第十四章 内能的利用 单元练习 - 2025-2026学年人教版物理九年级全一册

第十四章 内能的利用 一、单选题 1．自然界的能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从一种形式转化为其他形式。如图所示的事例中，能量的形式发生了转移的是 （　　） ①图甲：高温的电炉丝使周围的空气温度上升 ②图乙：流星从夜空快速滑过发出耀眼的光亮 ③图丙：试管中高温水蒸气弹出管口的橡胶塞 ④图丁：涨潮时海水涌入水坝冲击水轮机转动 A．①② B．②③ C．①④ D．②④ 2．如图所示描述的物理过程，下列分析正确的是（　　） A．图甲：厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的温度升高，内能不变 B．图乙：瓶子内的空气推动塞子做功后，瓶子内空气的内能增大 C．图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增加 D．图丁：汽缸内的气体推动活塞向下运动，内能转化为机械能，气体内能减少 3．关于下列四幅图的说法中（    ） ①如图甲，橡皮塞被冲开的过程与汽油机的做功冲程都是内能转化为机械能 ②如图乙，两个压紧的铅块能吊起钩码是因为分子间存在斥力 ③如图丙，用力压活塞，空气被压缩，温度升高，内能增加 ④如图丁，当向塑料管b中用力吹气时，细管a中液面将会下降 A．只有①③正确 B．只有①④正确 C．只有②③正确 D．只有①③④正确 4．2025年4月24日在酒泉卫星发射中心，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭发射升空。关于火箭发动机，下列说法正确的是（　　） A．火箭发动机使用比热容大的燃料 B．火箭燃料燃烧越充分，热值越大 C．火箭发动机主要通过热传递获得机械能 D．火箭发动机属于热机 5．2025年4月24日在酒泉卫星发射中心，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭发射升空。关于火箭发动机，下列说法正确的是（　　） A．火箭发动机使用比热容大的燃料 B．火箭燃料燃烧越充分，热值越大 C．火箭发动机主要通过热传递获得机械能 D．火箭发动机属于热机 6．如图所示装置甲、乙和丙完全相同，燃料质量均为10g，烧杯内液体初温和质量都相等，燃料完全燃烧完后，液体均未沸腾，液体的末温分别为t甲、t乙和t丙，且t甲＞t乙＞t丙，则下列说法正确的是（　　） A．燃料b放出热量最多 B．液体2吸收的热量最多 C．燃料a的热值比燃料b的大 D．液体1的比热容比液体2的大 7．小明同学用如图甲所示装置加热质量为100g的冰，直至水沸腾。根据实验记录的数据，小明绘制了如图乙所示的温度随时间变化的图像。已知0~2min消耗酒精的质量为0.4g，c冰=2.1×103J/（kg•℃），c水=4.2×103J/（kg•℃），q酒精=3×107J/kg。若单位时间内物质吸收热量相等，下列分析正确的是（　　） A．BC段是熔化过程，温度不变，内能不变 B．0~12min，物质共吸收热量4.2×103J C．通过计算可得图乙中tx的值为32 D．该酒精灯的加热效率为30% 8．2025年4月24日下午17时17分在酒泉卫星发射中心，搭载“神舟二十号”载人飞船的“长征二号F遥二十”运载火箭成功将飞船送入预定轨道。下列分析正确的是（    ） A．火箭发动机不属于热机 B．“神舟二十号”预定轨道到地面的距离约为359000nm C．火箭在加速上升过程中，离开大气层前受到的大气压不变 D．火箭上升过程中有能量损失，仍遵循能量守恒定律 二、填空题 9．实验小组用矿泉水瓶做了如下实验∶如图1所示，将矿泉水瓶子从中间剪开，将小音箱放在瓶内，在瓶盖上钻一小孔。当打开音箱时，看到前方蜡烛的烛焰在晃动，这个现象说明声音可以传递 ；如图2所示，在空矿泉水瓶中装入少量热水，迅速倒出，再快速盖上瓶盖，发现瓶子变瘪了，该现象验证的是 的存在；如图3所示，在矿泉水瓶中留有少量水，盖上瓶盖，扭转瓶子，轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾，扭转瓶子的过程是通过 的方式使瓶内水蒸气内能增加，将瓶盖冲出的过程与单缸四冲程汽油机的 冲程能量转化相同。 