第14章 内能的利用（暑假单元自测）新九年级物理新教材人教版

**基本信息** 人教版初中物理第14章“内能的利用”单元卷，90分钟100分，涵盖单选、填空、实验、计算、综合题型，聚焦能量观念、科学思维与探究，适配暑假复习巩固。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选|16/32|热机分类（1）、效率影响因素（2）、能量转化（3）|结合电动自行车、歼-20战机等真实情境| |填空|6/12|光电池能量转化（17）、内燃机冲程（18）|联系科技馆展品、家用轿车等生活场景| |实验|3/20|不同物质吸热能力（23）、燃料热值比较（24）|通过温度-时间图像考查转换法与控制变量法| |计算|3/30|汽车效率（26）、氢能汽车牵引力（27）|结合自驾旅行、新能源汽车等实际问题| |综合|1/6|火箭燃料特性（29）|以天宫二号发射为载体，融合热值、机械能知识|

第14章 内能的利用 【新教材，人教版】 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 考前须知： 1．本卷试题共29题，单选16题，填空6题，实验3题，计算3题，综合1题满分100分，限时90分钟。 2．本卷选题均为重难点题型，考点全覆盖，旨在检测学习成果。 第Ⅰ卷 一、单项选择题（本题共16小题，每小题2分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。） 1．下列动力机械不属于热机的是（   ） A．文老师骑的雅迪电动自行车里的电动机 B．四火老师骑的雅马哈摩托车里的汽油发动机 C．歼-20战机里的涡扇15煤油发动机 D．长征五号火箭里的液氢液氧发动机 【答案】A 【详解】汽油发动机、煤油发动机和火箭都是热机，工作时把内能转化为机械能，而电动机是把电能转化为机械能，不符合热机的特点，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．为减少能源消耗，保护环境，须合理利用能源，下列方法中对提升热机效率有用的是（   ） A．尽量增加废气带走的热量 B．使用热值更大的燃料 C．尽量减少热机部件的摩擦 D．尽量延长热机工作时间 【答案】C 【详解】A．尽量增加废气带走的热量，会让更多的能量被浪费，降低热机效率，故A不符合题意； B．使用热值大的燃料，只能在燃料质量相同时放出的热量更多，但不会改变有用功和总功的比值，故B不符合题意； C．尽量减少热机部件的摩擦，可以减少额外功，提高有用能量占总能量的比例，可以提高热机效率，故C符合题意； D．尽量延长热机工作时间，做的有用功增多，总功也增多，但有用功与总功的比值不变，不能提高热机效率，故D不符合题意。 故选C。 3．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（　　） A．小球运动到相同的高度，具有相同的动能 B．在此过程中，小球的机械能总量是保持不变的 C．小球弹起的高度越来越小，说明在此过程中能量不守恒 D．在小球的运动过程中，有一部分机械能转化成了内能 【答案】D 【详解】AB．由频闪照片可见弹跳高度递减，说明总机械能逐渐衰减；相同高度，重力势能相同，但因总机械能逐次衰减，故动能必然逐次减小，故AB错误； CD．小球在弹跳过程中需要克服空气阻力做功，部分机械能转化为内能，同时与地面碰撞时也会有部分机械能转化为内能。这些因素导致小球的机械能逐渐减少，但总能量仍然是守恒的，故C错误，D正确。 故选D。 4．关于燃料的热值，以下说法中正确的是（     ） A．燃料燃烧时，质量越大，热值越大 B．某种燃料在燃烧时放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的热值 C．燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关 D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小 【答案】C 【详解】热值是燃料本身的固有特性，是单位质量的燃料完全燃烧时放出的热量。热值的大小只与燃料的种类有关，和燃料的质量、燃烧是否充分等燃烧状况都无关。故C正确，ABD错误。 故选C。 5．夏季高温炎热，森林露营后应及时清理垃圾，以免造成环境污染及引发森林火灾，下列被遗落的容易引发森林火灾的是（　　） ①空易拉罐  ②没用完的便携式燃气罐  ③没喝完的矿泉水瓶  ④遗落的打火机  ⑤用水浸湿的烟灰 A．①② B．②③⑤ C．①③⑤ D．②③④ 【答案】D 【详解】① 空易拉罐是金属制品，本身不会燃烧，也不具备引燃能力。虽然可能反射阳光，但一般不会引发火灾。 ②没用完的便携式燃气罐，内部残留可燃气体（如丁烷），若遇明火、高温或碰撞，可能发生泄漏甚至爆炸。在高温环境下极易引发火灾或爆炸。 ③没喝完的矿泉水瓶，透明塑料瓶在阳光照射下，可能像凸透镜一样聚焦阳光，产生高温点，点燃枯草、树叶等可燃物。尤其在晴朗、干燥的夏季，这种“凸透镜效应”是真实存在的火灾隐患。 ④遗落的打火机，打火机内有燃料，若受到高温、挤压或碰撞，可能自燃或爆炸。露天高温下，打火机容易因内部压力升高而破裂起火。 ⑤用水浸湿的烟灰，已经用水浸湿，说明燃烧已被扑灭，且水分能有效防止复燃。只要不是完全干燥，基本没有火灾风险。 综上容易引发森林火灾的是②③④，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 6．如图是某内燃机的能量流向图，则该内燃机的效率为（　　） A．7% B．28% C．34% D．