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，以氢能重卡、新能源汽车等科技前沿及煮粽子、烧热水等生活情境为载体，覆盖能源、热机、能量转化等核心知识点，适配单元复习，强化物理观念与科学探究。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|10题|热值、热机能量转化、内能与机械能区别|结合2024液氢系统技术突破考热值计算，情境真实| |多选题|5题|热机冲程、能量守恒、分子运动|端午节煮粽子关联分子运动与热机做功冲程，跨文化渗透| |实验题|1题|跨学科实践|制作简易汽轮机模型，含能量转化分析与实验改进，培养科学思维与探究能力| |计算题|1题|热量计算、热效率|卡式炉加热水，综合比热容与热值公式应用，强化物理观念| |综合题|1题|热机原理|汽轮机模型制作与能量转化，体现科学态度与社会责任|

第十四章 内能的利用 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．2024年5月，我国首款百公斤级车载液氢系统 “赛道1 000”研制成功，可助力氢能重卡突破1 000公里续驶里程，这是我国将液氢应用于交通运输领域的重大技术突破（q氢=1.4×108 J/kg）。下列说法正确的是（　　） A．氢能重卡在加速冲刺消耗氢燃料过程中，氢的热值减小 B．用液氢作燃料是因为液氢含有的热量多 C．完全燃烧100 kg的液氢能释放1.4×1010 J 的热量 D．氢能重卡的热机效率可高达100% 2．热机工作时，能量转化的基本过程是（　　） A．机械能→内能→化学能 B．内能→化学能→机械能 C．化学能→机械能→内能 D．化学能→内能→机械能 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．父母劳累一天很辛苦，小明想烧壶热水，给父母泡泡脚。如图所示，当水壶里面的水沸腾时，产生的大量水蒸气会将壶盖顶开。他联想到汽油机在工作中，与此能量转化相同的冲程是（    ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 5．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 6．下列关于汽油机和柴油机的说法，正确的是 （　　） A．柴油机的工作过程分为吸气、压缩、排气三个冲程 B．汽油机和柴油机都属于内燃机 C．汽油机比柴油机笨重 D．汽油机的功率比柴油机大 7．下列关于能量的转化和守恒的说法正确的是（　　） A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化 B．按照能量守恒定律，永动机是不存在的 C．能量在转化或转移的过程中，总量会减少 D．机械能和电能可以相互转化，所以能量转化没有方向性 8．如图所示，用力下压活塞，将机械能转化为内能，与它原理相同的是内燃机的（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 9．如图所列举的事例中，改变物体内能的方式与汽油机压缩冲程不同的是（　　） A．食品放入冰箱内，温度降低 B．钻木取火，木头温度升高 C．反复弯折铁丝，弯折处铁丝发烫 D．迅速压下活塞，筒内气体温度升高 10．下面几种现象中，只有能量的转移而不发生能量的转化的是（　　） A．压缩筒内空气使筒内乙醚达到着火点燃烧 B．国庆节放礼花弹，礼花腾空而起 C．冬天，人在暖气旁感到暖暖的 D．电灯发光 二、多选题 11．下列说法中不正确的是（    ） A．可以设计一种机器将海水的内能转化为机械能 B．汽车制动时由于摩擦而产生的内能可再次启动汽车 C．汽车产生的热可以收集起来再次利用 D．火力发电厂排放的废气的能量可以加热水或供居民取暖 12．关于汽油机和柴油机，下列说法不正确的是（　　） A．四个冲程中只有一个冲程发生内能与机械能的相互转化 B．压缩冲程主要是通过做功的方式来增大缸内气体内能的 C．汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的 D．汽油机与柴油机相比，可以输出更大的功率 13．端午节是我国的传统节日之一，已被列入世界非物质文化遗产。端午节煮粽子，蕴含了很多物理知识，下列说法正确的是（　　） A．煮粽子时，“粽香四溢”说明分子在永不停息地做无规则运动 B．煮粽子时，是通过做功的方式改变了粽子的内能 C．煮粽子时，锅盖跳动与四冲程汽油机的做功冲程中的能量转化情况相同 D．剥开粽子叶，粽叶与米粒间出现“拉丝”现象，说明分子间存在斥力 14．