第十四章 内能的利用 单元提升-2025-2026学年物理人教版（2024）九年级全册

第14章 内能的利用 2025-2026学年物理人教版（2024）九年级全册 一、单选题 1．关于燃料和热值，以下说法正确的是（　　） A．某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关 B．若燃烧燃料不充分时，热值将变小 C．当燃料未燃烧时，其热值为零 D．燃料热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比 2．如图所示，关于这个实验下列说法正确的是（　　） A．用酒精灯给水加热是通过热传递的方式使水的内能减少 B．水沸腾后，水蒸气推动活塞迅速冲出管口，水蒸气的内能将增大 C．在活塞被推出的过程中，水蒸气对活塞做功，机械能转化为内能 D．在活塞被推出的过程中，能量转化情况与内燃机做功冲程相同 3．如图所示是内燃机工作循环中的四个冲程，做功冲程是（　　） A． B． C． D． 4．柴油机的效率比汽油机高，是由于 （　　） A．柴油的燃烧值比汽油的燃烧值大 B．柴油的比热比汽油的比热大 C．柴油机汽缸里的燃气产生的压强比汽油机里的高 D．柴油的密度比汽油的密度大 5．如图所示是汽油机的四个冲程，其中属于做功冲程的是（　　） A． B． C． D． 6．汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机，如图所示是单缸四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中正确的是（　　） A．甲冲程是利用热传递的方法改变内能 B．丙冲程是把机械能转化为内能 C．一个工作循环的正确顺序是：丁、丙、甲、乙 D．若此汽油机的转速为1800r/min，则每秒内对外做功15次 7．用如图1所示的同一个实验装置分别加热质量均为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的图像（如图2），乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精（）。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，，则下列说法正确的是（　　） A． B．乙液体是水 C．0~8min乙吸收的热量为 D．该酒精灯的加热效率为35% 二、多选题 8．如图所示，“定向爆破”是拆除高大建筑物的主要方法。主要做法是：将炸药放在建筑底部钻开的炮孔内，点燃从炸药引出的导火索，从而让炸药燃烧、爆炸，使建筑物倒塌。关于此过程的说法中正确的是（　　） A．用火源点燃导火索的过程，是利用热传递的方式增加了导火索的内能 B．炸药燃烧的过程，是将内能转化为化学能 C．爆炸使建筑物倒塌的过程中，气体迅速膨胀，对外做功，其内能减小 D．爆炸过程的能量总量不守恒 9．如图所示是一种太阳能背包。它的前面有一个太阳能电池板，里面有一个蓄电池，可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列说法正确的是（　　） A．太阳能电池板将太阳能转化为电能 B．给蓄电池充电将电能转化为化学能 C．蓄电池放电将化学能转化为电能 D．小风扇工作将化学能转化为机械能 10．对于图中所示的四幅图，下列说法正确的是（　　） A．图甲中软木塞飞出时，试管内水蒸气的内能减少 B．图乙中两个压紧的铅块能吊起重物，主要是大气压的作用 C．图丙中活塞向上运动，此冲程是内燃机的压缩冲程 D．图丁中小朋友下滑时臀部感觉热，此过程中内能转化为机械能 11．如图是一种常用“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。下列关于汽油机和柴油机的主要区别，说法正确的是（　　） A．构造上，汽油机汽缸顶部有喷油嘴，柴油机汽缸顶部有火花塞 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．汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式 D．吸气冲程中，柴油机吸入汽缸的是空气，汽油机吸入汽缸的是空气和汽油的混合气体 12．在学习完《热机》后，某同学设计了实验来演示热机的工作原理，如图所示，用酒精灯加热试管使水沸腾，水蒸气驱动叶轮转动，下列关于该实验分析正确的是（　　） A．加热试管使水沸腾，是通过热传递的方式改变水的内能 B．叶轮转动时，水蒸气的内能转化为叶轮的机械能 C．加热过程中，酒精灯中的酒精内能不变，热值变小 D．增大酒精灯的火焰，可提高该装置的效率 13．