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

**基本信息** 《第十四章 内能的利用》单元卷，聚焦热值、热机效率等核心知识，通过武直-10发动机、水火箭等科技情境，融合选择、实验、计算等题型，落实能量观念与科学探究，适配九年级单元复习。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|10|热值特性、热机冲程|武直-10压气机压缩空气内能变化分析| |填空题|5|热机转速、效率计算|汽车汽油机能量流向图应用| |实验题|2|燃料热值比较|控制变量法探究煤油与菜籽油热值| |计算题|2|热量与效率计算|汽车行驶过程能量转化实例分析|

第十四章 内能的利用 同步练 一、单选题 1．汽油在发动机气缸中燃烧不充分会产生积碳，影响发动机性能。在发动机维护保养后，汽油燃烧会更加充分，其热值（　　） A．变大 B．变小 C．不变 D．无法确定 2．下列关于热值的说法正确的是（　　） A．5kg煤的热值大于1kg煤的热值 B．燃料热值越大，燃烧放出的热量越多 C．燃料燃烧不完全时热值变小 D．燃料的热值是燃料本身的特性 3．如图为我国武装直升机武直﹣10，采用我国完全自主研发的“玉龙”涡轴航空发动机，它的大致工作过程：空气通过进气道进入压气机，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。下列说法正确的是（　　） A．武直﹣10沿竖直方向匀速上升时，它的机械能保持不变 B．燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大 C．空气进入压气机，被压气机压缩后内能增大 D．燃烧室里的燃料燃烧更加充分时，发动机的效率不变 4．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 5．如图1为物理老师自制的水火箭结构示意图。如图2为使用打气筒向水火箭内不断打气的示意图，当水面上方压强增大到一定程度时，会使水向下喷出，从而使水火箭升空。结合材料，你认为以下说法错误的是（　　） A．利用打气筒向水火箭内打气，水火箭中空气的内能增大 B．打气筒将空气压入水火箭内的能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同 C．水向下喷出时，通过热传递的方式减小内能 D．航天中火箭燃料的选取，应选择密度小、热值大的燃料 6．某三口之家单独使用不同种类的燃料（假设均完全燃烧）时，平均月消耗量分别为：木柴约200 kg，烟煤约80 kg，液化石油气约30 kg，煤气约60 kg。则这四种燃料中哪一种燃料的热值最高（　　） A．液化石油气 B．煤气 C．烟煤 D．木柴 7．下图为四冲程内燃机的工作示意图，下列说法正确的是（　　） A．在一个工作循环中的工作冲程依次是丁、丙、甲、乙 B．依靠曲轴的惯性完成的冲程是甲、乙、丁 C．甲冲程能获得动力 D．丁冲程的能量转化是内能转化为机械能 8．关于热机效率，下列说法正确的是（　　） A．热机效率可以大于1 B．效率高的热机做功快 C．减少能量损失可提高效率 D．使用优质燃料可使效率达100% 9．我国抽水蓄能电站技术已经处于世界先进水平。其结构图如图甲所示，图乙是其工作流程图。下列说法正确的是（     ） A．图乙①，抽水蓄能时，水的重力势能转化为电能 B．图乙①，上下水位差越小，能发出的电越多 C．图乙②，上水库放水时，流下的水的重力势能减小 D．图乙②，放水发电时，水的总机械能保持不变 10．如图所示，小华用塑料矿泉水瓶子进行了如下实践探究实验：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图a）；扭转瓶子压缩瓶内的气体（如图b）；轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾（如图c）。图b和图c所示的过程分别与下列所示的四冲程内燃机示意图中相对应的两个冲程是（　　） A．甲和乙 B．丁和乙 C．丙和甲 D．丁和甲 二、填空题 11．某市所有出租车均已使用天然气代替燃油，某出租车在一段时间内消耗了420g天然气，若这些天然气完全燃烧，可放出______J热量。（天然气的热值为） 12．随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭。小米最近也购买了一辆轿车。当该轿车汽油机的转速为3600r/min时，则在1s内汽油机对外做功的次数是___________次，压缩冲程中将___________能转化为___________能。 13．燃油车是现代社会中一种常见的交通工具。