一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 15．干木柴、焦炭、无烟煤的热值如下图所示。下列说法正确的是（　　） A．都是完全燃烧的情况下，无烟煤放出的热量最多 B．都完全燃烧1kg，干木柴放出的热量最少 C．焦炭的热值是，完全燃烧2kg焦炭放出的热量是 D．焦炭的热值是，0.5kg焦炭的热值也为 三、填空题 16．如图甲所示的某国产摩托车的发动机是一台单缸四冲程汽油机，汽油机工作时的能量流向图如图乙所示，则完全燃烧20g汽油（热值为4.6×107J/kg）获得的机械能是_________J。如果发动机转速为1800r/min，则发动机每秒钟对外做________次功。 17．班级厨艺展示活动中，小丽用煤气灶做的湖南特色菜“剁椒鱼头”香气四溢。“剁椒鱼头”香气四溢是_____________现象，说明分子在不停地做无规则的运动。细心的她发现火苗呈黄色，这是煤气燃烧不充分的表现，此时应注意通风。煤气燃烧不充分时，其热值_______________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 18．一台四冲程汽油机的转速为3000r/min，则1s内活塞往复______次，曲轴转动______周，对外做功______次，完成 ______个冲程。如图所示，工作中的四冲程汽油机正处于_____冲程，该冲程将_____转化为机械能，若该汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功______次，飞轮转过_______圈。 19．“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”，夏季雨水充足的季节里，瀑布周围往往会笼罩上一层“面纱”，这其实是水雾的运动，水雾的运动______分子热运动。“美妙银河标宇宙，神舟火箭速寰声”，我国的载人航天飞船发动机______热机。（均选填“属于”或“不属于”） 20．干木柴如图所示，木柴属于______（选填“清洁型”或“污染型”）能源，完全燃烧干木柴可放出热量______J。（干木柴热值） 四、实验题 21．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） 五、计算题 22．如图所示，卡式炉是以罐装丁烷气为主要燃料的炉子。小明一家外出郊游时，在一个标准大气压下 ，利用卡式炉将质量为2kg、温度为 的水加热至刚好沸腾。已知卡式炉的加热效率为40%，丁烷气的热值为 ，水的比热容为 求 ∶ (1)壶内水吸收的热量； (2)烧水过程中消耗的丁烷气完全燃烧放出的热量； (3)烧水过程中消耗丁烷气的体积。 六、简答题 23．用水发电时，水从高处流下冲击水轮机，水轮机转动并带动发电机发电。在这个过程中发生了哪些能量转化？ 七、综合题 24．跨学科实践 制作简易汽轮机模型 热机是人们获得动力的重要机械。同学们收集材料组装了如图所示的汽轮机模型，步骤如下： 制作“锅炉”：取一个空易拉罐，注入半罐水，在顶部拉环处，插入一根笔套，用热熔胶密封拉环开口与笔套的间隙。用粗铁丝弯出两个“U”形支架，将“锅炉”横向架在支架上。 制作叶轮：用另一个易拉罐的铝皮，剪一个直径6~8cm的圆形薄片，在中心钻一个小孔（穿转轴用）。在圆形薄片边缘，均匀剪出8个长3cm、宽1cm的叶片，将每个叶片向同一方向弯折45°。取一根细铁丝，穿过叶轮中心孔作为转轴，用粗铁丝弯出两个“L”形小支架，将叶轮转轴架在支架上。 组装∶将“锅炉”笔套出口对准叶轮叶片的倾斜面。点燃易拉罐下面的蜡烛，加热“锅炉”底部，等待几分钟，“锅炉”内的水沸腾产生水蒸气。水蒸气通过笔套喷出，冲击叶轮叶片，叶轮就转动起来了。 (1)实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，留出容纳______的空间； (2)蜡烛燃烧过程中的能量转化情况为∶化学能→______； (3)当有水蒸气喷出时，叶轮就转动起来，此过程中，水蒸气的内能______（选填“增加”“减小”或“不变”），温度______（选填“升高”“降低”或“不变”）。 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 C D B C B B B B A C 题号 11 12 13 14 15 答案 BC ACD AC ABC BCD 1．C 【详解】A．热值是燃料的一种特性，与燃料燃烧与否无关。氢能重卡在加速冲刺消耗氢燃料过程中，氢的热值不变，故A错误； B．热量是过程量，不能说含有或具有热量的多少，故B错误； C．