下列说法正确的是（　　） A．50℃的水的比热容比100℃的水的比热容小 B．质量相同的水和酒精升高相同的温度，水含有的热量更多 C．春天百花盛开，人们很远都能闻到花香，这是扩散现象 D．汽油机的做功冲程中将内能转化为机械能 14．2023年4月24日是第八个“中国航天日”，学校物理社团的同学制作了水火箭，如图是水火箭发射及某水火箭的简易原理图，当内部气体压强增大到一定程度时，水会冲开瓶塞从水火箭中向下喷出，结合材料，下列说法正确的是（　　） A．打气时，“水火箭”内气体的内能会增加 B．“水火箭”中的“水”是一种热值较大的燃料 C．“水火箭”加速起飞时将内能转化为机械能 D．水向下喷出会使水火箭升空是由于力的作用是相互的 15．用相同的酒精灯加热初温相同（未知）、质量均为100g的甲、乙两种液体，已知68min消耗酒精的质量为0.4g，它们的温度随时间变化的图像如图，甲、乙单位时间吸收的热量相等，甲的比热容c甲=2×103J/（kg•℃），酒精的热值q酒 =3×107J/kg（单位时间消耗酒精的质量相同）。下列说法正确的是（　　） A．甲液体的沸点为80℃，乙液体的沸点为40℃ B．68min酒精灯对甲液体的加热效率约为33.3% C．甲、乙两种液体的初温都是0℃ D．乙液体的比热容c乙=4×103J/（kg•℃） 三、填空题 16．如图所示是国家非物质文化遗产之一的“打铁花”。演出时，工匠师傅用木板将滚烫的铁水向空中泼洒，铁水与空气接触时，温度降低，这是通过　 　的方式改变铁水的内能；在这个过程中，热量只能自发的从　 　，不能相反，这说明能量的转移具有　 　。铁水最后凝固形成铁屑，但落下的铁屑却不会烫伤人，原因之一是铁的比热容较　 　。 17．家用轿车常用汽油机驱动，如图所示，工作中的四冲程汽油机正处于　 　冲程，在该冲程将　 　能转化为　 　能。若该汽油机每秒完成60个冲程，则每秒它对外做功　 　次。汽车行驶过程中，油箱内的汽油越来越少，汽油的热值　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 18．“神舟十一号”和“天宫二号”进入预定轨道后为节省燃料，会打开两侧的太阳能电池板，太阳能电池板将　 　能转化为　 　能。 19．汽车行驶时，发动机的温度升高很快，为确保安全，可用循环水进行冷却。用水来冷却主要是因为水的　 　较大。如果散热器内装有10kg的水，其温度升高20℃吸收的热量相当于完全燃烧　 　m3的天然气放出的热量。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q天然气＝4.2×107J/m3] 20．陆久帅同学在家用天然气灶烧开水，在标准大气压下，5kg水从20℃加热至沸腾，此过程中，水吸收的热量是　 　J，天然气完全燃烧放的热量全部被水吸收，需要天然气　 　m3。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为4.0×107J/m3] 21．在如图所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图，丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图，其中机械能转化为内能的冲程是　 　（选填“丙”或“丁”）图，原理与其相同的是　 　（选填“甲”或“乙”）图所示的演示实验，四冲程汽油机，行驶100km发动机牵引力所做的功为1.15×108J，消耗汽油10kg，小汽车发动机的效率为　 　。（汽油的热值q汽油=4.6×107J/kg） 22． 2025年2月11日，长征八号甲运载火箭成功发射，如图所示。该火箭的芯二级以液氢为燃料，这主要是因为液氢的　 　大，它燃烧过程中将　 　能转化为内能。 四、实验探究题 23．如图，慧慧同学设计了两套完全相同的装置来比较煤油和菜籽油的热值大小。烧杯中水的初温都是25℃，实验完成后记录甲图中水温变为46℃，乙图中水温变为36℃。 （1）实验中应控制两种燃料的　 　相同，还要控制两烧杯中水的　 　相同（均选填“质量”或“体积”）； （2）实验完成后记录水的末温的时间是指何时？　 　（选填字母序号：A．燃料燃烧相同时间时 B．燃料完全燃尽时）； （3）通过实验数据可初步判断　 　（选填“煤油”或“菜籽油”）的热值较大； （4）实验中，利用天平称出的质量，温度计量出的温度，并查阅水的比热容数据，慧慧测量出了燃料的热值。她的方法计算出的热值比真实值偏　 　（选填“大”或“小”），下列对其原因分析正确的是　 　和　 　（均选填字母序号：A．燃料不能完全燃烧 B．有热量散失到空气里 C．烧杯中的水初温太高）。 24．