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** 初中物理“第十四章 内能的利用”单元卷，以科技前沿（神舟飞船、水火箭）、传统文化（舂稻谷）及生活场景为情境，覆盖热机冲程、热值、比热容等核心知识，注重物理观念建构与科学思维培养，适配单元复习巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|8|热机冲程（1/3/5题）、能量转化（7/8题）|结合汽油机模型、水火箭实验考查能量观念| |填空题|5|太阳能转化（9题）、热值计算（10/12题）|融入航天日、天然气使用等时代素材| |实验题|1|比热容探究（14题）|设计控制变量法与转换法，考查科学探究能力| |计算题|2|热量计算（15题）、热值应用（16题）|联系蒸粽子、运动员耗能等生活实际，强化科学态度与责任|

第十四章 内能的利用 一、单选题 1．如图，加热试管中的水至沸腾。分析橡胶塞被冲出的过程，其能量转化与汽油机的哪个冲程类似（     ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 2．下列关于热机和环境保护的说法，正确的是（　　） A．所有的热机都用汽油作燃料 B．汽车排出的尾气都是有毒气体 C．热机的大量使用会造成环境污染 D．热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除 3．如图所示，迅速压下活塞的过程相当于柴油机的（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 4．如图是某同学制作的简易热机模型。优先选用铝质易拉罐作为核心部件，是因为铝质材料具有较好的（    ） A．导热性 B．导电性 C．延展性 D．弹性 5．如图所示是一个四冲程柴油机的剖面图，下列关于柴油机和汽油机工作的相关说法不正确的是（　　） A．柴油机和汽油机吸气冲程吸进的都是空气 B．除了做功冲程外，其余冲程都需要依靠曲轴的惯性完成 C．柴油机顶部是喷油嘴，汽油机顶部是火花塞 D．柴油机多用于载重汽车、火车、轮船、拖拉机等 6．下列能正确表示某种燃料的热值q与完全燃烧所放出热量Q的关系的是（　　） A． B． C． D． 7．如图所示为中国传统农耕“舂稻谷”的示意图，杠杆支点O 左侧长度比右侧短。人的脚用竖直向下的力踩杠杆的左端，可将右端的石锤举高抬起脚，石锤则会落下来，击打下方石槽中的稻谷。下列有关“舂稻谷”的说法正确的是（     ） A．此杠杆是省力杠杆 B．米和壳能分离说明力能使物体发生形变 C．仅将支点O向右移动，将石锤举高相同的高度，可以减小踩踏的距离 D．击打稻谷，稻谷的温度升高，此过程中的能量转化与汽油机做功冲程相同 8．2025年4月24日是第十个中国航天日。小振用可乐瓶制作出水火箭，如图所示，先在瓶里装适量水，旋紧瓶塞，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，用打气筒往瓶里打足气，打开阀门后，水从金属管向下喷出，水火箭竖直向上飞向空中。下列分析正确的是（　　） A．水火箭上升过程中，水火箭瓶内气体的内能在不断增加 B．水向下喷出时，通过热传递的方式减小了瓶内空气的内能 C．升空时，水火箭内气体对水向下的力与水对它向上的力是一对平衡力 D．打气筒将空气压入水火箭内的能量转化与汽油机的压缩冲程相同 二、填空题 9．2025年11月1日，搭载长征二号F运载火箭的神舟二十一号载人飞船成功对接天和核心舱，创造了3.5小时快速交会对接的最快纪录。中国空间站的供电核心依赖实验舱外部的柔性太阳翼，其能将太阳能转化为________能，这些能量的产生与转化过程_________（选填“遵守”或“不遵守”）能量守恒定律。 10．露天燃烧秸秆会严重污染环境。若将秸秆制成“秸秆煤”可提高秸秆的利用率，秸秆煤的热值为，完全燃烧10kg的秸秆煤可放出______J的热量。燃烧时，秸秆煤的化学能转化为______能。 11．下图是某单缸四冲程汽油机的__________冲程。为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，气缸外有一个水套，用水来冷却气缸是因为水的__________较大。若该汽油机每1秒钟对外做功15次，那么该汽油机飞轮的转速为__________。 12．已知焦碳热值为，100g焦碳完全燃烧放出的热量为_________J。不计热量损失，这些热量最多可将_________千克的冰熔化。（已知将1千克0℃的冰完全熔化成0℃的水需吸收热量334）。用天然气将一壶水烧开，水壶中水的温度升高内能增大，利用了_________方式改变了水的内能。 13．2024年12月28日，西安市长安区太乙宫街道沙场村、新一村二期天然气正式投入使用。与传统燃料相比，天然气的优点是：______（写出一条即可）。