第十四章 内能的利用（高效培优·单元测试）物理新教材人教版九年级全一册

**基本信息** 人教版九年级“内能的利用”单元卷，以天舟十号、C919等科技前沿及《枫桥夜泊》文化素材为情境，覆盖热机原理、能量转化、比热容等核心知识，适配单元复习，注重物理观念与科学思维培养。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|16题32分|热机分类、能量转化、比热容|第1题结合火箭升空考运动状态，第8题辨析热值概念| |填空题|6题12分|热机冲程、热值计算|第18题联系唐诗考能量转化，第22题结合汽车节能考效率| |实验题|3题20分|比热容探究、热值比较|第23题通过沙水吸热实验解释海风成因，第24题控制变量法设计实验| |计算题|3题30分|热量计算、热效率|第26题结合航空加热系统算热效率，第28题关联冰熔化图像求比热容| |综合题|1题6分|热机工作原理|以C919涡轮发动机为情境，综合考查压缩冲程、效率计算|

第十四章 内能的利用 注意事项： 1．测试范围：人教版九年级全一册第14章。 2．考试时间：90分钟 试卷满分：100分。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共16小题，每小题2分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．2026年5月11日，搭载“天舟十号”货运飞船的“长征七号遥十一”运载火箭在文昌点火发射，此次“天舟十号”搭载的货物中有6项试验载荷。该火箭加速升空的过程中（     ） A．动能转化为重力势能 B．受到的大气压强变大 C．受到平衡力的作用 D．运动状态发生了改变 【答案】D 【详解】A．火箭加速升空时，速度增大所以动能增大，高度升高重力势能也增大，上述能量的增大来源于燃料燃烧释放的内能，是内能转化为机械能，故A不符合题意； B．大气压随海拔高度升高而减小，火箭升空过程中高度变高，受到的大气压强变小，故B不符合题意； C．物体受平衡力时会保持静止或匀速直线运动状态，火箭加速升空，运动状态改变，受力不平衡，故C不符合题意； D．物体运动状态改变包括动静的改变，速度大小和运动方向改变，火箭加速升空，速度不断变大，所以运动状态发生了改变，故D符合题意。 故选D。 2．“九三大阅兵”展示了我国陆海空三军的各式先进装备，下列装备中动力机械不属于热机的是（    ） A．歼-20S隐身战斗机 B．东风-61导弹搭载车 C．电动洗扫车 D．99B主战坦克 【答案】C 【详解】A．歼-20S 的动力系统是喷气式发动机属于热机的一种，其工作原理是：通过燃烧航空煤油，将燃料的化学能转化为内能，使气体受热膨胀后高速喷出，利用反作用力推动飞机前进，本质是内能转化为机械能，故A不符合题意； B．东风-61导弹搭载车的动力系统是内燃机，通常为柴油发动机，属于热机范畴。其工作过程是：燃烧柴油将化学能转化为内能，内能推动发动机活塞做功，进而将内能转化为机械能，驱动搭载车行驶，故B不符合题意； C．电动洗扫车的动力来源是电动机，其能量转化过程是电能直接转化为机械能，既没有燃料燃烧的过程，也没有利用内能来做功，故C符合题意； D．99B主战坦克的动力系统是柴油发动机，属于内燃机的一种，其工作原理是：通过燃烧柴油，将燃料的化学能转化为内能，再利用内能推动活塞做功，最终将内能转化为机械能，驱动坦克行驶，故D不符合题意。 故选C。 3．下列现象中，没有发生能量转化的是（    ） A．锯木头时，锯条发热 B．点燃的爆竹腾空而起 C．手摸热水袋感到暖和 D．手冷时搓手取暖 【答案】C 【详解】A．锯木头时，锯条发热是由于摩擦做功，机械能转化为内能，发生了能量转化，故A不符合题意； B．爆竹腾空而起是火药燃烧释放化学能，转化为热能和机械能，发生了能量转化，故B不符合题意； C．手摸热水袋感到暖和时，热量通过热传递转移到手，属于内能的转移，能量形式未改变，故C符合题意； D．搓手取暖是通过摩擦做功，机械能转化为内能，发生了能量转化，故D不符合题意。 故选C。 4．生活中能量转化的实例很多，下列描述中正确的是（     ） A．摩擦起电是把电能转化为机械能 B．摩擦生热是把内能转化为机械能 C．燃料燃烧时放热，是将化学能转化为内能 D．电动机工作过程中消耗的电能全部转化为机械能 【答案】C 【详解】A．摩擦起电时电子发生了转移，摩擦过程中，消耗了机械能，获得了电能，因此是把机械能转化为电能，故A错误； B．摩擦生热是克服摩擦做功，摩擦过程中，消耗了机械能，内能增大，把机械能转化为内能，故B错误； C．燃料燃烧放热是把自身蕴含的化学能转化为内能，故C正确； D．电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，还有一部分转化为内能（如线圈发热），并非全部转化为机械能，故D错误。 故选 C。 5．如图所示是中国自主知识产权的盾构机工作时的模拟场景，盾构机前端安装了刀盘（含刀片），刀盘旋转工作时会产生大量的热。盾构机工作过程中（     ） A．刀片含有的热量增大 B．能量的总量会一直减小 C．用水给刀片降温是因为水的比热容大 D．增大刀片旋转速度，可使其效率达到100% 【答案】C 【详解】A．热量是过程量，只能说“吸收/放出热量”，不能说“含有热量”，这个表述本身就是错误的，故A错误不符合题意； B．根据能量守恒定律，能量只会发生转化或转移，总量保持不变，不会一直减小，故B不符合题意； C．水的比热容大，相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度时能吸收更多的热量，降温效果好，适合用来冷却刀片，故C符合题意； D．任何机械在工作时都会有能量损耗（如克服摩擦、散热等），效率永远不可能达到100%，故D不符合题意。 故选C 。 6．下图为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30％，飞轮每分钟转动1800圈（），下列说法正确的是（     ） A．图中所示冲程是做功冲程 B．汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 C．该汽油机在1s内做功30次 D．若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为 【答案】D 【详解】A．图中进气门、排气门均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，不是做功冲程，故A 错误； B．热机效率 ，效率由有用功和燃料完全燃烧放出总热量的比值决定。只说消耗燃料少，未限定有用功不变，无法判断效率高低，故B 错误； C．飞轮转速：1800 圈 / 分钟 = 30 圈 / 秒。 四冲程汽油机：飞轮转 2 圈，完成 1 次做功。 每秒做功次数：，不是 30 次，故C 错误； D．5kg 汽油完全燃烧放热： 效率 30%，有用功为，故D 正确。 故选 D。 7．如图所示是四冲程汽油机某冲程的示意图，该汽油机飞轮转速为3600r/min，则下列说法正确的是（     ） A．该冲程为压缩冲程，将机械能转化为内能 B．该冲程用做功的方式，减小了气缸内物质的内能 C．该汽油机正常工作时，1s对外做功60次 D．汽油机的效率越高，则做功会越快 【答案】A 【详解】A．图中的进气门、排气门都关闭，活塞上行，因此这是压缩冲程，将机械能转化为内能，故A正确； B．压缩冲程中，活塞向上运动，压缩气缸内的气体，即压缩气体做功，增大了气缸内物质的内能，故B错误； C．飞轮转速是，一个循环转两转，对外做功一次，则每秒钟对外做功次，故C错误； D．热机效率是有用能量在燃料完全燃烧放出热量中所占比值，功率是物体做功的快慢，两者没有必然联系，效率高，做功不一定快，故D错误。 故选A。 8．煤油的热值大于酒精的热值，下列说法中正确的是（　　） A．1千克煤油温度升高1℃所吸收的热量比1kg酒精温度升高1℃所需要吸收的热量多 B．燃烧相同质量的煤油和酒精，煤油放出的热量要多些 C．完全燃烧相同质量的煤油和酒精，利用煤油刚好能烧开一壶水，那么利用酒精则不能烧开这壶水（炉子效率相同条件下） D．通风条件越好，供氧越充足，两种燃料的热值就越大 【答案】C 【详解】A．1kg煤油温度升高1℃所吸收的热量，描述的是比热容，与热值q无关，故A 错误； B．燃料燃烧放出的热量公式为，该公式成立的前提是燃料完全燃烧。选项中未说明“完全燃烧”，因此不能确定煤油放出的热量一定更多，故 B错误； C．在炉子效率相同的条件下，水吸收的热量。完全燃烧相同质量的煤油和酒精，煤油的热值，故。既然煤油刚好能烧开一壶水，说明刚好满足水沸腾的热量需求，而，因此利用酒精不能烧开这壶水，故C 正确； D．热值是燃料的固有属性，只与燃料的种类有关，与通风条件、供氧是否充足等燃烧条件无关，故D错误。   故选C。 9．生活中的变与不变常蕴含丰富的物理道理，下列有关“不变”的判断错误的是（　　） A．油箱里汽油使用一半后——汽油热值不变 B．氧气瓶中的氧气使用一半后——氧气密度不变 C．物体远离平面镜过程中——像的大小不变 D．杯子中的水加热后——比热容不变 【答案】B 【详解】A．热值是燃料的固有特性，仅由燃料种类决定，油箱里汽油使用一半后，汽油的种类未变，所以汽油热值不变，故A正确； B．氧气瓶容积固定，氧气的体积等于瓶的容积，使用一半氧气后，质量变为原来的一半，根据，体积V不变、质量m减半，那么密度ρ会减半，所以氧气密度改变，故B错误； C．平面镜成像时，像与物的大小始终相等，物体远离平面镜时，像的大小不会随距离变化而改变，故C正确； D．比热容是物质的特性，与物质种类、状态有关，杯子中的水加热后仍为液态，状态未变，所以比热容不变，故D正确。 故选B。 10．关于四冲程汽油机和柴油机的工作过程说法正确的是（   ） A．在压缩冲程中，内能转化为机械能 B．吸气冲程时，汽油机吸入的是空气 C．只有做功冲程是燃气对外做功 D．汽油机和柴油机的点火方式相同 【答案】C 【详解】A．在压缩冲程中，活塞向上运动压缩气体，机械能转化为内能，不是内能转化为机械能，故A错误； B．汽油机在吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合气体，不是空气，故B错误； C．在四冲程内燃机中，只有做功冲程燃气膨胀推动活塞向下运动，对外做功；吸气、压缩和排气冲程均不对外做功，故C正确； D．汽油机采用点燃式点火，柴油机采用压燃式点火，两者点火方式不同，故D错误。 故选C。 11．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。 12．下列说法正确的是（     ） A．0℃的物体没有内能 B．汽油机的压缩冲程主要是将内能转化为机械能 C．红墨水在热水中比冷水扩散的快，说明温度越高，分子热运动越剧烈 D．物体放出热量，温度一定降低 【答案】C 【详解】A.一切自然界的物体都具有内能，0℃的物体仍然有内能，故A错误； B.汽油机压缩冲程中，活塞压缩气体做功，是将机械能转化为内能，做功冲程才是将内能转化为机械能，故B错误； C.分子热运动的剧烈程度与温度有关，温度越高分子热运动越剧烈，因此红墨水在热水中比冷水中扩散更快，故C正确； D.物体放热温度不一定降低，例如晶体凝固过程中持续放热，但温度保持不变，故D错误。 故选C。 13．“赶秋节”是苗族人民在立秋时节举行的重大传统节日，节日里人们通过各种方式庆祝丰收、祭祀祈福，其中的“八人秋千”特别受年轻人喜欢，如图所示，通过人力推动横轴旋转，乘坐者在秋千上即兴对歌。下列说法正确的是（    ） A．该秋千可以不停地转动，属于永动机 B．乘秋千的人匀速下降的过程中，他的机械能大小不变 C．秋千在匀速转动过程中，运动状态不变 D．乘坐者在最高点时，重力势能最大 【答案】D 【详解】A．永动机是不消耗能量就能永远对外做功的机器，违反能量守恒定律；该秋千转动过程需要人持续提供能量，还会克服摩擦消耗机械能，无法不消耗能量持续转动，不属于永动机，故A错误； B．机械能等于动能与重力势能之和。人匀速下降时，质量不变、速度不变，因此动能不变；高度降低，重力势能减小，总机械能减小，故B错误； C．物体运动状态不变是指速度大小和方向都不变，秋千匀速转动时，速度方向不断改变，因此运动状态不断改变，故C错误； D．重力势能的大小与质量和高度有关，质量不变时，高度越大，重力势能越大；乘坐者在最高点时高度最大，因此重力势能最大，故D正确。 故选D。 14．如图甲、乙两烧杯中，分别装有3kg水和2kg煤油，并用相同的酒精灯加热，用测得的数据绘制了温度随时间变化的图像，则下列说法中正确的是（不计热损失，气压为标准大气压，、、）（     ） A．甲烧杯中的水每分钟吸收热量为 B．如将甲液体加热至沸腾，至少完全燃烧酒精336g C．加热相同时间，甲乙烧杯中的液体吸收热量之比为3∶2 D．加热相同时间，甲乙烧杯中的液体升高温度之比为1∶3 【答案】D 【详解】A．甲是水，2min内温度从升高到，2min吸收总热量 因此每分钟吸收热量为，故A错误； B．标准大气压下水的沸点为，水从加热到沸腾需要吸收总热量 不计热损失，因此需要酒精质量，故B错误； C．相同酒精灯加热，相同时间放出热量相同，不计热损失，甲乙吸收热量相等，因此吸收热量之比为，故C错误； D．相同酒精灯加热相同时间，吸收热量，由得 升高温度之比为，故D正确。 故选D。 15．如图甲所示，用同一个实验装置分别加热100 g的A、B两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化的图线（图乙），A液体从加热至沸腾刚好消耗了8 g酒精。若单位时间内A吸收的热量与B吸收的热量相等。已知，，该实验在1个标准大气压下进行，下列说法正确的是（　　） A． B．该酒精灯的加热效率为20% C．A液体的吸热能力大于B的吸热能力 D．0-8 min内A液体吸收的热量为 【答案】D 【详解】A． 标准大气压下，水的沸点为，观察图乙，B的温度升高到后保持不变，因此B是水，A不是水。由图像可以看出，两种液体都从升温到，A液体需要加热4min，B液体需要加热8min，所以。根据得 所以 故A错误； B．液体的质量 A液体从加热至耗时4min，吸收的热量 A液体从加热至沸腾需要加热10min，需要吸收的热量 A液体从加热至沸腾刚好消耗了8 g酒精， 酒精完全燃烧放出的热量 该酒精灯的加热效率 故B错误； C．由前面的分析可知，A液体的比热容小于B液体的比热容，，所以A液体的吸热能力小于B液体的吸热能力。故C错误； D．由前面分析可知，A液体在时间内吸收的热量为，所以内A液体吸收的热量为 故D正确。 故选D。 16．如图是水和液体A被相同酒精灯加热的温度-时间图像，其中水的质量为0.6kg，液体A的质量为1.2kg，若酒精灯单位时间内消耗的酒精质量相等，且加热效率为35%，已知，，下列分析正确的是（　　） A．0~6min，水比液体A吸收的热量多 B．液体A的比热容为 C．液体A的末温比水的高，液体A的吸热能力更强 D．该酒精灯每分钟消耗酒精质量为6g 【答案】B 【详解】A．由于酒精灯单位时间内消耗的酒精质量相等，且加热效率相同，因此在相同时间内，水和液体A吸收的热量相等，故A错误； B．从图像中，水从2min加热到10min温度升高20℃，液体A从0min加热到8min温度升高40℃。加热时间均为8min，则吸收的热量相同。 ，故B正确； C．小于水的比热容，说明液体A的吸热能力比水弱，故C错误； D．消耗的酒精质量 那么酒精每分钟消耗的质量为0.6g，故D错误。 故选B。 第Ⅱ卷 非选择题 二、填空题（本题共6小题，每空1分，共12分） 17．汽油的价格受多种因素的影响，季节也是其中之一。冬季油价会比夏季略高，这是因为到了冬季，气温降低，汽油的______（选填“质量”或“密度”）变大。汽车行驶时，在______冲程将汽油燃烧产生的内能转化为机械能。 【答案】密度 做功 【详解】汽油按体积计价，冬季温度降低时体积变小，由可知，汽油的密度变大，相同体积的汽油质量更大，因此冬季油价略高。 内燃机的四个冲程中，做功冲程里汽油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。 18．唐代诗人张继写的著名七绝诗《枫桥夜泊》中前两句是：“月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠”。通过读这首诗，联系我们学过的一些物理概念、现象和规律，请完成以下空格： (1)“乌啼”是指乌鸦的发声器官_______时产生啼声； (2)“渔火”表明燃料燃烧时，其内部的化学能可以转化为_______能及光能。 【答案】(1)振动 (2)内 【详解】（1）声音是由物体振动产生的，一切发声的物体都在振动，乌鸦的啼声是其发声器官振动时产生的。 （2）燃料燃烧是发光发热的化学变化过程，燃料内部的化学能会转化为内能以及光能。 19．汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成的，其中获得动力的冲程是________________，一台某型号单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min，1s对外做功________________次。 【答案】 做功冲程 10 【详解】在汽油机的四个冲程中，获得动力的冲程是做功冲程，该冲程中燃气膨胀做功，将内能转化为机械能，为汽油机提供动力； 飞轮转速；四冲程汽油机的飞轮每转2圈完成一个工作循环，每个工作循环对外做功1次，因此1s内对外做功的次数为10次。 20．用天然气加热质量为2kg的水，使其温度升高80℃，水吸收的热量为___________J；若不考虑热量损失，则至少需要消耗___________kg的天然气。[水的比热容为，天然气的热值为] 【答案】 0.016 【详解】水吸收的热量 不考虑热量损失时，天然气完全燃烧放出的热量等于水吸收的热量，即 天然气的质量 21．甲、乙两台汽油机，甲的功率是乙的两倍，甲的效率是30%，乙的效率是20%，甲、乙在相同的时间内所做功之比是________；甲、乙在相同时间内消耗的汽油质量之比为________。 【答案】 2:1 4:3 【详解】根据功率公式，变形可得；由于甲、乙做功时间相同，甲、乙所做的功之比等于功率之比；已知甲的功率是乙的2倍，因此甲、乙做功之比为2:1。 由热机效率公式，可得汽油完全燃烧释放的热量；结合热值公式，推导得出消耗汽油的质量。 甲、乙消耗汽油的质量之比为 所以甲、乙消耗汽油质量之比为4:3。 22．全球汽车保有量在迅速增长，汽车中燃料直接在发动机汽缸燃烧产生动力，汽油的热值是，其物理含义是__________________。截至2025年，假设全球处于使用状态的汽车数量为N，每辆汽车每年耗油的质量为M，汽车内燃机的效率平均值取。如果能把内燃机效率提高到，全球每年可以节约的燃油质量表达式为____________（用题中的字母表示）。 【答案】 1千克汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J 【详解】[1]汽油的热值是4.6×107J/kg。其物理含义是1千克汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J。 [2]当汽车内燃机的效率为时，全球每年汽车消耗燃油的总质量为 燃烧燃油提供的有用机械能为 当汽车内燃机的效率提高为时，燃烧燃油提供的有用机械能保持不变，则全球每年汽车消耗燃油的总质量为 则汽车内燃机的效率提高为时，全球每年可以节约的燃油质量为 三．实验题（本题共3小题，共20分） 23．小明进行了如下两个课本上的实验： (1)用图甲所示装置完成实验一：观察不同物质吸热升温的现象．将质量相同的沙子和水分别放在两个瓷盘中，用灯同时照射两个瓷盘，沙子和水温度随时间变化的图像如图乙。 ①实验中用___________（红外/紫外）灯照射； ②由图乙可知：升高相同的温度，______（沙子/水）吸收的热量多；沙子和水的比热容之比为_________； ③该实验可以解释_________（海风/陆风）的成因； (2)用如图丙所示装置，完成实验二：比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量； ①试管中应加入质量相等的__________（同种/不同种）液体； ②该实验__________（需要/不需要）保证加热时间相同． 【答案】(1) 红外 水 2:7 海风 (2) 同种 不需要 【详解】（1）红外线的热效应显著，实验需要通过热效应给物质加热，因此选择红外灯。 同一盏灯相同时间放出热量相同，因此物质吸收热量与加热时间成正比。由图乙可知，升高相同温度时，水的加热时间更长，因此水吸收的热量更多。 根据吸热公式，沙子和水质量相同，加热相同时间（4min），比热容与升高温度成反比； 故沙子和水的比热容之比为 实验说明沙子比热容更小，相同吸热下升温更快。白天陆地（砂石为主）升温比海洋（水）更快，陆地空气温度高、气压低，风从海洋吹向陆地形成海风，因此该实验可以解释海风的成因。 （2）比较不同燃料燃烧放热，是通过液体升高的温度反映燃料放热多少，根据，需要控制液体质量和种类都相同，因此试管中加入质量相等的同种液体。 实验需要等待燃料完全燃烧，通过比较液体升高的温度比较放热多少，不需要保证加热时间相同。 24．如图所示，在探究比热容大小和热值大小的实验中，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯中A、B两种液体的密度不同。 (1)在组装装置时，应按___________（选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序组装，实验中需控制三个容器中液体的___________（选填“质量”或“体积”）相同； (2)若要比较不同物质的吸热本领，应选择___________两图进行实验，图丁是根据实验数据绘制的图像。由图可知，液体A的比热容___________B的比热容。（选填“大于”或“等于”或“小于”） (3)若要比较不同燃料的热值，应选择___________两图进行实验，应在燃料完全燃烧后，通过比较___________来得出结论； (4)在图甲装置中，若燃料为酒精，烧杯内的液体为水，先测出水的质量和酒精烧尽时水升高的温度，再结合酒精的质量（不考虑酒精的蒸发）这一数据，计算出酒精的热值。通过实验算出的热值与实际相比偏___________。 【答案】(1) 自下而上 质量 (2) 甲丙 小于 (3) 甲乙 液体升高的温度 (4)小 【详解】（1）实验装置中各器材的位置要由酒精灯及其外焰的位置确定，因此应按自下而上的顺序组装。 比较液体吸热本领或燃料热值时，应控制液体的质量相同；由于液体、的密度不同，若控制体积相同，则液体的质量不同。 （2）比较不同物质的吸热本领，应控制燃料种类、燃料质量和液体质量相同，只改变液体种类，因此选择甲、丙两图。 由图丁可知，液体升高到所需时间小于液体，说明在质量和升高温度相同时，液体吸收的热量较少。由可知，液体的比热容小于液体的比热容。 （3）比较不同燃料的热值，应控制液体种类和质量相同，只改变燃料种类，因此选择甲、乙两图。 燃料的质量相同且完全燃烧时，由可知，燃料放出的热量越多，热值越大。装置相同且液体质量相同，液体升高的温度越大，说明吸收的热量越多，所以应比较液体升高的温度。 （4）酒精燃烧放出的热量不能全部被水吸收，有一部分热量散失到周围环境中，烧杯等装置也会吸热。因此，由可知，实验测得的酒精热值小于实际热值。 25．热机是获取动力的主要机械，广泛应用于生产生活中。某科技小组在跨学科实践活动中，制定了以下学习流程。 项目提出及项目分析 (1)研究热机的工作原理。 如图甲所示，试管中的水沸腾后，橡胶塞被冲出，水蒸气的_____能转化为橡胶塞的______能，此过程与汽油机的_____冲程原理相同。在加热过程中，酒精灯内剩余酒精的热值______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 项目实施 (2)受上述实验启发，如图乙所示，小华在易拉罐内注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的笔管尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放在金属圈上并固定。笔管的尖端对准小风车的扇叶。点燃酒精灯，易拉罐中水的内能增加是通过_______的方式实现的，此过程______（选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 项目延伸 (3)展示交流后，小聪又用塑料矿泉水瓶进行了如下探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖。如图丙所示扭转瓶子，轻轻松动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时出现“白雾”。“白雾”是水蒸气_____（填物态变化名称）形成的。 【答案】(1) 内 机械 做功 不变 (2) 热传递 遵循 (3)液化 【详解】（1）试管内水蒸气推动橡胶塞冲出时，水蒸气对塞子做功，自身的内能转化为橡胶塞的机械能； 汽油机的做功冲程也是内能转化为机械能，因此原理相同； 热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，与质量无关，因此酒精灯内剩余酒精的热值不变。 （2）酒精灯加热过程中，热量从酒精灯传递给易拉罐和水，是通过热传递的方式改变水的内能； 能量守恒定律是自然界的普遍规律，所有能量转化或转移过程都遵循能量守恒定律。 （3）瓶盖被冲出时，瓶内气体对外做功，内能减小、温度降低，瓶内气态水蒸气遇冷变为液态小水滴，也就是“白雾”，这个物态变化是液化。 四．计算题（本题共3小题，共30分） 26．我国自研的航空加热系统采用新型节能材料，热转化效率高。该系统加热时，燃烧40g航空煤油，可使20kg的航空专用冷却液温度从15℃升高到35℃。已知航空煤油的热值，航空专用冷却液的比热容，求： (1)40g航空煤油完全燃烧释放的热量； (2)冷却液吸收的热量； (3)该航空加热系统的热效率。（结果保留一位小数） 【详解】（1）煤油完全燃烧释放的热量 （2）冷却液吸收的热量 （3）该航空加热系统的热效率 27．某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦，汽油的热值为），求： (1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力； (2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功和汽油机的功率。 (3)若1min内消耗汽油22.5g，燃料只有90%完全燃烧，该汽油机的效率。 【详解】（1）燃气对活塞的平均压力 （2）已知活塞移动距离 一个做功冲程中燃气对活塞做的功 单缸四冲程汽油机飞轮每转动2周完成1次做功冲程，飞轮1min转动1800周，则1min内做功次数 1min内总功 则汽油机的功率 （3）消耗汽油质量 实际放出的热量 汽油机的效率 28．小红在家利用燃气灶加热，完成了冰的熔化实验，并绘制了冰熔化时温度随时间的变化的关系图。实验时，冰的质量为0.5kg，相同时间内水和冰吸收的热量相同，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），求： (1)CD段水吸收的热量； (2)冰的比热容； (3)若加热35min共消耗了的天然气，求该燃气灶的效率。（天然气的热值为8.4×107J/m3） (4)燃气灶的效率是否与燃料的热值有关？ 【详解】（1）由图像可知，水吸收的热量为 （2）由题意可知，燃气灶在相同时间内提供的热量相同，即加热功率恒定。 由图像可知，AB段（冰的吸热升温）加热时间 CD段（水的吸热升温）加热时间 冰在AB段吸收的热量 由图像可知，冰的温度变化量 根据吸热公式，可得冰的比热容 （3）已知燃气灶在相同时间内提供的热量相同，由（2）可知每5min吸收的热量为，35min内吸收的总热量为 天然气完全燃烧放出的总热量为 该燃气灶的效率 （4）燃气灶的效率是指燃气完全燃烧放出的热量中有多少比例被有效利用，即被水或食物吸收，其计算公式为。这个比值主要由燃气灶本身的设计、制造工艺以及工作环境决定，而与所使用燃料的热值大小无关。燃料的热值只决定一定量燃料完全燃烧能放出多少热量，不影响热量传递的效率。 五．综合题（本题共1小题，共6分） 29．阅读短文，回答问题。 涡轮喷气发动机 2023年5月28日上午，我国首架自行研制、拥有自主知识产权的喷气式客机C919，历时2h从上海到北京，开启了首次商业载客飞行。图甲为C919客机使用的涡轮喷气发动机，其结构是由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成，空气首先进入发动机的进气道，由于飞机的速度是变化的，相同时间进入进气道的气体量会随着速度的增大而增大，为了使进入进气道的气体全部通过压气机，需要调节“可调管道”的通风口面积。空气流过压气机时，被压气机的旋转叶片压缩后进入燃烧室，空气与航空燃油在燃烧室燃烧，燃烧产生的高温高压气流推动涡轮，最终从尾喷管喷出，产生强大动力。 涡轮喷气发动机其部分参数如表所示，其中热效率是指涡轮喷气发动机获得的机械能与燃料完全燃烧放出的热量之比，而推进效率则是指涡轮喷气发动机传递给飞机的推动功推力所做的功与涡轮喷气发动机获得的机械能之比。 热效率 推进效率 航空燃油热值q (1)涡轮喷气发动机在工作中，空气流过压气机后内能______选填“增大”、“减小”或“不变”，相当于热机的______冲程。 (2)当飞机加速飞行时，应使可调管道的通风口面积______选填“变大”、“变小”或“不变”。 (3)涡轮喷气发动机所受空气阻力与运行速度的关系如图乙所示，假如飞机以的速度水平匀速巡航2h的过程中，涡轮喷气发动机传递给飞机的推动功为______J，涡轮喷气发动机获得的机械能为______J，需要______kg的航空燃油。 【答案】(1) 增大 压缩 (2)变大 (3) 4320 【详解】（1）[1]涡轮喷气发动机在工作中，空气流过压气机时被压气机的旋转叶片压缩后进入燃烧室，此过程中压气机将机械能转化为空气的内能，则空气的内能增大。 [2]由题意知，空气流过压气机后，被压气机的旋转叶片压缩后进入燃烧室，应该是与热机的压缩冲程相当。 （2）当飞机加速飞行时，飞机要获得更大的推力，飞机需要燃烧更多的燃料，同时需要更多的氧气来助燃，则需要将大量空气压入通风口，所以应使通风口面积变大。 （3）当飞机以的速度水平匀速飞行2h的过程中，飞机飞行的路程为 此时 由图乙得，此时，则飞机克服阻力做的功为 飞机获得的机械能为 航空燃油完全燃烧释放的热量为 需要消耗的航空燃油质量为 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十四章 内能的利用 注意事项： 1．测试范围：人教版九年级全一册第14章。 2．考试时间：90分钟 试卷满分：100分。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共16小题，每小题2分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．2026年5月11日，搭载“天舟十号”货运飞船的“长征七号遥十一”运载火箭在文昌点火发射，此次“天舟十号”搭载的货物中有6项试验载荷。该火箭加速升空的过程中（     ） A．动能转化为重力势能 B．受到的大气压强变大 C．受到平衡力的作用 D．运动状态发生了改变 2．“九三大阅兵”展示了我国陆海空三军的各式先进装备，下列装备中动力机械不属于热机的是（    ） A．歼-20S隐身战斗机 B．东风-61导弹搭载车 C．电动洗扫车 D．99B主战坦克 3．下列现象中，没有发生能量转化的是（    ） A．锯木头时，锯条发热 B．点燃的爆竹腾空而起 C．手摸热水袋感到暖和 D．手冷时搓手取暖 4．生活中能量转化的实例很多，下列描述中正确的是（     ） A．摩擦起电是把电能转化为机械能 B．摩擦生热是把内能转化为机械能 C．燃料燃烧时放热，是将化学能转化为内能 D．电动机工作过程中消耗的电能全部转化为机械能 5．如图所示是中国自主知识产权的盾构机工作时的模拟场景，盾构机前端安装了刀盘（含刀片），刀盘旋转工作时会产生大量的热。盾构机工作过程中（     ） A．刀片含有的热量增大 B．能量的总量会一直减小 C．用水给刀片降温是因为水的比热容大 D．增大刀片旋转速度，可使其效率达到100% 6．下图为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30％，飞轮每分钟转动1800圈（），下列说法正确的是（     ） A．图中所示冲程是做功冲程 B．汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 C．该汽油机在1s内做功30次 D．若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为 7．如图所示是四冲程汽油机某冲程的示意图，该汽油机飞轮转速为3600r/min，则下列说法正确的是（     ） A．该冲程为压缩冲程，将机械能转化为内能 B．该冲程用做功的方式，减小了气缸内物质的内能 C．该汽油机正常工作时，1s对外做功60次 D．汽油机的效率越高，则做功会越快 8．煤油的热值大于酒精的热值，下列说法中正确的是（　　） A．1千克煤油温度升高1℃所吸收的热量比1kg酒精温度升高1℃所需要吸收的热量多 B．燃烧相同质量的煤油和酒精，煤油放出的热量要多些 C．完全燃烧相同质量的煤油和酒精，利用煤油刚好能烧开一壶水，那么利用酒精则不能烧开这壶水（炉子效率相同条件下） D．通风条件越好，供氧越充足，两种燃料的热值就越大 9．生活中的变与不变常蕴含丰富的物理道理，下列有关“不变”的判断错误的是（　　） A．油箱里汽油使用一半后——汽油热值不变 B．氧气瓶中的氧气使用一半后——氧气密度不变 C．物体远离平面镜过程中——像的大小不变 D．杯子中的水加热后——比热容不变 10．关于四冲程汽油机和柴油机的工作过程说法正确的是（   ） A．在压缩冲程中，内能转化为机械能 B．吸气冲程时，汽油机吸入的是空气 C．只有做功冲程是燃气对外做功 D．汽油机和柴油机的点火方式相同 11．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 12．下列说法正确的是（     ） A．0℃的物体没有内能 B．汽油机的压缩冲程主要是将内能转化为机械能 C．红墨水在热水中比冷水扩散的快，说明温度越高，分子热运动越剧烈 D．物体放出热量，温度一定降低 13．“赶秋节”是苗族人民在立秋时节举行的重大传统节日，节日里人们通过各种方式庆祝丰收、祭祀祈福，其中的“八人秋千”特别受年轻人喜欢，如图所示，通过人力推动横轴旋转，乘坐者在秋千上即兴对歌。下列说法正确的是（    ） A．该秋千可以不停地转动，属于永动机 B．乘秋千的人匀速下降的过程中，他的机械能大小不变 C．秋千在匀速转动过程中，运动状态不变 D．乘坐者在最高点时，重力势能最大 14．如图甲、乙两烧杯中，分别装有3kg水和2kg煤油，并用相同的酒精灯加热，用测得的数据绘制了温度随时间变化的图像，则下列说法中正确的是（不计热损失，气压为标准大气压，、、）（     ） A．甲烧杯中的水每分钟吸收热量为 B．如将甲液体加热至沸腾，至少完全燃烧酒精336g C．加热相同时间，甲乙烧杯中的液体吸收热量之比为3∶2 D．加热相同时间，甲乙烧杯中的液体升高温度之比为1∶3 15．如图甲所示，用同一个实验装置分别加热100 g的A、B两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化的图线（图乙），A液体从加热至沸腾刚好消耗了8 g酒精。若单位时间内A吸收的热量与B吸收的热量相等。已知，，该实验在1个标准大气压下进行，下列说法正确的是（　　） A． B．该酒精灯的加热效率为20% C．A液体的吸热能力大于B的吸热能力 D．0-8 min内A液体吸收的热量为 16．如图是水和液体A被相同酒精灯加热的温度-时间图像，其中水的质量为0.6kg，液体A的质量为1.2kg，若酒精灯单位时间内消耗的酒精质量相等，且加热效率为35%，已知，，下列分析正确的是（　　） A．0~6min，水比液体A吸收的热量多 B．液体A的比热容为 C．液体A的末温比水的高，液体A的吸热能力更强 D．该酒精灯每分钟消耗酒精质量为6g 第Ⅱ卷 非选择题 二、填空题（本题共6小题，每空1分，共12分） 17．汽油的价格受多种因素的影响，季节也是其中之一。冬季油价会比夏季略高，这是因为到了冬季，气温降低，汽油的______（选填“质量”或“密度”）变大。汽车行驶时，在______冲程将汽油燃烧产生的内能转化为机械能。 18．唐代诗人张继写的著名七绝诗《枫桥夜泊》中前两句是：“月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠”。通过读这首诗，联系我们学过的一些物理概念、现象和规律，请完成以下空格： (1)“乌啼”是指乌鸦的发声器官_______时产生啼声； (2)“渔火”表明燃料燃烧时，其内部的化学能可以转化为_______能及光能。 19．汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成的，其中获得动力的冲程是________________，一台某型号单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min，1s对外做功________________次。 20．用天然气加热质量为2kg的水，使其温度升高80℃，水吸收的热量为___________J；若不考虑热量损失，则至少需要消耗___________kg的天然气。[水的比热容为，天然气的热值为] 21．甲、乙两台汽油机，甲的功率是乙的两倍，甲的效率是30%，乙的效率是20%，甲、乙在相同的时间内所做功之比是________；甲、乙在相同时间内消耗的汽油质量之比为________。 22．全球汽车保有量在迅速增长，汽车中燃料直接在发动机汽缸燃烧产生动力，汽油的热值是，其物理含义是__________________。截至2025年，假设全球处于使用状态的汽车数量为N，每辆汽车每年耗油的质量为M，汽车内燃机的效率平均值取。如果能把内燃机效率提高到，全球每年可以节约的燃油质量表达式为____________（用题中的字母表示）。 三．实验题（本题共3小题，共20分） 23．小明进行了如下两个课本上的实验： (1)用图甲所示装置完成实验一：观察不同物质吸热升温的现象．将质量相同的沙子和水分别放在两个瓷盘中，用灯同时照射两个瓷盘，沙子和水温度随时间变化的图像如图乙。 ①实验中用___________（红外/紫外）灯照射； ②由图乙可知：升高相同的温度，______（沙子/水）吸收的热量多；沙子和水的比热容之比为_________； ③该实验可以解释_________（海风/陆风）的成因； (2)用如图丙所示装置，完成实验二：比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量； ①试管中应加入质量相等的__________（同种/不同种）液体； ②该实验__________（需要/不需要）保证加热时间相同． 24．如图所示，在探究比热容大小和热值大小的实验中，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯中A、B两种液体的密度不同。 (1)在组装装置时，应按___________（选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序组装，实验中需控制三个容器中液体的___________（选填“质量”或“体积”）相同； (2)若要比较不同物质的吸热本领，应选择___________两图进行实验，图丁是根据实验数据绘制的图像。由图可知，液体A的比热容___________B的比热容。（选填“大于”或“等于”或“小于”） (3)若要比较不同燃料的热值，应选择___________两图进行实验，应在燃料完全燃烧后，通过比较___________来得出结论； (4)在图甲装置中，若燃料为酒精，烧杯内的液体为水，先测出水的质量和酒精烧尽时水升高的温度，再结合酒精的质量（不考虑酒精的蒸发）这一数据，计算出酒精的热值。通过实验算出的热值与实际相比偏___________。 25．热机是获取动力的主要机械，广泛应用于生产生活中。某科技小组在跨学科实践活动中，制定了以下学习流程。 项目提出及项目分析 (1)研究热机的工作原理。 如图甲所示，试管中的水沸腾后，橡胶塞被冲出，水蒸气的_____能转化为橡胶塞的______能，此过程与汽油机的_____冲程原理相同。在加热过程中，酒精灯内剩余酒精的热值______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 项目实施 (2)受上述实验启发，如图乙所示，小华在易拉罐内注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的笔管尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放在金属圈上并固定。笔管的尖端对准小风车的扇叶。点燃酒精灯，易拉罐中水的内能增加是通过_______的方式实现的，此过程______（选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 项目延伸 (3)展示交流后，小聪又用塑料矿泉水瓶进行了如下探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖。如图丙所示扭转瓶子，轻轻松动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时出现“白雾”。“白雾”是水蒸气_____（填物态变化名称）形成的。 四．计算题（本题共3小题，共30分） 26．我国自研的航空加热系统采用新型节能材料，热转化效率高。该系统加热时，燃烧40g航空煤油，可使20kg的航空专用冷却液温度从15℃升高到35℃。已知航空煤油的热值，航空专用冷却液的比热容，求： (1)40g航空煤油完全燃烧释放的热量； (2)冷却液吸收的热量； (3)该航空加热系统的热效率。（结果保留一位小数） 27．某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦，汽油的热值为），求： (1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力； (2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功和汽油机的功率。 (3)若1min内消耗汽油22.5g，燃料只有90%完全燃烧，该汽油机的效率。 28．小红在家利用燃气灶加热，完成了冰的熔化实验，并绘制了冰熔化时温度随时间的变化的关系图。实验时，冰的质量为0.5kg，相同时间内水和冰吸收的热量相同，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），求： (1)CD段水吸收的热量； (2)冰的比热容； (3)若加热35min共消耗了的天然气，求该燃气灶的效率。（天然气的热值为8.4×107J/m3） (4)燃气灶的效率是否与燃料的热值有关？ 五．综合题（本题共1小题，共6分） 29．阅读短文，回答问题。 涡轮喷气发动机 2023年5月28日上午，我国首架自行研制、拥有自主知识产权的喷气式客机C919，历时2h从上海到北京，开启了首次商业载客飞行。图甲为C919客机使用的涡轮喷气发动机，其结构是由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成，空气首先进入发动机的进气道，由于飞机的速度是变化的，相同时间进入进气道的气体量会随着速度的增大而增大，为了使进入进气道的气体全部通过压气机，需要调节“可调管道”的通风口面积。空气流过压气机时，被压气机的旋转叶片压缩后进入燃烧室，空气与航空燃油在燃烧室燃烧，燃烧产生的高温高压气流推动涡轮，最终从尾喷管喷出，产生强大动力。 涡轮喷气发动机其部分参数如表所示，其中热效率是指涡轮喷气发动机获得的机械能与燃料完全燃烧放出的热量之比，而推进效率则是指涡轮喷气发动机传递给飞机的推动功推力所做的功与涡轮喷气发动机获得的机械能之比。 热效率 推进效率 航空燃油热值q (1)涡轮喷气发动机在工作中，空气流过压气机后内能______选填“增大”、“减小”或“不变”，相当于热机的______冲程。 (2)当飞机加速飞行时，应使可调管道的通风口面积______选填“变大”、“变小”或“不变”。 (3)涡轮喷气发动机所受空气阻力与运行速度的关系如图乙所示，假如飞机以的速度水平匀速巡航2h的过程中，涡轮喷气发动机传递给飞机的推动功为______J，涡轮喷气发动机获得的机械能为______J，需要______kg的航空燃油。 / 学科网（北京）股份有限公司 $