31% 【答案】C 【详解】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，所以，结合能量流向图可知，该内燃机的效率为34%。 故选C。 7．关于热机，下列说法正确的是（　　） A．汽油机汽缸顶部有喷油嘴 B．吸气冲程中，柴油机吸入汽缸内的只有空气 C．热机的效率可以达到100% D．燃料燃烧是否充分，不影响热机的效率 【答案】B 【详解】A．汽油机汽缸顶部有火花塞、柴油机汽缸顶部有喷油嘴，故A错误； B．吸气冲程中，柴油机吸入汽缸内的只有空气、汽油机吸入汽缸内的是空气和汽油的混合物，故B正确； C．热机在工作时不可避免地会产生能量的损耗与散失，所以无论如何改进技术，热机的效率不可以达到100%，故C错误； D．根据可知，燃料燃烧是否充分，影响热机的效率，故D错误。 故选B。 8．下图为汽油机工作时的四个冲程，能使汽车获得动力的冲程是（   ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】汽油机的四个冲程中，只有做功冲程可以将燃料燃烧的内能转化为机械能，为汽车提供动力。 做功冲程的判断特征是：两个气门都关闭，活塞向下运动，火花塞点火。 A．进气门关闭、排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，无能量转换，不提供动力，故A不符合题意； B．进气门打开、排气门关闭，活塞向下，是吸气冲程，不提供动力，故B不符合题意； C．两气门均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，不提供动力，故C不符合题意； D．两气门均关闭，活塞向下运动，符合做功冲程特征，故D符合题意。 故选D 。 9．冬季集中供暖是北方重要的民生保障。热电厂将热水通过管道输送到千家万户，温暖了整个寒冬。下列关于供暖过程中的说法正确的是（　　） A．燃料燃烧供暖时，内能转化为化学能 B．暖气片温度越高，所含热量越多 C．热水流经暖气片时，通过热传递的方式使室内空气内能增加 D．暖气片安装在房间低处，主要利用热辐射实现室内均匀取暖 【答案】C 【详解】A．燃料燃烧时，是化学能转化为内能，故A错误； B．热量是过程量，只能说“吸收或放出热量”，不能说“含有或具有热量”，故B错误； C．热水流经暖气片时，热水通过热传递使暖气片内能增加，暖气片再通过热传递使室内空气内能增加，故C正确； D．热传递的三种基本方式是：热传导、热对流、热辐射。暖气片安装在低处，主要是通过热对流的方式实现室内均匀取暖，故D错误。 故选C。 10．关于汽油机和柴油机的下列说法不正确的是（　　） A．汽油机吸入气缸里的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入气缸里的是空气 B．汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式 C．汽油机的做功冲程使汽车获得动力，其他三个冲程靠惯性完成 D．汽油机转速为3600r/min表示汽油机每秒对外做功15次 【答案】D 【详解】A．汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物，柴油机在吸气冲程中吸入气缸的只有空气，故A正确，不符合题意； B．汽油机通过火花塞点燃混合气体，点火方式是点燃式，柴油机通过压缩空气高温引燃柴油，点火方式是压燃式，故B正确，不符合题意； C．汽油机的做功冲程是内能转化为机械能，使汽车获得动力；吸气、压缩、排气冲程都是靠飞轮的惯性完成的，故C正确，不符合题意； D．汽油机转速，四冲程汽油机飞轮每转2圈完成１个工作循环，对外做功1次，所以每秒对外做功30次，故D错误，符合题意。 故选D。 11．下列关于燃料的热值和热机效率的说法正确的是（　　） A．把煤磨成煤粉燃烧可以提高煤的热值 B．1kg某种燃料燃烧放出的热量越少，其热值一定越小 C．做相同的有用功，效率高的热机损失的能量少 D．新能源汽车实现了“零排放”，其效率达到了100% 【答案】C 【详解】A．热值是燃料的一种特性，和燃料是块状或者粉末状无关，把煤磨成煤粉，只能使燃烧得更充分，提高燃料的利用率，热值不变，故A错误； B．1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料得热值，没有完全燃烧，放出得热量会偏小，但是热值不变，故B错误； C．热机的效率，而，做相同的有用功，效率高的热机总功少，即损失的能量少，故C正确； D．任何热机在工作过程中，不可避免的会有能量损失，效率不可能达到了100%。新能源汽车实现了“零排放”，其效率也到不了100%，故D错误。 故选C。 12．探究某物质熔化和沸腾的实验如图甲所示，把100g某种固体碾碎放入试管中，插入温度计，再将试管放在装有水的烧杯中加热（物质在相同时间内吸收的热量相等）。根据实验数据画出的图像如图乙所示，从开始加热到实验结束的10min内消耗4g酒精，酒精的热值，这种物质的液态比热容，下列选项错误的（    ） A．该物质在第5min末的内能大于第4min末的内能 B．在AB段和BC段，该物质吸收的热量相同 C．该物质固态时的比热容为 D．该装置能量的转化效率为30% 【答案】D 【详解】A．由图可知，3至6min，物质吸热但温度保持50℃不变，故该物质是晶体，在熔化的过程中，吸收热量，但温度不变，内能变大，即该物质在第5min末的内能大于第4min末的内能，故A正确，不符合题意； B．由于用同一个热源加热，在相同时间内，物质吸收的热量是相同的，AB段用时3分钟，BC段用时也是3 min，所以在AB段和BC段该物质吸收的热量相同，故B正确，不符合题意； C．