第2章 改变世界的热机 单元练习 2026-2027学年教科版物理九年级上学期

**基本信息** 《第2章 改变世界的热机》单元卷，覆盖内能、热机冲程、效率计算等核心知识点，通过真实情境与实验探究，落实物理观念与科学思维，适配初中物理单元复习。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|10题|内能、热机冲程、热值|基础概念辨析，如第2题飞轮转速计算| |填空题|5题|热机效率、能量转化|结合实验装置，如第13题水蒸气做功能量转化| |作图题|1题|冲程示意图|标注气门状态与活塞方向，强化模型建构| |实验题|2题|吸热比较、做功改变内能|控制变量法应用，如第18题水与油吸热实验| |计算题|2题|燃料放热、效率计算|真实情境（自驾、大桥），如第20题发动机效率提升|

第2章 改变世界的热机 单元练习 一、单选题 1．关于内能、热量和热值，下列说法正确的是（    ） A．两个质量相同的物体吸收热量，温度升高多的物体吸收的热量多 B．只发生热传递时，物体吸收热量，内能增加，温度不一定升高 C．热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移 D．相同质量的不同燃料燃烧时，放出热量较多的燃料热值较大 2．一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是每分钟1200转，则汽油机每秒内（　　） A．完成20个冲程，做功10次 B．完成40个冲程，做功40次 C．完成40个冲程，做功10次 D．完成20个冲程，做功20次 3．如图，是四冲程汽油机的工作示意图，一个完整的工作循环的正确顺序为（　　） A．a→b→c→d B．a→c→d→b C．c→a→b→d D．c→d→a→b 4．如图为某汽油机工作时的能量流向图，汽油的热值q取。以下说法正确的是（　　） A．汽油未完全燃烧时的热值比完全燃烧时的小 B．完全燃烧10kg汽油可放出的热量 C．在做功冲程，该汽油机气缸中的气体内能增大 D．该汽油机工作效率可达65% 5．小明同学用如图甲所示装置加热质量为100g的冰，直至水沸腾。根据实验记录的数据，小明绘制了如图乙所示的温度随时间变化的图像。已知0~2min消耗酒精的质量为0.4g，c冰=2.1×103J/（kg•℃），c水=4.2×103J/（kg•℃），q酒精=3×107J/kg。若单位时间内物质吸收热量相等，下列分析正确的是（　　） A．BC段是熔化过程，温度不变，内能不变 B．0~12min，物质共吸收热量4.2×103J C．通过计算可得图乙中tx的值为32 D．该酒精灯的加热效率为30% 6．如图所示为探究“不同物质吸热升温现象”、“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验装置，两实验都需要（    ） A．使用天平和秒表 B．控制被加热液体质量相等 C．控制所用燃料质量相等 D．用加热时间反映吸热多少 7．如图所示，将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，从易拉罐开口端向罐内喷适量酒精喷雾，然后将一个空纸杯迅速套上。用细线将易拉罐水平悬挂在铁架台上，将点燃的打火枪靠近底部的小孔，纸杯就会“向前”飞去。纸杯飞出过程中，下列说法正确的是（　　） A．罐内气体的内能增加 B．酒精燃烧时，将化学能转化为机械能 C．纸杯飞出去时，易拉罐对纸杯做了功 D．能量转化情况与内燃机的做功冲程相同 8．下列关于汽油机和柴油机的说法正确的是（   ） A．柴油机的工作过程分为吸气、压缩、排气三个冲程 B．汽油机和柴油机都属于内燃机 C．汽油机比柴油机笨重 D．汽油机的压缩程度比柴油机大 9．如图所示，关于能量的转化，下列说法正确的是（　　） A．图甲，压缩空气，硝化棉燃烧，此过程能量的转化与汽油机的做功冲程相同 B．图乙，钻木取火的过程是通过做功的方式增加木块的内能 C．图丙，搓手的过程是通过热传递的方式增加手的内能 D．图丁，瓶内气体将瓶塞冲开，瓶内气体内能增大 10．如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，把水加热至沸腾一段时间后，塞子会冲出去。有关塞子冲出过程中的能量转化形式与下图所示汽油机的四个冲程的说法中正确的是（    ） A．塞子冲出过程中的能量转化形式与甲图的能量转化情况相同 B．若该汽油机飞轮转速是1200r/min，则每2s对外做功20次 C．该汽油机一个工作循环有四个冲程，正确的顺序是乙、丁、甲、丙 D．靠惯性完成的冲程是甲、乙、丁 二、填空题 11．小华用家里的天然气灶烧水，他在水壶中盛放了5kg的水，测得水的初温是20℃，将水烧开至100℃。已知，。若天然气灶烧水的效率为30%，则此过程中消耗的天然气的体积为______m3。 12．如图所示的是某单缸四冲程汽油机的压缩冲程，此时气缸里面的气体压强______（选填“变大”、“变小”或“不变”），若其飞轮转速是1800r/min，则此汽油机每秒做功______次。 13．如图所示是内能做功的演示实验，向试管内倒些水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个纸做的小叶轮，加热试管使水沸腾，一会儿，水蒸气就冲击小叶轮，使其旋转。在这一现象中能量的转化或转移过程为先是燃料的___________能转化为___________能，接着是___________能传递给___________，最后___________对___________做功，将___________能转化为___________能。 14．如图甲所示，用酒精灯加热试管中适量水。当塞子被推开时，可以看到试管口有“白气”产生。这是由于试管内气体对塞子做功，使得试管内气体内能______，此过程发生的能量转化与图乙中的内燃机在______图所示的能量转化是一致的，某四冲程汽车飞轮转速为3000r/min，则每秒钟对外做功______次。 15．汽油机工作时，汽油必须和吸进的空气成适当的比例，才能形成可以有效燃烧的混合气体，这就是空燃比（混合气体中空气质量与燃油质量之比），某厂家生产的四缸发动机总排量为2.0L，空燃比为14:1，混合气体的密度为，则发动机做功一次，燃料完全燃烧放出的热量为__________J（汽油的热值为），当发动机转速为时，此发动机的输出功率为90kW，该发动机每秒做功__________次，发动机的效率为__________（百分比保留两位小数）。 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．为了探究做功对物体内能的影响，小明利用注射器、数字温度传感器等器材进行了如图所示探究。 （1）如图甲，在注射器前端筒壁上钻一个小孔，将温度传感器的探头插入注射器内，用密封胶将小孔密封，读出此时温度传感器的示数。 （2）如图乙，用橡皮帽将注射器的注射口堵住，用力向左推动活塞，传感器的示数逐渐增大，说明活塞压缩筒内气体做功，使气体内能________（选填“增大”“减小”或“不变”），此过程中发生的能量转化是________；推动活塞过程中，小明感觉十分费力，证明分子间存在________力。 （3）快速取下橡皮帽，注射口喷出“白气”，温度传感器的示数________（选填“变大”“变小”或“不变”）；此过程中的能量转化与汽油机的________冲程相同。 18．科技小组同学用如图甲所示的装置比较不同物质的吸热开温情况。将水和油分别盛在两个相同的试管中，同时用红外加热器加热，温度传感器与电脑相连。电脑上显示温度随时间变化的图线如图乙所示。 (1)实验中需要选取 ___________ （选填“质量”或“体积”）相等的水、油两种液体； (2)加热3分钟A吸收的热量 ___________ （选填“大于”“小于”或“等于”）B吸收的热量； (3)由图像分析可知 ___________ 液体是水（选填“A”或“B”）； (4)小华用该装置重新实验，得到水和油的温度随时间变化图线重合均与图乙中的A相同，则小华所取的水和油质量之比为 ___________ ； (5)美丽的青岛依山傍海，气候与无大海和湖泊环绕的内陆城市相比存在明显差异。青岛和某一无大海和湖泊环绕的内陆城市年气温变化曲线如图丙所示，从图像丙可以看出，在一年中，青岛应该对应 ___________ （选填“a”或“b”）这条曲线； (6)做完实验后，小红想起八年级上学期学过冰熔化的实验，于是在实验室利用酒精灯加热，完成了冰的熔化实验，并描绘出温度随加热时间变化的关系图线如图所示。根据图像丁和相关知识，若冰的质量是500g，比热容是，酒精热值为3.0×107J/kg，若加热过程中酒精灯的热效率为50%，则该物质从第0min至第2min消耗酒精的质量是多少 ___________ 。 五、计算题 19．如皋拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从南京自驾前往如皋进行研学旅行。南京到如皋全程约270km，驾车前往大约需要3h。（汽油的热值取，汽油的密度取） (1)求汽车的平均速度； (2)汽车全程消耗汽油20L，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25kW，求汽车发动机的效率。 20．2025年9月9日正式通车的常泰长江大桥，是连接常州与泰州的重要通道。一辆汽车行驶在该桥上，其发动机效率为40%，在过桥过程中消耗了0.6kg汽油（已知汽油的热值为J/kg）。求： (1)0.6kg汽油完全燃烧所放出的热量； (2)该过程中发动机所做的有用功； (3)若汽车发动机的效率提高了14%，其他均不变，上述行驶中消耗的汽油质量（保留2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2章 改变世界的热机 单元练习----2025-2026学年教科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 B C B B C B D B B B 1．B 【详解】A．根据公式 ，吸收热量的多少与比热容 、质量 和温度变化量 有关。两个物体质量相同，但比热容未知，无法确定温度升高多的物体吸收的热量一定多，故A错误； B．只发生热传递时，物体吸收热量，内能一定增加，但温度不一定升高。例如，晶体熔化时吸热但温度保持不变，故B正确； C． 热量传递的方向由温度差决定，而非内能大小，故C错误； D．燃料燃烧放出的热量 ，热值 是单位质量燃料完全燃烧释放的热量。若燃料未完全燃烧，即使质量相同，放出的热量也无法直接反映热值大小，故D错误。 故选B。 2．C 【详解】单缸四冲程汽油机，一个工作循环，飞轮转2圈，完成4个工作冲程，做功1次。已知飞轮转速为，则该飞轮每秒钟转20圈，完成40个冲程，做功10次。 故选。 3．B 【详解】四冲程汽油机一个完整的工作循环顺序是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。图a是吸气冲程，图b是排气冲程，图c是压缩冲程，图d是做功冲程。所以正确顺序是a→c→d→b，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 4．B 【详解】A．燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧情况无关，故A错误； B．完全燃烧10kg汽油放出的热量，故B正确； C．四冲程汽油机在做功冲程中，高温高压气体迅速膨胀对活塞做功，气体的内能减小，故C错误； D．由图可知，输出的有用功在总能量中所占的比例100%-33%-25%-7%=35% 所以内燃机的效率为35%，故D错误。 故选B。 5．C 【详解】A．BC 段是冰的熔化过程，晶体熔化时吸收热量，温度不变，但内能增大。故A错误； BC．0~2min冰吸收热量 0 ~12min 是 0~2min 时间的 6 倍，且单位时间内物质吸收热量相等，所以 0 ~12min 物质吸收热量为 CD 段水从0℃升高到100℃，水吸收热量 即水吸收的热量为冰吸收热量的10倍，因为单位时间吸热相等，故水吸收热量时间为冰吸吸收热量时间的10倍为20min。 所以 故B错误，C正确； D．0~2min消耗酒精的质量为0.4g，酒精完全燃烧放出热量为 该酒精灯的加热效率为 故D错误。 故选C。 6．B 【详解】探究“不同物质吸热升温现象”，需要控制加热液体的质量和初温相同，液体的种类不同，用相同的热源加热，通过加热时间反映吸收热量的多少，所以需要天平和停表；“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验，需要控制燃料的质量相同，被加热液体的种类、初温和质量相同，待燃料完全燃烬后，通过温度计示数的变化反映燃料放热能力，所以需要温度计和天平，不需要停表，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 7．D 【详解】AC．纸杯飞出去时，易拉罐内的酒精气体对纸杯做功，气体的内能减小，故AC错误； B．酒精燃烧时，先将化学能转化为内能，然后由高温高压气体对外做功转化为机械能，故B错误； D．纸杯飞出过程中，内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程相同，故D正确。 故选D。 8．B 【详解】A．柴油机的工作过程分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程，故A错误； B．柴油机和汽油机都是利用内能做功的机器，都是热机，因为燃料都是在气缸内燃烧，又都叫做内燃机，故B正确； CD．柴油机的飞轮大、压缩比大，柴油燃烧产生燃气的气压大，其效率较高，但是柴油机比汽油机笨重，故CD错误。 故选B。 9．B 【详解】A．图甲中压缩空气，硝化棉燃烧，是通过做功的方式将机械能转化为内能；而汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能，两者能量转化不同，故A错误； B．钻木取火时，克服摩擦力做功，使木头的内能增加，温度升高，是通过做功的方式增加木块的内能，故B正确； C．搓手的过程是通过克服摩擦做功，将机械能转化为内能，从而使手的内能增加，不是热传递，故C错误； D．瓶内气体将瓶塞冲开，气体对外做功，瓶内气体的内能减小，故D错误。 故选B。 10．B 【详解】A．塞子冲出过程中，试管内的气体推动塞子做功，内能转化为机械能，图甲是压缩冲程，机械能转化为内能，两者的能量转化形式不同，故A错误； B．若该汽油机飞轮转速是1200r/min=20r/s，则每秒曲轴转动20r，完成10个工作循环，对外做功10次，每2s对外做功20次，故B正确； C．甲为压缩冲程，乙为吸气冲程，丙为排气冲程，丁为做功冲程，该汽油机一个工作循环有四个冲程，正确的顺序是乙、甲、丁、丙，故C错误； D．除做功冲程外，其它三个冲程都靠惯性完成，所以，靠惯性完成的冲程是甲、乙、丙，故D错误。 故选 B。 11．0.08 【详解】水吸收的热量 因天然气灶烧水的效率为80%，则天然气放出的热量 此过程消耗天然气 12． 变大 15 【详解】[1]汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩气缸内的混合气体，使气体的体积变小。在压缩冲程中，气体的质量不变，体积被压缩变小，气缸里面的气体压强变大。 [2]由飞轮的转速是1800r/min可知，每秒飞轮转动30圈，根据四冲程汽油机一个工作循环活塞往复2次、曲轴和飞轮转动2周、完成四个冲程、做功一次可知，该汽油机每秒钟做功15次。 13． 化学 内 内 水蒸气 水蒸气 叶轮 内 机械 【详解】[1][2][3][4]酒精燃烧，燃料（酒精）的化学能转化为试管内水的内能，水的内能传递给水蒸气。 [5][6][7][8]水蒸气对叶轮做功，叶轮转动起来，水蒸气的内能转化为叶轮的机械能。 14． 减小 A 25 【详解】[1]试管内的气体对外界的塞子做功时，气体的内能减小，温度降低，将气体的内能转化为塞子的机械能。 [2]图乙中的A，活塞向下运动，两个气门关闭，是做功冲程，这个过程将内能转化为机械能，B的活塞向上运动，两个气门关闭，是压缩冲程，与图甲的能量转化一致的是A图。 [3]汽车飞轮每转动两次，完成一个工作循环，对外做功一次。而某四冲程汽车飞轮转速为3000r/min=50r/s，所以每秒对外做功25次。 15． 100 39.13% 【详解】[1]发动机的总排量是指所有气缸工作容积之和。在吸气冲程，每个缸吸入混合气体的体积等于该缸的工作容积。所以每个做功冲程燃烧的混合气体体积等于一个缸的排量。该发动机总排量为2.0L，这是所有气缸的总排量。则每个缸的排量是 混合气体的密度为，则每个缸的混合气体的质量 空燃比为14:1，则每个缸的燃料质量为 则发动机做功一次，燃料完全燃烧放出的热量为 [2]对于单缸四冲程汽油机，曲轴每转两圈做功一次。所以对于四缸汽油机，曲轴每转两圈，四个缸各做功一次，所以总共做功4次，即四缸发动机曲轴每转2圈，对外做功4次。当发动机转速为，则每秒钟该发动机对外做功次为。 [3]该发动机的输出功率为 则1s内发动机做功 该发动机每秒钟对外做功100次，则每秒燃料完全燃烧放出的总热量 故发动机的效率为 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． 增大 机械能转化为内能 斥 变小 做功 【详解】（2）[1][2]用橡皮帽将注射器的注射口堵住，用力向左推动活塞，活塞压缩筒内气体做功，使筒内气体的温度升高，传感器的示数逐渐增大，气体内能增大。 [3]分子间存在引力和斥力，推动活塞过程中小明感觉十分费力，证明分子间存在斥力。 （3）[4][5]快速取下橡皮帽，注射器内气体的对外做功，内能减小，温度降低，故温度传感器的示数变小。注射口喷出“白气”，白气是水蒸气遇冷液化形成的小水滴；在此过程中，筒内气体的内能转化为机械能，与汽油机的做功冲程相同。 18．(1)质量 (2)等于 (3)B (4)2︰3 (5)a (6)7×10﹣4kg 【详解】（1）根据控制变量法要求，实验中应控制水和油的质量和初温相同。 （2）实验中用相同的加热方式加热，加热3分钟时，加热时间相同，此时，A吸收的热量等于B吸收的热量。 （3）水的比热容比油的大，水的吸热能力较强，升高相同的温度，水吸收的热量多，即升高相同温度时，水的加热时间长，由图乙可知，由20℃升高到40℃时，A需加热2min，B需加热3min，故B液体是水。 （4）由公式可知，质量相同的水和油，升高相同温度时，吸收的热量之比等于比热容之比，即加热的时间之比等于比热容之比，由图乙可知，水由20℃升高到40℃时，需加热3min，油由20℃升高到40℃时，需加热2min，即 （5）青岛周围水较多，无大海和湖泊环绕的内陆城市多砂石。根据公式可知，质量相同的砂石和水，吸收相同的热量后，升高的温度Δt和比热容c成反比，砂石的比热容小于水的比热容，因此水的温度升得慢，从丙图可以看出吸收相同的热量，曲线b的温度升得高，因此曲线b是内陆城市气温变化所对应的曲线，a是青岛气温变化所对应的曲线。 （6）从第0min至第2min，冰的温度由﹣10℃变为0℃，冰吸收的热量 酒精灯的热效率为50%，即 解得，酒精热值为3.0×107J/kg，则该物质从第0min至第2min消耗酒精的质量为 19．(1)90 km/h (2) (3)37.5% 【详解】（1）根据速度公式，代入路程和时间，得速度 （2）汽油体积 质量 完全燃烧放出的热量为 （3）发动机做的有用功 效率 20．(1) (2) (3)0.44kg 【详解】（1）0.6kg汽油完全燃烧所放出的热量 （2）由公式可得 发动机所做的有用功 （3）其他均不变，表示汽车过桥所需做的有用功不变，即 发动机的效率提高了14%，则新的效率 根据效率公式 提高效率后，汽油完全燃烧需要放出的总热量 此时需要消耗的汽油质量 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 $