第十四章 内能与热机 单元测试卷-2026-2027学年沪科版物理九年级全一册

**基本信息** 初中物理第14章“内能与热机”单元卷，覆盖内能、热机、比热容等核心知识，通过情境化试题与梯度设计，落实物理观念、科学思维与探究能力，适配单元复习巩固与素养提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10题30分|内能影响因素、热机冲程、比热容应用|结合密度比热容数据（第7题）考查科学推理，辨析温度热量内能关系（第8题）强化物理观念| |填空题|10题26分|内能改变方式、物态变化、热量计算|融入《天工开物》失蜡法（第1题）体现文化传承，野外生存烤鹅卵石（第2题）联系实际应用| |实验探究题|2题24分|不同物质吸热能力、燃料热值特性|控制变量法（第1题）与数据分析（第2题）培养科学探究能力，引入热效率概念衔接实际问题| |计算题|2题20分|热量计算、内燃机功率|综合燃气热量与水吸热（第1题）、活塞做功与功率（第2题），考查综合应用能力|

第14章 内能与热机 一、选择题（本大题共10个小题，每个小题只有一个正确选项，每小题3分，满分30分 1．（3分）关于物体的内能，下列说法正确的是（　　） A．温度相等的1kg和100g水内能相同 B．在相同物态下，同一物体温度降低，其内能减少 C．物体内能增加，一定是从外界吸收了热量 D．物体内能减小，温度一定降低 2．（3分）下列现象中，通过做功的方式使物体内能增加的是（　　） A．热机的做功冲程中，气体推动活塞 B．水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起 C．阳光照射下，地表的温度升高 D．汽车行驶一段路程后，轮胎会发热 3．（3分）日常生活中，下列改变“手”内能的方式与其他三项不同的是（　　） A．向手吹气，手感觉凉爽 B．双手互搓，手感觉暖和 C．向手哈气，手感觉暖和 D．手拿热水袋，手感觉暖和 4．（3分）如图所示的是内燃机工作的一个循环，其四个冲程的顺序应当是（　　） A．乙、甲、丁、丙 B．甲、乙、丙、丁 C．乙、丁、甲、丙 D．甲、丁、乙、丙 5．（3分）下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况。关于对图中①②③④的补充正确的是（　　） A．①做功冲程  ②内能转化为机械能  ③压缩冲程  ④机械能转化为内能 B．①压缩冲程  ②内能转化为机械能  ③做功冲程  ④机械能转化为内能 C．①压缩冲程  ②机械能转化为内能  ③做功冲程  ④内能转化为机械能 D．①做功冲程  ②机械能转化为内能  ③压缩冲程  ④内能转化为机械能 6．（3分）下列现象或事例是利用内能做功的是（　　） A．花香扑鼻 B．钻木取火 C．热风车转动 D．用沙子炒干果 7．（3分）小东分析上表中的数据，其说法不正确的是（　　） 物质 密度（kg/m3） 比热容[J/（kg•℃）] 水 1.0×103 4.2×103 铜 8.9×103 0.39×103 铝 2.7×103 0.88×103 A．汽车的冷却液可以选水 B．质量相等的铜块和铝块，铜块的体积较大 C．体积相等的铜块和铝块，放出相等热量，铝块温度降低得较多 D．质量相等的铜块和铝块，升高相同温度，铝块吸热较多 8．（3分）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A．物体温度越低，内能越小，所以0℃的物体没有内能 B．物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变 C．两物体相互接触时，热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体 D．改变物体内能的方法有很多，但本质上只有做功和热传递两种方式 9．（3分）将50g、0℃的雪投入装有450g、40℃水的绝热容器中，发现水温下降6℃。那么在刚才已经降温的容器中再投入100g上述同样的雪，容器中的水温将又下降（　　） A．7℃ B．8℃ C．9℃ D．10℃ 10．（3分）大铁块的质量为20kg，温度为10℃；小铁块的质量为1kg，温度为50℃。将它们紧靠在一起，直到最后温度相同。在这个过程中（　　） A．小铁块的内能增加 B．小铁块变化的温度大于大铁块变化的温度 C．大铁块的内能减小 D．小铁块变化的温度小于大铁块变化的温度 二、填空题（本大题共10个小题，每空2分，满分26分） 1．（6分）《天工开物》中记载的精密铸造法——“失蜡法”，可追溯至春秋时期，做法是：制模→结壳→浇铸→成型。 （1）壳中包裹的蜡熔化过程中，内能变 　 　 。 （2）打磨成型过程中，铸件的内能增加是通过 　 　 方式实现的。 （3）铸件很难被压缩是因为分子间有 　 　 力。 2．（6分）野外生存训练中，小芳的鞋子踩在水中湿透了，她把一些鹅卵石在火堆中烤上一段时间，然后把它们放进鞋子中，湿鞋子很快变干。 （1）烤火过程中，鹅卵石的内能 　 　 （选填“增大”“减少”“不变”）。 （2）鞋子“变干”的过程发生的物态变化是 　 　 。此过程，鹅卵石 　 　 （选填“吸热”“放热”）。 3．（4分）某家庭利用煤气灶将50kg、20℃的水加热到60℃作为生活用热水，需燃烧0.8kg煤气。则：水吸收的热量 　 　 ；煤气灶烧水的效率 　 　 （已知水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值q＝4.2×107J/kg）。 4．（4分）如图是我国古代的取火器的模型图，把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来，这是通过 　 　 的方式，使筒内空气内能 　 　 温度达到艾绒的着火点。 5．（6分）小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量均为0.5kg的水和另一种液体进行对比实验，并用图象对实验数据进行了处理，如图所示，实验过程中，水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图象可以得出： （选填“甲”或“乙”）物质为水，另一种液体的比热容为 ，这种液体在0～15min内放出的热量为 。 三、实验探究题（本大题共2个小题，满分24分） 1．（8分）如图所示为“探究不同物质吸热能力”的实验装置。 （1）实验时应控制两个玻璃杯中两种液体 　 　 （选填“质量”或“体积”）相同，并选择两个规格 　 　 （选填“相同”或“不同”）的电加热器对两杯液体进行加热。 （2）实验中通过 　 　 （选填“做功”或“热传递”）的方式使A、B两种液体的内能增大，通过比较 　 　 （选填“加热时间”或“温度计示数”）反应物质吸收热量的多少，这属于科学探究中常见的 　 　 法。 （3）分析图乙可知，若使两者吸收相同的热量，则 　 　 液体升高的温度较多，　 　 液体吸热能力更强。（以上两空均选填“A”或“B”） 2．（16分）木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧，得到了下表的数据。 燃料的质量/g 100 200 300 400 燃料完全燃烧放出的热量 Q木柴/×106J 1.2 2.4 3.6 4.8 Q焦炭/×106J 3.0 6.0 9.0 12.0 Q木炭/×106J 3.4 6.8 10.2 13.6 （1）从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是 　 　 的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越 　 　 。 （2）从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料，　 　 和 　 　 的比值是不变的，这个不变的比值，反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称为 　 　 ，它是用来描述燃料完全燃烧时，释放热量能力大小的物理量。 （3）完全燃烧0.01m3的天然气放出的热量是 　 　 J；如果这些热量完全用于加热水，可使 　 　 kg的水温度升高10℃；实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多，原因是用燃气灶烧水时，除了水吸收的热量外，一部分传给了盛水容器，另外一部分传给了 　 　 （答一个即可）。[天然气的热值为4.2×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] （4）在烧水过程中，人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收，为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例，物理学中引入热效率来描述，我们总是希望它的值越 　 　 越好。 四、计算题（本大题共2个小题，满分20分） 1．（10分）用燃气灶烧水，燃烧0.5kg的煤气，使50kg的水从20℃升高到70℃．已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4.2×107J/kg。求： （1）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量。 （2）水吸收的热量。 （3）燃气灶烧水的效率。 2．（10分）某台单缸四冲程内燃机的活塞面积是120cm2，一个冲程是0.3m，做功冲程中燃气对活塞的平均压强是5×105Pa，曲轴的转速是300r/min．求： （1）内燃机每分钟做的功？ （2）其功率是多少？ 答案 一、选择题 1．【解答】解：A、水的内能不仅与温度有关，还和水的质量有关，所以温度相等的1kg水和100g水的内能不同，故A错误； B、在相同物态下，同一物体温度降低，内能会减少，故B正确； C、改变内能的方法有两种，做功和热传递；物体内能增加，可能是从外界吸收热量，也可能外界对它做功，故C错误； D、物体内能减小，温度不一定降低，例如晶体凝固时放出热量，内能减小，温度不变，故D错误。 故选：B。 2.【解答】解：A、热机的做功冲程中，气体推动活塞，气体内能减小，不符合题意； B、水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起，气体对壶盖做功，气体内能减小，不符合题意； C、阳光照射下，地表的温度升高，是通过热辐射使地表温度升高的，属于热传递改变内能，不符合题意； D、汽车行驶一段路程后，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故轮胎会发热，符合题意。 故选：D。 3.【解答】解：A、向手吹气，感觉手凉爽，热量由手转移到空气中，是通过热传递的方式改变物体内能的； B、搓手时两手摩擦做功，机械能转化为内能，手的内能增加，温度升高，是通过做功改变内能的； C、向手哈气，感觉手暖和，热量由水蒸气转移到手上，是通过热传递的方式改变物体内能的； D、手拿热水袋，感觉手暖和，热量由热水袋转移到手上，是通过热传递的方式改变物体内能的； 综上所述，B与其它三项改变内能的方式不同。 故选：B。 4．【解答】解：甲图中的气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程； 乙图中的进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程； 丙图中的排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程； 丁图中的气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程； 故正确的顺序是乙、甲、丁、丙。 故选：A。 5.【解答】解：热机的四个冲程，吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。压缩冲程中，活塞上升压缩气缸内的气体，使气体内能增大，即机械能转化为内能；做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，内能转化为机械能。 故选：C。 6．【解答】解： A、花香扑鼻是扩散现象，说明构成物质的分子不停地做无规则运动，故A不合题意； B、钻木取火是摩擦生热现象，是通过做功的方式增加物体内能，故B不合题意； C、热风车转动，是利用内能做功，内能转化为机械能，故C符合题意； D、用沙子炒干果，是通过热传递的方式增加物体的内能，故D不合题意。 故选：C。 7．【解答】解：A、汽车的冷却液可以选水，因为水比热容大，故A正确； B、质量相等的铜块和铝块，铜块的体积较小，m＝ρV，密度和体积成反比，故B错误； C、体积相等的铜块和铝块铜块质量大，根据公式Q＝cmΔt＝cρVΔt；可得放出相等热量，Δt铜＜Δt铝，故C正确； D、根据公式Q＝cmΔt，质量相等的铜块和铝块，升高相同温度，铝块吸热较多，故D正确； 故选：B。 8．【解答】解：A、一切物体在任何温度下都具有内能，所以0℃的物体仍具有内能，故A错误； B、内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，因此只有温度不变，当物体的质量、状态改变时，物体的内能可能改变，故B错误； C、发生热传递的条件是：有温度差，所以内能可自动地从高温物体转移到低温物体，内能大的物体的温度不一定高，故C错误； D、改变物体内能的方法有很多，但本质上只有做功和热传递两种方式，它们在改变内能能达到相同的效果，故D正确。 故选：D。 9．【解答】解：热水原来的温度t1＝40℃，热水和质量50g的雪混合后的温度为t′＝40℃﹣6℃＝34℃， 不计热量损失，Q放＝Q熔化吸+Q吸1， 设1kg0℃的雪，熔化成0℃的水时需吸收的热量为q熔化， 则第一次热平衡时，质量为m1、温度为0℃的雪与质量为450g的热水混合后，有： cMΔt1＝m1q熔化+cm1（t′﹣0℃）， 即：4.2×103J/（kg•℃）×0.45kg×6℃＝0.05kg×q熔化+4.2×103J/（kg•℃）×0.05kg×34℃ 解得：q熔化＝8.4×104J/kg； 第二次热平衡时，质量为m2、温度为0℃的雪与质量为（M+m1）的热水混合后，水温又要下降的温度为Δt， 则：c（M+m1）Δt＝m2q熔化+cm2[（t′﹣Δt）﹣0℃] 即：c（M+m1）Δt＝m2q熔化+cm2（t′﹣Δt） 即4.2×103J/（kg•℃）×（0.45kg+0.05kg）×Δt＝0.1kg×8.4×104J/kg+4.2×103J/（kg•℃）×0.1kg×（34℃﹣Δt） 解得：Δt＝9℃。 故选：C。 10．【解答】解：AC、热传递过程中，内能总是温度高的物体向温度低的物体传递，根据题意可知，小铁块的温度比大铁块的温度高，所以将它们紧靠在一起，内能从小铁块向大铁块传递，则小铁块的内能减小，大铁块的内能增加，故AC错误； BD、根据热平衡方程可知，小铁块放出的热量等于大铁块吸收的热量，比热容相等，而小铁块的质量小于大铁块的质量，根据Q＝cmΔt可知，小铁块的温度变化大于大铁块的温度变化，故B正确、D错误。 故选：B。 二、填空题 1．【解答】解：（1）蜡是非晶体，没有固定的熔点，壳中包裹的蜡熔化过程中，温度持续上升，内能变大； （2）打磨成型过程中，没有发生热传递，机器对铸件做功，使铸件的内能增加； （3）铸件很难被压缩，说明分子间存在斥力。 故答案为：（1）大；（2）做功；（3）斥。 2．【解答】解：（1）烤火过程中，鹅卵石吸热，温度升高，内能增大； （2）鞋子“变干”的过程是鞋子上的水变为水蒸气的过程，发生的物态变化是汽化；鹅卵石的温度降低，放热。 故答案为：（1）增大； （2）汽化；放热。 3．【解答】解：50kg、20℃的水加热到60℃需吸收的热量： Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（60℃﹣20℃）＝8.4×106 J； 0.8kg煤气完全燃烧放出的热量： Q放＝mq＝0.8kg×4.2×107J/kg＝3.36×107 J； （3）该燃气灶烧水的效率：η100%100%＝25%。 故答案为：8.4×106J；25%。 4．【解答】解：封闭的气体被推杆压缩过程中，活塞对气体做功，所以气体内能增加，则温度升高，达到艾绒的着火点，使艾绒燃烧起来。 故答案为：做功；增大。 5.【解答】解：（1）时间相等时，两种液体放出的热量相等，由图示可以看出，乙液体的温度降低的快，甲液体温度降低慢；利用热量的计算公式Q放=cmΔt可知，在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下，谁的温度降低得快，它的比热容小；所以，甲液体的比热容大，所以若A、B两种液体中，一种液体是水，则这种液体一定是甲液体，由图可知：液体的初温是60℃，放热15分钟后甲液体的末温是40℃，则水放出的热量：Q放=c水m水（t水-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×m×（60℃-40℃）。 （2）由题知，而水和液体的质量相同，即m水=m乙 c水m水Δt=c乙m（60℃-20℃）=4.2×103J/（kg•℃）×m×（60℃-40℃）。 解得c乙=2.1×103J/（kg•℃）。 （3）读图可得，乙在15min内由60℃降低到20℃，降低的温度是60℃-20℃=40℃， 所以乙放出的热量Q放=cmΔt=2.1×103J/（kg•℃）×0.5kg×40℃=4.2×104J。 故答案为：甲；2.1×103J/（kg•℃）；4.2×104J 三、实验探究题 1．【解答】解：（1）根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同（不同物质密度不同，根据m＝ρV，体积相同的不同物质质量不同），故实验时应控制两个玻璃杯中两种液体质量相同，根据转换法，选择两个规格相同的电加热器对两杯液体进行加热。 （2）实验中通过热传递的方式使A、B两种液体的内能增大，通过比较加热时间反应物质吸收热量的多少，这属于科学探究中常见的转换法。 （3）分析图乙可知，若使两者吸收相同的热量，则A液体升高的温度较多，根据比较吸热能力的方法，B液体吸热能力更强。 故答案为：（1）质量；相同；（2）热传递；加热时间；转换；（3）A；B。 2．【解答】解：（1）由表格中数据可知，完全燃烧质量相同的木柴、焦炭、木炭放出的热量不同；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越多； （2）对于同一种燃料，完全燃烧放出的热量与燃料的质量成正比，即放出热量与质量的比值不变；物理学中用热值表示燃料的这一特性； （3）完全燃料0.01m3的天然气放出的热量：Q放＝Vq＝0.01m3×4.2×107J/m3＝4.2×105J； 由题知Q吸＝Q放，由Q吸＝cmΔt得，水的质量：m10kg； 天然气完全燃烧放出的热量一部分被水吸收，还会被容器、空气吸收； （4）为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例，物理中引入的是热效率的概念，我们总是希望它的值越大越好。 故答案为：（1）不同；多；（2）完全燃烧放出热量；质量；热值；（3）4.2×105；10；空气；（4）大。 四、计算题 1．【解答】解： （1）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量： Q放＝m煤气q＝0.5kg×4.2×107J/kg＝2.1×107J； （2）水吸收的热量： Q吸＝cm（t﹣t0） ＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（70℃﹣20℃） ＝1.05×107J； （3）煤气灶的效率： η100%＝50%。 答： （1）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量为2.1×107J； （2）水吸收的热量为1.05×107J； （3）燃气灶烧水的效率为50%。 2．【解答】解：（1）燃气对活塞的平均压力：F＝pS＝5×l05Pa×120×10﹣4m2＝6000N； 一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W＝Fs＝6000N×0.3m＝1800J； 曲轴每转两圈对外做功一次，所以1min转动300周，要做功150次，所以内燃机每分钟做的功： W总＝150×1800J＝2.7×105J； （2）内燃机的功率：P4500W。 答：（1）内燃机每分钟做的功是2.7×105J； （2）其功率是4500W。 学科网（北京）股份有限公司 $