气推动活塞向下运动，内能转化为机械能，对应图（c）；图（a）是吸气冲程、图（b）是压缩冲程、图（d）是排气冲程。 10．C　【解析】火箭使用液态氢作燃料，是因为液态氢的热值大，相同质量完全燃烧可释放更多热量。 11．C　【解析】两手摩擦做功，机械能转化为内能，手心温度升高；热水袋取暖是热传递；壶盖被顶起、火箭升空是内能转化为机械能。 12．B　【解析】永动机违反能量守恒定律，不可能制成，A错误；太阳能热水器将太阳能转化为水的内能，B正确；秋千越摆越低是机械能逐渐转化为内能，总能量仍然守恒，C错误；热机工作时总有一部分内能随废气散失，不可能全部转化为机械能，D错误。 二、填空题（每空1分，共20分） 13．做功；焦耳；J 14．运动；大；大 15．保持不变；守恒 16．扩散；无规则；剧烈 17．引；斥；斥力 18．动（分子动）；势（分子势）；做功 19．4.2×10³；4.2×10⁵　【计算】Q=cmΔt=4.2×10³×2×(70−20)=4.2×10⁵ J 20．完全燃烧；2.3×10⁷　【计算】Q=qm=4.6×10⁷×0.5=2.3×10⁷ J 三、实验探究题（共26分） 21．（1）钢球 　　（2）距离（远近）；转换 　　（3）不同；速度；速度；速度 　　（4）相同；质量；质量 　　【方法点拨】实验中运用了控制变量法和转换法：研究动能与速度关系时控制质量不变，研究动能与质量关系时控制速度不变；通过木块被推动距离反映动能大小。 22．（1）减小；增大；减小；增大；动；重力势 　　（2）重力势；动 　　（3）内；守恒 　　【易错提醒】滚摆上升高度减小是因为机械能转化为内能，但能量的总量保持不变，即能量守恒。 23．（1）吸收的热量 　　（2）加热时间 　　（3）煤油；水；水 　　（4）比热容；J/(kg·℃) 　　【解析】相同电加热器相同时间内放出相同的热量，因此用加热时间长短表示吸收热量多少；质量相等的水和煤油吸收相同热量时煤油升温快，说明水的比热容大、吸热能力强。 四、综合应用题（共18分） 24．（4分）答：新疆沙漠地区沙石多，沙石的比热容较小（1分）。在同样受热（白天阳光照射）和受冷（夜晚放热）情况下，质量相同的沙石与水相比，吸收或放出相同热量时，沙石的温度变化较大（2分），因此白天升温快、夜晚降温快，昼夜温差大，形成了“早穿皮袄午穿纱”的气候特点（1分）。 25．（4分）答：因为水的比热容较大（1分）。与质量相同的其他物质相比，升高相同温度时水可以吸收更多的热量（2分），同时水流动性好，可以循环流动把热量带走，冷却效果好，因此汽车发动机常用水做冷却剂（1分）。 26．（5分）解：水吸收的热量 　　Q吸 = c水mΔt　　　　　　　　　　　　　　　（2分） 　　　　= 4.2×10³ J/(kg·℃) × 5 kg × (60 ℃ − 20 ℃) 　　　　= 4.2×10³ × 5 × 40 J 　　　　= 8.4×10⁵ J　　　　　　　　　　　　　　　（2分） 　　答：水需要吸收8.4×10⁵ J的热量。　　　　　（1分） 27．（5分）解： （1）水吸收的热量： 　　Q吸 = c水mΔt = 4.2×10³ J/(kg·℃) × 2 kg × (100 ℃ − 20 ℃) = 6.72×10⁵ J　（2分） （2）天然气完全燃烧放出的热量： 　　Q放 = qV = 4.0×10⁷ J/m³ × 0.02 m³ = 8.0×10⁵ J　　　　　　　　　　　　（1分） （3）燃气灶的效率： 　　η = Q吸/Q放 × 100% = 6.72×10⁵ J / 8.0×10⁵ J × 100% = 84%　　　　　　（1分） 　　答：水吸收热量6.72×10⁵ J；天然气放热8.0×10⁵ J；燃气灶效率为84%。　（1分） 学科网（北京）股份有限公司 $ 北师大版九年级物理（全一册） 第十章《机械能、内能及其转化》单元测试卷 （满分100分　建议用时60分钟） 班级：____________　　姓名：____________　　得分：____________ 一、选择题（每小题3分，共36分。每小题只有一个选项符合题意） 1．关于能的概念，下列说法中正确的是（　　） A．一个物体没有做功，它一定不具有能量 B．一个物体能够对外做功，我们就说它具有能量 C．物体具有的能量越大，它做的功一定越多 D．静止的物体一定不具有能量 2．一辆汽车分别以空载和满载两种状态，在平直公路上以相同的速度匀速行驶，下列说法正确的是（　　） A．空载时汽车的动能较大 B．满载时汽车的动能较大 C．两种情况下汽车的动能一样大 D．无法比较两种情况下汽车动能的大小 3．下列情况中，物体的重力势能变大的是（　　） A．跳伞运动员在空中匀速下落 B．骑自行车沿斜坡向下滑行（不蹬车） C．直升飞机在空中匀速上升 D．水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水 4．下列现象中，能说明分子在不停地做无规则运动的是（　　） A．春天，柳絮飞舞 B．夏天，荷花飘香 C．秋天，落叶纷飞 D．冬天，雪花飘舞 5．下列实例中，通过热传递改变物体内能的是（　　） A．用锯锯木头，锯条温度升高 B．双手相互摩擦，手感到暖和 C．用热水袋暖手，手的温度升高 D．用打气筒打气时，筒壁发热 6．关于温度、内能和热量，下列说法中正确的是（　　） A．温度为0 ℃的冰没有内能 B．物体温度升高，一定是吸收了热量 C．物体吸收热量，温度一定升高 D．物体温度升高，其内能一定增大 7．关于比热容，下列说法中正确的是（　　） A．物质的比热容与物体的质量有关 B．物质的比热容与物体吸收热量的多少有关 C．比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关 D．水的比热容较大，所以水的温度变化一定比其他物质小 8．我国沿海地区昼夜温差比内陆沙漠地区小，主要原因是（　　） A．沿海地区日照时间较短 B．水的比热容比沙石大，吸收或放出相同热量时温度变化较小 C．水的比热容比沙石小 D．沿海地区空气流动较快 9．如图1所示为四冲程汽油机工作循环示意图，其中表示做功冲程的是（　　） A．图（a），进气门打开，活塞向下运动 B．图（b），两个气门都关闭，活塞向上运动 C．图（c），两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动 D．图（d），排气门打开，活塞向上运动 10．现代火箭常用液态氢作燃料，这主要是因为液态氢具有（　　） A．较小的密度 B．较大的比热容 C．较大的热值 D．较高的凝固点 11．下列实例中，属于机械能转化为内能的是（　　） A．冬天用热水袋取暖 B．水壶中的水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起 C．两手相互摩擦，手心发热 D．点燃的火箭腾空而起 12．下列关于能量转化和守恒的说法，正确的是（　　） A．随着科技的发展，永动机是可以制成的 B．太阳能热水器将太阳能转化为内能 C．荡秋千时秋千越摆越低，说明能量逐渐消失 D．热机工作时可以把燃料燃烧释放的内能全部转化为机械能 图1　四冲程汽油机工作循环示意图 二、填空题（每空1分，共20分） 13．物体能够对外________，我们就说这个物体具有能量，简称能。在国际单位制中，能量的单位是________，符号为________。 14．物体由于________而具有的能叫做动能。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越________；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越________。 15．在只有动能和势能相互转化的过程中，机械能的总量________，即机械能是________的。 16．不同物质相互接触时，彼此进入对方的现象叫做________现象，这一现象说明组成物质的分子在不停地做________运动；温度越高，分子无规则运动越________。 17．组成物质的分子之间，同时存在相互作用的________力和________力；封闭在注射器筒内的空气很难被压缩，是因为分子间存在________。 18．物体内所有分子的________能与分子________能的总和，叫做物体的内能；改变物体内能的两种方式是________和热传递，这两种方式在改变物体内能上是等效的。 19．水的比热容是4.2×10³ J/(kg·℃)，它表示的物理意义是：质量为1 kg的水温度升高（或降低）1 ℃时吸收（或放出）的热量为________J。质量为2 kg的水温度从20 ℃升高到70 ℃时，吸收的热量为________J。 20．汽油的热值是4.6×10⁷ J/kg，它表示1 kg汽油________时放出的热量为4.6×10⁷ J；完全燃烧0.5 kg的汽油，放出的热量是________J。 三、实验探究题（共26分） 21．（10分）如图2所示，小明用质量不同的钢球、斜面、木块等器材探究“物体动能的大小与哪些因素有关”。 图2　探究动能大小的影响因素 （1）本实验研究的是________（选填“钢球”或“木块”）的动能。 （2）实验中通过观察木块被推动后移动________的大小，来判断钢球动能的大小，这种将不易直接观察的物理量转换为容易观察的物理量来研究的方法叫做________法。 （3）如图2（a）所示，让同一个钢球从斜面的________（选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下，目的是使钢球到达水平面时的________不同，从而探究动能大小与________的关系。实验表明：质量相同时，物体的________越大，动能越大。 （4）如图2（b）所示，让质量不同的钢球从斜面的________（选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下，目的是使钢球到达水平面时速度相同，从而探究动能大小与________的关系。实验表明：速度相同时，物体的________越大，动能越大。 22．（8分）某同学用图4所示的滚摆装置探究动能和重力势能的相互转化。 图4　滚摆实验 （1）滚摆上升过程中，速度________（选填“增大”“减小”或“不变”），高度________（选填“增大”“减小”或“不变”），因此动能________、重力势能________，________能转化为________能。 （2）滚摆下降过程中，________能转化为________能。 （3）实验中发现滚摆每次上升的最大高度逐渐减小，最终停了下来，这是因为滚摆运动过程中要克服空气阻力和摩擦做功，一部分机械能转化为________能，但总的能量________（选填“守恒”或“不守恒”）。 23．（8分）为比较水和煤油的吸热能力，某实验小组取质量相等、初温相同的水和煤油，分别倒入两个相同的烧杯中，用两个规格相同的电加热器同时加热，装置如图3所示。实验数据记录如下表： 图3　比较水和煤油的吸热能力 加热时间/min 0 1 2 水的温度/℃ 20 25 30 煤油的温度/℃ 20 30 40 （1）实验中选用两个规格相同的电加热器，目的是使水和煤油在相同时间内________相同。 （2）实验中，可以通过比较________（选填“升高的温度”或“加热时间”）来间接反映液体吸收热量的多少，这种方法叫做转换法。 （3）分析表中数据可知：当加热相同时间时，________（选填“水”或“煤油”）升高的温度更多；若使两者升高相同的温度，________（选填“水”或“煤油”）需要吸收的热量更多，说明________的吸热能力更强。 （4）物理学中用________这一物理量来表示物质吸热（或放热）本领的强弱，它的单位是________（写符号）。 四、综合应用题（共18分） 24．（4分）我国新疆沙漠地区有“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”的说法，请用比热容的知识解释这一现象。 25．（4分）汽车发动机常用循环流动的水来冷却，请说明用水做冷却剂的原因。 26．（5分）质量为5 kg、初温为20 ℃的水，温度升高到60 ℃，需要吸收多少热量？[c水=4.2×10³ J/(kg·℃)] 27．（5分）某家用燃气灶将质量为2 kg的水从20 ℃加热到100 ℃，完全燃烧了0.02 m³的天然气。已知水的比热容c水=4.2×10³ J/(kg·℃)，天然气的热值q=4.0×10⁷ J/m³。求： （1）水吸收的热量； （2）0.02 m³天然气完全燃烧放出的热量； （3）该燃气灶烧水时的效率。 学科网（北京）股份有限公司 $