第十四章 内能的利用 章末试题 2026-2027学年物理人教版（新教材）九年级上学期

**基本信息** 本单元卷聚焦九年级“内能的利用”，以长征火箭、氢能汽车等科技前沿及《天工开物》高转筒车等文化素材为情境，覆盖能量转化、热机效率等核心知识，适配单元复习，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|12|能量转化方向性、热机冲程判断|结合火箭发射、古代点火器考概念辨析| |填空题|6|光电池能量转化、热机冲程识别|联系低碳汽车、家用热水器考应用| |实验题|2|不同物质吸热、燃料热值比较|通过对比实验数据培养科学探究能力| |计算题|3|热机效率、氢能消耗、军舰功率|结合汽车自驾、南昌舰等场景考综合应用|

第14章 内能的利用 章末评价试题 2026-2027学年上学期初中物理人教版（新教材）九年级上学期 一、单选题 1．下列关于能量及其转化的说法中，正确的是（   ） A．燃料燃烧时发热，将内能转化为光能 B．自发的能量转化和转移具有方向性，即自发的能量转化和转移过程是不可逆的 C．利用水库的水发电，再用这些电把水抽回水库，这样发电机和抽水机就会永远不停地运转下去 D．小球在地面弹跳时高度逐渐减小，说明能量是不守恒的 2．2025年10月31日，长征二号F遥二十一运载火箭成功发射。火箭发射时发动机推动火箭加速上升，该过程中能量转化分析正确的是（　　） A．燃料的化学能直接转化为火箭的机械能 B．燃料燃烧释放的内能转化为火箭的机械能 C．火箭升空过程中机械能大小不变 D．火箭的动能增大，重力势能不变 3．《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”（如图所示）。使用时下方转轮安装在河道中，流水驱动轮子转动，系在传动绳索上的竹筒将水从河里源源不断输送到上方农田中。下列说法正确的是（   ） A．该装置不需要消耗人力便可不断做功，属于永动机 B．水被匀速输送到高处的过程中重力势能增加，机械能增大 C．流水驱动轮子转动时将内能转化为机械能 D．该机械不符合能量守恒定律 4．我国古人曾发明一种点火器，以牛角为套筒，把艾绒粘在木质推杆前端，其结构如图所示。取火时一只手握住套筒，另一只手向内猛推推杆，推杆前端的艾绒就会被点燃，拔出推杆后，吹吹艾绒就有火苗产生。关于艾绒被点燃的过程，下列说法不正确的是（     ） A．向内猛推推杆的过程与内燃机的压缩冲程相似 B．艾绒燃烧时将化学能转化为内能 C．向内猛推推杆的过程将内能转化为机械能 D．向内猛推推杆过程中的能量转化与钻木取火的能量转化相同 5．一台四冲程内燃机飞轮的转速为3600r/min，它1s内完成的冲程数和对外做功的次数分别是（　　） A．120个，30次 B．60个，15次 C．120个，60次 D．60个，30次 6．如图A是四冲程汽油机的工作示意图，如图B是我国古代传统走马灯，点燃底部的蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸片小人转动。下列说法正确的是（    ） A．图A中汽油机一个工作循环四个冲程的正确顺序是：乙、丁、甲、丙 B．图A中做功冲程中，燃料燃烧越充分，燃料的热值越大 C．图A中吸气冲程中，活塞向下运动，只有空气进入气缸 D．图B中热空气驱动扇叶转动时的能量转化过程与图A中乙冲程相同 7．课外活动中，小亮将刚喝完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上但不拧紧，用手握住瓶子的上下两部分，用力迅速拧成图示状态时，瓶盖被弹出并伴有爆响声，同时瓶口内出现白雾。关于上述过程，下列说法错误的是（　　） A．矿泉水瓶被用力拧成图示形状，说明力可以使物体发生形变 B．瓶盖弹出前，拧瓶子的过程与汽油机的压缩冲程类似 C．瓶盖被弹出时，瓶内压缩气体的内能转化为瓶盖的机械能 D．瓶口内出现的白雾，是水蒸气汽化形成的小水滴 8．关于汽油机和柴油机的下列说法不正确的是（　　） A．汽油机吸入气缸里的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入气缸里的是空气 B．汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式 C．汽油机的做功冲程使汽车获得动力，其他三个冲程靠惯性完成 D．汽油机转速为3600r/min表示汽油机每秒对外做功15次 9． 我国研制的全球首款本体热机效率达53.09%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正确的是（     ） A．压缩冲程通过内能转化为机械能，为外界提供动力 B．若该柴油机飞轮的转速为1800 r/min，则柴油机在1 s内对外做功15次 C．柴油机的热机效率可能达到100% D．做功冲程中通过做功的方式增加了汽缸内气体的内能 10．有甲、乙两台柴油机，已知甲的效率低于乙的效率．则下列说法正确的是（    ）。 A．甲的功率一定大于乙的功率 B．甲消耗的燃料的质量一定多于乙 C．乙将燃料燃烧放出的能量变成有用功的那部分能量的比例比甲大 D．工作相同时间，甲消耗的燃料的质量一定比乙少 11．如图为汽车发动机某冲程的示意图，下列说法不正确的是（　　） A．该冲程为做功冲程，内能转化为机械能 B．若该汽油机飞轮的转速为 3000r/min，则每秒对外做功 50 次 C．即使汽油在汽缸内完全燃烧，发动机热机效率也不能达到 100% D．用水作为汽缸的冷却液是利用水比热容大的特点 12．如图甲所示是太阳能热水器，天气晴朗时，可将水箱中100kg、10℃的水加热至60℃。图乙是浴室安装的混水阀，通过混水阀可以将冷水管中的冷水与太阳能热水器中的热水按照一定比例混合，使出水温度达到适宜洗澡的温度。某次洗澡时，使出水温度稳定在35℃，共消耗60℃的热水20kg，若不计冷热水混合过程的热损失，，J/kg，则下列说法错误的是（   ） A．水箱中的水吸收热量后，水的温度升高，内能增大，比热容不变 B．水箱中的水吸收的热量是J C．若水箱中的水吸收的热量由加热效率为40%的煤炉提供，至少需要消耗1.75kg的煤 D．洗澡过程中，冷水管出10℃冷水的质量为25kg 二、填空题 13．如图所示，科技馆展出的小型低碳化汽车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电池。光电池把光能转换成___________能，能量转化过程中，能的总量___________（选填“增加”“减少”或“保持不变”）。 14．家用轿车的发动机是四冲程内燃机。图示是四冲程内燃机的______冲程。为了不使内燃机在工作时温度升得太高，在设计制造时，让汽缸被水包围着，这是通过______的方式减少汽缸的内能。 15．如图所示，小明在科技节中展示了自己的作品。塑料瓶内装入少量的液态乙醚，待乙醚充满整个塑料瓶后，启动电子打火器，活塞瞬间向前飞出一段距离。活塞飞出的过程相当于热机的________冲程，该过程中乙醚燃烧产生的内能转化为活塞的________能。 16．有一款新型智能家用燃气热水器，正常工作1min，可使6kg的水温度升高25℃，消耗燃气0.02m3。该过程中，水吸收的热量为____________ J，该燃气热水器的加热效率为________ 。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），燃气的热值为：3.5×107J/m3] 17．某家庭太阳能热水器阳光照射时，可以使质量为50kg的水温度升高60℃，水吸收的热量是________J，若这些水吸收的热量由天然气来提供，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需要________m3的天然气。已知水的比热容，天然气的热值。 18．宁夏的能源储备充足，煤炭、风能、太阳能等多种能源富集互补，是全国首个新能源综合示范区，新能源利用率超过95%，居西北第一，同时水和天然气价格也相对低廉。 （1）小峰家常用天然气烧水。水烧沸腾时，壶盖不断向上跳动，此过程中能量转化与四冲程汽油机的______ 冲程的能量转化相同； （2）在标准大气压下用天然气把一壶2kg的水从25℃加热至刚沸腾时，水吸收了多少的热量；[] ____ （3）若燃烧天然气放出的热量有40%被水吸收，则烧开（2）中的那壶水至少需要燃烧多少天然气？____（天然气热值为，设天然气完全燃烧） 三、实验题 19．请根据所学知识解决以下问题： (1)如图甲所示为“观察不同物质吸热升温的现象”实验。实验过程中，沙子和水吸收热量的多少可通过____________（选填“升高的温度”/“加热时间”）比较；质量相同的沙子和水，吸收相同的热量，______（选填“沙子”/“水”，下同）升温快；由此可以推理，质量相同的沙子和水升高相同的温度，______需要吸收的热量多。 (2)小明学习了燃料的热值后，自己设计一个实验来比较煤油和菜籽油的热值。他实验的装置如图乙、丙所示，试管中水的质量相同，煤油和菜籽油的质量相同，每隔1分钟记录了试管中水的温度，如下表。 加热时间/min 0 1 3 5 7 … 燃料烧完 乙管水温/℃ 25 27 32 36 40 … 50 丙管水温/℃ 25 26 29 32 34 … 42 ①为完成实验，除温度计和秒表外，还需要的测量工具为_______。 ②通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________。 ③不计热量散失，根据表中数据，菜籽油的热值为______J/kg。（煤油的热值为4.6×107J/kg）。 20．小明利用如图甲所示装置研究某种燃料的热值。他取少量燃料置于燃烧皿中，测出总质量为，点燃后对的热水加热立即熄灭燃料，再测得燃料和燃烧皿的总质量为，并根据实验数据绘制水温随时间变化的图像，如图乙中所示。 (1)已知实验过程中燃料均匀燃烧放热，所放的热量仅60%能被水吸收，则内水吸收的热量为___________，则该燃料的热值为___________。[水的比热容为，整个过程中忽略水的质量变化] (2)若实验装置和热损失比例均不变，利用该燃料加热另一杯水绘制的水温随时间变化的图像如图乙中所示，则这杯水的质量___________（选填“大于”“等于”或“小于”）上一杯水的质量。 (3)用此方法计算的燃料的热值比实际值___________（选填“偏大”或“偏小”）。理由：___________。 四、计算题 21．国庆假期，小明一家从南昌自驾前往龙虎山旅行。南昌到龙虎山全程约160km，驾车前往大约需要2h。（汽油的热值取，汽油的密度取） (1)求汽车的平均速度。 (2)汽车全程消耗10L汽油，求汽油完全燃烧放出的热量。 (3)若汽车发动机全程的平均功率为15kW，求汽车发动机的效率。 22．氢能因其低碳、高热值、来源广泛等特点，在新能源领域备受青睐。某款氢内燃机汽车的总质量为1.8t，车轮与地面的总接触面积为。某次测试中，该车匀速直线行驶6km用时5min，牵引力做功的功率恒为28kW，发动机的效率为60%。（g取10N/kg，氢燃料的热值为，假设氢燃料完全燃烧） (1)该车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？ (2)本次测试中，该车牵引力是多少？ (3)本次测试中，消耗氢燃料的质量是多少？ 23．图甲是我国自主研制的第一艘055型万吨级驱逐舰——南昌舰，它标志着中国人民解放军海军驱逐舰实现由第三代向第四代的跨越。若某次航行时，南昌舰从静止出发以恒定推进功率加速直线航行，达到目标航速后匀速直线航行，航行时的v-t图像如图乙所示。已知南昌舰在匀速直线航行阶段受到的阻力为。[]。求： (1)南昌舰在加速阶段消耗柴油，这些柴油完全燃烧放出的热量； (2)本次航行中南昌舰的恒定推进功率； (3)本次航行的加速阶段，南昌舰发动机的热效率。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B B C A D D D B C 题号 11 12 答案 B D 1．B A．燃料燃烧时发热，是将燃料的化学能转化为内能，故A错误； B．自发的能量转化和转移具有方向性，即自发的能量转化和转移过程是不可逆的，可被利用的能量会变少，故B正确； C．利用水库的水发电，再用这些电把水抽回水库，在这个过程中，由于机械摩擦、电流热效应等因素，会有一部分能量以热量等形式散失掉，导致能量逐渐减少，所以发电机和抽水机不会永远不停地运转下去，故C错误； D．小球在地面弹跳时高度逐渐减小，是因为小球在运动过程中，机械能通过与空气的摩擦以及与地面的碰撞等，逐渐转化为内能，但整个过程中能量的总量是守恒的，故D错误。 故选B。 2．B AB．火箭发射时，燃料燃烧先将燃料的化学能转化为内能，再通过燃气做功将内能转化为火箭的机械能，故A错误，B正确； CD．火箭加速上升过程中，质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大；机械能等于动能与势能之和，因此机械能增大，故C、D错误。 故选B。 3．B A．永动机是不需要外界输入能量或者只需要一个初始能量就可以永远做功的机器，这种机械违反能量守恒定律，是不可能存在的，而“高转筒车”转动需要流水提供动力，没有流水就不能转动，所以“高转筒车”不是永动机，故A错误； B．水在匀速输送的过程中，竹筒中水的质量不变，速度不变，动能不变；水的高度变大，重力势能增大，机械能变大，故B正确； C．流水驱动轮子转动，是流水的机械能传递给轮子，属于机械能之间的转移，不是内能转化为机械能。故C错误； D．能量守恒定律是自然界普遍存在的规律，任何能量的转化都符合能量的转化和守恒定律，“高转筒车”也不例外，故D错误。 故选B。 4．C A．向内猛推推杆时，推杆对筒内空气做功，将机械能转化为空气的内能；内燃机压缩冲程中，活塞对气缸内气体做功，也是机械能转化为内能，二者过程相似，故A正确； B．艾绒燃烧时，将自身储存的化学能转化为内能，释放热量，故B正确； C．向内猛推推杆的过程中，推杆的机械能转化为筒内空气的内能，是机械能转化为内能，不是内能转化为机械能，故C错误； D．钻木取火通过摩擦做功，将机械能转化为内能，和向内猛推推杆的能量转化相同，故D正确。 本题选择描述错误的，故选C。 5．A 飞轮转速为3600 r/min，即60 r/s。四冲程内燃机的一个工作循环中，飞轮转2圈，完成4个冲程，对外做功1次。因此该内燃机1s内飞轮转60圈，完成30个工作循环，完成120个冲程，对外做功30次。故选A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 6．D A．甲图：两个气门都关闭，活塞向上，是压缩冲程；乙图：两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下，是做功冲程；丙图：排气门开、进气门关，活塞向上，是排气冲程； 丁图：进气门开、排气门关，活塞向下，是吸气冲程。四冲程正确顺序是吸气、压缩、做功、排气，即丁、丙、乙、甲、，故A错误； B．热值是燃料本身的特性，只和燃料种类有关，和燃烧充分程度无关，故B错误； C．汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气的混合物，故C错误； D．图B中热空气驱动扇叶转动，能量转化是内能转化为机械能，和图A中做功冲程（乙）的能量转化相同，故D正确。 故选D。 7．D A．由图可知，在力的作用下瓶子的形状发生了改变，说明力可以使物体发生形变，故A正确，不符合题意； B．瓶盖弹出前，拧瓶子时瓶子体积变小，压缩瓶内气体做功，将机械能转化为瓶内气体的内能，瓶内气体内能增大，此过程与汽油机的压缩冲程类似，都是将机械能转化为内能，故B正确，不符合题意； C．瓶盖被弹出时，瓶内压缩气体对瓶盖做功，将自身的内能转化为瓶盖的机械能，使瓶盖飞出，故C正确，不符合题意； D．瓶盖被弹出时，瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，瓶口处的水蒸气因降温液化形成小水滴，从而出现白雾现象，故D错误，符合题意。 故选D。 8．D A．汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物，柴油机在吸气冲程中吸入气缸的只有空气，故A正确，不符合题意； B．汽油机通过火花塞点燃混合气体，点火方式是点燃式，柴油机通过压缩空气高温引燃柴油，点火方式是压燃式，故B正确，不符合题意； C．汽油机的做功冲程是内能转化为机械能，使汽车获得动力；吸气、压缩、排气冲程都是靠飞轮的惯性完成的，故C正确，不符合题意； D．汽油机转速，四冲程汽油机飞轮每转2圈完成１个工作循环，对外做功1次，所以每秒对外做功30次，故D错误，符合题意。 故选D。 9．B A．压缩冲程中活塞向上运动压缩气体做功，将机械能转化为内能，没有对外做功，无法提供动力，故A错误； B．四冲程柴油机，一个工作循环包含4个冲程，飞轮转2圈。对外做功1次，转速 故每秒对外做功次数 15 次，故B正确； C．热机工作时会有大量热量损失，热机效率不可能达到100%，故C错误； D．做功冲程是燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能，气体的内能减少，故D错误。 故选B。 10．C A．功率描述做功快慢，和效率是完全不同的物理量，二者没有必然联系，甲效率低不能推出甲功率更大，故A错误； B．消耗燃料的质量和燃料燃烧放出的总能量有关，不知道甲、乙做功多少，也无法确定燃料燃烧放出的总能量，无法比较消耗燃料的质量，故B错误； C．甲的效率低于乙，根据效率的定义，这意味着甲将燃料燃烧放出的能量变成有用功的那部分能量的比例比乙小，因此乙将燃料燃烧放出的能量变成有用功的那部分能量的比例比甲大，故C正确； D．工作相同时间时，不知道二者做功大小，也无法确定燃料燃烧放出的总能量，因此不能比较消耗燃料的质量，故D错误。 故选C 。 11．B A．图中火花塞点火、活塞下行，为做功冲程，内能转化为机械能。故A正确，不符合题意； B．飞轮转速，汽油机一个工作循环飞轮转2圈、对外做功1次，故每秒对外做功25次（非50次）。故B错误，符合题意； C．热机效率不可能达到100%（存在能量损失），故C正确，不符合题意； D．水比热容大，吸热能力强，适合做冷却液。故D正确，不符合题意。 故选 B。 12．D A．水箱中的水吸收热量后，水的温度升高，内能增大，比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关，故水加热后比热容不变，故A正确，不符合题意； B．水箱内水吸收的热量为 故B正确，不符合题意； C．由可知，煤炉放出的热量为 则需要消耗煤的质量为，故C正确，不符合题意； D．由题意可知，，即 解得，故D错误，符合题意。 故选D。 13． 电 保持不变 [1]高效光电池的作用是将光能转化为电能，供汽车工作。 [2]根据能量守恒定律，能量在转化和转移的过程中，既不会凭空产生，也不会凭空消失，能的总量保持不变。 14． 压缩 热传递 [1]由图可知，内燃机的两个气门都关闭，活塞向上运动，因此该冲程是压缩冲程。 [2]改变物体内能的方式分为做功和热传递，水吸收汽缸的热量，使汽缸温度降低，是能量的转移过程，因此是通过热传递的方式减少汽缸内能。 15． 做功 机械 [1]塑料瓶内的乙醚燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞瞬间向前飞出一段距离，这与热机的做功冲程中燃气推动活塞做功的过程是相似的，所以活塞飞出的过程相当于热机的做功冲程。 [2]在活塞飞出的过程中，乙醚燃烧释放出内能，高温高压的燃气推动活塞运动，使活塞获得了动能，也就是将乙醚燃烧产生的内能转化为了活塞的机械能。 16． 水吸收的热量为 燃气完全燃烧时放出的热量为 所以，该燃气热水器的加热效率为 17． 0.36 [1]水吸收的热量为 [2]由题意知，天然气完全燃烧放出的热量 由可知，需要天然气的体积为 18． 做功 0.0375m3 （1）[1]水烧开以后，水蒸气膨胀对壶盖做功，把壶盖顶起来，将水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，这与汽油机的做功冲程的能量转化相同，在汽油机的做功冲程中，是将燃气的内能转化为活塞的机械能。 （2）[2]在标准大气压下水的沸点为100℃，即水的末温为100℃，水吸收的热量 （3）[3]由可得，天然气完全燃烧放出的热量 由可得，需要天然气的体积 19．(1) 加热时间 沙子 水 (2) 天平 煤油 （1）实验使用相同热源加热，相同时间内热源放出热量相等，因此沙子和水吸收热量的多少可通过加热时间比较。 沙子的比热容较小，故质量相同的沙子和水吸收相同的热量，沙子升温较快。 水的比热容较大，故质量相同的沙子和水升高相同的温度，水吸收的热量比较多。 （2）由表格信息可知，除了需测量温度和时间外，也需测量物质的质量，所以还需要的测量工具为天平。 同质量的煤油和菜籽油燃烧完后，乙管水温升高较多，说明该组实验中水吸收的热量较多，由此可知，煤油释放的热量较多，其热值较大。 由表格数据可知，乙管中水吸收的热量 煤油释放的热量，且，所以 丙管中水吸收的热量 菜籽油释放的热量，且，所以 又因为， 所以，所以 20．(1) 5040 (2)等于 (3) 偏小 燃料不能完全燃烧且有热损失 （1）[1][2]加热时间反映吸收的热量，4min内水吸收的热量等于2min内水吸热的2倍，则内水吸收的热量为 燃料的质量 已知此过程中燃料均匀燃烧放热，所放热量仅60%能被水吸收，则燃料燃烧放出的热量 则该燃料的热值为 （2）由图像可知，相同时间内，两杯水吸收的热量相同，且温度变化相同，2min内水升高的温度都为6℃，根据可知两杯水的质量相等。 （3）[1][2]在加热的过程中，由于燃料不能完全燃烧且有热损失，测量放出的热量偏少，由可知，热值的测量值偏小。 21．(1)80km/h (2) (3)30% （1）汽车的平均速度 （2）由可得，10L汽油的质量 汽油完全燃烧放出的热量 （3）汽车发动机牵引力做功 汽车发动机的效率 22．(1) (2)1400N (3)0.1kg （1）该车静止在水平地面上时，对地面的压强 （2）测试时的车速 牵引力做功的功率恒为28kW，则 则本次测试中，该车牵引力 （3）用时 5min，牵引力做功为 由 可得氢燃料完全燃烧放出的热量 本次测试中，消耗氢燃料的质量 23．(1) (2) (3)40% （1）柴油完全燃烧放出的热量 （2）由图像可知，南昌舰在120s后以 的速度做匀速直线运动，处于平衡状态，其受到的推进力与阻力是一对平衡力，大小相等，则 由题可知，南昌舰以恒定推进功率航行，所以加速阶段和匀速阶段的功率相同。南昌舰的恒定推进功率 （3）由图像可知，加速阶段的时间。在加速阶段，由可知，发动机做的功 发动机的热效率 学科网（北京）股份有限公司 $