第14章 内能的利用 单元能力提升卷-2026-2027学年人教版物理九年级全一册

**基本信息** 2026-2027学年九年级物理人教版第14章内能的利用能力提升卷，以科技前沿（如天问二号发射）、生活情境（如宜宾燃面制作）为载体，覆盖能量转化守恒、热机、效率等核心知识点，注重物理观念建构与科学思维培养，适配单元复习。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|10|能量转化（小球弹跳）、热机冲程（汽油机示意图）|结合丰宁抽水蓄能电站等科技情境，辨析能量转化本质| |多选题|3|分子运动（燃面香味）、热机原理（胶卷盒实验）|融合生活现象与实验情境，考查科学论证能力| |填空题|4|热机转速计算、蒸蛋器能量转化|联系生活应用（蒸蛋器），强化物理观念应用| |实验题|2|做功与内能关系、燃料热值比较|设计注射器压缩气体等探究实验，培养科学探究能力| |计算题|3|高铁阻力计算、火箭效率分析|结合高铁、火箭等真实场景，提升科学态度与社会责任|

第14章内能的利用能力提升卷 2026-2027学年物理九年级全一册人教版（2024） 一、单选题 知识点一能量的转化和守恒 1．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，在此过程中小球的能量总量是保持不变的 C．在小球的运动中，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 2．下列四种现象中，只发生能量的转移而不发生能量的转化的过程是（     ） A．烧水时，水蒸气顶起壶盖 B．植物吸收太阳光进行光合作用 C．冬天，用手摸户外的金属杆时手感到凉 D．给电动车的蓄电池充电 3．丰宁抽水蓄能电站（如图所示）是我国建成的当前世界上规模最大的抽水蓄能电站。在用电低谷时段，利用电网多余电能将下水库的水抽至上水库储存；在用电高峰时段，再从上水库放水冲击水轮机后带动发电机发电。关于抽水蓄能电站，下列分析正确的是（     ） A．选址时上、下水库高度差越小越好 B．用电低谷时，以电能的形式储能 C．用电高峰时，机械能转化为电能 D．存储的能量可以全部转化为电能 知识点二 热机 4．如图所示是某单缸四冲程汽油机的工作示意图。下列说法正确的是（     ） A．一个工作循环的正确顺序是：丁、丙、甲、乙 B．甲图冲程将内能转化为机械能 C．丙图冲程是做功冲程，内能转化成机械能 D．若飞轮的转速为1800r/min，则该汽油机每秒对外做功30次 5．如图是某同学在实践活动中制作的简易汽轮机模型，下列有关说法正确的是（　　） A．酒精灯燃烧时，将内能转化为化学能 B．易拉罐里所装水增加的内能是通过热传递的方式获得的 C．蒸汽从罐中喷出，使扇叶转动，这是能量的转移 D．在制作简易汽轮机过程中，选择中性笔后端作为蒸汽喷嘴的实验效果会更好 6．如图所示，是小符同学跟爷爷学习功夫的四个基本动作，由此他联想到热机的冲程，以下正确的是（     ） A．“鼻孔吸气”对应的汽油机冲程吸入的是汽油 B．“气沉丹田”对应的汽油机冲程是将机械能转化为内能 C．“排山倒海”所对应的汽油机冲程是靠飞轮的惯性来完成的 D．汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的 知识点三 热机的效率 7．2025年我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙火箭成功发射“天问二号”小行星探测器，“天问二号”承担的探测任务有：对小行星2016HO3进行伴飞、取样并返回地球，以及对主带彗星311P开展伴飞探测，关于长征三号乙火箭，下列分析错误的是（忽略火箭质量的变化）（     ） A．加速升空过程中，内能转化为机械能 B．加速升空过程中，动能增大，重力势能也增大 C．工作时不属于热机，因为它没有热机的结构 D．向地面喷出高温燃气，是利用“力的作用是相互的”原理来提供动力 8．