第十四章 内能的利用 单元练 2026-2027学年人教版物理九年级全一册

**基本信息** 聚焦内能利用核心概念，通过基础巩固、综合辨析、实验探究三级分层设计，构建从概念理解到实际应用的知识巩固路径，适配新授课学情。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|比热容、热值、内燃机冲程等单一概念|单选题1-5直接考查基础属性，填空题11-13强化公式简单应用，落实物理观念| |进阶层|热机效率计算、图像分析等综合应用|单选题6-8结合图像辨析能量转化，实验题17基础操作考查科学探究能力| |提升层|实验设计、复杂计算等迁移能力|计算题19-20关联实际情境（公交车、酒精炉），实验题18分析误差培养科学思维|

第十四章 内能的利用 同步练 一、单选题 1．我国北方楼房中的暖气用水作为介质，这主要是因为（　　） A．水的密度大 B．水的热值高 C．水的质量大 D．水的比热容大 2．如图所示，在纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年的九三阅兵中，国产99B主战坦克方队以整齐编队通过天安门广场，该坦克采用柴油内燃机驱动，则下列分析不正确的是（　　） A．柴油燃烧时将化学能转化为内能 B．柴油燃烧过程中其热值保持不变 C．柴油机选用水做发动机的冷却液利用了水的比热容小 D．柴油机在吸气冲程中吸入的只有空气 3．燃油车是现代社会中一种常见的交通工具。如图所示是某四冲程燃油车的汽油机能量流向图，下列说法正确的是（   ） A．汽油燃烧越充分，它的热值越大 B．汽油机的做功冲程将机械能转化为内能 C．根据能量守恒，只要不断改进，汽油机的效率可达100% D．由图可知该汽油机的效率小于30% 4．汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机。如图所示，是单缸四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中不正确的是（   ） A．一个工作循环的正确顺序是：丁—甲—丙—乙 B．甲冲程是把内能转化为机械能的 C．只有丙冲程使汽车获得动力 D．丁冲程是吸气冲程，吸入的是汽油和空气的混合物 5．内燃机是现代交通运输工具的动力源，四种交通运输工具中，适合使用汽油机来提供动力的是（　　） A．客运飞机 B．小轿车 C．载重汽车 D．轮船 6．用同样的酒精灯加热初温相同（未知）、质量均为100g的两种物质甲、乙，已知6~8min消耗酒精的质量为0.4g，它们的温度随时间变化的图像如图所示，物质甲、乙单位时间吸收的热量相等，物质甲的比热容为，酒精的热值为（单位时间消耗酒精的质量相同）。下列说法正确的是（　　） A．物质甲的沸点一定为80℃，物质乙的沸点一定为40℃ B．0~6min酒精灯对物质甲的加热效率约为33.3% C．物质甲、乙的初温为20℃ D．物质乙的比热容为 7．如图所示，是小琳所在小组制作的热机模型，向易拉罐内部注入大约半罐水，将一支去掉笔芯和尾塞的中性笔的尖端朝外，尾端插入易拉罐内，用胶将易拉罐的开口处密封，将易拉罐如图所示放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶，点燃易拉罐下面的酒精灯，当有水蒸气喷出时，扇叶就转动起来。下列分析正确的是（　　） A．整个过程中只有内能和机械能的转化 B．水变成水蒸气的过程中，分子间的距离变小 C．水蒸气喷出推动扇叶转动，与汽油机的做功冲程能量转化相同 D．该热机模型的效率能达到100% 8．在“探究燃料放热能力”的实验中，某组同学利用图示装置分别进行了两次实验，两次实验过程中需要保持相同的物理量是（   ） A．水的质量 B．燃料的种类 C．水升高的温度 D．燃料燃烧的时间 9．2025年5月21日，我国“力箭一号”遥七运载火箭将6颗卫星顺利送入预定轨道，此次任务是该型号运载火箭第7次飞行。如图是火箭发射时的情景。下列说法正确的是（　　） A．火箭燃料燃烧越充分，热值越大 B．火箭用液态氢做燃料，是因为液态氢的热值大 C．火箭“体内”的液氢燃料温度低至，内能为零 D．火箭必须用热值较高的燃料才能提高其热机效率 10．有A、B两种不同的燃料，A燃料的质量为B燃料的一半。两种燃料的温度都升高1℃，吸收的热量如图甲；两种燃料完全燃烧后放出的热量如图乙。则（　　） A．两种燃料的比热容和热值均相等 B．两种燃料的比热容和热值均不相等 C．两种燃料的比热容不等，热值相等 D．两种燃料的热值不等，比热容相等 二、填空题 11．2025年5月21日，我国“力箭一号”遥七运载火箭将6颗卫星顺利送入预定轨道，此次任务是该型号运载火箭第7次飞行。火箭一般用液态氢作为燃料是因为氢的____________大。在燃料燃烧过程中高温高压气体的内能通过内燃机的____________冲程转化成火箭的机械能。 12．在标准大气压下，使用煤气灶将2kg水从加热到沸腾，水吸收的热量是 ___________J，该煤气灶烧水的效率是80%，此过程需要完全燃烧 ___________kg的煤气。（ ，） 13．某单缸汽油机某一个工作冲程如图所示，为________冲程。它完全燃烧100g汽油可释放的能量为________J，若这些能量中的42%被质量为20kg、初温为80℃的水吸收，水的温度将升高________℃。[已知大气压为1个标准大气压，q汽油=4.6×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg·℃）]。 14．使用清洁能源天然气有助于国家提出的2060年前实现碳中和的目标。小明同学用他家的天然气灶将质量为2kg，初温为15℃的水加热到95℃，水吸收的热量是_____J； 若此过程的热效率为40%，则此过程中，天然气放出的热量是_____J，需要消耗天然气_____m³。（水的比热容为 ，天然气热值为 15．如图装置中试管塞被冲出，管口处出现白雾，说明水蒸气通过_________的方式消耗了自身的部分_________能，从而使温度_________，这一过程中的能量转化情况和汽油机的_________冲程的能量转化是相同的。一台四冲程汽油机在1s内完成30个排气冲程，则每分钟完成_________个工作循环。 三、作图题 16．如图所示，图甲中画出了吸气冲程中进气门、排气门的开闭情况（用“T”表示气门），请在图乙中画出做功冲程的火花塞和气门情况。 四、实验题 17．某同学设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小，如图所示，两个实验装置完全相同。 (1)在组装实验器材时，应_______（填“自上而下”或“自下而上”）依次安装。 (2)为保证实验结论的可靠，以及方便比较，在保证燃料的质量相等的前提下，还应保持被加热液体的种类_____、质量_____（以上两空均填“相同”或“不同”），两个烧杯相同。 (3)实验过程中，应使燃料_______（填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”）后，通过比较_______（填“加热时间”或“温度计升高的温度”）来比较燃料燃烧放出的热量，从而比较两种燃料热值的大小。 (4)根据实验中测得的数据，及被加热液体的比热容，算出了燃料的热值，发现结果小于燃料的实际热值，原因是__________________（写出一条）。 18．小芳同学探究了“不同物质吸热升温的现象”，同时又探究了“不同燃料燃烧的放热能力”，她设计了两组实验装置如图所示。 (1)你认为探究“不同燃料燃烧的放热能力”应选用___________组器材（选填“甲”、“乙”）；在探究“不同物质吸热升温的现象”实验中，不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的； (2)除了图中已经呈现的器材，还需要用到其它测量工具。你认为两个实验都还要用到的其它测量工具是___________； (3)质量相等的沙子和水，在初温相同时开始加热，图丙是根据实验记录数据画出的温度随时间变化图像，由图像可知，实验过程中操作不到位的步骤是___________； (4)用燃烧皿替换两个相同的酒精灯，比较酒精和碎纸片的热值（如图乙所示）。对于此实验的器材要求，下列需要控制的是___________（填序号）； A．酒精和碎纸片的质量相等 B．烧杯中水的质量相等 五、计算题 19．热机效率为30%的某燃油公交车在平直路面匀速行驶3000m，消耗了0.6kg的燃油。已知燃油的热值为，求公交车在该过程中： (1)燃油完全燃烧放出的热量； (2)牵引力所做的功； (3)所受阻力。 20．如图为某固体酒精炉，为了测试该酒精炉的效率，点燃一块质量为30g的固体酒精，当固体酒精烧尽后，使质量为1kg的水，温度从20℃升高到60℃，已知，。求： (1)水吸收的热量； (2)固体酒精完全燃烧放出的热量； (3)固体酒精炉的效率。（百分号前保留一位小数） 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 《第十四章 内能的利用 同步练----2026-2027学年人教版物理九年级上学期》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C D B B B C A B C 1．D 【详解】由可知，水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以暖气装置中用水来供热，能更好地将热量传递到室内，达到取暖的目的。因此，北方楼房中的暖气用水作为介质主要是因为水的比热容大，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 2．C 【详解】A．柴油燃烧是化学变化，将燃料的化学能转化为内能，故A正确，不符合题意； B．热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与燃烧过程无关，因此柴油燃烧过程中热值保持不变，故B正确，不符合题意； C．柴油机选用水做发动机的冷却剂，是利用了水的比热容大的特点（相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度时水能吸收更多热量），故C不正确，符合题意； D．柴油机在吸气冲程中吸入的只有空气，柴油是在压缩冲程末通过喷油嘴喷入气缸的， 故D正确，不符合题意。 故选C。 3．D 【详解】A．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度无关。所以无论汽油燃烧是否充分，其热值大小是固定不变的，故A错误； B．汽油机的做功冲程中，是燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能，故B错误； C．由于热机在工作过程中，不可避免地存在废气带走热量、机械散热、克服摩擦做功等能量损失，所以汽油机的效率不可能达到100%，故C错误； D．由图可知该汽油机的效率为，故D正确。 故选D。 4．B 【详解】AB．汽油机的四个冲程顺序为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。图中，甲冲程的吸气阀与排气阀均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，压缩冲程将机械能转化为内能；乙冲程吸气阀关闭，排气阀开启，是排气冲程；丙冲程的吸气阀与排气阀均关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是做功冲程，做功冲程将内能转化为机械能；丁冲程吸气阀开启，排气阀关闭，活塞向下运动，是吸气冲程；则一个工作循环的正确顺序是：丁—甲—丙—乙，故A正确，不符合题意，B错误，符合题意； C．只有丙冲程使汽车获得动力，其他冲程是靠惯性运转的，故C正确，不符合题意； D．丁冲程是吸气冲程，吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物，故D正确，不符合题意。 故选B。 5．B 【详解】A．客运飞机大多使用涡扇喷气式发动机，故A不符合题意； B．小轿车是消耗汽油的，发动机一般使用汽油机作为动力装置，故B符合题意； CD．载重汽车、轮船都是消耗柴油的，柴油机提供的动力大，一般使用柴油机作为动力装置，故CD不符合题意。 故选B。 6．B 【详解】A．晶体在熔化时，温度不变，液体沸腾时，温度也保持不变，所以80℃可能是甲的熔点，也可能是其沸点，40℃可能是乙的熔点，也可能是其沸点，故A错误； B．由图示知，甲在6min到8min，温度变化量为 在这2min内，甲吸收的热量 消耗的酒精完全燃烧放出的热量 甲和乙单位时间吸收的热量相等，单位时间消耗酒精的质量相同，所以在0~8min，酒精灯对甲的加热效率不变，则0~6min酒精灯对物质甲的加热效率为，故B正确； C．甲和乙单位时间吸收的热量相等，0~6min这6分钟内，甲吸收的热量为 则甲在0~6min升高的温度为 则甲的初温为 甲乙初温相同，所以乙的初温也为0℃，故C错误； D．乙在0~6min升温40℃，吸收的热量为12000J，则乙的比热容，故D错误。 故选B。 7．C 【详解】A．燃料燃烧时，将化学能转化为内能，水蒸气带动扇叶转起来，将内能转化为机械能，故A错误； B．同种物质的气态分子间的距离大于液态分子之间的距离，水变成水蒸气的过程中，分子间的距离变大，故B错误； C．水蒸气喷出推动扇叶转动，内能转化为机械能；与汽油机的做功冲程能量转化相同，故C正确； D．热机在工作时不可避免的存在能量损失，故热机的效率不能达到100%，故D错误。 故选C。 8．A 【详解】A．探究燃料的放热能力，要控制水的质量相同，由水吸收的热量可知，只有水的质量相同，才能通过水升高的温度来反映燃料放出热量的多少，即哪种燃料燃烧时，能使质量相同的水升高的温度更高，说明该燃料的放热能力更强，故A符合题意； B．实验目的是探究不同燃料的放热能力，所以燃料的种类应不同，故B不符合题意； C．水升高的温度是实验中需要测量的量，用来比较燃料放出热量的多少，不需要保持相同，故C不符合题意； D．燃料燃烧的时间不能直接决定放出的热量，且不同燃料燃烧速度不同，无需保持燃烧时间相同，故D不符合题意。 故选A。 9．B 【详解】A．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃烧是否充分燃烧无关，所以火箭的燃料燃烧得越充分，热值不变，故A错误； B．火箭使用液态氢作燃料，是因为液态氢热值较大，与质量相同的其它燃料相比，液态氢完全燃烧时放出的热量较多，故B正确； C．一切物体在任何情况下都具有内能，所以火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，内能不为零，故C错误； D．要提高热机效率，即要将更多的热量转化为有用功，可以充分利用废弃的热量或减小摩擦可以提高热机效率，而用热值较高的燃料无法提高热机效率，故D错误。 故选B。 10．C 【详解】A燃料的质量为B燃料的一半，当A、B温度都升高1℃，由图甲可知A、B吸收的热量相等，根据可知A的比热容较大； A燃料的质量为B燃料的一半，由图乙可知A燃料完全燃烧后放出的热量为B燃料完全燃烧后放出的热量的一半，根据可知，A、B热值相同； 综上可知，两种燃料的比热容不等，热值相等。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 11． 热值 做功 【详解】火箭选择液态氢作为燃料，是因为氢的热值大，相同质量的液态氢和其他燃料相比，完全燃烧可以释放更多热量，满足火箭飞行的能量需求；四冲程内燃机中，做功冲程将燃料燃烧产生的高温高压燃气的内能转化为机械能。 12． 6.72×10⁵ 0.02 【详解】[1]水吸收的热量 [2]该煤气灶烧水的效率是80%，根据可得需要完全燃烧煤气放出的热量 所以需要完全燃烧煤气的质量 13． 吸气 4.6×106 20 【详解】[1]图中汽油机的进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程。 [2]完全燃烧100g即0.1kg汽油放出的热量为 [3]根据题意可知，水吸收的热为 由热量的计算公式Q吸=cmΔt可知，水升高的温度为 由温度变化量的计算公式可知， 又由于1个标准大气压下水的沸点是100℃，水沸腾后继续吸热但温度保持不变，所以水的温度将升高为 14． 6.72×105J 1.68×106J 0.04m3 【详解】[1]水吸收的热量是 [2]天然气放出的热量是 [3]需要消耗天然气 15． 做功 内 降低 做功 1800 【详解】[1][2][3][4]对试管中的水持续加热，试管中产生大量水蒸气，水蒸气膨胀做功，将塞子顶起，塞子被推出的过程中，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，内能减小，温度降低，水蒸气推动塞子过程中的能量转化是内能转化为机械能，该过程中是通过做功改变内能的；汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能，两者能量转化相同。 [5]在四冲程汽油机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，一台四冲程汽油机在1s内完成30个排气冲程，则每分钟完成个排气冲程，因此每分钟完成1800个工作循环。 16． 【详解】四冲程汽油机的做功冲程进气门、排气门都完全关闭，保证气缸密闭，在乙图的左右两个气门位置，都画出和甲图排气门样式一致的闭合状态的“T”形气门，代表进气门、排气门全部关闭；火花塞点火，引燃气缸内的油气混合物，在乙图顶部的火花塞位置，画出点火标识。 17．(1)自下而上 (2) 相同 相同 (3) 全部燃烧 温度计升高的温度 (4)燃料燃烧放出的热量不可能全部被液体吸收 【详解】（1）因为要用酒精灯外焰加热，所以先放好酒精灯,再固定铁圈高度等，应按自下而上依次安装。 （2）[1][2]为保证实验结论可靠，利用控制变量法，在保证燃料质量相等前提下，被加热液体的种类和质量都应相同，这样才能通过温度计示数变化准确比较燃料燃烧放出热量多少。 （3）[1][2]要比较燃料热值大小，需让燃料全部燃烧，释放出全部热量；通过比较被加热液体温度计升高的温度来比较燃料燃烧放出的热量，温度升高越多说明燃料放出热量越多，进而比较两种燃料热值大小。 （4）根据实验中测得的数据及被加热液体的比热容算出的燃料热值小于燃料的实际热值，原因是燃料燃烧放出的热量不能全部被液体吸收，有热量散失到周围环境中，比如火焰向四周散失热量、容器吸收部分热量等。 18．(1)乙 (2)天平 (3)搅拌器没有将沙子搅拌均匀 (4)AB 【详解】（1）探究“不同燃料燃烧的放热能力”时，根据控制变量法可知，需要使用不同的燃料，乙组器材中有酒精和碎纸片两种不同燃料，所以应选用乙组器材。 （2）根据控制变量法可知，探究“不同物质吸热升温的现象”时，要控制沙子和水的质量相等；探究“不同燃料燃烧的放热能力”时，要控制酒精和碎纸片的质量相等，所以两个实验中均需要测量质量，故都要用到的测量工具是天平。 （3）水的比热容大于沙子的比热容，质量相等、初温相同的沙子和水，吸收相同热量时，水升温较慢。由图丙可知，在开始阶段水升温比沙子快，说明实验开始时，烧杯底部的沙子的热量没有传递到烧杯上部的沙子中，使烧杯上部沙子的温度变化较小，故实验过程中操作不到位的步骤是搅拌器没有将沙子搅拌均匀，导致沙子受热不均匀。 （4）比较不同燃料的热值时，根据控制变量法可知，燃料的种类不同，其它条件保持相同，故为了保证实验的科学性和准确性，需要控制酒精和碎纸片的质量相等，同时也要控制烧杯中的水的质量相等，故AB符合题意。 故选AB。 19．(1) (2) (3) 【详解】（1）根据可得，燃油完全燃烧放出的热量为 （2）根据可得，牵引力所做的功为 （3）公交车匀速行驶，水平方向受牵引力F和阻力f，二力平衡，故。由可得，所受阻力为 20．(1) (2) (3) 【详解】（1）水吸收的热量 （2）固体酒精完全燃烧放出的热量 （3）固体酒精炉的效率 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 $