第十四章 内能的利用 复习 导学案-2026-2027学年九年级物理 全一册人教版

该初中物理单元导学案以“内能的利用”为核心，围绕热机工作原理、热机效率及能量守恒定律构建知识体系，通过“知识回顾-精练应用”的递进设计，引导学生从概念梳理到实际问题解决，形成完整的复习路径。 亮点在于实验探究任务设计，如“比较不同燃料热值”实验，学生需设计方案、分析数据，培养科学探究和科学思维素养。精练题结合火箭燃料、汽车冷却等生活实例，涵盖选择、计算等题型，既巩固能量观念，又为教师单元复习提供针对性教学支持。

第14章 内能的利用复习导学案 班级： 姓名： 【知识回顾】 一、　热机 1、热机是把内能　　　转化为机械能　　　的机器。 2、汽油机的一个工作循环由吸气　　、压缩　　、做功　　、排气　　四个冲程组成，四个冲程中，只有做功　　冲程对外做功，其他三个冲程靠飞轮的惯性来完成；一个工作循环中，活塞往复各两次　　，曲轴转动两圈　　，对外做功一次　　。 3、汽油机与柴油机的比较： 汽油机 柴油机 燃料 汽油 柴油 构造 气缸顶部有火花塞 气缸顶部有喷油嘴 吸气冲程吸入 汽油与空气的混合物 空气 压缩冲程末点火方式 点燃式 压燃式 效率 效率较低 效率较高 应用 轿车、摩托车等 载重汽车、拖拉机等 4、在压缩冲程中，机械能　　转化为内能　　；在做功冲程中，内能　　转化为机械能　　。 二、　热机的效率 1、燃料的热值：把某种燃料完全燃烧　　放出的热量　　与其质量　　之比，叫做这种燃料的热值，热值的单位是J/kg　　，气体燃料的热值单位是J/m³　。 2、热值是燃料的一种特性　　，只与燃料的种类　　有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧、放热的多少等无关　　。 3、燃料完全燃烧放出热量的计算公式：Qmq　　（固体、液体），Q=Vq　（气体）。 4、热机效率：热机用来做有用功　　的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热　量之比，叫做热机的效率，计算公式为　　　　　　　　。 5、提高热机效率的途径： ①使燃料充分燃烧　　； ②减少各种热损失　　； ③利用废气的能量； ④保证良好的润滑，减少机械摩擦　。 三、　能量的转化和守恒 1、能量既不会凭空消灭　　，也不会凭空产生　　，它只会从一种形式转化　　为其他形式，或者从一个物体转移　　到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变　　。这就是能量守恒定律。 2、能量守恒定律是自然界最普遍　　、最重要　　的定律之一。 【精练】 1．2022年6月5日，长征二号F遥十四运载火箭搭载神舟十四号载人飞船成功发射升空。关于运载火箭发射升空（如图）时涉及的物理知识（　　） A．使用的燃料热值较小 B．燃料燃烧时将内能转化为化学能 C．周围出现大量的“白气”是汽化现象 D．燃气主要通过热传递使周围的空气内能增大 2．下列关于热值的表述正确的是（　　） A．酒精的热值等于1kg的酒精燃烧放出的热量 B．燃料的质量越大，热值越大 C．燃料燃烧放出的热量越多，热值越大 D．燃料的热值只与燃料的种类有关 3．如图所示。在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉。迅速压下活塞，观察到硝化棉燃烧起来。在下压活塞的过程中，下列说法正确的是（　　） A．筒内气体的内能转化为活塞的机械能 B．图中能量转化的过程与汽油机压缩冲程相同 C．筒内气体和筒壁的内能改变方式相同 D．筒内气体的温度升高主要是因为活塞克服摩擦做功 4．某汽油机的四个冲程如图所示，在该汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是（　　） A．① B．② C．③ D．④ 5．如图所示是四冲程汽油机的剖面图，下列关于其四个冲程的描述错误的是 A．吸气冲程中，吸入的是汽油与空气的混合物 B．每一个冲程，活塞刚好往返一次 C．压缩冲程中，机械能转化为内能 D．做功冲程中，燃料燃烧释放的内能中一部分转化为机械能 6．如图所示是汽油机工作时的四个冲程，下列说法正确的是（　　） A．汽油机吸气冲程汽缸吸进物质是汽油 B．该内燃机的四个冲程正确的工作顺序是乙→甲→丁→丙 C．活塞在汽缸内往复运动一次，该汽油机对外做功一次 D．甲是压缩冲程，将内能转化为机械能，丁是做功冲程，将机械能转化为内能 7．