为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，实验中忽略热量的损失。 （1）实验中应控制燃料燃烧的 　 　（选填“时间”或“质量”）相同，根据 　 　比较燃料燃烧放出热量的多少； （2）小明选用燃料a和燃料b进行实验，当燃料燃尽时，小明记下了各个时刻烧杯中水温，绘制了如图乙所示的图像，则可初步判断燃料 　 　（选填“a”或“b”）的热值大； （3）小明实验前用天平测出了烧杯中水的质量及燃料a的质量，并由记录的数据，利用公式Q吸＝cmΔt计算出了水吸收的热量。他想通过这些数据计算出燃料a的热值，你认为他的计算结果与真实值相比 　 　（填“偏大”“偏小”或“相等”），原因是 　 　； （4）另一组的小华在燃料c和燃料d燃尽后也画出了水的温度随时间变化的图像，如图丙所示，则c、d两种燃料热值之比为 　 　。（设同种燃料燃烧时单位时间内放出的热量相同） 五、计算题 25．我国某市首批30辆氢燃料新能源公交车投放使用，氢燃料具有清洁无污染，效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源。已知水的比热容为4.2×103J/（kg⋅℃）；氢的热值为1.4×108J/kg。求： （1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量； （2）若这些热量的80%全部被质量为200kg，温度为10℃的水吸收，则水升高的温度。 26．如图这是世界上第一款能容纳两名飞行员的隐形战斗机歼﹣20的双座版。若歼﹣20在高空中飞行时在恒定的水平推力F作用下，以720km/h的速度沿水平方向匀速航行30min，需要燃烧航空煤油3t。已知飞机发动机提供的机械功率是3.2×107W，（q油＝4×107J/kg、g＝10N/kg）试求： （1）如果歼﹣20质量为25t，静止在水平地面上时与地面的接触面积为1m2，对水平地面的压强p； （2）歼﹣20在上述航行30min的过程中获得的水平推力F； （3）歼﹣20发动机的热机效率η。 六、作图题 27．如图甲所示是内燃机的吸气冲程的示意图，图甲中画出了吸气冲程进气门、排气门的开闭情况与活塞的运动情况。请在图乙中用“”表示阀门，画出压缩冲程进气门、排气门的开闭情况，用“↑”或“↓”表示活塞运动方向，画出压缩冲程活塞的运动情况。 28．如图所示物体在拉力F的作用下沿粗糙的斜面做匀速直线运动，斜面的长为S，高为h，试解答一下问题： ⑴作出物体还受到其它力的示意图 ⑵请利用功和能的知识证明物体受到的拉力F大于物体在斜面受到的摩擦力f 七、综合题 29．国家卫健委《儿童青少年肥胖食养指南（2024年版）》中指出，2023年青少年肥胖率为7.9%，相比1982年的0.2%有显著增长；城市青少年肥胖率较高，农村青少年肥胖率增长迅速。为改善这一状况，该指南提出：要养成健康饮食行为，保持合理膳食结构，能量来源比例为碳水化合物55%、蛋白质20%、脂肪25%，早午晚三餐能量比例为3：4：3；应坚持每天运动，保证每天至少60分钟以有氧运动为主的中高强度身体活动。请根据下表回答以下问题： （1）初三男同学小明在一天之内完成了10分钟跳绳，30分钟跑步和20分钟游泳，请计算完成这些运动、共计消耗　 　kJ能量，这一天总共需要摄入　 　kJ能量才能满足小明身体的需要。 （2）小明晚上只吃了一个质量为80g的方便面作为晚餐，营养成分表如图所示，请估算，此晚餐能够提供　 　 kJ能量，　 　（选填“能”或“不能”）达到他这一天所需总能量30%，营养物质供能比例　 　（选填“合理”或“不合理”），　 　（选填某种营养物质）摄入过多了。 类别 基础代谢 Q/kJ 初三男生 6500 初三女生 6000 运动项目 时间 t/min 消耗能量Q/kJ 跳绳 10 600 跑步 10 500 游泳 10 250 营养物质 生理热值 kJ/g 碳水化合物 15 蛋白质 18 脂肪 38 注：a．基础代谢是指人体维持生命的所有器官所需要的最低能量； b．生理热值；该种食物在人体内被吸收时的热值； c．为方便计算，题中数据已做简化处理。 答案解析部分 1．【答案】A 2．【答案】D 【解析】【解答】A．利用酒精灯给水加热，水吸收热量，是通过热传递的方式增大了水的内能，A不符合题意； BCD．水沸腾后，水蒸气推动活塞，对活塞做功，水蒸气的内能转化为活塞的机械能，水蒸气的内能会减小，内燃机做功冲程也是将内能转化为机械能，BC不符合题意，D符合题意。 故答案为：D。 【分析】温度不同的物体间通过热传递改变内能；内能对外做功时，将内能转化为机械能。 3．【答案】C 4．【答案】C 5．