第十四章《内能的利用》单元测试卷 2026-2027学年人教版物理九年级上册

**基本信息** 人教版九年级上册物理第十四章“内能的利用”单元卷，以广东地域特色与科技情境为载体，全面考查热机、热值、能量守恒等核心知识，适配单元复习，强化物理观念与科学探究能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单项选择题|7题21分|热机冲程、热值特性、永动机辨析|结合燃油汽车、西气东输等真实情境| |填空题|7题21分|核能转化、比热容应用、热机效率|融入太平岭核电站、潮汕煤油炉等地域文化| |实验探究题|3题24分|比较燃料热值、吸热升温快慢、热机效率影响因素|突出控制变量法、转换法，设创新变式问| |计算题|2题16分|水吸热、天然气放热、汽车牵引力做功与效率|联系燃气热水器、燃油汽车实际应用| |综合能力题|2题18分|海上风电储能、早茶中的能量转化|融合科技前沿与生活场景，考查科学态度与责任|

2026-2027学年人教版九年级上册物理 第十四章 内能的利用　单元测试卷 满分：100分　考试时间：80分钟 班级：________姓名：________　座号：________　成绩：________ 一、单项选择题（本大题共7小题，每小题3分，共21分） 1．2026年暑假，小明一家驾驶燃油汽车从广州出发前往潮汕游玩。关于汽车发动机（四冲程汽油机）的工作过程，下列说法正确的是（　　） A．吸气冲程中，吸入汽缸的只有汽油 B．压缩冲程中，内能转化为机械能 C．做功冲程中，火花塞点火，燃气推动活塞向下运动 D．排气冲程中，活塞向下运动，将废气排出汽缸 2．下图为四冲程汽油机某一冲程的工作示意图，下列对该冲程的判断正确的是（　　） A．这是压缩冲程，将机械能转化为内能 B．这是压缩冲程，将内能转化为机械能 C．这是做功冲程，将机械能转化为内能 D．这是做功冲程，将内能转化为机械能 3．我国“西气东输”工程将天然气送入千家万户。佛山某家庭使用天然气灶烧水，关于天然气的热值，下列说法正确的是（　　） A．天然气燃烧越充分，其热值越大 B．一瓶天然气用掉一半后，剩余天然气的热值变为原来的一半 C．热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量 D．天然气的热值越大，燃烧时放出的热量一定越多 4．深圳某科技馆的展台上陈列着一台“永动机”模型：小球沿轨道滚下推动水车转动，水车又带动水泵把水抽回高处，设计者声称它不需要任何能量就能永远运转下去。下列说法正确的是（　　） A．该装置能制成，因为它不违背能量守恒定律 B．该装置不能制成，因为能量在转化和转移过程中总量会减少 C．该装置不能制成，因为克服摩擦做功会消耗能量，而能量守恒定律表明能量不能凭空产生 D．只要减小摩擦、改进工艺，该装置就能永远运转 5．端午节赛龙舟是广东的传统民俗活动。运动员用力向后划桨，龙舟向前运动；广东夏季中午的沙滩滚烫，而海水却较凉。下列关于能量转化与内能的说法正确的是（　　） A．划桨使龙舟前进，是内能转化为机械能 B．沙滩比海水热，是因为沙子的比热容比水大 C．一切物体在任何温度下都具有内能 D．温度高的物体含有的热量比温度低的物体多 6．某学校物理兴趣小组做“比较煤油和酒精热值大小”的实验：取质量相等的煤油和酒精分别完全燃烧，加热两杯初温相同的水，记录水的末温。下列关于该实验的说法正确的是（　　） A．实验中两杯水的质量可以不相等 B．水的末温越高，说明对应燃料的热值越大 C．实验中测得的热值会偏大，因为热量有散失 D．燃料燃烧放出的热量全部被水吸收 7．货车发动机效率为30%，行驶中完全燃烧了2 kg柴油（柴油热值q＝4.3×107 J/kg）。关于该过程，下列说法正确的是（　　） A．柴油完全燃烧放出的热量为8.6×107 J B．货车获得的有用机械能为8.6×107 J C．提高发动机效率后，柴油的热值会变大 D．若柴油只燃烧了一半，放出热量仍为8.6×107 J 二、填空题（本大题共7小题，每空1分，共21分） 8．潮汕地区有用煤油炉煮功夫茶的传统。煤油的热值是4.6×107 J/kg，它表示的物理意义是________________；完全燃烧0.5 kg煤油放出的热量是________J；若煤油没有完全燃烧，煤油的热值________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 9．