第14章 内能的利用 单元测试卷-2026-2027学年九年级全一册物理人教版

**基本信息** 本单元卷聚焦初中物理“内能的利用”，通过多样化题型覆盖热机冲程、热值计算、能量转化等核心知识点，注重物理观念建构与科学探究能力培养，适配单元复习巩固。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10/30|扩散现象、热机冲程、热值效率|结合沙漠温差等生活实例，辨析物理观念| |填空题|7/34|热机冲程、能量转化、热值计算|联系火箭发射等科技情境，强化能量观念| |实验探究题|1/8|比较燃料热值|设计控制变量实验，培养科学探究能力| |解答题|1/8|燃料热值比较|通过图像分析，提升科学思维| |计算题|3/20|热量计算、效率分析|结合氢能自行车等实际应用，体现社会责任|

第14章 内能的利用 一．选择题（共10小题，满分30分，每小题3分） 1．（3分）下列说法正确的是（　　） A．冷水中的墨水比热水中的墨水扩散得慢，表明扩散快慢跟温度有关 B．一根铁丝很难被拉断，表明固体分子间存在相互作用的斥力 C．热机工作时可以将燃料中的化学能全部转化为机械能 D．沙漠的昼夜温差很大的主要原因是沙石的比热容较大 2．（3分）如图所示为某四冲程内燃机的一个工作循环中的四个冲程。其中，将内能转化为机械能的冲程是（　　） A． B． C． D． 3．（3分）关于热值和热机的效率，下列说法正确的是（　　） A．使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率 B．热机使用燃料的热值越大，热机的效率就越高 C．1kg某种燃料燃烧放出的热量在数字上等于该燃料的热值 D．蒸汽机、汽油机和柴油机三种热机相比较，通常蒸汽机的效率更高一些 4．（3分）如图是一种新型的风光互补照明灯，它头顶小风扇，肩扛太阳能电池板，腰胯照明灯，脚踏蓄电池，下列解释正确的是（　　） A．利用风力发电将电能转化为机械能 B．太阳能电池板将太阳能转化为电能 C．照明灯工作时，LED灯是将机械能转化为光能蓄电池 D．夜晚放电时将电能转化为化学能 5．（3分）关于四冲程汽油机和柴油机，下列说法错误的是（　　） A．汽油机和柴油机都属于内燃机 B．汽油机和柴油机使用的燃料不同 C．压缩冲程中，汽油机的压缩程度比柴油机的大 D．柴油机比汽油机经济，但是比较笨重 6．（3分）密度定义式由于写成如图所示的样式，而被称为“物理最美公式”。下列关于该公式的说法中正确的是（　　） A．由公式可知物质的密度由其质量与体积共同决定 B．质量一定时，某种物质的密度与体积成反比 C．单位体积某种物质的质量越大，密度越小 D．单位质量某种物质的体积越大，密度越小 7．（3分）关于功率，下列说法中正确的是（　　） A．由可知，功率跟功成正比，所以只要做功多，功率就大 B．由可知，功率跟时间成反比，所以只要时间短，功率就大 C．功率大的机器比功率小的机器做功多 D．若甲每小时做的功比乙每小时做的功多，则甲的功率比乙的功率大 8．（3分）如图所示是甲、乙两种燃料完全燃烧时的Q﹣m图像，请问哪种燃料燃烧时释放热量的本领强（　　） A．甲燃料燃烧时释放热量的本领强 B．乙燃料燃烧时释放热量的本领强 C．甲、乙燃料燃烧时释放热量的本领一样强 D．条件不足，无法判断 9．（3分）汽车发动机之一是汽油机，汽油的热值为4.6×107J/kg，阅读了某汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图，下列回答正确的是（　　） A．该内燃机的效率为70% B．利用废气的能量及减小摩擦是提高热机效率的有效途径 C．1kg的汽油燃烧一定能够释放4.6×107J的能量 D．汽车行驶一段时间后，油箱内剩余汽油的热值变小 10．（3分）如图甲、乙所示，相同烧杯装有质量相等的水，分别用a、b两种燃料进行加热，燃料完全燃烧的质量分别为ma、mb且ma：mb＝2：1。此过程中，甲、乙烧杯中水的温度与加热时间的关系如图丙所示，若同一杯水单位时间内吸收的热量相同，不计热量损失和水质量的变化，则下列说法正确的是（　　） A．甲、乙烧杯中的水从开始加热至刚沸腾时吸收的热量之比为3：5 B．整个过程中，燃料a、b完全燃烧放出的热量之比为5：3 C．甲、乙烧杯中的水在相同时间内吸收热量之比为10：9 D．燃料a、b的热值之比为5：9 二．