2024年4月25日20时58分57秒，神舟十八号载人飞船搭载长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，如图甲所示。下列说法不正确的是（     ） A．火箭上升过程中飞船的重力势能增加 B．火箭喷出高温燃气获得升空动力的过程同图丙所示的冲程中的能量转化相同 C．图乙所示的冲程中机械能转化为内能 D．让燃料充分燃烧是提高热值的有效途径 9．如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，两图装置均相同。燃料的质量用m表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用Δt表示（水未沸腾）（　　） A．若m甲＝m乙，Δt甲＜Δt乙，则甲燃料的热值大 B．若Δt甲＝Δt乙，m甲＞m乙，则甲燃料的热值大 C．若，则乙燃料的热值大 D．若，则乙燃料的热值大 10．兴趣小组进行如下实验：甲、乙两烧杯各装100g的水，甲烧杯用酒精灯加热，乙烧杯用煤油灯加热，都将烧杯内的水加热至沸腾，测得消耗酒精4g、煤油2.5g。小组同学根据实验数据绘制了水温与加热时间关系的图像如图所示。已知，，，下列说法错误的是（     ） A．沸腾前，两烧杯中的水比热容一样大 B．前5min，甲杯中的水吸收的热量为 C．相同的时间内甲乙两杯水吸收的热量相等 D．酒精灯加热的效率为28% 二、多选题 11．宜宾燃面是四川省最具特色的传统名小吃之一，旧称油条面，因其油重无水，点火即燃，故名燃面。制作方法：锅中加大量水，烧沸后下入面条，用大火煮至断生（宜稍硬），捞到漏勺里，用筷子压住后用力甩干水分，装碗里，放入特制香油，拌匀拨散。下面叙述正确的是（     ） A．在较远的地方就能闻到燃面的香味，说明分子在不停地做无规则的运动 B．捞到漏勺里，用筷子压住后用力甩干水分，使面条的温度升高 C．放入特制香油，拌匀拨散是使特制香油扩散 D．燃面燃烧时，其化学能转化为内能 12．如图所示，取一只透明的胶卷盒，底部钻一小孔，将电子式火花发生器的放电针管紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向塑料盒盖中滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后启动电火花发生器的按钮，电子式火花发生器点燃盒中酒精蒸气，产生的燃气将塑料盒盖喷出很远。下面说法正确的是（     ） A．酒精燃烧是将化学能转化为内能 B．酒精燃烧后的燃气对外做功，燃气的内能减少，转化为塑料盒盖的机械能 C．根据这个原理可以制造成热机 D．这种机械的效率可能大于或等于1 13．2025年5月29日，我国用长征三号乙运载火箭成功将行星探测工程天问二号探测器发射升空。如图，火箭起飞时，发动机内的燃料剧烈燃烧，以下说法正确的是（     ） A．燃料燃烧将内能转化为电能 B．燃料燃烧将化学能转化为内能 C．燃料燃烧过程中，能量的总量保持不变 D．发动机的效率能达到100% 三、填空题 14．中学生在某次体能测试进行百米赛跑时，终点计时员听到枪声后才开始计时，运动员的成绩是15s，运动员的实际成绩是______s（保留一位小数）。在奔跑的过程中运动员身体的化学能转化为______能。（声音在15℃时空气中的传播速度为340m/s） 15．汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成的，图中表示的是______冲程，若工作时转速为3600r/min，则1s做功______次。若水箱内用水做循环液，是因为______。 16．小明利用如图所示的蒸蛋器蒸鸡蛋的过程中，发现蒸蛋器在使用时会通过上方小孔喷出蒸汽，他想到物理老师说过的热机的工作原理，于是将自制的风车放在小孔附近，成功地让风车转了起来，蒸汽推动风车时的能量转化与汽油机________冲程的能量转化相同。已知某单缸汽油机每秒对外做功25次，则它的飞轮转速为________r/min。 