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** 本单元卷聚焦“内能的利用”，通过神舟发射、氢能源汽车、传统省油灯等真实情境，融合选择、填空、实验、计算等题型，全面考查内燃机原理、能量转化及比热容、热值计算，适配初中物理单元复习，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|10|内燃机结构（火花塞与喷油嘴）、能量转化（空气炮做功）|结合自制实验与科技热点，考查能量观念| |填空题|5|冲程判断、热值计算（氢燃料放热）|联系新能源实际，强化定量分析能力| |作图题|1|做功冲程活塞方向及气门状态|直观呈现内燃机模型，体现模型建构| |实验题|2|探究比热容（A、B液体升温）、比较热值（燃料加热）|控制变量法应用，培养科学探究与推理| |计算题|2|天然气烧水热效率、水与煤油吸热比较|结合生活场景，提升综合应用与论证能力|

第十四章 内能的利用 同步练 一、单选题 1．以下关于内燃机的知识中，正确的是（     ） A．汽油机在“做功冲程”中是将机械能转化为内能 B．汽油机飞轮的转速为，则该汽油机每秒钟做功30次 C．柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合物吸入汽缸中 D．汽油机汽缸顶部有火花塞，柴油机汽缸顶部有喷油嘴 2．如图为一位同学用自制“空气炮”进行实验时的情景：在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，将点燃的打火机靠近易拉罐底部的小孔，然后将一个空纸杯迅速套上，纸杯会向上飞出。以下说法正确的是（　　） A．酒精燃烧越充分，其热值越大 B．纸杯向上飞出的过程中，易拉罐对纸杯做了功 C．纸杯向上飞出的过程中，易拉罐内气体的内能减小 D．纸杯飞出过程中的能量转化，与丙图相同 3．在试管中注入少量水，用软木塞塞紧管口，再用酒精灯加热，水沸腾时水蒸气使软木塞斜向上冲出去，下面说法哪些是正确的（　　） A．管口的白气是水蒸气 B．能量转化与内燃机的压缩冲程相同 C．管口的白气是液化现象 D．水蒸气对软木塞做功，使水蒸气内能增加 4．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（　　） A．小球弹起的高度越来越小，说明小球在此过程中能量不守恒 B．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的 C．在小球的运动过程中，有一部分机械能转化成了内能 D．此过程说明了能量守恒定律是需要建立在一定的条件之上才能成立的 5．小红买了一只香薰烛台，点燃蜡烛后，烛台上的小马就会旋转起来。关于该现象以下说法正确的是（　　） A．该过程中将机械能转化为内能 B．该过程与四冲程汽油机的做功冲程相似 C．转动的小马变热是因为烛焰对小马做功 D．若将香薰烛台周围封闭起来，可实现内能100%转化为机械能 6．如图所示是南宋诗人陆游在《老学庵笔记》中记载的一种“省油灯”，其灯盏上方容器中盛油，在夹层中注水以降低油的温度，达到省油的效果。下列说法正确的是（　　） A．油燃烧时将化学能转化为内能 B．使油充分燃烧可以提高油的热值 C．油黏在灯盏壁的原因是分子间存在斥力 D．灯点燃后，水的内能通过做功的方式改变 7．2025年10月31日，搭载着神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。如图（1）所示；单缸四冲程汽油机的工作示意图如图（2）所示。下列说法正确的是（　　） A．火箭的燃料燃烧得越充分，其热值越大 B．火箭发射时燃料燃烧释放的能量，全部转化为火箭的机械能 C．火箭升空时，此时的能量转化与图（2）中的甲一致 D．图（2）中，汽油机一个工作循环中四个冲程的正确顺序：乙→甲→丁→丙 8．下面关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是（　　） A．柴油机的效率一般比汽油机要高 B．柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火 C．