AB段为固态，CD段为液态，固态加热的时间为3min，液态加热的时间2min。用相同的热源加热，在相同的时间内吸收的热量是相同的，即AB段为吸热是CD段的1.5倍，即，根据，物质在CD段吸收热量为 该物质固态时的比热容为，故C正确，不符合题意； D．CD段（加热2 min）吸收的热量为，由图可知从开始加热到实验结束共用10min，故从开始加热到实验结束该物质吸收的热量 4g酒精完全燃烧放出的热量 该装置能量的转化效率为，故D错误，符合题意。 故选D。 13．如图所示为便携卡式炉，它采用丁烷作为燃料。若在水壶中装入2kg初温为25℃的水，用卡式炉加热至100℃，消耗丁烷25g。已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），q丁烷＝4.8×107J/kg，下列说法正确的是（　　） A．加热过程中，水的温度升高，内能不变 B．水吸收的热量为8.4×105J C．25g丁烷完全燃烧放出的热量为1.2×109J D．该卡式炉的加热效率为52.5% 【答案】D 【详解】A．加热过程中，水的温度升高，内能增大，故A错误； B．水吸收的热量为 故B错误； C．丁烷完全燃烧放出的热量为 故C错误； D．该卡式炉的加热效率为 故D正确。 故选D。 14．2025年11月3日11时47分，我国在文昌航天发射场使用长征七号改运载火箭，成功将遥感四十六号卫星发射升空，发射任务获得圆满成功。如图所示是卫星随火箭加速上升与沿椭圆轨道绕地球运行时的情景，下列说法中正确的是（　　） A．火箭应选用热值小的燃料 B．燃气做功使火箭上升，燃气的内能增大 C．火箭加速上升过程中，动能转化为重力势能 D．卫星绕轨道从近地点向远地点运动时，动能变小，机械能不变 【答案】D 【详解】A．火箭发射需要相同质量的燃料燃烧释放更多热量，因此应选用热值大的燃料，故A错误； B．燃气对火箭做功，内能转化为火箭的机械能，燃气自身的内能减小，故B错误； C．火箭加速上升过程中，速度增大、动能增大，高度增大、重力势能也增大，动能并没有转化为重力势能，故C错误； D．卫星沿椭圆轨道运行时不受空气阻力，机械能守恒。从近地点向远地点运动时，高度增加，重力势能变大，动能转化为重力势能，因此动能变小，机械能不变，故D正确。 故选 D。 15．甲、乙、丙三部汽油机使用完全相同的燃料进行工作。如图所示依次为三部汽油机燃料完全燃烧释放的内能和汽油机输出机械能的二维柱状图。根据图中的信息，下列选项正确的是（　　） A．丙输出的机械能比甲少，所以丙的效率比甲低 B．三部汽油机中，乙的效率最高 C．在消耗燃料质量相同时，乙输出机械能比甲少 D．在输出的机械能相同时，乙比丙消耗更多燃料 【答案】B 【详解】AB．如图所示，假设纵坐标轴的单位长度为1，由公式可得，甲的效率 乙的效率 丙的效率 可见，三部汽油机中，乙的效率最高，甲、丙的效率相同，故A错误，B正确； C．由于乙的效率最高，所以在消耗燃料质量相同时，乙输出机械能比甲多，故C错误； D．由于乙的效率比丙的效率高，所以在输出的机械能相同时，乙消耗的燃料比丙消耗的燃料少，故D错误。 故选B。 16．用同一个实验装置分别加热200g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所示。其中乙从 20℃加热至沸腾刚好消耗了 8g 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．乙液体是水 B．8g 酒精完全燃烧放出的热量为 C．该酒精灯的加热效率为 35% D．0-4min内甲吸收的热量为 【答案】C 【详解】A．由图可知，质量相同的甲和乙升高相同的温度，甲的加热时间是乙的加热时间的2倍，则甲吸收的热量是乙吸收热量的2倍，则甲的吸热能力大于乙的吸热能力，因水的比热容较大，吸热能力强，所以甲液体为水，故A错误； B．8g酒精完全燃烧放出的热量为 故B错误； CD．用相同的酒精灯加热，在相同的时间内，甲（水）吸收的热量等于乙吸收的热量，则0～8min乙吸收的热量 0～4min甲吸收的热量 乙从20℃加热至沸腾（0-10min）吸收的热量 酒精灯的加热效率为 故C正确，D错误。 故选C。 二、填空题（本题共6小题，每小题2分，共12分） 17．如图所示，科技馆展出的小型低碳化汽车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电池。光电池把光能转换成___________能，能量转化过程中，能的总量___________（选填“增加”“减少”或“保持不变”）。 【答案】 电 保持不变 【详解】[1]高效光电池的作用是将光能转化为电能，供汽车工作。 [2]根据能量守恒定律，能量在转化和转移的过程中，既不会凭空产生，也不会凭空消失，能的总量保持不变。 18．家用轿车的发动机是四冲程内燃机。图示是四冲程内燃机的______冲程。为了不使内燃机在工作时温度升得太高，在设计制造时，让汽缸被水包围着，这是通过______的方式减少汽缸的内能。 【答案】 压缩 热传递 【详解】[1]由图可知，内燃机的两个气门都关闭，活塞向上运动，因此该冲程是压缩冲程。 [2]改变物体内能的方式分为做功和热传递，水吸收汽缸的热量，使汽缸温度降低，是能量的转移过程，因此是通过热传递的方式减少汽缸内能。 19．如图所示，小明在科技节中展示了自己的作品。塑料瓶内装入少量的液态乙醚，待乙醚充满整个塑料瓶后，启动电子打火器，活塞瞬间向前飞出一段距离。活塞飞出的过程相当于热机的________冲程，该过程中乙醚燃烧产生的内能转化为活塞的________能。 