第十四章《内能的利用》培优拔高测试卷 2026-2027学年人教版九年级物理全一册

**基本信息** 本试卷为九年级物理《内能的利用》单元培优拔高卷，涵盖热机原理、内能转化、热值计算等核心知识点，结合氢能技术、AG600飞机等科技前沿及《天工开物》文化素材，通过分层设问落实物理观念与科学思维，适配单元复习巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|9题18分|热机分类、冲程判断、内能概念|第7题结合航母蒸汽弹射，考查能量转化与热机效率，体现科技情境| |填空题|6题12分|热机转速、效率计算、能量流向|第15题以氢能自行车为载体，融合力学与热学计算，强化综合应用| |实验探究题|4题22分|燃料热值比较、内能改变演示|第21题跨学科实践制作汽轮机模型，培养科学探究与模型建构能力| |综合应用题|3题24分|太阳能供暖、智轨电车能量转化|第24题结合AG600飞机，考查燃油效率与阻力关系，凸显科学态度与社会责任|

第十四章《内能的利用》培优拔高测试卷（解析版） （本试卷共24题，80分，建议考试时间为80分钟） 注意事项 1. 答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2. 答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3. 考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题（本题共9小题，每小题2分，共18分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～9题有多项符合题目要求，全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分） 1．（25-26九年级上·山西运城·阶段检测）关于热机，下列说法正确的是（　　） A．蒸汽机、柴油机、抽水机都属于热机 B．做功冲程存在着化学能转化为内能的过程 C．汽油机的效率通常高于柴油机 D．一般情况下汽油机汽缸内物质的压缩程度大于柴油机，其功率也更大 【答案】B 【详解】A．热机是把内能转化为机械能的机器，蒸汽机、柴油机属于热机；而抽水机是利用大气压等原理工作，不是将内能转化为机械能，不属于热机，故A错误； B．在热机的做功冲程中，燃料燃烧，将化学能转化为内能，然后内能转化为机械能对外做功，所以做功冲程存在化学能转化为内能的过程，故B正确； C．柴油机的压缩比更大，燃料燃烧更充分，所以柴油机的效率通常高于汽油机，故C错误； D．一般情况下，柴油机汽缸内物质的压缩程度大于汽油机，且柴油机功率通常更大，故D错误。 故选B。 2．（25-26九年级上·河南焦作·期中）如图所示是四冲程汽油机的工作示意图，下列描述错误的是（     ） A．甲做功冲程燃气的内能转化为活塞的机械能 B．乙排气冲程活塞向上运动，把废气排出气缸 C．丙吸气冲程活塞向下运动，空气进入气缸 D．丁压缩冲程活塞向上运动，燃料混合物被压缩，活塞的机械能转化为燃料混合物的内能 【答案】C 【详解】A‌．甲图中进气门和排气门都关闭，高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功，是做功冲程。做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，将燃气的内能转化为活塞的机械能，故A正确，不符合题意； B‌．乙图中进气门保持关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸，是排气冲程。排气冲程时，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸，故B正确，不符合题意； C‌．丙图，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸，是吸气冲程。吸气冲程中，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入气缸，而不是只有空气进入气缸，故C错误，符合题意； D‌．丁图，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，是压缩冲程。压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，活塞的机械能转化为燃料混合物的内能，故D正确，不符合题意。 故选C。 3．（2025·山东东营·三模）关于内能，有以下四个观点，你认为正确的是（    ） ①热机在做功冲程中内能转化为机械能 ②当两个存在温度差的物体相互接触时，热量总是从温度高的物体转移到温度低的物体 ③0℃的水比0℃的冰内能大 ④做功和热传递对改变物体的内能是等效的 A．①②④ B．①②③ C．①③④ D．②③④ 【答案】A 【详解】① 热机在做功冲程中，消耗燃料的内能，产生机械能，因此内能转化为机械能，故①正确； ② 当两物体相互接触且存在温度差时，热量自发地从温度高的物体传递到温度低的物体，这是热传递的基本规律，故②正确； ③内能的大小取决于物体的质量、状态和温度等因素；0℃的水和0℃的冰，若质量相同，水的内能通常比冰大，但题干未指定质量相同，因此该观点不总是成立（例如，一大块冰的内能可能比少量水的内能大），故③错误； ④ 做功和热传递都能改变物体的内能，且效果相同，故④正确； 综上所述，正确的是①②④，故A正确，BCD错误。 故选A。 4．（25-26九年级上·山东菏泽·期末）关于温度、比热容、热量、内能，下列说法正确的是（　　） A．燃料完全燃烧放出的热量的多少只与燃料的质量有关 B．外界对物体做功，物体内能增加，但温度不一定升高 C．物体内能减少，一定放出了热量 D．