柴油机与汽油机除使用的燃料不同外，在构造上完全相同 D．柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞 9．小林在老师指导下，用如图1所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化图像（图2），乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精，若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，。则下列说法中正确的是（　　） A．8min后甲不再吸热，所以温度保持不变 B．乙的吸热能力大于甲的吸热能力 C．0～8min乙吸收的热量为 D．该酒精灯的加热效率为65% 10．如图所示的实验中，燃料甲、乙的质量相同，液体a、b的质量相同，燃料充分燃尽后液体升高的温度为（液体未沸腾），下列说法正确的是（　　） ①若甲、乙为同种燃料，则越大，液体的比热容越大 ②若甲、乙为同种燃料，则越大，液体的比热容越小 ③若a、b为同种液体，则越大，燃料的热值越大 ④若a、b为同种液体，则越大，燃料的热值越小 A．①③ B．②③ C．①④ D．②④ 二、填空题 11．在四冲程内燃机的一个工作循环中，高温高压的燃气推动活塞运动的是________（选填“压缩”“做功”或“排气”）冲程。 12．氢能源是实现碳中和的关键路径之一。已知氢燃料的热值为1.4×108J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。如果一辆氢能源汽车平均每月消耗氢燃料9kg，这些氢燃料完全燃烧释放的热量为______J；若这些热量完全被水吸收，可使______kg的水温度从20℃升高到80℃。 13．“绿水青山就是金山银山”，为建设生态优美、幸福宜居的新农村，很多农村地区都已用上了清洁无污染的天然气。天然气燃烧时，将化学能转化为_______能。完全燃烧200g天然气放出的热量为_______J；若这些热量的25%被初温为30℃、质量为12.5kg的水吸收，水的温度将升高到_______℃。[天然气的热值为 水的比热容为] 14．某单缸四冲程汽油机在1s内完成了60个冲程，每个做功冲程做功1200J，则该汽油机工作时飞轮的转速为______r/min。该发动机功率是______W。 15．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。 三、作图题 16．如图所示，图（a）为四冲程内燃机压缩冲程的示意图，图中画出了压缩冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。参照图（a），请在图（b）中画出做功冲程中活塞运动的方向（用“↑”或“↓”表示，将箭头标注在活塞上），并填写以下进气门、排气门的开闭情况。 ①进气门__________（选填“打开”或者“关闭”）； ②排气门__________（选填“打开”或者“关闭”）。 四、实验题 17．如图甲所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验装置。在两个相同的烧杯中分别装入A、B两种液体，并用两个相同的酒精灯加热并不断搅拌。 (1)实验应保证烧杯中加入的A、B两种液体的______（体积/质量）相同。实验中除了图中展示的实验器材外，还需要的测量类实验器材还有秒表和______。 (2)物质A、B吸收热量的多少是通过______（加热时间/升高的温度）来间接反映的；这样的实验方法在物理学中称为______（选填“转换法”、“控制变量法”或“等效替代法”）。 (3)根据实验数据描绘出如图乙所示的A、B液体的温度随加热时间变化的图像，由图可知：升高相同的温度，______（选填“A”或“B”）吸收的热量较多，A的比热容与B的比热容之比为______。 (4)后续同学们还想用丙图中的A、B、C三组装置来探究“比较不同燃料的热值”的实验，应选择______两组装置进行实验，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过______来反映的（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）。 