填空题（共7小题，满分34分） 11．（6分）如图是汽油机工作的 　 　 冲程。汽油在燃烧的过程中，其热值 　 　 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。油机工作时要产生大量的热，通常采用水循环将热量带走，这是利用水 　 　 较大的特点。 12．（6分）火箭发射加速升空的过程中，燃料通过燃烧将 　 　 能转化为燃气的内能，燃气对火箭做功，又将内能转化为火箭的 　 　 能，火箭的机械能 　 　 。（选填“增大”、“减小”或“不变”） 13．（4分）有—箱质量为5kg木炭，其热值为3.4×107J/kg，若木炭完全燃烧，放出的热量为 　 J。若用掉一半，剩下的木炭的热值为 　 J/kg。 14．（4分）完全燃烧0.1m3的天然气放出的热量是 　 　 J；若这些热量的20%被4kg的液体吸收。使其温度升高50℃，则该液体的比热容是 　 　 J/（kg•℃）。 15．（4分）如图所示，将水加热至沸腾后，塞子被冲出，此过程的能量转化方式与汽油机的 　 　 冲程相同。若单缸四冲程汽油机飞轮转速为1200r/min，则1s内对外做功 　 　 次。 16．（6分）请完成下列实验有关的填空。 （1）如图甲所示，红墨水在热水中比在冷水中扩散快，说明分子做无规则运动快慢与 　 　 有关。 （2）如图乙所示，用细线把很干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面，记下测力计的读数F1；然后使玻璃板水平接触水面，稍稍向上拉玻璃板，在玻璃板离开水面之前，弹簧测力计的读数为F2，则F2　 　 F1（选填“＞”、“＜”或“＝”），这个现象说明分子间存在 　 　 。 （3）如图丙，是一种设想中的永动机。你可以根据 　 　 定律，判断出这种设想中的永动机不能一直工作下去。 17．（4分）（1）有一箱木炭，它的质量为10kg，热值为3.4×107J/kg。若用掉一半，剩下木炭的热值为 　 　 J/kg，燃烧半箱木炭最多放出热量 　 　 J。 （2）用某型号天然气热水器烧水，完全燃烧热值为3.2×107J/m3的天然气0.125m3，放出热量 　 J。 三．实验探究题（共1小题，满分6分，每小题8分） 18．（8分）如图所示，小王为比较不同燃料的热值，选用如所示两套装置进行实验。 （1）他分别在加热器中放入质量相同的不同燃料1和2，同时点燃后对质量和初温相等的两种液体加热，直至燃料完全燃烧。小王设计的方案存在明显的缺陷，请你改正。答：　 　 ； （2）改正后，他可以通过 　 　 来比较不同燃料完全燃烧放出热量的多少； （3）实验后，小王用图甲中的实验器材又做了一次实验，根据实验数据利用公式Q吸＝cm（t﹣t0）算出了水吸收的热量，再用这个热量及消耗燃料的质量算出了燃料1的热值，算出的燃料1热值 　 （选填“准确”或“不准确”），理由是 　 　 。 四．解答题（共1小题，满分8分，每小题8分） 19．（8分）为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲烧杯内水的初温和质量相同，实验中忽略热量的损失。 （1）实验前调整铁夹A的位置，其目的是使 　 　 （选填“石棉网”或“温度计”）处于适当的高度。 （2）实验中应控制燃料燃烧的 　 　 （选填“时间”或“质量”）相同，根据 　 　 比较燃料燃烧放出热量的多少。 （3）小明选用了燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽时，小明记下了各个时刻烧杯中水的水温，并绘制了如图乙所示的图象，则可初步判断燃料 　 　 的热 值大。 （4）另一组的小华也用图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，比较燃料c和燃料d的热值，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，在燃料燃尽后也画出了水的温度随时间变化的图象如图丙所示。分析图象可知燃料c燃烧10min放出的热量 　 　 （选填“大于“等于”或“小于”）燃料d燃烧15min放出的热量。 （5）你认为根据图丙 　 　 （选填“能”或“不能”）比较两种燃料热值的大小。 五．计算题（共3小题，满分20分） 20．