第十二章 内能及其应用（单元培优提升卷）物理新教材北师大版（北京）九年级全一册

**基本信息** 聚焦内能及其应用，以概念辨析、现象解释、实验探究、综合计算为脉络，系统覆盖分子动理论、比热容、热机等核心知识点，注重物理观念建构与科学思维训练。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |分子动理论与内能|单选8-10、填空21、简答29|现象辨析、微观解释|从宏观现象（扩散、形变）推导微观本质（分子运动、分子力）| |比热容与热值|单选1、多选14-16、填空18、计算20|特性判断、应用分析、定量计算|概念定义→特性理解→生活应用→热量计算| |热机与能量转化|单选2-7、多选13、填空19、23|冲程判断、能量转化、效率分析|四冲程原理→能量转化过程→效率影响因素→实际应用| |实验探究|26-28题|模型建构、方案设计|模拟热机工作→汽轮机制作→分子引力验证，体现科学探究过程| |综合计算|22、25、30题|多知识点融合|结合比热容、热值、功率计算，强化能量观念与科学推理|

2026-2027学年九年级全一册物理单元自测 第十二章 培优提升 建议用时：90分钟，满分：100分 一、单选题 1．下表是一些物质的比热容，根据表中数据，下列判断正确的是（   ） 水 铝 煤油、冰 干泥土 砂石 铜 A．物质的比热容与物质的状态无关 B．比热容相同的一定是同种物质 C．质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块温度变化较大 D．水的比热容是水的比热容的两倍 【答案】C 【详解】A．水和冰是同一种物质，状态不同，但比热容不同，说明比热容与物质的状态有关，故A错误； B．比热容相同的不一定是同种物质，如煤油、冰比热容相同，故B错误； C．质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，由于铜的比热容较小，由公式知，铜块温度变化较大，故C正确； D．比热容是物质本身的一种特性，同种物质状态一定时，比热容相同，与质量大小无关，100g的水和50g的水的比热容相同，故D错误。 故选C。 2．下列有关内燃机的说法正确的是（    ） A．内燃机大部分冲程是依靠飞轮的惯性来完成的 B．压缩冲程是由大部分内能转化为机械能 C．柴油机吸气冲程吸入汽缸的是汽油和空气组成的燃料混合物 D．汽油机做功冲程的点火方式是压燃式 【答案】A 【详解】A．在内燃机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程：吸气冲程、压缩冲程和排气冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的，故A正确； B．压缩冲程中，活塞向上运动，对汽缸内的气体做功，将机械能转化为内能，而不是内能转化为机械能，故B错误； C．柴油机吸气冲程吸入汽缸的是纯净的空气，而汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气组成的燃料混合物，故C错误； D．汽油机做功冲程的点火方式是点燃式，是通过火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧；而柴油机采用的是压燃式，故D错误。 故选A。 3．如图是汽车四冲程发动机的一个冲程示意图，下列说法正确的是（　　） A．该冲程是做功冲程 B．该冲程机械能转化为内能 C．这种汽车对环境没有污染 D．此汽车发动机的效率可达100% 【答案】B 【详解】AB．图中两个气门都关闭，活塞向上运动，所以该冲程是压缩冲程，其能量转化是机械能转化为内能，故A项错误，B项正确； C．该汽车的燃料是汽油，排放的尾气会污染空气，故C项错误； D．汽油机的效率在20%~30%左右，不可能达到100%，故D项错误。 故选B。 4．科幻大片《流浪地球》中地球为了脱离木星，主人公点燃了木星上的可燃气体，从而将地球推离木星，其中“点燃木星将地球推开”的过程，相当于热机的做功冲程。下列机器中，不属于热机的是（　　） A．洗衣机 B．柴油机 C．火箭 D．蒸汽轮机 【答案】A 【详解】A．洗衣机是将电能转化为机械能，不是热机，故A符合题意； B．柴油机是将内能转化为机械能，属于热机，故B不符合题意； C．火箭是将内能转化为机械能，属于热机，故C不符合题意； D．蒸汽轮机是将内能转化为机械能，属于热机，故D不符合题意。 故选A。 5．下列图像所示的情境均涉及热学知识，其中说法正确的是（    ） ①羊肉放到开水锅里，逐渐变熟，这是通过热传递改变了它的内能 ②汽油机的压缩冲程，活塞对汽缸内的气体做功，气体的温度升高 ③尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值 ④我国首艘国产大型邮轮“爱达·魔都”号燃油的利用率可以达到100% A．只有①②正确 B．只有②③正确 C．只有③④正确 D．只有①④正确 【答案】A 【详解】①改变内能的方式有做功和热传递，羊肉放到开水锅里，吸收热量，逐渐变熟，这是通过热传递改变了它的内能，故①正确； ②根据图可知，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，此冲程为压缩冲程，活塞对汽缸内的气体做功，气体内能增加，气体温度升高，故②正确； ③燃料的热值是燃料的一种特性，燃料的热值与燃料的种类有关，‌而与燃料的质量、‌体积和是否完全燃烧无关，汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，燃料的热值不变，故③错误； ④使用任何机械都不省功，热机的效率不可能达到100%，我国首艘国产大型邮轮“爱达•魔都”号燃油的利用率不可以达到100%，故④错误。 