一个物体吸收了热量，如果质量、温度不变，意味着它的比热容增大了 【答案】B 【详解】A．燃料完全燃烧放出的热量公式为 。可见，燃料完全燃烧放出的热量不仅与质量有关，还与燃料的热值有关。故A错误； B．外界对物体做功时，物体的内能会增加；但如果物体同时处于熔化、沸腾等状态，其温度可以保持不变。因此，外界对物体做功，物体内能增加，但温度不一定升高是合理的，故B正确； C．物体内能减少的原因有两种：对外做功或放出热量，故C错误； D．比热容是物质的固有特性，只与物质的种类和状态有关，与物体吸收或放出热量、质量、温度变化均无关。故D错误。 故选B。 5．（25-26九年级上·甘肃武威·期末）汽车发动机之一是汽油机。小明阅读了某汽车单缸四冲程汽油机的说明书后，将汽油机的能量流向制成如图所示。则下列说法正确的是（   ） A．汽油机的压缩冲程把燃料燃烧产生的内能转化为机械能 B．如果该汽油机的飞轮转速是，则它每秒钟对外做功30次 C．利用废气的能量及减小摩擦是提高该汽油机效率的有效途径 D．该汽油机的效率为 【答案】C 【详解】A．汽油机的压缩冲程是机械能转化为内能，让汽缸内的气体内能增大，温度升高，故A错误； B．根据汽油机工作过程的特点知，飞轮转2r，对外做功一次，汽油机的飞轮转速是，则飞轮每秒转30r，对外做功15次，故B错误； C．利用废气的能量及减小摩擦可以提高热机效率，可以减少能量损失，是提高热机效率的有效途径，故C正确； D．由图知，该汽油机的效率为，故D错误。 故选C。 6．（25-26九年级上·陕西咸阳·期末）如图甲是某型号可充电台灯风扇，图乙是台灯风扇经历充电和工作时的主要能量流向图。下列说法错误的是（　　） A．图乙中a、b均为电能 B．图乙中c为光能和内能 C．电池在充电时相当于用电器 D．能量转化过程中，能量的总量不断减少 【答案】D 【详解】A．电池在充电时电能转化为化学能，电池供电时化学能转化为电能，所以图乙中a、b均为电能，故A正确，不符合题意； B．照明灯工作时将电能转化为光能和内能，所以图乙中c为光能和内能，故B正确，不符合题意； C．电池在充电时消耗电能，在电路中相当于用电器，故C正确，不符合题意； D．根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一种形式转化为另一种形式，总量保持不变，故D错误，符合题意。 故选D。 7．（25-26九年级上·云南迪庆·期中）如图甲所示为我国002号航母“山东舰”上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在2s内达到起飞速度，如图乙所示为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断正确的是（　　） A．图甲中汽缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力 B．图甲中汽缸内的蒸汽推动活塞时，蒸汽的内能减小 C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图C所示的原理相似 D．若该汽油机的飞轮转速为2400r/min，则1秒可对外做功20次 【答案】ABD 【详解】AB．图甲中汽缸内的蒸汽体积膨胀对外做功，内能会减少，将内能转化为机械能，从而推动活塞使舰载机获得牵引力，故AB正确； C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时的能量转化与热机冲程中做功冲程的能量转化相同，图C中进排气门全关，活塞向上运动，处于压缩冲程，将机械能转化为内能，故C错误； D．内燃机的一个工作循环，活塞往复两次，飞轮转两周，对外做一次功。该汽油机的飞轮转速为，则该汽油机1秒转40r，可对外做功20次，故D正确。 故选ABD。 8．（25-26九年级上·山东日照·期末）如图所示为气体打火机中的点火装置——压电点火器。当按下打火按钮时，会使压电材料两端分别出现异种电荷，通过相连的导线，在打火机的排气嘴处放电产生电火花，从而点燃燃料。下列相关说法正确的是（　　） A．排气嘴处放电产生电火花时，电能转化为内能，使间的燃料达到着火点 B．按下打火按钮时，按钮下压压电材料，压电材料将电能转化为机械能 C．排气嘴喷出燃料的过程中，气体膨胀对外做功，气体的内能减小 D．燃料使用一半后，热值减少为原来的一半 【答案】AC 【详解】A．电火花出现时，电能转化为内能，温度升高，使AB间的燃料达到着火点，故A正确； B．按钮下压压电材料，压电材料将机械能转化为电能，故B错误； C．排气嘴喷出燃料的过程中，气体对外膨胀做功，将内能转化为机械能，内能减小，温度降低，故C正确； D．燃料的热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，燃料使用一半后，其热值不变，故D错误。 故选AC。 9．（2026·河南南阳·二模）《天工开物》中描绘了我国古代造纸过程中将湿纸膜“透火焙干”的场景，如图所示，在巷中生火，使砖的温度升高，将一张张湿纸膜贴在砖墙上，湿纸膜就能快速变干，干透后揭下来就是成品纸了。对上述情景的分析正确的是（     ） A．湿纸膜贴在砖墙上不受摩擦力的作用 B．若木柴未完全燃烧会导致能量不守恒 C．湿纸膜能快速变干是因为温度越高，蒸发越快 D．砖温升高是通过热传递的方式改变了砖的内能 【答案】CD 【详解】A．湿纸膜静止在竖直砖墙上，湿纸膜有向下运动的趋势，因此湿纸膜受到竖直向上的摩擦力作用，故A错误； B．能量守恒是自然界的普遍规律，总能量永远守恒。木柴未完全燃烧只是部分化学能未释放，总能量仍然守恒，故B错误； C．砖墙温度高，湿纸膜温度升高后水分蒸发加快，因此快速变干，故C正确； D．木柴燃烧放热，热量通过热传递转移给砖墙，使砖内能增加，温度升高，故D正确。 故选CD。 二、填空题（本题共6小题，每空1分，共12分） 10．