第十章 机械能、内能及其转化 章节专题训练：能量的转化与守恒（二）2026-2027学年北师大版九年级全一册物理

2026年北师大版九年级全一册物理第十章章节专题训练： 能量的转化与守恒（二） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示三种现象过程中都涉及能量转化，下列分析正确的是（　　） A．图甲是压缩冲程，内能转化为机械能 B．图乙是做功冲程，机械能转化为内能 C．图丙中塞子被弹起时内能转化为机械能，该过程能量转化与甲图类似 D．若该内燃机的转速为3000r/min，则它每秒钟对外做功25次 2．关于图所示的四个情景，下列说法中不正确的是（　　） A．甲图中的现象表明热的物体一定比冷的物体内能大 B．乙图，抽去玻璃板后，两瓶中的气体混合，这种扩散现象表明气体分子是运动的 C．丙图，活塞向下运动，这是内燃机的做功冲程，该过程中是将内能转化为机械能 D．丁图，用酒精灯加热试管中的水至沸腾后，水蒸气将软木塞推出，该过程中的能量转化顺序为化学能——内能——机械能 3．某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均气压为，飞轮转速为1800r/min，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），1min消耗汽油15mL，（，），则下列计算正确的是（　　） A．做功冲程中燃气对活塞的平均压力270N B．汽油机的功率为2025W C．一个做功冲程中，燃气对活塞做的功1350J D．汽油机的效率为36% 4．下列事例中，可以表示能量转化或转移具有方向性的是（　　） A．电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能 B．内能可以自发地从高温物体传递给低温物体，但不能自发地从低温物体传递给高温物体 C．动能可以和重力势能相互转化 D．电能可以转化为内能，内能的一部分也可以转化为电能 5．如图是课外兴趣小组的同学在跨学科实践活动中制作的“蒸汽船”模型，把盛有一定量水的铜制容器安装在“船体”上，用蜡烛对铜质容器底部加热，一段时间后铜质容器内水温升高产生蒸汽，铜管会向右喷出蒸汽，“蒸汽船”就会向左行驶，则下列说法正确的是（   ） A．“蒸汽船”运动时能量转化与热机的做功冲程相同 B．水在沸腾时会有热量的散失，所以能量不守恒 C．“蒸汽船”在向左运动时主要将机械能转化为内能 D．采用铜制容器来加热是因为铜金属具有良好的导电性 6．小聪在老师指导下，用如图所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图乙，乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精（q酒精=3×107J/kg）。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，（c水=4.2×103J/kg•℃），则下列说法中正确的是（　　） A．酒精燃烧的过程是内能转化为化学能 B．c乙=2.4×103J/kg•℃ C．0~8min乙吸收的热量为2.36×104J D．该酒精灯的加热效率为35% 7．不同形式的能量可以在一定条件下相互转化，如图中给出了两个实例下列对此图的补充错误的是（　　） A．圆圈A内，能量的形式是内能 B．圆圈B内，能量的形式是电能 C．序号⑤的实例有燃料燃烧 D．能量在转化和转移的过程中，总量保持不变 8．2021年4月，中国女足通过奋勇拼搏，晋级奥运会。如图是足球落地后又弹起的示意图，足球在运动过程中，下列分析正确的是（　　） A．在B点时只受重力作用，且动能不为零 B．在A、D两点动能可能相等 C．在A、B、C、D四点，D点重力势能最小，动能最大 D．在运动过程中，既有动能和势能的相互转化，也有机械能和内能的相互转化 9．用两只相同的电加热器，分别给相同体积的水和某种油加热，在开始和加热3min 时，分别记录的数据如下表所示．已知， ，，加热的效率都为90%，油的末温没有达到它的沸点，下列说法正确的是（　　） 加热时间（min） 0 3 水的温度（℃） 18 28 油的温度（℃） 18 43 A．因为这种油升温比较快，所以它的比热容比水大 B．这种油的比热容为 C．这种油的比热容为 D．加热效率没有达到100%，是因为有一部分 能量消失了 10．如图装置中，酒精灯加热一段时间后，塞子飞出。下列说法正确的是（　　） A．酒精具有化学能，不具有内能 B．酒精消耗一部分后，其热值减少 C．塞子飞出，塞子的动能由水蒸气的内能转化而来 D．