第14章内能的利用单元测试卷2026-2027学年人教版物理九年级全一册

**基本信息** 《第14章 内能的利用》单元卷，以长征火箭、氢能源汽车等科技前沿及蒸蛋器、粽子制作等生活情境为载体，覆盖内能转化、热机效率、热值等核心知识点，适配初中物理单元复习，注重物理观念与科学探究能力考查。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|10|内能转化实例、热值比较、内燃机冲程|结合2025年火箭发射考参照物与内能，图像分析热值大小| |填空题|5|热机效率计算、能量流向分析|以汽车能量转化图、蒸蛋器蒸汽推动风车考做功冲程| |实验题|1|气体热胀冷缩、凝华、做功冲程|用易拉罐设计4个递进实验，探究内能与机械能转化| |计算题|1|功率、热效率综合计算|结合汽车行驶过程，考查功率公式与热效率应用| |简答题|1|能量守恒定律|以永动机设想设问，强化能量转化与守恒观念|

第14章 内能的利用 单元测试卷 一、单选题 1．下列事例中，属于内能转化为机械能的是 A．用打气筒打气，气筒壁发热 B．内燃机做功冲程中，燃气对外做功 C．冬天对手哈气，手的温度升高 D．锯木头时，锯条发热 2．如图所示是完全燃烧A、B两种燃料的质量与放出的热量的图象，由图象可知，A、B两种燃料的热值大小关系是 A．qA＜qB B．qA＝qB C．qA＞qB D．无法比较 3．关于柴油机与汽油机，下列叙述错误的是（    ） A．柴油机气缸顶端有一个喷油嘴而没有火花塞 B．在压缩冲程中，都将机械能转化为内能 C．柴油机吸气冲程中吸入气缸中的是空气 D．一个工作循环中柴油机做两次功，比汽油机多一个做功冲程 4．2025年4月11日，长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心发射，成功将通信技术试验卫星十七号发射升空。下列说法正确的是（　　） A．火箭搭载着卫星升空的过程中，以卫星为参照物，火箭是静止的 B．火箭发动机工作过程中的热机效率是100% C．火箭“体内”的液氢燃料温度低至，内能为零 D．火箭的燃料燃烧得越充分，热值越大 5．质量为1kg的甲、乙、丙三种燃料，温度都升高时，吸收热量如图1，完全燃烧放出的热量如图2，下列说法正确的是（　　） A．甲的热值小于乙 B．乙的比热容大于丙 C．甲、乙燃料的温度都降低1℃时，甲放出的热量多 D．完全燃烧2kg的甲燃料放出的热量是4.2×104J 6．如图所示是学校小制作比赛中的作品自制蒸汽机，烧瓶瓶口的橡皮塞上插着“”型喷管，喷管的最上端通过球形磁铁吸到铁架台上，使烧瓶可以自由转动。当加热至水沸腾，水蒸气从喷嘴喷出，烧瓶开始快速旋球形磁铁转。下列说法正确的是（　　） A．酒精灯中的酒精未完全燃烧时，酒精的热值变小 B．烧瓶中的水温度升高，内能增大是通过热传递的方式实现的 C．水蒸气喷出时对喷管做功，内能增大 D．此实验的原理等效内燃机压缩冲程，此时机械能转化为内能 7．关于四冲程的内燃机，下列说法不正确的是（    ） A．燃料燃烧时，化学能转化为内能 B．吸气冲程、压缩冲程、排气冲程是靠飞轮的惯性来完成的 C．压缩冲程是把内能转化为机械能 D．做功冲程是利用汽缸内高温高压气体的内能做功，把内能转化为机械能 8．“端午节”是中国四大传统节日之一、临近节日，小明妈妈选择品质优良的竹叶、江米、红枣等材料，制作了美味的“粽子”。下列制作过程中的说法正确的是（　　） A．闻到“粽子”的香味是食材扩散到空气中 B．炖煮“粽子”是利用做功的方法使“粽子”的内能增加 C．用高压锅更容易煮熟“粽子”，是因为增大气压，提高了水的沸点 D．用高压锅炖煮过程中，蒸汽推开限压阀的过程类似于内燃机的压缩冲程 9．2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热机效率达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。下列关于四冲程柴油机的说法错误的是（    ） A．给外界提供动力的是做功冲程 B．压缩冲程中机械能转化为内能 C．柴油机的热机效率不可能达到 D．若该柴油机飞轮的转速为，则柴油机在内对外做功30次 10．如图所示为四冲程汽油机工作示意图，下列说法正确的是（　　） A．在一个工作循环中，工作过程依次是丁、乙、丙、甲 B．乙图冲程能量转化是内能转化为机械能 C．丙图中汽缸内气体温度在降低 D．丁冲程是吸气冲程，吸入的是空气 二、填空题 11．如图所示，解放军某连战士在进行单兵火箭筒发射演练。火箭弹发射过程中，可透过轻薄的玻璃纤维筒壁看见火焰。火药燃烧释放大量的能量，推动火箭弹加速运动，该过程相当于内燃机的_______冲程。