18．热学实验的常用装置，如图。 (1)选用装置探究燃料完全燃烧放出的热量与燃料质量的关系。类比通过探究物质质量与体积的关系，进一步分析表格中数据，在表格最后一行的第一列补充填写________，由此可以得出热值的定义； 燃料名称 酒精 航空汽油 实验序号 1 2 3 4 5 6 质量m（×10-3kg） 0.3 0.4 0.6 0.3 0.4 0.6 热量Q（×10-4J） 0.9 1.2 1.5 1.8 2.0 3.0 \ \ \ \ \ \ (2)为了比较不同物质的比热容和比较不同燃料的热值，可从图中选用装置。各酒精灯中的燃料1和燃料2的密度不同、质量相同，各烧杯中的液体A、液体B的密度不同、质量相同； ①要比较液体A和液体B的比热容，应选择图中的________两图进行实验，通过比较________来衡量液体吸收热量的多少。根据实验数据绘制温度随加热时间变化的图像，如图，则比热容cA:cB=________。 ②要比较燃料1和燃料2的热值，应选择图中的________两图进行实验，通过比较________来衡量液体吸收热量的多少。实验中，测得燃料1使液体A的温度从20℃升高到40℃，燃料2使液体A的温度从20℃升高到50℃。若燃料1的热值为3.0×107J/kg，则燃料2的热值为________J/kg。（忽略热量损失） 五、计算题 19．某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。已知密闭锅内水的质量为，水的初温为，当水刚好烧开时，共消耗了天然气，该燃气灶烧水的热效率为。已知水的比热容为，天然气的热值为。求： (1)天然气完全燃烧放出的热量； (2)以上过程中，水吸收的热量； (3)锅内水烧开时的温度。 20．两个相同的烧杯内分别装有质量均为0.2kg的水和煤油，用相同的酒精灯分别给它们加热，根据加热时间（t）与其对应上升到的温度（T），描绘出了如图所示的图像。假如酒精完全燃烧放出的热量全部被水和煤油吸收，水的比热容为，酒精的热值为，求： (1)加热5min的时间内水吸收的热量； (2)5min内加热水所消耗酒精的质量； (3)煤油的比热容。 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 D C C C B A D C C B 1．D 【详解】A． 汽油机的做功冲程，燃料燃烧产生的高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，故A错误； B．飞轮转速 汽油机飞轮每转动2周对外做功1次，故该汽油机每秒做功次数15次，故B错误； C．在吸气冲程，柴油机吸入气缸的只是空气，故C错误； D． 汽油机中有火花塞，采用的是点燃式点火； 而柴油机是喷油嘴喷出雾状柴油，进行压燃式点火，故D正确。 故选D。 2．C 【详解】A．热值是物体本身的一种属性，与燃烧程度无关，故A错误； BC．纸杯向上飞出的过程中，易拉罐内的气体对纸杯做功，气体内能减小，故B错误，C正确； D．纸杯飞出过程中的能量转化气体的内能转化为纸杯的机械能，丙是压缩冲程，是将机械能转化为内能，两者能量转化不同，故D错误。 故选C。 3．C 【详解】AC．试管口的“白气”是液态的小水珠，是由水蒸气遇冷液化形成的，故A错误，C正确； BD．水蒸气对软木塞做功是水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，水蒸气内能会减少；内燃机的压缩冲程是将机械能转化为内能的过程，二者能量转化不同，故BD错误。 故选C。 4．C 【详解】A．由图可知，小球弹起高度越来越小，是因为运动过程中机械能转化为内能，如：空气阻力、与地面碰撞的能量损失，但整个系统的总能量是守恒的（机械能 + 内能的总量不变），并非能量不守恒，故A错误； B．在小球的运动过程中，与空气摩擦做功、与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，散失到了空气中和地面上，所以小球的机械能总量会减小，故B错误； C．小球运动时，因空气阻力摩擦、与地面碰撞，一部分机械能转化为内能，如：小球和空气的内能增加，导致机械能减少，弹起高度降低，故C正确； D．