第十四章 内能的利用 测试卷-2025-2026学年人教版九年级物理全一册

**基本信息** 第十四章内能的利用单元卷，聚焦热机、热值、能量转化核心知识，通过太阳能背包、混合动力汽车等真实情境，覆盖基础到综合应用，适配单元复习，培养能量观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10/30|热机种类、热值比较、能量转化（如第4题太阳能背包）|基础概念辨析，结合科技情境| |填空题|7/16|热值计算、内燃机冲程、永动机原理（如第12题永动机）|概念应用与简单推理| |实验探究题|2/18|热值探究（第18题）、效率比较（第19题）|科学探究与数据处理| |综合题|2/36|卡式炉效率（第20题）、混合动力汽车能量计算（第21题）|真实问题解决，综合能量观念|

第十四章内能的利用测试卷 （时间：60分钟　分值：100分） 一、选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分。每小题的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多个选项符合题目要求。全部选对得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分） 1．热机的出现改变了世界，最早的热机是（　　） A．汽油机 B．蒸汽机 C．火箭发动机 D．喷气发动机 2．完全燃烧1 g液态氢能释放出1.4×105 J的热量，约是完全燃烧1 g汽油释放热量的3倍，由此可知液态氢比汽油（　　） A．内能大 B．温度高 C．热值大 D．密度大 3．古代的人们曾发明一种活塞式点火器，如图所示。以牛角作为套筒，木质推杆前端粘附艾绒。取火时，一手握住套筒，另一手猛推推杆，艾绒即燃。下列事例与猛推推杆入筒的过程中，能量转化情况不同的是（　　） A．内燃机的做功冲程 B．内燃机的压缩冲程 C．钻木取火 D．流星雨的形成 4．如图是一种太阳能背包，它的前面有一个太阳能电池板，里面还有一个蓄电池，可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列与之相关能量转化的说法正确的是（　　） A．太阳能电池板工作时将太阳能转化为电能 B．给蓄电池充电时将化学能转化为电能 C．蓄电池放电时将电能转化为化学能 D．小风扇工作时将化学能转化为内能 5．喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶进行了如下探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图甲）；扭转瓶子（如图乙）；轻轻转动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾（如图丙）。图乙和图丙所示的过程，分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似，这两个冲程是（　　） A．吸气冲程和压缩冲程 B．压缩冲程和做功冲程 C．做功冲程和排气冲程 D．压缩冲程和排气冲程 6．弹性小球在地面弹跳的频闪照片如图所示，下列关于该物理情景的有关物理知识说法正确的是（　　） A．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的 B．小球弹起的高度越来越小，在此过程中能量守恒 C．在小球的运动过程中通过热传递的方式使其内能增加 D．小球和地面之间发生撞击，内能转化为机械能 7．某内燃机的能量流向图如图所示。内燃机的效率为（　　） A．7％ B．28％ C．31％ D．34％ 8．下列关于能量及其转化的说法正确的是（　　） A．物体匀速上升的过程中其机械能变大 B．热机的四个冲程中，做功冲程将机械能转化为内能 C．给蓄电池充电时，化学能转化为电能 D．风力发电将风的动能转化为电能 9．一辆越野车以某一速度在平直路面上匀速行驶200 km，消耗柴油20 L。假设这些柴油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动越野车做有用功，所用柴油的热值为4.3×107 J/kg，密度为0.8×103 kg/m3，下列说法正确的是（　　） A．越野车行驶时将机械能转化为内能 B．这些柴油完全燃烧放出的热量为6.88×108 J C．越野车转化的有用功为2.29×108 J D．这辆越野车以该速度匀速行驶时受到的阻力为1 032 N 10．如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，两图装置均相同。燃料的质量用m表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用Δt表示（水未沸腾，假设没有热量损失），下列说法正确的是（　　） A．若m相同，Δt越小，燃料的热值越小 B．