如图所示是某燃油车的汽油机（有四个冲程）的能量流向图。由图可知该汽油机的效率为_________，现完全燃烧1kg的汽油，该汽车能获得的机械能是______J。（汽油的热值为） 14．如图所示，是四冲程汽油机工作的部分冲程示意图，汽油机吸气冲程吸进的是___________（选填“汽油”“空气”或“汽油和空气的混合物”），其中___________（选填“甲”或“乙”）图是做功冲程示意图，若汽油机飞轮转速，则1 s内汽油机对外做___________次功。 15．旅行家骑摩托车在某次旅程中消耗汽油3kg，这些汽油完全燃烧能放出的热量为_______J，若汽油机的效率为30%，则汽油机做的有用功为_____________J；图甲为该摩托车的单缸四冲程汽油机某个冲程的能量流向图，由此可以判断该汽油机正处于_________（选填“A”、“B”、“C”、“D”）图的冲程；在这个冲程，汽缸内封闭气体的分子运动________（选填“变剧烈”、“变缓慢”或“不变”）（） A．B．C．D． 三、作图题 16．小宇利用易拉罐、纸杯等材料自制了一个简易火箭引擎，如图1所示。他在易拉罐内喷入少量酒精作为燃料，将纸杯倒扣在罐口上，用电子点火器在罐壁下方开孔处点火，随即看到纸杯迅速升空。请在坐标图2中画出从开始点火到纸杯离开罐口这一过程中，罐内的气体内能E随时间变化的大致图像。 四、实验题 17．某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验，用来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了如下列图片所示的两套完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度（如下表）。 加热时间/min 0 1 2 3 甲杯水温/℃ 25 27 29 32 乙杯水温/℃ 25 26 27 28 (1)在安装、调整实验器材时，合理的顺序是先调整固定______（选填“A”或“B”）。实验中，除了用到温度计，还需要的测量工具是______。 (2)为了保证实验结论的可靠性，选择了两套相同装置，在实验中还应控制烧杯内水的______相同。燃料完全燃烧放出的热量，可以间接通过______（选填“温度计示数的变化”或“加热时间”）来反映。 (3)通过分析实验数据可知，相同时间内甲杯中的水吸收的热量大于乙杯中的水吸收的热量。由此可知，相同时间内______放出的热量多。 18．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同： (1)比较不同燃料的热值，应选择_______两图进行实验；比较不同物质吸热升温的特点，物质吸热的多少是通过___________（温度计示数/加热时间）来反映的； (2)若图甲烧杯中为50mL的水，则10g酒精完全燃烧后，温度计示数升高了20℃，若酒精燃烧放出的热量全部被水吸收，则可求出酒精的热值为______J/kg； (3)如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体采用相同燃料供热，吸热后它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，由图可以看出，_______液体的比热容较大。若b物质的比热容是2.4×103J/（kg•℃），则a物质的比热容是_______J/（kg•℃）。 五、计算题 19．小明同学的爸爸驾车去往40km的目的地，此过程消耗了汽油2.1kg，已知汽油的热值为4.6×107J/kg。若汽车行驶过程中发动机的牵引力为725N。求： (1)完全燃烧2.1kg汽油放出的热量； (2)该汽车的热机效率。 20．“五·一”假期，小莉一家出去旅游。汽车通过一条长2400m的隧道，用时120s，消耗0.1kg的汽油，汽车通过隧道牵引力做的有用功为。（汽油的热值）求： (1)汽车通过隧道的平均速度； (2)完全燃烧0.1kg汽油放出的热量； (3)汽车通过隧道发动机的效率。 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 《第十四章 内能的利用 同步练----2026-2027学年人教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 C D C B C A C C C B 1．C 【详解】热值是燃料的特性，与燃料的种类有关，与是否完全燃烧无关。维护后燃烧更充分，说明相同质量的汽油燃烧，释放的热量更多，但热值不变。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 2．D 【详解】A．燃料的热值与质量无关，5kg煤的热值等于1kg煤的热值，故A错误； B．