章末核心素养整合提升 内能的利用（Word试题版）【高效课堂】2026-2027学年九年级上册物理同步导学案作业手册（人教版·新教材）

该初中物理导学案围绕“内能的利用”展开，涵盖能量转化和守恒、热机原理、热值应用及热机效率计算等核心知识点。通过小球弹跳频闪照片等实例导入，搭建从机械能与内能转化到热机四冲程、效率计算的学习支架，衔接前后知识脉络。 资料整合中考真题与实验探究题，以典例导析强化能量观念建构，通过热机冲程分析、效率综合计算培养科学推理能力，实验设计（比较燃料热值）促进科学探究素养，帮助学生将理论与实际结合，提升解决问题的能力。

章末核心素养整合提升 内能的利用 02典例导析 考点一 能量的转化和守恒 针对练1 1. 如图所示是小球在地面弹跳的频闪照片。分析图片后可知小球弹起的高度逐渐减小，同时小球会变热，小球在下落时，它的____________能减小；小球在上升时，它的________能减少，根据_______________定律，小球在弹跳过程中有一部分机械能转化为________。 考点二 热机的原理 针对练2 2. 一般汽油机的一个工作循环分为四个冲程，每个冲程都伴随着能量的转移或转化，其中主要将机械能转化为内能的冲程是（　　） A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程 （黑龙江中考） 3. 如图所示是某单缸四冲程汽油机的____________，在此冲程中把_______能转化成内能；若该汽油机对外做功15次，则汽油机的飞轮速度为________／。 考点三 热值的应用 针对练3 4. 全世界石油、煤炭消耗量的迅速增长，导致全球能源危机加剧．因此，开发利用新能源，成为全世界最为关注的问题之一．张浩家的太阳能热水器内装有100 kg、25 ℃的水，经过一天照射后，温度升高了50 ℃．则水升温吸收的热量为___________J；至少可以节约煤的质量是______kg．[假设煤烧水时有效利用的热量占煤燃烧放出热量的10%，且已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，煤的热值是3.0×107 J/kg] 考点四 热机效率的综合计算 针对练4 5. 汽油发动机工作时，汽油必须和吸进的空气成适当的比例，才能形成可以有效燃烧的混合气（可燃混合气中空气质量与燃油质量之比），某总排量为2.0L的发动机的空燃比为22∶1，混合燃气的密度为1.5kg/m3，当发动机曲轴每分钟转速为3000转时，此时汽车输出的机械功率为90kW，则该发动机每秒钟做功 ___________次，此时该发动机的效率是 ___________%。（汽油的热值为4.6×107J/kg） 03整合提升 （湖南中考） 6. 有关能量的转移、转化和利用，下列说法正确的是（　　） A. 电烤炉取暖，是电能转移到人体 B. 钻木取火，是内能转化为机械能 C. 水力发电过程，是电能转化为机械能 D. 中医提倡的热水泡脚，是通过热传递的方式增大脚部的内能 （临沂中考） 7. 2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。下图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是（　　） A. B. C. D. （聊城中考） 8. 2024年4月25日，搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号遥十八运载火箭（如图）在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（　　） A. 火箭的燃料燃烧得越充分，热值越大 B. 火箭使用液态氢作燃料，是因为液态氢比热容较大 C. 火箭“体内”的液氢燃料温度低至，内能为零 D. 火箭搭载着飞船升空的过程中，飞船的重力势能越来越大 （广西中考） 9. 关于内燃机，下列说法正确的是（ ） A. 四个冲程中只有一个冲程发生内能与机械能相互转化 B. 压缩冲程主要是通过做功的方式增大缸内气体的内能 C. 汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的 D. 只要技术进步，内燃机的效率可以达到100% （陕西中考） 10. 涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。该发动机工作过程中的相关说法正确的是（　　） A. 燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高 B. 燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大 C. 压气机压缩空气，空气的内能减小 D. 高温高压气体推动涡轮转动时，将机械能转化为内能 （沈阳中考） 11. 