【答案】B 【解析】【解答】解：A、排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；A不符合题意； B、两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，B符合题意； C、进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程；C不符合题意； D、两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，D不符合题意． 故答案为：B． 【分析】热机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，理解各个冲程的特点是解答本题的关键. 6．【答案】D 【解析】【解答】根据图片可知，甲中两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程； 乙中排开门打开，为排气冲程； 丙中火花塞点火，为做功冲程； 丁中进气门打开，为吸气冲程， A.甲为压缩冲程，将机械能转化为内能，利用做功的方式改变内能，故A错误； B.丙为做功冲程，将内能转化为机械能，故B错误； C．一个工作循环的正确顺序是吸气、压缩、做功和排气，即丁、甲、丙、乙，故C错误； D．若此汽油机的转速为1800r/min，即30r/s，则每秒内完成15个工作循环，对外做功15次，故D正确。 故选D。 【分析】ABC. 热机机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。压缩冲程中机械能转化为内能；做功冲程中内能转化为机械能； 在热机的四个冲程中，只有做功冲程做功，其他三个冲程是靠飞轮的惯性完成的。在四冲程内，D.汽油机曲轴转一圈，完成2个冲程，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次。 7．【答案】D 8．【答案】A,C 9．【答案】A,B,C 10．【答案】A,C 【解析】【解答】A：图甲中软木塞飞出时，试管内水蒸气对外做功，内能减少，A正确； B：图乙中两个压紧的铅块能吊起重物，主要是大气压的作用分子间有引力，B错误； C：图丙中活塞向上运动，两阀门关闭，此冲程是内燃机的压缩冲程，C正确； D：图丁中小朋友下滑时臀部感觉热，此过程中机械能转化为内能，D错误。 故选AC。 【分析】物体对外做功，内能减少；分子间的引力让铅块吸引在一起；压缩冲程中阀门关闭，气体内能增大；小朋友下滑时，机械能转化为内能。 11．【答案】B,C,D 【解析】【解答】A．汽油机的汽缸顶部安装的是 火花塞，用于点燃空气和汽油的混合气体。柴油机的汽缸顶部安装的是 喷油嘴，用于向汽缸内喷射雾状柴油。故 A 错误。 B．汽油机压缩冲程压缩的是 “空气和汽油的混合气体”，为避免压缩时提前点燃，压缩比（压缩前体积与压缩后体积的比值）较小。柴油机压缩冲程仅压缩 “空气”，压缩比更大。根据物理原理，压缩比越大，压缩冲程末燃气的温度和压强越高。因此，柴油机压缩冲程末的燃气温度和压强远高于汽油机，故 B 正确； C．在做功冲程，汽油机通过火花塞点火的方式点燃混合气体，属于点燃式，而柴油机通过压缩混合气体的方式压燃混合气体，这种点火方式叫压燃式，故C正确； D.汽油机的吸气冲程中，化油器（或喷油嘴）将汽油雾化后与空气混合，一同吸入汽缸，即吸入 “空气和汽油的混合气体”。 柴油机的吸气冲程中仅吸入纯净空气，柴油在压缩冲程末才通过喷油嘴喷入汽缸。两者吸气内容不同，故D正确； 故选BCD。 【分析】柴油机和汽油机的主要区别：汽缸顶部： （1）汽油机安装火花塞，用于产生电火花点燃混合气体。柴油机安装喷油嘴，用于向高温汽缸内喷射雾状柴油。 （2）汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合气体；柴油机在吸气冲程中吸入空气，喷油嘴同时喷入柴油； （3）点火方式不同：汽油机是点燃式；柴油机是压燃式； （4）效率不同，柴油机效率更高。 12．【答案】A,B 13．【答案】C,D 【解析】【解答】A、比热容表示物质的吸热能力，是物质本身的性质，与物质的温度无关。 50℃的水和100℃的水都是水，比热容相同，故A错误； B、 由质量相同的水和酒精升高相同的温度，知m水=m酒精，=，ρ水＞ρ酒精，根据比热容的变形式，可知＞，所以水吸收的热量比酒精吸收的热量多。由于原有热量的大小关系未知，所以最终含有的热量无法比较。故B错误； C、香气是由于相应分子在不停的做无规则运动而发生的扩散现象，故C正确； D、汽油机的做功冲程是气缸内气体推动活塞向下运动的过程，气体对外做功，气体的内能转化为汽油机的机械能，故D正确； 故答案为：CD。 