完全燃烧100kg的液氢能释放的热量，故C正确； D．由于存在热损失，氢能重卡的热机效率小于100%，故D错误。 故选C。 2．D 【详解】热机工作时，燃料燃烧将化学能转化为内能，并将内能转变为机械能。所以热机是利用内能做功的机器。能量转化的基本过程是化学能→内能→机械能，故ABC不符合题意；D符合题意。 故选D。 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．C 【详解】水沸腾时将壶盖顶开的过程中，水蒸气对壶盖做功，水蒸气的内能转化为壶盖的机械能；内燃机工作时，在做功冲程将燃气的内能转化为机械能，与上述能量转化相同，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 5．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。 6．B 【详解】A．柴油机的工作过程分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程，故A错误； B．柴油机和汽油机都是利用内能做功的机器，都是热机，因为燃料都是在汽缸内燃烧，又都叫做内燃机，故B正确； CD．柴油机一般比较笨重，功率相对较大，常用于卡车、大型拖拉机等；汽油机比柴油机较轻巧，常用于小型汽车等，故CD错误。 故选B。 7．B 【详解】A．能量守恒定律适用于所有形式的能量相互转化，故A错误； B．自然界中的能量是守恒的，它既不会消灭，也不会创生，但由于能量的转化或转移具有方向性，所以永动机是不存在的，故B正确； C．根据能量守恒定律可知，能量在转化或转移的过程中具有方向性，而且总量是不变的，故C错误； D．机械能和电能虽然可以相互转化，但能量转化具有方向性，故D错误。 故选B。 8．B 【详解】在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩缸内气体，对气体做功，将机械能转化为内能，与图中下压活塞时增大筒内气体内能的原理相同，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 9．A 【详解】汽油机的压缩冲程是将机械能转化为内能，通过做功的方式改变物体的内能； A．食品放入冰箱内，食品放出热量，内能减小，温度降低，是通过热传递改变物体的内能，故A符合题意； B．钻木取火，木头温度升高，是机械能转化为内能，是通过做功改变物体的内能，故B不符合题意； C．反复弯折铁丝，将机械能转化为铁丝的内能，使得铁丝的内能增大、温度升高，是通过做功改变物体的内能，故C不符合题意； D．迅速压下活塞，压缩空气做功，将机械能转化为内能，使得筒内空气的内能增大，温度升高，是通过做功改变物体的内能，故D不符合题意。 故选A。 10．C 【详解】A．压缩筒内空气使筒内乙醚达到着火点燃烧，机械能转换为内能，故A不符合题意； B．国庆节放礼花弹，礼花腾空而起，是内能转换为机械能，故B不符合题意； C．冬天，人在暖气旁感到暖暖的，是热传递改变内能，只涉及能量的转移，故C符合题意； D．电灯发光是将电能转换为光能，故D不符合题意。 故选C。 11．BC 【详解】A．利用浅层海水和深层海水间的温度差制造出一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，故A正确，不符合题意； B．由于能量转化和转移具有方向性，汽车制动时，由于摩擦动能转化为内能，这些内能不能自动地再次开动汽车，故B错误，符合题意； C．能量的转化和转移是具有方向性，所以汽车产生的热不能收集起来再利用，故C错误，符合题意； D．火力发电厂排放的废气的能量可以加热水或供居民取暖，可提高了能源利用率，故D正确，不符合题意。 故选BC。 12．ACD 【详解】A．做功冲程和压缩冲程都发生了内能和机械能的相互转化，故A错误，符合题意； B．压缩冲程中，活塞向上运动压缩气体，活塞对气体做功，增大气体内能，故B正确，不符合题意； C．汽油机靠火花塞点火，柴油机压燃，故C错误，符合题意； D．柴油机可以输出更大的功率，故D错误，符合题意。 故选 ACD。 13．AC 【详解】A．“粽香四溢”是香味分子进入了人的鼻子，说明分子在永不停息地做无规则的运动，故A正确； B．煮粽子时，粽子吸收了热量，温度升高，内能增大，是通过热传递的方式改变内能，故B错误； C．煮粽子时，锅盖跳动是锅内水蒸气的内能转化为锅盖的机械能，汽油机的做功冲程也是将内能转化为机械能，为汽油机提供动力，所以两都的能量转化情况相同，故C正确； D．剥开粽子叶，粽叶与米粒间出现“拉丝”现象，是因为分子间存在着引力，故D错误。 