第十四章 内能的利用 单元测试 2026-2027学年人教版九年级全一册物理

**基本信息** 初中物理《内能的利用》单元卷，以热值、热机冲程、能量转化等核心知识为载体，融合2024年高热效率柴油机、氢能源汽车等科技前沿情境，通过多样化题型实现单元复习巩固，适配物理观念与科学思维培养。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|7|热值、汽油机冲程、能量转化|结合火箭燃料、热机效率真题情境| |填空题|7|能量守恒、内能转化、比热容|联系荡秋千、电动平衡车生活实例| |实验题|2|热值探究、气体热胀冷缩|用易拉罐、电火花发生器设计探究，体现科学探究| |计算题|2|燃料放热、热机效率计算|综合汽车行驶、水吸热过程，考查科学推理| |科普阅读|1|运载火箭能量转化|引入航天科技素材，渗透科学态度与责任|

第十四章《内能的利用》单元考试题 一、单选题 1．发射火箭常使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有（    ） A．较大的内能 B．较低的着火点 C．较大的比热容 D．较大的热值 2．如图所示是汽油机的四个冲程，其中属于使汽车获得动力的冲程是（　　） A． B． C． D． 3．如图所示，走马灯点燃后会产生气流推动灯旋转，下列四个场景中，能量转化方式与走马灯类似的是（　　） A．热机某冲程 B．滚摆向下运动 C．向下压缩引火仪 D．钻木取火 4．由热值的定义可知，热值，式中m是燃料的质量，Q是燃料完全燃烧放出的热量，那么（   ） A．热值的大小与Q成正比 B．热值的大小与m成反比 C．若煤的热值大于干柴的热值，则燃烧1kg煤所放出的热量一定比燃烧1kg干柴放出的热量多 D．热值的大小与Q、m都无关，由燃料的种类决定 5．如图所示，试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，塞子冲出。下列说法正确的是（　　） A．试管中的水是通过做功的方式增加内能的 B．试管中的水温度越高含有的热量越多 C．水蒸气对橡胶塞做功，水蒸气的内能增大 D．水蒸气对橡胶塞做功，与汽油机做功冲程的原理相同 6．2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热机效率达的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。下列关于四冲程柴油机的说法错误的是（    ） A．给外界提供动力的是做功冲程 B．压缩冲程中机械能转化为内能 C．柴油机的热机效率不可能达到 D．若该柴油机飞轮的转速为，则柴油机在内对外做功30次 7．如图所示，用完全相同的装置加热液体。已知燃料的质量、烧杯内的液体质量、加热方式均相同。不计热损失，将燃料点燃直至燃尽，三个烧杯中液体升高的温度随时间变化的图像如丁所示，则下列说法正确的是（　　） A．仅用乙、丙两图可以比较不同燃料的热值 B．甲、丙装置中的液体在0-t内吸收的热量之比为2∶1 C．a、b两种液体的比热容之比为 D．燃料1和燃料2的热值之比为 二、填空题 8．如图所示，是荡秋千的简化模型，摆球从A点由静止释放，到达E点后返回，摆球荡起的高度会越来越低，这一过程摆球______（选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 9．如图所示，在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒内滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后按下电火花发生器的按钮，将看到的现象是___________。在此过程中，酒精燃烧后燃气的___________能转化为塞子的机械能。 10．如图所示是深受年轻人喜爱的电动平衡车。平衡车刹车时，机械能转化为内能，内能最终散失到空气中，此过程中所有的能量总和______（选填“增大”“不变”或“减小”）。散失到空气中的内能无法再直接利用了，这是因为能量的转化和转移具有______性。 11．某辆行驶的小轿车，其正常工作时的能量转化情况如图所示。若输入的化学能为4000J，输出的动能为600J，则输出的内能和声能共计______J；输出的有用能量是动能，则小轿车正常工作时的效率为______。 12．市场上出现了很多新能源汽车，其中的氢能源汽车选氢作为燃料，这是因为氢的_____较大，另外，氢能源汽车比燃油汽车环保，这是因为燃油汽车的发动机在工作过程中排放的尾气会放出大量的_____（选填“内能”或“热量”），在城市地区容易造成_____效应。 13．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__________。 14．