若Δt相同，m越大，燃料的热值越大 C．若的值越大，燃料的热值越大 D．若的值越大，燃料的热值越大 二、填空题（本大题共7个小题，每空1分，共16分） 11．一个中学生参加一次长跑，身体消耗的能量约为6.0×106 J，这些能量相当于完全燃烧0.2 kg的酒精释放的能量。则酒精的热值约为_________J/kg，如果酒精燃烧一半，剩余酒精的热值将_________（选填“变小”“不变”或“变大”）。 12．如图所示是一种设想中的永动机，这种机械是不可能被制造出来的，这是因为其违背了__________________；运动的转轮最终会停下来，是因为机械能转化成_______能。 13．内燃机的一个工作循环由四个冲程组成，如图所示是内燃机的________冲程。一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1 200 r/min，一次做功250 J，在1 s内对外做功________J。 14．小明家天然气热水器的热效率是84％，他某次洗澡耗水40 kg，进入热水器的自来水温度是24 ℃，流出热水器的水的温度是40 ℃。水的内能是通过________（选填“做功”或“热传递”）的方式增大的，这些水吸收的热量是_________J。已知水的比热容是4.2×103 J/（kg·℃）。 15．小海利用所学知识自制了一个“纸杯发射器”，如图所示。在空易拉罐底部中央开一个小孔，用酒精喷壶向易拉罐上端拉环开口内喷几下酒精，把纸杯紧套在易拉罐上端后，将点燃的火柴靠近易拉罐底部的小孔，纸杯将被快速向前发射。纸杯被“发射”过程的能量转化情况是_____________________，此过程与汽油机的_________冲程相同。 16．热机是通过燃料燃烧获得内能并将其转化为机械能的装置。如图所示，在桌面上点燃酒精灯，然后加热一支悬挂着的装着水的试管，在试管口放一个纸做的风车，直到将水加热至沸腾。 （1）你将观察到_________________________________________________。 （2）在这个实验中，酒精燃烧将_________能转化为内能，水蒸气将内能转化为_________能，使风车转动起来。 17．科学家在四冲程汽油机的基础上发明了“六冲程引擎”汽油机，这种引擎在完成吸气、压缩、做功和排气四冲程工作后，会把水注入气缸，使水瞬间变成水蒸气，从而推动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入气缸的水。六冲程汽油机的部分技术规格如表所示， 单缸排量V 功率 转速 燃气气压 0.5×10-3 m3 3 600 r/min 5×106 Pa （1）“六冲程引擎”汽油机中第五冲程相当于四冲程汽油机的________（选填“吸气”“压缩”“做功”或“排气”）冲程。 （2）加入五、六两冲程后，六冲程汽油机每秒有_________次做功冲程。 （3）在做功冲程里，燃气对活塞每次所做的功W＝pV，它每次做功的功率是_______W。 三、实验探究题（本大题共2小题，每空2分，共18分） 18．小强同学利用如图所示的装置来探究煤油和菜籽油的热值大小关系，实验数据填入下表。 燃料 燃料未燃烧时的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃ 煤油 25 44 菜籽油 25 34 （1）煤油和菜籽油完全燃烧放出热量的多少是通过________________（选填“温度计升高的温度”或“加热时间”）来反映的。 （2）为了保证实验结论的可靠性，小强同学选择了两套相同装置，他还应控制的物理量有：煤油和菜籽油的_____________相同以及水的质量相同。 （3）除图中所示的实验器材外，本实验还需要的测量工具有_________。根据表格中的数据，你认为热值较大的燃料是_________（选填“煤油”和“菜籽油”）。 （4）利用此实验方法测出的燃料热值将比真实值________（选填“偏大”或“偏小”）。 19．小海想比较家里的酒精灯炉（图甲）与实验室某加热装置（图乙）在给水加热的过程中，哪个装置的效率更高。 （1）已知这两套装置的工作过程一样，如下图所示，其效率可以表示为η＝＝__________（用图中的字母表示）。 （2）现两套装置装有初温、质量相等的水，请你帮小海设计实验，并写出判断哪个装置的效率更高的方法。 ①已有的测量工具：电子天平（电子天平可以直接测量甲装置中酒精灯炉和乙装置中酒精灯的质量），需要增加的测量工具：____________。 ②实验步骤：_________________________________________________________________。 ③判断哪个装置的效率更高的方法：______________________________________________。 四、综合题（本大题共2小题，每小题18分，共36分） 要求：（1）语言表述简练、准确；（2）写出必要的运算和推理过程；（3）带单位计算。 