10．2025年3月17日，科学家在酒泉卫星发射中心使用谷神星一号运载火箭，成功将云遥一号55~60星等8颗卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。如图所示，火箭工作时将燃料燃烧产生的 能转化为火箭的 能，该过程中能量的转化与汽油机的 （压缩/做功）冲程相同。 11．内燃机一个工作循环有四个冲程，题图表示的是其中的 冲程。为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被小包围着，用水来冷却汽缸是因为水的 较大。某小型单缸四冲程汽油机飞轮的转速为2400r/min，该汽油机一秒钟总共可以完成 个冲程。 12．内燃机一个工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，实现将内能转化为机械能的是 冲程。发动机运行前必须加润滑油，是为了 。某品牌汽车100km耗油7kg，这些汽油完全燃烧要放出 J的热量。（汽油的热值q=4.6×107J/kg） 13．小白对家中的小汽车进行了一些研究：供汽车动力的是发动机的做功冲程，汽油在汽缸内燃烧时将化学能转化为内能；若飞轮的转速为2400r/min，则在1s内汽油机对外做功 次；在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放入一小团干燥的硝化棉，用力把活塞迅速压下，硝化棉燃烧，该过程中是通过的 方式来改变筒内空气的内能，其能量转化情况与图 （选填“A”“B”“C”“D”）所示汽油机冲程中的能量转化情况是一致的。 三、实验题 14．根据图所示实验回答下列问题。 (1)如图所示，在试管中装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出。加热时是通过 方式改变水内能的；水蒸气把塞子冲出去过程中的能量转化和四冲程汽油机的 冲程相同； (2)如图所示，用酒精灯、烧杯、试管、温度计等器材比较水和煤油的吸热情况。试管中的水和食用油的 相同，加热过程中，水和煤油吸收热量的多少是通过 来判断的，煤油的温度升高的多，说明 的比热容大。 四、计算题 15．一台以柴油机为动力的双履带消防车，质量为，静止时履带与地面接触的总面积为。消防车以的速度匀速通过某平直路段用时，克服阻力做了的机械功，共消耗柴油（；），求： (1)消防车2min通过的路程； (2)消防车静止时，对水平地面产生的压强； (3)消防车在这段路程中消耗柴油用于牵引力做功的效率。 16．周末，小苏全家一起外出露营，妈妈用卡式炉为大家烧水泡茶。如图所示为某品牌卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶中装入2.5kg初温为20℃的水，用卡式炉加热至100℃，消耗了25g丁烷气体。已知水的比热容为，丁烷的热值为4.8×107J/kg。求： (1)水吸收的热量为多少焦? (2)25g丁烷气体完全燃烧放出的热量为多少焦? (3)卡式炉的加热效率为多少? 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 学科网（北京）股份有限公司 《第十四章 内能的利用》参考答案 1．C 【详解】①高温电炉丝使周围空气温度上升，将热量传递给空气，能量发生转移，故①符合题意； ②流星从夜空快速滑过，与大气摩擦做功，将机械能转化为内能，使物体温度升高，发出耀眼的光亮，此过程中能量发生了转化，故②不符合题意； ③试管中高温水蒸气将管口的橡胶塞弹出，将水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，此过程中能量发生了转化，故③不符合题意； ④涨潮时海水涌入水坝冲击水轮机，将海水的机械能转移到水轮机上，使水轮机转动，故④符合题意。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 2．D 【详解】A．图甲中厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加，故A错误； B．图乙中瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，内能转化为机械能，空气的内能减小，故B错误； C．试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气对活塞做功，内能转化为机械能，水蒸气的内能减小，故C错误； D．图丁中汽缸内的气体推动活塞向下运动时，即做功冲程，内能转化为机械能，气体的内能减少，故D正确。 故选D。 3．A 【详解】①甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气对软木塞做功，将水蒸气的内能转化为木塞的机械能，内燃机的做功冲程中，高温高压的燃气对活塞做功，是将内能转化成机械能，两者的能量转化相同，故①正确； ②分子间既有引力也有斥力，乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码，主要是因为分子间存在引力，故②错误； ③丙图中活塞向下运动时，活塞对压缩瓶内空气做功，使瓶内空气的温度升高、内能增大，该过程中机械能转化为内能，故③正确； ④如图丁，当向塑料管b中用力吹气时，a管上方空气流动快，压强小，细管a中液面将会上升，故④错误； 由以上分析可知，①③正确，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．D 【详解】A．火箭发动机需要燃料释放大量能量，因此应选择热值大的燃料，而非比热容大的燃料，比热容大与燃料释放的总能量无关，故A错误； B．热值是燃料的固有属性，与是否充分燃烧无关，燃烧充分只能提高能量利用率，但不会改变热值，故B错误； C．火箭发动机通过燃料燃烧产生高温高压气体，喷出时对外做功，将内能转化为机械能，属于通过做功获得机械能，而非热传递，故C错误； D．热机是将内能转化为机械能的装置，火箭发动机通过燃烧燃料获得内能，并转化为机械能，符合热机的定义，故D正确。 故选D。 5．D 【详解】A．火箭发动机需要燃料释放大量能量，因此应选择热值大的燃料，而非比热容大的燃料，比热容大与燃料释放的总能量无关，故A错误； B．热值是燃料的固有属性，与是否充分燃烧无关，燃烧充分只能提高能量利用率，但不会改变热值，故B错误； C．火箭发动机通过燃料燃烧产生高温高压气体，喷出时对外做功，将内能转化为机械能，属于通过做功获得机械能，而非热传递，故C错误； D．热机是将内能转化为机械能的装置，火箭发动机通过燃烧燃料获得内能，并转化为机械能，符合热机的定义，故D正确。 故选D。 6．C 【详解】AB．对比甲丙，燃料的种类相同，均为燃料a，质量相同，根据，燃料完全燃烧完后放出的热量相同，则甲烧杯中液体1和丙烧杯中液体2吸收热量相同；对比甲乙，加热相同的液体1，液体的末温，则甲烧杯中液体1吸收的热量大于乙烧杯中液体1吸收的热量，也说明甲中燃料a放出的热量更多。所以燃料b放出热量最少，乙中液体1吸收热量最少，故AB错误； C．对比甲乙，加热相同的液体1，液体的末温 说明甲中燃料a放出的热量多于乙中燃料b放出的热量，燃料质量均为10g，则燃料a的热值比燃料b的大，故C正确； D．对比甲丙，用相同的燃料加热不同的液体，液体的末温，说明甲中液体1升温较快，则液体1的比热容比液体2的小，故D错误。 故选C。 7．C 【详解】A．BC 段是冰的熔化过程，晶体熔化时吸收热量，温度不变，但内能增大。故A错误； BC．0~2min冰吸收热量 0 ~12min 是 0~2min 时间的 6 倍，且单位时间内物质吸收热量相等，所以 0 ~12min 物质吸收热量为 CD 段水从0℃升高到100℃，水吸收热量 即水吸收的热量为冰吸收热量的10倍，因为单位时间吸热相等，故水吸收热量时间为冰吸吸收热量时间的10倍为20min。 所以 故B错误，C正确； D．0~2min消耗酒精的质量为0.4g，酒精完全燃烧放出热量为 该酒精灯的加热效率为 故D错误。 故选C。 8．D 【详解】A．火箭发动机是利用内能对外做功，将内能转化为机械能，属于热机，故A错误； B．