村民李小莉用天然气将体积为2L，初温为的水加热到用来做饭，此过程中的加热效率为，水吸收的热量是______J，此过程需要消耗的天然气为______。（已知，，） 三、实验题 14．某小组的同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验，他们使用了如图甲所示的装置。 (1)（单选）在设计实验方案时，需要确定以下控制的变量，你认为其中多余的是（    ） A．采用完全相同的加热方式 B．酒精灯里所加酒精量相同 C．取相同质量的水和另一种液体 D．盛放和另一种液体的容器相同 (2)实验中除了（1）涉及的物理方法，还运用了__________。 (3)对满足上述条件的水和另一液体，加热10min，水吸收的热量______另一液体吸收的热量，水升高的温度小于另一液体升高的温度，说明水的吸热能力______另一液体的吸热能力（均选填“大于”、“小于”或“等于”）。 (4)根据实验数据，小明作出了水和另一液体的温度随加热时间变化的图象如图乙所示，由图象可知，水的沸点是______°C，另一液体的比热容是__________J/（kg·°C）。[C水=4.2×103J/（kg·°C）] (5)若在该实验中收集到以下数据：水的质量为m，初温为t0，末温为t1，加热水的酒精燃烧前的质量为m1，燃烧后的质量为m2，盛水的烧杯吸收的热量经测量为Q0，水的比热容为C，则酒精的热值表达式q=__________（不计其他热损失，用题中给定的物理量符号表示）。 (6)通过实验得到的燃料热值与实际相比是______（“偏大”或“偏小”或“不变”）。 四、计算题 15．民谚“五月五、过端午、蒸粽子”，呈现了端午节文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的水蒸气进行加热。用2.5kg的水蒸粽子，当水沸腾时，水温升高了80℃。，。求： （1）从加热至沸腾，水吸收的热量； （2）此过程若采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%，需要完全燃烧煤的质量。 16．科学研究表明，运动员长跑时每千克体重跑1千米消耗的能量约为1大卡。已知大卡是医学上常用的热量单位，1大卡=1千卡，1卡≈4.2焦。 (1)质量为50 kg的运动员跑20 km消耗的能量E约为多少焦？ (2)该运动员消耗的能量相当于完全燃烧天然气产生的热量，则天然气的热值是多少？ 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 C C B A A A B D 1．C 【详解】加热试管使水沸腾后，高温高压的水蒸气推动橡胶塞冲出，是水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，而在汽油机四个冲程中，做功冲程是高温高压燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能，和本实验的能量转化一致。 故选C。 2．C 【详解】A．汽油机的燃料是汽油，柴油机的燃料是柴油，还有其它种类的热机，需要的燃料不同，所以热机的燃料有许多种，故A错误； B．汽车排出的尾气中含有一氧化碳、氮氧化物等有毒气体，但主要成分是无毒的氮气、二氧化碳和水蒸气，故B错误； C．热机的大量使用会排出大量废气，废气中含有有毒气体，所以会造成环境污染，故C正确； D．热机所产生的噪声，不可能被热机上的消声器完全消除，只能减小噪声，故D错误。 故选C。 3．B 【详解】迅速压下活塞，会发现筒的棉花燃烧起来。下压活塞时，活塞对筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能，柴油机的压缩冲程将机械能转化为内能，所以与该实验的能量转化相同的是压缩冲程。 故选B。 4．A 【详解】A．简易热机模型是利用外部热源对罐内空气加热，空气受热膨胀做功，铝的导热性好，能快速将外界热量传至罐内，故A符合题意； B．本热机模型无导电、通电的设计，导电性与工作原理无关，故B不符合题意； C．铝虽有良好延展性，但这是制作易拉罐的通用属性，并非作为热机核心部件的优先选择理由，故C不符合题意； D．铝的弹性较差，且热机模型工作过程中无需利用材料的弹性，故D不符合题意。 故选A。 5．A 【详解】A．在吸气冲程中，汽油机吸入的是 汽油和空气的混合物，柴油机吸入的是空气，故A错误，符合题意； B．内燃机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程（吸气、压缩、排气冲程）都是依靠曲轴的惯性来完成的，故B正确，不符合题意； C．柴油机顶部是喷油嘴，通过喷油嘴喷油，利用压缩空气产生的高温高压使柴油自燃；汽油机顶部是火花塞，靠火花塞点火使汽油燃烧，二者结构不同，故C正确，不符合题意； D．柴油机因其功率较大、经济性好等特点，多用于载重汽车、火车、轮船、拖拉机等，故D正确，不符合题意。 故选A。 6．