校车在某段平直路面上以36km/h的速度匀速行驶10min，通过的路程为__________km；若在此过程中消耗1kg柴油，发动机输出有用的机械功为1.72×107J，校车发动机的效率为 ________%。（柴油热值为4.3×107J/kg） （南充中考） 12. 某单缸四冲程汽油机，飞轮每分钟转3000转，则每秒对外做功_______次，每次对外做功115J，该汽油机的效率为25%，连续工作1小时需消耗汽油________kg（q汽油=4.6×107J/kg）。 （泰州中考） 13. 在“比较酒精和碎纸片燃烧时放出的热量”实验中 （1）由于燃料充分燃烧放出热量的多少不仅与燃料种类这一个因素有关，因此实验时必须控制酒精和碎纸片的______相等；实验中还需控制被加热的水的质量和初温均相同，以便于______； （2）如图是小明安装好的实验装置，其中存在的错误是______； （3）小华纠正了小明的错误，又组装了一套相同的实验装置，备好秒表，在两燃烧皿中分别加入准备好的酒精和碎纸片，读出水的初温后，进行如下操作： ①先点燃酒精，再点燃碎纸片； ②保证酒精和碎纸片燃烧时间相同，读取温度计的示数； ③待酒精和碎纸片充分燃烧结束，分别读取温度计的示数； 小红认为上述操作中，操作______是错误的，小明根据正确操作获得的数据，算出了燃料的热值，发现结果小于该燃料的实际热值，原因是______。 14. 有一辆由汽油机提供动力的汽车，该车的输出功率与汽油机转速的关系如图所示。这辆汽车在某次测试时以90km/h的速度在水平公路上匀速行驶了10min，消耗1.1kg的汽油，此过程中汽油机的转速为2000r/min汽油的热值。 （1）汽油机是一种将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的内能转化为______能的装置； （2）该汽车在这段时间内行驶了多少路程？（ ） （3）1.1kg的汽油完全燃烧能产生多少热量？（ ） （4）此过程中汽油机的效率是多少？（ ）（百分数保留到0.1位） 章末核心素养整合提升 内能的利用 02典例导析 考点一 能量的转化和守恒 针对练1 【1题答案】 【答案】 ①. 重力势 ②. 动 ③. 能量守恒 ④. 内能 【解析】 【详解】[1]小球下落时，高度降低，所以重力势能减小（速度变快，动能增大）。 [2]小球上升时，速度减小，所以动能减少（高度升高，重力势能增大）。 [3][4]根据能量守恒定律，能量不会消失，只会从一种形式转化为另一种形式。小球弹跳高度减小、变热，说明有一部分机械能转化为内能（克服空气阻力和碰撞摩擦做功）。 考点二 热机的原理 针对练2 【2题答案】 【答案】B 【解析】 【分析】汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气；做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；压缩冲程也有能量转化，将机械能转化为内能． 【详解】在汽油机一个工作循环的四个冲程中，压缩冲程活塞向上运动，压缩燃料混合物对其做功，使汽缸内的气体的内能增加，温度升高，故是将机械能转化为内能，故B正确． 故选B． 【点睛】此题主要考查了内燃机的四个冲程及能量转化情况，是一道基础性题目． （黑龙江中考） 【3题答案】 【答案】 ①. 压缩冲程 ②. 机械 ③. 1800 【解析】 【详解】[1][2]由图可知，两个气门关闭，活塞上行，活塞对气缸内的气体做功，为压缩冲程。在压缩冲程中，活塞对气缸内的气体做功，把机械能转化为气体的内能。 [3]单缸四冲程汽油机每对外做功1次，飞轮转动2圈，已知1s对外做功15次，那么1s内飞轮转动的圈数为圈。1分钟有60s，所以飞轮速度为 。 考点三 热值的应用 针对练3 【4题答案】 【答案】 ①. 2.1×107 ②. 7 【解析】 【详解】水升温吸收的热量为： Q吸=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃×100 kg×50 ℃=2.1×107 J； 这些热量可节约用煤的质量为： ． 考点四 热机效率的综合计算 针对练4 【5题答案】 【答案】 ①. 25 ②. 60 【解析】 【详解】[1]汽油机的转速为3000r/min，说明1s内汽油机曲轴的转动次数等于50次，曲轴转动两周，对外做一次做功，该发动机每秒钟做功25次。 [2]一个工作循环吸入混合物的体积 V=2L=2×10﹣3m4 根据密度公式可知，一个工作循环吸入混合物的质量 m混=ρ混V=1.5kg/m3×2×10﹣3m5=3×10﹣3kg 根据已知条件，一个工作循环吸入汽油的质量 发动机做一次功，燃料燃烧产生的热量为 1s内高温高压的燃气推动活塞做功25次，1s内汽油燃烧释放的热量 Q放总=25Q放=25×6×103J=1.5×105J 根据功率公式可知，发动机1s做功为 W=Pt=9×104W×1s=9×104J 该车发动机的效率 03整合提升 （湖南中考） 【6题答案】 【答案】D 【解析】 【详解】A.