（24-25九年级上·辽宁丹东·阶段检测）一台汽油机每秒内对外做功10次，则汽油机每秒内完成___________个冲程，飞轮的转速为___________。 【答案】 40 1200/ 【详解】四冲程汽油机一个工作循环中，飞轮转2圈，完成4个冲程，对外做功1次。已知汽油机每秒对外做功10次，则每秒完成的冲程数为40个；每秒对外做功10次，说明每秒完成10个工作循环，因此每秒飞轮转动20圈，每分钟转动1200圈。 11．（2026·黑龙江哈尔滨·三模）汽油机汽缸在某时刻的状态如图甲所示，这是____________冲程，如图乙是汽油机的能量流向图，可算出它的热机效率为____________。 【答案】 做功 30% 【详解】图甲中两个气门关闭，活塞向下运动，把内能转化为机械能，所以图甲为汽油机的做功冲程； 该汽油机的热机效率是 12．（25-26九年级上·江苏宿迁·期中）当今氢燃料客车使用比例越来越高。已知某氢燃料客车热机效率为50%。若60g氢燃料完全燃烧释放的能量用来驱动客车行驶，做的有用功是________J。若释放的这些热量全部被水吸收，可将50kg水从20℃升到________℃。（，）。 【答案】 60 【详解】氢燃料的质量 氢燃料完全燃烧放出的热量 有用功 水吸收的热量等于氢燃料完全燃烧放出的热量，即 升高的温度 水的末温为 13．（24-25九年级上·福建泉州·阶段检测）小轩同学在家里用一张纸折成纸锅，加上水，如图所示。纸锅中水的质量为200g，利用蜡烛将水从20℃加热到70℃时，水需要吸收_________J的热量，在这个过程中，燃烧蜡烛放出的热量_________（选填“大于”、“小于”或“等于”）水吸收的热量。 【答案】 4.2×104 大于 【详解】[1]水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×200×10-3kg×(70℃−20℃)=4.2×104J [2]由于纸锅也要吸收热量，并且还有热量散失到空气中，所以燃烧蜡烛放出的热量大于水吸收的热量。 14．（2026·陕西咸阳·模拟预测）如图甲为一种经常在喜庆场合使用的手持礼炮，其结构简化图如图乙所示。使用时，气罐内的高压气体推动纸筒内的彩条沿纸筒方向快速喷出，此过程中，气体的内能________（选填“增加”或“减少”），与内燃机工作的________冲程能量转化相同。若某单缸四冲程汽油机飞轮转速为2400r/min，则该汽油机每秒对外做功________次。 【答案】 减少 做功 20 【详解】高压气体推动彩条喷出时，气体对外做功，内能转化为机械能，因此气体内能减少； 内燃机的做功冲程能量转化是将内能转化为机械能，和该过程能量转化相同； 飞轮转速，即每秒飞轮转40圈，四冲程汽油机飞轮每转2圈对外做功1次，因此每秒对外做功次。 15．（2025·河北石家庄·一模）氢能利用是新能源利用的新潮流，是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。如图13所示是某品牌氢能自行车，一次性充满0.03kg氢气，能以一定速度匀速骑行56km。若车与骑行者总质量为90kg，骑行时受到的阻力为总重的0.06倍。此次骑行过程中氢气的利用效率是________；这些氢气完全燃烧产生的热量最多可以使标准气压下质量为25kg、温度为20℃的水的温度升高____℃。[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），氢气热值约为1.4×108J/kg，g取10N/kg]    【答案】 72% 40 【详解】[1]0.03kg氢气完全燃烧产生的热量为 氢能自行车骑行时受到的阻力为 由二力平衡的条件可知，骑行时发动机的牵引力为 氢能自行车牵引力所做的有用功为 氢气的利用效率为 [2]由题意可知 由得 三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分） 16．（25-26九年级上·山西太原·阶段检测）请在图中坐标系中画出某种燃油（其热值为）的热值与其完全燃烧所放出的热量Q的关系图像。 【答案】 【详解】热值是燃料的一种特性，它和燃料的质量、放出热量的多少无关，且因为其热值为4×107J/kg，所以燃油的热值与其完全燃烧所放出的热量Q的关系图像是一条过热值q轴上4×107J/kg的点并且与热量Q轴平行的射线，如下图所示： 17．（25-26九年级上·贵州安顺·期中）如图所示，这是四冲程内燃机做功冲程的示意图，请在图中活塞上的O点处画出该冲程活塞的运动方向。 【答案】 【详解】内燃机的做功冲程中，两个气门都关闭，活塞向下运动，如下图所示： 四、实验探究题（本题共4小题，共22分） 18．(6分)（2026·黑龙江哈尔滨·二模）小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知。（注：燃料完全燃烧放热用计算，某燃料的热值用表示；其质量用表示）。自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见下表： 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃ 煤油 25 44 菜籽油 25 34 (1)为了保证实验结论可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的_______相同；另外，甲乙两烧杯内水的质量要_______（选填“相等”或“不相等”）。 (2)分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是_______。 (3)小明同学想用这种实验方案和公式算出煤油和菜籽油的热值，利用此实验方法计算出的热值将比真实值_______（选填“偏大”或“偏小”），出现这种现象的原因有两点：①燃料不能_______。