（6分）用节能天然气灶给水加热，壶内装有初温为20℃质量为1kg的水。加热过程中，水温随时间变化情况如图所示[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。 求：（1）加热2min水的温度升高了多少？ （2）加热2min水吸收了多少热量？ 21．（6分）小红在实验室利用电加热器加热，完成了冰的熔化实验，并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线（如图所示）。实验时，冰的质量为1kg，相同时间内物质吸收的热量相同。水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。求： （1）BC段冰吸收的热量； （2）在CE段，水吸收了1.26×105J的热量，水温升高了多少℃？ （3）如果CE段用天然气进行加热，水的吸热效率为60%，需要燃烧多少m3天然气？（天然气的热值为7×107J/m3） 22．（8分）如图，是某品牌氢能自行车，一次性充满0.02kg氢气，最多能匀速骑行50km，氢能自行车与骑行者总重为840N，骑行时受到的阻力为自行车与骑行者总重的0.05倍，氢气的热值为1.4×108J/kg。求：氢气的利用效率。 参考答案与试题解析 一．选择题（共10小题，满分30分，每小题3分） 1．【解答】解：A、不同的物质，在相互接触时彼此进入对方的现象是扩散现象，扩散的快慢跟温度有关，温度越高，扩散越快；滴入热水中的墨水比滴入冷水中的墨水扩散得快，说明温度越高，分子运动越剧烈，故A正确； B、由于分子间存在引力，因此一根铁丝很难被拉断，故B错误； C、内燃机工作时，并不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功，转化为机械能，有很大一部分能量在工作过程中损耗掉了，故C错误； D、根据Q＝cmΔt，质量和吸收相同热量时，沙漠地区主要是沙石，沙石的比热容小，沙石的温度变化量大，所以昼夜温差大，故D错误。 故选：A。 2．【解答】解：A、甲图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，没有能量的转化，故A错误； B、乙图中两个气门都关闭，火花塞点火，此时活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，故B正确； C、丙图中两个气门都关闭，此时活塞向上运动，是压缩冲程，此冲程中机械能转化为内能，故C错误； D、丁图中排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程，没有能量的转化，故D错误。 故选：B。 3．【解答】解：A、提高热机效率的途径有：使燃料充分燃烧、减少废气带走的能量、使机械润滑减少克服摩擦做功，所以使燃料充分燃烧可提高热机效率，故A正确； B、热机效率是有用功占总功的比值，热机使用的燃料的热值越大，相同质量的燃料产生的热量多，即总功大，热机效率不一定高，故B错误； C、完全燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值，选项中没有说明完全燃烧放出，故C错误； D、蒸汽机、汽油机和柴油机三种热机相比较，通常柴油机的效率更高一些，故D错误。 故选：A。 4．【解答】解：A、利用风力发电将风能转化为电能，故A错误； B、太阳能电池板将太阳能转化为电能，故B正确； C、照明灯工作时，LED灯是将电能转化为光能，故C错误； D、蓄电池夜晚放电时将化学能转化为电能，故D错误。 故选：B。 5．【解答】解：A、柴油机和汽油机都属于内燃机，故A正确； B、汽油机的燃料是汽油，柴油机的燃料是柴油，故B正确； C、压缩冲程中，汽油机的压缩程度比柴油机的小，故C错误； D、柴油机比汽油机经济，但是比较笨重，故D正确。 故选：C。 6．【解答】解：AB、物体的密度与物体的体积及质量无关，故AB错误； C、根据密度公式可知，单位体积某种物质的质量越大，密度越大，故C错误； D、根据密度公式可知，单位质量某种物质的体积越大，密度越小，故D正确。 故选：D。 7．【解答】解： AB、从公式P可知功率的大小与做功的多少和做功的时间都有关，故A、B错误， C、功率就是表示物体做功快慢的物理量，所以功率大，就表示做功快，但做功的多少还要看时间的长短，故C错误， D、已知做功的时间相同，甲做的功多，乙做的功少，所以甲的功率比乙的功率大，故D正确。 