【答案】 做功 机械 【详解】[1]塑料瓶内的乙醚燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞瞬间向前飞出一段距离，这与热机的做功冲程中燃气推动活塞做功的过程是相似的，所以活塞飞出的过程相当于热机的做功冲程。 [2]在活塞飞出的过程中，乙醚燃烧释放出内能，高温高压的燃气推动活塞运动，使活塞获得了动能，也就是将乙醚燃烧产生的内能转化为了活塞的机械能。 20．厨房用的蒸蛋器，在使用的过程中蒸蛋器会通过上方的小孔喷出蒸汽，小华将自制的风车放在蒸蛋器上方成功地让风车转了起来。水蒸气推动风车的能量转化与汽油机某个冲程的能量转化相同，在此冲程完成过程中燃气的内能______选填“增加”、“减小”或“不变”。某单缸四冲程汽油机在内完成了15个循环，则该汽油机工作时飞轮的转速为_____。 【答案】 减小 1800 【详解】[1] 水蒸气推动风车转动时的能量转化为内能转化为机械能，与汽油机的做功冲程能量转化相同。在做功冲程中，燃气对外做功，内能转化为机械能，所以内能减少。 [2] 单缸四冲程汽油机工作时，一个工作循环飞轮转两周，故内15个工作循环，飞轮转30周，所以内飞轮转动 所以飞轮的转速为。 21．有一款新型智能家用燃气热水器，正常工作1min，可使6kg的水温度升高25℃，消耗燃气0.02m3。该过程中，水吸收的热量为____________ J，该燃气热水器的加热效率为________ 。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），燃气的热值为：3.5×107J/m3] 【答案】 【详解】水吸收的热量为 燃气完全燃烧时放出的热量为 所以，该燃气热水器的加热效率为 22．某家庭太阳能热水器阳光照射时，可以使质量为50kg的水温度升高60℃，水吸收的热量是________J，若这些水吸收的热量由天然气来提供，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需要________m3的天然气。已知水的比热容，天然气的热值。 【答案】 0.36 【详解】[1]水吸收的热量为 [2]由题意知，天然气完全燃烧放出的热量 由可知，需要天然气的体积为 三、实验题（本题共3小题，每空1分，共20分） 23．如下图所示，甲、乙图中燃料的质量都是10g，液体初温也相同。 (1)利用甲图进行实验，可以研究不同物质的吸热能力，试管中的液体a和液体b___________相等（选填“质量”、“体积”）；不同物质吸热能力是通过___________来反映的（填“温度计升高的示数”或“加热时间”），原因是液体a吸收的热量___________液体b吸收的热量（选填“大于”、“等于”或“小于”）； (2)在乙实验中，先用燃料1给液体a加热，再用同质量的燃料2加热（两种燃料完全燃尽），绘制的温度--时间图像如丙图。该实验可以研究不同燃料完全燃烧的放热多少是通过___________来反映的（填“液体升高的温度”或“燃料燃烧的时间”），分析图像可知___________的热值大，实验所测的热值与实际燃料的热值相比___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）； (3)实验中主要用到的科学探究方法有___________法和转换法。 【答案】(1) 质量 温度计升高的示数 等于 (2) 液体升高的温度 燃料1 偏小 (3)控制变量 【详解】（1）[1]探究不同物质的吸热能力时，需控制变量，保证两种液体的质量、初温相同，用相同的热源加热，因此应选质量相等的液体a和b。 [2]相同热源加热相同时间，两种液体吸收的热量相等，此时通过温度计升高的示数来反映吸热能力：升温越慢，吸热能力越强。 [3]甲图中用同一盏酒精灯同时加热，相同时间内液体a和液体b吸收的热量相等。 （2）[1]比较不同燃料的热值时，需用质量相同的不同燃料完全燃烧，加热质量、初温相同的同种液体，通过液体升高的温度反映燃料放热多少：升温越高，燃料放热越多，热值越大。 [2]由丙图可知，加热相同质量的液体a，燃料1使液体在6min内升温40℃，燃料2使液体在后4min内升温20℃；可见燃料1使液体升温更快，说明相同质量的燃料1完全燃烧放出的热量更多，因此燃料1的热值大。 [3]实验中燃料燃烧放出的热量会有部分散失到空气中、被实验装置吸收，无法全部被液体吸收，因此根据液体升温计算出的热值会偏小。 （3）实验中分别控制液体质量、燃料质量等变量，用到了控制变量法；同时通过温度计示数变化反映吸热能力、放热多少，用到了转换法。 24．请根据所学知识解决以下问题： (1)如图甲所示为“观察不同物质吸热升温的现象”实验。实验过程中，沙子和水吸收热量的多少可通过____________（选填“升高的温度”/“加热时间”）比较；质量相同的沙子和水，吸收相同的热量，______（选填“沙子”/“水”，下同）升温快；由此可以推理，质量相同的沙子和水升高相同的温度，______需要吸收的热量多。 (2)小明学习了燃料的热值后，自己设计一个实验来比较煤油和菜籽油的热值。他实验的装置如图乙、丙所示，试管中水的质量相同，煤油和菜籽油的质量相同，每隔1分钟记录了试管中水的温度，如下表。 加热时间/min 0 1 3 5 7 … 燃料烧完 乙管水温/℃ 25 27 32 36 40 … 50 丙管水温/℃ 25 26 29 32 34 … 42 ①为完成实验，除温度计和秒表外，还需要的测量工具为_______。 ②通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________。 ③不计热量散失，根据表中数据，菜籽油的热值为______J/kg。（煤油的热值为4.6×107J/kg）。 