②燃料燃烧放出的热并不能完全被_______吸收。 【答案】(1) 质量 相等 (2)煤油 (3) 偏小 完全燃烧 水 【详解】（1）本实验利用控制变量法探究热值大小，热值是单位质量燃料完全燃烧放出的热量，因此必须控制煤油和菜籽油的质量相同，同时为了通过水温变化准确比较放热多少，两烧杯内水的质量也需要相等。 （2）相同质量的两种燃料燃尽后，煤油使水升高的温度更大，说明相同质量煤油完全燃烧放出的热量更多，因此煤油的热值更大。 （3）实验中燃料无法完全燃烧，且燃烧放出的热量会部分散失到空气中、被实验装置吸收，不能完全被水吸收，计算时我们用水吸收的热量代替燃料实际放出的总热量，得到的数值比真实放热量小，因此计算出的热值比真实值偏小。 19．(6分)（2026·江苏南通·二模）小明用图甲所示装置进行热学探究。 ①取200g的碎冰放入烧杯中，用酒精灯加热至沸腾后得到水温T随时间t变化的图像，如图乙中的a。 ②使用同样的装置，换用等质量的食用油实验，得到图乙中的b。 ③用该酒精灯测量酒精的热值。 (1)冰熔化过程中温度_____；撤去酒精灯后，水逐渐停止沸腾，说明水沸腾时需要_____； (2)实验中，要使食用油和水升高相同的温度，需要对_____加热更长时间。水从20℃加热至沸腾，消耗2g酒精，若不计热损失和水的质量变化，则酒精的热值q=_____J/kg。已知水的比热容； (3)实验中将水从20℃加热至沸腾后继续加热2min才熄灭，则所测酒精的热值将____ （选填“偏大”“偏小”或“不变”），理由是____。 【答案】(1) 不变 吸热 (2) 水 (3) 偏小 实际消耗酒精放出的热量大于水加热至沸腾时吸收的热量 【详解】（1）[1]冰是晶体，熔化过程中温度不变。 [2]撤去酒精灯后，水无法继续吸热，水逐渐停止沸腾，说明水沸腾时需要吸热。 （2）[1]由图得，食用油温度升高较快，则实验中，要使食用油和水升高相同的温度，需要对水加热更长时间。 [2]200g的碎冰熔化成水，水的质量不变。水从20℃加热至沸腾，消耗2g酒精，若不计热损失和水的质量变化，有 酒精的热值 （3）[1][2]因为水沸腾后温度不变，将水从20℃加热至沸腾后继续加热2min才熄灭，则实际消耗酒精放出的热量大于水加热至沸腾时吸收的热量，因此计算出的热量偏小。 20．(5分)（2026·广东深圳·二模）如图1为自制的“内能改变演示器”。其装置只有左端管道开口，处为气嘴，处为管内温度显示屏，处为管道阀门，处为橡胶软塞。 (1)关闭处阀门，用打气筒通过气嘴向装置内打气，能观察到处温度显示屏示数________（选填“升高”“降低”或“不变”），管内气体内能________（选填“增加”“减少”或“不变”），此过程相当于图2中热机的________（选填“甲”“乙”“丙”或“丁”）图的工作冲程。 (2)打气筒向装置内压入一定气体后，打开处阀门，观察到处软塞飞出，同时管内出现白雾，白雾是________（填物态变化名称）产生的。 (3)该“内能改变演示器”主要演示的是通过________方式改变内能。 【答案】(1) 升高 增加 乙 (2)液化 (3)做功 【详解】（1）关闭C处阀门，用打气筒通过气嘴向装置内打气，对管内气体做功，机械能转化为内能，所以管内气体内能增加，温度升高；这个过程对应的是热机的压缩冲程。由图2可知，甲图进气门关闭、排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程；乙图进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；丙图进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程；丁图进气门、排气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程；故此过程对应乙冲程。 （2）打开处阀门，处软塞飞出，是管内气体对软塞做功，内能转化为机械能，管内气体温度降低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠，也就是白雾。 （3）打气时对气体做功、打开阀门时气体对软塞做功，都是通过做功的方式改变内能。 21．(5分)（2026·广东深圳·一模）跨学科实践：制作简易汽轮机模型 【项目提出】 （1）热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制作简易汽轮机模型。 【项目实施】 （2）设计并制作：设计方案如图所示。向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用橡皮泥将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。 （3）测试实验：点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 ①汽轮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。 （4）实验改进： ①同学们在测试过程中，发现加热很长时间后，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。以下几种解决方案中你认为可行的是________。 A．增加酒精灯的高度，用其内焰加热 B．更换一个更细的喷嘴 C．降低小风扇的高度，使喷嘴对准风扇的中心 【答案】 内能 机械能 外 加热时间不足，无法产生足够的水蒸气 B 【详解】[1][2]点燃酒精灯，酒精燃烧，化学能转化为水的内能，水吸热汽化形成水蒸气，水蒸气喷出时推动扇叶转动，内能转化为机械能，所以汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→内能→机械能。 [3]内燃机是燃料在气缸内燃烧的热机，而此汽轮机模型中，燃料（酒精）在易拉罐外部燃烧，属于外燃机。 [4]加热很长时间后扇叶才开始转动，与水蒸气的量有关，加热时间不足，无法产生足够的水蒸气。 [5]A．酒精灯内焰温度低，增加酒精灯高度用内焰加热，会使加热效率降低，不能解决蒸汽喷射力不足问题，故A错误。 B．更换更细的喷嘴，可增大蒸汽的流速，从而增大蒸汽喷射力，故B正确。 C．降低小风扇高度使喷嘴对准风扇中心，不能改变蒸汽喷射力大小，故C错误。 故选B。 五、综合应用题（本题共3小题，共24分） 22．(9分)（25-26九年级下·安徽合肥·阶段检测）某高校科研人员根据西藏地区太阳辐射强、供暖周期长等特点，为藏区某县设计了太阳能供暖蓄热系统。该系统由集热、蓄热和供暖三部分组成，其基本工作过程如图所示。集热板白天接收太阳辐射时，其内部水温升高，然后通过热交换器，使蓄水箱内水温升高，再通过水泵将热水送入用户。集热板无法供热时，蓄水箱与热交换器之间阀门关闭。晴天时，集热板获得的内能不仅能满足县城用户全天24小时的取暖需求，同时富余的内能可储存在蓄水箱中，用以解决阴雨天集热板无法供热的问题，实现“不用煤，不用气，不用电，温暖整个县城千家万户！”同学们用所学初中物理知识对该系统某一天的数据进行了简单的分析，为便于计算，工作过程和相关数值均做了简化处理，如下表所示。不计集热板到蓄水箱之间的管道、热交换器的热损失。[水的比热容为J/（kg·℃），水的密度为kg/m3] 集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量 集热板面积 蓄水箱全天持续供暖输出能量（含用户得到的内能、蓄水箱和供暖管道的热损失） (1)若这一天光照时长为10h，集热板的光热转化效率为60%，则集热板中的水获得的内能是多少？ (2)若一天10h集热板中获得的内能，一方面通过蓄水箱对用户全天持续供暖，另一方面使得蓄水箱内水的温度最终升高了10℃。请分析计算该蓄水箱的容积至少是多少？ (3)假设该县城用户均采用地暖供热。根据地暖供热标准，用户的进水温度不低于40℃。若这一天持续供暖结束后，蓄水箱水温为48℃，接下来为连续阴雨天气，请你通过计算分析，蓄水箱储存的内能是否还能为县城用户按标准持续供暖3天？（计算结果保留一位小数） 【答案】(1)J (2)m3 (3)不能 【详解】（1） 集热板接收的太阳辐射能量为 由可得，集热板中的水获得的内能为 （2） 通过蓄水箱对用户全天持续供暖后剩余能量为 由可得，蓄水箱内水的质量为 由可得，蓄水箱的容积为 （3） 蓄水箱降低温度可以放出的热量为 可以供暖的天数 所以蓄水箱储存的内能不能为县城用户按标准持续供暖3天。 23．(8分)（24-25九年级上·广东广州·期末）某智轨电车采用了储氢系统和大功率燃料电池系统。某次测试中，智轨电车在某段平直公路上行驶的40s内，其速度与时间、动力与时间的关系图像分别如图甲、乙所示。 (1)0~10s，动力做功，求动力做功的功率； (2)求智轨电车在匀速直线运动阶段，动力做的功； (3)智轨电车的机械能由电能转化所得，若此过程氢燃料电池供电，氢燃料电池把化学能转化为电能的效率为50%，氢燃料的热值为，求此过程消耗氢燃料的质量。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）动力做功的功率 （2）由图甲可知，在 内，电车的速度保持 不变，此阶段为匀速直线运动。该阶段持续的时间 由图乙可知，在 内，电车受到的动力 匀速直线运动阶段通过的路程 匀速直线运动阶段动力做的功 （3）由可知，氢燃料完全燃烧放出的热量 根据可知，消耗氢燃料的质量 24．(7分)（2026·广东深圳·三模）阅读短文，回答问题。 鲲龙AG600：中国航空工业的水中蛟龙与空中鲲鹏 2025年2月28日，大型水陆两栖飞机AG600“鲲龙”取证前全部试飞科目圆满完成。2025年5月10日，AG600批产首架机在珠海金湾总装下线。如图1所示，AG600主要用于大型灭火和水上救援，可以从地面起飞和降落，也可以从水面起飞和降落。AG600具有载重量大、航程远、续航时间长的特点，其各项参考数据见下表： AG600水陆两栖飞机采用单船身、悬臂上单翼布局形式；选装四台WJ6发动机，采用前三点可收放式起落架。AG600水上飞机在执行森林灭火任务时，可在20秒内汲水12000千克， 飞机可在水源与火场之间多次往返，投水灭火。在执行水上救援任务时，飞机最低稳定飞行高度50米，并可在水面上停泊实施救援行动，一次最多可救护50名遇险人员。 AG600“鲲龙”不仅是中国航空工业的一次重要里程碑，也为后续研发积累了宝贵经验。我们期待在未来能看到更多科技创新成果，为中国航空事业的发展注入新的动力。 表1 动力系统 单台发动机功率约3120kW 最大平飞速度 500km/h 空载总质量 41.5t 最大航程、航时 4500km，12h 最大汲水量 12t (1)“鲲龙”上天是超级洒水车，“鲲龙”入海秒变救护船，其动力系统基本原理是将________能转化为螺旋桨的________能，为救援任务提供动力。图2中，选出汽油机的工作过程与其能量转化相同的是________；若汽油机飞轮的转速2400r/min，则该汽油机每秒对外做功________次。 (2)“鲲龙”AG600大型水陆两栖飞机的发动机采用二级空气冷却系统，其中最主要的冷却方式是发动机压气机抽取的大量空气中，有一小部分会被引导至涡轮叶片、涡轮盘等高温部件周围，形成一层冷却气膜，这是用_______方式改变发动机内能。 (3)在执行某次任务过程中，汲满水的AG600从水面爬升至80m高的空中，飞机对所汲的水做功________J。 (4)AG600飞机发动机燃油热效率约为40%，飞机使用的航空燃油的热值为。AG600水平匀速飞行时其所受阻力与速度的关系如表2所示，若AG600以300m/s水平匀速飞行，消耗燃油40kg，可飞行_______km。 