第14章 内能的利用（单元分层自测·能力提升卷）物理新教材人教版九年级全一册

**基本信息** 本单元卷聚焦九年级物理第14章“内能的利用”，通过太阳能路灯、氢发动机等真实情境，融合能量转化、热机效率等核心知识，强化能量观念与科学推理，适配单元复习与能力提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|11题/33分|能量转化（如太阳能路灯）、热机冲程、永动机辨析|结合科技情境（海浪发电航标灯），考查能量守恒与物理观念| |填空题|8小题/40分|热机转速计算、比热容应用、燃料热值|通过饮水鸟、汽油机工作循环，渗透科学本质观| |实验题|1题/12分|水和煤油吸热能力探究|设计控制变量实验，培养科学探究与数据处理能力| |计算题|2题/15分|效率计算（丁烷气炉）、功率与热值综合（阿波龙巴士）|联系生活实际，强化科学推理与社会责任|

2026-2027学年九年级全一册物理单元自测 第14章 内能的利用·能力提升 参考答案及评分标准 一、单选题（本题共11题，每题3分，共33分） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 C D D D A B D D D A C 二、填空题（本题共8小题，每空2分，共40分） 12． 不是 遵循 13．压缩 15 14．比热容 30 120 3600 15．25 1.505×107 16．空气 20 17．8.4×106 1×107 0.25 18．1200 8.28×104 8.28×105 19．化学能 70 三、实验题（每空2分，共12分） 20．(1)A处向上 天平 (2)质量 加热时间 (3)2.1×103 (4)42% 四、计算题（共15分） 21．（本题7分）(1)2.1×107J (2)8.4×105J (3)10% (4)约0.067kg 【详解】（1）一瓶丁烷气体完全燃烧放出的热量为Q放=m净q=250×10-3kg×8.4×107J/kg=2.1×107J（1分） （2）水吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2.5kg×(98℃-18℃)=8.4×105J（1分） （3）燃烧0.1kg的燃气放出的热量Q放'=m燃q=0.1kg×8.4×107J/kg=8.4×106J（1分） 轻质合金锅吸热的效率（1分） （4）烧开同样的水，水吸收的热量不变，仍为Q吸=8.4×105J 改用吸热效率为η铁=30%的铁锅，燃气完全燃烧放出的热量（1分） 需要燃烧的燃料质量（1分） 节省的燃料质量（1分） 22．（本题8分）(1)1.5×105Pa (2)1.38×106J (3)0.1kg 【详解】（1）已知空车质量为，，所以空车的重力为 则对路面的压力有（1分） 已知轮胎与地面接触面积为 对路面的压强有（1分） （2）车速 已知，又根据 则牵引力（1分） 牵引力所做的功（2分） （3）因为 则汽油放出的总热量（1分） 汽油热值q=4.6×107J/kg，根据 ，则需要消耗汽油的质量为（2分） 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年九年级全一册物理单元自测 第14章 内能的利用·能力提升 一、单选题（本题共11题，每题3分，共33分） 1．（本题3分）某路灯照明系统主要由太阳能电池板、蓄电池、控制器和LED灯具，灯杆及其它配件组成。太阳能电池白天对蓄电池充电，晚上该蓄电池再对LED灯供电，这些功能均由控制器调节管理，其能量转化过程如图所示。下列说法正确的是（   ） A．甲是“光能” B．蓄电池（白天）是“电源” C．乙是“电能” D．蓄电池（晚上）是“用电器” 2．（本题3分）下列关于能量转化和转移现象的说法中，正确的是（      ） A．用热水袋取暖时，内能转化为机械能 B．利用风力发电时，将电能转化为机械能 C．电动机工作时，机械能转化为电能 D．给蓄电池充电时，电能转化为化学能 3．（本题3分）如图所示，这是一种设想中的永动机，它通过高处的水冲击叶片，叶片转动对外做功，同时带动抽水器将水从低处抽到高处，从而循环工作。下列关于该永动机的分析正确的是（　　）    A．水下落的过程中将动能转化为重力势能 B．水流冲击叶片时，可将水具有的能量全部转化为叶片的动能 C．该永动机可以在现实中推广 D．这一设想不符合能量守恒定律 4．（本题3分）关于比热容和热值，下列说法正确的是（　　） A．，质量相等的水和煤油吸收相同的热量，水的温度升得更高 B．比热容与物体的质量、吸热多少、温度变化大小有关；燃料的热值只与燃料的种类有关 C．比热容与成正比，与的乘积成反比 D．同种物质的比热容不一定相同，同种燃料的热值一定相同 5．（本题3分）如图甲、乙分别是热机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（　　） A．甲图中活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高 B．甲图中气缸内的气体对活塞做功，气体的温度降低 C．由乙图可知该汽油机的效率是30% D．若燃料燃烧不充分，会降低燃料的热值 6．（本题3分）涵涵制作了水火箭，右图是简易原理图。