第十四章 内能的利用 单元练习- 2026-2027学年人教版物理九年级全一册

**基本信息** 聚焦“内能的利用”单元，以长征火箭发射、新能源汽车等科技情境为载体，融合能量观念与科学态度，适配单元复习巩固与综合能力提升。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|8|能量转化、热机冲程、内能与机械能|结合风力发电等生活实例，考查物理观念| |填空题|4|热值、比热容计算、能量转移/转化|联系火箭燃料选择，强化应用意识| |实验题|1|探究水温影响因素|通过控制变量法设计，培养科学探究能力| |计算题|2|燃料放热、热量计算|以氢燃料为背景，渗透社会责任与定量思维|

第十四章 内能的利用 一、单选题 1．2025年12月20日，长征五号火箭在文昌发射场将通信技术试验卫星二十三号卫星送入太空，火箭升空时燃料燃烧推动火箭加速。与这一能量转化相似的是（   ） A．热机的压缩冲程 B．风力发电过程 C．火力发电过程 D．钻木取火过程 2．图是“风能——太阳能”路灯电路示意图，下列关于能量转化的说法正确的是（　　） A．风力发电机：电能→机械能 B．太阳能电池：太阳能→电能 C．蓄电池充电：化学能→电能 D．路灯工作：电能→化学能 3．利用能量的过程，实质上就是能量转移和转化的过程。下列现象中属于能量转移的是（    ） A．煤炭燃烧 B．火力发电 C．冷水降温 D．电灯发光 4．下列关于内能和机械能的说法中，正确的是（     ） A．机械能很大的物体，其内能一定很大 B．物体的机械能损失时，内能有可能增加 C．物体的机械能为零时，它具有的内能也为零 D．物体的内能不可以转化为机械能 5．2025年11月10日，长征十二号运载火箭在海南商业航天发射场成功发射卫星互联网低轨13组卫星，推动我国卫星互联网组网进程。如图，火箭起飞时，发动机内的燃料剧烈燃烧，下列说法正确的是（　　） A．燃料燃烧过程中，其热值变大 B．燃料燃烧将内能转化为化学能 C．燃料燃烧过程中，能量的总量保持不变 D．发动机的效率能达到100% 6．关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法：①在吸气冲程中，吸入气缸中的只有空气；②在做功冲程中，内能转化为机械能；③只有做功冲程是燃气对外做功；④汽油机和柴油机的点火方式相同。以上说法正确的是（　　） A．②③ B．①③ C．②④ D．②③④ 7．据报道，近日，随着2024年第1000万辆新能源汽车下线，中国成为全球首个新能源汽车年度产量达到1000万辆的国家，对其主要部件电动机工作过程中能量转化的表述正确的是（   ） A．根据能量守恒定律，汽车的电能全部转化成机械能 B．汽车的电动机的效率虽然提高了，但也只有部分电能转化为机械能 C．汽车运行是太阳能转化成机械能 D．电动机工作是机械能转化成电能 8．一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速为1200r/min，则1秒内该柴油机完成了（　　） A．80个冲程，做功20次 B．20个冲程，做功5次 C．40个冲程，做功10次 D．10个冲程，做功40次 二、填空题 9．小汽车是主要的交通工具，某品牌小汽车四冲程汽油机的转速为1800r/min，则1s内汽油机对外做功______次。若汽车在某段时间内消耗了210g汽油，则汽油完全燃烧可放出热量______J，这些热量能让100kg的水温度升高______ （水未沸腾）。[汽油的热值为，水的比热容为，不计热量损失] 10．如图所示是长征4号运载火箭发射时的情景。火箭中的燃料燃烧时，燃气推动火箭加速上升，火箭的机械能会__________（选填“增大”“不变”或“减小”）。火箭使用液态氢作为燃料，是因为氢的________大（填“比热容”或“热值”）。 11．手机在充电的过程中存在能量的___________（选填“转移”或“转化”）；西电东输属于能量的___________（选填“转移”或“转化”）。 12．镁粉易燃，7kg的镁粉完全燃烧释放了______的热量；若这些热量全部被100kg空气吸收，可以使空气升温______℃。[q镁约为2.5×107 J/kg，c空气取0.7×103 J/（kg⋅℃）] 三、实验题 13．某小组的同学研究水受到太阳照射时升温的情况，对水温上升快慢的影响因素进行了猜想： 猜想1：太阳光照时间 猜想2：水量的多少 猜想3：水受到的光照面积（简称受光面积） (1)关于猜想1：小轩同学认为借助________（选填“功率”或“效率”）的概念可以判断猜想1是________的（选填“正确”或“错误”）。 (2)在研究猜想2时，小轩同学利用图甲所示的装置，分别在玻璃水槽中装入不同质量的水，发现在相同的照射时间中，水质量越大，水温变化越慢。这样的操作过程________（选填“合理”或“不合理”），理由是________。 (3)为研究猜想3，小轩准备了三个表面大小相同而厚度稍有不同的透明玻璃水槽（有盖，忽略水微弱形变带来的受光面积变化，水槽厚度，水槽厚度，水槽厚度），在水槽中装满水使光垂直照射在透明水槽的表面。同学们记录了水槽中水温随照射时间的变化情况，如下表所示。 t/min 0 2 4 6 8 0 3.0 4.8 5.6 5.9 ①请在图乙中描点作出图像______； ②为了更明显的对比，小轩应在水槽________（选填“B”或“C”）中装入水，再进行实验； ③小轩发现经过一段时间后，水温趋于稳定。小轩了解到，水接受太阳辐射的同时，也在对周围环境放热。已知水的受光面积为，此时太阳光单位面积辐射功率为P1，水单位面积（研究中忽略薄水槽较小的侧、底面积）对周边的散热功率为P2，则利用给定的字母写出水温稳定时，水对太阳能的吸收效率为________。 四、计算题 14．氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是22世纪最理想的能源。合肥市将氢能作为未来能源体系的重要组成部分，氢燃料新能源公交车已在城市交通中投入使用。（，一个标准大气压）求： (1)质量为的氢燃料完全燃烧放出的热量？ (2)若这些热量全部被质量为，温度为的水吸收，则水的温度升高到多少？ 15．氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是二十一世纪理想的能源，氢燃料新能源公交车逐渐在很多城市投放使用。下表是氢燃料和其他传统燃料的热值。 燃料 热值 燃料 热值 汽油 煤油 柴油 氢 (1)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少？ (2)这些热量最多能将多少千克初温为的水加热至沸腾？（当地大气压为1个标准大气压） (3)如果完全燃烧汽油跟完全燃烧氢燃料放出的热量相等，汽油的质量与氢燃料的质量之比为多少？ 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 答案 C B C B C A B C 1．C 【详解】A．题目中描述的是"燃料燃烧推动火箭加速"，这是一个化学能转化为内能，再转化为机械能的过程。具体来说：火箭燃料燃烧时，化学能转化为内能，通过喷出的高温气体产生推力，内能进一步转化为火箭的机械能。热机的压缩冲程是机械能转化为内能的过程，与题目中的能量转化过程不同，故A不符合题意； B．风力发电过程是风的动能转化为电能的过程，没有燃料燃烧，能量来源不同，故B不符合题意； C．火力发电过程是燃料的化学能转化为内能，内能通过推动汽轮机转化为机械能，机械能再通过发电机转化为电能。其包含的化学能→内能→机械能的转化过程与火箭升空时相似，故C符合题意。 D．钻木取火过程是机械能转化为内能的过程，与题目中的能量转化方向相反，故D不符合题意。 故选C 。 2．B 【详解】A．风力发电机工作时消耗了机械能，获得了电能，将机械能转化为电能，故A错误； B．太阳能电池将太阳能转化为电能提供给路灯，故B正确； C．给蓄电池充电时，蓄电池相当于用电器，将电能转化为化学能储存起来，故C错误； D．路灯工作时，消耗了电能，是电能转化为光能和内能，故D错误。 故选B。 3．C 【详解】A．煤炭燃烧时发热，将燃料的化学能转化为内能，属于能量的转化，故A不符合题意； B．火力发电，通过燃料燃烧将化学能转化为内能，再通过汽轮机将内能转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能，属于能量的转化，故B不符合题意； C．冷水降温，被降温物体放出热量，冷水吸收热量，是通过热传递改变降温物体的内能，属于能量的转移，故C符合题意； D．灯泡发光，是电能转化为光能和内能，属于能量的转化，故D不符合题意。 故选C。 4．B 【详解】A．机械能是物体动能与势能的总和，与物体的位置，运动快慢有关，内能与物体的温度有关，与物体的运动状态无关，故A错误； B．物体的机械能与内能之间没有必然联系，所以机械能减少时，内能可以增加，故B正确； C．一切物体都有内能，机械能为零时内能不能为零，故C错误； D．压缩气体时，机械能转化为内能，气体膨胀时，内能转化为机械能，所以机械能和内能可以相互转化，故D错误。 故选B。 5．C 【详解】A．热值是燃料的特性，与质量和是否完全燃烧无关，则燃料燃烧过程中，其热值不变，故A错误； B．燃料燃烧时将化学能转化为内能，故B错误； C．根据能量守恒定律可知燃料燃烧过程中，能量的总量保持不变，故C正确； D．火箭发动机在工作时不可避免地做额外功，所以发动机的效率不可能达到100%，故D错误。 故选C。 6．A 【详解】①②③汽油机四冲程分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。在吸气冲程中，吸入气缸中的是空气和汽油的混合气体；在做功冲程中，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，是内能转化为机械能；四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，其它三个冲程都依靠飞轮的惯性完成，故①错误，②③正确； ④汽油机顶部有火花塞，采用的是点燃式点火；而柴油机汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴，采用的压燃式点火，汽油机和柴油机的点火方式不相同，故④错误。 综上所述，只有②③正确，故A正确，BCD错误。 故选A。 7．B 【详解】由题可知，新能源汽车是依靠电动机来工作，汽车运动时，电动机消耗电能，获得机械能，将电能转化为机械能；汽车的电动机工作时效率较高，工作时电能主要转化为机械能，但还有一部分电能会转化为内能，即电能转化为机械能和内能，不会全部转化为机械能，故B正确，ACD错误。 故选B。 8．C 【详解】柴油机的飞轮转速是1200r/min，表示飞轮每分钟转1200转，则每秒转数 因为一个工作循环，飞轮转2转，因此该柴油机每秒完成工作循环 该柴油机每秒完成工作循环为10个； 因为一个工作循环包括四个冲程，对外做功一次，因此每秒完成40个冲程，做功10次；故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 9． 15 23 【详解】[1]汽油机一个工作循环有4个冲程，飞轮转2圈，对外做功1次，转速为1800r/min，则1s内飞轮转30圈，完成了60个冲程，汽油机对外做功15次。 [2]根据可知，消耗210g汽油，完全燃烧可放出热量 [3]不计热量损失，则，根据可知，这些热量能让100kg的水温度升高 10． 增大 热值 【详解】[1]火箭中的燃料燃烧时，燃气推动火箭上升，火箭的质量不变，速度变大，高度增加，所以火箭的动能、重力势能都增大，其机械能会增大。 [2]火箭一般使用液态氢作为燃料，原因是液态氢具有较大的热值，完全燃烧相同质量的液态氢时，可以释放出更多的热量。 11． 转化 转移 【详解】[1]在给手机充电的过程中，电池内发生了化学反应，所以是将电能变成化学能存储起来，能量的形式发生了变化，所以是能量发生了转化。 [2]在西电东输中，将西部的电能输送到东部使用，能量的形式都是电能，没有发生变化，所以是能量发生了转移。 12． 1.75×108 J 2500 【详解】[1]7kg的镁粉完全燃烧释放的热量 [2]空气吸收的热量 由得，空气升高的温度 13．(1) 效率 错误 (2) 不合理 没有控制水受到的光照面积不变 (3) C 【详解】（1）[1][2]假设单位时间内照射到薄水槽上的太阳光中含有的光能为E，当太阳光照射时间为t时，水上升的温度为Δt，则水的温度上升快慢可以表示为，薄水槽吸热的效率为η，则水上升的温度 则水的温度上升快慢 因为η、E、c水、m水是常数，即是一个常数，即温度上升的快慢是一个常数，故温度上升快慢与太阳光照时间无关，故猜想1错误。 （2）[1][2]在改变水的质量的同时，透明薄水槽中的水位也会变化，即水受到的光照面积也发生了改变，故水接收到的太阳能也会变化，没有控制吸收的太阳能不变，不符合控制变量法的使用原则，故不合理。 （3）[1]根据表中的数据，先描点，再连线，如图所示： [2]为了研究猜想3，为了能够有更明显的对比，则需保证其他条件相同时，能够改变水受到的光照面积，即在水质量不变的条件下，能改变水受到的光照面积，由于三个水槽的表面大小相同，故只能将水加入到更厚的水槽中，才能满足条件，故需将水加入到水槽C中。 [3]时间t内太阳光辐射的能量 温度稳定时，水吸收的热量与水散失的热量相等，即此时间段内水吸收的热量 此时水对太阳能的吸收效率 14．(1) (2) 【详解】（1）已知氢燃料的质量300g，即0.3kg，氢的热值为，燃料完全燃烧放出热量 （2）已知水的体积为125L，即，水的密度，水的质量 根据题意，水吸收的热量等于氢燃料完全燃烧放出的热量，即 已知水的初温为25℃，水的比热容为。假设水未达到沸点，根据吸热公式，可得水的末温t为 因为在一个标准大气压下，水的沸点是100℃，计算出的末温105℃高于沸点，所以水将被加热到沸腾，温度保持在100℃不再升高。 15．(1) (2) (3) 【详解】解：（1）0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量 （2）1个标准大气压下，水的沸点为，由题意可知， 由可知，水的质量 （3）完全燃烧汽油跟完全燃烧氢燃料放出的热量相等，即。 由可得，需要汽油与氢燃料的质量之比 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 $