第十四章 内能的利用 单元练 2026-2027学年人教版九年级物理全一册

**基本信息** 人教版九年级物理上册第十四章《内能的利用》单元卷，以能量转化为主线，融合科技前沿（如“人造太阳”）、传统文化（如走马灯）及生活实践（如炒菜、玩具小车），全面考查热机效率、能量转化等核心知识，适配单元复习需求。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|10|热机效率（题1）、内能与机械能区别（题3）|基础概念辨析，选项设置典型易错点| |多选题|5|热机冲程与运动分析（题11）、水火箭原理（题12）|综合图像与实际情境，考查科学推理| |填空题|5|能量转化方向性（题16）、走马灯能量转化（题18）|结合传统文化与生活现象，强化物理观念| |实验题|1|制作简易热机模型（题21）|跨学科实践，培养科学探究能力| |计算题|1|氢燃料放热与水吸热（题22）|联系新能源应用，落实社会责任| |简答题|1|玩具小车能量转化（题23）|结合生活实例，考查能量观念应用|

第十四章 内能的利用 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．关于热机效率下列说法正确的是（   ） A．燃料的热值越大，热机的效率就越高 B．热机做的有用功越多效率就越高 C．热机的功率越大，效率越高 D．减少机械之间的摩擦可以提高热机的效率 2．热机的种类繁多，构造也是各式各样．生活中，我们几乎在任何地方都可以看到它的身影．下列交通工具中，不是用热机作为动力装置的是 A．火箭       B．电动自行车       C．飞机        D．汽车 3．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 4．老师用如图（a）所示实验装置加热试管使水沸腾时，发现试管上方的小风车开始不停地转动，在此过程中，以下说法错误的是（　　） A．a图中水蒸气的内能转化为风车的机械能 B．a图中能量转化方式与图b丙冲程相同 C．a图中的装置是简易蒸汽机模型 D．a图中的装置是简易内燃机模型 5．如图是一种设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片转动对外做功，同时带动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作。关于该装置，下列分析中正确的是（　　） A．高处水槽中的水的重力势能一定比低处水槽中水的重力势能大 B．水从高处流到低处，水的重力势能全部转化为水的动能 C．抽水器对其中的水不做功 D．该装置不可能实现持续循环工作 6．以下关于热机和环境保护的说法，正确的是（　　） A．热机排出的尾气没有内能 B．为了实现碳中和，我们应该将热机的效率提高到100% C．热机只能使用汽油和柴油作为燃料 D．提高热机的效率有利于节能减排保护环境 7．下列汽油机的四个冲程中，利用高温高压气体推动活塞运动的冲程是（　　） A． B． C． D． 8．关于热机与环境保护，下列说法正确的是（　　） A．热机工作过程中能量不守恒 B．热机的大量使用不会造成环境污染 C．热机中燃料燃烧放出的能量全部用来做功 D．改进热机性能，可以有效利用资源，减少排放污染 9．劳动课要求中学生会做一些家常菜。关于炒菜中的物理知识，下列判断正确的是（   ） A．铁锅炒菜是因为铁的比热容大 B．炒菜过程中菜的内能保持不变 C．天然气燃烧时将化学能转化为内能 D．锅铲用胶木柄是因为胶木导热性好 10．涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压缩后再进入燃烧室与燃料混合并燃烧，产生高温燃气驱动涡轮输出动力。下列关于该发动机工作过程说法正确的是（　　） A．压气机压缩空气时，空气的内能减小 B．燃油的热值会随着它与空气的混合比例变大而增大 C．燃料燃烧越充分，发动机效率越高 D．