A 【详解】热值是指1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，是燃料的一种特性，它和燃料的质量、放出热量的多少无关，所以煤油的热值与其完全燃烧所放出的热量Q的关系图象是与横轴平行的直线，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【点睛】 7．B 【详解】A．此杠杆动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A错误； B．米和壳分离说明形状发生了改变，说明力能改变物体的形状，故B正确； C．支点O向右移动，石锤举高相同高度，踩踏的距离增大，故C错误； D．汽油机做功冲程是内能转化为机械能，击打稻谷，稻谷温度升高，是机械能转化为内能，故D错误。 故选B。 8．D 【详解】A．水火箭上升过程中，水从金属管向下喷出，气体的内能转化为火箭的机械能，所以水火箭瓶内气体的内能在不断减小，故A错误； B．水向下喷出时，气体的内能转化为火箭的机械能，通过做功的方式减小了瓶内空气的内能，故B错误； C．升空时，水火箭内气体对水向下的力的受力物体是水，水对水火箭向上的力的受力物体是水火箭，两个力的受力物体不是相同物体，所以不是一对平衡力，故C错误； D．打气筒将空气压入水火箭内的能量转化是将机械能转化为空气的内能，汽油机的压缩冲程是将机械能转化为汽缸内气体的内能，所以打气筒将空气压入水火箭内的能量转化与汽油机的压缩冲程相同，故D正确。 故选D。 9． 电 遵守 【详解】[1][2]空间站的供电主要依赖装在实验舱外部的柔性太阳翼，它可以将太阳能转化为电能，供用电器使用；能量守恒定律是自然界普遍适用的定律，任何形式的能量转化和转移都遵守能量守恒定律，所以这些能量的产生、转化遵守能量守恒定律。 10． 内 【详解】[1]完全燃烧10kg的秸秆煤可放出的热量 [2]燃烧时放出大量热；秸秆煤的化学能转化为内能。 11． 压缩 比热容 1800 【详解】[1]图中两气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能。 [2]用水来冷却气缸，是利用了水的比热容大的特点，相同条件下水吸收的热量多，冷却效果好。 [3]因为汽油机一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，所以每秒钟对外做功15次，完成15个工作循环，飞轮转30r，则1min飞轮转1800r，即飞轮转速为1800r/min。 12． 3.34×106J 10 热传递 【详解】[1]100g焦碳完全燃烧放出的热量为Q放＝mq＝100×10-3kg×3.34×107J/kg＝3.34×106J [2]可熔化的冰的质量为 [3]用天然气烧水时，火焰的热量传递给壶，再传递给水，使水的温度升高，内能增大。利用了热传递的方式改变了水的内能。 13． 污染小 【详解】[1]与传统燃料相比，天然气的优点：热值较大，与体积相同的传统燃料相比，完全燃烧时放出的热量较多；污染小。 [2]水的体积 根据可得水的质量 水吸收的热量 [3]天然气完全燃烧放出的热量 由得需要完全燃烧的天然气的体积 14．(1)B (2)转换法 (3) 等于 大于 (4) 98 (5) (6)偏小 【详解】（1）要比较不同物质的吸热能力，需要使用相同容器（防止容器吸热不同影响），相同加热方式或相同加热仪器（保证单位时间放热相同）对相同质量的水和液体进行加热，从而进行研究，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 （2）除了控制变量法，还用了转换法即通过加热时间反映物质吸热的多少。 （3）[1][2]相同加热方式，加热相同时间（10min），两种液体吸收热量相等。水升高的温度小于另一液体升高的温度，说明水的吸热能力大于另一液体。 （4）[1]从图乙看，水温度最后稳定在98℃，所以沸点为98℃。 [2]由图可知，水和另一种液体温度都从68升高到98，水的加热时间（20min）是另一种液体加热时间（10min）的两倍， 即水吸收的热量是另一种液体吸收热量的两倍，根据可知，在质量和升高温度相同时，比热容之比等于热量之比，即 （5）由题可知，水吸热，烧杯吸热 总吸热 对应燃烧的酒精质量 所以酒精热值 （6）由于还有部分热量散失到空气中，测得的偏小，所以热值偏小。 15．（1）；（2） 【详解】解：（1）由题意可知，水吸收的热量为 （2）由得，煤炉放出的热量为 由得，需要完全燃烧煤的质量为 答：（1）从加热至沸腾，水吸收的热量为； （2）此过程若采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%，需要完全燃烧煤的质量为0.28kg。 16．(1) (2) 【详解】（1） 质量为的运动员跑消耗的能量 （2）天然气完全燃烧放出的热量 天然气的热值 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 $