“神舟二十号”预定轨道到地面的距离约为359km，合359000m，故B错误； C．由于大气压随高度的增大而减小，故火箭在加速上升过程中，离开大气层前受到的大气压减小，故C错误； D．火箭上升过程中有能量损失，但根据能量守恒定律可知，仍遵循能量守恒定律，故D正确。 故选D。 9． 能量 大气压强/大气压 做功 做功 【详解】[1]当打开音箱时，看到前方蜡烛的烛焰在晃动，这个现象说明声音可以传递能量。因为声音以波的形式传播，具有能量，能使烛焰晃动。 [2]在空矿泉水瓶中装入少量热水，迅速倒出，再快速盖上瓶盖，瓶内气体温度降低，压强减小，小于外界大气压，在大气压的作用下瓶子变瘪了，该现象验证的是大气压的存在。 [3]扭转瓶子的过程中，对瓶内气体做功，机械能转化为内能，使瓶内水蒸气内能增加，所以是通过做功的方式改变内能。 [4]将瓶盖冲出的过程中，瓶内气体对瓶盖做功，内能转化为机械能，这与单缸四冲程汽油机的做功冲程能量转化相同，在做功冲程中，燃气膨胀对外做功，内能转化为机械能。 10． 内 机械 做功 【详解】[1][2]火箭工作时，燃料燃烧，推动火箭升空，将内能转化为火箭的机械能。 [3]火箭工作时能量的转化是将内能转化为机械能，热机在做功冲程中，也是将内能转化为机械能，因此和热机的做功冲程能量转化相同。 11． 做功 比热容 80 【详解】[1]图中两气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能。 [2]用水来冷却汽缸，是利用了水的比热容大的特点，相同条件下水吸收的热量多，冷却效果好。 [3]飞轮转速是2400r/min=40r/s表示每秒飞轮转动40圈，而飞轮每转动2圈，燃气对外做功1次，对应4个冲程。所以1s内对外做功20次，完成80个冲程。 12． 做功 减小摩擦 3.22×108 【详解】[1]内燃机一个工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，其中一个工作循环有两次能量转化，压缩冲程机械能转化为内能，做功冲程中内能化换为机械能，所以实现将内能转化为机械能的是做功冲程。 [2]发动机运行前必须加润滑油，是为了减小摩擦，利用了使接触面分开的方法。 [3]燃料燃烧放热Q=mq=7kg×4.6×107J/kg=3.22×108J 13． 20 做功 B 【详解】[1]依据题目所给数据，时间单位为分钟，现将其化为秒，则 因为一个工作循环中飞轮转2次，对外做功1次，现在1s内飞轮转40次，则做功20次。 [2]用力把活塞压下，硝化棉燃烧，活塞对空气施加力的作用，使空气在力的方向上移动距离，该过程是通过做功的方式来改变内能的。 [3]甲图是机械能转化为内能，与之相同的是压缩冲程，压缩冲程中进气门和排气门都关闭，火花塞不点火，为图B。 14．(1) 热传递 做功 (2) 质量 加热时间 水 【详解】（1）[1]加热时水吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递方式改变水的内能。 [2]水蒸气把塞子冲出去过程中水蒸气对塞子做功，内能转化为机械能，能量转化和四冲程汽油机的做功冲程相同。 （2）[1]比较水和煤油的吸热能力的实验中，根据控制变量法，要控制试管中的水和食用油的质量相同。 [2]实验中用同一热源加热，单位时间内水和煤油吸收热量相同，根据转换法，水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间来判断的。 [3]加热相同时间，吸收相同热量，煤油的温度升高的多，说明水的比热容大。 15．(1)600m (2) (3)40% 【详解】（1）消防车2min通过的路程 （2）消防车静止时，对水平地面产生的压力 对水平地面产生的压强 （3）柴油完全燃烧放出的热量 消耗柴油用于牵引力做功的效率 16．(1)8.4×105J (2)1.2×106J (3)70% 【详解】（1）水吸收的热量为 （2）25g丁烷气体完全燃烧放出的热量为 （3）卡式炉的加热效率为 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 学科网（北京）股份有限公司 $