表2 速度m/s 60 80 90 空气阻力f/N 【答案】(1) 内 机械 A 20 (2)热传递 (3) (4)7.47/7.5 【详解】（1）飞机的发动机属于热机，工作时将燃料燃烧产生的内能转化为螺旋桨转动的机械能，为飞机提供动力。 [3]A两气门关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是做功冲程，能量转化为内能转化为机械能，和飞机动力系统能量转化一致；B进气门打开，是吸气冲程；C排气门打开，是排气冲程；D两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能。因此选A。 汽油机飞轮转速为，四冲程汽油机中飞轮每转2圈对外做功1次，因此每秒对外做功次数为次。 （2）低温冷却空气在高温部件周围形成气膜，高温部件将热量传递给低温空气，是通过热传递的方式改变发动机的内能。 （3）汲满水的质量，爬升高度，飞机对水做功等于克服水重力做的功 （4）由表格数据可得，阻力与速度平方成正比，即，计算比例系数 当时，阻力 飞机匀速飞行，牵引力与阻力平衡，即 燃油完全燃烧放热 由热效率公式，得有用功 由得飞行路程： 第 1 页 共 19 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十四章《内能的利用》培优拔高测试卷 （本试卷共24题，80分，建议考试时间为80分钟） 注意事项 1. 答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2. 答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3. 考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题（本题共9小题，每小题2分，共18分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～9题有多项符合题目要求，全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分） 1．（25-26九年级上·山西运城·阶段检测）关于热机，下列说法正确的是（　　） A．蒸汽机、柴油机、抽水机都属于热机 B．做功冲程存在着化学能转化为内能的过程 C．汽油机的效率通常高于柴油机 D．一般情况下汽油机汽缸内物质的压缩程度大于柴油机，其功率也更大 2．（25-26九年级上·河南焦作·期中）如图所示是四冲程汽油机的工作示意图，下列描述错误的是（     ） A．甲做功冲程燃气的内能转化为活塞的机械能 B．乙排气冲程活塞向上运动，把废气排出气缸 C．丙吸气冲程活塞向下运动，空气进入气缸 D．丁压缩冲程活塞向上运动，燃料混合物被压缩，活塞的机械能转化为燃料混合物的内能 3．（2025·山东东营·三模）关于内能，有以下四个观点，你认为正确的是（    ） ①热机在做功冲程中内能转化为机械能 ②当两个存在温度差的物体相互接触时，热量总是从温度高的物体转移到温度低的物体 ③0℃的水比0℃的冰内能大 ④做功和热传递对改变物体的内能是等效的 A．①②④ B．①②③ C．①③④ D．②③④ 4．（25-26九年级上·山东菏泽·期末）关于温度、比热容、热量、内能，下列说法正确的是（　　） A．燃料完全燃烧放出的热量的多少只与燃料的质量有关 B．外界对物体做功，物体内能增加，但温度不一定升高 C．物体内能减少，一定放出了热量 D．一个物体吸收了热量，如果质量、温度不变，意味着它的比热容增大了 5．（25-26九年级上·甘肃武威·期末）汽车发动机之一是汽油机。小明阅读了某汽车单缸四冲程汽油机的说明书后，将汽油机的能量流向制成如图所示。则下列说法正确的是（   ） A．汽油机的压缩冲程把燃料燃烧产生的内能转化为机械能 B．如果该汽油机的飞轮转速是，则它每秒钟对外做功30次 C．利用废气的能量及减小摩擦是提高该汽油机效率的有效途径 D．该汽油机的效率为 6．（25-26九年级上·陕西咸阳·期末）如图甲是某型号可充电台灯风扇，图乙是台灯风扇经历充电和工作时的主要能量流向图。下列说法错误的是（　　） A．图乙中a、b均为电能 B．图乙中c为光能和内能 C．电池在充电时相当于用电器 D．能量转化过程中，能量的总量不断减少 7．（25-26九年级上·云南迪庆·期中）如图甲所示为我国002号航母“山东舰”上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在2s内达到起飞速度，如图乙所示为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断正确的是（　　） A．图甲中汽缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力 B．图甲中汽缸内的蒸汽推动活塞时，蒸汽的内能减小 C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图C所示的原理相似 D．若该汽油机的飞轮转速为2400r/min，则1秒可对外做功20次 8．（25-26九年级上·山东日照·期末）如图所示为气体打火机中的点火装置——压电点火器。当按下打火按钮时，会使压电材料两端分别出现异种电荷，通过相连的导线，在打火机的排气嘴处放电产生电火花，从而点燃燃料。下列相关说法正确的是（　　） A．排气嘴处放电产生电火花时，电能转化为内能，使间的燃料达到着火点 B．按下打火按钮时，按钮下压压电材料，压电材料将电能转化为机械能 C．排气嘴喷出燃料的过程中，气体膨胀对外做功，气体的内能减小 D．燃料使用一半后，热值减少为原来的一半 9．（2026·河南南阳·二模）《天工开物》中描绘了我国古代造纸过程中将湿纸膜“透火焙干”的场景，如图所示，在巷中生火，使砖的温度升高，将一张张湿纸膜贴在砖墙上，湿纸膜就能快速变干，干透后揭下来就是成品纸了。