第十二章 内能与热机 单元练习- 2026-2027学年沪粤版物理九年级上册

**基本信息** 沪粤版物理九年级上册第十二章“内能与热机”单元卷，以生活、科技情境为载体，覆盖内能、比热容、热机效率等核心知识点，通过实验探究与综合应用，培养科学思维与探究能力，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|8|温度内能热量关系、比热容计算、热机冲程|结合厨房实践（题5）、热机模型（题7）考查物理观念| |填空题|6|比热容图像分析、热机能量转化、柴油机工作循环|以VT-4A1坦克（题10）、双响炮（题11）体现科技与生活关联| |实验题|2|比较水和空气导热性能、制作汽轮机模型|跨学科实践（题16）培养科学探究与创新能力| |综合题|2|热机效率计算、能量转化实例分析|结合节能减排（题17）渗透科学态度与责任|

第十二章 内能与热机 2026-2027学年沪粤版物理九年级上册 一、单选题 1．关于温度、内能、热量，下列说法正确的是（　　） A．物体的温度越高，所含的热量越多 B．物体的内能增大，一定是吸收了热量 C．相同质量的30℃的水比20℃的水所含热量多 D．内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体 2．把100℃的某铁块投入质量为、温度为20℃的水中，热平衡后温度为40℃。把另一块100℃的同样的铁块投入质量为、温度为20℃的水中，热平衡后温度为60℃。如果把同样100℃的铁块投入质量为、温度为20℃的水中，热平衡后温度为（　　） A．50℃ B．48℃ C．36℃ D．32℃ 3．甲、乙两物体质量都为2kg，丙物体质量为1kg，三个物体温度都升高1℃，吸收热量如图所示，则（　　） A．甲的比热容为3000J/(kg·℃) B．甲的比热容比乙的大 C．乙和丙的比热容相等 D．吸收相同热量，甲升高的温度大于丙 4．两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体，用同一热源分别加热，液体温度与加热时间关系如图所示。根据图线可知（    ） A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容 B．如果升高相同的温度，两种液体吸收的热量相同 C．加热时间相同，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量 D．加热时间相同，甲液体温度升高比乙液体温度升高得多 5．周末，小红同学厨房实践中，观察到下列现象正确的是（　　） A．炒菜，通过做功的方式增加菜的内能 B．油炸食品比水煮食品熟的更快，是因为油的比热容较小 C．切菜，将菜刀磨得锋利是通过减小受力面积来增大压强 D．蒸馒头，不要用手直接去拿刚出锅的热馒头，因为含有的热量较大 6．关于热机效率，下列说法正确的是（　　） A．热机做的有用功越多，效率越高 B．燃料燃烧越充分，热机效率一定越高 C．减少各种热损失，可提高热机效率 D．使用热值高的燃料，热机效率一定高 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．关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法： ①在压缩冲程中，是机械能转化为内能    ②在做功冲程中，是内能转化为机械能 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 以上说法中正确的是（　　） A．只有②③ B．只有①③ C．只有②④ D．只有①②③ 二、填空题 9．用两个规格相同的电加热器，分别给质量相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化的关系图像如图所示。结合图像判断，甲、乙都加热10min时，甲液体吸收的热量___________乙液体吸收的热量，甲液体的比热容___________乙液体的比热容（两空均填“大于”、“等于”或“小于”）。如果乙液体是水，则甲液体的比热容为___________。若乙中的水在前20min内吸收的热量，则吸收同样的热量可以使甲从上升至___________℃。（不计热量损失） 10．如图所示，国产主战坦克VT－4A1亮相2024年珠海航展，其动力机械是热机。从能量转化的角度来看，热机是把内能转化为_____能的机器，完成这一能量转化的是_____冲程。 11．