20．如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2 L初温为25 ℃的水，用卡式炉加热至100 ℃，消耗了25 g丁烷气体，水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃），丁烷的热值为4.8×107 J/kg。 （1）丁烷气体在燃烧时_________（选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 （2）求水吸收的热量。 （3）求卡式炉的加热效率。 21．新型混合动力汽车具有节能、低排放等优点。当混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池电量过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电。在某次测试中，汽车受到的阻力为4 000 N，汽车以60 km/h的速度匀速行驶了0.5 h，消耗汽油10 kg，汽油热值为4.5×107 J/kg。 （1）测试中汽车行驶________m的路程，牵引力做功________J。 （2）求测试中消耗的汽油完全燃烧放出的热量。 （3）若该次测试中蓄电池增加的电能为6×107 J，则此过程中内燃机的效率为多少？ 参考答案 1．【答案】B 【解析】热机是指各种利用内能做功的机械，17世纪人类发明了热机，最早的热机是蒸汽机，故B符合题意。 2．【答案】C 【解析】相同质量的液态氢和汽油完全燃烧，液态氢能放出更多的热量，液态氢比汽油的热值大，故C符合题意，A、B、D不符合题意。 3．【答案】A 【解析】在猛推推杆入筒的过程中，推杆对筒内气体做了功，使得气体的内能增加，温度升高，从而达到艾绒的燃点并使艾绒燃烧，这个过程是将机械能转化为内能。内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能，故A符合题意；内燃机的压缩冲程是将机械能转化为内能，故B不符合题意；钻木取火是将机械能转化为内能，故C不符合题意；流星雨的形成是将机械能转化为内能，故D不符合题意。 4．【答案】A 【解析】太阳能电池板工作时，消耗太阳能，获得电能，将太阳能转化为电能，故A正确；给蓄电池充电时，将电能转化为化学能，故B错误；蓄电池放电时，将化学能转化为电能，故C错误；小风扇工作时将电能转化为机械能，故D错误。 5．【答案】B 【解析】扭转瓶子（如图乙），对气体做功，机械能转化为内能，相当于压缩冲程；如图丙，气体对外做功，内能转化为机械能，相当于热机的做功冲程，故B符合题意。 6．【答案】B 【解析】在小球的运动过程中，小球与空气摩擦做功或与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，所以小球的机械能总量会减少，故A错误；小球运动过程中，与空气摩擦做功或与地面撞击做功，部分机械能转化成内能，但能量的总量是守恒的，故B正确，D错误；在小球的运动过程中，与空气摩擦做功或与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，是通过做功的方式使其内能增加的，故C错误。 7．【答案】D 【解析】内燃机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，结合能量流向图可知，该内燃机的效率为34％，故选D。 8．【解析】AD 【解析】物体在匀速上升的过程中，质量不变，速度不变，动能不变。质量不变，高度增大，重力势能增大，机械能增大，故A正确。做功冲程是对外做功的过程，内能转化为机械能，故B错误。给蓄电池充电的过程中将电能转化为化学能，故C错误。风力发电是将风的机械能（风能）转化为电能，故D正确。 9．【答案】BD 【解析】越野车行驶时将燃料燃烧产生的内能转化为机械能，故A错误。由可知，柴油的质量m柴油=ρ柴油V柴油=0.8×103 kg/m3×20×10-3 m3=16 kg，柴油完全燃烧放出的热量Q放=m柴油q=16 kg×4.3×107 J/kg=6.88×108 J，故B正确。由可知，越野车转化的有用功W=ηQ放=30%×6.88×108 J=2.064×108 J，故C错误。由W=Fs可知，越野车的牵引力F牵==1 032 N，因为越野车匀速行驶，所以车受到的阻力Ff=F牵=1 032 N，故D正确。 10．【答案】AD 【解析】燃料的热值大小不能直接测量，需要通过水吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而水吸收热量的多少与水的质量和升高的温度有关，因此为了比较热值的大小可以利用Q吸=Q放，而Q吸=c水m水Δt，Q放=mq，即c水m水Δt=mq，解得q=。可知，若m相同，Δt越小，燃料的热值越小，故A正确。若Δt相同，m越大，燃料的热值越小，故B错误。