17．随着温度为-161.5℃的液态甲烷燃料从我国某型火箭底部逐渐注入，火箭壳体自下而上迅速出现了霜且越变越厚，霜的出现属于___________（物态变化名）现象，该现象说明火箭壳体材料具备的物理属性是___________。低温燃料加注完成后，火箭应在短时间内发射，原因是：______________________。火箭升空过程中，内部燃料越来越少，此过程中液态甲烷的热值___________。 四、实验题 18．为了探究做功对物体内能的影响，小明利用注射器、数字温度传感器等器材进行了如图所示的探究。如图甲，在注射器前端筒壁上钻一个小孔，将温度传感器的探头插入注射器内，用密封胶将小孔密封，读出此时温度传感器的示数。 (1)如图乙，用橡皮帽将注射器的注射口堵住，用力向左推动活塞，传感器的示数逐渐增大，说明活塞压缩筒内气体，使气体温度______内能______（以上两空均选填：增大/不变/减小），这是通过______的方式改变了气体的内能； (2)当橡皮帽被喷出时，注射口喷出“白气”，温度传感器示数______（变大/不变/变小），说明筒内气体对外做功后，内能______（增大/不变/减小），此过程中的能量转化与下列四幅图中，______（填字母）展示的冲程的能量转化相同。 A．    B．   C．        D． 19．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。丁图中所用燃料种类相同。 (1)比较不同燃料的热值，应选择 _____两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量，是通过__________来反映的（选“温度计上升示数”或“加热时间”）； (2)比较不同物质吸热升温的特点：应选择 _____两图进行实验。 (3)若液体B的比热容是4.0×103J/（kg•℃），液体A的比热容是 _____J/（kg•℃）。 五、计算题 20．我国的高铁规模雄踞世界第一，高铁技术处在世界最前沿。高铁运行的动力来源是电力系统提供的电能，列车消耗电能主要用于两部分：一是为电机提供动力，二是为车厢内各种用电器提供电能。列车运行时，会受到不同种类的阻力，其中空气阻力影响最大，车速越大，列车受到的空气阻力就越大，导致需要电机提供的牵引力越大，耗电越快。如图所示为某列车试验阶段所受空气阻力随速度变化的关系图像。该列车以的速度在水平直轨道上做匀速直线运动，所受空气阻力占总阻力的80%，忽略车厢内用电器的耗电。 (1)求列车受到的总阻力的大小； (2)求列车运行电机牵引力做的功； (3)已知该列车电机将电能转化为机械能的效率为94%，若该列车仍以的速度在水平直轨道上做匀速直线运动，但受到的总阻力减小5%，求列车运行能节省的电能。 21．2024年3月，中国参赛队搭乘某大型运输机赴俄罗斯参加国际军事比赛。该运输机是我国自主研发的大型运输机，通过航空煤油在发动机气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力。若该运输机在高空飞行时在恒定的水平推力F作用下，以200m/s的速度沿水平方向匀速航行1h，共消耗掉航空煤油6000kg。运输机发动机输出的总机械功率是，航空煤油的热值取。试求在这1h内： (1)运输机飞行的路程； (2)6000kg航空煤油完全燃烧放出的热量； (3)运输机获得水平推力F； (4)该运输机发动机将内能转化成输出机械能的效率。 22．近期，比亚迪汽车发布了一种新架构的汽车动力平台“DM-I超级混动系统”，将电动汽车驾驶平顺、动力足与燃油车补能快的优点进行了有机结合，有效地弥补了电动车充电补能慢的缺点。混合动力汽车的动力系统由汽油机、蓄电池组和电动机组成。汽车动力系统部分参数见表，当蓄电池组内的化学能低于电池容量的25%时，电动机不工作，动力系统自动切换到汽油机工作状态。经过测试当汽车在水平路面以72的速度匀速行驶时，汽车所受阻力为1000 N。