关于温度、内能、热量和做功，下列说法正确的是（　　） A．做功可以改变物体的内能 B．0℃的冰块没内能 C．物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量 D．物体放出热量时，温度一定降低 8．（多选）下列有关热现象说法正确的是（　　） A．1kg酒精比1g酒精的热值大 B．夏日荷塘里荷花盛开，花香四溢说明分子在不停地做无规则运动 C．用锯条锯木板，锯条的温度升高是由于锯条从木板中吸收了热量 D．用水作为汽车发动机散热器的冷却剂，其主要原因是水的比热容较大 9．（多选）关于热现象，下列说法不正确的是（　　） A．温度越高的物体所含有的热量越多 B．内燃机的做功冲程将内能转化为机械能 C．汽车驶过后灰尘飞舞，不能说明分子在不停地做无规则运动 D．热胀冷缩的常识告诉我们，物体温度升高时，体积一定变大 10．（多选）关于如图所示的实验，下列说法正确的是（　　） A．胶塞冲出时看到“白气”说明物体对外做功内能增加 B．“白气”是水蒸气液化生成，说明物体对外做功内能减小 C．胶塞冲出时看到“白气”这个过程中内能转化为机械能 D．酒精灯燃烧的过程，内能转化为化学能 11．（多选）用相同的酒精灯加热初温相同（未知）、质量均为100g的甲、乙两种液体，已知68min消耗酒精的质量为0.4g，它们的温度随时间变化的图像如图，甲、乙单位时间吸收的热量相等，甲的比热容c甲=2×103J/（kg•℃），酒精的热值q酒 =3×107J/kg（单位时间消耗酒精的质量相同）。下列说法正确的是（　　） A．甲液体的沸点为80℃，乙液体的沸点为40℃ B．68min酒精灯对甲液体的加热效率约为33.3% C．甲、乙两种液体的初温都是0℃ D．乙液体的比热容c乙=4×103J/（kg•℃） 12.（多选）下列关于汽油机和柴油机的主要区别，其中错误的是（　　） A．柴油机的上部是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞 B．在压缩冲程中，柴油机对空气的压缩程度比汽油机对空气的压缩程度低 C．柴油机和汽油机的一个工作循环都是由4个冲程组成，压缩冲程把内能转化为机械能 D．柴油机吸入汽缸的只是空气，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物 13．我国神舟系列载人飞船使用液态氢做燃料是因为它的　 　大，当飞船进入轨道后，从近地点到远地点时，飞船的　 　能转化为　 　能，飞船的机械能　 　（填“变大”、“变小”或“不变”）。 14．运动会上常用气球来装饰会场，在烈日曝晒下，气球的内能增大，这是通过 　 　的方式改变气球内能的。现代火箭用液态氢作燃料，是因为它具有较大的 　 　，其燃烧过程时将化学能转化为内能。 15．现代电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置，在汽车刹车时带动发电机，将汽车的　 　能转化为电能，为汽车提供后续运动的能量．有人认为，只要不断改进，这种汽车就可以一边行驶，一边发电，永远运动下去，这种观念违背了　 　，我国火箭升空使用固体氢作为燃料，是因为固体氢的　 　较大． 16．“汽车不但要吃油，有时也要喝水”，用水冷却发动机（汽油机）　 　大，发动机（汽油机）工作过程中　 　能转化为机械能。 17．在吹气球时，吹大了的气球没握住，它叫啸着飞跑了！ 图甲情景中的能量转化过程与图　 　（选填“乙”或“丙”）所示热机工作冲程相同。若该热机的飞轮转速是1800r/min，则热机每秒对外做功　 　次。 18．新农村建设中正在大力推广使用瓶装液化气。如果每瓶装10kg液化气，液化气的热值取4.2×107J/kg，则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是　 　J，若放出的热量有40%被水吸收，在标准大气压下可把　 　kg的水从20℃加热至沸腾.[c水=4.2×103J/（kg·℃）]。 19．如图所示是深受年轻人喜爱的电动平衡车，平衡车采用锂电池组提供电能，行驶时电动机把电能转化为平衡车的　 　能，实现了碳的零排放，平衡车在行驶过程中，以车为参照物，车上的人是　 　的，平衡车的轮胎表面有凹凸不平的花纹，是为了　 　（选填“增大”或“减小”）车轮与地面的摩擦力． 20．如图，甲、乙、丙三图装置完全相同，燃料的质量、烧杯中液体的质量和初温都相同。 (1)在组装实验装置时，你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序应是 （选填“由下而上”或“由上而下”）； (2)要比较两种物质的吸热本领，应该选择 两图进行实验，实验中通过 （选填“温度计示数变化量”或“加热时间”）来反映物质吸收热量的多少； (3)要比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验，实验中，同时点燃燃料后，需等待燃料 （选填“燃烧相同时间”或“充分燃烧完毕”），燃料放出的热量的多少是通过 （选填“温度计示数变化量”或“加热时间”）来反映的； (4)若通过图甲来估测燃料1的热值，请写出燃料1热值的表达式 （用、、、表示），利用此实验方法计算出的燃料热值与实际相比偏 （选填“大”或“小”）。 21．小刚同学和家人在郊外野餐时用木炭烧水，铁锅内装有5L水，把水从30℃加热至98℃，已知水的比热容为 。木炭的热值为3.4×107J/kg，它燃烧放出的热有10%被水吸收，已知 。求： （1）水的质量； （2）在这个过程中水吸收的热量； （3）在这个过程中燃烧的木炭质量。 22．我国自主研制的某新型航空飞机，它的热效率和推进效率都较高。所谓热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃结产生的内能之比，而推进效率则是指发动机对飞机的推力所做的功与发动机获得的机械能之比。已知飞机飞行时所受阻力f与运行速度v的关系如表。若某次航行中飞机以的水平速度匀速巡航0.5h，需要完全燃烧热值为的燃油1080kg。分析并完成以下问题： 速度 100 200 300 400 500 阻力 （1）飞机在这次匀速巡航的过程中，推力做功的功率。 （2）1080kg燃油完全燃烧释放的热量。 （3）若发动机的推进效率为60%，则发动机获得的机械能为多大？发动机的热效率为多大？ （4）分析：飞机水平匀速巡航时，发动机的推力随着巡航速度的变大而　 　 ；动能　 　 、机械能　 　 （均选填“变大”“变小”或“不变”）（忽略燃油的消耗对飞机质量的影响）。 参考答案 【知识回顾】 一、　热机 1、热机是把内能　　　转化为机械能　　　的机器。 2、汽油机的一个工作循环由吸气　　、压缩　　、做功　　、排气　　四个冲程组成，四个冲程中，只有做功　　冲程对外做功，其他三个冲程靠飞轮的惯性来完成；一个工作循环中，活塞往复各两次　　，曲轴转动两圈　　，对外做功一次　　。 3、汽油机与柴油机的比较： 汽油机 柴油机 燃料 汽油 柴油 构造 气缸顶部有火花塞 气缸顶部有喷油嘴 吸气冲程吸入 汽油与空气的混合物 空气 压缩冲程末点火方式 点燃式 压燃式 效率 效率较低 效率较高 应用 轿车、摩托车等 载重汽车、拖拉机等 4、在压缩冲程中，机械能　　转化为内能　　；在做功冲程中，内能　　转化为机械能　　。 二、　热机的效率 1、燃料的热值：把某种燃料完全燃烧　　放出的热量　　与其质量　　之比，叫做这种燃料的热值，热值的单位是J/kg　　，气体燃料的热值单位是J/m³　。 2、热值是燃料的一种特性　　，只与燃料的种类　　有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧、放热的多少等无关　　。 3、燃料完全燃烧放出热量的计算公式：Q放=mq　　（固体、液体），Q放=Vq　（气体）。 4、热机效率：热机用来做有用功　　的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热　量之比，叫做热机的效率，计算公式为　。 5、提高热机效率的途径： ①使燃料充分燃烧　　； ②减少各种热损失　　； ③利用废气的能量； ④保证良好的润滑，减少机械摩擦　。 三、　能量的转化和守恒 1、能量既不会凭空消灭　　，也不会凭空产生　　，它只会从一种形式转化　　为其他形式，或者从一个物体转移　　到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变　　。这就是能量守恒定律。 2、能量守恒定律是自然界最普遍　　、最重要　　的定律之一。 【精练】 1．2022年6月5日，长征二号F遥十四运载火箭搭载神舟十四号载人飞船成功发射升空。关于运载火箭发射升空（如图）时涉及的物理知识（　D　） A．使用的燃料热值较小 B．燃料燃烧时将内能转化为化学能 C．