塞子的动能，等于酒精燃烧时释放的能量 二、填空题 11．如图是液体燃料火箭喷气发动机示意图，输送装置将燃料和氧化剂输送到燃烧室燃烧，产生气体喷出推动火箭前进。燃料燃烧过程中，将化学能转化为内能，但内能不能自发地转化为化学能，说明能量的转化具有 ________ ，燃料箱中剩余燃料的热值 _______ （选填“变大”“变小”或“不变”）。火箭加速升空过程中能量 _______ （选填“守恒”或“不守恒”）。 12．生活处处有物理：以燃油汽车为例： (1)发动机是利用内能做功的机器，工作时将内能转化为________能； (2)汽车刹车的过程中，伴随着能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转化和转移具有________； (3)为减少大气污染，电动汽车正在逐渐替代燃油汽车，电动汽车的动力源是电动机，某电动汽车以60kW的输出功率沿平直路面以72km/h的速度匀速行驶1min，汽车受到的阻力为________N。 13．如图所示是心理健康教育设施“减压花”，人在花下喊出减压口令，花瓣会在电动机驱动下绽放，此过程中电能转化为花瓣的________；四冲程汽油机的压缩冲程将机械能转化为________。（均填能量形式名称） 14．垃圾分类有利于资源的回收再利用，焚烧垃圾可以实现综合热利用。焚烧垃圾发电过程中，能量是从______能转化为内能，再转化为______能，最后输出电能。如图所示是我国最大的垃圾焚烧发电站，日处理生活垃圾6000t。如果1t垃圾焚烧时能产生的电能，这些电能相当于完全燃烧______t干木柴所放出的能量。（干木柴的热值取） 15．如图所示，轻轻推倒第一块小木板就会产生连锁反应，使最后一块大木板被推倒。有人认为，实验说明了用很少的能量可以产生较多的能量。原因是后面更大木板倒下时的动能有一部分是自身的重力势能转化来的，推倒最后一个大木板的能量是前面所有_________能的叠加，此过程遵循________。 16．某环保混合动力汽车的工作模式如下：启动时，内燃机不工作，由蓄电池提供动力；高速行驶或蓄电池电量过低时，内燃机启动，既驱动车轮。又为蓄电池充电；全力加速时，内燃机与蓄电池可同时驱动车轮。 (1)内燃机启动时___________冲程向外输出动力，燃料在气缸内燃烧不充分的情况下热值___________（选填“发生”或“未发生”）变化，车辆全力加速时，总能量___________（选填“守恒”或“不守恒”）。 (2)汽车在平直公路上匀速行驶，共消耗汽油，所受平均阻力为，若该汽车内燃机的效率为40%，匀速行驶时汽车___________（选填“具有”或“不具有”）惯性，汽油完全燃烧放出的热量为___________J，最终使蓄电池增加___________J的电能。（忽略蓄电池和电动机的热损失，汽油的密度为，汽油的热值为） (3)该车制动减速的过程中，机械能转化为电能和内能，转化的电能与内能之比为。如图所示是机械能的变化量与速度变化量的关系图像。若该车从开始减速，转化的电能为。则减小的机械能为___________，该车的速度将会减小到___________m/s。 三、实验题 17．设计制作简易热机模型 【项目分析】 （1）热机的工作原理是什么？ （2）热机包含哪些主要装置？ 【项目实施】某小组同学制作了如图所示的“汽轮机”。 （1）制作叶轮：将两个塑料瓶盖口对口粘在一起，用小刀在瓶盖侧边切几个对称的小缝，将铝片插在小缝中；在两瓶盖中心用锥子钻一个小孔，将铁丝穿过小孔，使瓶盖能在铁丝上自由转动。 （2）组装“汽轮机”：用铁丝将制作的“叶轮”固定在底座上，并按照如图所示组装器材，调整“叶轮”的位置，使导管的管口正对着“叶轮”上方的铝片。 （3）“汽轮机”工作：点燃酒精灯给烧瓶中的水加热直至沸腾，当大量的“白气”从导管口喷出时可以看到叶轮转了起来。 【交流】 （1）根据所学的知识判断，该“汽轮机”属于____（选填“内燃机”或“蒸汽机”）。 （2）该“汽轮机”的燃料是____，工作时燃料燃烧使水温升高，高温水蒸气由导管喷出对叶轮做功，将____能转化为____能。 （3）“汽轮机”工作时，水蒸气不易推动叶轮转动，则可进行的改进措施有： ①将叶轮____（选填“靠近”或“远离”）导管口； ②_______。 18．如图所示的是物理学家焦耳设计并制作的实验装置。装置中的两个配重的重力不等，释放后大配重下降，小配重上升；反复对调左右两个配重，会使动叶轮不停地转动，从而导致热量计中水的温度上升，实现能量转化。实验中科学家某次测得的数据如下表所示。 小配重的重力，大配重的重力，配重每升降一次各自移动的距离，热量计中水的质量，升降次数与水温变化的关系如下表所示： 升降次数 1 2 3 4 5 6 温度变化/℃ 0.2 0.39 0.59 0.78 0.98 1.18 (1)请计算配重升降一次对动叶轮做的功是________J。 (2)水的温度升高0.2℃相当于吸收了________J的热量。〔〕 (3)在该实验中________转化为________能。根据第一组实验数据可知，减小的机械能________（选填“大于”“小于”或“等于”）增加的内能。 (4)本实验中的误差来源于________（写出一条即可）。 (5)焦耳在这个实验的基础上继续研究，提出了________定律。 四、综合题 19．汽车是常见的交通工具，随着人们生活水平的提高，汽车也走进了寻常百姓家。 (1)如图甲所示，汽油机一个工作循环包括四个冲程，一个气缸正常工作四个冲程的顺序是______（对图甲中A、B、C、D重新排序）； (2)一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为1800r/min，该汽油机每分钟做功______次，图甲中D所示的汽油机冲程是通过______的方式改变燃气内能的； (3)图乙所示为某汽油机的能流图，内燃机的效率可表示为η=______。（用图中给的符号写出表达式），整个过程总能量______（选填“守恒”或“不守恒”）。 20．氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点．根据北京冬奥组委公布的数据，北京冬奥会示范运行超1000辆氢能源汽车，配备30多个加氢站，车型包括氢燃料电池大巴、氢燃料电池小轿车、氢燃料电池特种车等（如图所示）．[J/（kg·℃），] (1)氢燃料燃烧过程中将__________能转化为__________能． (2)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量全部被质量为400kg、温度为20℃的水吸收，能使水的温度升高多少℃？ (3)某辆氢燃料电池大巴车以140kW的恒定功率匀速行驶了300s，完全燃烧了0.6kg的氢燃料，氢燃料电池大巴车的效率是多少？ (4)已知传统油车的能量转化效率是35％，汽油的价格是9元/kg，氢燃料的价格是30元/kg，汽油热值，若将氢燃料电池大巴车改用传统燃油方式行驶，忽略其他因素，则哪种方式更经济？ 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 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A B B A D C B B C 1．D 【详解】A．由图甲可知，活塞向上运动，两个气门都关闭，属于压缩冲程，此冲程中将机械能转化为内能，故A错误； B．由图乙可知，两个气门都关闭，火花塞发出电火花，活塞向下运动，属于做功冲程，此冲程中将内能转化为机械能，故B错误； C．图丙中塞子被弹起时，将热水和水蒸气的内能转化为塞子的机械能，该过程能量转化与乙图类似，故C错误； D．该内燃机的转速为，即它每秒钟的转速为50次，在汽油机的一个工作循环中，曲轴转动2周，对外做1次功，故该汽油机每秒对外做功25次，故D正确。 故选D。 2．A 【详解】A．内能的大小与物体的质量、温度、状态等因素有关。甲图中热水的温度高，但如果冷水的质量远大于热水，冷水的内能可能更大。因此“热的物体一定比冷的物体内能大”的说法错误，故A不正确，符合题意； B．乙图中二氧化氮（密度大，在下方）和空气混合，属于扩散现象，表明气体分子在不停地做无规则运动，故B正确，不符合题意； C．丙图中，火花塞点火，活塞向下运动，进气门和排气门均关闭，这是内燃机的做功冲程，该过程将内能转化为机械能，故C正确，不符合题意； D．丁图中，酒精燃烧（化学能→内能），水吸热汽化，水蒸气膨胀做功将软木塞推出（内能→机械能）。能量转化顺序为：化学能→内能→机械能，故D正确，不符合题意。 故选A。 3．B 【详解】A．做功冲程中燃气对活塞的平均压力等于气压与气缸活塞面积的乘积 故A错误； BC．一个做功冲程中，活塞被燃气推动在气缸中移动的距离是50mm，燃气对活塞做的功为 由于一个工作循环飞轮转2圈，对外做功一次，飞轮转速为1800r/min，则1min对外做功900次，汽油机的功率为 故C错误，B正确； D．1min消耗汽油的质量为 1min消耗汽油放出的热量为 汽油机的效率为 故D错误。 故选B。 4．B 【详解】A．电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能，只能说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，故A不符合题意； B．