电烤炉取暖，电烤炉消耗电能转化为内能，然后内能转移到人体，故A错误； B.钻木取火，是通过做功的方式，将机械能转化为内能，故B错误； C.水力发电过程，是机械能转化为电能，不是电能转化为机械能，故C错误； D.中医提倡的热水泡脚，脚从热水中吸收热量，因此是通过热传递的方式增大脚部的内能，故D正确。 故选D。 （临沂中考） 【7题答案】 【答案】D 【解析】 【详解】A．如图，两气门关闭，活塞下行，为做功冲程，缸内气体推动活塞对外做功； B．如图，进气门关闭，排气门打开，为排气冲程； C．如图，两气门关闭，活塞上行，为压缩冲程，活塞压缩缸内气体，对气体做功，机械能转化为内能； D．如图，进气门打开，排气门关闭，为吸气冲程； 顺序为吸气、压缩、做功、排气，压缩冲程后气体温度都比吸气冲程中气体的温度高，故吸气冲程中气缸内气体的内能最小，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 （聊城中考） 【8题答案】 【答案】D 【解析】 【详解】A.热值是燃料的特性，与燃烧情况无关，所以火箭的燃料燃烧得越充分，热值不变，故A错误； B.火箭使用液态氢作燃料，是因为液态氢热值较大，与质量相同的其它燃料相比，完全燃烧时放出的热量较多，故B错误； C.一切物体在任何情况下都具有内能，所以火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253°C，内能不为零，故C错误； D.火箭搭载着飞船升空的过程中，飞船的质量不变，高度增加，飞船的重力势能会越来越大。故D正确。 故选D。 （广西中考） 【9题答案】 【答案】B 【解析】 【详解】AB． 内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程，压缩冲程活塞向上运动，压缩气体对气体做功，将机械能转化为内能；做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能．吸气和排气冲程不发生能量转化，A选项不符合题意，B选项符合题意； C．在做功冲程中，柴油机是靠喷油嘴喷出雾状柴油而燃烧，选项不符合题意； D．不管技术怎么进步，内燃机的效率都不能达到100%，选项不符合题意． （陕西中考） 【10题答案】 【答案】A 【解析】 【详解】A．使燃料燃烧越充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故A正确； B．热值是燃料的一种特性，大小取决于燃料的种类，与其它因素无关，燃料和压缩空气混合后，燃料的热值不变，故B错误； C．压气机压缩空气，压气机对空气做功，空气的内能增大，故C错误； D．高温高压气体推动涡轮转动时，消耗内能，将内能转化为机械能，故D错误。 故选Ａ。 （沈阳中考） 【11题答案】 【答案】 ①. 6 ②. 40 【解析】 【详解】[1]校车的速度 v＝36km/h 行驶的时间 根据可得，校车通过的路程 [2]1kg柴油完全燃烧放出的热量 Q放＝mq柴油＝1kg×4.3×107J/kg＝4.3×107J 则校车发动机的效率为 （南充中考） 【12题答案】 【答案】 ①. 25 ②. 0.9 【解析】 【详解】[1]飞轮每转动两转，完成四个冲程，对外做功一次。飞轮每秒的转速 每秒对外做功25次。 [2]工作1h时，飞轮对外做功 消耗汽油放出的热量 消耗汽油的质量 （泰州中考） 【13题答案】 【答案】 ①. 质量 ②. 根据温度计示数确定水吸收热量的多少 ③. 温度计液泡没有浸没在水中 ④. ② ⑤. 燃烧过程中有热量损失 【解析】 【详解】（1）[1]燃料充分燃烧放出热量的多少还与燃料的质量有关，所以要控制质量相等。 [2]根据，实验中还需控制被加热的水的质量和初温均相同，观察末态温度，末态温度高说明吸收热量多，反之，吸收热量少。 （2）[3]使用温度计测量液体，应将温度计液泡完全浸没在液体中。 （3）[4]保证酒精和碎纸片燃烧时间相同，但燃料燃烧速度未知，被燃烧的燃料质量不一定相等，故②错误。 [5]燃烧过程中有热量损失，水吸收的热量小于燃料燃烧放出的热量。 【14题答案】 【答案】 ①. 机械 ②. 15km ③. ④. 35.6% 【解析】 【详解】解：（1）[1]汽油机的做功冲程中，燃料燃烧产生的高温、高压燃气推动活塞向下运动，对外做功，将内能转化为机械能。 （2）[2]汽车行驶的路程为 （3）[3]汽油完全燃烧产生的热量为 （4）[4]由图可知，转速为2000r/min时对应的汽车输出功率为 汽油机在此过程做的有用功为 汽油机的效率为 答：（1）汽油机是一种将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的内能转化为机械能的装置； （2）该汽车在这段时间内行驶了15km路程； （3）1.1kg汽油完全燃烧能产生热量； （4）此过程中汽油机的效率是35.6%。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $