第十四章 内能的利用 单元练 2026-2027学年物理人教版九年级全一册

**基本信息** 初中物理“内能的利用”单元新授课卷，以热值、热机效率、内燃机冲程为核心，融合科技情境（如可燃冰、AG600飞机）与实验探究，强化物理观念与科学探究素养。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|4|热值比较、内燃机冲程判断|结合煤炭与木柴对比，基础概念辨析| |多选题|2|斯特林发动机原理、热机效率分析|联系能量流向图，考查科学推理| |填空题|7|汽油机构造、热值特性、能量转化|古代取火器与饮水鸟，渗透文化传承| |实验题|4|燃料热值探究、内燃机冲程实验|通过数据表格分析，培养科学探究能力| |计算题|3|可燃冰热值计算、发动机效率求解|结合新能源与航空科技，体现应用价值|

第十四章 内能的利用 一、单选题 1．煤炭相比于木柴，具有更高的 （　　） A. 质量 B. 热值 C. 比热容 D. 热量 2．如图所示的是某单缸四冲程汽油机，下列说法正确的是 （　　） A. 依靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁 B. 四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁、丙、乙、甲 C. 甲图中的能量转化是内能转化为机械能 D. 乙图中气缸内气体温度会下降 3．请你认真阅读表格，根据表格内容判断，下列说法正确的是 （　　） 燃料 热值 无烟煤 3.4×107 J/kg 酒精 3.0×107 J/kg 氢 1.4×108 J/kg A. 氢的热值比酒精的小 B. 用酒精灯烧水时，热损失很大，但酒精的热值不变 C. 用1 kg的无烟煤烧水，水可以吸收3.4×107 J的热量 D. 0.5 kg的酒精热值为1.5×107 J/kg 4．某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9 km，用时5 min 45 s，消耗燃油1.5 kg，已知汽车的牵引力为2 000 N，燃油的热值为4.6×107 J/kg，假设燃油完全燃烧，通过计算可知，下列结果正确的是        （　　） ①汽车行驶速度是20 km/h　②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107 J　③汽车牵引力做功的功率是30 kW　④汽车发动机的效率是20% A. 只有①和② B. 只有②和③ C. 只有①和④ D. 只有②和④ 二、多选题(共2题) 5．如图所示的是一款斯特林发动机模型，点燃酒精灯后就会发现发动机的连杆带动飞轮转动起来。下列关于该发动机的说法正确的是        （　　） A. 斯特林发动机将机械能转化成内能 B. 热源通过热传递的方式改变气缸内气体内能 C. 酒精灯内酒精由液态变为气态，其分子间的作用力会变小 D. 随着酒精的燃烧，酒精灯内剩余酒精的热值在不断减小 6．如图所示的是某内燃机工作时的能量流向图，下列说法正确的是 （　　） A. 该内燃机的热机效率是32% B. 热机效率高可以节约能源，减少污染 C. 通过改进和创新减少各种能量损失，可以提高热机效率 D. 此热机是汽油机 3、 填空题 7．汽油机和柴油机在构造上的不同之处是：汽油机气缸顶部没有     而是     。 8．氢能汽车选用液氢作为燃料，主要原因是氢的热值      ；当汽车中的液氢消耗掉一半时，其热值     （选填“变小”或“不变”）。 9．汽油机的效率比柴油机的效率更     （选填“低”或“高”）。新能源汽车相比传统燃油车能够显著减少碳排放，它们的效率     （选填“能”或“不能”）达到100%。 10．如图所示的是我国古代的取火器模型图，把推杆迅速推入套筒时，套筒内空气被压缩，空气的内能     （选填“增大”或“减小”）。随后，推杆前端的艾绒立刻燃烧起来，推杆又被推动到原来的位置，此过程与内燃机工作的     冲程相似。 11．食物也是一种“燃料”，营养成分在人体细胞里与氧结合，提供细胞组织所需的能量。人能进行机械运动，说明食物提供的化学能可以转化为人的     能；另外，人体内会产生微弱的生物电流，所以食物提供的化学能还可以转化为     能。 12．我国航天事业快速发展，长征系列火箭做出了巨大贡献!火箭的发动机     （选填“属于”或“不属于”）热机。火箭发射时，向发射塔喷射大量的水，利用水的     较大的性质带走大量的热，防止发射塔被烧坏。 13．汽油机工作时，在     冲程获得动力，其他三个冲程依靠飞轮的惯性来完成。某汽油机飞轮的转速为3 000 r/min，则1 s内汽油机对外做功     次。 14．中国古代玩具饮水鸟被誉为“爱因斯坦也吃惊的玩具”。它的神奇之处在于能不停地点头“喝”水，下球中装有乙醚（极易汽化），汽化后气压增大将乙醚压入上球，重心上移“低头喝水”（如图乙）；上下球通过管连通，乙醚流回下球，恢复图甲所示状态，如此反复。“饮水鸟”     （选填“是”或“不是”）永动机，其能量转化     （选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 四、实验题(共4题) 15．如图所示的是某种内燃机某一冲程的示意图，由图可知： （1）这种内燃机是     机； （2）它表示的是      冲程； （3）在这个冲程中    能转化为     能； （4）完成这一冲程，曲轴和飞轮转     圈； （5）仔细观察其铭牌，可看见“1 800 r/min”字样，则它正常工作时，1 s对外做功     次，     个冲程。 16．木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧，得到了下表的数据： 燃料的质量/g 100 200 300 400 燃料完全燃烧放出的热量 Q木柴/J 1.3×106 2.6×106 3.9×106 5.2×106 Q焦炭/J 3.0×106 6.0×106 9.0×106 12.0×106 Q木炭/J 3.4×106 6.8×106 10.2×106 13.6×106 （1）从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是    的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越    。 （2）从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料，完全燃烧          之比是不变的，这个不变的比值，反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称之为     ，它是用来描述燃料完全燃烧时，释放热量能力大小的物理量。 （3）如果完全燃烧0.01 m3的天然气放出的热量完全用于加热水，可使    kg的水温度升高10 ℃；实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多，原因是用燃气灶烧水时，除了水吸收的热量外，一部分热量传给了盛水的容器，另外一部分热量传给了    （答一个即可）。[q天然气=4.2×107 J/m3，c水=4.2×103 J/（kg·℃）] （4）在烧水过程中，人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收，为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例，物理中引入热效率来描述，我们总是希望它的值越    （选填“高”或“低”）越好。 17．【问题】如图所示的是小明学习了热量与比热容之后，对探究“不同物质吸热升温现象”和“不同燃料燃烧放热能力”的实验设计的装置图。 【证据】（1）小明在进行甲组实验时，取质量相等的沙子与水，让它们升高相同的温度；在进行乙组实验时，他除了要保证水的质量与初温相同，还应使        相同。 （2）在进行探究时需用到一些测量工具，除了图中已经呈现的，在两组实验时小明均还需使用的测量工具是    ；实验中搅拌棒的作用是使被加热物体    。 【解释】甲组实验通过      来比较不同物质吸收热量的多少，乙组通过       来比较不同燃料放出热量的多少。 【拓展】在探究乙实验的过程中，小明在燃料全部完全燃烧后将实验数据记录在如下表格中： 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽时的水温/℃ 燃料的热值/（J·kg-1） 酒精 15 35 2.4×106 碎纸片 15 25 ? （1）根据表中数据，可计算出碎纸片的热值是    J/kg。 （2）通过实验得到的碎纸片热值与实际相比偏    （选填“大”或“小”）。 18．现代生活越来越离不开热机，因此全面了解和认清热机的结构和工作过程对我们的生活至关重要。 （1）如图1所示的流程图是用来说明汽油机的一个工作循环及涉及的主要能量转化情况的，请将其补充完整。①    ；②机械能转化为内能；③    ；④     。 （2）如图2所示，在试管中装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾后，水蒸气把橡皮塞冲出的过程中是    能转化为    能，图中2情景可用来演示四冲程汽油机工作过程中的      冲程。 （3）图3甲为四冲程内燃机吸气冲程的示意图，图中画出了吸气冲程中进气门、排气门的开闭情况和活塞运动的方向。请参照图3甲，在图3乙中画出压缩冲程中进气门、排气门的开闭情况和活塞运动的方向（用“↑”或“↓”表示）。 五、计算题(共3题) 19．我国是第一个宣布成功实现对可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。“可燃冰”具有热值大、储值大、能直接点燃等特点，作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力。经测量，10 m3的可燃冰完全燃烧后放出的热量为3.15×1010 J。已知天然气的热值为2.1×107 J/m3。 （1）求可燃冰的热值。 （2）相当于完全燃烧多少m3的天然气? 20．如图所示的是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。该飞机行驶一段路程： （1）消耗航空燃油1 t，航空燃油的热值为4×107 J/kg，航空燃油完全燃烧放出的热量是多少? （2）飞机发动机的功率为2×107 W，这段路程航行了1 000 s，发动机所做的有用功是多少? （3）该发动机的效率是多少? 21．某四轮货车的质量为2 t，某次出行装有货物2.6 t，以72 km/h的速度匀速行驶了20 km，货车所受阻力为货车总重的。已知每个轮胎与路面的接触面积为500 cm2。（g取10 N/kg） （1）求货车（装有货物）静止时对水平路面的压强。 （2）求货车在该次行驶过程中牵引力的功率。 （3）若该次出行时货车发动机的效率为40%，求该货车消耗的汽油的质量。（汽油的热值q=4.6×107 J/kg） 试卷答案 1．【答案】B 2．【答案】D 3．【答案】B 4．【答案】D 5．【答案】BC 6．【答案】ABC 7．【答案】喷油嘴火花塞 8．【答案】大不变 9．【答案】低不能 10．【答案】增大做功 11．【答案】机械电 12．【答案】属于比热容 13．【答案】做功25 14．【答案】不是遵循 15．【答案】（1）柴油 （2）压缩 （3）机械　内 （4）半 （5）15　60 16．【答案】（1）不同　多 （2）放出的热量与其质量　热值 （3）10　空气 （4）高 17．【答案】【证据】（1）酒精和碎纸片的质量　（2）天平　受热均匀 【解释】加热时间　温度计升高的示数 【拓展】（1）1.2×106　（2）小 18．【答案】（1）压缩冲程　做功冲程　内能转化为机械能 （2）内　机械　做功 （3）如图所示： 19．【答案】（1）3.15×109 J/m3 （2）1.5×103 m3 【解析】（1）由Q放=Vq可得，可燃冰的热值： q可燃冰===3.15×109 J/m3　 （2）由题知，完全燃烧天然气放出的热量：Q放=Q=3.15×1010 J　 由Q放=qV得，需要完全燃烧天然气的体积： V天然气===1.5×103 m3　 20．【答案】（1）4×1010 J （2）2×1010 J （3）50% 【解析】（1）航空燃油完全燃烧放出的热量： Q放=mq=1 000 kg×4×107 J/kg=4×1010 J　 （2）根据P=可知，发动机所做的有用功： W=Pt=2×107 W×1 000 s=2×1010 J　 （3）发动机的效率： η=×100%=×100%=50%　 21．【答案】（1）2.3×105 Pa （2）9.2×104 W （3）5 kg 学科网（北京）股份有限公司 $