【答案】(1) 加热时间 沙子 水 (2) 天平 煤油 【详解】（1）实验使用相同热源加热，相同时间内热源放出热量相等，因此沙子和水吸收热量的多少可通过加热时间比较。 沙子的比热容较小，故质量相同的沙子和水吸收相同的热量，沙子升温较快。 水的比热容较大，故质量相同的沙子和水升高相同的温度，水吸收的热量比较多。 （2）由表格信息可知，除了需测量温度和时间外，也需测量物质的质量，所以还需要的测量工具为天平。 同质量的煤油和菜籽油燃烧完后，乙管水温升高较多，说明该组实验中水吸收的热量较多，由此可知，煤油释放的热量较多，其热值较大。 由表格数据可知，乙管中水吸收的热量 煤油释放的热量，且，所以 丙管中水吸收的热量 菜籽油释放的热量，且，所以 又因为， 所以，所以 25．【项目提出】初三年级即将举行跨学科实践，牛顿学习小组计划在课堂上展示热机模型。 【项目分析】为保证热机模型能够顺利工作，应完成以下任务：了解热机获得动力的原理；选择合适的器材制作简易热机；进一步优化热机结构，提高热机效率。 【项目实施】 (1)了解热机原理 ①如图甲所示，热机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→______→______。 ②此汽轮机模型属于______（填“内”或“外”）燃机。 (2)制作简易热机 实验器材：易拉罐、剪刀、一支去掉笔芯和尾塞的中性笔、水、密封胶、一小块泡沫、一台小风扇、一个酒精灯 实验步骤： ①在易拉罐的底部开一小孔，将笔的尖端朝外，另一端插入易拉罐内，如图所示； ②在易拉罐内加入少量的水； ③用一小块泡沫和密封胶，将易拉罐的口封住。将易拉罐平放在支架上，且保证留着喷气的中性笔位于罐子靠______（填“上”或“下”）部分。 ④将风扇平放在支架上（图乙），中性笔的尖端正对风扇扇叶，点燃酒精灯加热易拉罐，观察到水沸腾后有“白气”喷出，风扇转动，同时扇叶温度升高，内能______（选填“增大”或“减小”），注意防止烫伤。 (3)优化热机结构 ①同学们在测试过程中，发现加热一段时间后，扇叶才开始转动，这是因为______； ②进行了调整后，再次测试，发现风扇转动得很慢。同学们交流后认为，这是蒸汽喷射力不足造成的。以下两种解决方案中你认为可行的是______。 A．更换一个更细的喷嘴 B．降低小风扇的高度，使喷嘴对准风扇的中心 【答案】(1) 内能 机械能 外 (2) 上 增大 (3) 加热时间不足，无法产生足够的水蒸气 A 【详解】（1）[1][2]酒精燃烧，是将酒精内部的化学能转化为内能释放出来，然后将内能通过热传递转移给水和易拉罐，水吸热迅速的汽化，形成大量的水蒸气，水蒸气对扇叶做功，将水蒸气的内能转化为扇叶的机械能。 [3]内燃机是燃料在汽缸内燃烧产生高温高压的燃气推动活塞做功；此汽轮机模型酒精在空气中燃烧，蒸汽推动外面的扇叶转动，这两个过程都不在易拉罐内，因此此汽轮机模型属于外燃机。 （2）[1]实验中加热易拉罐，易拉罐内水汽化变成水蒸气，而水蒸气在易拉罐上部分，所以为了保证喷气的效果，需要将保留着喷气的中性笔安放在罐子靠上部分。 [2]根据题意可知扇叶吸收热量，温度升高，内能增大。 （3）[1]加热很长时间后，扇叶才开始转动，这与水蒸气的量有关，加热时间不足，无法产生足够的水蒸气，不能使扇叶开始转动。 [2]A．更换一个更细的喷嘴可以增大蒸汽喷出速度，能增大蒸汽喷射力，故A符合题意； B．扇叶转动时本质是可看作杠杆，降低小风扇的高度，使喷嘴对准风扇的中心，会使动力臂变小，需要更大推力来推动，会转得更慢，故B不符合题意。 故选A。 四、计算题（共30分） 26．国庆假期，小明一家从南昌自驾前往龙虎山旅行。南昌到龙虎山全程约160km，驾车前往大约需要2h。（汽油的热值取，汽油的密度取） (1)求汽车的平均速度。 (2)汽车全程消耗10L汽油，求汽油完全燃烧放出的热量。 (3)若汽车发动机全程的平均功率为15kW，求汽车发动机的效率。 【详解】（1）汽车的平均速度 （2）由可得，10L汽油的质量 汽油完全燃烧放出的热量 （3）汽车发动机牵引力做功 汽车发动机的效率 27．氢能因其低碳、高热值、来源广泛等特点，在新能源领域备受青睐。某款氢内燃机汽车的总质量为1.8t，车轮与地面的总接触面积为。某次测试中，该车匀速直线行驶6km用时5min，牵引力做功的功率恒为28kW，发动机的效率为60%。（g取10N/kg，氢燃料的热值为，假设氢燃料完全燃烧） (1)该车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？ (2)本次测试中，该车牵引力是多少？ (3)本次测试中，消耗氢燃料的质量是多少？ 【详解】（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压强 （2）测试时的车速 牵引力做功的功率恒为28kW，则 则本次测试中，该车牵引力 （3）用时 5min，牵引力做功为 由 可得氢燃料完全燃烧放出的热量 本次测试中，消耗氢燃料的质量 28．图甲是我国自主研制的第一艘055型万吨级驱逐舰——南昌舰，它标志着中国人民解放军海军驱逐舰实现由第三代向第四代的跨越。若某次航行时，南昌舰从静止出发以恒定推进功率加速直线航行，达到目标航速后匀速直线航行，航行时的v-t图像如图乙所示。已知南昌舰在匀速直线航行阶段受到的阻力为。[]。求： (1)南昌舰在加速阶段消耗柴油，这些柴油完全燃烧放出的热量； (2)本次航行中南昌舰的恒定推进功率； (3)本次航行的加速阶段，南昌舰发动机的热效率。 【详解】（1）柴油完全燃烧放出的热量 （2）由图像可知，南昌舰在120s后以 的速度做匀速直线运动，处于平衡状态，其受到的推进力与阻力是一对平衡力，大小相等，则 由题可知，南昌舰以恒定推进功率航行，所以加速阶段和匀速阶段的功率相同。南昌舰的恒定推进功率 （3）由图像可知，加速阶段的时间。在加速阶段，由可知，发动机做的功 发动机的热效率 五、综合题（共6分） 29．阅读短文，回答相关的问题： 2017年9月15日22时04分，中国在酒泉卫星发射中心用长征二号F-T2火箭将天宫二号空间实验室成功发射升空（图甲）。长征二号F-T2火箭通过燃烧固态氢燃料，喷出高压燃气从而使火箭获得推力，天宫二号空间实验室在火箭的顶部，火箭由于高速飞行与大气发生剧烈的摩擦而产生高温，所以天宫二号外部用整流罩包住，以防因温度过高而损坏，当离开大气整流罩与天宫二号分离（如图乙），最后整流罩坠落在陕西并压坏陕西民居。 (1)火箭利用固态氢作为燃料，主要是利用了它的___________大（选填；比热容、密度、热值）的特性； (2)整流罩与天宫二号分离后下落过程中，它的机械能___________，内能___________，“变小”或“不变”） (3)高压燃气把火箭推向太空过程中，高压燃气的内能会___________（选填“变大”“变小”或“不变”），其原理与热机的___________中程相同； (4)火箭点火起飞时，采取的是国际上先进的喷水降温方法，“喷水降温降噪系统”喷出100t水的初温为20℃，在喷水20s内全部变成100℃的水，则水带走的热量为___________。 【答案】(1)热值 (2) 变小 变大 (3) 变小 做功 (4) 【分析】先分析火箭升空的能量转化，再结合热量的计算公式解答 【详解】（1）火箭对燃料能量释放要求高，相同质量的燃料热值越大，完全燃烧放出的热量越多，固态氢的热值很大，符合火箭燃料的需求，因此此处填热值。 （2）整流罩下落过程中，和空气摩擦克服阻力做功，机械能转化为内能，因此整流罩自身的机械能变小，内能变大。 （3）高压燃气推动火箭升空的过程中，内能转化为火箭的机械能，因此高压燃气的内能变小；热机的做功冲程的能量转化就是内能转化为机械能，因此该过程和热机做功冲程原理相同。 （4）水的质量 温度变化量 水的比热容，水带走的热量为 11 / 11 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第14章 内能的利用 【新教材，人教版】 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 考前须知： 1．本卷试题共29题，单选16题，填空6题，实验3题，计算3题，综合1题满分100分，限时90分钟。 2．本卷选题均为重难点题型，考点全覆盖，旨在检测学习成果。 第Ⅰ卷 一、单项选择题（本题共16小题，每小题2分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。） 1．下列动力机械不属于热机的是（   ） A．文老师骑的雅迪电动自行车里的电动机 B．四火老师骑的雅马哈摩托车里的汽油发动机 C．歼-20战机里的涡扇15煤油发动机 D．长征五号火箭里的液氢液氧发动机 2．为减少能源消耗，保护环境，须合理利用能源，下列方法中对提升热机效率有用的是（   ） A．尽量增加废气带走的热量 B．使用热值更大的燃料 C．尽量减少热机部件的摩擦 D．尽量延长热机工作时间 3．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（　　） A．小球运动到相同的高度，具有相同的动能 B．在此过程中，小球的机械能总量是保持不变的 C．小球弹起的高度越来越小，说明在此过程中能量不守恒 D．在小球的运动过程中，有一部分机械能转化成了内能 4．关于燃料的热值，以下说法中正确的是（     ） A．燃料燃烧时，质量越大，热值越大 B．某种燃料在燃烧时放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的热值 C．燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关 D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小 5．夏季高温炎热，森林露营后应及时清理垃圾，以免造成环境污染及引发森林火灾，下列被遗落的容易引发森林火灾的是（　　） ①空易拉罐  ②没用完的便携式燃气罐  ③没喝完的矿泉水瓶  ④遗落的打火机  ⑤用水浸湿的烟灰 A．①② B．②③⑤ C．①③⑤ D．②③④ 6．如图是某内燃机的能量流向图，则该内燃机的效率为（　　） A．7% B．28% C．34% D．31% 7．关于热机，下列说法正确的是（　　） A．汽油机汽缸顶部有喷油嘴 B．吸气冲程中，柴油机吸入汽缸内的只有空气 C．热机的效率可以达到100% D．燃料燃烧是否充分，不影响热机的效率 8．下图为汽油机工作时的四个冲程，能使汽车获得动力的冲程是（   ） A． B． C． D． 9．冬季集中供暖是北方重要的民生保障。热电厂将热水通过管道输送到千家万户，温暖了整个寒冬。下列关于供暖过程中的说法正确的是（　　） A．燃料燃烧供暖时，内能转化为化学能 B．暖气片温度越高，所含热量越多 C．热水流经暖气片时，通过热传递的方式使室内空气内能增加 D．暖气片安装在房间低处，主要利用热辐射实现室内均匀取暖 10．关于汽油机和柴油机的下列说法不正确的是（　　） A．汽油机吸入气缸里的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入气缸里的是空气 B．汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式 C．汽油机的做功冲程使汽车获得动力，其他三个冲程靠惯性完成 D．汽油机转速为3600r/min表示汽油机每秒对外做功15次 11．