故A正确，BCD错误。 故选A。 6．课外活动中，小亮将刚喝完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上但不拧紧，用手握住瓶子的上下两部分，用力迅速拧成图示状态时，瓶盖被弹出并伴有爆响声，同时瓶口内出现白雾。关于上述过程，下列说法错误的是（    ） A．矿泉水瓶被用力拧成图示形状，说明力可以使物体发生形变 B．瓶盖弹出前，拧瓶子的过程与汽油机的做功冲程类似 C．瓶盖被弹出时，瓶内压缩气体的内能转化为瓶盖的机械能 D．瓶口内出现的白雾，是水蒸气温度降低后液化形成的小水滴 【答案】B 【详解】A．矿泉水瓶在力的作用下被拧成图示形状，瓶子的形状发生了改变，说明力可以使物体发生形变，故A正确，不符合题意。 B．瓶盖弹出前，拧瓶子时，瓶子体积变小，压缩瓶内气体，是对气体做功，瓶内气体内能增大，此过程与汽油机的压缩冲程类似，都是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，故B错误，符合题意。 C．瓶盖被弹出时，瓶内压缩气体对瓶盖做功，将自身的内能转化为瓶盖的机械能，使瓶盖获得动能而飞出，故C正确，不符合题意。 D．瓶盖被弹出时，瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，瓶口处的水蒸气遇冷液化形成小水滴，从而出现白雾现象，故D正确，不符合题意。 故选B。 7．2024年11月15日23时13分，搭载天舟八号货运飞船的长征七号遥九运载火箭，在我国文昌航天发射场点火发射，约10分钟后，发射取得圆满成功（如图）。下列说法正确的是（    ） A．火箭点火升空过程中的能量转化主要是内能转机械能 B．火箭的发射过程中，燃料若不完全燃烧，热值会减小 C．火箭使用液氧煤油作为燃料，主要是因为液氧煤油的比热容大 D．火箭的外壳与大气摩擦生热是创造了能量，不遵循能量守恒定律 【答案】A 【详解】A．火箭点火升空过程中，燃料燃烧，将化学能转化为内能，再将内能转机械能，故A正确； B．热值指的是燃料完全燃烧放出的热量与质量之比，与燃烧的充分程度无关，故燃料若不完全燃烧，热值不会减小，故B错误； C．火箭使用液氧煤油作为燃料，主要是因为液氧煤油的热值大，质量相同的情况下，完全燃烧放出的热量比较多，故C错误； D．火箭的外壳与大气摩擦生热并没有创造了能量，是克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，遵循能量守恒定律，故D错误。 故选A。 8．通过可直接感知的现象，推测无法直接感知的物理规律，这是物理学中常用的探究方法，下列根据所列现象进行的推测既合理又符合事实的是（　　） A．现象：空气中沙尘飞舞；推测：分子在做无规则运动 B．现象：用手捏海绵，海绵的体积变小了；推测：分子之间有空隙 C．现象：破镜不能重圆；推测：分子之间存在排斥力 D．现象：酒精和水混合后，总体积变小；推测：分子间存在间隙 【答案】D 【详解】A．沙尘是较小的固体颗粒，沙尘飞舞是机械运动，不能说明分子在运动，故A不符合题意； B．海绵内部存在较大的缝隙，用手捏海绵，缝隙减小，所以海绵体积减小，不能说明分子有间隙，故B不符合题意； C．“破镜不能重圆”是因为镜子破裂后，分子间的距离太大，分子间的引力变得十分微弱，几乎可以忽略，而不是因为分子间存在斥力，故C不符合题意； D．酒精和水混合后，总体积减小，是因为分子间有间隙，并且分子是在运动的，故分子进入了彼此的空间，使总体积减小，故D符合题意。 故选D。 9．物理来源于生活。下列生活情景中，不属于扩散现象的是（　　） A．很远就能闻到加油站的汽油味 B．扫地时，看到灰尘飞舞 C．“艾灸”时闻到满屋子艾叶的气味 D．大扫除时闻到清洁剂的香味 【答案】B 【详解】A. 很远就能闻到加油站的汽油味，这是扩散现象，是汽油分子不停做无规则运动造成的，故A不符合题意； B. 扫地时，看到灰尘飞舞，这是灰尘的机械运动，不属于扩散，故B符合题意； C. “艾灸”时闻到满屋子艾叶的气味，这是扩散现象，是艾草分子不停做无规则运动造成的，故C不符合题意； D. 大扫除时闻到清洁剂的香味，这是扩散现象，是清洁剂分子不停做无规则运动造成的，故D不符合题意。 故选B。 10．下列各种情景，说法正确的是（　　） A．火箭发动机使用液态氢作为燃料，主要原因是液态氢的比热容大 B．海边昼夜温差变化比沙漠中小，是因为水的比热容比沙石的小得多 C．“钻木取火”是通过做功的方式改变物体的内能 D．冬天，水蒸气在寒冷的玻璃上液化形成冰 【答案】C 【详解】A．火箭发动机使用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。故A错误； B．海边昼夜温差变化比沙漠中小，是因为水的比热容比沙石大，相同质量下吸收或放出相同热量时，水的温度变化更小。故B错误； C．“钻木取火”是通过克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，通过做功的方式改变物体的内能。故C正确； D．冬天，水蒸气在寒冷的玻璃上形成冰，是水蒸气遇冷直接由气态变为固态，是凝华现象。故D错误。 故选C。 11．为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下，发动机工作时，尾气中“汽油味”明显降低，动力更强劲。如图为其发动机某一冲程示意图，下列有关说法错误的是（　　） A．尾气中“汽油味”降低，是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全 B．图中冲程是靠飞轮的惯性获得动力的 C．汽油在汽缸内完全燃烧，发动机效率不可达到100% D．该发动机减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护 【答案】B 【详解】A．尾气中“汽油味”明显降低，这说明汽油的燃烧率较高，燃烧较完全，故A正确，不符合题意； B．如图所示，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程，此冲程燃气的内能转化为活塞的机械能，对外做功，提供动力，不是靠飞轮的惯性获得动力的，故B错误，符合题意； C．汽车在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率一定小于100%，故C正确，不符合题意； D．尾气中“汽油味”明显降低，这说明汽油的燃烧率较高，在做相同有用功时，消耗的燃料少，减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护，故D正确，不符合题意。 故选B。 12．图1甲为注射器，在室温恒为的环境中，老师快速向下推动活塞压缩针筒内的气体后松手，活塞即刻被向上弹起，此过程中针筒内均处于密封，针筒内物质均处于气态，针筒内气体温度随时间变化图像如图1乙，（由于气体分子间距比较大，此实验过程不考虑分子势能的变化），则说法正确的个数是（　　） ①活塞下压时，是通过做功改变针筒内气体的内能 ②过程的能量转化与图2中乙相同 ③密封气体在时刻的内能小于时刻的内能 ④活塞静止后，密封气体的温度最终保持在 ⑤图2丙存在化学能转化成内能的过程 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 【答案】C 【详解】①活塞下压时，压缩气体做功，机械能转化为内能，是通过做功改变针筒内气体的内能，故①正确； ②由图1乙可知，t1~t2过程密封气体的温度升高，内能增加，应为活塞下压过程，机械能转化为内能，图2中乙是内燃机的压缩冲程，该冲程中发生的能量转化是机械能转化为内能，故②正确； ③由图可知，密闭气体的质量不变，此实验过程不考虑分子势能的变化，t2时刻温度比t3时刻的高，分子动能更大，因此t2时刻气体内能更大，故③错误； ④装置会与周围的空气发生热传递，最终会与室温平衡，温度相等，所以最终温度为T1，故④错误； ⑤图2丙中，火花塞打火使燃料燃烧，燃料燃烧将化学能转化为内能，所以图2丙存在化学能转化成内能的过程，故⑤正确； 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 二、多选题 13．热机的效率是热机性能的一个重要指标。下面关于热机效率的叙述，正确的是（　　） A．在设计和制造上，通过不断改进和革新，减少各种能量损失，就有可能使热机的效率达到 B．两辆型号相同的小汽车，以相同的速度行驶想相同的路程，耗油量小的那辆小汽车效率可能高些 C．热机要正确使用、注意保养，可提高效率 D．在热机的各种能量损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量是提高燃料利用率的重要措施 【答案】BCD 【详解】A.热机在工作过程中存在各种形式的能量损失，故热机的效率不可能达到，故A错误； B.以相同的速度行驶相同的路程，其运动时间相同，型号相同的小汽车，以相同的速度行驶，受到的阻力可视为相同，因此牵引力相同，根据可知，行驶相同的路程，做的有用功相同，故B正确； C.热机要正确使用、注意保养，可以减少能量的损耗，故可提高效率，故C正确； D.废气的温度很高，带走的热量最多，设法利用废气的能量是提高燃料利用率的重要措施，故D正确。 故选BCD。 14．干木柴、焦炭、无烟煤的热值如下图所示。下列说法正确的是（　　） A．都是完全燃烧的情况下，无烟煤放出的热量最多 B．都完全燃烧1kg，干木柴放出的热量最少 C．焦炭的热值是，完全燃烧2kg焦炭放出的热量是 D．焦炭的热值是，0.5kg焦炭的热值也为 【答案】BCD 【详解】A．燃料完全燃烧放出热量的多少与燃料的质量和热值有关，只根据热值无法判定放出热量的多少，故A错误； B．都完全燃烧1kg，由于干木柴的热值最小，根据公式可知，干木柴放出的热量最少，故B正确； C．焦炭的热值是，完全燃烧2kg焦炭放出的热量，故C正确； D．热值的大小与质量无关，焦炭的热值是，0.5kg焦炭的热值也为，故D正确。 故选BCD。 15．下列关于比热容的说法正确的是_________ A．各种物质都有自己的比热容，它是物质的特性之一 B．水的比热容较大，常用作冷却剂和取暖介质 C．一杯煤油用去一半，它的比热容减为原来的一半 D．物质的比热容越大，所含的热量就越多 E．比热容与热量有关，某种物质吸收或放出热量越多，比热容越大 F．水结成冰后，物质种类不变，比热容也不变 G．比热容是物质自身的性质，与质量、吸收或放出的热量均无关 H．质量相同的不同物质，吸收或放出同样热量时，比热容较大的物质温度变化较大 I．砂石的比热容是，它表示砂石升高1℃吸收的热量是 【答案】ABG 【详解】A．比热容是物质的固有特性，不同物质一般有不同的比热容，故A正确； B．水的比热容较大，相同质量下，升高相同温度可以吸收更多热量，降低相同温度可以放出更多热量，因此常用作冷却剂和取暖介质，故B正确； C．比热容与质量无关，煤油用去一半后比热容不变，故C错误； D．热量是过程量，不能说物质“所含热量”，且热量多少和质量、温度变化都有关，与比热容无直接关系，故D错误； E．比热容是物质自身性质，和吸收、放出热量的多少无关，故E错误； F．比热容和物质状态有关，水结成冰后状态改变，比热容也会改变，故F错误； G．比热容是物质自身性质，与质量、吸收或放出的热量均无关，故G正确； H．根据公式，质量相同、吸放热相同时，比热容越大，温度变化越小，故H错误； I．该比热容的物理意义是：1kg砂石升高1℃吸收的热量是，选项漏掉了质量条件，故I错误。 故选ABG。 16．夏季的海边，昼夜温差小，气候宜人，这是由于水的比热容大，下列现象没有利用水的这一特性的是（       ） A．汽车发动机的冷却循环系统常用水作工作物质 B．北方冬天地窖放一桶水防止菜被冻坏 C．炎热的夏天经常在教室的地面上洒水 D．北方春天的晚上，农民往稻田里灌水以防止秧苗冻坏 【答案】BC 【详解】A．水的比热容大，其它条件相同时，升高相同的温度吸收的热量较多，所以汽车发动机的冷却循环系统常用水作工作物质，故A不符合题意； B．北方冬天地窖放一桶水，晚上温度低，水会凝固放热，使得地窖的温度不是很低，防止菜被冻坏，没有利用水比热容大的特性，故B符合题意； C．炎热的夏天经常在教室的地面上洒水，水汽化吸热，可以使人感觉比较凉爽，没有利用水比热容大的特性，故C符合题意； D．北方春天的晚上，农民往稻田里灌水，水的比热容大，晚上放出热量温度下降的少，可以防止秧苗冻坏，故D不符合题意。 故选 BC。 17．专业人员进行了下图所示的模拟实验来解释粉尘爆炸：在无盖的小筒里放入干燥的面粉，点燃蜡烛，用筒盖盖住大筒，向小筒内鼓入空气，使面粉弥漫在大筒内，面粉会迅速被点燃，引发爆炸，把筒盖冲起。下列分析正确的是（　　） A．向小筒内鼓入空气时，大筒内的气压会增大 B．面粉弥漫在大筒内是分子运动引起的 C．筒盖飞出后，筒内气体温度降低，内能减小 D．筒盖被冲起的过程与四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相似 【答案】ACD 【详解】A．向小筒内鼓入空气时，大筒内空气增多，使大筒内的气压增大，故A正确，符合题意； B．面粉弥漫在大筒内，属于固体的机械运动，不属于分子的运动，故B错误，不符合题意； C．筒盖被冲起的过程中，面粉燃烧产生的内能转化为筒盖的机械能，筒内气体的内能减小，温度降低，故C正确，符合题意； D．因为汽油机的做功冲程是将燃料的内能转化为机械能，所以筒盖被冲起的过程与汽油机的做功冲程的能量转化情况相同，故D正确，符合题意。 故选 ACD。 三、填空题 18．煤炭被称为“黑色的金子”，我国在西汉时期最早开采和使用，至今煤炭仍是一种重要的能源，为判断煤炭燃烧品质的优劣，最科学的方法是检验煤炭的___________（选填“比热容”“密度”或“热值”）。 【答案】热值 【详解】热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量，反映了燃料燃烧放热的本领，因此判断煤炭品质的优劣，最科学的方法是检验煤炭的热值。 19．如图所示，是四冲程________机的剖面图，它与柴油机的关键区别是：它的顶部有________，而没有________。 【答案】 汽油 火花塞 喷油嘴 【详解】图中汽缸的顶部有火花塞，没有喷油嘴，通过火花塞点火使油气混合物燃烧，是汽油机的剖面图。 20．用燃气灶给50kg的30℃的水加热，完全燃烧0.8kg煤气，该燃气灶的效率为50%，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4.2×107J/kg；0.8kg煤气完全燃烧放出的热量为 _____________J，一标准大气压下，可使水的温度升高到 ________℃。 【答案】 3.36×107 100 【详解】[1]煤气完全燃烧放出的热量Q放＝qm煤气＝4.2×107J/kg×0.8kg＝3.36×107J [2]根据可得水吸收的热量Q吸＝ηQ放＝50%×3.36×107J＝1.68×107J 由Q吸＝cmΔt得水升高的温度 理论上水的温度升高到t＝30℃+80℃＝110℃ 因为一标准大气压下水的沸点为100℃，因此实际上水的温度升高到100℃。 21．如图所示，玻璃板的下表面接触水面，向上拉动时会发现弹簧测力计示数大于玻璃板的重力，这个现象说明分子间存在___________（选填“引力”或“斥力”）﹔放学后老师都向教室内喷洒消毒液进行消毒，一会儿走廊里的人就能闻到消毒液的气味，这属于___________现象。 【答案】 引力 扩散 【详解】[1]分子间存在相互作用的引力和斥力，玻璃板的下表面接触水面，向上拉动时会发现弹簧测力计示数大于玻璃板的重力，这个现象说明分子间存在引力。 [2]闻到消毒液的气味，这是因为分子在不停地做无规则运动，这属于扩散现象。 22．安全利用干木柴烧水时，把质量为30kg、初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了1.4kg的干木柴。假设干木柴完全燃烧，则干木柴燃烧放出的热量为_______J，此次烧水的效率为_______。 [干木柴的热值为1.2×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] 【答案】 60% 【详解】[1]干木柴燃烧放出的热量为 [2]水吸收的热量为 此次烧水的效率为 23．为提高内燃机的效率，科学家在传统四冲程发动机的基础上发明了六冲程发动机。六冲程发动机在完成传统四冲程后，把水注入汽缸，使水瞬间______（选填“汽化”或“升华”）成高温高压的水蒸气，水蒸气推动活塞做功，该过程水的内能急剧增加是通过______（选填“做功”或“热传递”）的方式实现的，此为第五冲程；然后将水蒸气排放到冷凝器内，再次变成水，该过程为第六冲程，至此完成了一个完整的工作循环，该类型发动机一个完整的工作循环中，有______（选填“1”或“2”）个做功冲程。 【答案】 汽化 热传递 2 【详解】[1]六冲程发动机在完成传统四冲程后，把水注入汽缸，使水瞬间变成高温高压的水蒸气，属于汽化现象。 [2]第五冲程在气缸中注水时，水吸收气缸的热量，注入水的内能急剧增加，是通过热传递的方式实现的。 [3]六冲程发动机在第五冲程中，水蒸气推动活塞做功，为做功冲程。在第六冲程中，将水蒸气排放到冷凝器内，再次变成水，为排气冲程。故一个完整的工作循环由吸气、压缩、做功、排气、做功、排气六个冲程，有2个做功冲程。 24．2024年第12届全国少数民族传统体育运动会在三亚举行，攀椰竞速是海南特色项目。当运动员沿着竖立在地面上的椰子树匀速下滑时，他的机械能 _______ （选填“减小”、“不变”或“增大”）。在下滑过程中，他感到手心发烫，这是通过 _______ 的方法使其内能增加。 【答案】 减小 做功 【详解】[1]当运动员沿着竖立在地面上的椰子树匀速下滑时，运动员的质量不变、速度不变，故其动能不变；运动员的高度降低，则重力势能减小；则运动员的机械能减小。 [2]在下滑过程中，他感到手心发烫，手克服摩擦力做功，使得手的内能增加，温度升高，故他的手心会感到发烫，这是通过做功的方法使其内能增加的。 25．小聪一家三口使用天然气做饭、洗澡，某月消耗30m3天然气，这些天然气完全燃烧放出的热量是______J。某次洗澡完全燃烧0.42m3天然气，放出的热量使质量为100kg的水温度升高了24℃，则该天然气热水器的热效率是______。[天然气的热值为3×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)] 【答案】 9×108 80% 【详解】[1]这些天然气完全燃烧放出的热量Q放=Vq=30m3×3×107J/m3=9×108J [2]某次洗澡完全燃烧0.42m3天然气，放出的热量Q放1=V1q=0.42m3×3×107J/m3=1.26×107J 水吸收的热量为Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×24℃=1.008×107J 该天然气热水器的热效率 四、实验题 26．轩宇是班里的小发明家，刚刚学了热机的他，制作了如图所示的模型，他在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒内滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后揿动电火花发生器的按钮…… (1)在此过程中，______燃烧后产生的______能转化为盒盖的______能。 (2)在这一实验过程中，你应当注意观察的是（　　） A．揿动电火花发生器 B．盒内的酒精 C．盒盖跳起的现象 D．盒盖跳起的瞬间盒内出现的现象 (3)汽油机工作过程中的______冲程与这一实验过程中能量的转化是一致的。 【答案】(1) 酒精 内 机械能 (2)D (3)做功 【详解】（1）[1][2][3]酒精燃烧后产生的高温高压的燃气，体积膨胀，对外做功，使盒盖飞出去，内能转化为盒盖的机械能。 （2）本实验高能气体膨胀对外做功，内能减小，温度降低；观察气体内能减小之后的变化，所以在这一实验过程中，应当注意观察的是盒盖跳起的瞬间盒内出现的现象；故选D。 （3）汽油机的做功冲程中，内能转化为机械能，所以汽油机的做功冲程与这一实验过程中能量的转化是一致的。 27．跨学科实践：制作简易汽轮机模型 【项目提出】 (1)热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制作简易_______模型。 【项目实施】 (2)设计并制作：设计方案如图所示。向易拉罐内部注入大约半罐_______，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用橡皮泥将罐的开口处_______。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。 (3)测试实验：点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 ①汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→______→______。 ②此汽轮机模型属于______（填“内”或“外”）燃机。 (4)实验改进： ①同学们在测试过程中，发现加热很长时间后，扇叶才开始转动，这是因为__________； ②进行了调整后，再次测试，发现风扇转动得很慢。同学们交流后认为，这是蒸汽喷射力不足造成的。以下几种解决方案中你认为可行的是____。 A增加酒精灯的高度，用其内焰加热 B．更换一个更细的喷嘴 C．降低小风扇的高度，使喷嘴对准风扇的中心 【项目拓展】 (5)同学交流过程中，有同学设想：用凹面镜会聚太阳光替代酒精灯加热易拉罐，制成一个“太阳能蒸汽机”。你认为这个“太阳能蒸汽机”的优势是：________。（写出一条即可） 【答案】(1)汽轮机 (2) 水 密封 (3) 内能 机械能 外 (4) 加热时间不足，无法产生足够的水蒸气 B (5)环保无污染 【详解】（1）项目的主题是制作简易汽轮机模型。 （2）[1]模型的原理是利用蒸汽的内能对外做功，所以需要向易拉罐内部注入大约半罐水，利用酒精灯加热让水变成蒸汽，这是产生动力的来源。 [2]用橡皮泥密封开口处，防止蒸汽从开口处泄漏，确保蒸汽能从笔管处喷出，推动扇叶。 （3）[1][2]实验时将易拉罐下面的酒精灯点燃，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来；酒精燃烧将化学能转化为内能，蒸汽推动扇叶转动，将内能转化为机械能。因此汽轮机模型工作过程的能量转化为：化学能→内能→机械能。 [3]内燃机是燃料在汽缸内燃烧产生高温高压的燃气推动活塞做功；此汽轮机模型酒精在空气中燃烧，蒸汽推动外面的扇叶转动，这两个过程都不在易拉罐内，因此此汽轮机模型属于外燃机。 （4）[1]加热很长时间后，扇叶才开始转动，这与水蒸气的量有关，加热时间不足，无法产生足够的水蒸气，不能使扇叶开始转动。 [2]A．增加酒精灯的高度，用其内焰加热，温度更低，故A不符合题意； B．更换一个更细的喷嘴可以增大蒸汽喷出速度，能增大蒸汽喷射力，故B符合题意； C．降低小风扇的高度，使喷嘴对准风扇的中心，不能增大蒸汽喷射力，故C不符合题意。 故选B。 （5）太阳能蒸汽机的优势是不需要燃烧燃料，环保无污染。 28．小明同学认为分子间的引力大小还可能与分子种类有关，请你设计一个实验方案验证小明的观点是否正确。（温馨提示：注意实验方案的可操作性） (1)实验器材：____________________ ； (2)实验步骤：____________________ ； (3)实验结论：____________________ 。 【答案】(1)表面干净的玻璃板一块、弹簧测力计一个、足量的水、酒精、花生油、细线 (2)①用细线系住一块表面很干净的玻璃板将其挂在弹簧测力计下面（图a），待玻璃板静止时记下弹簧测力计的示数F； ②手持弹簧测力计上端，将玻璃板放到恰好与水槽内水面相接触（图b），并慢慢向上提起弹簧测力计，记下此时的示数F1； ③将一块表面很干净的玻璃板再分别放到恰好与水槽内酒精面、花生油面相接触，重复上述实验，并记下此时的示数F2、F3； (3)若，说明分子之间的引力大小与分子种类没有关系，若，说明分子之间的引力大小与分子种类有关系。 【详解】要探究分子之间的引力大小与分子种类的关系，需要换用不同的液体进行实验； （1）略； （2）略 （3）略 五、简答题 29．用水把邮票贴在信封上，等胶水干了以后就很难直接把它完整地从信封上揭下来。这是为什么？ 【答案】见解析 【详解】把胶水涂在邮票和信封之间，再把二者压紧，胶水即填充了邮票和信封之间的空隙，当胶水凝固后，分子间的距离很小，表现为分子引力，就把邮票和信封紧紧黏合在一起，很难把邮票完整地揭下来。 六、计算题 30．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。 【答案】(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 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 $ 2026-2027学年九年级全一册物理单元自测 第十二章 内能及其应用·培优提升 建议用时：90分钟，满分：100分 一、单选题 1．下表是一些物质的比热容，根据表中数据，下列判断正确的是（   ） 水 铝 煤油、冰 干泥土 砂石 铜 A．物质的比热容与物质的状态无关 B．比热容相同的一定是同种物质 C．质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块温度变化较大 D．水的比热容是水的比热容的两倍 2．下列有关内燃机的说法正确的是（    ） A．内燃机大部分冲程是依靠飞轮的惯性来完成的 B．压缩冲程是由大部分内能转化为机械能 C．柴油机吸气冲程吸入汽缸的是汽油和空气组成的燃料混合物 D．汽油机做功冲程的点火方式是压燃式 3．如图是汽车四冲程发动机的一个冲程示意图，下列说法正确的是（　　） A．该冲程是做功冲程 B．该冲程机械能转化为内能 C．这种汽车对环境没有污染 D．此汽车发动机的效率可达100% 4．科幻大片《流浪地球》中地球为了脱离木星，主人公点燃了木星上的可燃气体，从而将地球推离木星，其中“点燃木星将地球推开”的过程，相当于热机的做功冲程。下列机器中，不属于热机的是（　　） A．洗衣机 B．柴油机 C．火箭 D．蒸汽轮机 5．下列图像所示的情境均涉及热学知识，其中说法正确的是（    ） ①羊肉放到开水锅里，逐渐变熟，这是通过热传递改变了它的内能 ②汽油机的压缩冲程，活塞对汽缸内的气体做功，气体的温度升高 ③尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值 ④我国首艘国产大型邮轮“爱达·魔都”号燃油的利用率可以达到100% A．只有①②正确 B．只有②③正确 C．只有③④正确 D．只有①④正确 6．课外活动中，小亮将刚喝完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上但不拧紧，用手握住瓶子的上下两部分，用力迅速拧成图示状态时，瓶盖被弹出并伴有爆响声，同时瓶口内出现白雾。关于上述过程，下列说法错误的是（    ） A．矿泉水瓶被用力拧成图示形状，说明力可以使物体发生形变 B．瓶盖弹出前，拧瓶子的过程与汽油机的做功冲程类似 C．瓶盖被弹出时，瓶内压缩气体的内能转化为瓶盖的机械能 D．瓶口内出现的白雾，是水蒸气温度降低后液化形成的小水滴 7．2024年11月15日23时13分，搭载天舟八号货运飞船的长征七号遥九运载火箭，在我国文昌航天发射场点火发射，约10分钟后，发射取得圆满成功（如图）。下列说法正确的是（    ） A．火箭点火升空过程中的能量转化主要是内能转机械能 B．火箭的发射过程中，燃料若不完全燃烧，热值会减小 C．火箭使用液氧煤油作为燃料，主要是因为液氧煤油的比热容大 D．火箭的外壳与大气摩擦生热是创造了能量，不遵循能量守恒定律 8．通过可直接感知的现象，推测无法直接感知的物理规律，这是物理学中常用的探究方法，下列根据所列现象进行的推测既合理又符合事实的是（　　） A．现象：空气中沙尘飞舞；推测：分子在做无规则运动 B．现象：用手捏海绵，海绵的体积变小了；推测：分子之间有空隙 C．现象：破镜不能重圆；推测：分子之间存在排斥力 D．现象：酒精和水混合后，总体积变小；推测：分子间存在间隙 9．物理来源于生活。下列生活情景中，不属于扩散现象的是（　　） A．很远就能闻到加油站的汽油味 B．扫地时，看到灰尘飞舞 C．“艾灸”时闻到满屋子艾叶的气味 D．大扫除时闻到清洁剂的香味 10．下列各种情景，说法正确的是（　　） A．火箭发动机使用液态氢作为燃料，主要原因是液态氢的比热容大 B．海边昼夜温差变化比沙漠中小，是因为水的比热容比沙石的小得多 C．“钻木取火”是通过做功的方式改变物体的内能 D．冬天，水蒸气在寒冷的玻璃上液化形成冰 11．为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下，发动机工作时，尾气中“汽油味”明显降低，动力更强劲。如图为其发动机某一冲程示意图，下列有关说法错误的是（　　） A．尾气中“汽油味”降低，是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全 B．图中冲程是靠飞轮的惯性获得动力的 C．汽油在汽缸内完全燃烧，发动机效率不可达到100% D．该发动机减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护 12．图1甲为注射器，在室温恒为的环境中，老师快速向下推动活塞压缩针筒内的气体后松手，活塞即刻被向上弹起，此过程中针筒内均处于密封，针筒内物质均处于气态，针筒内气体温度随时间变化图像如图1乙，（由于气体分子间距比较大，此实验过程不考虑分子势能的变化），则说法正确的个数是（　　） ①活塞下压时，是通过做功改变针筒内气体的内能 ②过程的能量转化与图2中乙相同 ③密封气体在时刻的内能小于时刻的内能 ④活塞静止后，密封气体的温度最终保持在 ⑤图2丙存在化学能转化成内能的过程 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 二、多选题 13．热机的效率是热机性能的一个重要指标。下面关于热机效率的叙述，正确的是（　　） A．在设计和制造上，通过不断改进和革新，减少各种能量损失，就有可能使热机的效率达到 B．两辆型号相同的小汽车，以相同的速度行驶想相同的路程，耗油量小的那辆小汽车效率可能高些 C．热机要正确使用、注意保养，可提高效率 D．在热机的各种能量损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量是提高燃料利用率的重要措施 14．干木柴、焦炭、无烟煤的热值如下图所示。下列说法正确的是（　　） A．都是完全燃烧的情况下，无烟煤放出的热量最多 B．都完全燃烧1kg，干木柴放出的热量最少 C．焦炭的热值是，完全燃烧2kg焦炭放出的热量是 D．焦炭的热值是，0.5kg焦炭的热值也为 15．下列关于比热容的说法正确的是_________ A．各种物质都有自己的比热容，它是物质的特性之一 B．水的比热容较大，常用作冷却剂和取暖介质 C．一杯煤油用去一半，它的比热容减为原来的一半 D．物质的比热容越大，所含的热量就越多 E．比热容与热量有关，某种物质吸收或放出热量越多，比热容越大 F．水结成冰后，物质种类不变，比热容也不变 G．比热容是物质自身的性质，与质量、吸收或放出的热量均无关 H．质量相同的不同物质，吸收或放出同样热量时，比热容较大的物质温度变化较大 I．砂石的比热容是，它表示砂石升高1℃吸收的热量是 16．夏季的海边，昼夜温差小，气候宜人，这是由于水的比热容大，下列现象没有利用水的这一特性的是（       ） A．汽车发动机的冷却循环系统常用水作工作物质 B．北方冬天地窖放一桶水防止菜被冻坏 C．炎热的夏天经常在教室的地面上洒水 D．北方春天的晚上，农民往稻田里灌水以防止秧苗冻坏 17．专业人员进行了下图所示的模拟实验来解释粉尘爆炸：在无盖的小筒里放入干燥的面粉，点燃蜡烛，用筒盖盖住大筒，向小筒内鼓入空气，使面粉弥漫在大筒内，面粉会迅速被点燃，引发爆炸，把筒盖冲起。下列分析正确的是（　　） A．向小筒内鼓入空气时，大筒内的气压会增大 B．面粉弥漫在大筒内是分子运动引起的 C．筒盖飞出后，筒内气体温度降低，内能减小 D．筒盖被冲起的过程与四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相似 三、填空题 18．煤炭被称为“黑色的金子”，我国在西汉时期最早开采和使用，至今煤炭仍是一种重要的能源，为判断煤炭燃烧品质的优劣，最科学的方法是检验煤炭的___________（选填“比热容”“密度”或“热值”）。 19．如图所示，是四冲程________机的剖面图，它与柴油机的关键区别是：它的顶部有________，而没有________。 20．