第十四章 内能的利用 单元测试 -2026-2027学年人教版九年级全一册物理

**基本信息** 本试卷为人教版九年级物理“内能的利用”单元测试卷，以科技前沿（如“九天”无人机）、社会热点（丰宁抽水蓄能电站）及传统文化（牛角点火器）为情境，覆盖能量转化、热值、热机效率等核心知识点，注重物理观念与科学思维的考查，适配单元复习。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10题/32分|能量守恒、热机冲程、热值比较|结合航天工程（液氢燃料）、制动能量回收等真实情境| |填空题|5题/26分|内能转化、能量守恒、可燃冰热值|跨学科实践（豆瓣菜发光化学能转化）、知识结构图构建| |实验探究|2题/22分|比热容、热值测量、液态空气储能|创新实验设计（储能密度影响因素探究），渗透科学探究要素| |计算应用|2题/20分|热水器效率、无人机功率与推重比|综合应用热值、效率公式，关联科技参数（如发动机功率）|

第十四章 内能的利用 单元测试卷-2026-2027学年人教版九年级全一册物理 （100分） 一、选择题（本大题共10个小题，共32分。1～8小题为单选题，每小题的四个选项中，只有一个选项符合题意，每小题3分；9～10小题为多选题，每小题的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题意，每小题4分，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不选的不得分） 1．（25-26九年级上·福建泉州·期末）从“夸父”探日到“祝融”巡火，从“鹊桥”中继到“天和”驻空，我国航天工程的每一步都凝聚着创新力量。火箭发动机选择液氢作为燃料，主要原因是液氢（　　） A．密度大 B．比热容大 C．沸点低 D．热值大 2．（25-26九年级上·广东茂名·期末）在城市行驶环境下，大量驱动能量在制动时被浪费，制动能量回收有助于提升能量利用效率和车辆性能，当车辆减速时，车轮带动电机转动，此时电机转变为发电机向电池充电。关于此过程中的能量转化，下列说法正确的是（     ） A．机械能→电能→化学能 B．化学能→电能→机械能 C．电能→机械能→内能 D．内能→化学能→机械能 3．（25-26九年级上·河南郑州·期中）有关能量守恒定律，下列说法中正确的是（     ） A．物体在做功的过程中，如果有摩擦力存在能量就不守恒 B．能量在转移和转化的过程中，各种形式的能量的总量不变 C．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律 D．根据能量守恒定律，可以制造出“永动机” 4．（2026·新疆昌吉·三模）我国古人发明的牛角点火器如图所示，取火时向内猛推推杆，套筒内空气被快速压缩，使前端艾绒被点燃，这个过程相当于汽油机的（     ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 5．（26-27九年级上·全国·课后作业）两辆完全相同的燃油车，分别加注等质量的92号汽油和95号汽油，两种汽油的热值95号更大，且都完全充分燃烧，两车发动机效率相同。下列关于两车可行驶里程的判断正确的是（     ） A．加92号油的车行驶里程更长 B．加95号油的车行驶里程更长 C．两车行驶里程完全相同 D．无法比较两车里程 6．（25-26九年级上·山西大同·阶段检测）丰宁抽水蓄能电站（如图所示）是我国建成的当前世界上规模最大的抽水蓄能电站。在用电低谷时段，利用电网多余电能将下水库的水抽至上水库储存；在用电高峰时段，再从上水库放水冲击水轮机后带动发电机发电。关于抽水蓄能电站，下列分析正确的是（     ） A．选址时上、下水库高度差越小越好 B．用电低谷时，以电能的形式储能 C．用电高峰时，机械能转化为电能 D．存储的能量可以全部转化为电能 7．（25-26九年级上·安徽滁州·期末）内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。如图所示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。汽油的热值为，下列说法正确的是（     ） A．图中所示的冲程是汽油机的做功冲程，工作时将机械能转化为内能 B．图中所示的冲程汽缸内物质的内能减小，是通过做功的方式实现的 C．该汽油机在1s内对外做功30次 D．该汽油机完全燃烧5kg汽油，输出有用功 8．（25-26九年级上·山东枣庄·阶段检测）有一台汽油机甲和一台柴油机乙，在相同时间内乙做的有用功是甲的2倍，甲机的效率是20%，乙机的效率是25%（汽油的热值为，柴油的热值为），则甲、乙两机在相同时间内消耗燃料的质量之比为（     ） A． B． C． D． 9．（25-26九年级上·山东烟台·期中）在跨学科实践活动中，实践小组制作了如图所示的简易热机装置。在易拉罐中装有适量的水，用酒精灯加热使易拉罐内的水沸腾，笔管吹出蒸汽会推动小风扇转动。忽略加热过程中罐内气压的变化，下列有关说法正确的是（     ） A．罐内水的内能通过热传递方式增加 B．扇叶周围出现的“白气”是水蒸气 C．风扇转动起来是将内能转化为机械能 D．酒精燃烧过程中质量减少其热值变大 10．（2026·辽宁·中考真题）甲、乙两种四冲程汽油机的剖面如图所示，工作时汽油机的曲轴可视为匀速转动，当甲、乙汽油机曲轴的转速均为时，乙汽油机做功冲程中燃气对活塞的平均压力为，每个冲程活塞移动的距离为（大于甲汽油机），下列说法正确的是（     ） A．乙汽油机在一个做功冲程中燃气对活塞做功 B．做功同样多时效率高的汽油机消耗的燃料多 C．内甲汽油机完成做功冲程的次数比乙多 D．吸气冲程甲、乙汽油机活塞运动的平均速度 二、填空题：本题共5小题，每空2分，共26分。 11．（24-25九年级上·辽宁盘锦·期末）如图是一个叫“空气火箭”的玩具，当用力击打气包时，气包内的空气会迅速地把“火箭”发射出去。这一过程中，是气包内气体的内能转化为“火箭”的_______，气包内的气体对外做功其内能将________（选填“增加”或“减少”）。 12．（26-27九年级上·全国·课后作业）如图所示，科学家将直径为9nm的特殊颗粒植入豆瓣菜的叶子中，发现在黑暗环境下，叶子发出微弱的光，实现了化学能直接向_______能的转化，该能量转化过程中，能量的总量______（选填“增大”“不变”或“减小”）。 13．（2026九年级上·福建·专题练习）请你补全关于“热学模块”的知识结构图 (1)___________； (2)___________； (3)___________。 14．（25-26九年级上·陕西商洛·期中）我国在海南岛成功试射东风-31AG洲际导弹，导弹飞行过程中，燃料的____________能转化为导弹的机械能，导弹与空气摩擦导致内能____________（选填“增大”“减小”或“不变”）。该导弹使用了先进固体燃料，可判断出这种固体燃料的____________（选填“比热容”或“热值”）大。 15．（25-26九年级上·江苏徐州·阶段检测）我国南海海底蕴藏着一种神秘的冰晶体—可燃冰，1m3的“可燃冰”在常温常压下可释放出164m3的天然气，所以可燃冰的___________大。已知天然气的热值为4.0×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg∙℃），若0.01m3的“可燃冰”产生的天然气，经过一台燃气热水器完全燃烧后产生热量为___________J，若这些热量能把328kg的水从15加热到55，则热水器的热效率为___________。 三、实验探究题（本大题共2个小题；每空2分，共22分） 16．（25-26九年级上·广西南宁·阶段检测）小华学习了热学知识后，为了对比热容、热值的理解，设计如下实验，可完成吸热能力实验和热值实验。甲、乙、丙三个装置，燃料和液体除种类不同之外，质量完全相同，其他装置完全相同。 (1)为了研究不同物质的吸热能力，利用其中_____两幅图进行实验，根据数据做出了两种液体的温度随时间变化的关系图，如图2所示；实验中不同物质的吸热多少是通过_____来反映比较的（选填“温度计示数变化”“加热时间”）； (2)为了研究不同燃料的热值，正确选择其中_____两幅图进行实验。在实验前用天平测出了两烧杯中液体的质量相同、燃料的质量相同，这样可以通过_____（选填“温度计示数变化”“加热时间”）直观感知哪种燃料的热值大。若、液体的比热容已知，记录相关数据，可以计算出吸收热量和燃料放出的热量，从而计算燃料热值。但此方法计算的热值与实际燃料热值相比_____（选填“偏大”“偏小”“不变”）。 17．（24-25九年级下·江苏南通·阶段检测）液态空气储能是一种新型的储能技术，具有储能密度高、运行寿命长等优点。液态空气储能是利用电力将空气压缩液化储存能量，需要时再加热液态空气使其膨胀为气体并驱动涡轮机发电。 (1)用电低谷时，利用电网多余的电能压缩空气会“产生热”，这是通过_______的方式增加气体的内能；液态空气在蒸发膨胀系统中，通过吸收________（选填“外界热量”或“自身储存热量”）变为高压气态空气；若液态空气储能系统中，空气压缩阶段的效率为80%，发电阶段的效率为60%，则该系统的总能量转换效率为______。 (2)储能密度（ρ）的大小等于单位体积（V）的储能系统所储存的能量（E）。储能密度与哪些因素有关呢？同学们提出以下猜想。 猜想1：与储存容器体积有关。 猜想2：与空气压力有关。 ①写出储能密度的表达式ρ=_______（利用给出的物理量符号）。 同学选取一个储气罐，用压缩机将空气压缩至不同压力值，记录压力值、储气罐体积，并通过能量测量装置计算出储能密度。更换不同体积的储气罐，重复实验。实验数据如表： 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 储气罐体积（m3） 0.5 0.5 0.5 1 1 1 2.5 压力（MPa） 0.5 1 1.5 0.5 1 1.5 2.0 储能密度（kW·h/m3） 0.12 0.24 0.36 0.06 0.12 0.18 ②分析比较序号1、2、3三组数据，可得出的结论是_______。 ③表格中缺失的数据为________。 四、计算应用题（本大题共2个小题：第18小题8分，第19小题12分，共20分。解答时，要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等，只写最后结果不得分） 18．（25-26九年级上·辽宁葫芦岛·阶段检测）燃气热水器，以其加热速度快、节能高效环保等优点受到越来越多的家庭的青睐。燃气热水器的能效（热效率）一般在到之间，阳阳想测试一下家中的燃气热水器的热效率，她用家中的燃气表和水表观察到将水从加热到，需燃烧天然气，已知水的比热容，天然气的热值，水密度。求： (1)此过程中水所吸收的热量是多少？ (2)天然气完全燃烧放出的热量是多少？ (3)该热水器加热这些水的效率是多少？ (4)阳阳通过查阅资料了解到，燃气热水器的能效（热效率）通常指被水吸收的热量与燃气燃烧实际放出的热量之比，所以本次实验所测算的效率要比正常标识的能效______。 19．（25-26九年级上·贵州黔东南·阶段检测）“善攻者，位于九天之上”，中国新型无人机研究有很多令人瞩目的成果，如图甲为2024年11月首次亮相的空中航母——“九天”察打一体无人机，它是一款可灵活配置的重型无人机，既可当运输机，也能利用8个外挂点，挂导弹，挂其它小无人机，下表列出部分技术参数。飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg，g=10N/kg。 最大巡航速度/（km/h） 700 正常巡航速度/（km/h） 600 最大续航时间/h 12 发动机正常巡航功率/W 8.967×106 最大荷载/kg 1×104 机身长度/m 16.35 机身质量/kg 6×103 推重比/（HP/kg） 未知 (1)发动机是无人机的核心部件，如图乙所示，此时该发动机处于什么冲程？ (2)若该无人机以最大荷载由地面飞行至9000m高空，用时50s，则无人机克服重力做功的功率是多少？ (3)若该无人机发动机的效率为40%，该无人机以额定功率、正常巡航速度飞行一段距离，发动机做的有用机械功是6×1010J，假设燃油完全燃烧，需要耗油多少千克？ (4)对于航空器而言，较高的推重比意味着飞行器能够更快的加速，并能在较短时间到达目的地，是用于衡量航空器的性能的关键指标。推重比指发动机正常巡航时的驱动力与机身质量的比值，驱动力的单位为马力（符号为HP），已知1HP=735W，试计算“九天”无人机的推重比是多少HP/kg？（结果保留两位小数） 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 《答案与解析》 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A B B B C D C AC AD 1．D 【详解】热值是燃料的一种特性，火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的热值高，完全燃烧相同质量的液态氢和其他燃料，液态氢放出的热量多。故选D。 2．A 【详解】车轮带动发电机转动，机械能转化为电能，电能给电池充电，电能转化为化学能，总能量转化为机械能→电能→化学能。 故选A。 3．B 【详解】A．能量守恒定律适用于所有能量转化、转移过程，存在摩擦力时仅发生机械能向内能的转化，总能量仍守恒，故A错误； B．该表述符合能量守恒定律的核心内容，故B正确； C．摩擦生热是机械能转化为内能，并未创造新的能量，符合能量守恒定律，故C错误； D．永动机违背能量守恒定律，不可能被制造出来，故D错误。 故选B。 4．B 【详解】向内猛推推杆，对套筒内空气做功，空气内能增加，温度升高，机械能转化为内能；汽油机压缩冲程中活塞压缩气体做功，机械能转化为内能，两者能量转化相同，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 5．B 【详解】号汽油的热值更大，根据公式可知，等质量的汽油完全燃烧，号汽油放出的热量更多，在发动机效率一致的情况下，由可知，转化成有用的机械能更多，两辆燃油车完全相同，与地面的摩擦相同，加号汽油的燃油车克服摩擦力做功更多，由可知，加号油的车行驶里程更长。故B正确，ACD错误。 故选B。 6．C 【详解】A．相同质量的水，上、下水库的高度差越大，储存的重力势能越大，可转化的电能越多，因此选址时高度差越大越好，故A错误； B．用电低谷时，电能转化为水的重力势能储存，是以机械能的形式储能，故B错误； C．用电高峰时，上水库中水的重力势能先转化为水轮机的机械能，再由发电机将机械能转化为电能，故C正确； D．能量转化过程中不可避免地存在能量损耗，存储的能量不能全部转化为电能，故D错误。 故选C。 7．D 【详解】A．图中所示冲程两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故A错误； B．图示为压缩冲程，活塞 对气体做功，气体的内能应该是增加的，而不是减小，故B错误； C． 已知飞轮每分钟转1800圈，则每秒飞轮转速 四冲程汽油机飞轮每转2圈对外做功1次，因此1秒内对外做功 ，故C错误； D．完全燃烧5kg汽油放出的总热量 已知汽油机效率，则输出有用功： ，故D正确。 故选 D。 8．C 【详解】由热机效率公式，变形得。设相同时间内甲做的有用功为，则乙做的有用功为。甲消耗汽油质量，乙消耗柴油质量。则质量比 代入数值得，故选C。 9．AC 【详解】A．酒精灯加热易拉罐，热量从火焰传递给水，罐内水的内能通过热传递方式增加，故A正确； B．扇叶周围出现的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水珠，不是水蒸气，故B错误； C．蒸汽推动风扇转动，消耗了蒸汽的内能，风扇获得了机械能，是将内能转化为机械能，故C正确； D．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与质量无关，酒精燃烧过程中质量减少，其热值不变，故D错误。 故选AC。 10．AD 【详解】A．乙汽油机在一个做功冲程中燃气对活塞做功 故A正确； B．由可知，有用功相同时，效率越高，燃料完全燃烧放出的热量越少，消耗的燃料越少，故B错误； C．四冲程汽油机曲轴每转2圈完成1次做功冲程，甲、乙转速相同，则1min内完成做功冲程的次数相同，故C错误； D．甲、乙曲轴转速相同，完成一个冲程（曲轴转半圈）所用的时间相同，已知，由可知，故D正确。 故选AD。 11． 机械能 减少 【详解】气包内气体对火箭做功，内能转化为火箭的机械能。因气体对外做功，故其内能减少。 12． 光 不变 【详解】黑暗环境中叶子发出微弱的光，说明储存的化学能直接转化为了光能。 根据初中物理的能量守恒定律，能量只会发生转移或转化，整个过程中能量的总量保持不变。 13．(1)转移 (2)做功 (3)弹性势能 【详解】热传递的实质是内能从高温物体向低温物体转移的过程。在这个过程中，能量形式没有改变，都是内能，只是发生了能量的转移。 做功改变物体内能的实质是其他形式的能转化为内能的过程（外界对物体做功）和内能转化为其他形式的能（物体对外界做功），这是能量形式的转化。 机械能包括动能和势能，而势能又分为重力势能和弹性势能。弹性势能是物体由于发生弹性形变而具有的能量，动能和势能的相互转化分为动能和重力势能的相互转化和动能和弹性势能的相互转化。 14． 化学 增大 热值 【详解】燃料的化学能通过燃烧转化为内能，内能再转化为导弹的机械能；导弹与空气摩擦时克服摩擦做功，机械能转化为内能，故内能增大；导弹需要释放大量能量来获得足够的动力，相同质量的燃料，热值越大完全燃烧时放出的热量越多，因此导弹选用的固体燃料是利用了其热值大的特性。 15． 热值 84% 【详解】[1]相同体积的可燃冰完全燃烧能释放出远多于普通燃料的热量，说明可燃冰的热值更大。 [2]可燃冰释放天然气体积 天然气完全燃烧放出热量 [3]水升高的温度 水吸收的热量 热水器热效率 16．(1) 甲、丙 加热时间 (2) 甲、乙 温度计示数变化 偏小 【详解】（1）研究不同物质的吸热能力，需要控制燃料种类相同，改变烧杯内的液体种类，因此选甲、丙两组实验； 本实验中使用相同的燃料，相同时间内燃料放出的热量近似相等，因此不同物质吸收热量的多少可以通过加热时间来反映，这是转换法的应用。 （2）研究不同燃料的热值，需要控制烧杯内的液体种类、质量完全相同，改变燃料的种类，因此选甲、乙两组实验； 质量相同的不同燃料完全燃烧后，放出的热量越多，相同质量的同种液体升温就越明显，因此可以通过温度计示数变化直观对比燃料的热值大小； 因为燃料不能完全燃烧，燃料燃烧产生的热量不能完全被液体吸收，并存在热量损失，所以计算得出的热值比实际值要偏小。 17．(1) 做功 外界热量 (2) 当储存容器体积相同时，储能密度与空气压力成正比 0.096 【详解】（1）用电低谷时，利用电网多余的电能压缩空气，对空气做功，使空气内能增加，会“产生热”这是通过做功的方式增加气体的内能。 液态空气在蒸发膨胀系统中，需通过吸收外界热量（从周围环境吸热）变为高压气态空气。 系统总效率为压缩阶段与发电阶段效率的乘积，即，故总能量转换效率为。 （2）根据定义，储能密度（E为储存能量，V为体积）。 分析序号 1、2、3 组数据：储气罐体积均为（体积相同），压力从增至，储能密度从增至。结论：当储存容器体积相同时，储能密度与空气压力成正比。 观察序号4、5、6组数据（体积为）：压力每增加，储能密度增加。序号7中，体积为，压力为。对比序号1体积均为，压力为，储能密度为，压力扩大4倍，体积扩大5倍，由于储能密度与压力成正比、与体积成反比，故储能密度应为 18．(1) (2) (3) (4) 低 【详解】（1）水的质量为 水吸收的热量为 （2）天然气完全燃烧放出的热量为 （3）热水器的热效率为 （4）本次测算时假设天然气完全燃烧，计算所用的为天然气完全燃烧放出的热量，大于天然气燃烧实际放出的热量，因此测算得到的效率比正常标识的能效低。 19．(1)压缩冲程 (2) (3) (4) 【详解】（1）进气门和排气门均关闭，且活塞向上运动，由此判断为压缩冲程； （2）无人机总质量 无人机的总重力 无人机克服重力做功 无人机克服重力做功的功率 （3）由公式    可得 由公式  可得需要消耗的燃油质量 （4）无人机的驱动力 推重比 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 $