内能可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体，说明能量转移具有方向性，故B符合题意； C．动能可以和重力势能相互转化，说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，故C不符合题意； D．电能可以转化为内能，内能也可以部分地转化为电能，能说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，故D不符合题意。 故选B。 5．A 【详解】AC．当铜管向右喷蒸汽时，“船体”向左运动，这个过程的能量转化是内能转化为机械能。这与热机做功冲程的能量转化相同，故A正确，C错误； B．水在沸腾时，一部分水吸收热量变为水蒸气，剩余的水内能减小，但水和水蒸气总的能量不变，符合能量守恒定律，故B错误； D．用铜制容器是因为铜的导热性好，能快速传递热量给水，与铜的导电性无关，故D错误。 故选A。 6．D 【详解】A．酒精燃烧是化学能转化为内能，不是内能转化为化学能，故A错误； B．由图得，质量相同的甲、乙，升高相同温度，甲被加热的时间为乙的两倍，则甲吸收的热量为乙的2倍，说明甲的比热容较大，故甲是水。由得 甲的比热容为，则乙的比热容为 故B错误； C．0~8min乙吸收的热量为 故C错误； D．乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精，此过程中乙吸收的热量为 酒精燃烧释放的热量 该酒精灯的加热效率为 故D正确。 故选D。 7．C 【详解】AB．由图知，电灯将电能转化为光能，判断B能量为电能，加热器将电能转化为内能，故A为内能，故AB正确，不符合题意； C．序号⑤将机械能转化为内能，而燃料燃烧是将化学能转化为内能，故C错误，符合题意； D．大量事实表明，能量在转化和转移的过程中，能量的总量不变，故D正确，不符合题意。 故选C。 8．B 【详解】Ａ．根据在B点前后的运动路径，在B点时足球有一定的速度，没有处于静止状态，故足球除受到重力外，足球还受到空气阻力的作用，故A错误； BC．图中足球的高度越来越小，说明有机械能的损失，则D点的机械能一定小于A点的机械能，而机械能等于动能与势能之和，D点比A点高度低，所以D点的重力势能小，则其动能有可能与A点的动能相等，故B正确，C错误； D．图中足球的高度越来越小，说明有机械能的损失，机械能转化为内能。在运动过程中，存在动能和势能的相互转化，但不存在内能转化为机械能，故D错误。 故选B。 9．B 【详解】ABC．取两种液体都加热了3分钟为研究对象，因为是用的两个相同的电加热器，且加热效率都为90%，所以 ， 设它们的体积为V，则水的质量： 油的质量： 根据有： 代入数据： 解得： 故AC项错误、B项正确； D．由能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体；在转化和转移过程中其总量不变．故D项错误． 10．C 【详解】A．任何物体都具有内能，酒精同样具有内能。故A错误； B．热值是燃料的本身的属性，燃料种类不变，热值不变。故B错误； C．管内的温度较高、压强较大的水蒸气对塞子施加一定的压力，让塞子通过一段距离，对塞子做了功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能。故C正确； D．酒精燃烧释放的能量，有的散失到空气中，有的转移为试管与水的内能，没有完全转化为塞子的动能。故D错误。 故选C。 11． 方向性 不变 守恒 【详解】[1]燃料燃烧时将化学能转化为内能，但内能不能自发地转化为化学能，说明能量的转化具有方向性。 [2]热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，所以燃料箱中剩余燃料的热值不变。 [3]根据能量守恒定律可知，火箭加速升空过程中能量守恒。 12．(1)机械 (2)方向性 (3) 【详解】（1）燃油发动机属于热机，热机的工作原理就是利用燃料燃烧释放的内能，通过做功冲程转化为机械能，从而驱动汽车行驶。 （2）由于能量的转化和转移具有方向性，因此散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车。 （3）电动汽车的输出功率为 行驶速度为 由得牵引力为 因为汽车匀速行驶，受力平衡，阻力与牵引力是平衡力，所以阻力为 13． 机械能 内能 【详解】[1]人在花下喊出减压口令，花瓣会在电动机驱动下绽放，消耗电能，产生机械能，将电能转化为机械能。 [2]四冲程汽油机的压缩冲程中，活塞压缩汽缸内气体做功，消耗机械能，使气体内能增加，因此该过程将机械能转化为内能。 14． 化学 机械 1080 【详解】[1][2]在焚烧垃圾发电过程中，垃圾具有化学能，焚烧时化学能转化为内能，产生的高温蒸汽推动汽轮机转动，将内能转化为机械能，最后汽轮机带动发电机发电，将机械能转化为电能。所以能量是从化学能转化为内能，再转化为机械能，最后输出电能。 [3]焚烧6000t垃圾产生的电能 根据燃料完全燃烧放热公式，则干木柴的质量 15． 重力势 能量守恒定律 【详解】[1]后面更大木板倒下时的动能有一部分是自身的重力势能转化来的，前面木板与后面木板碰撞时，将一部分机械能传递给后面木板，所以最后一个大木板的能量是前面所有重力势能的叠加。 [2]整个过程中，所有参与的木板的总能量是守恒的，并没有产生更多的能量，只是能量在不同木板之间进行了转移和转化，所以此过程遵循能量守恒定律。 16．(1) 做功 未发生 守恒 (2) 具有 (3) 15 【详解】（1）[1]内燃机启动时，做功冲程中内能转化为机械能，向外输出动力。 [2]热值是燃料的一种特性，其大小与燃料的种类有关，与是否充分燃烧无关。 [3]根据能量守恒定律可知，车辆全力加速时，总能量是守恒的。 （2）[1]一切物体都有惯性，匀速行驶时汽车具有惯性。 [2]汽油的质量为 汽油完全燃烧放出的热量为 [3]汽车做匀速直线运动，牵引力等于阻力为1000N。汽车行驶过程中有用机械功为 汽车内燃机的效率为40%，则总有用功为 使蓄电池增加的电能为 （3）[1][2]转化的电能与内能之比为，当转化的电能为，则转化的内能为 则减小的机械能为 由图可知减小的速度为10m/s。所以该车的速度将会减小到 17． 蒸汽机 酒精 内 机械 靠近 减小铁丝与瓶盖之间的摩擦 【详解】[1] 热机是将内能转化为机械能的机器。题目中描述的热机是通过燃料在气缸内燃烧，产生高温、高压的燃气，燃气膨胀推动活塞（或叶轮等部件）做功，从而将燃料燃烧产生的内能转化为机械能。因此该热机属于蒸汽机。 [2] 题目中提到使用酒精灯加热烧瓶中的水，因此燃料是酒精。 [3][4]工作时，酒精燃烧释放化学能，转化为水和水蒸气的内能。高温水蒸气由导管喷出对叶轮做功，将内能转化为机械能。 [5][6]为了使水蒸气更有效地推动叶轮转动，可以将叶轮靠近导管口，这样水蒸气的冲击力更大。同时，减小铁丝与瓶盖之间的摩擦可以减少能量损失，提高热机的效率。 18．(1)420/4.2×102 (2)420/4.2×102 (3) 机械能 内 等于 (4)克服摩擦做功（合理即可） (5)能量守恒 【详解】（1）小配重的重力，大配重的重力，合力为420N，配重每升降一次各自移动的距离，即绳子一端移动的距离是1m，所以配重升降一次对动叶轮做的功。 （2）由表可知，配重升降一次，水温升高0.2℃，水吸收的热量。 （3）[1][2][3]在实验过程中，机械能转化为内能，包括水的内能和摩擦生热产生的内能。根据第一组实验数据可以看出，减小的机械能等于增加的内能。 （4）摩擦是不可避免的，所以本实验中的误差主要来源于克服摩擦做功。 （5）由物理史实可知，焦耳在这个实验的基础上继续研究，提出了能量守恒定律。 19．(1) B、A、D、C (2) 900 做功 (3) 守恒 【详解】（1）B图进气门开、排气门关，活塞向下运动，为吸气冲程；A图两气门均关闭，活塞向上运动，为压缩冲程；D图两气门均关闭，火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程；C图排气门开、进气门关，活塞向上运动，为排气冲程。四冲程按吸气、压缩、做功、排气的顺序排列，故顺序为B、A、D、C。 （2）四冲程汽油机飞轮每转2圈对外做功1次，每分钟做功次数为次 D冲程为做功冲程，燃气对外做功，内能减少，是通过做功的方式改变燃气的内能。 （3）热机效率为有用机械能与燃气总内能的比值，故； 根据能量守恒定律，整个过程总能量守恒。 20．(1) 化学 内 (2) (3) (4) 氢燃料方式更经济 【详解】（1）氢燃料燃烧过程中，化学能转化为内能。 （2）氢完全燃烧放出的热量 氢完全燃烧放热全部被水吸收，故 水升高的温度 （3）大巴以恒定功率行驶，有用功为牵引力做功，总能量为氢燃烧放出的热量。大巴做的有用功 大巴的效率 （4）两种方式提供的有用功相同，比较燃料费用，费用低的更经济。燃油需放出的总热量 需要的汽油质量 燃油费用 氢燃料费用 因，故氢燃料方式更经济。 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 $