由可知，燃料热值越大，质量若小，燃烧放出的热量不一定越多，故B错误； C．燃料的热值与是否完全燃烧无关，燃料燃烧不完全时热值不变，故C错误； D．燃料的热值是燃料本身的特性，与质量、体积、是否完全燃烧等无关，故D正确。 故选D。 3．C 【详解】A．武直﹣10沿竖直方向匀速上升时，质量不变，速度不变，则动能不变，高度增加，则重力势能变大，则机械能变大，故A错误； B．热值是燃料的一种特性，大小取决于燃料的种类，与其它因素无关，所以燃料和压缩空气混合后，燃料的热值不变，故B错误； C．空气进入压气机，压气机压缩空气，对空气做功，所以空气的内能增大，故C正确； D．燃烧室里的燃料燃烧更加充分时，可以输出的有用能量变多，则发动机的效率提高，故D错误。 故选C。 4．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。 5．C 【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，不符合题意； B．向打气筒内打气的过程是机械能转化为内能，汽油机的压缩冲程中机械能转化为内能，能量转化方式相同，故B正确，不符合题意； C．水向下喷出时，水对火箭做功，通过做功的方式减小内能，故C错误，符合题意； D．航天中火箭燃料的选取，应选择密度小、热值大的燃料，这样可以减小火箭的质量，还可以获得更多的能量，故D正确，不符合题意。 故选C。 6．A 【详解】三口之家每月生活需要的总热量是固定的，因此四种燃料完全燃烧放出的总热量是相等的。 根据热值公式 ，变形可得 ：当放出总热量相同时，燃料的质量越小，热值越大。 四种燃料中液化石油气的月消耗量质量最小（仅30kg），因此液化石油气的热值最高，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 7．C 【详解】A．题图甲进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，火花塞点火，该冲程是做功冲程。题图乙进气门打开排气门关闭，活塞向下运动，汽缸吸入汽油和空气的混合气，该冲程是吸气冲程。题图丙进气门关闭排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸，该冲程是排气冲程。题图丁进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，该冲程是压缩冲程。故一个工作循环中的工作冲程依次是乙、丁、甲、丙，故A错误； B．在四个冲程中，只有做功冲程是主动进行的，其他三个冲程为辅助冲程，不能主动进行，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成动作，即乙、丙、丁，故B错误； C．做功冲程中，火花塞点火引燃燃料，高温、高压的燃气推动活塞对外做功，通过连杆和曲轴带动飞轮和机械转动，此时获得动力，故C正确； D．压缩冲程活塞向上运动，压缩汽油和空气的混合气使其压强增大，温度升高，该过程的能量转化是机械能转化为内能，故D错误。 故选C。 8．C 【详解】A．热机工作时，不可避免地要克服机械部件间的摩擦做额外功，还有热量散失等，所以热机效率总小于1，故A错误； B．热机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，与做功快慢无关，故B错误； C．减少能量损失，比如减少热量散失、减少摩擦等，能让更多的能量用来做有用功，可提高热机效率，故C正确； D．由于存在额外功等，即使使用优质燃料，热机效率也不可能达到100%，故D错误。 故选C。 9．C 【详解】A．抽水蓄能时，需要消耗电能将水从下水库抽到上水库储存，能量转化是电能转化为水的重力势能，故A错误； B．重力势能和高度差有关，水位差越小，相同质量水的重力势能越小，最终能发出的电能也越少，故B错误； C．重力势能大小和高度有关，上水库放水时，流下的水高度不断降低，质量不变，因此重力势能减小，故C正确； D．放水发电时，水的机械能会转化为发电机的电能，同时水流和管道摩擦也会消耗机械能，因此水的总机械能减小，故D错误。 故选C。 10．B 【详解】图a：瓶中留有少量水，盖上瓶盖，此时瓶内气体处于初始状态。 图b：扭转瓶子，压缩瓶内的气体，此时外力对瓶内气体做功，气体的内能增加，温度升高。 图c：轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的高压气体冲出，同时瓶内出现白雾。这是由于瓶内气体膨胀对外做功，内能减少，温度降低，水蒸气液化形成白雾。 图甲进气门打开，排气门关闭，为吸气冲程，无能量转化。 图乙进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，为做功冲程，将高温高压燃气的内能转化为活塞的机械能。 图丙进气门关闭，排气门打开，为排气冲程，排出废气，无能量转化。 图丁进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，将活塞的机械能转化为气体的内能。 图b扭转瓶子压缩气体，机械能转化为内能，与内燃机的压缩冲程（丁）相似，图c气体膨胀对外做功，内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程（乙）相似。 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 11． 【详解】若这些天然气完全燃烧放出的热量 12． 30 机械 内 【详解】[1]汽油机的转速为3600r/min，即每分钟转3600转，那么1秒内转动转数为 汽油机一个工作循环包括四个冲程，飞轮转动2圈，对外做功1次。所以1秒内飞轮转动60圈时，对外做功的次数是次 [2][3]汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩气缸内的气体，使气体的体积减小，压强增大，温度升高。这个过程中，活塞的机械能转化为气体的内能。 13． 28% 1.288×107 【详解】[1]由能量流向图可知，有用功占比为 所以该汽油机的效率为28%。 [2]完全燃烧1kg汽油放出的热量为 根据可知，该汽车能获得的机械能为 14． 汽油和空气的混合物 乙 10 【详解】[1]汽油机在吸气冲程中，吸入的是空气和汽油的混合物。 [2]做功冲程中，进排气门全关，活塞向下运动，火花塞点火花，因此乙图是做功冲程示意图。 [3]若汽油机飞轮转速，则1s钟飞轮的转速是20r，已知飞轮每转2圈，对外做功1次，则1s内汽油机对外做10次。 15． B 变剧烈 【详解】[1]由题意，则汽油完全燃烧放出的热量 [2]已知汽油机效率，由，可得汽油机做的有用功 [3]能量流向图中机械能转化为封闭气体的内能，是压缩冲程。四冲程汽油机中，A是吸气冲程（进气门开，排气门关，活塞下移）；B是压缩冲程（两气门关，活塞上移）；C是做功冲程（两气门关，火花塞点火，活塞下移）；D是排气冲程（进气门关，排气门开，活塞上移），故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 [4]压缩冲程中，活塞对气体做功，气体内能增大，温度升高，所以分子运动变剧烈。 16． 【详解】开始时，罐内气体内能较小，随着温度升高，气体内能增大，增大到一定程度，推动纸杯运动，对外做功，内能减小，据此作图。 17．(1) B 秒表和天平 (2) 质量和初温 温度计示数的变化 (3)煤油 【详解】（1）[1]在探究煤油和菜籽油的热值大小关系的实验中，需要用酒精灯的外焰进行加热，所以应该先调整固定B位置。 [2]实验中，需要测量质量且对加热时间计时，所以还需要天平和秒表。 （2）[1]为了保证实验结论的可靠性，选择了两套相同的装置，根据控制变量法的思想，实验中还应该控制煤油和菜籽油、两烧杯中的水的质量和初温相同。 [2]燃料燃烧释放的热量被水吸收，水吸收的热量越多，温度计示数上升的越大，所以燃料完全燃烧释放的热量，可以通过温度计示数的变化来反映。 （3）通过表中的实验数据分析可知，在质量和初温相同时，甲中水的末温高，不考虑热损失，根据可知，相同时间内烧杯甲中的水吸收的热量比乙烧杯中的水吸收热量，所以相同时间内煤油放出的热量多。 18．(1) 甲、乙 加热时间 (2)4.2×105 (3) b 1×103 【详解】（1）[1]比较不同燃料的热值，应控制被加热物质的种类相同，燃料的种类不同，因此应选择甲、乙两图进行实验。 [2]实验中运用转换法通过加热时间来表示物质吸收热量的多少。 （2）甲烧杯中为50mL的水，水的质量为 水吸收的热量为 若酒精燃烧放出的热量全部被水吸收，则酒精放出的热量为 酒精的热值为 （3）[1]据丁图可知，质量和初始温度均相同的a、b两种液体，升高相同的温度，b物质需要加热的时间长，吸收的热量多，说明b物质的吸热能力强。 [2]由丁图可知，a物质加热5min，物质升高的温度为 b物质加热6min，升高的温度为 则，由于可得， 解得 19．(1)9.66×107J (2)30% 【详解】（1）完全燃烧2.1kg汽油放出的热量为 （2）牵引力做的功 该汽车的热机效率 20．(1)20m/s (2) (3)30% 【详解】（1）汽车通过隧道的平均速度 （2）完全燃烧0.1kg汽油放出的热量 （3）汽车通过隧道牵引力做的有用功 汽车通过隧道发动机的效率 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 $