高温高压气体通过涡轮时将机械能转化为内能 二、多选题 11．一辆汽车使用的是四冲程内燃机。图甲所示的是内燃机的一个冲程，该汽车以恒定的功率在水平公路上做直线运动，其速度随时间变化的关系如图乙所示，汽车在行驶过程中所受阻力不变，为。内燃机的效率为，汽油的热值为。下列有关叙述不正确的是（　　） A．图甲所示的冲程中内能转化为机械能 B．该汽车一直做匀速直线运动 C．内，该汽车牵引力所做的功为 D．需要完全燃烧约汽油才能使该汽车完成前的运动 12．2025年4月24日是第十个“中国航天日”，学校物理社团的同学们制作了“水火箭”，“水火箭”的发射及其简易原理图如图所示。当内部气体压强增大到一定程度时，水会冲开瓶塞从“水火箭”中向下喷出。结合材料，下列说法正确的是（   ） A．打气时，“水火箭”内气体的内能会增加 B．“水火箭”中的“水”是一种燃料 C．“水火箭”加速起飞时将内能转化为机械能 D．水向下喷出会使“水火箭”升空是由于力的作用是相互的 13．关于火箭发射过程中涉及的物理知识，下列说法正确的是（　　） A．火箭加速上升的过程中，火箭搭载的卫星的机械能不断增大 B．火箭向上加速运动是由于受到惯性的作用 C．高压气体将火箭推向太空的过程中，能量转化与内燃机的做功冲程相同 D．火箭在发射架上静止时所受的重力和火箭对地面的压力是一对平衡力 14．抽水蓄能电站是为了解决电网高峰、低谷之间供需矛盾而产生的，是间接储存电能的一种方式。在下半夜用电低谷时，它利用过剩的电力驱动水泵，将水从下水库抽到上水库储存起来，次日白天和前半夜用电高峰时，再将水放出发电，并流入下水库，其工作原理如图所示。有关抽水蓄能电站的判断正确的是（　　） A．从构造上看，抽水蓄能电站是连通器 B．上水库水底到下水库的水面距离至少得10.34m C．发电机之所以能工作是水的重力做了功，将机械能转化为电能 D．蓄能电站某天发电量6.0×106kW•h，这些能量至少需要燃烧热值为3.0×107J/kg的煤炭7.2×105kg 15．小林用燃气灶烧水，给爷爷泡了一壶茶。善于思考的小林发现在这个过程中包含很多物理知识，下列说法中正确的是（　　） A．燃气灶烧水时，燃料的化学能转化为内能 B．水的温度升高，含有的热量增多 C．茶香四溢，是因为分子在不停地做无规则运动 D．泡茶时，通过做功的方式改变了茶叶的内能 三、填空题 16．汽车在刹车过程中，机械能转化为地面和轮胎的___________能，这些内能将无法自动地转化为汽车的机械能，这种现象说明自发的能量转化过程是有一定___________性的，但在能量的转化和转移过程中，能的总量___________（选填“不断减少”、“保持不变”或“不断增加”）。 17．水能和风能的利用 （1）利用水能发电：水电站工作时将水的______能转化为______能，带动发电机发电。 （2）利用风能发电：风吹动风力发电机的叶片，带动发电机发电。 18．早在八百多年前，我国就发明了流行于民间的走马灯如图甲所示。如图乙点燃走马灯内的蜡烛，纸筒内部的空气温度升高，体积膨胀，密度变_______（选填“大”或“小”）而上升，形成气流，驱动纸筒顶部的纸风车和固定在转轴上的纸马转动。该过程中，空气的_______能转化为风车的机械能，这与四冲程汽油机_______冲程的能量转化情况相同。若一汽油机曲轴的转速为1800r/min，则该汽油机1s对外做功_______次。 19．我国在能源的合理开发与利用方面，取得了瞩目的成就。2023年4月12日，中国“人造太阳”可控核聚变装置成功运行403秒，该装置是为了开发利用 _____能；电动汽车越来越普及，许多电动汽车安装了能量回收装置，其中一种能量回收方式是踩下制动踏板时，将 _______能转化为电能，再将电能转化为 _______能储存在蓄电池里。 20．如图是用热成像手机拍摄的老师擦黑板时的情景，黑板擦过的地方又红又亮，这说明擦黑板时机械能转化为__________能。 四、实验题 21．跨学科实践：制作简易热机模型。 