小明参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6×106J，这些能量相当于完全燃烧0.55kg的干木柴才能得到，则干木柴的热值为______________J/ kg，如果用掉一半后，干木柴的热值将________（选填“变大”“变小”或“不变”） 。 三、实验题 15．利用易拉罐做以下几个小实验； （1）如图1，向空易拉罐中插入透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱，把罐体放在热水中，可以看到油柱_____，这是利用气体的_____制作简易温度计； （2）如图2，在易拉罐中放入盐和敲碎的冰，用筷子轻轻搅拌半分钟，可以看到罐底出现“白霜”，这是空气中的水蒸气发生了_____现象； （3）如图3，将易拉罐底部开一圆孔倒出饮料，放入滴有酒精的小块脱脂棉花，轻轻晃动易拉罐，把电火花发生器紧紧塞进孔中，按动按钮，观察到罐子飞出去了，这个过程与汽油机的_____冲程能量转化方式一致； （4）如图4，在易拉罐中注入少量水，用酒精灯对易拉罐加热，待罐口出现白雾时将罐口堵住。撤去酒精灯让易拉罐冷却，观察到_______，说明了_______。 16．小王学习燃料的热值之后，自己设计一个实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。 （1）实验装置如图甲、乙所示，你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序是_________（选填“由下而上”或“由上而下”）； （2）为保证实验结论的可靠，以及方便比较，小王同学在实验中应让酒精和碎纸片的质量、两烧杯中水的质量、以及两个烧杯都应保持___________； （3）实验数据记录如下表： 燃料 加热前水温℃ 燃料燃尽时水温℃ 燃料的热值。J·kg-1 酒精 15 35 2.4×106 碎纸片 15 25 ？ 根据表中数据，计算出碎纸片的热值是_____________J/kg； （4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏_______（选填“大”或“小”），这是因为_________。 四、计算题 17．用酒精炉子烧水时，燃烧1kg酒精可以将20千克20℃水煮沸，（水的比热容是 4.2×103J/(kg·℃）酒精的热值是3.0×107J/kg）（当时气压是一个标准大气压） (1)水吸收的热量； (2)1kg酒精完全燃烧放出的热量； (3)炉子烧水的效率。 18．如图是一款自动驾驶汽车，该车依靠北斗卫星导航系统进行定位导航，若该车在一段平直公路上匀速行驶27km的过程中受到的平均阻力为103N，消耗汽油2kg。已知：汽油的热值为，。求： (1)汽车在该路段匀速行驶过程中发动机牵引力做的功； (2)该汽车发动机的热机效率； (3)假设该车在这次行驶过程中，发动机尾气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，若这些能量全部被质量为200kg的水吸收，求水升高的温度。 五、科普阅读题 19．阅读短文，回答问题。 运载火箭 运载火箭是一种能够将人造卫星、载人飞船、空间站、空间探测器等有效载荷送入太空预定轨道的航天运输工具。 运载火箭由以下三部分构成： 箭体结构：包括整流罩、级间段、仪器舱、有效载荷舱和尾段等部分。整流罩用于保护卫星等有效载荷在穿越大气层时不受气动力和气动热的影响；级间段用于连接火箭的各级；仪器舱内装有各种测量仪器、控制设备和通信设备等；有效载荷舱用于安装卫星等有效载荷；尾段则装有发动机等设备。 发动机：是运载火箭的动力装置，为火箭提供推力。发动机的类型有液体发动机和固体发动机。液体发动机具有比冲高（较少的燃料让飞行器飞得更高、更远）、推力可调节等优点，但结构复杂、维护成本高；固体发动机结构简单、可靠性高、响应速度快，但比冲相对较低、推力不可调节。 控制系统：负责控制火箭的飞行姿态、轨道和发射时机等。控制系统由制导系统、姿态控制系统和飞行控制系统等组成。制导系统确保火箭能够准确地飞向预定轨道；姿态控制系统用于控制火箭的俯仰、偏航和滚动等姿态；飞行控制系统则对火箭的整个飞行过程进行监控和控制。 (1)运载火箭在穿越大气层时，整流罩为保护卫星等有效载荷，与气体摩擦后温度会升高，这是通过______（选填“做功”或“热传递”）方式使整流罩的内能______（选填“增大”或“减小”）。 (2)比冲高的运载火箭液体发动机应选用热值较______（选填“大”或“小”）的燃料。 (3)随着科学技术的进步，运载火箭的热机效率______（选填“能”或“不能”）达到100%。 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》单元考试题参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 D B A D D D C 1．