如图，是节日燃放的双响炮，燃放时竖直立于地面点燃引线，第一响后它会飞向空中，此过程中的能量转化为：火药的___________，这与内燃机工作时的___________冲程相似。 12．如图是小洲同学设计的简易热机模型，她设想：点燃酒精灯，当导气管出气口有蒸气喷出时，小风车就转动起来，此过程中烧瓶中水蒸气的内能是通过___________（选填“做功”或“热传递”）方式增大的，继而转化为小风车的___________能，但在实验过程中，发现小风车不转动，你的解决办法是___________（写出一条即可）。 13．柴油机经过 ___________个冲程，飞轮转一周；某柴油机的转速为1200r/min，在1s内活塞做功___________次，在这1s内这台柴油机经历了 ___________个工作循环。 14．塑料瓶是一种常见的生活物品，空塑料瓶可以做许多物理小实验。在安全情况下，小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气，如图所示。随着瓶内气压增加，气体内能增大，这是通过 _______方式改变瓶内气体内能。当气压达到一定程度时，瓶盖飞出，这一过程与内燃机 _______冲程的能量转化情况相同；瓶盖飞出的同时，瓶口冒“白雾”，其物态变化是 _______。    三、实验题 15．小明想比较水和空气的导热性能，于是设计了实验：用两个相同的牛奶瓶，分别装入热牛奶，将其中一瓶放在温度与室温相同的水中，并把两个瓶都用木块垫起来，如题图所示，实验时他每隔一定时间记录一次A、B两温度计的示数，得到的数据如表所示： 时间/min 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 A的示数/℃ 70 60 53 47 42 39 37 35 34 33 B的示数/℃ 70 66 61 58 55 52 50 48 46 44 (1)本实验还需要的测量工具是________，目的是控制瓶中牛奶的________相同。 (2)小明通过实验数据得出牛奶冷却的速度是________（选填“先快后慢”、“先慢后快”或“均匀下降”），导致这种现象的主要原因是牛奶与水（空气）的________越大，热传递越________（选填“快”或“慢”）。 (3)分析实验得出结论：比较水和空气，导热性能更好的是________。 (4)请你写出一个生活中利用该实验结论的例子：__________。 16．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） 四、综合题 17．某公司自主研发的汽油热机效率是40%，某次测试中，汽车在平直公路上以108km/h的速度匀速行驶了30min40s，已知牵引力的大小为500N，汽油的热值为。求： (1)在测试汽车过程中，牵引力做的功。 (2)目前市面上的汽油机的效率普遍为30%，则进行相同测试时，使用该公司的汽油机能节约的汽油质量。 (3)请从节能、减排等方面对燃油汽车提出技术改进建议。 18．（1）如图所示，不同形式的能量可以在一定条件下相互转化，如图所示，以下事例中分别属于哪些能量转化（只需考虑最主要的能量转化），请将图中能量转化对应的字母序号填写在相应的横线上。 例：电热水器工作时K ①热机的压缩冲程___________ ②给某锂电池充电时___________ ③植物吸收太阳光进行光合作用___________ ④电动机带动水泵把水送到高处时___________ （2）如图是某汽车汽油机能量流向图，该汽油机的热机效率是___________，在一次行驶中消耗了1kg汽油，则汽油完全燃烧产生的热量是___________J，转化的有用机械能是___________J。（汽油的热值4.6×107J/kg）；若汽车的牵引力是1000N，则汽车行驶的距离是___________m。 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 D C B A C C D D 1．D 【详解】AC．热量是过程量，不能用含有来描述，故AC错误； B．物体的内能增大，可能是吸收了热量，也可能是外界对它做了功，故B错误； D．热量总是从高温物体向低温物体传递，内能小的物体可能温度高，内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体，故D正确。 故选D。 2．