【项目分析】要完成热机模型的制作，需要重点考虑以下几个问题： (1)用_____作热源； (2)工作物质是_____； (3)选择比较坚固的金属容器，比如_____装工作物质； (4)将内能转化为机械能通过_____装置实现。 五、计算题 22．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？ 六、简答题 23．小明购买了一辆玩具小车。闭合开关后，小车就会运动起来，同时发出动人的音乐和炫目的彩光。请分析一下玩具小车中有哪些能量的转化。 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 《第十四章 内能的利用 单元练习 2026-2027 学年人教版九年级物理上册》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B B D D D A D C C 题号 11 12 13 14 15 答案 ABC ACD AC CD AC 1．D 【详解】热机的效率是指热机用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，而燃料的热值大小、热机的功率大小以及热机所做有用功的多少都与热机的效率无关，要想提高热机的效率，就需要减少除有用功外其他各种能量的损耗，所以减少机械之间的摩擦可以有效提高热机的效率，故ABC错误，D正确。 故选D。 2．B 【详解】试题分析：热机原理：燃料具有化学能，在压缩冲程的末端，燃料燃烧，燃烧时化学能转化为内能，产生高温高压的燃气，推动活塞做功，内能转化为机械能． 解：火箭、飞机、汽车工作时都要使用化石能源作燃料，都是使用热机工作的． 电动自行车工作时是通过电动机工作的，没有使用热机． 故选B． 3．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。 4．D 【详解】A．由图a可知，加热试管使水沸腾，汽化产生水蒸气推动小风车做功，使之不停地转动，这一过程中水蒸气的内能转化为风车的机械能，故A正确，不符合题意。 B．图b丙可看出火花塞点燃，缸内汽油和空气的混合物燃烧，推动活塞向下运动，故丙冲程的能量转化方式为内能转化为机械能，与图a能量转化方式相同，故B正确，不符合题意。 C．图a中水蒸气的内能转化为风车的机械能，属于简易蒸汽机模型，故C正确，不符合题意。 D．图a中没有汽油与空气的混合物燃烧做功，不符合简易内燃机模型的要求，故D错误，符合题意。 故选D。 5．D 【详解】A.重力势能与物体的质量和高度有关，由于两个水槽中水的质量的大小关系未知，因此无法比较两个水槽中的水的重力势能，故A错误； B.水从高处流到低处的过程中要冲击叶片，对叶片做功，此时水将一部分能量转移给叶片，因此水的重力势能没有全部转化为水的动能，故B错误； C.抽水器将水从低处抽到高处，需要克服水的重力做功，故C错误； D.永动机违反了能量守恒定律，因此不可能实现持续循环工作，故D正确。 故选D。 6．D 【详解】A．一切物体都具有内能，热机排出的尾气有内能，故A错误； B．热机中燃料燃烧释放的能量不可能都来做有用功，因此热机的效率不可能达到100%，故B错误； C．内燃机分为汽油机和柴油机两类，它们分别用汽油和柴油做燃料。内燃机只是热机的一种，除了内燃机还有蒸汽机、汽轮机、喷气发动机等它们不都是用汽油和柴油做燃料的，故C错误； D．热机的效率越高，在做同样功的情况下，就消耗更少的燃料，从而节约能源，减少污染，达到节能减排的目的，故D正确。 故选D。 7．A 【详解】A．进气门和排气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程。在做功冲程中，燃料燃烧产生高温高压气体，推动活塞向下运动，将内能转化为机械能 ，故A符合题意； B．进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，此冲程是将混合物压缩，机械能转化为内能，故B不符合题意； C．进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，此冲程是吸入汽油和空气的混合物，故C不符合题意； D．进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，此冲程是将燃烧后的废气排出气缸，故D不符合题意。 故选A。 8．D 【详解】A．自然界所有能量转化过程都遵守能量守恒定律，热机工作过程也符合能量守恒，A错误； B．热机大量使用，燃烧化石燃料会排放废气、产生噪声，会造成严重的环境污染，B错误； C．热机中燃料燃烧放出的能量，大部分会被废气带走、因散热损耗、克服摩擦损耗，只有少部分用来做功，C错误； D．改进热机性能，提高热机效率，可以有效提高能源利用率，减少污染物排放，D正确。 故选D。 9．C 【详解】A．铁锅炒菜是因为铁具有良好的导热性，而非比热容大。比热容大的物质升温慢，不利于快速加热炒菜，故A错误； B．炒菜过程中，菜吸收热量，温度升高，内能增大，故B错误； C．天然气燃烧是化学反应，燃烧时将储存的化学能转化为内能，用来加热饭菜，故C正确； D．锅铲用胶木柄是因为胶木导热性差，这样在炒菜时能防止手被烫伤，故D错误。 故选C 。 10．C 【详解】A．压气机压缩空气，对空气做功，空气的内能增大，故A错误； B．热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，因此燃料和压缩空气混合后，燃料的热值不变，故B错误； C．使燃烧室中燃料燃烧更充分，燃料放出的热量更多，发动机所做的有用功更多，有用功占燃料完全燃烧放出热量的比值增大，发动机的效率更高，故C正确； D．高温高压气体推动涡轮转动，类似于做功冲程，是将内能转化为机械能，故D错误。 故选C。 11．ABC 【详解】A．由题图甲可知，两个气门都闭合，活塞上行，为压缩冲程，该冲程中机械能转化为内能，故A错误,符合题意。 B．由题图乙可知，内，汽车做加速运动，后该汽车做匀速直线运动，即该汽车不是一直做匀速直线运动，故B错误，符合题意。 C．后该汽车做匀速直线运动，速度，根据二力平衡条件可得，此时该汽车受到的牵引力，则此过程中该汽车发动机的功率；由题意可知，该汽车以恒定的功率在水平公路上做直线运动，则在内，该汽车牵引力所做的功，故C错误，符合题意。 D．由可得，在内，汽油完全燃烧放出的热量，则在前汽油完全燃烧放出的热量；由可得，需要完全燃烧汽油的质量，故D正确，不符合题意。 故选ABC。 12．ACD 【详解】A．利用打气筒向水火箭内打气的过程中，压缩筒内空气做功，水火箭中空气的内能在增大，故A正确； B．燃料能燃烧，燃烧时将化学能转化为内能，水不能燃烧，不是一种燃料，故B错误； C．水火箭加速起飞时，气体对水火箭做功，气体的内能转化为水火箭的机械能，故C正确； D．水火箭向下喷水，给水一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，水给水火箭一个向上的力，使水火箭升空，故D正确。 故选ACD。 13．AC 【详解】A．火箭加速上升的过程中，火箭搭载的卫星质量不变，速度增大，动能增大，高度升高，重力势能增大。机械能等于动能与重力势能之和，所以卫星的机械能不断增大，故A正确； B．惯性是物体的固有属性，不是力，不能说 “受到惯性的作用”。火箭向上加速运动是因为火箭发动机的推力大于火箭的重力，故B错误； C．高压气体将火箭推向太空的过程中，高压气体的内能转化为火箭的机械能。内燃机的做功冲程也是内能转化为机械能，所以能量转化相同，故C正确； D．二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线上，作用在同一物体上。火箭在发射架上静止时，所受的重力作用在火箭上，火箭对地面的压力作用在地面上，这两个力不是作用在同一物体上，方向也不是相反的，不是一对平衡力，故D错误。 故选AC。 14．CD 【详解】A．