D 【详解】发射火箭采用液态氢作为燃料，原因是液态氢具有较高的热值，相同质量的液态氢与其他燃料相比，完全燃烧时，可以释放出更多的热量，即液态氢具有较大的热值，综上分析知，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 2．B 【详解】A．图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，气体流出汽缸，属于排气冲程，故A不符合题意； B．图中进气门关闭，排气门关闭，活塞向下运动，火花塞点火，属于做功冲程，该冲程中内能转化成机械能，使汽车获得动力，故B符合题意； C．图中进气门关闭，排气门关闭，活塞向上运动，属于压缩冲程，该冲程中机械能转化为内能，故C不符合题意； D．图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，气体流入汽缸，属于吸气冲程，故D不符合题意。 故选B。 3．A 【详解】蜡烛燃烧产生热量，走马灯内的气体吸收热量，温度升高，密度变小，周围空气的密度大，所以热气会向上运动，形成气流，一部分内能转化为叶轮的动能，从而使推动叶轮旋转，此过程中是通过做功的方式将内能转化为机械能。 A．图中两气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能，故A符合题意； B．滚摆向下运动时将重力势能转化为动能，故B不符合题意； C．向下压缩引火仪，对瓶内气体做功，将机械能转化为内能，故C不符合题意； D．钻木取火是将机械能转化为内能，故D不符合题意。 故选A。 4．D 【详解】A．热值是燃料的一种特性，其大小由燃料种类决定，与燃料完全燃烧放出的热量Q无关，故A不符合题意； B．热值是燃料的一种特性，其大小由燃料种类决定，热值大小与燃料的质量m无关，故B不符合题意； C．热值反映燃料完全燃烧放热能力，但实际燃烧时可能存在不完全燃烧情况，因此燃烧1kg煤放出的热量不一定大于燃烧1kg干柴放出的热量，故C不符合题意； D．热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧放出的热量均无关，故D符合题意。 故选D。 5．D 【详解】A．加热过程中，水吸热，温度升高、内能增大，水的内能增大是通过热传递方式实现的，故A错误； B．热量是过程量，不能说含有热量，故B错误； C．水蒸气对橡胶塞做功，水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，水蒸气的内能减小，故C错误； D．水蒸气膨胀对塞子做功，将水蒸气的内能转化为木塞的机械能，能量转化情况与汽油机的做功冲程相同，故D正确。 故选D。 6．D 【详解】A．在做功冲程中，燃气燃烧对外做功，将内能转化为机械能，所以给外界提供动力的是做功冲程，故A正确，不符合题意； B．柴油机压缩冲程中，活塞压缩空气做功，使空气的内能增加、温度升高，这是通过做功的方式增加了空气的内能，故B正确，不符合题意； C．因为热机在工作过程中，不可避免地会有能量损失，如摩擦损失、散热损失等，所以柴油机的热机效率不可能达到100%，故C正确，不符合题意； D．由题意可知，该柴油机1s内飞轮的转动圈数为，因单缸四冲程柴油机的一个工作循环包括四个冲程，飞轮转两圈，对外做功一次，所以，该柴油机每秒内飞轮转动30圈，完成60个冲程，对外做功15次，故D错误，符合题意。 故选D。 7．C 【详解】A．比较不同燃料的热值，需要控制被加热的液体种类相同，燃料种类不同。乙、丙两图中燃料种类不相同，液体种类也不同，所以不能比较不同燃料的热值，故A错误； B．因为加热装置相同，相同时间内放出的热量相同，甲、丙装置中的液体在 内加热时间相同，所以吸收的热量相同，吸收的热量之比为 1∶1，故B错误； C．根据，在质量和吸收热量相同的情况下，比热容与温度变化量成反比。甲、丙中液体质量相同，加热相同时间吸收热量相同，甲中液体升高的温度是丙中液体升高温度的 2 倍，所以a、b两种液体的比热容之比为 1∶2，故C正确； D．由图丁可知，燃料燃烧完时，燃料1燃烧了tmin，燃料2燃烧了2tmin，且甲图中液体温度变化量为，乙图中液体温度变化量为，实验中忽略热量的散失，且两杯液体的质量、比热容均相同，则由公式可得，二者放出的热量之比 燃料的质量相同，由公式可得，燃料1与燃料2的热值之比 则 故D错误。 故选C。 8．遵循 【详解】能量不会凭空产生或消失，只是发生了转化或转移，摆球从A点由静止释放，到达E点后返回，摆球荡起的高度会越来越低，是因为在摆动过程中克服摩擦做功，部分机械能转化为内能，但能量的总和不变，所以仍遵循能量守恒定律。 9． 盒盖飞出 内 【详解】[1][2]酒精燃烧后产生的高温高压的燃气，对盒盖做功，使盒盖飞出去，燃气的内能转化为盒盖的机械能。 