此过程中，火箭筒的内能_______。 12．某辆行驶的小轿车，其正常工作时的能量转化情况如图所示。若输入的化学能为4000J，输出的动能为600J，则输出的内能和声能共计______J；输出的有用能量是动能，则小轿车正常工作时的效率为______。 13．如图所示是厨房用的蒸蛋器，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的让风车转了起来，水蒸气推动风车的能量转化与汽油机___________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飞轮转速为3000r/min，则1s内该汽油机对外做功___________次，该汽油机工作时缸内燃气对活塞平均推力为2000N，活塞向下运动的距离是0.5m，则汽油机的功率是___________。 14．某牌号汽车发动机的能量流向如图所示，根据图表给出的信息，该汽车的效率为______。已知该汽车行驶120km，发动机牵引力做的有用功是，则消耗的汽油的质量是______kg（汽油的热值）。在现实生活中，我们经常会看到汽车行驶过程中冒“黑烟”，这时发动机的效率相对较______（选填“高”或“低”）。 15．2024年4月，两辆氢能源汽车实现了从北京到上海1500公里长距离运输测试，这是中国氢能源车辆首次大范围、长距离、跨区域的实际运输测试。该款氢能源汽车在公路上行驶 30km， 用时0.4h， 受到的牵引力1.4×103N， 消耗氢0.8kg， 则此过程中汽车行驶的平均速度为____ km/h， 利用氢能的效率为_____ 。（q 氢=1.4×108J/kg） 三、实验题 16．利用易拉罐做以下几个小实验； （1）如图1，向空易拉罐中插入透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱，把罐体放在热水中，可以看到油柱_____，这是利用气体的_____制作简易温度计； （2）如图2，在易拉罐中放入盐和敲碎的冰，用筷子轻轻搅拌半分钟，可以看到罐底出现“白霜”，这是空气中的水蒸气发生了_____现象； （3）如图3，将易拉罐底部开一圆孔倒出饮料，放入滴有酒精的小块脱脂棉花，轻轻晃动易拉罐，把电火花发生器紧紧塞进孔中，按动按钮，观察到罐子飞出去了，这个过程与汽油机的_____冲程能量转化方式一致； （4）如图4，在易拉罐中注入少量水，用酒精灯对易拉罐加热，待罐口出现白雾时将罐口堵住。撤去酒精灯让易拉罐冷却，观察到_______，说明了_______。 四、计算题 17．某小排量汽车以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶了36km。若已知该汽车发动机的功率（即牵引力的功率）为23kW，汽车发动机的热机效率为30%，汽油的热值为4.6×107J/kg。则在上述行驶过程中： （1）汽车所用的时间是多少？ （2）汽油完全燃烧放出多少热量？ （3）消耗了多少千克的汽油？ 五、简答题 18．如图所示是一种设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动带动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作。问： (1)水在实际下落的过程中，机械能会减少吗？ (2)这种永动机能不能一直工作下去？ (3)什么定律可以支持你的观点？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《第14章 内能的利用 单元测试卷》参考答案 1．B 【详解】A．用打气筒打气，活塞压缩空气做功，机械能转化为内能，气筒壁发热；故A不符合题意； B．内燃机做功冲程中，燃气对外做功，内能转化为机械能；故B符合题意； C．冬天对手哈气，是通过热传递的方式改变手的内能，手的温度升高；故C不符合题意； D．锯木头时，摩擦生热，克服摩擦做功，机械能转化成内能，锯条发热；故D不符合题意． 2．C 【详解】根据图象知道，燃烧相同质量A、B两种燃料，A放出的热量大于B放出的热量，由Q=mq知道，qA＞qB． 3．D 【详解】A．根据柴油机的构造可知，柴油机气缸顶端有一个喷油嘴而没有火花塞，故A正确，不符合题意； B．在压缩冲程中，活塞挤压气缸内的气体，对气体做功，将机械能转化为内能，故B正确，不符合题意； C．由柴油机的工作过程可知，柴油机吸气冲程中吸入气缸中的只有空气，故C正确，不符合题意； D．柴油机与汽油机，在一个工作循环中均做功1次，包含四个冲程，故D错误，符合题意。 故选D。 4．A 【详解】A．