对上述情景的分析正确的是（     ） A．湿纸膜贴在砖墙上不受摩擦力的作用 B．若木柴未完全燃烧会导致能量不守恒 C．湿纸膜能快速变干是因为温度越高，蒸发越快 D．砖温升高是通过热传递的方式改变了砖的内能 二、填空题（本题共6小题，每空1分，共12分） 10．（24-25九年级上·辽宁丹东·阶段检测）一台汽油机每秒内对外做功10次，则汽油机每秒内完成___________个冲程，飞轮的转速为___________。 11．（2026·黑龙江哈尔滨·三模）汽油机汽缸在某时刻的状态如图甲所示，这是____________冲程，如图乙是汽油机的能量流向图，可算出它的热机效率为____________。 12．（25-26九年级上·江苏宿迁·期中）当今氢燃料客车使用比例越来越高。已知某氢燃料客车热机效率为50%。若60g氢燃料完全燃烧释放的能量用来驱动客车行驶，做的有用功是________J。若释放的这些热量全部被水吸收，可将50kg水从20℃升到________℃。（，）。 13．（24-25九年级上·福建泉州·阶段检测）小轩同学在家里用一张纸折成纸锅，加上水，如图所示。纸锅中水的质量为200g，利用蜡烛将水从20℃加热到70℃时，水需要吸收_________J的热量，在这个过程中，燃烧蜡烛放出的热量_________（选填“大于”、“小于”或“等于”）水吸收的热量。 14．（2026·陕西咸阳·模拟预测）如图甲为一种经常在喜庆场合使用的手持礼炮，其结构简化图如图乙所示。使用时，气罐内的高压气体推动纸筒内的彩条沿纸筒方向快速喷出，此过程中，气体的内能________（选填“增加”或“减少”），与内燃机工作的________冲程能量转化相同。若某单缸四冲程汽油机飞轮转速为2400r/min，则该汽油机每秒对外做功________次。 15．（2025·河北石家庄·一模）氢能利用是新能源利用的新潮流，是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。如图13所示是某品牌氢能自行车，一次性充满0.03kg氢气，能以一定速度匀速骑行56km。若车与骑行者总质量为90kg，骑行时受到的阻力为总重的0.06倍。此次骑行过程中氢气的利用效率是________；这些氢气完全燃烧产生的热量最多可以使标准气压下质量为25kg、温度为20℃的水的温度升高____℃。[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），氢气热值约为1.4×108J/kg，g取10N/kg]    三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分） 16．（25-26九年级上·山西太原·阶段检测）请在图中坐标系中画出某种燃油（其热值为）的热值与其完全燃烧所放出的热量Q的关系图像。 17．（25-26九年级上·贵州安顺·期中）如图所示，这是四冲程内燃机做功冲程的示意图，请在图中活塞上的O点处画出该冲程活塞的运动方向。 四、实验探究题（本题共4小题，共22分） 18．(6分)（2026·黑龙江哈尔滨·二模）小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知。（注：燃料完全燃烧放热用计算，某燃料的热值用表示；其质量用表示）。自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见下表： 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃ 煤油 25 44 菜籽油 25 34 (1)为了保证实验结论可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的_______相同；另外，甲乙两烧杯内水的质量要_______（选填“相等”或“不相等”）。 (2)分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是_______。 (3)小明同学想用这种实验方案和公式算出煤油和菜籽油的热值，利用此实验方法计算出的热值将比真实值_______（选填“偏大”或“偏小”），出现这种现象的原因有两点：①燃料不能_______。②燃料燃烧放出的热并不能完全被_______吸收。 19．(6分)（2026·江苏南通·二模）小明用图甲所示装置进行热学探究。 ①取200g的碎冰放入烧杯中，用酒精灯加热至沸腾后得到水温T随时间t变化的图像，如图乙中的a。 ②使用同样的装置，换用等质量的食用油实验，得到图乙中的b。 ③用该酒精灯测量酒精的热值。 (1)冰熔化过程中温度_____；撤去酒精灯后，水逐渐停止沸腾，说明水沸腾时需要_____； (2)实验中，要使食用油和水升高相同的温度，需要对_____加热更长时间。水从20℃加热至沸腾，消耗2g酒精，若不计热损失和水的质量变化，则酒精的热值q=_____J/kg。已知水的比热容； (3)实验中将水从20℃加热至沸腾后继续加热2min才熄灭，则所测酒精的热值将____ （选填“偏大”“偏小”或“不变”），理由是____。 20．(5分)（2026·广东深圳·二模）如图1为自制的“内能改变演示器”。其装置只有左端管道开口，处为气嘴，处为管内温度显示屏，处为管道阀门，处为橡胶软塞。 (1)关闭处阀门，用打气筒通过气嘴向装置内打气，能观察到处温度显示屏示数________（选填“升高”“降低”或“不变”），管内气体内能________（选填“增加”“减少”或“不变”），此过程相当于图2中热机的________（选填“甲”“乙”“丙”或“丁”）图的工作冲程。 (2)打气筒向装置内压入一定气体后，打开处阀门，观察到处软塞飞出，同时管内出现白雾，白雾是________（填物态变化名称）产生的。 (3)该“内能改变演示器”主要演示的是通过________方式改变内能。 21．