10． 不变 方向 【详解】[1]能量守恒定律是自然界最普遍，最重要的基本定律之一，它的主要内容为：能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体上，在能量的转移和转化过程中，能量的总量保持不变。可知此过程中所有的能量总和不变。 [2]机械能能够转化为内能，而散失在空气的中的内能无法再利用，说明能量的转移和转化是具有方向性的。 11． 3400 15% 【详解】[1]由图知，输入的化学能E＝4000J，输出的动能E1＝600J，则输出的内能和声能为 [2]小轿车正常工作时的效率为 12． 热值 热量 温室 【详解】[1]氢具有较高的热值，与质量相同的其它燃料相比，完全燃烧放出的热量更多。 [2][3]燃油汽车的发动机在工作过程中，通过排气冲程把废气排出汽缸，废气不仅带走了相当多的热量，还排出大量的有害、有毒物质。其中的二氧化碳加剧了全球的温室效应，使地球气温上升，冰层熔化。 13． 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。 14． 不变 【详解】[1]干木柴的热值为 [2]热值是燃料的特性，其大小只与燃料的种类有关，而与燃料的质量无关，用掉一半后，干木柴的热值不变。 15． 上升 热胀冷缩 凝华 做功 易拉罐变瘪了 大气压强的存在 【详解】（1）[1][2]在吸管内引入一小段油柱，把罐体放在热水中，密封罐内气体受热膨胀却不能排出，所以管内的油柱上升；温度不同，油柱的高度也不会不同，所以这是利用气体的热胀冷缩制作简易温度计的。 （2）[3]罐底出现“白霜”，这是空气中的水蒸气遇冷直接变成的小冰晶，是凝华现象。 （3）[4]电火花打火时，酒精气体燃烧体积膨胀，对外做功，使罐子飞出去，因此酒精燃烧后产生的燃气的内能转化为罐子的机械能，汽油机的做功冲程也是将内能转化为机械能，所以这与汽油机的做功冲程能量转化方式一致。 （4）[5][6]水吸热汽化成水蒸气，水蒸气把易拉罐内的空气排出，封住罐口，停止加热，罐内气体温度降低，气体压强减小，小于大气压，大气压将易拉罐压瘪。易拉罐被压瘪这个现象可以表明大气压强的存在。 16． 由下而上 相同 小 存在热损失或者燃料没有完全燃烧 【详解】（1）[1]在安装实验装置的时候，为了便于调节，应该由下往上安装。 （2）[2]为了比较相同质量的酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少，必须控制二者的质量相等、烧杯内水的质量相等、两个烧杯相同。 （3）[3]相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热，酒精燃烧放出的热量可以将水的温度升高 35℃-15℃=20℃ 碎纸片燃烧放出的热量可以使相同质量的水的温度升高 25℃-15℃=10℃ 水吸收热量分别是酒精和纸片燃烧释放的，由可知燃烧相同质量的酒精和纸片，酒精放出的热量是纸片的两倍，再由可知酒精的热值是碎纸片的2倍，所以碎纸片的热值为1.2×106J/kg。 （4）[4][5]因为烧杯、空气也吸收热量，并且燃料不可能完全燃烧，导致水吸收的热量比燃烧完全燃烧释放的能量少，即测得的Q放偏小，根据所以测得的热值会偏小。 17．(1)6.72×106J (2)3.0×107J (3)22.4% 【详解】（1）水吸收的热量 Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×20kg×(100℃-20℃)=6.72×106J （2）酒精完全燃烧放出的热量 Q放=mq=1kg×3.0×107J/kg=3.0×107J （3）炉子烧水的效率 18．(1) (2)30% (3)45℃ 【详解】（1）汽车匀速行驶， 汽车受到的牵引力与阻力是一对平衡力，则牵引力 汽车行驶的距离 发动机牵引力做的功为 （2）汽油完全燃烧放出的热量 汽车发动机的热机效率 （3）水吸收的热量 由得，水升高的温度 19．(1) 做功 增大 (2)大 (3)不能 【详解】（1）[1][2]运载火箭在穿越大气层时，整流罩与大气层中的气体发生摩擦，这是通过做功的方式（即机械能转化为内能）使整流罩的内能增大，温度升高。 （2）[1]比冲是描述火箭发动机性能的一个重要参数，它表示单位质量燃料所能产生的推力。比冲高的运载火箭液体发动机意味着在相同的燃料质量下，能产生更大的推力，使火箭飞得更高、更远。为了达到这样的效果，应选用热值较大的燃料，因为热值大的燃料在完全燃烧时能释放出更多的能量。 （3）[1]热机效率是指热机工作过程中有用能量与总能量之比。由于热机在工作过程中总会有一部分能量以热能的形式散失到空气中，同时机械部件之间也会存在摩擦消耗一部分能量，因此热机的效率不可能达到100%。 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 $