故选AC。 14．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。 15．BCD 【详解】A．燃料完全燃烧放出热量的多少与燃料的质量和热值有关，只根据热值无法判定放出热量的多少，故A错误； B．都完全燃烧1kg，由于干木柴的热值最小，根据公式可知，干木柴放出的热量最少，故B正确； C．焦炭的热值是，完全燃烧2kg焦炭放出的热量，故C正确； D．热值的大小与质量无关，焦炭的热值是，0.5kg焦炭的热值也为，故D正确。 故选BCD。 16． 15 【详解】[1]热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，由图乙可知，输出有用机械能所占比例为 即该汽油机的效率为；20g汽油完全燃烧放出的热量为 汽油机获得的机械能为 [2]四冲程汽油机的飞轮转速是 即汽油机飞轮每秒转30圈，而飞轮每转动2圈，燃气对外做功1次，则发动机每秒钟对外做15次。 17． 扩散 不变 【详解】[1]不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散。“剁椒鱼头” 香气四溢，是因为组成 “剁椒鱼头” 香味的分子在不停地做无规则运动，进入到空气中，属于扩散现象。 [2]热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。所以煤气燃烧不充分时，其热值不变。 18． 50 50 25 100 做功 内能 10 20 【详解】四冲程汽油机一个工作循环包括四个冲程，即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；在一个工作循环中，活塞往复运动2次，曲轴转动2周，对外做功1次。 [1][2]已知汽油机转速为3000r/min=50r/s，即曲轴每秒转动50周。因为曲轴每转1周，活塞往复1次，所以1s内活塞往复50次。 [3]因为曲轴每转2周对外做功1次，所以1s内对外做功的次数为次。 [4]因为一个工作循环包括4个冲程，且曲轴每转2周完成一个工作循环，所以1s内完成的冲程数为。 [5][6]观察图可知，进气门和排气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，所以该冲程是做功冲程；在做功冲程中，燃气膨胀推动活塞做功，将内能转化为机械能。 [7]因为一个工作循环包括4个冲程，且一个工作循环对外做功1次，所以每秒完成40个冲程时，对外做功的次数为次。 [8]因为一个工作循环中曲轴转动2周，所以每秒完成40个冲程（即10个工作循环）时，飞轮转过的圈数为10×2=20圈。 19． 不属于 属于 【详解】[1]水雾是由无数微小的水滴组成的，这些水滴在空气中运动，形成了我们看到的水雾。但这种运动是宏观物体的机械运动，与分子热运动不同。分子热运动是指物质分子在不停地做无规则运动，因此，水雾的运动不属于分子热运动。 [2]热机是指利用燃料燃烧产生的热能转化为机械能的装置。载人航天飞船的发动机通常使用液氢和液氧作为燃料，通过燃烧产生推力，推动飞船进入太空。这种发动机的工作原理符合热机的定义。因此，载人航天飞船发动机属于热机。 20． 污染型 【详解】[1]干木柴属于污染型能源。木柴在燃烧过程中会产生大量的烟尘、二氧化碳等污染物，对环境有一定污染，所以属于污染型能源。 [2]完全燃烧干木柴可放出的热量为 21．(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。 22．(1) (2) (3) 【详解】（1）此过程中壶内水吸收的热量 （2）此过程中丁烷气完全燃烧放出的热量 （3）此过程中消耗丁烷气的体积 23． 水从高处流下时，重力势能转化为动能； 水轮机带动发电机发电的过程中，机械能转化为电能。 【详解】水从高处流下过程中，水的速度增大，动能增大，高度减小，重力势能减小，是重力势能转化为水的动能； 水冲击水轮机，带动水轮机转动，此过程中水的动能通过做功的方式转移给水轮机，使其机械能增大，接着水轮机带动发电机发电，机械能转化为电能。 24．(1)水蒸气 (2)内能 (3) 减小 降低 【详解】（1）半罐水加热沸腾后产生水蒸气，体积膨胀需预留空间，所以在罐内留出足够的空间容纳水沸腾后产生的水蒸气。 （2）蜡烛燃烧将其化学能转化为内能，给易拉罐中的水加热，使水沸腾产生蒸汽。 （3）[1][2]水蒸气喷出时推动叶轮对外做功，内能转化为机械能，所以内能减少，温度随之下降。 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 $