使用打气筒向水火箭内不断打气，当内部气体压强增大到一定程度时，会使水从水火箭中向下喷出，从而使水火箭升空。你认为以下说法正确的是（   ） A．根据能量守恒定律可知，整个过程中水火箭的总能量保持不变 B．使用打气筒打气时的能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同 C．水火箭中的“水”是一种热值较大的燃料 D．水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程 7．（本题3分）汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中正确的是（    ） A．甲冲程是把内能转化为机械能 B．乙冲程是吸气冲程 C．丙冲程是把机械能转化为内能 D．丁冲程吸入的是汽油和空气混合物 8．（本题3分）人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示，其工作原理是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机带动发电机发电。那么（   ） A．当海水下降时，阀门K1开启，阀门K2关闭 B．当海水上升时，阀门K1关闭，阀门K2开启 C．当海水上升时，类似于汽油机的压缩冲程 D．当海水下降时，类似于汽油机的吸气冲程 9．（本题3分）小刚用天然气烧水，将水由20℃加热到40℃，使用天然气0.1m3，加热效率为84%，已知q天然气=3.6×107J/m3，ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg•℃），则加热的水为（　　） A．36m3 B．3.6m3 C．3.6kg D．36kg 10．（本题3分）两台汽油机，甲做的有用功是乙的1.5倍，甲的效率是25%，乙的效率是30%，那么甲与乙消耗的汽油的质量之比是（　　） A．9︰5 B．5︰8 C．5︰9 D．6︰5 11．（本题3分）氢发动机是用气态氢作为燃料，代替传统以汽油、柴油为燃料的内燃机，氢气燃烧的生成物为水。如图所示，这是氢发动机汽车，它的四冲程内燃机转速为1200r/min。该车在平直路面上以36km/h的速度匀速行驶，所受的阻力为800N，行驶5min消耗氢气0.15m3。（q氢气=4×107J/m3）下列说法正确的是（　　） A．氢气燃烧的生成物为水，所以氢发动机的效率可达100% B．该汽车氢发动机1s对外做功20次 C．该过程汽车牵引力做功的功率为8000W D．该氢发动机汽车的热机效率为80% 二、填空题（本题共8小题，每空2分，共40分） 12．（本题4分）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”；上下球通过管连通，乙醚流回下球，恢复甲图状态，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。 13．（本题4分）如图是四冲程汽油机工作循环中的________冲程，为了能够及时将汽油机工作时产生的大量热量带走，通常采用水循环的方式，这是利用了水的比热容较大的性质，已知该内燃机的飞轮转速为1800r/min，则1s内做功________次。 14．（本题6分）为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，用水来冷却汽缸是因为水的______较大。若此汽油机的汽缸活塞面积为，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为，转速为3600r/min，则该汽油机每秒钟对外做功______次，一个做功冲程中燃气对活塞做的功为______J，汽油机的平均功率为______W。 15．（本题4分）一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3000转/分，该柴油机活塞对外做功___________次。若其效率为，消耗的柴油转化成的机械能___________J。（） 16．（本题4分）汽油机和柴油机在吸气冲程吸入的物质不同，柴油机吸入的是 ___________；某小型单缸四冲程汽油机飞轮的转速为2400r/min，该汽油机每秒完成 ___________个吸气冲程。 17．（本题6分）天然气热水器将40kg的水从15℃加热到65℃，此过程中天然气完全燃烧释放热量的84%被水吸收，水吸收热量______J，天然气完全燃烧释放热量______J，需要消耗天然气______kg。（q=4×107J/kg） 18．（本题6分）某单缸四冲程汽油机在1s内完成了10个工作循环，则该汽油机工作时，飞轮的转速为______r/min｡此汽油机在一个工作循环中消耗了6g汽油（汽油的热值为4.6×107J/kg），已知这台汽油机的效率为30%，则它在一个工作循环中输出的有用机械能为______J，该汽油机的输出功率为______W。 19．（本题6分）燃料在工作时，通过燃烧将______转化为内能，柴油的热值为3. 3×107J/kg，完全燃烧0. 5kg柴油放出的热量是______，若不计热量损失，这些热量可以在标准大气压下将初温为30℃，质量为50kg的水温度升高______℃。[水的比热容为] 三、实验题（每空2分，共12分） 20．（本题12分）如图甲所示是小明探究水和煤油吸热能力的大小实验装置。（酒精灯规格相同） (1)在图甲中组装器材时，发现温度计的玻璃泡碰到了烧杯底，应适当将________（选填“A处向上”或“B处向下”）调整；要完成该实验，除了图甲、乙中所示的器材外，还需要的测量工具有秒表和________； (2)实验中应该取________相同的水和煤油；实验通过________反映它们吸收热量的多少； (3)根据实验数据，小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象如图丙，由图象可知，煤油的比热容为________J/[] (4)若实验中水的质量2kg，20min内实验用掉酒精20g，则酒精灯的效率是多少________?（） 四、计算题（共15分） 21．（本题7分）小夸春游时携带一个轻质合金锅、一台便携式丁烷气炉如图所示（内置一瓶新的燃气，参数如下表所示），野炊地水的沸点为98℃，测出当地水的温度为18℃，燃烧0.1kg的燃气可以将锅内2.5kg的水烧开，水的比热容为，求： 气瓶规格（尺寸/容量） 品名 总质量 净质量 主要成分 热值 神州 354g 250g 丁烷 8.4×107J/kg (1)一瓶丁烷气体完全燃烧放出的热量； (2)将锅内2.5kg的水烧开需要吸收的热量； (3)轻质合金锅吸热的效率； (4)若改用吸热效率为30%的铁锅，则同样烧开2.5kg的水能节省多少千克的燃料？ 22．（本题8分）如图所示是百度在全球的首款无人驾驶巴士“阿波龙”，其空车质量为3000kg，静止时轮胎与地面接触的总面积为。车满载时以36km/h的速度匀速直线行驶，发动机的输出功率为13.8kW。求：（，g取10N/kg） (1)“阿波龙”空车静止在水平路面上时，对路面的压强是多少？ (2)以36km/h的速度满载匀速直线行驶了1km牵引力做的功是多少？ (3)若该车用效率为30%的汽油机提供动力工作，且以36km/h的速度满载匀速直线行驶了1km，则需消耗多少千克汽油？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年九年级全一册物理单元自测 第14章 内能的利用·能力提升 一、单选题（本题共11题，每题3分，共33分） 1．（本题3分）某路灯照明系统主要由太阳能电池板、蓄电池、控制器和LED灯具，灯杆及其它配件组成。太阳能电池白天对蓄电池充电，晚上该蓄电池再对LED灯供电，这些功能均由控制器调节管理，其能量转化过程如图所示。下列说法正确的是（   ） A．甲是“光能” B．蓄电池（白天）是“电源” C．乙是“电能” D．蓄电池（晚上）是“用电器” 【答案】C 【详解】A． 白天，太阳能电池板将太阳能转化为电能，再转化为蓄电池的化学能，即甲是电能，故A错误； B． 白天，蓄电池充电时消耗电能，是用电器，不是电源，故B错误； C． 晚上，蓄电池将化学能转化为电能，再由LED灯转化为光能，即乙是电能，故C正确； D．晚上，蓄电池供电时提供电能，是电源，不是用电器，故D错误。   故选C。 2．（本题3分）下列关于能量转化和转移现象的说法中，正确的是（      ） A．用热水袋取暖时，内能转化为机械能 B．利用风力发电时，将电能转化为机械能 C．电动机工作时，机械能转化为电能 D．给蓄电池充电时，电能转化为化学能 【答案】D 【详解】A．利用热水袋取暖时，热水袋内能减少，人体吸收热量，人的内能变大，是内能的转移，故A错误； B．利用风力发电时，消耗风能，得到电能，是机械能转化为电能，故B错误； C．电动机工作时，消耗电能得到机械能，是电能转化为机械能，故C错误； D．蓄电池充电时，消耗电能得到化学能，是电能转化为化学能，故D正确。 故选D。 3．（本题3分）如图所示，这是一种设想中的永动机，它通过高处的水冲击叶片，叶片转动对外做功，同时带动抽水器将水从低处抽到高处，从而循环工作。下列关于该永动机的分析正确的是（　　）    A．水下落的过程中将动能转化为重力势能 B．水流冲击叶片时，可将水具有的能量全部转化为叶片的动能 C．该永动机可以在现实中推广 D．这一设想不符合能量守恒定律 【答案】D 【详解】A．水下落的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，故A错误； BC．机器对外做功的同时，又将低处的水抽往高处，由于摩擦的存在，只有一部分机械能转化为内能，同时机器又要对外做功，当高处的水全部流下后，机器只能将一部分水重新抽回高处，所以这种机器不能永远工作下去，不能在现实中推广，故BC错误； D．该永动机不可能实现，因为其违背了能量守恒定律，故D正确。 故选D。 4．（本题3分）关于比热容和热值，下列说法正确的是（　　） A．，质量相等的水和煤油吸收相同的热量，水的温度升得更高 B．比热容与物体的质量、吸热多少、温度变化大小有关；燃料的热值只与燃料的种类有关 C．比热容与成正比，与的乘积成反比 D．同种物质的比热容不一定相同，同种燃料的热值一定相同 【答案】D 【详解】A．由于，水的吸热本领更强，由可知，质量相等的水和煤油吸收相同的热量，煤油的温度升得更高，故A错误； B．比热容与物体的质量、吸热多少、温度变化大小无关，与物质的种类和状态有关；燃料的热值只与燃料的种类有关，故B错误； C．比热容与物体的质量、吸热多少、温度变化大小无关，比热容不与成正比，不与的乘积成反比，故C错误； D．同种物质的比热容不一定相同，如冰和水的比热容不同，燃料的热值只与燃料的种类有关，同种燃料的热值一定相同，故D正确。 故选D。 5．（本题3分）如图甲、乙分别是热机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（　　） A．甲图中活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高 B．甲图中气缸内的气体对活塞做功，气体的温度降低 C．由乙图可知该汽油机的效率是30% D．若燃料燃烧不充分，会降低燃料的热值 【答案】A 【详解】AB． 甲图中进排气门全关，活塞向上运动，为压缩冲程，压缩冲程中活塞对气缸内的气体做功，气缸内的气体温度升高，内能增加，故A正确，B错误； C． 乙图中，该汽油机的效率为 故C错误； D．热值为燃料的属性，与燃料是否完全燃烧无关，只与燃料的种类有关，故D错误。 故选A。 6．（本题3分）涵涵制作了水火箭，右图是简易原理图。使用打气筒向水火箭内不断打气，当内部气体压强增大到一定程度时，会使水从水火箭中向下喷出，从而使水火箭升空。你认为以下说法正确的是（   ） A．根据能量守恒定律可知，整个过程中水火箭的总能量保持不变 B．使用打气筒打气时的能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同 C．水火箭中的“水”是一种热值较大的燃料 D．水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程 【答案】B 【详解】A．整个过程中水火箭与外界发生了能量的转化和转移，因此，就水火箭而言，其能量不守恒，故A错误； B．使用打气筒打气时的能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同，都是压缩气体做功，将机械能转化为内能，故B正确； C．水火箭中的“水”不能燃烧，不属于燃料，故C错误； D．水从水火箭中喷出的过程中，内能转化为机械能，相当于内燃机的做功冲程，故D错误。 故选B。 7．（本题3分）汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中正确的是（    ） A．甲冲程是把内能转化为机械能 B．乙冲程是吸气冲程 C．丙冲程是把机械能转化为内能 D．丁冲程吸入的是汽油和空气混合物 【答案】D 【详解】A．甲图中，活塞向上运动，两个气门关闭，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故A错误； B．乙图中，活塞向上运动，进气关闭，排气门打开，是排气冲程，排出废气，故B错误； C．丙图中，活塞向下运动，两个气门关闭，是做功冲程，将内能转化为机械能，故C错误； D．丁图中，活塞向下运动，进气门打开，排气门关闭，是吸气冲程，吸入的是汽油和空气的混合物，故D正确。 故选D。 8．（本题3分）人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示，其工作原理是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机带动发电机发电。那么（   ） A．当海水下降时，阀门K1开启，阀门K2关闭 B．当海水上升时，阀门K1关闭，阀门K2开启 C．当海水上升时，类似于汽油机的压缩冲程 D．当海水下降时，类似于汽油机的吸气冲程 【答案】D 【详解】AD．当海水下降时‌：气室的容积增大，其内部气体压强减小，外界空气要流入气室。此时阀门K1应关闭，防止气室内空气流出；阀门K2应开启，让外界空气进入气室。这一过程类似于汽油机的吸气冲程（吸气冲程是将汽油和空气的混合物吸入气缸），故A不符合题意，D符合题意； ‌BC．当海水上升时‌：气室容积减小，压强增大，气室内空气应排出并推入工作室。此时阀门K1应开启（让气室内空气流出进入工作室），阀门K2应关闭（防止空气反向流入气室），这一过程类似于汽油机的排气冲程（排气冲程是将燃烧后的废气排出气缸），故BC不符合题意。 故选D。 9．（本题3分）小刚用天然气烧水，将水由20℃加热到40℃，使用天然气0.1m3，加热效率为84%，已知q天然气=3.6×107J/m3，ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg•℃），则加热的水为（　　） A．36m3 B．3.6m3 C．3.6kg D．36kg 【答案】D 【详解】天然气完全燃烧放出的热量Q放=q天然气V天然气=3.6×107J/m3×0.1m3=3.6×106J 水吸收的热量Q吸=ηQ放=84%×3.6×106J=3.024×106J 水的质量 水的体积 故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 10．（本题3分）两台汽油机，甲做的有用功是乙的1.5倍，甲的效率是25%，乙的效率是30%，那么甲与乙消耗的汽油的质量之比是（　　） A．9︰5 B．5︰8 C．5︰9 D．6︰5 【答案】A 【详解】甲、乙两台汽油机的效率分别是25%、30%，由热机效率公式可知，甲、乙两台汽油机燃烧放出的热量分别为 所以 又因为，在q相同时，甲与乙消耗的汽油的质量之比为9︰5。 故选A。 11．（本题3分）氢发动机是用气态氢作为燃料，代替传统以汽油、柴油为燃料的内燃机，氢气燃烧的生成物为水。如图所示，这是氢发动机汽车，它的四冲程内燃机转速为1200r/min。该车在平直路面上以36km/h的速度匀速行驶，所受的阻力为800N，行驶5min消耗氢气0.15m3。（q氢气=4×107J/m3）下列说法正确的是（　　） A．氢气燃烧的生成物为水，所以氢发动机的效率可达100% B．该汽车氢发动机1s对外做功20次 C．该过程汽车牵引力做功的功率为8000W D．该氢发动机汽车的热机效率为80% 【答案】C 【详解】A．由于存在能量的损失，所有的机器效率都会小于100%，所以氢发动机的效率不可能达到100%，故A错误； B．四冲程内燃机转速为1200r/min，合20r/s，即内燃机飞轮每秒转20圈，由于发动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，所以该汽车氢发动机1s对外做功10次，故B错误； C．汽车匀速行驶时，汽车的牵引力与受到的阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，汽车的牵引力 F=f=800N 汽车的速度 v=36km/h=10m/s 则该过程汽车牵引力做功的功率 故C正确； D．消耗的氢气完全燃烧放出的热量 Q放=Vq氢气=0.15m3×4×107J/m3=6×106J 汽车所做的有用功 W=Pt=8000W×5×60s=2.4×106J 发动机的热机效率 故D错误。 故选C。 二、填空题（本题共8小题，每空2分，共40分） 12．（本题4分）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”；上下球通过管连通，乙醚流回下球，恢复甲图状态，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。 【答案】 不是 遵循 【详解】[1][2]“饮水鸟”和外界有能量交换，不是凭空动起来的，因此根据能量守恒定律可知，“饮水鸟”不是永动机，其能量转化过程符合能量守恒定律。 13．（本题4分）如图是四冲程汽油机工作循环中的________冲程，为了能够及时将汽油机工作时产生的大量热量带走，通常采用水循环的方式，这是利用了水的比热容较大的性质，已知该内燃机的飞轮转速为1800r/min，则1s内做功________次。 【答案】 压缩 15 【详解】[1]由图可知，两个气门均关闭，活塞向上运动，压缩气体，是四冲程汽油机工作循环中的压缩冲程。 [2]内燃机的飞轮转速为1800r/min，则飞轮每秒转30r，因为飞轮转2圈做功一次，所以1s内做功15次。 14．（本题6分）为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，用水来冷却汽缸是因为水的______较大。若此汽油机的汽缸活塞面积为，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为，转速为3600r/min，则该汽油机每秒钟对外做功______次，一个做功冲程中燃气对活塞做的功为______J，汽油机的平均功率为______W。 【答案】 比热容 30 120 3600 【详解】[1]水的比热容较大，相同质量的水和其它物质相比，升高相同温度时，水吸收的热量更多，故用水来冷却汽缸。 [2]1min转动3600r，则每秒钟转60r，曲轴每转两圈对外做功一次，要做功30次。 [3]燃气对活塞的平均压力 F=pS=8.0×105Pa×30×10-4m2=2400N一个做功冲程中燃气对活塞做的功 W=Fs=2400N×50×10-3m=120J[4]汽油机的平均功率 15．（本题4分）一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3000转/分，该柴油机活塞对外做功___________次。若其效率为，消耗的柴油转化成的机械能___________J。（） 【答案】 25 1.505×107 【详解】[1]飞轮转速为 3000r/min=50r/s 即飞轮1s转50r，因为飞轮转2r，完成4个冲程，对外做功1次，所以飞轮转50r，对外做功25次。 [2]柴油完全燃烧放出的热量 Q放=mq柴油=1kg×4.3×107J/kg=4.3×107J 消耗的柴油转化成的机械能 W=ηQ放=35%×4.3×107J=1.505×107J 16．（本题4分）汽油机和柴油机在吸气冲程吸入的物质不同，柴油机吸入的是 ___________；某小型单缸四冲程汽油机飞轮的转速为2400r/min，该汽油机每秒完成 ___________个吸气冲程。 【答案】 空气 20 【详解】[1]四冲程柴油机在吸气冲程中吸入汽缸的是空气。 [2]汽油机一个工作循环，完成4个冲程，飞轮转动2圈，对外做功1次，而飞轮转速是2400r/min，则每秒飞轮转动40圈，汽油机每秒完成完成20个吸气冲程。 17．（本题6分）天然气热水器将40kg的水从15℃加热到65℃，此过程中天然气完全燃烧释放热量的84%被水吸收，水吸收热量______J，天然气完全燃烧释放热量______J，需要消耗天然气______kg。（q=4×107J/kg） 【答案】 8.4×106 1×107 0.25 【详解】[1]水吸收热量 Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(65℃-15℃)=8.4×106J [2]天然气放出的热量 [3]需要消耗天然气 18．（本题6分）某单缸四冲程汽油机在1s内完成了10个工作循环，则该汽油机工作时，飞轮的转速为______r/min｡此汽油机在一个工作循环中消耗了6g汽油（汽油的热值为4.6×107J/kg），已知这台汽油机的效率为30%，则它在一个工作循环中输出的有用机械能为______J，该汽油机的输出功率为______W。 【答案】 1200 8.28×104 8.28×105 【详解】[1]汽油机在1s内完成了10个工作循环，转了 则1min转动 则该汽油机工作时，飞轮的转速为1200r/min。 [2]已知汽油机在一个工作循环中消耗的汽油为 则汽油释放出的热量为 有用机械能为 [3]输出功率为 19．（本题6分）燃料在工作时，通过燃烧将______转化为内能，柴油的热值为3. 3×107J/kg，完全燃烧0. 5kg柴油放出的热量是______，若不计热量损失，这些热量可以在标准大气压下将初温为30℃，质量为50kg的水温度升高______℃。[水的比热容为] 【答案】 化学能 70 【详解】[1] 燃料燃烧时，发生化学变化，放出热量，将化学能转化为内能。 [2] 完全燃烧0.5kg柴油放出的热量为 [3] 不计热量损失，水升高的温度为 因为标准大气压下水的沸点为100℃，而，所以水实际升高的温度为 三、实验题（每空2分，共12分） 20．（本题12分）如图甲所示是小明探究水和煤油吸热能力的大小实验装置。（酒精灯规格相同） (1)在图甲中组装器材时，发现温度计的玻璃泡碰到了烧杯底，应适当将________（选填“A处向上”或“B处向下”）调整；要完成该实验，除了图甲、乙中所示的器材外，还需要的测量工具有秒表和________； (2)实验中应该取________相同的水和煤油；实验通过________反映它们吸收热量的多少； (3)根据实验数据，小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象如图丙，由图象可知，煤油的比热容为________J/[] (4)若实验中水的质量2kg，20min内实验用掉酒精20g，则酒精灯的效率是多少________?（） 【答案】(1)A处向上 天平 (2)质量 加热时间 (3)2.1×103 (4)42% 【详解】（1）[1]在图甲中组装器材时，发现温度计的玻璃泡碰到了烧杯底，这样会导致温度计测量的不是液体的温度，而是烧杯底的温度，因此应适当将A处向上调整，使温度计的玻璃泡完全浸没在液体中，且不能碰到容器底或容器壁。 [2]为了完成该实验，我们需要测量液体的温度、加热时间以及液体的质量。图甲、乙中所示的器材已经包括了温度计和酒精灯（用于加热），但还需要秒表来测量加热时间，以及天平来测量液体的质量。 （2）[1]实验中，为了比较水和煤油的吸热能力，我们需要控制它们的初始条件相同，即取质量相同的水和煤油。 [2]实验通过加热时间来反映它们吸收热量的多少，加热时间越长，说明吸收的热量越多。 （3）根据水和煤油的温度随加热时间变化的图象如图丙，由图象可知水的沸点是98℃，水和煤油的加热时间分别为20min和10min，由转换法，水、煤油的吸热之比为2：1，根据Q吸=cmΔt可知，在质量和升高的温度相同的情况下，吸热与比热容成正比得，煤油的比热容是 （4）若实验中水的质量m水​=2kg，20min内实验用掉酒精 m酒精​=20g=0.02kg 则酒精完全燃烧放出的热量为 水吸收的热量为 则酒精灯的效率为 四、计算题（共15分） 21．（本题7分）小夸春游时携带一个轻质合金锅、一台便携式丁烷气炉如图所示（内置一瓶新的燃气，参数如下表所示），野炊地水的沸点为98℃，测出当地水的温度为18℃，燃烧0.1kg的燃气可以将锅内2.5kg的水烧开，水的比热容为，求： 气瓶规格（尺寸/容量） 品名 总质量 净质量 主要成分 热值 神州 354g 250g 丁烷 8.4×107J/kg (1)一瓶丁烷气体完全燃烧放出的热量； (2)将锅内2.5kg的水烧开需要吸收的热量； (3)轻质合金锅吸热的效率； (4)若改用吸热效率为30%的铁锅，则同样烧开2.5kg的水能节省多少千克的燃料？ 【答案】(1)2.1×107J (2)8.4×105J (3)10% (4)约0.067kg 【详解】（1）一瓶丁烷气体完全燃烧放出的热量为Q放=m净q=250×10-3kg×8.4×107J/kg=2.1×107J（1分） （2）水吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2.5kg×(98℃-18℃)=8.4×105J（1分） （3）燃烧0.1kg的燃气放出的热量Q放'=m燃q=0.1kg×8.4×107J/kg=8.4×106J（1分） 轻质合金锅吸热的效率（1分） （4）烧开同样的水，水吸收的热量不变，仍为Q吸=8.4×105J 改用吸热效率为η铁=30%的铁锅，燃气完全燃烧放出的热量（1分） 需要燃烧的燃料质量（1分） 节省的燃料质量（1分） 22．（本题8分）如图所示是百度在全球的首款无人驾驶巴士“阿波龙”，其空车质量为3000kg，静止时轮胎与地面接触的总面积为。车满载时以36km/h的速度匀速直线行驶，发动机的输出功率为13.8kW。求：（，g取10N/kg） (1)“阿波龙”空车静止在水平路面上时，对路面的压强是多少？ (2)以36km/h的速度满载匀速直线行驶了1km牵引力做的功是多少？ (3)若该车用效率为30%的汽油机提供动力工作，且以36km/h的速度满载匀速直线行驶了1km，则需消耗多少千克汽油？ 【答案】(1)1.5×105Pa (2)1.38×106J (3)0.1kg 【详解】（1）已知空车质量为，，所以空车的重力为 则对路面的压力有（1分） 已知轮胎与地面接触面积为 对路面的压强有（1分） （2）车速 已知，又根据 则牵引力（1分） 牵引力所做的功（2分） （3）因为 则汽油放出的总热量（1分） 汽油热值q=4.6×107J/kg，根据 ，则需要消耗汽油的质量为（2分） 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 2026-2027学年九年级全一册物理单元自测 第14章 内能的利用·基础通关 满分100分，建议时长60分钟 一、单选题（本题共11题，每题3分，共33分） 1．（本题3分）某路灯照明系统主要由太阳能电池板、蓄电池、控制器和LED灯具，灯杆及其它配件组成。太阳能电池白天对蓄电池充电，晚上该蓄电池再对LED灯供电，这些功能均由控制器调节管理，其能量转化过程如图所示。下列说法正确的是（   ） A．甲是“光能” B．蓄电池（白天）是“电源” C．乙是“电能” D．蓄电池（晚上）是“用电器” 2．（本题3分）下列关于能量转化和转移现象的说法中，正确的是（      ） A．用热水袋取暖时，内能转化为机械能 B．利用风力发电时，将电能转化为机械能 C．电动机工作时，机械能转化为电能 D．给蓄电池充电时，电能转化为化学能 3．（本题3分）如图所示，这是一种设想中的永动机，它通过高处的水冲击叶片，叶片转动对外做功，同时带动抽水器将水从低处抽到高处，从而循环工作。下列关于该永动机的分析正确的是（　　）    A．水下落的过程中将动能转化为重力势能 B．水流冲击叶片时，可将水具有的能量全部转化为叶片的动能 C．该永动机可以在现实中推广 D．这一设想不符合能量守恒定律 4．（本题3分）关于比热容和热值，下列说法正确的是（　　） A．，质量相等的水和煤油吸收相同的热量，水的温度升得更高 B．比热容与物体的质量、吸热多少、温度变化大小有关；燃料的热值只与燃料的种类有关 C．比热容与成正比，与的乘积成反比 D．同种物质的比热容不一定相同，同种燃料的热值一定相同 5．（本题3分）如图甲、乙分别是热机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（　　） A．甲图中活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高 B．甲图中气缸内的气体对活塞做功，气体的温度降低 C．由乙图可知该汽油机的效率是30% D．若燃料燃烧不充分，会降低燃料的热值 6．（本题3分）涵涵制作了水火箭，右图是简易原理图。使用打气筒向水火箭内不断打气，当内部气体压强增大到一定程度时，会使水从水火箭中向下喷出，从而使水火箭升空。你认为以下说法正确的是（   ） A．根据能量守恒定律可知，整个过程中水火箭的总能量保持不变 B．使用打气筒打气时的能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同 C．水火箭中的“水”是一种热值较大的燃料 D．水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程 7．（本题3分）汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中正确的是（    ） A．甲冲程是把内能转化为机械能 B．乙冲程是吸气冲程 C．丙冲程是把机械能转化为内能 D．丁冲程吸入的是汽油和空气混合物 8．（本题3分）人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示，其工作原理是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机带动发电机发电。那么（   ） A．当海水下降时，阀门K1开启，阀门K2关闭 B．当海水上升时，阀门K1关闭，阀门K2开启 C．当海水上升时，类似于汽油机的压缩冲程 D．当海水下降时，类似于汽油机的吸气冲程 9．（本题3分）小刚用天然气烧水，将水由20℃加热到40℃，使用天然气0.1m3，加热效率为84%，已知q天然气=3.6×107J/m3，ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg•℃），则加热的水为（　　） A．36m3 B．3.6m3 C．3.6kg D．36kg 10．（本题3分）两台汽油机，甲做的有用功是乙的1.5倍，甲的效率是25%，乙的效率是30%，那么甲与乙消耗的汽油的质量之比是（　　） A．9︰5 B．5︰8 C．5︰9 D．6︰5 11．（本题3分）氢发动机是用气态氢作为燃料，代替传统以汽油、柴油为燃料的内燃机，氢气燃烧的生成物为水。如图所示，这是氢发动机汽车，它的四冲程内燃机转速为1200r/min。该车在平直路面上以36km/h的速度匀速行驶，所受的阻力为800N，行驶5min消耗氢气0.15m3。（q氢气=4×107J/m3）下列说法正确的是（　　） A．氢气燃烧的生成物为水，所以氢发动机的效率可达100% B．该汽车氢发动机1s对外做功20次 C．该过程汽车牵引力做功的功率为8000W D．该氢发动机汽车的热机效率为80% 二、填空题（本题共8小题，每空2分，共40分） 12．（本题4分）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”；上下球通过管连通，乙醚流回下球，恢复甲图状态，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。 13．（本题4分）如图是四冲程汽油机工作循环中的________冲程，为了能够及时将汽油机工作时产生的大量热量带走，通常采用水循环的方式，这是利用了水的比热容较大的性质，已知该内燃机的飞轮转速为1800r/min，则1s内做功________次。 14．（本题6分）为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，用水来冷却汽缸是因为水的______较大。若此汽油机的汽缸活塞面积为，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为，转速为3600r/min，则该汽油机每秒钟对外做功______次，一个做功冲程中燃气对活塞做的功为______J，汽油机的平均功率为______W。 15．（本题4分）一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3000转/分，该柴油机活塞对外做功___________次。若其效率为，消耗的柴油转化成的机械能___________J。（） 16．（本题4分）汽油机和柴油机在吸气冲程吸入的物质不同，柴油机吸入的是 ___________；某小型单缸四冲程汽油机飞轮的转速为2400r/min，该汽油机每秒完成 ___________个吸气冲程。 17．（本题6分）天然气热水器将40kg的水从15℃加热到65℃，此过程中天然气完全燃烧释放热量的84%被水吸收，水吸收热量______J，天然气完全燃烧释放热量______J，需要消耗天然气______kg。（q=4×107J/kg） 18．（本题6分）某单缸四冲程汽油机在1s内完成了10个工作循环，则该汽油机工作时，飞轮的转速为______r/min｡此汽油机在一个工作循环中消耗了6g汽油（汽油的热值为4.6×107J/kg），已知这台汽油机的效率为30%，则它在一个工作循环中输出的有用机械能为______J，该汽油机的输出功率为______W。 19．（本题6分）燃料在工作时，通过燃烧将______转化为内能，柴油的热值为3. 3×107J/kg，完全燃烧0. 5kg柴油放出的热量是______，若不计热量损失，这些热量可以在标准大气压下将初温为30℃，质量为50kg的水温度升高______℃。[水的比热容为] 三、实验题（每空2分，共12分） 20．（本题12分）如图甲所示是小明探究水和煤油吸热能力的大小实验装置。（酒精灯规格相同） (1)在图甲中组装器材时，发现温度计的玻璃泡碰到了烧杯底，应适当将________（选填“A处向上”或“B处向下”）调整；要完成该实验，除了图甲、乙中所示的器材外，还需要的测量工具有秒表和________； (2)实验中应该取________相同的水和煤油；实验通过________反映它们吸收热量的多少； (3)根据实验数据，小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象如图丙，由图象可知，煤油的比热容为________J/[] (4)若实验中水的质量2kg，20min内实验用掉酒精20g，则酒精灯的效率是多少________?（） 四、计算题（共15分） 21．（本题7分）小夸春游时携带一个轻质合金锅、一台便携式丁烷气炉如图所示（内置一瓶新的燃气，参数如下表所示），野炊地水的沸点为98℃，测出当地水的温度为18℃，燃烧0.1kg的燃气可以将锅内2.5kg的水烧开，水的比热容为，求： 气瓶规格（尺寸/容量） 品名 总质量 净质量 主要成分 热值 神州 354g 250g 丁烷 8.4×107J/kg (1)一瓶丁烷气体完全燃烧放出的热量； (2)将锅内2.5kg的水烧开需要吸收的热量； (3)轻质合金锅吸热的效率； (4)若改用吸热效率为30%的铁锅，则同样烧开2.5kg的水能节省多少千克的燃料？ 22．（本题8分）如图所示是百度在全球的首款无人驾驶巴士“阿波龙”，其空车质量为3000kg，静止时轮胎与地面接触的总面积为。车满载时以36km/h的速度匀速直线行驶，发动机的输出功率为13.8kW。求：（，g取10N/kg） (1)“阿波龙”空车静止在水平路面上时，对路面的压强是多少？ (2)以36km/h的速度满载匀速直线行驶了1km牵引力做的功是多少？ (3)若该车用效率为30%的汽油机提供动力工作，且以36km/h的速度满载匀速直线行驶了1km，则需消耗多少千克汽油？ 试题 第3页（共8页） 试题 第4页（共8页） 试题 第1页（共8页） 试题 第2页（共8页） 学科网（北京）股份有限公司 $