连通器的构造是上端开口，底部相连，从构造上看，抽水蓄能电站底部没有连通，所以不是连通器，故A错误； B．标准大气压能支持约高的水柱，但抽水蓄能电站是利用水泵抽水，不是利用大气压，所以上水库水底到下水库的水面距离不受限制，故B错误； C．发电时，水从高处流下，重力做功，将水的机械能转化为电能，发电机工作利用了这一过程，故C正确； D．煤炭放出的热量为 由可得，煤炭的质量为，故D正确。 故选 CD。 15．AC 【详解】A．燃气灶是通过燃料的燃烧放出热量，将燃料化学能转化为内能，故A正确； B．水的温度升高，分子运动越剧烈内能增加；而热量是热传递过程中传递的内能多少，是过程量，不能“含有”来描述，故B错误； C．茶香四溢，这是扩散现象，表明香味分子不停地无规则运动，故C正确； D．泡茶时，是利用热传递来改变茶叶的内能，故D错误。 故选AC。 16． 内 方向 保持不变 【详解】[1][2]汽车在刹车过程中，汽车克服摩擦力做功，机械能可以自发地转化为地面和轮胎的内能，但这些内能将无法自发地转化为汽车的机械能，这说明自发的能量转化过程是有一定方向性的。 [3]由能量守恒定律可知，在能量的转化和转移过程中，能的总量保持不变。 17． 重力势 动 【详解】[1][2]水电站工作时，水从高处往下流动冲击发电机的轮片转动，将水的重力势能转化为发电机扇叶的动能，带动发电机发电。 18． 小 内 做功 15 【详解】[1]点燃蜡烛，上方的空气吸收热量，温度升高体积膨胀，密度变小，密度小的热空气上升，形成对流，吹动扇叶转动。 [2][3]该过程中，空气的内能转化为风车的机械能，这与汽油机的做功冲程的能量转化情况相同。 [4]汽油机曲轴的转速为 即汽油机的曲轴每秒转30圈，由于汽油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，所以该汽油机1s对外做功15次。 19． 核 机械 化学 【详解】[1]获得核能的两种途径，核裂变和核聚变，所以，2023年4月12日，中国“人造太阳”可控核聚变装置成功运行403秒，该装置是为了开发利用核能。 [2][3]汽车的发电机可以将剩余的机械能转化为电能，再将电能转化为化学能储存在蓄电池中，所以，能量回收方式是踩下制动踏板时，将机械能转化为电能，再将电能转化为化学能储存在蓄电池里。 20．内 【详解】擦黑板时，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，使黑板的温度升高，因此用热成像手机拍摄的老师擦黑板时的情景，黑板擦过的地方又红又亮。 21．(1)酒精灯/蜡烛/燃气/煤气 (2)水沸腾后产生的水蒸气 (3)易拉罐（/铁罐 (4)汽轮机/小风车/小叶轮 【详解】（1）热机工作需要持续的热源提供热量，酒精灯、蜡烛等是易获取且能稳定供热的热源。 （2）热机的工作物质需要能吸收热量后易膨胀做功，水受热变成水蒸气后，水蒸气体积膨胀明显，能对外做功，适合做工作物质。 （3）铁、铝、铜等这类金属物质，耐高温，导热性较好，硬度大，能承受工作物质（如水蒸气）受热膨胀产生的压力，所以用铁、铝、铜等物质做成的金属容器（如易拉罐等）适合装工作物质。 （4）因为汽轮机或小风车工作时，可以将水蒸气的内能转化为自身的机械能，可以对外做功，因此将内能转化为机械能可以通过汽轮机来实现。 22．(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。 23．闭合开关后，电池工作，将化学能转化为电能。小车运动，电能转化为机械能；同时发出的音乐和射出的彩光，也需要电能来提供能量，所以电能转化为声能和光能 【详解】干电池是玩具小车的电源，储存有化学能，工作时将化学能转化为电能；电动机通电后带动小车运动，将电能转化为机械能；发声装置通电后振动发声，将电能转化为声能；彩灯通电后发光，将电能转化为光能。 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 $