（，汽油的热值取） 汽车动力系统部分参数 油箱容量 40 L 电池容量（总电能） 电动机的效率 80% 汽油机的效率 35% (1)如果汽油机工作时的转速为3600，则1s内汽油机对外做功___________次。 (2)40 L汽油完全燃烧能够放出多少热量？ (3)如果汽车只由蓄电池组提供动力，则充满电的蓄电池组最多能使汽车在水平路面上以72的速度匀速行驶多少？ (4)提高燃油汽车的效率对节能减排有重大意义，每辆燃油汽车全年平均耗油1.8 t，武汉市2024年汽车的保有量已经破500万辆，内燃机的效率平均值取29%，燃油的热值取。若能把内燃机的效率提高1%，武汉市全年可以节约多少燃油？ 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14章内能的利用能力提升卷-2026-2027学年物理九年级全一册人教版（2024）》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C C C B B C D D C 题号 11 12 13 答案 AD ABC BC 1．C 【详解】A．小球弹起高度越来越小，说明机械能减小，机械能转化为了内能，总能量守恒，故A错误； B．小球在运动过程中与空气摩擦、与地面碰撞，机械能转化为内能并转移给空气和地面，小球自身的能量总量减小，故B错误； C．小球在运动中克服空气阻力做功、与地面碰撞，有一部分机械能转化成了内能，导致机械能减小，故C正确； D．能量守恒定律是自然界普遍适用的基本定律，在任何条件下都成立，故D错误。 故选C。 2．C 【详解】A．水蒸气顶起壶盖是内能转化为机械能，故A不符合题意； B．植物进行光合作用是将光能转化为化学能的过程，故B不符合题意； C．冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷，是通过热传递改变内能，是能量的转移过程，故C符合题意； D．给电动车的蓄电池充电，是电能转化为化学能储存起来，是能量的转化过程，故D不符合题意。 故选C。 3．C 【详解】A．相同质量的水，上、下水库的高度差越大，储存的重力势能越大，可转化的电能越多，因此选址时高度差越大越好，故A错误； B．用电低谷时，电能转化为水的重力势能储存，是以机械能的形式储能，故B错误； C．用电高峰时，上水库中水的重力势能先转化为水轮机的机械能，再由发电机将机械能转化为电能，故C正确； D．能量转化过程中不可避免地存在能量损耗，存储的能量不能全部转化为电能，故D错误。 故选C。 4．C 【详解】A．甲图两气门关闭，活塞上行，为压缩冲程；乙图排气门打开，活塞上行，为排气冲程；丙图两气门关闭，火花塞点火，活塞下行，为做功冲程；丁图进气门打开，活塞下行，为吸气冲程。正确顺序为丁、甲、丙、乙，故A错误； B．甲图为压缩冲程，将机械能转化为内能，故B错误； C．丙图为做功冲程，将内能转化为机械能，故C正确； D．转速为1800r/min时，飞轮每秒钟转30转，完成60个冲程，即15个工作循环，每秒对外做功15次，故D错误。 故选C。 5．B 【详解】A．酒精灯燃烧时，将酒精的化学能转化为水和水蒸气的内能，故A错误； B．易拉罐里的水吸收热量，内能增加，这是通过热传递的方式改变内能的，故B正确； C．蒸汽从罐中喷出，使扇叶转动，将蒸汽的内能转化为扇叶的机械能，这是能量的转化，故C错误； D．中性笔后端的口径较大，作为喷嘴喷出的蒸汽分散，冲击力小，实验效果比较差，而选用口径较小的笔尖作为喷嘴，蒸汽喷出更集中，冲击力更强，实验效果更好，故D错误。 故选B。 6．B 【详解】A．“鼻孔吸气”相当于吸气冲程，汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物，故A错误； B．“气沉丹田”相当于压缩冲程，在压缩冲程中将机械能转化为内能，故B正确； C．“排山倒海”时对外做功，相当于汽油机的做功冲程，此冲程中将内能转化为机械能，不是靠飞轮的惯性来完成的，故C错误； D．汽油机是通过火花塞点火，而柴油机不是，故D错误。 故选B。 