火箭搭载卫星升空过程中，火箭和卫星之间的位置没有改变，故火箭是静止的，故A正确； B．一切机械的效率都小于100%，火箭发动机的热机效率一定小于100%，故B错误； C．一切物体都有内能，内能为0的物体不存在，液氢燃料的内能一定大于0，故C错误； D．热值是燃料的特性，与燃料的种类和状态有关，与燃料是否充分燃烧无关，故D错误。 故选A。 5．B 【详解】A．据图2可知，质量相同的甲乙两燃料，完全燃烧，甲放出的热量大于乙放出的热量，根据可知，甲的热值大于乙的热值，故A错误； B．质量相同的乙丙两物质，升高相同的温度，即1℃，乙物质吸收的热量大于丙物质吸收的热量，根据可知，乙物质的比热容大于丙物质的比热容，故B正确； C．据图1可知，质量相同的甲、乙燃料升高相同的温度，乙物质吸收的热量大于甲物质吸收的热量，说明乙物质的比热容大，则都降低1℃时，根据可知，乙物质放出的热量大于甲物质放出的热量，故C错误； D．据图2可知，完全燃烧1kg甲物质放出的热量为，则完全燃烧2kg的甲燃料放出的热量是，故D错误。 故选B。 6．B 【详解】A．热值是燃料的一种性质，与燃烧程度无关，酒精灯中的酒精未完全燃烧时，酒精的热值不变，故A错误； B．烧瓶中的水吸收热量，  温度升高，内能增大是通过热传递的方式改变的，故B正确； C．烧瓶内水蒸气的内能会转化为烧瓶的机械能，烧瓶内水蒸气的内能减少，故C错误； D．烧瓶内水蒸气对外做功的过程中，内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程相同，故D错误。 故选B。 7．C 【详解】A．燃料燃烧时，通过化学反应将燃料的化学能转化为内能释放出来，故A正确，故A不符合题意； B．内燃机的四个冲程中，做功冲程是通过燃气推动活塞做功来完成的，吸气冲程、压缩冲程、排气冲程为辅助冲程，是靠飞轮的惯性来完成的，故B正确，B不符合题意； C．压缩冲程中，活塞压缩缸内气体，对气体做功，使气体温度升高，内能增大，是把机械能转化为内能，故C错误，C符合题意； D．做功冲程是利用燃料的内能推动活塞对外做功，把燃气的内能转化为机械能，故D正确，D不符合题意。 故选C。 8．C 【详解】A．分子在不停地做无规则运动，闻到“粽子”的香味是粽子的香味分子扩散到了空气中，故A错误； B．炖煮“粽子”时，锅温度较高，热量从锅传递给粽子，是利用热传递的方法使“粽子”的内能增加，故B错误； C．水的沸点随大气压的升高而升高，高压锅内气压高，提高了水的沸点，因此用高压锅更容易煮熟“粽子”，故C正确； D．内燃机的排气冲程中，进气门关闭，排气门打开，用高压锅炖煮过程中，蒸汽推开限压阀，相当于内燃机的排气冲程，故D错误。 故选C。 9．D 【详解】A．在做功冲程中，燃气燃烧对外做功，将内能转化为机械能，所以给外界提供动力的是做功冲程，故A正确，不符合题意； B．柴油机压缩冲程中，活塞压缩空气做功，使空气的内能增加、温度升高，这是通过做功的方式增加了空气的内能，故B正确，不符合题意； C．因为热机在工作过程中，不可避免地会有能量损失，如摩擦损失、散热损失等，所以柴油机的热机效率不可能达到100%，故C正确，不符合题意； D．由题意可知，该柴油机1s内飞轮的转动圈数为，因单缸四冲程柴油机的一个工作循环包括四个冲程，飞轮转两圈，对外做功一次，所以，该柴油机每秒内飞轮转动30圈，完成60个冲程，对外做功15次，故D错误，符合题意。 故选D。 10．B 【详解】BCD．甲图中进气门关闭，排气门打开，活塞上行，是排气冲程；乙图中气门都关闭，活塞下行，是做功冲程，内能转化为机械能；丙图中气门都关闭，活塞上行，是压缩冲程，活塞对汽缸内气体做功，机械能转化为内能，汽缸内气体温度升高，内能增大；丁图中进气门打开，排气门关闭，活塞下行，是吸气冲程，汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物。故B正确，CD错误； A．热机的四个冲程依次是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，即丁、丙、乙、甲，故A错误。 故选B。 11． 做功 增大 【详解】[1]内燃机的做功冲程中，燃料燃烧产生的高温高压气体推动活塞运动，将内能转化为机械能。火药燃烧是化学变化，火药的化学能转化为燃气的内能，使燃气温度升高，内能增加，燃气推动火箭弹运动，燃气内能转化为火箭弹的机械能，故火箭弹发射过程中，燃气推动火箭弹的运动与内燃机的做功冲程能量转化方式一致，其相当于内燃机的做功冲程。 [2]火药燃烧释放的热量部分会被火箭筒吸收，导致火箭筒温度升高，其内能增大。 12． 