用燃气灶给50kg的30℃的水加热，完全燃烧0.8kg煤气，该燃气灶的效率为50%，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4.2×107J/kg；0.8kg煤气完全燃烧放出的热量为 _____________J，一标准大气压下，可使水的温度升高到 ________℃。 21．如图所示，玻璃板的下表面接触水面，向上拉动时会发现弹簧测力计示数大于玻璃板的重力，这个现象说明分子间存在___________（选填“引力”或“斥力”）﹔放学后老师都向教室内喷洒消毒液进行消毒，一会儿走廊里的人就能闻到消毒液的气味，这属于___________现象。 22．安全利用干木柴烧水时，把质量为30kg、初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了1.4kg的干木柴。假设干木柴完全燃烧，则干木柴燃烧放出的热量为_______J，此次烧水的效率为_______。 [干木柴的热值为1.2×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] 23．为提高内燃机的效率，科学家在传统四冲程发动机的基础上发明了六冲程发动机。六冲程发动机在完成传统四冲程后，把水注入汽缸，使水瞬间______（选填“汽化”或“升华”）成高温高压的水蒸气，水蒸气推动活塞做功，该过程水的内能急剧增加是通过______（选填“做功”或“热传递”）的方式实现的，此为第五冲程；然后将水蒸气排放到冷凝器内，再次变成水，该过程为第六冲程，至此完成了一个完整的工作循环，该类型发动机一个完整的工作循环中，有______（选填“1”或“2”）个做功冲程。 24．2024年第12届全国少数民族传统体育运动会在三亚举行，攀椰竞速是海南特色项目。当运动员沿着竖立在地面上的椰子树匀速下滑时，他的机械能 _______ （选填“减小”、“不变”或“增大”）。在下滑过程中，他感到手心发烫，这是通过 _______ 的方法使其内能增加。 25．小聪一家三口使用天然气做饭、洗澡，某月消耗30m3天然气，这些天然气完全燃烧放出的热量是______J。某次洗澡完全燃烧0.42m3天然气，放出的热量使质量为100kg的水温度升高了24℃，则该天然气热水器的热效率是______。[天然气的热值为3×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)] 四、实验题 26．轩宇是班里的小发明家，刚刚学了热机的他，制作了如图所示的模型，他在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒内滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后揿动电火花发生器的按钮…… (1)在此过程中，______燃烧后产生的______能转化为盒盖的______能。 (2)在这一实验过程中，你应当注意观察的是（　　） A．揿动电火花发生器 B．盒内的酒精 C．盒盖跳起的现象 D．盒盖跳起的瞬间盒内出现的现象 (3)汽油机工作过程中的______冲程与这一实验过程中能量的转化是一致的。 27．跨学科实践：制作简易汽轮机模型 【项目提出】 (1)热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制作简易_______模型。 【项目实施】 (2)设计并制作：设计方案如图所示。向易拉罐内部注入大约半罐_______，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用橡皮泥将罐的开口处_______。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。 (3)测试实验：点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 ①汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→______→______。 ②此汽轮机模型属于______（填“内”或“外”）燃机。 (4)实验改进： ①同学们在测试过程中，发现加热很长时间后，扇叶才开始转动，这是因为__________； ②进行了调整后，再次测试，发现风扇转动得很慢。同学们交流后认为，这是蒸汽喷射力不足造成的。以下几种解决方案中你认为可行的是____。 A增加酒精灯的高度，用其内焰加热 B．更换一个更细的喷嘴 C．降低小风扇的高度，使喷嘴对准风扇的中心 【项目拓展】 (5)同学交流过程中，有同学设想：用凹面镜会聚太阳光替代酒精灯加热易拉罐，制成一个“太阳能蒸汽机”。你认为这个“太阳能蒸汽机”的优势是：________。（写出一条即可） 28．小明同学认为分子间的引力大小还可能与分子种类有关，请你设计一个实验方案验证小明的观点是否正确。（温馨提示：注意实验方案的可操作性） (1)实验器材：____________________ ； (2)实验步骤：____________________ ； (3)实验结论：____________________ 。 五、简答题 29．用水把邮票贴在信封上，等胶水干了以后就很难直接把它完整地从信封上揭下来。这是为什么？ 六、计算题 30．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。 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 $