C 【详解】把100℃的某铁块投入质量为m1，温度为20℃的水中，热平衡后温度为40℃，根据知道， 即……① 把100℃的同样的铁块投入质量为m2，温度为20℃的水中，热平衡后温度为60℃，同理有 即……② 由①②得……③ 把同样100℃的铁块投入质量为、温度为20℃的水中，设热平衡后温度为t,同理有……④ 由③④得， 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3．B 【详解】ABC．由图可知甲物体吸收的热量Q甲=3000J，乙物体吸收的热量Q乙=2000J，丙物体吸收的热量Q丙=2000J，甲的比热容为 乙的比热容为 丙的比热容为 所以甲的比热容比乙的大，乙的比热容小于丙的比热容，故B正确，AC错误； D．当甲、丙吸收相同热量时，甲升高的温度为 丙升高的温度为 所以甲升高的温度小于丙升高的温度，故D错误。 故选B。 4．A 【详解】A．由公式变形得：，由图像可知，质量和吸收的热量都相同的甲、乙两种液体，甲液体升高的温度低，所以甲比乙液体的比热容大。故A符合题意； B．甲与乙液体升高的温度相同，质量相同，甲比乙液体的比热容大。根据可知，甲比乙液体吸收的热量多。故B不符合题意； C．由题意知，同一热源分别加热，加热相同的时间，甲与乙液体吸收的热量相同。故C不符合题意； D．由图像可知，加热相同的时间，甲、乙液体吸收相同的热量，甲比乙液体温度升高的少。故D不符合题意。 故选A。 5．C 【详解】A．炒菜时，菜从锅中吸收热量，主要是通过热传递的方式增加菜的内能的，故A错误； B．油炸食品比水煮熟的更快，是由于油的沸点比水的沸点高，液体沸腾时继续吸热，温度保持不变，故B错误； C．将菜刀磨得锋利是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故C正确； D．热量是一个过程量，不能说含有或者具有热量，故D错误。 故选C。 6．C 【详解】A．热机效率是有用功与燃料完全燃烧放出能量的比值，仅有用功多，若燃料完全燃烧放出的能量更多，效率不一定高，故A错误； B．燃料燃烧充分，能使燃料放出的能量更多，但热机效率还与用来做有用功的能量占比有关，所以燃料燃烧充分，热机效率不一定高，故B错误； C．减少各种热损失，能让更多的能量用来做有用功，从而提高热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出能量的比值，即提高热机效率，故C正确； D．热机效率与燃料的热值无关，热值高的燃料，若用来做有用功的能量占比小，热机效率也不高，故D错误。 故选C。 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．D 【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。在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，机械能转化为内能；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①②③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不正确。 故选D。 9． 等于 小于 2.1×103 60 【详解】[1]用两个规格相同的电加热器同时加热，相同时间内电加热器放出的热量相同，不计热量损失时，液体吸收的热量等于电加热器放出的热量。所以甲、乙都加热10min时，甲液体吸收的热量等于乙液体吸收的热量。 [2]根据Q=cmΔt，质量m相同、吸收热量Q相同时，温度变化Δt越大，比热容c越小。由图像可知，加热10min时，甲的温度变化比乙大，所以甲液体的比热容小于乙液体的比热容。 [3]由图像可知，两液体都从0℃加热到60℃时，乙需要20min，而甲需要10min，即乙需要的时间是甲的两倍，那么吸收的热量Q乙=2Q甲，根据Q吸=cmΔt得 ， 因为甲、乙的质量相等，升高的温度又相同，故c乙=2c甲； 如果乙液体是水，则甲液体的比热容 [4]加热20min，乙温度升高60℃，则乙的质量为 因为甲、乙的质量相等，故 由图像可知甲液体的沸点为60℃，让甲吸收2.52×104J的热量时，甲升高的温度为 所以甲液体的末温为60℃。 10． 机械 做功 【详解】[1]热机是利用内能来做功的机器，其工作原理是通过燃料燃烧产生内能，再将内能转化为推动机械运转的机械能。所以从能量转化的角度来看，热机是把内能转化为机械能的机器。 [2]内燃机工作过程包括吸气、压缩、做功和排气等冲程，其中只有做功冲程是燃气膨胀推动活塞做功，将燃气的内能转化为机械能。而吸气冲程和排气冲程无能量转化，压缩冲程是将机械能转化为内能。 11． 双响炮燃放时，内部的火药燃烧产生的高温高压气体将鞭炮推向空中，此过程中化学能转化为内能，内能转化成机械能。