3400 15% 【详解】[1]由图知，输入的化学能E＝4000J，输出的动能E1＝600J，则输出的内能和声能为 [2]小轿车正常工作时的效率为 13． 做功 减小 25 2.5×104W 【详解】[1][2]高温的水蒸气推动风车转动，将水蒸气的内能转化成了风车的机械能；汽油机的做功冲程将燃气的内能转化为活塞的机械能，燃气的内能减小，所以水蒸气推动风车的能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同。 [3]四冲程汽油机飞轮转速3000r/min即50r/s，即汽油机飞轮每秒转50圈，由于四冲程内燃机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以1s内该汽油机对外做功25次。 [4]汽缸内燃气推动活塞一次所做的功 W=Fs=2000N×0.5m=1000J 由于1s内该汽油机对外做功25次，则做功一次所用的时间 汽油机的功率 14． 30% 10 低 【详解】[1]根据图表给出的信息，该汽车的效率为 η=100%-33%-30%-7%=30% [2]汽油完全燃烧放出的热量 消耗的汽油的质量 [3]有时会看到汽车行驶过程中冒“黑烟”，这是汽油在发动机内燃烧不充分，消耗燃料将会增加，有用功不变，由可知此时会降低发动机的效率。 15． 75 37.5% 【详解】[1]在这个过程中汽车行驶的平均速度 [2]牵引力做的功为W=Fs=1.4×103N×30×103m=4.2×107J 0.8kg氢完全燃烧放出的热量Q放=mq氢=0.8kg×1.4×108J/kg=1.12×108J 利用氢能的效率 16． 上升 热胀冷缩 凝华 做功 易拉罐变瘪了 大气压强的存在 【详解】（1）[1][2]在吸管内引入一小段油柱，把罐体放在热水中，密封罐内气体受热膨胀却不能排出，所以管内的油柱上升；温度不同，油柱的高度也不会不同，所以这是利用气体的热胀冷缩制作简易温度计的。 （2）[3]罐底出现“白霜”，这是空气中的水蒸气遇冷直接变成的小冰晶，是凝华现象。 （3）[4]电火花打火时，酒精气体燃烧体积膨胀，对外做功，使罐子飞出去，因此酒精燃烧后产生的燃气的内能转化为罐子的机械能，汽油机的做功冲程也是将内能转化为机械能，所以这与汽油机的做功冲程能量转化方式一致。 （4）[5][6]水吸热汽化成水蒸气，水蒸气把易拉罐内的空气排出，封住罐口，停止加热，罐内气体温度降低，气体压强减小，小于大气压，大气压将易拉罐压瘪。易拉罐被压瘪这个现象可以表明大气压强的存在。 17．（1）1800s；（2）1.38×108J；（3）3千克 【详解】解：（1）根据公式可知汽车所用的时间 （2）已知，汽车发动机的功率 P=23kW=23000W 则整个运动过程汽车牵引力做功 W有=Pt=23000W×1800s=4.14×107J 汽油完全燃烧放出的热量 （3）根据热量计算公式，可知消耗的汽油 答：（1）汽车所用的时间是1800s； （2）汽油完全燃烧放出1.38×108J的热量； （3）消耗了3千克的汽油。 18．(1)机械能会减少 (2)该永动机不能一直工作下去 (3)能量守恒定律可以支持这一观点 【详解】（1）机械能包括动能和势能（重力势能、弹性势能），在只有动能和势能相互转化的理想情况下，机械能的总量保持不变。但在实际情况中，水下落时会受到空气阻力的作用，同时水流冲击叶片的过程中，部分机械能会转化为叶片和水的内能（比如摩擦生热），还有少量机械能会以声音的形式散失（比如水流冲击的声音）。这些转化出去的能量无法再全部恢复为水的机械能，所以水在实际下落过程中，机械能会减少。 （2）这种永动机的设计思路是让水流冲击叶片带动抽水器，将低处的水抽回高处，从而实现循环工作。但结合小问 1 的分析，水在下落过程中机械能会不断减少，导致水流冲击叶片的能量越来越小。叶片获得的能量减少后，带动抽水器抽水时，能抽到高处的水的量会逐渐减少，或者抽水的高度会逐渐降低，无法维持最初将水抽到足够高度的状态。随着时间推移，机械能的损失会不断累积，最终整个装置会因为能量不足而停止运转，所以这种永动机不能一直工作下去。 （3）能量守恒定律指出：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。这种永动机的设想试图让系统在没有外部能量补充的情况下，持续循环工作并对外输出能量（或维持自身运转），但实际上在运转过程中，机械能不断转化为内能、声能等其他形式的能量，这些能量无法再全部转化为推动装置循环的机械能，导致系统内可利用的机械能逐渐减少，违背了能量守恒定律。因此，能量守恒定律可以支持“这种永动机不能一直工作下去”的观点。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $