第十四章 内能的利用 单元练习2026-2027学年人教版物理九年级全一册

**基本信息** 本单元卷聚焦初中物理“内能的利用”，以新能源汽车、卫星发射等科技情境和水火箭、走马灯等实践案例为载体，覆盖能量转化、热机工作原理等核心知识，适配单元复习，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|8题/32分|能量转化（如充电时电能→化学能）、热机冲程（四冲程顺序判断）|结合2025卫星发射等科技前沿，考查运动和相互作用观念| |填空题|5题/20分|机械能变化（抽水蓄能）、比热容应用（汽缸冷却）|联系抽水蓄能电站等工程实际，强化能量守恒理解| |实验题|1题/18分|科学探究（篮球反弹高度影响因素）|设计多变量控制实验，培养科学探究与质疑创新能力| |计算题|2题/30分|功、效率计算（除雪车牵引力功、汽油机功率）|结合除雪车等真实场景，提升综合应用与科学论证能力|

第十四章 内能的利用 一、单选题 1．海南国际自贸港正在大力发展新能源电动汽车。电动汽车充电时，电能转化为（　　） A．化学能 B．机械能 C．内能 D．光能 2．如图，2025年4月19日，我国在太原卫星发射中心使用长征六号改运载火箭成功将试验二十七号卫星01星﹣06星发射。有关发射的描述正确的是（　　） A．发射前，以发射塔为参照物，运载火箭是运动的 B．发射时，发射塔周围出现大量“白气”是升华现象 C．加速升空过程中，卫星的动能转化为重力势能 D．加速升空过程中，卫星的机械能增大 3．如图所示为某单缸四冲程内燃机工作示意图，下列说法中正确的是（　　） A．一个完整的工作循环顺序是：乙甲丁丙 B．丁冲程发生的能量转化为内能转化为机械能 C．只有甲冲程获得动力，其他冲程都是靠惯性运转的 D．丙冲程中排出的废气没有任何利用的价值 4．如图是一种新型的风光互补照明灯，它头顶小风扇，肩扛太阳能电池板，腰胯照明灯，脚踏蓄电池。下列说法正确的是（　　） A．蓄电池夜晚放电时将电能转化为化学能 B．照明灯工作时，LED灯是将机械能转化为光能 C．太阳能电池板将太阳能转化为电能 D．小风扇利用风力发电将电能转化为机械能 5．盛琪同学在课外实践中制作了水火箭，如图是她设计的水火箭的简易原理图。使用打气筒向水火箭内不断打气，当内部气体压强增大到一定程度时，水从水火箭中向下喷出，从而使水火箭升空。你认为下列说法正确的是（    ） A．利用打气筒向水火箭内打气的过程，水火箭中空气的内能在减小 B．水火箭升空后其惯性不断增加 C．水火箭加速升空阶段水火箭内空气的温度会不变 D．使用打气筒打气时的能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同 6．下列与小汽车有关的说法错误的是（　　） A．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴 B．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率 C．如果四冲程内燃机的转速是600r/min，那么它每秒做功10次，共有40个冲程 D．在对外做功相同的情况下，热机的效率越高，消耗的燃料越少 7．据报道，近日，随着2024年第1000万辆新能源汽车下线，中国成为全球首个新能源汽车年度产量达到1000万辆的国家，对其主要部件电动机工作过程中能量转化的表述正确的是（   ） A．根据能量守恒定律，汽车的电能全部转化成机械能 B．汽车的电动机的效率虽然提高了，但也只有部分电能转化为机械能 C．汽车运行是太阳能转化成机械能 D．电动机工作是机械能转化成电能 8．下列关于“热机工作”的说法中，正确的是（    ） A．让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得更充分，能提高燃料的热值 B．采用热值更高的燃料，能有效提高热机的效率 C．火箭在加速上升的过程中，燃料燃烧时产生的高温高压气体的内能转化为火箭的机械能 D．发射火箭时利用液态氢做燃料，主要是因为液态氢的比热容大 二、填空题 9．抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站。它可将电网负荷低谷时的多余电能转变为电网高峰时期的高价值电能。将水抽至上水库时，水的_______________能增大，在用电高峰时转化为电能。这个过程中能量的总量是___________的。 10．如图所示是四冲程汽油机一个工作循环中的 _______ 冲程，汽油机的汽缸外有一个水套，用水来冷却汽缸是因为水的 ________ 较大；汽油的热值是4.6×107J/kg，完全燃烧0.5kg的汽油所释放的热量为 ____________ J。 11．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，例如在行驶的汽车中，燃料的化学能通过燃烧转化为燃气的________能，再转化为汽车行驶的________能，同时还会有一部分能量被热机和周围环境吸收，总之在能量的转化和转移过程中，能量的总量________。 12．如图所示，是小明制作的“走马灯”。点燃底部蜡烛，周围的空气温度升高，密度减小，从而形成一股上升的热气流推动灯顶部的叶轮或风车旋转，这一现象说明物质的密度除了与物质本身有关，还与______有关；此过程中的能量转化与四冲程汽油机的______冲程的能量转化情况相同。 13．小明发现路旁有“神奇”路灯（如图），它可以“自己”白天发电并储存起来用于晚上照明，白天在太阳能电池处发生的能量转化是：________；晚上在蓄电池处发生主要的能量转化是：________。 三、实验题 14．体育训练课上，同学们在进行篮球投篮练习，小明发现篮球落地后反弹的高度不相同。 【问题】篮球反弹的高度与哪些因素有关呢？他对影响同一篮球反弹的高度因素进行以下猜想： 猜想1：篮球反弹的高度可能与篮球内气压大小有关； 猜想2：篮球反弹的高度可能与下落的高度有关； 猜想3：篮球反弹的高度可能与地面的材料有关。 【证据】小明选用家中三种不同材质的接触面（瓷砖地面、实木地面、毛毯地面）进行实验，每次篮球由静止释放，记录相关数据如表： 实验序号 充气情况 地面材质 下落的高度/m 反弹的高度/m 1 充满气 瓷砖 0.5 0.4 2 充满气 瓷砖 1 0.75 3 充满气 实木 1 0.5 4 充满气 毛毯 1 0.15 5 未充满气 瓷砖 ①______ 0.2 6 未充满气 瓷砖 ②______ 0.56 【解释】 (1)通过分析______三组实验可知，篮球反弹的高度与地面材质有关； (2)为了充分验证猜想，你补全漏写的两个数据：①______；②______； 【交流】 (3)实验中发现篮球都无法反弹到原有的高度，最后停在地上。边上的弟弟说篮球的能量消失了，小明解释说，能量不可能消失的，这违背了______定律，这些能量只是“跑”到别的地方去了； (4)爸爸说，反弹的高度还可能跟篮球的材质有关，于是他们找来了三个不同材质的未充气的篮球和带气压表的气筒，下一步操作是______，让篮球从同一高度由静止释放到瓷砖地面，发现反弹的高度不同，说明反弹高度与跟篮球的材质有关； 【拓展】 (5)在工业生产中，有一种检测硬度的方法，它的原理是使用具有一定质量的物体冲击被检测物体表面，测量该物体在距被测物表面1mm处的冲击前速度大小和冲击后的反弹速度大小，从而计算出被测物体的硬度。请你根据以上分析：反弹速度大小变化越______（大/小），被测物体硬度越大； (6)在给篮球打气时，小明发现打气筒的筒壁变得很热。为了确定筒壁变热是因为活塞摩擦生热还是打气筒压缩空气做功使空气变热，她用手分别摸了筒底的A处和筒口的B处，发现A处很热，而B处不怎么热，则筒壁发热的主要原因是______。 四、计算题 15．除雪车是冬季必不可少的应急车辆，如图所示为一辆冬季除雪卡车，卡车的总质量为3t，车轮与地面的总接触面积为2000cm2，它在水平路面上匀速行驶3km，消耗汽油0 .4kg 。受到的阻力为卡车总重的0.05倍。（g 取10N/kg，汽油的热值q=4.5×107J/kg）求 ： (1)除雪卡车静止时，车轮对地面的压强是多少? (2)卡车行驶过程中牵引力所做的功为多少? (3)该卡车发动机的效率为多少? 16．某单缸四冲程汽油机的活塞横截面积为，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是80mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为，曲轴转速为2400r/min，当汽油机满负荷工作时，求： (1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力； (2)汽油机的功率； 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 参考答案 1．A 【详解】电动汽车的电池在充电时，消耗电能并转化成了电池中的化学能储存起来。 故选A。 2．D 【详解】A．发射前，运载火箭相对于发射塔位置不变，以发射塔为参照物，运载火箭是静止的，故A错误； B．发射时，发射塔周围“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水珠，属于液化现象，故B错误； C．加速升空过程中，卫星质量不变，速度增大、高度增大，动能和重力势能都增大，是燃料燃烧的内能转化为机械能，不是动能转化为重力势能，故C错误； D．加速升空过程中，卫星动能增大，重力势能增大，机械能等于动能与势能之和，所以机械能增大，故D正确。 故选D。 3．C 【详解】甲中的两个气门都关闭，活塞向下运动，所以为做功冲程，是第三冲程；乙中进气门打开，活塞向下运行，汽缸容积增大，是吸气冲程，是第一冲程；丙中排气门打开，活塞向上运动，汽缸容积减小，是排气冲程，是第四冲程；丁中，两气门都关闭，活塞向上运行，汽缸容积减小，是压缩冲程，是第二冲程； A．一个完整的工作循环顺序是：乙丁甲丙，故A错误； B．丁图是压缩冲程，将机械能转化为内能，故B错误； C．只有做功冲程对外做功，即甲冲程对外做功，获得动力，其他冲程都是靠惯性运转的，故C正确； D．丙冲程中排出的废气温度较高，具有内能，有做功的本领，可以再利用，故D错误。 故选C。 4．C 【详解】A．蓄电池放电时，是将储存的化学能转化为电能，充电时才是电能转化为化学能，故A错误； B．照明灯（LED灯）工作时，LED灯消耗电能，是将电能转化为光能，故B错误； C．太阳能电池板的作用就是将太阳能直接转化为电能，故C正确； D．小风扇风力发电，是将风能（机械能）转化为电能，故D错误。 故选C。 5．D 【详解】A．利用打气筒向水火箭内打气，是外界对瓶内空气做功，会使瓶内空气的内能增加，温度升高，故A错误； B．惯性的大小只与物体的质量有关。水火箭升空后，不断向外喷水，其总质量不断减小，因此惯性也随之减小，故B错误； C．水火箭加速升空阶段，瓶内高压空气推动水向外喷出，是空气对外做功的过程，这个过程会消耗空气自身的内能，导致其温度降低，故C错误； D．使用打气筒打气时，活塞压缩空气做功，将机械能转化为空气的内能；汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动压缩气缸内的燃料和空气的混合物，也是将机械能转化为内能，二者的能量转化过程是相同的，故D正确。 故选D。 6．C 【详解】A．汽油机是靠汽缸顶部的火花塞来点火的，而柴油机的顶部是喷油嘴，其点火方式是压燃式，故A正确，不符合题意； B．使燃料燃烧更充分，做的有用功更多，可以提高热机效率，故B正确，不符合题意； C．如果四冲程内燃机的转速是600r/min，即1s内飞轮转10圈，四冲程内燃机飞轮转两圈，内燃机完成一个工作循环，经历四个冲程，做功一次，那么1s内飞轮转10圈，内燃机完成5个工作循环，经历20个冲程，做功5次，故C错误，符合题意； D．根据热机效率的公式，在对外做功相同的情况下，热机的效率越高，Q值越小，根据可知，消耗的燃料越少，故D正确，不符合题意。 故选C。 7．B 【详解】由题可知，新能源汽车是依靠电动机来工作，汽车运动时，电动机消耗电能，获得机械能，将电能转化为机械能；汽车的电动机工作时效率较高，工作时电能主要转化为机械能，但还有一部分电能会转化为内能，即电能转化为机械能和内能，不会全部转化为机械能，故B正确，ACD错误。 故选B。 8．C 【详解】A．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧无关。让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得更充分，能提高燃料的利用率，而不是热值，故A错误； B．热机的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。采用热值更高的燃料，只能说明燃料完全燃烧放出的热量更多，但不知道用来做有用功的能量的多少，所以不一定能提高热机的效率，故B错误； C．火箭在加速上升的过程中，燃料燃烧时产生的高温高压气体向后喷出，对火箭做功，将内能转化为火箭的机械能，故C正确； D．发射火箭时利用液态氢做燃料，主要是因为液态氢的热值大，完全燃烧相同质量的液态氢和其他燃料相比，液态氢可以释放出更多的热量，而不是因为比热容大，故D错误。 故选C。 9． 机械 守恒 【详解】[1]将水抽至上水库时，水的位置升高，重力势能增大，机械能增大，在用电高峰时转化为电能。 [2]根据能量守恒定律，这个过程中能量的总量是保持不变的。 10． 做功 比热容 2.3×107 【详解】[1]如图所示进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，火花塞产生电火花，是四冲程汽油机的做功冲程。 [2]用水来冷却汽缸是因为水的比热容较大，升高相同的温度时能吸收更多的热量，降温效果好。 [3]完全燃烧0.5kg的汽油释放的热量为 11． 内 机械 保持不变 【详解】燃料燃烧的本质是化学能转化为内能的过程，燃烧后燃气温度升高、内能增大。 热机的做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为活塞的机械能，最终传递为汽车行驶的机械能。 根据能量守恒定律，能量在转化和转移的过程中，既不会凭空产生，也不会凭空消失，总量始终保持不变。 12． 温度 做功 【详解】题干明确提到空气温度升高后密度减小，说明物质的密度除了和物质本身种类有关，还和温度有关；该过程中，蜡烛燃烧释放化学能转化为空气的内能，热气流推动风车旋转，将内能转化为机械能；四冲程汽油机中，做功冲程的能量转化就是内能转化为机械能，因此二者能量转化相同。 13． 太阳能（光能）转化为电能 化学能转化为电能 【详解】[1][2]白天，太阳能电池板太阳能转化为电能，这种能量通过再次转化电池的化学能储存在大容量蓄电池内；晚上，路灯开始工作。即蓄电池给路灯供电，此时将电池的化学能转化为电能，而后再转化为路灯的光能。 14．(1)2、3、4 (2) 0.5 1 (3)能量守恒 (4)向球向充入相同气压的空气 (5)小 (6)压缩空气做功 【详解】（1）在探究篮球反弹的高度与地面材质是否有关时，要控制“充气程度”和“下落的高度”等因素相同，“地面材质不相同”进行探究，第2、3、4三组实验符合要求。 （2）[1][2]探究篮球反弹的高度与篮球内气压大关系时，应改变气压，而保持下落的高度和地面材质相同，所以①填0.5，与第1组实验对比；为了使实验根据普遍性，需多次实验，所以②填1，与第2组实验对比。 （3）篮球由于碰撞，部分能量转移到空气和地面上去了，但能的总量保持不变，因为要遵守“能量守恒定律”，所以能量消失的说法违背了能量守恒定律。 （4）要探究反弹的高度跟篮球的材质的关系，应改变篮球的材质，控制球内气压及其他因素不变，所以下一步操作是向球内充入空气，使球内气压相等。 （5）被测物体硬度越大，碰撞时接触时间越短，能量损失越小，反弹速度大小变化越小。 （6）A、B两处都有活塞摩擦的情况下，温度不同，说明主要原因不是由于摩擦生热。空气在A处比B处压缩的程度更大，A处温度更高，说明主要原因是因为压缩空气做功，使筒内空气的内能增加，温度升高，将热量热传递到筒壁，使筒壁变热。 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）除雪卡车静止时，卡车的总质量为，压力 车轮与地面的总接触面积为，车轮对地面的压强 （2）它在水平路面上匀速行驶，汽车所受牵引力大小与受到的阻力大小相等，， 行驶距离 牵引力所做功 （3）消耗汽油0.4kg 产生的热量为 该卡车发动机的效率为 16．(1) (2) 【详解】（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力 （2）由题意得，一个冲程活塞移动距离 一个做功冲程中燃气对活塞做的功 曲轴转速为，表示每分钟曲轴转动圈，单缸四冲程汽油机每转动圈对外做功次，故内做功次数次 内燃气做的总功 总时间 故汽油机的功率 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 $