下图为四冲程汽油机的工作示意图， 其中，表示做功冲程的是图________；该冲程中能量的转化是________能转化为________能。 10．2023年，太平岭核电站建设稳步推进。核电站利用核能发电，其能量转化过程是：核能→内能→________能→电能；电能在输送和使用过程中总量是________（选填“守恒”或“不守恒”）的；由于能量的转化和转移具有________性，所以我们要节约能源。 11．物理小组做“比较不同燃料热值”的实验：分别用酒精和碎纸片作燃料，加热质量、初温相同的两杯水。实验中通过比较________________来反映燃料热值的大小，这种方法叫________法；若测得的热值比标准值偏小，可能的原因是________________（写出一条即可）。 12．夏天，公园里的游客喜欢光脚踩在沙滩上。沙子被太阳晒热，这是通过________的方式改变了沙子的内能；同样的日照条件下，海水温度升高较少，是因为水的________较大；用手搓动沙子时手会发热，这是通过________的方式改变内能。 13．某公司生产的电动汽车与传统燃油汽车相比，能量利用效率更高。燃油汽车发动机工作时，燃料完全燃烧放出的能量中，只有一部分转化为有用的________能，其余能量以废气带走、散热、克服________做功等形式损失掉；因此热机效率总________（选填“大于”“等于”或“小于”）1。 14．右图为某燃气热水器工作时的能量流向示意图： 该热水器工作时，被水吸收的能量占总能量的________%；若要提高热水器的效率，可采取的措施是________________（写出一条即可）；能量在转化和转移的过程中，总量保持________。 三、实验探究题（本大题共3小题，共24分） 15．（8分）如图所示，是“比较不同燃料的热值”的实验装置图：两个相同的烧杯中分别装有质量和初温都相同的水，烧杯下方各放一个燃烧皿，左边燃烧皿中放酒精，右边燃烧皿中放碎纸片，两烧杯中各插入一支温度计。 （1）实验中，应控制酒精和碎纸片的________相同，还要控制两烧杯中水的________和________相同，这种研究方法叫________法。（4分） （2）实验中，燃料燃烧放出热量的多少是通过比较________________来反映的，这种研究方法叫________法。（2分） （3）点燃燃料，待燃料完全燃烧后，记录两烧杯中水的末温。实验数据如下表： 燃料 加热前水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃ 酒精 25 44 碎纸片 25 35 分析表中数据可得出：热值较大的燃料是________。（1分） （4）实验中测得的热值与燃料的实际热值相比偏________（选填“大”或“小”），原因是________________。（1分） 16．（8分）广东“回南天”潮湿，小明想探究“物体吸热升温的快慢与哪些因素有关”。下图为实验装置：两个相同的电加热器分别加热烧杯中的水和煤油，两烧杯中各插一支温度计，电加热器规格相同（“220 V　500 W”）。 ( 水 ) ( 煤油 ) （1）实验中应取________相同的水和煤油；用相同的电加热器加热，是为了使水和煤油在相同时间内吸收的热量________。（2分） （2）实验数据记录如下表： 加热时间/min 0 1 2 3 4 水的温度/℃ 20 22 24 26 28 煤油的温度/℃ 20 24 28 32 36 ① 分析数据可知：升高相同的温度，水需要的加热时间更________，说明水的吸热能力更________。（2分） ② 实验中通过比较________来比较水和煤油吸收热量的多少。（1分） （3）实验结束后，小明发现水和煤油的实际末温都比理论值偏低，其原因可能是________________（写出一条即可）。（1分） （4）【创新变式】若去掉一个电加热器，只用一个加热器先后加热水和煤油，要完成本实验，还必须增加的测量器材是________，并应控制两次加热时________________相同。（2分） 17．（8分）某小组自制了探究“影响热机效率因素”的模拟装置：一个密闭金属汽缸内装有一定量的气体，汽缸上方有一可上下移动的活塞，活塞上放有砝码；汽缸下方用酒精灯加热，气体膨胀推动活塞上升，活塞带动连杆提起钩码。实验中通过测量钩码被提升的高度来反映气体对外做功的多少。 （1）实验中，气体对外做功将________能转化为________能；用钩码被提升的高度来反映做功多少，运用了________法。