7．C 【详解】A．火箭加速升空过程中，燃料燃烧释放的内能转化为火箭的机械能，故A正确。 B．题目说明忽略火箭质量变化，加速升空时火箭速度增大、动能增大，高度升高、重力势能增大，故B正确。 C．热机的定义是利用内能做功、将内能转化为机械能的机器，火箭工作时将燃料的内能转化为机械能，属于热机，故C错误。 D．火箭向地面喷出高温燃气，对燃气施加向下的力，根据"力的作用是相互的"，燃气对火箭施加向上的反作用力来提供动力，故D正确。 故选 C。 8．D 【详解】A．重力势能与质量和高度有关，火箭上升过程中，质量不变，高度升高，重力势能增加，故A正确； B．火箭升空是内能转化为机械能，图丙两气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程，内能转化为机械能，能量转化相同，故B正确； C．图乙两气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，机械能转化为内能，故C正确； D．热值是燃料本身的特性，只与燃料种类有关，与燃烧情况无关，充分燃烧不能提高热值，故D错误。 本题要求选择错误的，故选D。 9．D 【详解】设水的质量为，水吸收的热量 燃料的质量为m，燃料完全燃烧放出的热量 两图装置相同，两装置热效率均为，则，即 解得 因、、均相同，故热值与成正比。 A．若，，则，故，故A不符合题意； B．若，，则，故，故B不符合题意； C．若，则，故，故C不符合题意； D．若，则，故D符合题意。 故选D。 10．C 【详解】A．比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关，与温度变化无关，沸腾前，甲、乙烧杯中的水比热容一样大，故A正确； B．前5min甲杯中的水从20℃升高到100℃，吸收的热量，故B正确； C．甲、乙两杯水质量相同，相同的时间内，甲乙升高的温度不同，由可知两杯水吸收的热量不相等，故C错误； D．酒精完全燃烧放出的热量 酒精灯加热的效率，故D正确。 本题选择描述错误的，故选C。 11．AD 【详解】A．在较远位置就能闻到燃面的香味，属于扩散现象，本质是香味分子在永不停息地做无规则运动，故A正确； B．甩干水分是利用惯性使水与面条分离，该过程没有对面条做功增加内能，且水蒸发吸热会使面条温度降低，故B错误； C．扩散是分子自发进行的无规则运动过程，放入香油后手动拌匀拨散是借助外力让香油和面条充分混合，不属于扩散现象，故C错误； D．燃面点火燃烧时会释放光和热，属于化学反应过程，自身储存的化学能会转化为内能，故D正确。 故选AD。 12．ABC 【详解】A．酒精燃烧发生化学变化，将化学能转化为内能，故A正确； B．燃气将塑料盒盖喷出，燃气对外做功，内能转化为盒盖的机械能，燃气内能减少，故B正确； C．该过程燃气对外做功，内能转化为机械能，热机是利用内能做功的机器，根据此原理可制造热机，故C正确； D．使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总小于总功，由可知机械效率总小于1，不可能大于或等于1，故D错误。 故选ABC。 13．BC 【详解】AB ．燃料燃烧发生化学变化，将化学能转化为内能，故A错误，B正确； C．由能量守恒定律可知，燃料燃烧过程中能量的总量保持不变，故C正确； D．由 可知，由于存在废气带走热量、散热及摩擦等能量损失，，故 ，故D错误。 故选BC。 14． 15.3 机械 【详解】声音传播100m的时间 因计时员听到枪声才开始计时，测得成绩比实际成绩少了声音传播的时长，故运动员实际成绩 运动员奔跑过程中，消耗体内化学能，获得运动的机械能，因此化学能转化为机械能。 15． 做功 30 水的比热容大 【详解】由图中两气门关闭、火花塞点火、活塞向下运动，可知该冲程为做功冲程。 转速 即每秒飞轮转60圈，因汽油机一个工作循环飞轮转2周，对外做功1次，故1s内做功次数为 30次。 水的比热容较大，相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度时可以吸收更多的热量，冷却散热效果更好，适合作为汽油机的循环冷却液。 16． 做功 3000 【详解】蒸汽推动风车时将蒸气的内能转化为风车的机械能，与汽油机做功冲程能量转化相同。 单缸汽油机每秒对外做功25次，因四冲程汽油机每对外做功1次，飞轮转动2周，故每秒飞轮转动圈数为，则飞轮转速为 17． 凝华 导热性好 防止液态甲烷持续吸热汽化，造成燃料损耗或储箱压力过大引发危险 不变 【详解】霜是空气中的气态水蒸气直接变为固态冰晶附着在壳体表面，物质由气态直接变为固态的物态变化叫做凝华。 因液态甲烷温度极低，壳体外可迅速达到水蒸气凝华的温度，说明壳体导热性好。 因液态甲烷温度远低于环境温度，会持续吸热汽化，长时间停放会导致燃料损耗、储箱压力过高，故需短时间发射。 热值是燃料的固有特性，只和燃料的种类有关，和燃料的质量、体积多少没有关系，所以液态甲烷质量减少时热值保持不变。 18．(1) 增大 增大 做功 (2) 变小 减小 D 【详解】（1）用力向左推活塞时，活塞对筒内气体做功，机械能转化为气体的内能，因此气体的内能增大，对应温度传感器示数上升，气体温度也随之增大，这个过程是通过做功的方式改变物体内能。 （2）橡皮帽被喷出时，筒内高压气体对外做功，将内能转化为橡皮帽的机械能，气体自身内能减小，温度降低，因此温度传感器示数减小； 该过程的能量转化是内能转化为机械能，对应汽油机的做功冲程。 A．两气门都关闭，活塞上行，是压缩冲程，机械能转化为内能； B．进气门打开，排气门关闭，活塞下行，是吸气冲程，没有能量转化； C．排气门打开，进气门关闭，活塞上行，是排气冲程，没有能量转化； D．两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，是做功冲程，内能转化为机械能，和本实验过程的能量转化一致。 故选D。 19．(1) 甲、乙 温度计上升示数 (2)甲、丙 (3) 【详解】（1）比较不同燃料的热值，应选择不同的燃料加热相同的物质，即用甲、乙两图进行实验；质量相同的水，温度变化越大，说明吸收热量越多，所以实验中通过温度计示数来表示燃料放出热量的多少。 （2）要比较不同物质吸热升温的特点，则需要燃烧相同的燃料（确保相同时间放出的热量相同），加热相同的时间，比较质量和初温相同的液体升高的温度，应选择甲、丙两图进行实验，由转换法，实验中，不同物质吸收热量的多少是通过加热时间来反映的。 （3）丁图中使用相同燃料加热，说明相同时间内A、B吸收的热量相等；从图中可知，两者都从0℃升温到80℃时，A的加热时间是10min，B的加热时间是20min，说明A吸收的热量是B的；根据吸热公式，A、B质量相同、升高的温度相同，因此比热容与吸收的热量成正比，可得 20．(1) (2) (3) 【详解】（1）时，由题图可知，空气阻力 总阻力 （2）列车在水平轨道上做匀速直线运动，牵引力等于总阻力 故 列车运行通过的距离 牵引力做的功 （3）列车仍在水平轨道上做匀速直线运动，牵引力等于总阻力 牵引力的减小量 列车运行牵引力做功的减少量 列车电机的效率，故列车节省的电能 21．(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）飞机飞行速度 运输机飞行的路程 （2）6000kg航空煤油完全燃烧放出的热量 （3）据知，运输机获得的水平推力 （4）运输机所做的有用功 该运输机发动机将内能转化成输出机械能的效率 22．(1) 30 (2) (3) (4) 【详解】（1）汽油机转速，四冲程汽油机每2转对外做功1次。1s内对外做功次数 （2）汽油质量 汽油完全燃烧放出的热量 （3）汽车以72km/h匀速行驶时，牵引力与阻力平衡， 蓄电池转化的有用机械能 由得，行驶路程 （4）因汽车全年所需有用功不变，故。提高效率后每辆车耗油量 每辆车节约燃油质量 武汉市全年节约总燃油质量 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 $