下列关于燃料的热值和热机效率的说法正确的是（　　） A．把煤磨成煤粉燃烧可以提高煤的热值 B．1kg某种燃料燃烧放出的热量越少，其热值一定越小 C．做相同的有用功，效率高的热机损失的能量少 D．新能源汽车实现了“零排放”，其效率达到了100% 12．探究某物质熔化和沸腾的实验如图甲所示，把100g某种固体碾碎放入试管中，插入温度计，再将试管放在装有水的烧杯中加热（物质在相同时间内吸收的热量相等）。根据实验数据画出的图像如图乙所示，从开始加热到实验结束的10min内消耗4g酒精，酒精的热值，这种物质的液态比热容，下列选项错误的（    ） A．该物质在第5min末的内能大于第4min末的内能 B．在AB段和BC段，该物质吸收的热量相同 C．该物质固态时的比热容为 D．该装置能量的转化效率为30% 13．如图所示为便携卡式炉，它采用丁烷作为燃料。若在水壶中装入2kg初温为25℃的水，用卡式炉加热至100℃，消耗丁烷25g。已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），q丁烷＝4.8×107J/kg，下列说法正确的是（　　） A．加热过程中，水的温度升高，内能不变 B．水吸收的热量为8.4×105J C．25g丁烷完全燃烧放出的热量为1.2×109J D．该卡式炉的加热效率为52.5% 14．2025年11月3日11时47分，我国在文昌航天发射场使用长征七号改运载火箭，成功将遥感四十六号卫星发射升空，发射任务获得圆满成功。如图所示是卫星随火箭加速上升与沿椭圆轨道绕地球运行时的情景，下列说法中正确的是（　　） A．火箭应选用热值小的燃料 B．燃气做功使火箭上升，燃气的内能增大 C．火箭加速上升过程中，动能转化为重力势能 D．卫星绕轨道从近地点向远地点运动时，动能变小，机械能不变 15．甲、乙、丙三部汽油机使用完全相同的燃料进行工作。如图所示依次为三部汽油机燃料完全燃烧释放的内能和汽油机输出机械能的二维柱状图。根据图中的信息，下列选项正确的是（　　） A．丙输出的机械能比甲少，所以丙的效率比甲低 B．三部汽油机中，乙的效率最高 C．在消耗燃料质量相同时，乙输出机械能比甲少 D．在输出的机械能相同时，乙比丙消耗更多燃料 16．用同一个实验装置分别加热200g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所示。其中乙从 20℃加热至沸腾刚好消耗了 8g 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．乙液体是水 B．8g 酒精完全燃烧放出的热量为 C．该酒精灯的加热效率为 35% D．0-4min内甲吸收的热量为 二、填空题（本题共6小题，每小题2分，共12分） 17．如图所示，科技馆展出的小型低碳化汽车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电池。光电池把光能转换成___________能，能量转化过程中，能的总量___________（选填“增加”“减少”或“保持不变”）。 18．家用轿车的发动机是四冲程内燃机。图示是四冲程内燃机的______冲程。为了不使内燃机在工作时温度升得太高，在设计制造时，让汽缸被水包围着，这是通过______的方式减少汽缸的内能。 19．如图所示，小明在科技节中展示了自己的作品。塑料瓶内装入少量的液态乙醚，待乙醚充满整个塑料瓶后，启动电子打火器，活塞瞬间向前飞出一段距离。活塞飞出的过程相当于热机的________冲程，该过程中乙醚燃烧产生的内能转化为活塞的________能。 20．厨房用的蒸蛋器，在使用的过程中蒸蛋器会通过上方的小孔喷出蒸汽，小华将自制的风车放在蒸蛋器上方成功地让风车转了起来。水蒸气推动风车的能量转化与汽油机某个冲程的能量转化相同，在此冲程完成过程中燃气的内能______选填“增加”、“减小”或“不变”。某单缸四冲程汽油机在内完成了15个循环，则该汽油机工作时飞轮的转速为_____。 21．有一款新型智能家用燃气热水器，正常工作1min，可使6kg的水温度升高25℃，消耗燃气0.02m3。该过程中，水吸收的热量为____________ J，该燃气热水器的加热效率为________ 。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），燃气的热值为：3.5×107J/m3] 22．某家庭太阳能热水器阳光照射时，可以使质量为50kg的水温度升高60℃，水吸收的热量是________J，若这些水吸收的热量由天然气来提供，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需要________m3的天然气。已知水的比热容，天然气的热值。 三、实验题（本题共3小题，每空1分，共20分） 23．如下图所示，甲、乙图中燃料的质量都是10g，液体初温也相同。 (1)利用甲图进行实验，可以研究不同物质的吸热能力，试管中的液体a和液体b___________相等（选填“质量”、“体积”）；不同物质吸热能力是通过___________来反映的（填“温度计升高的示数”或“加热时间”），原因是液体a吸收的热量___________液体b吸收的热量（选填“大于”、“等于”或“小于”）； (2)在乙实验中，先用燃料1给液体a加热，再用同质量的燃料2加热（两种燃料完全燃尽），绘制的温度--时间图像如丙图。该实验可以研究不同燃料完全燃烧的放热多少是通过___________来反映的（填“液体升高的温度”或“燃料燃烧的时间”），分析图像可知___________的热值大，实验所测的热值与实际燃料的热值相比___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）； (3)实验中主要用到的科学探究方法有___________法和转换法。 