（3分） （2）实验中钩码上升的高度明显偏低，小组同学分析原因并提出改进措施，请完成下表：（3分） 存在的问题 改进措施 活塞与汽缸间摩擦较大 ①________________ ②________________ 用绝热材料包裹汽缸 酒精灯火焰太小，加热不充分 ③________________ （3）【创新变式】有同学提出：换一个功率更大的酒精灯，让气体更快膨胀，就能提高该装置的“效率”。你认为这种说法________（选填“正确”或“不正确”），理由是________________。（2分） 四、计算题（本大题共2小题，共16分） 18．（8分）广州冬季湿冷，小华家使用燃气热水器洗澡。某次使用时，将40 kg的水从15 ℃加热到 45 ℃，共消耗天然气0.16 m3。已知水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值q＝4.0×107 J/m3。求： （1）水吸收的热量；（3分） （2）天然气完全燃烧放出的热量；（2分） （3）该燃气热水器的热效率。（3分） 19．（8分）深圳比亚迪新能源汽车技术领先全国，但传统燃油汽车仍广泛使用。某型号燃油汽车以72 km/h的速度在广深高速上匀速直线行驶100 km，汽车发动机的牵引力为900 N，此过程共消耗汽油8 kg。已知汽油的热值q汽油＝4.6×107 J/kg。求： （1）汽车行驶100 km所用的时间；（2分） （2）牵引力做的有用功；（2分） （3）8 kg汽油完全燃烧放出的热量；（2分） （4）该汽车发动机的效率（百分数保留整数）。（2分） 五、综合能力题（本大题共2小题，共18分） 20．（9分）阅读短文，回答问题。 “海底充电宝”——广东海上风电与压缩空气储能 广东海岸线漫长，海上风能资源丰富。近年来，阳江、汕尾等地建成多个海上风电场。风机叶片在风力作用下转动，带动发电机发电。但风能不稳定，用电低谷时发出的电常被浪费。为此，科研人员在沿海地区配套建设了“压缩空气储能电站”：用电低谷时，利用多余电能驱动压缩机，将空气压缩后储存到地下盐穴中，空气的内能增大；用电高峰时，释放高压空气推动涡轮机转动，带动发电机再次发电，实现“削峰填谷”。在压缩空气的过程中，若压缩机对空气做功2.4×108 J，同时空气向外散热0.6×108 J。 （1）风机发电时，将风的________能转化为电能；压缩空气储能时，电能转化为空气的________能。（2分） （2）压缩空气的过程中，空气的内能增加了多少？（2分） （3）释放高压空气推动涡轮机转动的过程，相当于汽油机的________冲程，此过程中空气的内能________（选填“增大”“减小”或“不变”）。（2分） （4）从能量转化的角度看，该储能电站能否实现能量的“100%回收”？请简述理由。（3分） 21．（9分）阅读短文，回答问题。 “早茶”里的物理学 广州人爱喝“早茶”。茶楼里，服务员用燃气炉烧开水泡茶。某燃气炉的效率为50%，烧开一壶水需要吸收1.68×106 J的热量［水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，煤气的热值q煤气＝4.2×107 J/kg］。水沸腾时，壶盖被水蒸气顶起，发出“啪啪”的响声；茶香四溢，隔着很远就能闻到；手持茶壶柄不觉得烫，而碰到金属壶身则容易烫伤。 （1）水蒸气顶起壶盖的过程中，水蒸气的________能转化为壶盖的________能；此过程中水蒸气自身的内能________（选填“增大”“减小”或“不变”）。（3分） （2）“茶香四溢”说明分子在不停地做________________；水沸腾时，虽然继续吸热，但温度________（选填“升高”“降低”或“不变”）。（2分） （3）烧开这壶水，需要完全燃烧多少千克的煤气？（3分） （4）手持茶壶柄不烫而碰金属壶身易烫伤，请从物质属性的角度解释其原因。（1分） 参考答案与解析 一、单项选择题 1．C　【解析】吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物，A错误；压缩冲程是机械能转化为内能，B错误；做功冲程中火花塞点火，燃气膨胀推动活塞向下运动，C正确；排气冲程中活塞向上运动，D错误。 2．A　【解析】图中两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故选A。 