(5分)（2026·广东深圳·一模）跨学科实践：制作简易汽轮机模型 【项目提出】 （1）热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制作简易汽轮机模型。 【项目实施】 （2）设计并制作：设计方案如图所示。向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用橡皮泥将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。 （3）测试实验：点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 ①汽轮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。 （4）实验改进： ①同学们在测试过程中，发现加热很长时间后，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。以下几种解决方案中你认为可行的是________。 A．增加酒精灯的高度，用其内焰加热 B．更换一个更细的喷嘴 C．降低小风扇的高度，使喷嘴对准风扇的中心 五、综合应用题（本题共3小题，共24分） 22．(9分)（25-26九年级下·安徽合肥·阶段检测）某高校科研人员根据西藏地区太阳辐射强、供暖周期长等特点，为藏区某县设计了太阳能供暖蓄热系统。该系统由集热、蓄热和供暖三部分组成，其基本工作过程如图所示。集热板白天接收太阳辐射时，其内部水温升高，然后通过热交换器，使蓄水箱内水温升高，再通过水泵将热水送入用户。集热板无法供热时，蓄水箱与热交换器之间阀门关闭。晴天时，集热板获得的内能不仅能满足县城用户全天24小时的取暖需求，同时富余的内能可储存在蓄水箱中，用以解决阴雨天集热板无法供热的问题，实现“不用煤，不用气，不用电，温暖整个县城千家万户！”同学们用所学初中物理知识对该系统某一天的数据进行了简单的分析，为便于计算，工作过程和相关数值均做了简化处理，如下表所示。不计集热板到蓄水箱之间的管道、热交换器的热损失。[水的比热容为J/（kg·℃），水的密度为kg/m3] 集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量 集热板面积 蓄水箱全天持续供暖输出能量（含用户得到的内能、蓄水箱和供暖管道的热损失） (1)若这一天光照时长为10h，集热板的光热转化效率为60%，则集热板中的水获得的内能是多少？ (2)若一天10h集热板中获得的内能，一方面通过蓄水箱对用户全天持续供暖，另一方面使得蓄水箱内水的温度最终升高了10℃。请分析计算该蓄水箱的容积至少是多少？ (3)假设该县城用户均采用地暖供热。根据地暖供热标准，用户的进水温度不低于40℃。若这一天持续供暖结束后，蓄水箱水温为48℃，接下来为连续阴雨天气，请你通过计算分析，蓄水箱储存的内能是否还能为县城用户按标准持续供暖3天？（计算结果保留一位小数） 23．(8分)（24-25九年级上·广东广州·期末）某智轨电车采用了储氢系统和大功率燃料电池系统。某次测试中，智轨电车在某段平直公路上行驶的40s内，其速度与时间、动力与时间的关系图像分别如图甲、乙所示。 (1)0~10s，动力做功，求动力做功的功率； (2)求智轨电车在匀速直线运动阶段，动力做的功； (3)智轨电车的机械能由电能转化所得，若此过程氢燃料电池供电，氢燃料电池把化学能转化为电能的效率为50%，氢燃料的热值为，求此过程消耗氢燃料的质量。 24．(7分)（2026·广东深圳·三模）阅读短文，回答问题。 鲲龙AG600：中国航空工业的水中蛟龙与空中鲲鹏 2025年2月28日，大型水陆两栖飞机AG600“鲲龙”取证前全部试飞科目圆满完成。2025年5月10日，AG600批产首架机在珠海金湾总装下线。如图1所示，AG600主要用于大型灭火和水上救援，可以从地面起飞和降落，也可以从水面起飞和降落。AG600具有载重量大、航程远、续航时间长的特点，其各项参考数据见下表： AG600水陆两栖飞机采用单船身、悬臂上单翼布局形式；选装四台WJ6发动机，采用前三点可收放式起落架。AG600水上飞机在执行森林灭火任务时，可在20秒内汲水12000千克， 飞机可在水源与火场之间多次往返，投水灭火。在执行水上救援任务时，飞机最低稳定飞行高度50米，并可在水面上停泊实施救援行动，一次最多可救护50名遇险人员。 AG600“鲲龙”不仅是中国航空工业的一次重要里程碑，也为后续研发积累了宝贵经验。我们期待在未来能看到更多科技创新成果，为中国航空事业的发展注入新的动力。 表1 动力系统 单台发动机功率约3120kW 最大平飞速度 500km/h 空载总质量 41.5t 最大航程、航时 4500km，12h 最大汲水量 12t (1)“鲲龙”上天是超级洒水车，“鲲龙”入海秒变救护船，其动力系统基本原理是将________能转化为螺旋桨的________能，为救援任务提供动力。图2中，选出汽油机的工作过程与其能量转化相同的是________；若汽油机飞轮的转速2400r/min，则该汽油机每秒对外做功________次。 (2)“鲲龙”AG600大型水陆两栖飞机的发动机采用二级空气冷却系统，其中最主要的冷却方式是发动机压气机抽取的大量空气中，有一小部分会被引导至涡轮叶片、涡轮盘等高温部件周围，形成一层冷却气膜，这是用_______方式改变发动机内能。 (3)在执行某次任务过程中，汲满水的AG600从水面爬升至80m高的空中，飞机对所汲的水做功________J。 (4)AG600飞机发动机燃油热效率约为40%，飞机使用的航空燃油的热值为。AG600水平匀速飞行时其所受阻力与速度的关系如表2所示，若AG600以300m/s水平匀速飞行，消耗燃油40kg，可飞行_______km。 表2 速度m/s 60 80 90 空气阻力f/N 第 1 页 共 19 页 学科网（北京）股份有限公司 $