在内燃机的做功冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，内能转化成机械能；因此双响炮的能量转化与做功冲程相似。 做功 【详解】略。 12． 热传递 机械 增大酒精灯火力，产生更多水蒸气/换用更轻巧的小风/减小风车转轴摩擦/出气口靠近对准风车叶片 【详解】[1]改变内能的方式分为做功和热传递，酒精灯给水加热，是通过热传递增大水蒸气的内能。 [2]水蒸气喷出冲击小风车，内能转化为小风车的机械能，使风车转动。 [3]若小风车不转，一般是水蒸气推力不足、风车阻力过大，只要对应给出合理改进方法即可。 13． 2 10 10 【详解】[1]内燃机一个工作循环，经历4个冲程，对外做功1次，飞轮转2周；柴油机经过 2个冲程，飞轮转一周。 [2][3]已知柴油机的飞轮转速为1200r/min=20r/s，即1s内柴油机飞轮转20周，活塞对外做功10次，经历了10个工作循环。 14． 做功 做功 液化 【详解】[1]小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气，把机械能转化为内能，使瓶内气压增加，气体内能增大，这是做功的发生改变瓶内气体的内能。 [2]当气压达到一定程度时，瓶盖飞出，这是瓶内气体对瓶盖做功，把气体的内能转化为瓶盖的机械能，内燃机的做功冲程中将内能转化为机械能，所以这一过程与内燃机的中国冲程的能量转化情况相同。 [3]瓶盖飞出的同时，瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，瓶口的水蒸气遇冷液化成小水珠。 15．(1) 天平 质量 (2) 先快后慢 温度差 快 (3)水 (4)汽车发动机用水来冷却 【详解】（1）[1]在这个实验中，要保证除了冷却介质（水和空气）不同外，其他可能影响冷却效果的因素都相同，牛奶的质量是一个重要因素，测量质量需要用到天平。 [2]使用天平的目的就是控制瓶中牛奶的质量相同，这样才能更准确地比较水和空气的导热性能。 （2）[1]观察表格中的数据，在开始的相同时间间隔内，牛奶温度下降的幅度较大，比如前 2 分钟从 70℃下降到 60℃（或 66℃），而随着时间推移，相同时间间隔内温度下降幅度变小，像最后 2 分钟从 34℃下降到 33℃（或 46℃下降到 44℃），所以牛奶冷却的速度是先快后慢。 [2][3]热传递的速度与温度差有关，牛奶与水（空气）的温度差越大，热传递就越快。开始时牛奶温度高，与周围环境（水或空气）温差大，热传递快，温度下降快；随着牛奶温度降低，温差变小，热传递变慢，温度下降变慢。所以导致这种现象的主要原因是牛奶与水（空气）的温度差越大。 （3）对比放在水中和空气中的牛奶温度下降情况，在相同时间内，放在水中的牛奶温度下降得更快，这表明水能够更快地将牛奶的热量传递出去，即水的导热性能更好。 （4）在生活中，汽车发动机用水来冷却就是利用了水导热性能好的特点，水能够快速地将发动机产生的热量传递出去，从而使发动机保持在合适的工作温度。 16．(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。 17．(1) (2)0.5kg (3)见解析 【详解】（1）汽车匀速行驶时，牵引力。速度 时间 在测试汽车过程中，行驶距离 牵引力做功 （2）有用功 ，汽油热值 。市面上的汽油机普遍效率为 时，消耗汽油质量 公司研发的汽油机效率为 时，消耗汽油质量 节约质量 （3）节能：优化燃烧室结构，提高热机效率；减少机械摩擦（如使用低阻力轮胎）。 减排：加装催化转化器处理尾气；研发混合动力系统回收制动能量。 综合：采用轻量化材料降低整车质量，减少能耗。 18． C J O A 35% 4.6×107 1.61×107 1.61×104 【详解】（1）①[1]热机压缩冲程是机械能转化为内能，对应的字母是C。 ②[2]给某锂电池充电是将电能转化为化学能，对应的字母是J。 ③[3]太阳能光合作用是将光能转化为化学能的过程，对应的字母是O。 ④[4]电动机是将电能转化为机械能，对应的字母是A。 （2）[5]该汽油机的热机效率 η=100%-25%-40%=35% [6]汽油完全燃烧产生的热量 Q燃放=mq=1kg×4.6×107J/kg=4.6×107J [7]转化的有用机械能 W机=ηQ燃放=35%×4.6×107J=1.61×107J [8]由W=Fs可知汽车行驶的距离 s==1.61×104m 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 $