能量守恒定律是普遍成立的自然规律，不需要建立在特定条件之上。小球的现象只是机械能与内能的转化，总能量始终守恒，是没有条件的，故D错误。 故选C。 5．B 【详解】A．该过程是蜡烛燃烧将化学能转化为内能，再由内能转化为机械能，故A错误； B．四冲程汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能，与烛台内热空气推动小马旋转的能量转化形式一致，故B正确； C．转动的小马变热是因为烛焰通过热传递将热量传递给小马，并非烛焰对小马做功，故C错误； D．内能在转化为机械能的过程中必然存在能量损耗（如散热、摩擦等），无法实现100%转化，故D错误。 故选B。 6．A 【详解】A．油燃烧时，消耗化学能，产生内能，是将化学能转化为内能，故A正确； B．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，故B错误； C．油黏在灯盏壁上是因为分子间存在引力，而不是斥力，故C错误； D．灯点燃后，水吸收热量，内能增加，通过热传递的方式改变内能，故D错误。 故选A。 7．D 【详解】A．燃料的热值大小与燃料燃烧放出的热量、燃料的质量以及是否充分燃烧无关，故A错误； B．火箭发动机工作过程中必然有能量损失，效率不可能达到100%，故B错误； C．火箭升空时，对应的能量转换情况是内能转化为机械能，与图（2）中的丁一致，故C错误； D．汽油机一个工作循环中四个冲程的顺序是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程，排气冲程，故图（2）中，正确顺序：乙→甲→丁→丙，故D正确。 故选D。 8．C 【详解】A．柴油机在压缩冲程中，压缩的程度比汽油机大，燃烧更充分，燃气产生的压强更大，转化成的有用功更多，故柴油机的效率一般比汽油机的效率高，故A正确，不符合题意； B．汽油机与柴油机的点火方式不同，柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火，故B正确，不符合题意； C．汽油机和柴油机除使用的燃料不同，其构造、点火方式等还有多处不同，故C错误，符合题意； D．柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞，故D正确，不符合题意。 故选C。 9．C 【详解】A．从图中可见，甲在 8 min 后温度保持不变，原因是此时甲处于沸腾状态，仍在持续吸热以进行汽化，而非“不再吸热”，故 A 错误； B．由图可知，加热相同时间，如4min，乙升高的温度比甲升高的温度多，根据可知，吸收热量相同、质量相同时，温度变化量越大，比热容越小，吸热能力弱，因此甲的吸热能力比乙强，由于正常情况下，水的比热容最大，所以甲为水，故B错误； C．由题可知，相同的加热仪器，说明相同加热时间两种液体吸收的热量相同，所以0～8min乙吸收的热量 故C正确； D．由题可知，4 g 酒精的质量为0.004 kg，则完全燃烧放出的热量为 乙加热8min吸收的热量为 ，则加热10min，即沸腾吸收的热量 故加热效率 故D错误。 故选 C。 10．B 【详解】若甲乙为同种燃料，则燃料充分燃尽，放出的热量相同，则液体a、b吸收的热量相同，即；液体a、b的质量相同，即；由可得，质量相同的液体a、b吸收的热量相同，则温度变化量越大的，吸热能力越弱，比热容越小。若a、b为同种液体，温度变化量越大，由可知，液体吸收的热量越多，液体吸收的热量来自甲乙两种燃料燃烧释放，说明燃料燃烧放出的热量越多；由可得，质量相同的甲乙两种燃料完全燃烧，放出的热量越多的，热值越大。综上所述分析可知，②和③正确，故B正确，ACD错误。 故选B。 11．做功 【详解】在四冲程内燃机做功冲程中，进气门和排气门关闭，气缸内的燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体，高温高压的气体推动活塞向下运动，所以在四冲程内燃机的一个工作循环中，高温高压的燃气推动活塞运动的是做功冲程。 12． 1.26×109 5×103 【详解】[1]这些氢燃料完全燃烧释放的热量 [2]若这些热量完全被水吸收，而且水温度从20℃升高到80℃，则水的质量是 13． 