若的值越大，燃料的热值越小，故C错误。若的值越大，燃料的热值越大，故D正确。 11．【答案】3×107　　不变 【解析】酒精的热值q＝＝3×107 J/kg；热值是燃料的特性，其大小与燃料的质量、体积无关，用掉一半后，剩余酒精的热值不变。 12．【答案】能量守恒定律　　内 【解析】永动机违背了能量守恒定律，所以不可能被制造出来；运动的转轮需要克服机械摩擦做功，将机械能转化成内能。 13．【答案】排气　　2 500 【解析】由图可知排气门打开，所以该冲程为排气冲程；汽油机的飞轮转速是20 r/s，飞轮转两圈对外做功一次，则汽油机每秒对外做功10次，所以在1 s内对外做功W＝250 J×10＝2 500 J。 14．【答案】热传递　　2.688×106 【解析】热水器加热水的过程中，是通过热传递的方式改变水的内能的；水吸收的热量Q吸＝cm（t－t0）＝4.2×103 J/（kg·℃）×40 kg×（40 ℃－24 ℃）＝2.688×106 J。 15．【答案】内能转化为机械能　　做功 【解析】从能量转化的角度分析，此过程内能转化为机械能，与汽油机的做功冲程的能量转化情况相同。 16．【答案】（1）试管口出现“白气”，风车转动 （2）化学　　机械 【解析】（1）随着水温升高，试管口的水蒸气在遇冷后会液化成小水珠，有大量的“白气”产生。同时，由于水蒸气的膨胀和推动，纸做的风车也会开始转动。（2）在这个实验中，酒精燃烧首先将化学能转化为内能，使得试管中的水被加热并产生水蒸气。然后，水蒸气的内能又转化为机械能，推动风车转动起来。 17．【答案】（1）做功　　（2）40　　（3）2 500　　1×105 【解析】（1）在完成四冲程工作后，会把水注入气缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力，即第五冲程提供动力，相当于四冲程汽油机的做功冲程。 （2）这种单缸六冲程汽油机飞轮转速是60 r/s，该发动机一个工作循环，飞轮转3圈，对外做功2次，则该六冲程汽油机每秒有40次做功冲程。 （3）在做功冲程里，燃气对活塞每次所做的功W＝pV，则每次做的功W＝pV＝5×106 Pa×0.5×10-3 m3＝2 500 J；由（2）可知，“六冲程引擎”汽油机每秒做功40次，则功率P＝＝1×105 W。 18．【答案】（1）温度计升高的温度　　（2）质量 （3）天平　　煤油　　（4）偏小 【解析】（1）实验中运用转换法，通过观察温度计升高的温度来表示燃料燃烧放出热量的多少。 （2）探究不同燃料的热值，根据控制变量法，需要控制煤油和菜籽油的质量相同。 （3）需要控制燃料、水的质量相同，因此需要天平测量质量；由表中数据可知，煤油使水升高的温度多，因此煤油放出的热量多，热值大。 （4）由于燃料燃烧放出的热量不能完全被水吸收，因此测量出的热值比真实值偏小。 19．【答案】（1）　　（2）①温度计 ②a．用电子天平分别称量出甲装置中酒精灯炉和乙装置中酒精灯燃烧前的总质量m1和m2。 b．点燃酒精灯炉和酒精灯分别进行加热，用温度计测出甲、乙装置中的水升高相同温度时，熄灭酒精灯炉及酒精灯。 c．用电子天平测出酒精灯炉和酒精灯燃烧后的总质量m1′和m2′。 ③若m1－m1′＜m2－m2′，则甲装置的效率高；若m1－m1′＞m2－m2′，则乙装置的效率高；若m1－m1′＝m2－m2′，则两装置效率一样高。 【解析】（1）由工作过程图示可知η＝。 （2）要设计实验判断哪个装置效率更高，根据η＝，只需使用两个装置加热初温、质量相等的水，让它们升高相同温度，然后称量出消耗的酒精质量，即可进行效率大小的比较。需要使用的测量器材是电子天平和温度计。 20．【答案】（1）遵循　　（2）6.3×105 J　　（3）52.5％ 【解析】（2）壶中水的质量m水＝ρ水V水＝1.0×103 kg/m3×2×10-3 m3＝2 kg，水吸收的热量Q吸＝c水m水Δt水＝4.2×103 J/（kg·℃）×2 kg×（100 ℃－25 ℃）＝6.3×105 J。 （3）丁烷放出的热量Q放＝m丁烷q丁烷＝25×10-3 kg×4.8×107 J/kg＝1.2×106 J， 卡式炉的加热效率η＝＝52.5％。 21．【答案】（1）3.0×104　　1.2×108　　（2）4.5×108 J　　（3）40％ 【解析】（1）汽车行驶的路程为s＝vt＝60 km/h×0.5 h＝30 km＝3.0×104 m； 汽车受到的阻力为4 000 N，由于汽车匀速行驶，汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，牵引力F＝Ff＝4 000 N，牵引力做功W＝Fs＝4 000 N×3.0×104 m＝1.2×108 J。 （2）汽油完全燃烧放出的热量Q放＝mq＝10 kg×4.5×107 J/kg＝4.5×108 J。 （3）汽油燃烧转换的有用功W有＝W＋W电＝1.2×108 J＋6×107 J＝1.8×108 J， 内燃机的效率η＝＝40％。 学科网（北京）股份有限公司 $