周围出现大量的“白气”是汽化现象 D．燃气主要通过热传递使周围的空气内能增大 2．下列关于热值的表述正确的是（　D　） A．酒精的热值等于1kg的酒精燃烧放出的热量 B．燃料的质量越大，热值越大 C．燃料燃烧放出的热量越多，热值越大 D．燃料的热值只与燃料的种类有关 3．如图所示。在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉。迅速压下活塞，观察到硝化棉燃烧起来。在下压活塞的过程中，下列说法正确的是（　B　） A．筒内气体的内能转化为活塞的机械能 B．图中能量转化的过程与汽油机压缩冲程相同 C．筒内气体和筒壁的内能改变方式相同 D．筒内气体的温度升高主要是因为活塞克服摩擦做功 4．某汽油机的四个冲程如图所示，在该汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是（　C　） A．① B．② C．③ D．④ 5．如图所示是四冲程汽油机的剖面图，下列关于其四个冲程的描述错误的是( B ) A．吸气冲程中，吸入的是汽油与空气的混合物 B．每一个冲程，活塞刚好往返一次 C．压缩冲程中，机械能转化为内能 D．做功冲程中，燃料燃烧释放的内能中一部分转化为机械能 6．如图所示是汽油机工作时的四个冲程，下列说法正确的是（　B　） A．汽油机吸气冲程汽缸吸进物质是汽油 B．该内燃机的四个冲程正确的工作顺序是乙→甲→丁→丙 C．活塞在汽缸内往复运动一次，该汽油机对外做功一次 D．甲是压缩冲程，将内能转化为机械能，丁是做功冲程，将机械能转化为内能 7．关于温度、内能、热量和做功，下列说法正确的是（　A　） A．做功可以改变物体的内能 B．0℃的冰块没内能 C．物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量 D．物体放出热量时，温度一定降低 8．下列有关热现象说法正确的是（　BD　） A．1kg酒精比1g酒精的热值大 B．夏日荷塘里荷花盛开，花香四溢说明分子在不停地做无规则运动 C．用锯条锯木板，锯条的温度升高是由于锯条从木板中吸收了热量 D．用水作为汽车发动机散热器的冷却剂，其主要原因是水的比热容较大 9．关于热现象，下列说法不正确的是（　AD　） A．温度越高的物体所含有的热量越多 B．内燃机的做功冲程将内能转化为机械能 C．汽车驶过后灰尘飞舞，不能说明分子在不停地做无规则运动 D．热胀冷缩的常识告诉我们，物体温度升高时，体积一定变大 10．关于如图所示的实验，下列说法正确的是（　BC　） A．胶塞冲出时看到“白气”说明物体对外做功内能增加 B．“白气”是水蒸气液化生成，说明物体对外做功内能减小 C．胶塞冲出时看到“白气”这个过程中内能转化为机械能 D．酒精灯燃烧的过程，内能转化为化学能 11．用相同的酒精灯加热初温相同（未知）、质量均为100g的甲、乙两种液体，已知68min消耗酒精的质量为0.4g，它们的温度随时间变化的图像如图，甲、乙单位时间吸收的热量相等，甲的比热容c甲=2×103J/（kg•℃），酒精的热值q酒 =3×107J/kg（单位时间消耗酒精的质量相同）。下列说法正确的是（　ABC　） A．甲液体的沸点为80℃，乙液体的沸点为40℃ B．68min酒精灯对甲液体的加热效率约为33.3% C．甲、乙两种液体的初温都是0℃ D．乙液体的比热容c乙=4×103J/（kg•℃） 12.（多选）下列关于汽油机和柴油机的主要区别，其中错误的是（　　） A．柴油机的上部是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞 B．在压缩冲程中，柴油机对空气的压缩程度比汽油机对空气的压缩程度低 C．柴油机和汽油机的一个工作循环都是由4个冲程组成，压缩冲程把内能转化为机械能 D．柴油机吸入汽缸的只是空气，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物 13．我国神舟系列载人飞船使用液态氢做燃料是因为它的　 热值 　大，当飞船进入轨道后，从近地点到远地点时，飞船的　动 　能转化为　 重力势 　能，飞船的机械能　 不变 　（填“变大”、“变小”或“不变”）。 14．运动会上常用气球来装饰会场，在烈日曝晒下，气球的内能增大，这是通过 　热传递 　的方式改变气球内能的。现代火箭用液态氢作燃料，是因为它具有较大的 　 热值 　，其燃烧过程时将化学能转化为内能。 15．