内 70 【详解】[1]天然气燃烧时，将化学能转化为内能。 [2]天然气质量 完全燃烧放出的热量 [3]由可得，水吸收的热量 由可得，水升高的温度 水的末温 14． 1800 18000 【详解】[1][2]四冲程汽油机的飞轮转动2转，经历4个冲程，对外做功一次，某单缸四冲程汽油机在1s内完成了60个冲程，则该汽油机工作时飞轮的转速为30r/s，合1800r/min。四冲程汽油机的飞轮转动2转，对外做功一次，则汽油机在1s内对外做功15次，每个做功冲程做功1200J，则该发动机功率是 15． 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。 16． 关闭 关闭 【详解】[1][2]做功冲程中，火花塞点火，进气门、排气门均关闭，活塞向下运动，活塞运动的方向如图所示： 17．(1) 质量 天平 (2) 加热时间 转换法 (3) B 3：5 (4) A、B 温度计升高的示数 【详解】（1）[1][2]要比较不同物质吸热能力，根据控制变量法原则，实验中只能改变物质的种类，要控制物质的初温及质量相同，故烧杯中加入的、两种液体还应保证质量相同；故实验中除了图中展示的实验器材外，还需要的实验器材有天平。 （2）[1][2]实验中使用相同的酒精灯加热，在相同时间里放出的热量相同，故液体在相同时间吸收的热量也相同，所以可以通过加热时间的长短来比较吸收热量的多少，这种方法叫做转换法。 （3）[1]由绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图像，升高,A用时,B用时，即升高相同的温度，吸收的热量较多。 [2]根据，在质量和升高温度相同的情况下，与比热容成正比，的比热容与的比热容之比为 （4）[1]要比较不同燃料的热值，根据控制变量法原则，实验中只能改变燃料的种类，被加热物质的种类及质量和燃料的质量必须相同,故装置A、B符合要求。 [2]用不同燃料加热相同质量的同种液体，燃料完全燃烧放出的热量越多，则容器中液体吸热越多，根据可知液体升高的温度越多，所以燃料完全燃烧放出热量的多少可以通过温度计升高的示数来反映。 18．(1) (2) 甲、乙 加热时间长短 2:1 乙、丙 液体升高的温度 4.5×107 【详解】（1）类比 “物质质量与体积的比值（密度）”，热值是单位质量燃料完全燃烧放出的热量（即​）。因此，表格最后一行需补充 “ ”，通过计算 “热量与质量的比值” 得出热值的定义。 （2）[1]需控制燃料相同（燃料 1）、液体质量相同、种类不同，因此选甲、乙两图。 [2] 用加热时间衡量液体吸收热量的多少，相同燃料，加热时间越长，放出热量越多，液体吸收热量越多。 [3] 由图像可知，加热 3 分钟时，液体 B 的温度变化ΔtB​=60℃−20℃=40℃ 液体 A 的温度变化ΔtA​=40℃−20℃=20℃ 根据吸热公式 Q=cmΔt，当Q（加热时间相同，燃料相同）、m相同时，比热容c与温度变化Δt成反比，即 因此，cA​:cB​=2:1​。 [4] 需控制液体相同（液体 A）、燃料质量相同、种类不同，因此选乙、丙两图。 [5] 用液体升高的温度衡量吸收热量的多少，液体相同、质量相同，Δt越大，吸收热量越多。 [6] 燃料完全燃烧放出的热量Q放​=mq，液体吸收的热量Q吸​=cmΔt（忽略热量损失，Q放​=Q吸​）。设燃料质量为m，液体 A 的质量为m液​、比热容为c，燃料 1：mq1​=cm液​(40℃−20℃)；燃料 2：mq2​=cm液​(50℃−20℃)；两式相除，约去m、c、m液​，得 即 19．(1) (2) (3) 【详解】（1）天然气完全燃烧放出的热量 （2）水吸收的热量 （3）水烧开时的温度由比热容公式 推导得锅内水烧开时的温度 20．(1) (2) (3) 【详解】（1）水的比热容较大，吸收相同的热量温度变化比较慢，由图分析可知，图线①和②分别对应水和煤油；由题意及图示可得，加热5min的时间内水吸收的热量 （2）不计热损失，所以酒精完全燃烧5min放出的热量 5min内加热水所消耗酒精的质量 （3）煤油在4min内吸收的热量 则煤油的比热容为 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 $