故选：D。 8．【解答】解：根据图象可知，相同质量的甲、乙两种燃料完全燃烧放出的热量关系：Q甲＞Q乙，即甲燃料燃烧放出热量的本领强，故A正确，BCD错误。 故选：A。 9．【解答】解：A、由图可知，该内燃机的效率η＝1﹣33%﹣30%﹣7%＝30%，故A错误； B、利用废气的能量及减小摩擦可以减小热机的能量损失，所以利用废气的能量及减小摩擦是提高热机效率的有效途径，故B正确； C、汽油的热值为4.6×107J/kg，即1kg的汽油完全燃烧能够释放4.6×107J的能量，如果不是完全燃烧，放出的热量会小于4.6×107J，故C错误； D、热值是燃料本身的一种特性，与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，汽车行驶一段时间后，油箱内剩余汽油的质量减小，但是汽油的热值不变，故D错误。 故选：B。 10．【解答】解： A、由题意和图像可知，甲、乙两烧杯中水的质量相等，水的初温相同、其末温也相同，且两杯水的比热容相同，则两杯水升高的温度相同，所以根据Q吸＝cmΔt可知，甲、乙烧杯中的水从开始加热至刚沸腾时吸收的热量相等，即吸收的热量之比为1：1，故A错误； BC、设每杯水从开始加热至刚沸腾时吸收的热量为Q， 由图像和题意可知，甲、乙烧杯中的水从开始加热到沸腾时，甲用时3min，乙用时5min，且同一杯水单位时间内吸收的热量相同，则甲杯中的水每分钟吸热为Q，乙杯中的水每分钟吸热为Q， 由此可知，甲、乙烧杯中的水在相同时间内吸收热量之比为Q：Q＝5：3，故C错误； 又由图像可知，整个过程中，甲杯中的水被加热4min，乙杯中的水被加热6min， 则整个过程中，两杯水吸收热量之比为Q甲吸总：Q乙吸总10：9， 不计热量损失和水质量的变化，则燃料完全燃烧放出的热量等于水吸收的热量，所以整个过程中，燃料a、b完全燃烧放出的热量之比Q放a：Q放b＝10：9，故B错误； D、由B可知，整个过程中，燃料a、b完全燃烧放出的热量之比为10：9，已知ma：mb＝2：1， 则燃料a、b的热值之比为： ：5：9，故D正确。 故选：D。 二．填空题（共7小题，满分34分） 11．【解答】解：（1）两个气阀关闭，活塞向下运动，是做功冲程，内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能； （2）热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关。汽油在燃烧过程中，剩下的汽油的热值不变； （3）汽车的散热器可用水做冷却剂，是因为水的比热容比较大，在升高相同的温度时可以吸收更多的热量，降低发动机的温度。 故答案为：做功；不变；比热容。 12．【解答】解：燃料燃烧是化学变化产生化学能使燃气温度升高内能增加，燃气向后喷发推动火箭运动产生机械能，火箭的机械能增大。 故答案为：化学；机械；增大。 13．【解答】解：5kg木炭完全燃烧放出的热量为Q放＝qm＝3.4×107J/kg×5kg＝1.7×108J； 热值是燃料的特性，不随质量改变而改变，因此用掉一半，剩下木炭的热值仍然是3.4×107J/kg； 故答案为：1.7×108；3.4×107。 14．【解答】解：（1）完全燃烧0.1m3的天然气放出的热量Q放＝Vq天然气＝0.1m3×3×107J/m3＝3×106J。 （2）这些热量的20%被4kg的液体吸收，Q吸＝20%×3×106J＝6×105J，Q吸＝cmΔt，c3×103J/（kg•℃）。 故答案为：3×106；3×103。 15．【解答】解：（1）将水加热至沸腾后，塞子被冲出，在此过程中内能转化为机械能，做功冲程也是把内能转化为机械能； （2）飞轮转速是1200r/min＝20r/s，表示每秒飞轮转动20圈，则该汽油机1s完成10个工作循环，要经过40个冲程，做功10次。 故答案为：做功；10。 16．【解答】解：（1）红墨水在热水中比在冷水中扩散快，说明分子做无规则运动快慢与温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈，扩散现象越明显； （2）因为玻璃和水接触在一起，并且玻璃分子和水分子间的距离在引力作用的范围内，故水分子和玻璃分子之间存在相互作用的引力，故向上拉玻璃板时，弹簧测力计的读数将变大。 （3）根据能量守恒定律可知：能量的利用过程，本质是能量的转移或转化过程，在转移或转化过程中，总量是不变的，永动机不可能制作成功，最根本的原因是违背了能量守恒定律。 故答案为：（1）温度；（2）＞；引力；（2）能量守恒。 17．【解答】解：（1）热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，因此剩下木炭的热值不变，即为3.4×107J/kg； 燃烧半箱木炭最多放出热量为： Q放＝mq炭＝5kg×3.4×107J/kg＝1.7×108J； （2）完全燃烧天然气放出的热量为： Q'放＝Vq气＝0.125m3×3.2×107J/m3＝4×106J。 故答案为：（1）3.4×107；1.7×108；（2）4×106。 三．实验探究题（共1小题，满分8分，每小题8分） 18．【解答】解：（1）为便于通过升高温度比较液体吸收的热量，应使用初温和质量相同的同种液体； （2）由以上分析可知，实验时应比较相同质量的两种燃料完全燃尽后液体升高的温度，即根据温度计上升的示数比较燃料热值的大小； （3）由于给水加热时有热损失，因此根据Q吸＝cm（t﹣t0）计算出水吸收的热量要比燃料1完全燃烧放出的热量小，利用这个热量计算出燃料1的热值偏小。 故答案为：（1）错误是对质量和初温相等的两种液体加热，应换用质量和初温相等的同种液体；（2）温度计上升的示数；（3）不准确；有热量损失（或燃料不可能完全燃烧）。 四．解答题（共1小题，满分8分，每小题8分） 19．【解答】解：（1）实验时要用火焰的外焰加热；调整铁夹A的位置，其目的是使石棉网处于适当的高度，方便用外焰加热； （2）实验中应控制燃料燃烧的质量相同，通过比较温度计上升的示数来比较燃料燃烧放出热量的多少； （3）由图乙知，当燃料燃尽时，图线b的温度变化大，说明相同质量的a、b燃料完全燃烧时b放出的热量多，则b的热值大； （4）图丙可知，燃料c燃烧10min放出的热量已经使水沸腾，燃料d燃烧15min放出的热量没有使水沸腾，表明c放出的热量多； （5）由图丙可知，两种燃料全部燃尽时，c燃料使水升高的温度更大，则c的热值大，故能比较热值的大小。 故答案为：（1）石棉网；（2）质量；温度计上升的示数；（3）b；（4）大于；（5）能。 五．计算题（共3小题，满分20分） 20．【解答】解： （1）如图可知，加热2min水的温度升高到30℃， 因此，加热2min水的温度变化量为：Δt＝t﹣t0＝30℃﹣20℃＝10℃； （2）加热 2min 水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×10℃＝4.2×104J。 答：（1）加热2min水的温度升高了10℃； （2）加热2min水吸收了4.2×104J的热量。 21．【解答】解：（1）冰熔化成水后，质量不变，即水的质量m水＝m冰＝1kg， CD段水吸收的热量：Q吸＝c水m水Δt水＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（10℃﹣0℃）＝4.2×104J； 由图可知，冰熔化过程持续了10min，水在CD段加热的时间也是10min，由于相同时间内水和冰吸收的热量相同，所以BC段吸收的热量等于水在CD段过程中吸收的热量：Q＝Q吸＝4.2×104J。 （2）由Q吸＝cmΔt可知，CE段水升高的温度： ΔtCE30℃； （3）如果CE段用天然气进行加热，利用η得天然气完全燃烧需要放出的热量为： Q放2.1×105J， 利用Q放＝Vq得需要燃烧天然气的体积为： V0.003m3。 答：（1）BC段冰吸收的热量4.2×104J； （2）在CE段，水吸收了1.26×105J的热量，水温升高了30℃； （3）如果CE段用天然气进行加热，水的吸热效率为60%，需要燃烧0.003m3天然气。 22．【解答】解：氢气完全燃烧放出的热量为： Q放＝mq＝0.02kg×1.4×108J/kg＝2.8×106J； 氢能自行车骑行时受到的阻力为： f＝0.05G＝0.05×840N＝42N， 由二力平衡的条件可知，骑行时发动机的牵引力等于阻力的大小：F＝f＝42N， 氢能自行车牵引力所做的有用功为： W＝Fs＝42N×50×103m＝2.1×106J； 氢气的利用效率为：η100%100%＝75%。 答：氢气的利用效率为75% 学科网（北京）股份有限公司 $