【分析】比热容是物质本身的性质，与温度无关；两物体无论吸热多少，两物体的热量无法比较；花香是扩散现象；做功冲程是内能转化为机械能的过程。 14．【答案】A,C,D 15．【答案】A,B,C 16．【答案】热传递；高温物体传向低温物体；方向性；小 【解析】【解答】演出时，工匠师傅用木板将滚烫的铁水向空中泼洒，铁水的温度高，空气的温度低，二者接触时，通过热传递的方式改变铁水的内能；能量的转移是有方向性的，热量不能自发的从低温物体传到高温物体。由于铁的比热容较小，温度变化较大，落下的铁屑不会烫伤人。 【分析】改变物体内能的方式有做功和热传递，如钻木取火、搓手取暖属于做功改变物体内能，用酒精灯热水属于热传递改变物体内能； 能量守恒：能量在转化或者转移过程中，能量不会消失也不会凭空产生，即遵循能量守恒。 比热容的应用：比热容较小，吸收或者释放热量后，温度变化大。 17．【答案】压缩冲程；机械能；内能；15；不变 18．【答案】太阳；电 【解析】【解答】 太阳能电池板作用是将太阳能转化为电能。 故答案为：太阳；电. 【分析】判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，因为总是消耗的能量转化为得到的能量. 19．【答案】比热容；0.02 【解析】【解答】水的比热容大，利用水作为发动机的冷却剂，在质量相同的情况下，升高相同的温度，吸收的热量多，冷却效果好； 天然气需放出的热量：Q放=Q吸=c水m水△t=4.2×103J/（kg℃）×10kg×20℃=8.4×105J； 由Q放=Vq得，需要天然气的体积： 。 故答案为：比热容；0.02. 【分析】（1）质量相同的情况下，物质的比热容越大，升高相同温度，吸热的热量越多； （2）利用吸热公式计算出水吸收的热量，即天然气燃烧放出的热量，利用Q放=Vq计算天然气体积。 20．【答案】1.68×106；0.042 21．【答案】丁；乙；25% 22．【答案】热值；化学 【解析】【解答】 该火箭的芯二级以液氢为燃料，这主要是因为液氢的热值大，完全燃烧相同质量的液氢时，可以释放出更多的热量。它燃烧过程中将化学能转化为内能。 【分析】 液氢的热值大，完全燃烧相同质量的液氢时，可以释放出更多的热量。 燃料燃烧时的能量转化是化学能转化为内能。 23．【答案】质量；质量；B；煤油；小；A；B 24．【答案】质量；燃料燃尽时温度计上升的示数；b；偏小；燃料不一定完全燃烧，且放出的热量不可能全部被水吸收，有热量损失；5∶2 25．【答案】（1）；（2） 26．【答案】（1）解： 歼﹣20静止时，对水平地面的压力等于它的重力压＝G机＝m机g＝25×103kg×10N/kg＝2.5×105N， 战斗机与地面的接触面积即地面的受力面积为1m2，则战斗机对地面的压强为：； 答：歼﹣20对水平地面的压强p为2.5×105Pa； （2）解：航行30min，发动机做的功为：W＝Pt＝3.2×107W×30×60s＝5.76×1010J， 歼﹣20飞行的距离为：s＝vt＝720km/h×0.5h＝360km＝3.6×105m， 歼﹣20获得的水平推力为：； 答：歼﹣20在上述航行30min的过程中获得的水平推力F为1.6×105N； （3）解： 3t航空煤油完全燃烧放出的热量：Q放＝m油q油＝3×103kg×4×107J/kg＝1.2×1011J， 歼﹣20发动机的热机效率：。 答：歼﹣20发动机的热机效率η为48%。 【解析】【分析】（1）首先根据 F压＝G机＝m机g 计算歼-20对地面的压力，根据 计算战斗机对地面的压强。 （2）根据W=Pt计算发动机做的功，根据s=vt计算飞行的距离，最后根据 计算飞机获得的水平推力。 （3）根据 Q放＝m油q油 计算航空煤油放出的热量，再根据 计算发哦到南京的热效率。 27．【答案】 【解析】【解答】根据图像，甲中进气门打开，排气门关闭，是吸气冲程；下个是压缩冲程，两个气门都关闭，活塞向上运动，如图所示： 【分析】四冲程内燃机吸气、压缩、做功、排气四个冲程，根据气门状态，活塞方向，判断冲程。 28．【答案】解：如图所示： 【解析】【解答】(1)物体还受重力竖直向下，支持力垂直斜面向上，摩擦力沿斜面向下，如图所示： ； (2)根据能量守恒定律可知：FL＝Gh+fL ，即：F-f＝ >0 即F>f 【分析】（1）物体除受到拉力的作用外，还受到竖直向下的重力G、垂直于斜面向上的支持力F支，由于物体在拉力F的作用下沿粗糙的斜面向上运动，故物体还受到平行于斜面向下的摩擦力f； 这3个力的作用点都可以画在物体的重心上； （2）根据W总=W有用+W额外进行证明. 29．【答案】（1）2600；9100 （2）1690；不能；不合理；脂肪 学科网（北京）股份有限公司 $