3．C　【解析】热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与是否完全燃烧、质量多少均无关，A、B错误；热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量，C正确；燃料燃烧放出的热量还与燃料质量和燃烧情况有关，热值大放热不一定多，D错误。 4．C　【解析】“永动机”运转时要克服摩擦做功，不断消耗能量，而能量守恒定律表明能量不能凭空产生，所以永动机不可能制成，故选C。能量在转化和转移过程中总量保持不变，B说法错误。 5．C　【解析】划桨使龙舟前进，是化学能（人的体能）转化为机械能，A错误；沙滩比海水烫，是因为沙子的比热容比水小，B错误；一切物体在任何温度下都具有内能，C正确；热量是过程量，不能说物体“含有”热量，D错误。 6．B　【解析】根据控制变量法，两杯水的质量和初温都应相同，A错误；水的末温越高，说明水吸收的热量越多，对应燃料的热值越大，B正确；由于热量散失，测得的热值会偏小，C、D错误。 7．A　【解析】柴油完全燃烧放出的热量Q＝mq＝2 kg×4.3×107 J/kg＝8.6×107 J，A正确；有用机械能W＝ηQ＝30%×8.6×107 J＝2.58×107 J，B错误；热值是燃料的特性，与发动机效率无关，C错误；柴油只燃烧一半，放出热量减半，为4.3×107 J，D错误。 二、填空题 8．1 kg煤油完全燃烧放出的热量是4.6×107 J；2.3×107；不变 9．丙；内；机械 10．机械；守恒；方向 11．水升高的温度（温度计示数的变化）；转换；燃料燃烧放出的热量有一部分散失到空气中（合理即可） 12．热传递；比热容；做功 13．机械；摩擦；小于 14．35；使燃料充分燃烧（或减小废气带走的热量、减少散热损失等，合理即可）；不变 三、实验探究题 15．（1）质量；质量；初温；控制变量　（2）水升高的温度；转换　（3）酒精　（4）小；燃料燃烧放出的热量有一部分散失，不能被水全部吸收 16．（1）质量；相等　（2）①长；强　②加热时间　（3）加热过程中有热量散失到空气中（合理即可）　（4）秒表；加热时间 17．（1）内；机械；转换　（2）①减小活塞与汽缸间的摩擦（如加润滑油、使接触面更光滑）　②气体（汽缸）对外散热，热量损失较大　③换用功率更大的酒精灯（或使燃料充分燃烧）　（3）不正确；热机效率是有用功与燃料完全燃烧放出总能量之比，增大酒精灯功率只能加快加热快慢，并不能改变有用功所占的比例（反而可能使散热损失增大） 四、计算题 18．解：（1）水吸收的热量：Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×40 kg×(45 ℃－15 ℃)＝5.04×106 J； （2）天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝qV＝4.0×107 J/m3×0.16 m3＝6.4×106 J； （3）热水器的热效率：η＝Q吸/Q放＝5.04×106 J/6.4×106 J＝78.75%。 19．解：（1）行驶时间：t＝s/v＝100 km/72 km/h＝25/18 h＝5000 s； （2）牵引力做的有用功：W＝Fs＝900 N×1.0×105 m＝9×107 J； （3）汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq汽油＝8 kg×4.6×107 J/kg＝3.68×108 J； （4）发动机效率：η＝W/Q放＝9×107 J/3.68×108 J≈24%。 五、综合能力题 20．（1）机械（动）；内　（2）空气增加的内能：ΔU＝W－Q散＝2.4×108 J－0.6×108 J＝1.8×108 J　（3）做功；减小　（4）不能。能量在转化和转移过程中不可避免地有损耗（如散热、克服摩擦做功等），回收的能量总小于储存的能量，所以不能实现100%回收。 21．（1）内；机械；减小　（2）无规则运动；不变　（3）煤气完全燃烧需放出的热量：Q放＝Q吸/η＝1.68×106 J/50%＝3.36×106 J，需要煤气的质量：m＝Q放/q煤气＝3.36×106 J/4.2×107 J/kg＝0.08 kg　（4）茶壶柄是热的不良导体，金属壶身是热的良导体，相同条件下金属壶身把热量迅速传到手上，所以容易烫伤。 学科网（北京）股份有限公司 $