24．请根据所学知识解决以下问题： (1)如图甲所示为“观察不同物质吸热升温的现象”实验。实验过程中，沙子和水吸收热量的多少可通过____________（选填“升高的温度”/“加热时间”）比较；质量相同的沙子和水，吸收相同的热量，______（选填“沙子”/“水”，下同）升温快；由此可以推理，质量相同的沙子和水升高相同的温度，______需要吸收的热量多。 (2)小明学习了燃料的热值后，自己设计一个实验来比较煤油和菜籽油的热值。他实验的装置如图乙、丙所示，试管中水的质量相同，煤油和菜籽油的质量相同，每隔1分钟记录了试管中水的温度，如下表。 加热时间/min 0 1 3 5 7 … 燃料烧完 乙管水温/℃ 25 27 32 36 40 … 50 丙管水温/℃ 25 26 29 32 34 … 42 ①为完成实验，除温度计和秒表外，还需要的测量工具为_______。 ②通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________。 ③不计热量散失，根据表中数据，菜籽油的热值为______J/kg。（煤油的热值为4.6×107J/kg）。 25．【项目提出】初三年级即将举行跨学科实践，牛顿学习小组计划在课堂上展示热机模型。 【项目分析】为保证热机模型能够顺利工作，应完成以下任务：了解热机获得动力的原理；选择合适的器材制作简易热机；进一步优化热机结构，提高热机效率。 【项目实施】 (1)了解热机原理 ①如图甲所示，热机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→______→______。 ②此汽轮机模型属于______（填“内”或“外”）燃机。 (2)制作简易热机 实验器材：易拉罐、剪刀、一支去掉笔芯和尾塞的中性笔、水、密封胶、一小块泡沫、一台小风扇、一个酒精灯 实验步骤： ①在易拉罐的底部开一小孔，将笔的尖端朝外，另一端插入易拉罐内，如图所示； ②在易拉罐内加入少量的水； ③用一小块泡沫和密封胶，将易拉罐的口封住。将易拉罐平放在支架上，且保证留着喷气的中性笔位于罐子靠______（填“上”或“下”）部分。 ④将风扇平放在支架上（图乙），中性笔的尖端正对风扇扇叶，点燃酒精灯加热易拉罐，观察到水沸腾后有“白气”喷出，风扇转动，同时扇叶温度升高，内能______（选填“增大”或“减小”），注意防止烫伤。 (3)优化热机结构 ①同学们在测试过程中，发现加热一段时间后，扇叶才开始转动，这是因为______； ②进行了调整后，再次测试，发现风扇转动得很慢。同学们交流后认为，这是蒸汽喷射力不足造成的。以下两种解决方案中你认为可行的是______。 A．更换一个更细的喷嘴 B．降低小风扇的高度，使喷嘴对准风扇的中心 四、计算题（共30分） 26．国庆假期，小明一家从南昌自驾前往龙虎山旅行。南昌到龙虎山全程约160km，驾车前往大约需要2h。（汽油的热值取，汽油的密度取） (1)求汽车的平均速度。 (2)汽车全程消耗10L汽油，求汽油完全燃烧放出的热量。 (3)若汽车发动机全程的平均功率为15kW，求汽车发动机的效率。 27．氢能因其低碳、高热值、来源广泛等特点，在新能源领域备受青睐。某款氢内燃机汽车的总质量为1.8t，车轮与地面的总接触面积为。某次测试中，该车匀速直线行驶6km用时5min，牵引力做功的功率恒为28kW，发动机的效率为60%。（g取10N/kg，氢燃料的热值为，假设氢燃料完全燃烧） (1)该车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？ (2)本次测试中，该车牵引力是多少？ (3)本次测试中，消耗氢燃料的质量是多少？ 28．图甲是我国自主研制的第一艘055型万吨级驱逐舰——南昌舰，它标志着中国人民解放军海军驱逐舰实现由第三代向第四代的跨越。若某次航行时，南昌舰从静止出发以恒定推进功率加速直线航行，达到目标航速后匀速直线航行，航行时的v-t图像如图乙所示。已知南昌舰在匀速直线航行阶段受到的阻力为。[]。求： (1)南昌舰在加速阶段消耗柴油，这些柴油完全燃烧放出的热量； (2)本次航行中南昌舰的恒定推进功率； (3)本次航行的加速阶段，南昌舰发动机的热效率。 五、综合题（共6分） 29．阅读短文，回答相关的问题： 2017年9月15日22时04分，中国在酒泉卫星发射中心用长征二号F-T2火箭将天宫二号空间实验室成功发射升空（图甲）。长征二号F-T2火箭通过燃烧固态氢燃料，喷出高压燃气从而使火箭获得推力，天宫二号空间实验室在火箭的顶部，火箭由于高速飞行与大气发生剧烈的摩擦而产生高温，所以天宫二号外部用整流罩包住，以防因温度过高而损坏，当离开大气整流罩与天宫二号分离（如图乙），最后整流罩坠落在陕西并压坏陕西民居。 (1)火箭利用固态氢作为燃料，主要是利用了它的___________大（选填；比热容、密度、热值）的特性； (2)整流罩与天宫二号分离后下落过程中，它的机械能___________，内能___________，“变小”或“不变”） (3)高压燃气把火箭推向太空过程中，高压燃气的内能会___________（选填“变大”“变小”或“不变”），其原理与热机的___________中程相同； (4)火箭点火起飞时，采取的是国际上先进的喷水降温方法，“喷水降温降噪系统”喷出100t水的初温为20℃，在喷水20s内全部变成100℃的水，则水带走的热量为___________。 11 / 11 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $