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** 聚焦初中物理“内能的利用”单元，通过科技前沿（氢发动机、火箭）与生活情境（热水器、砖的制作）融合，全面考查热机冲程、热值、效率等核心知识，适配单元复习巩固与素养提升。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|10|热机冲程（第2题）、热值特性（第5题）、能量转化（第3题）|结合氢发动机（第1题）、碳中和（第7题），辨析易混概念| |填空题|5|热量计算（第11题）、内能改变（第13题）|联系蒸汽轮机模型（第13题），强化物理观念| |实验题|2|水沸腾探究（第17题）、燃料热值测量（第18题）|设计变量控制（第18题），培养科学探究能力| |计算题|2|热水器效率（第19题）、热量计算（第20题）|结合生活实际，提升科学思维与应用能力|

第十四章 内能的利用 同步练 一、单选题 1．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。某氢气发动机汽车的四冲程内燃机转速为。下列说法正确的是（　　） A．氢气燃烧的越充分，它的热值越高 B．四冲程内燃机的压缩冲程将内能转化为机械能 C．该车内燃机1s对外做功20次 D．氢气燃烧的生成物为水，所以氢发动机的效率可达100% 2．如图为四冲程汽油机内部结构图，下列说法正确的是（　　） A．汽油机吸气冲程吸入的只有空气 B．汽车利用汽油机的压缩冲程获得动力 C．图中冲程能量转化是将机械能转为内能 D．飞轮每转2转，汽油机对外做功1次 3．如图所示，在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口；将水加热一段时间后，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”。下列说法正确的是（   ） A．管口出现的“白气”是水蒸气 B．橡胶塞被水蒸气推出，是因为试管内的气压小于大气压 C．水蒸气推出橡胶塞导致水蒸气的内能减少 D．水蒸气把橡胶塞推出的过程，相当于汽油机的排气过程 4．现代社会在交通、航天、电力工业等很多方面都离不开热机。图1为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在2s内达到起飞速度；图2为四冲程汽油机的工作示意图。下列分析正确的是（　　） A．图1中两个滑轮的作用是增大牵引力 B．图1中气缸内的蒸气体积膨胀，推动活塞做功、内能减小 C．从能量转化角度看，蒸汽弹射装置工作时与图2中甲所示的原理相似 D．图2气缸中燃料燃烧越充分，燃料的热值越高，汽油机的效率越高 5．如图是北京天兵科技有限公司自主研制的“天龙三号”液体燃料火箭的发动机示意图。输送装置将燃料和氧化剂输送到燃烧室燃烧，产生气体推动火箭前进。下列说法正确的是（    ） A．燃料燃烧时内能转化为机械能 B．燃烧放出热量越多，燃料热值越大 C．燃料箱燃料减少，燃料热值不变 D．火箭前进时，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能 6．砖的制作工艺流传数千年，从晒制到烧制，从青砖到红砖，小小的砖块见证了人类迈向文明的历程，下列说法正确的是（　　） A．晒制泥坯时，泥坯温度越高含有的热量越多 B．高温烧制时，通过热传递的方式改变砖块的内能 C．烧制红砖时，燃料燃烧越充分，其热值越大 D．红砖烧制后，冷却过程随着温度降低红砖的比热容减小 7．为实现国家“碳达峰”和“碳中和”目标，某汽车集团研发了一款新型汽车。与旧款汽车相比，在相同的油耗和使用条件下，该新型汽车的发动机工作时，汽油燃烧更为充分，尾气中的“汽油味”显著减少，且动力更为强劲。如图所示为其发动机的某一冲程，下列说法正确的是（　　） A．该冲程是做功冲程 B．该发动机的效率可以达到100% C．汽油燃烧越充分，其热值就越大 D．闻到尾气中的“汽油味”是由于分子的无规则运动 8．如图所示，在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间后，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”。下列说法错误的是（　　） A．管口出现的“白气”不是水蒸气 B．水蒸气推出橡胶塞导致水蒸气内能减少 C．水被加热的过程中，其内能是通过热传递的方式改变的 D．水蒸气推出橡胶塞过程中的能量转化与内燃机的压缩冲程相同 9．某物理小组的同学在社会实践活动中，通过实际调查和网上查询，绘制了一辆某种型号普通轿车在额定功率下行驶时，单位时间内的能量流向如图所示。依据图中信息判断下列说法正确的是（　　） A．轿车行驶时，输入发动机的燃料燃烧释放的能量全部用来做有用功 B．减少散热损耗对提高发动机效率没有帮助 C．发动机的能量转化效率约为 D．随着燃油不断消耗，燃油的热值不断减小 10．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，两种燃料的质量都是，烧杯内两种液体的质量和初温也相同，烧杯内液体加热后均未沸腾，下列说法正确的是（　　）      A．选择图甲和图乙进行实验可以比较不同燃料的热值，同时要控制燃料燃烧的时间相同 B．选择图甲和图丙进行实验可以比较不同物质吸热升温的特点，需要燃料燃烧完全后读出温度计的示数 C．选择图甲和图丙进行实验可以比较不同物质吸热升温的特点，吸热的多少通过加热时间反映 D．选择图乙和图丙进行实验可以比较不同燃料热值和不同物质吸热的多少，都可以通过液体升高的温度反映 二、填空题 11．随着汽车科技的不断进步，混合动力汽车逐渐受到人们的青睐，它主要部件有：汽油机、蓄电池、电动机等，若汽油机完全燃烧5kg 汽油，则可以释放____J的热量。 （） 12．温泉的出水口温度为，流经散热系统后水温降至。若1小时内有温泉水被降温，则该过程释放的热量为___________[]。内燃机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是___________冲程。 13．如图，小明制作的蒸汽轮机模型。点燃酒精灯后，水蒸气便会从管口冲出，推动扇叶转动，说明力可以改变物体的________。同时，易拉罐中水的内能会增大。这种改变内能的方式是________。水蒸气推动扇叶转动过程中的能量转化，与内燃机工作过程中的________冲程相似。 14．如图试管中的水加热一段时间后，管口橡皮塞被冲出，水蒸气推动活塞的能量转化与汽油机的______冲程的能量转化过程相同，在此冲程中燃气的内能______（选填“增大”“减小”或“不变”）。某单缸四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min，则1min内该汽油机对外做功______次。 15．某物理兴趣小组设计实验探究酒精和煤油的热值，如图所示。甲、乙两套装置完全相同，水的质量和初温、待测燃料的质量均相同。燃料全部燃烧后水的末温，且均未达到沸点，则热值较大的燃料是______（选填“酒精”或“煤油”）。 三、作图题 16．如图，是小麟同学学习内燃机的工作原理图（部分），已知左图是压缩冲程的工作原理图，题图是做功冲程的工作原理图，但小麟不小心将一滴黑墨水滴在题图中排气阀门的位置，为此他在右侧的【    】中进行批注“打开”或“关闭”；并在活塞旁边的（     ）中批注“↑”或“↓”表示活塞的运动方向。 四、实验题 17．生活中我们经常用电水壶烧水，给水加热至沸腾一段时间的过程中，水的温度是如何变化的？“拓展”物理小组的同学组装了如图甲所示的实验装置进行探究。 (1)酒精灯内的酒精燃烧的过程中，把化学能转化为________能，这个能量转化过程________（选填“能”或“不能”）自发地沿反方向发生。 (2)判断水沸腾的标志是：水中产生________，到水面破裂开来。 (3)小聪同学画出了温度时间关系图像，据此可得到的结论是：加热水的过程中，___________。 (4)小明同学接着用小聪的装置进行实验，他把烧杯内的水倒掉一些，待水温降低到90℃后继续加热至沸腾一段时间，请接着小聪的图像在坐标系中画出小明加热水的温度-时间关系的大致图像。 18．小李想测量蜡烛的热值q，他利用如图所示的装置进行测量，A容器内装有150g的水，防风罩B的下端开了通气孔。 水的初温/℃ 25 燃烧前蜡烛的质量/g 20.6 水的末温/℃ 40 燃烧后蜡烛的质量/g 20 (1)为完成实验，还需要的测量工具是_____________和_____________； (2)实验中小李是通过测量________（选填“加热时间”或“水吸收的热量”）间接测量蜡烛燃烧放出的热量； (3)实验中水的温度升高内能增加，这是通过________的方式改变物体的内能； (4)实验前后小李测量的数据如表所示，则蜡烛的热值约为________； (5)小李跟同学讨论后，认为实验中测出的蜡烛的热值跟真实值相比________（选填“偏大”、“偏小”或者“相等”）。 五、计算题 19．某同学家使用天然气热水器，平均每天需将50kg的水从18℃加热到58℃，需要燃烧0.3m3的天然气，若天然气完全燃烧放出热量的70%被水吸收。[]。求： (1)水吸收的热量Q吸； (2)天然气完全燃烧放出的热量Q放； (3)天然气的热值q。 20．某家庭用燃气热水器将质量为100kg、温度为20°℃的自来水加热到50℃，消耗的天然气质量为（假设天然气完全燃烧）。已知天然气的热值为。 求： (1)天然气完全燃烧放出了多少热量？ (2)水吸收了多少热量？ (3)该热水器工作时的效率是多大？（计算结果保留1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 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D C B C B D D C C 1．C 【详解】A．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧是否充分等均无关 。所以无论氢气燃烧是否充分，其热值都不变，故A错误； B．四冲程内燃机的压缩冲程中，活塞对气缸内的气体做功，将机械能转化为内能，使气体的内能增加、温度升高 。而做功冲程是将内能转化为机械能，故B错误； C．已知内燃机转速为，即每秒飞轮转动40圈。因为飞轮每转2圈，完成4个冲程，对外做功1次，所以每秒对外做功次数次，故C正确； D．即使氢气燃烧的生成物为水，但在实际工作过程中，氢发动机工作时，由于要克服机械部件间的摩擦做额外功、存在热量散失等，燃料完全燃烧放出的热量并不能全部用来做有用功，所以发动机的效率不可能达到100% ，故D错误。 故选C。 2．D 【详解】A．汽油机吸入气缸的是空气和汽油的混合物，故A错误； B．汽油机的做功冲程中，将内能转化为机械能，所以汽车是利用汽油机的做功冲程获得动力，故B错误； C．图中两气门关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是做功冲程，将内能转化为机械能，故C错误； D．由汽油机的工作过程可知，飞轮每转2转，汽油机对外做功1次，故D正确。 故选D。 3．C 【详解】A．管口出现的 “白气” 是水蒸气遇冷液化形成的小水滴，不是水蒸气，水蒸气是无色透明看不见的，故A错误； B．橡胶塞被水蒸气推出，是因为试管内水被加热汽化，产生大量水蒸气，使试管内气压增大，大于外界大气压，从而将橡胶塞推出，故B错误； C．水蒸气推出橡胶塞，对橡胶塞做功，内能转化为机械能，水蒸气的内能减少，故C正确； D．水蒸气把橡胶塞推出的过程，是内能转化为机械能，相当于汽油机的做功冲程，排气冲程是将废气排出气缸，故D错误。 故选 C。 4．B 【详解】A．图1中牵引索与蒸汽活塞连接的两个滑轮为定滑轮，定滑轮的作用是改变力的方向，而不是增大牵引力，故A错误； B．图1中气缸内蒸气体积膨胀，对外做功，将内能转化为机械能，内能减小，同时推动活塞，使舰载机获得巨大的牵引力，故B正确； C．蒸汽弹射装置工作时是内能转化为机械能，四冲程汽油机的做功冲程也是内能转化为机械能，而甲图是压缩冲程，将机械能转化为内能，所以蒸汽弹射装置工作时与图2中甲所示的原理不同，故C错误； D．燃料的热值是燃料的固有特性，与燃烧状态无关，燃料燃烧越充分，能使燃料释放的热量更多，热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比越大，汽油机的效率越高，但燃料的热值不变，故D错误。 故选B。 5．C 【详解】A．燃料燃烧时，燃料的化学能转化为内能，故A错误； BC．热值决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，故B错误，C正确； D．火箭前进时，燃料的化学能转化为内能，内能再转化为机械能，在此过程中会有热量散失和克服摩擦做功等，能量利用率不可能达到100%，即化学能不能全部转化为机械能，故D错误。 故选C。 6．B 【详解】A．热量是表示热传递过程中，传递能量的多少，是一个过程量；不能说物体含有多少热量、具有多少热量，这种表述是错误的，故A错误； B．高温烧制时，砖块吸收热量温度升高，内能增大，这是通过热传递的方式改变砖块的内能，故B正确； C．热值反映燃料自身完全燃烧放出热量的本领，其大小与燃料是否燃烧、燃烧多少、燃烧是否充分无关，故C错误； D．比热容用来表示物体吸热和放热能力的强弱，其大小与物质的种类和状态有关，与温度的高低无关，红砖冷却过程中，物质的种类和状态不变，其比热容的大小不变，故D错误。 故选B。 7．D 【详解】A．由图可知，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故A错误； B．在汽油机工作中，燃料燃烧放出的热量不可能全部用来做功，总存在热损失，所以热机发动机的效率不可能达到100%，故B错误； C．根据热值的定义可知，热值与燃料是否完全燃烧无关，故C错误； D．闻到尾气中的“汽油味”是汽油分子进入到空气中，发生扩散的结果，这是由于分子的无规则运动造成的，故D正确。 故选D。 8．D 【详解】A．管口出现的“白气”是水蒸气液化的小水滴，不是水蒸气。故A正确，不符合题意； B．橡胶塞被水蒸气推出,根据能量的转化可知，水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，水蒸气内能减小。故B正确，不符合题意； C．水被火焰加热的过程中，其内能是通过热传递的方式改变的，而不是做功改变的，故C正确，不符合题意； D．水蒸气把橡胶塞推出的过程中，水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，内燃机的压缩冲程是将机械能转化为内能。故D错误，符合题意。 故选D 。 9．C 【详解】A．从能量流向图可知，输入发动机的能量为7.9×106J，而最终的有用功为1.0×106J。大部分能量在做功过程中因摩擦、散热和废气排放而损耗，并没有全部用来做有用功。故A错误。 B．发动机的效率是指有用功占输入总能量的比例。根据能量守恒定律，输入发动机的总能量等于有用功与各种损耗能量之和。如果减少了散热损耗，在输入总能量不变的情况下，其他损耗不变时，有用功就会增加，从而提高发动机的效率。故B错误。 C．发动机的能量转化效率通常指最终获得的有用功与输入发动机的能量之比。发动机的能量转化效率 故C正确。 D．热值是燃料的一种物理性质，表示单位质量的某种燃料完全燃烧后释放出的热量。它只与燃料的种类有关，与燃料的质量多少无关。因此，随着燃油不断消耗，其质量减少，但其热值保持不变。故D错误。 故选C。 10．C 【详解】Ａ．选择图甲和图乙进行实验可以比较不同燃料的热值，两种燃料的质量一样，无需控制燃料燃烧的时间相同，故A错误； BC．选择图甲和图丙进行实验可以比较不同物质吸热升温的特点，使用相同的热源通过加热时间的长短来比较吸热多少，而不需要将燃料完全燃烧后再去读数，故B错误，C正确； D．图乙和图丙中的燃料不同，液体种类不同，无法比较不同燃料的热值和不同物质吸热的多少，故D错误。 故选C。 11． 【详解】若汽油机完全燃烧5kg 汽油，则可以释放的热量 12． 做功 【详解】[1]，这个过程中，温泉水放出的热量为 [2]内燃机的做功冲程将内能转化为机械能。 13． 运动状态 热传递 做功 【详解】力可以改变物体的形状和运动状态，点燃酒精灯后，水蒸气便会从管口冲出，推动扇叶转动，说明力可以改变物体的运动状态。 改变物体内能的方式分为做功和热传递，酒精灯加热罐内气体，是通过热传递的方式增加罐内气体的内能。 蒸汽冲击扇叶转动时，能量转化过程为内能转化为机械能，四冲程汽油机的做功冲程中，燃气膨胀对外做功，同样是将内能转化为机械能，因此二者能量转化过程相同。 14． 做功 减小 1500 【详解】[1][2]管口橡皮塞被冲出，水蒸气会对橡皮塞做功，将水蒸气的内能转化为橡皮塞的机械能；此过程与汽油机的做功冲程类似，在做功冲程中燃气的内能转化为活塞的机械能，燃气的内能减小。 [3]某单缸四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min，即汽油机飞轮每分钟转3000圈，因四冲程内燃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，1min内该汽油机完成1500个工作循环，对外做功1500次。 15．煤油 【详解】已知甲、乙装置中，水的质量、初温相同，燃料质量也相同，且燃料全部燃烧后，水的末温，因此乙中水的温度变化量更大，由可知，乙中的水吸收的热量更多，说明乙中燃料（煤油）燃烧放出的热量更多。根据热值公式，两种燃料质量相同，煤油燃烧放出的热量更多，因此煤油的热值更大。 16． 【详解】热机做功冲程时，进气门关闭，排气门关闭，活塞向下运动，以此作图。 17．(1) 内 不能 (2)大量气泡，气泡上升、变大 (3)水沸腾前，温度随加热时间的增加而升高；水沸腾后，继续加热，温度保持不变 (4) 【详解】（1）[1][2]酒精燃烧是化学能转化为内能的过程，根据能量转化的方向性，该过程不能自发地沿反方向发生。 （2）水沸腾的标志是水中产生大量的气泡，气泡在上升过程中体积逐渐变大，最终到水面破裂开来。 （3）由题意可知，观察图乙，0~5min水沸腾前，温度随时间上升；5min后水沸腾，继续加热，温度保持不变，因此得出水沸腾前，温度随加热时间的增加而升高；水沸腾后，继续加热，温度保持不变。 （4）倒掉部分水后，水的质量减小，相同加热条件下升温速度更快，因此温度上升段的斜率更大；水的沸点由气压决定，装置不变则气压不变，沸点与原图像一致。从原图像沸腾段末端画一条斜向下的直线，代表水自然降温至90℃，再从90℃处画一条斜率更大的上升直线，更快到达沸点，到达后画一条水平直线，代表沸腾时温度不变，据此作图。 18．(1) 温度计 天平 (2)水吸收的热量 (3)热传递 (4) (5)偏小 【详解】（1）[1][2]要完成本实验，需要测量水的温度与水和蜡烛的质量，因此还需要温度计与天平。 （2）由于蜡烛燃烧放出的热量不能直接测量，实验中是通过水吸收的热量来间接测量蜡烛燃烧放出的热量，即认为蜡烛燃烧放出的热量全部被水吸收。 （3）实验中，蜡烛燃烧放出热量，热量通过热传递的方式传递给水，使水的内能增加，温度升高。 （4）根据表格数据可知，水吸收的热量为 蜡烛燃烧的质量为 如果不计热量损失，蜡烛的热值约为 （5）在实验过程中，蜡烛燃烧放出的热量不可能全部被水吸收，会有热量散失到周围环境中，即水吸收的热量比蜡烛放出的热量要小，而在计算时，使用水吸收的热量来代替蜡烛燃烧放出的热量，故计算出的热值会比真实值偏小。 19．(1) (2) (3) 【详解】（1）水吸收的热量 （2）天然气完全燃烧放出的热量 （3）天然气的热值 20．(1) (2) (3) 【详解】（1）天然气完全燃烧 （2）水从20℃升高到50℃吸热，温度变化量 水吸收的热量 （3）热水器效率为水吸收热量与天然气总放热量的比值 ，为 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 $