现代电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置，在汽车刹车时带动发电机，将汽车的　 机械 　能转化为电能，为汽车提供后续运动的能量．有人认为，只要不断改进，这种汽车就可以一边行驶，一边发电，永远运动下去，这种观念违背了　 能量守恒定律 　，我国火箭升空使用固体氢作为燃料，是因为固体氢的　 热值 　较大． 16．“汽车不但要吃油，有时也要喝水”，用水冷却发动机（汽油机）　 比热容 　大，发动机（汽油机）工作过程中　 内 　能转化为机械能。 17．在吹气球时，吹大了的气球没握住，它叫啸着飞跑了！ 图甲情景中的能量转化过程与图　 乙 　（选填“乙”或“丙”）所示热机工作冲程相同。若该热机的飞轮转速是1800r/min，则热机每秒对外做功　 15 　次。 18．新农村建设中正在大力推广使用瓶装液化气。如果每瓶装10kg液化气，液化气的热值取4.2×107J/kg，则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是　4.2×108 　J，若放出的热量有40%被水吸收，在标准大气压下可把　500 　kg的水从20℃加热至沸腾.[c水=4.2×103J/（kg·℃）]。 19．如图所示是深受年轻人喜爱的电动平衡车，平衡车采用锂电池组提供电能，行驶时电动机把电能转化为平衡车的　机械 　能，实现了碳的零排放，平衡车在行驶过程中，以车为参照物，车上的人是　静止 　的，平衡车的轮胎表面有凹凸不平的花纹，是为了　 增大 　（选填“增大”或“减小”）车轮与地面的摩擦力． 20．如图，甲、乙、丙三图装置完全相同，燃料的质量、烧杯中液体的质量和初温都相同。 (1)在组装实验装置时，你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序应是 由下而上 （选填“由下而上”或“由上而下”）； (2)要比较两种物质的吸热本领，应该选择 甲、丙 两图进行实验，实验中通过 加热时间 （选填“温度计示数变化量”或“加热时间”）来反映物质吸收热量的多少； (3)要比较不同燃料的热值，应选择 甲、乙 两图进行实验，实验中，同时点燃燃料后，需等待燃料 充分燃烧完毕 （选填“燃烧相同时间”或“充分燃烧完毕”），燃料放出的热量的多少是通过 温度计示数变化量 （选填“温度计示数变化量”或“加热时间”）来反映的； (4)若通过图甲来估测燃料1的热值，请写出燃料1热值的表达式 （用、、、表示），利用此实验方法计算出的燃料热值与实际相比偏 小 （选填“大”或“小”）。 21．小刚同学和家人在郊外野餐时用木炭烧水，铁锅内装有5L水，把水从30℃加热至98℃，已知水的比热容为 。木炭的热值为3.4×107J/kg，它燃烧放出的热有10%被水吸收，已知 。求： （1）水的质量； （2）在这个过程中水吸收的热量； （3）在这个过程中燃烧的木炭质量。 【答案】（1）解：由密度公式 得 答：水的质量为5kg； （2）解：水吸收的热量 答：在这个过程中水吸收的热量是 ； （3）解：由 可得木炭燃烧放出的热量 由 可得，用掉木炭的质量 答：在这个过程中燃烧的木炭质量是0.42kg。 【解析】【分析】（1）根据物体的密度和体积的乘积计算质量； （2）根据物体的比热容、质量和温度差的乘积，计算热量； （3）利用吸收的热量和热效率的比值计算总热，利用热量和热值的比值计算燃料的质量。 22．我国自主研制的某新型航空飞机，它的热效率和推进效率都较高。所谓热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃结产生的内能之比，而推进效率则是指发动机对飞机的推力所做的功与发动机获得的机械能之比。已知飞机飞行时所受阻力f与运行速度v的关系如表。若某次航行中飞机以的水平速度匀速巡航0.5h，需要完全燃烧热值为的燃油1080kg。分析并完成以下问题： 速度 100 200 300 400 500 阻力 （1）飞机在这次匀速巡航的过程中，推力做功的功率。 （2）1080kg燃油完全燃烧释放的热量。（3）若发动机的推进效率为60%，则发动机获得的机械能为多大？发动机的热效率为多大？ （4）分析：飞机水平匀速巡航时，发动机的推力随着巡航速度的变大而　 　 ；动能　 　 、机械能　 　 （均选填“变大”“变小”或“不变”）（忽略燃油的消耗对飞机质量的影响）。 【答案】；；；；变大；不变；不变 12 学科网（北京）股份有限公司 $