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”，通过歼-35战机、零碳内燃机等科技情境及加热水等生活场景，覆盖热机效率、四冲程原理、热值计算等核心知识点，适配九年级物理单元复习，注重物理观念与科学探究能力的考查。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|10|热机效率、四冲程能量转化、热值特性|结合阅兵战机等科技情境，考查基础概念与科学推理| |填空题|5|压缩冲程能量转化、飞轮转速计算|联系空气压缩引火仪实验，强化物理观念| |实验题|2|燃料热值比较、物质吸热能力探究|用控制变量法设计对比实验，培养科学探究能力| |计算题|2|热机功率计算、热水器效率应用|结合汽油机、热水器实际场景，考查综合应用能力|

第十四章 内能的利用 同步练 一、单选题 1．下列措施中不能提高热机效率的方法是（　　） A．使燃料充分燃烧 B．增加热机的传动装置 C．保证良好的润滑 D．减少热机的各种热损失 2．关于四冲程汽油机，下列说法正确的是（　　） A．压缩冲程将内能转化为机械能 B．做功冲程是将内能转化为机械能 C．只有做功冲程是依靠飞轮惯性完成的 D．汽油机的吸气冲程吸入的是纯空气 3．在2025年9月3日纪念抗战胜利阅兵式上，国产新型战机“歼-35”挂弹受阅，如图所示。歼-35携带的航空煤油具有较高热值，可保障战机长时飞行。以下说法正确的是（   ） A．煤油燃烧越充分，其热值越大 B．在阅兵过程中，煤油燃烧了一部分，剩余的热值将减小 C．使用航空煤油作燃料，发动机的热机效率可达100% D．相同质量的这种航空煤油，完全燃烧后产生的热量比其他热值低的燃料更多 4．如图所示是一台单缸四冲程汽油机工作时的四冲程示意图，下列说法正确的是（　　） A．甲冲程中具有很明显的机械能转化为内能的过程 B．丁冲程中空气从进气门进入汽缸，汽油从喷油嘴进入汽缸 C．该汽油机在一个工作循环中工作过程依次为丁、丙、甲、乙 D．四冲程中靠飞轮惯性完成的冲程只有乙、丁 5．某汽油机曲轴转速是，则1s内汽油机内能转化为机械能的次数及完成的冲程个数为（     ） A．60次，120个 B．40次，160个 C．80次，240个 D．30次，120个 6．“喝开水”通常指的是饮用经过煮沸的水，它可以促进新陈代谢、维持身体水分平衡等。如图所示，1标准大气压下，用煤气灶将壶中2kg、初温为20℃的水恰好加热至沸腾的过程中，煤气灶的加热效率为60%。已知水的比热容为，煤气的热值为，则下列说法正确的是（　　） A．加热过程中，水的内能和比热容均不变 B．水吸收的热量为 C．消耗的煤气完全燃烧放出的热量为 D．消耗煤气的体积为 7．如图是四冲程汽油机的工作示意图，下列说法不正确的是（　　） A．丙冲程中内能转化为机械能 B．这四个冲程的正确顺序是：丁→甲→丙→乙 C．若该内燃机1s内对外做功15次，则飞轮转速是1800r/min D．汽油机和柴油机都是通过火花塞点燃的 8．如图是某汽油机的能量流向。在未来的汽车市场，零碳内燃机采用绿氢等零碳燃料，在全生命周期可实现零碳排放，未来前景可观。下列有关说法错误的是（　　） A．零碳内燃机比普通内燃机更环保 B．汽车尾气中的“汽油味”越浓，说明燃料燃烧得越充分 C．在该汽油机的能量损失中，废气带走的热量最多 D．由图可知该汽油机的效率是28% 9．图1甲为注射器，在室温恒为T1的环境中，老师快速向下推动活塞压缩针筒内的气体后松手，活塞即刻被向上弹起，此过程中针筒内均处于密封，针筒内物质均处于气态，针筒内气体温度随时间变化图像如图1乙，（由于气体分子间距比较大，此实验过程不考虑分子势能的变化），则说法正确的个数是（    ） ①活塞下压时，是通过做功改变针筒内气体的内能 ②过程的能量转化与图2中丙相同 ③密封气体在时刻的内能小于时刻的内能 ④活塞静止后，密封气体的温度最终保持在 ⑤图2丙存在化学能转化成内能的过程 ⑥若图2内燃机飞轮转动速度为3600r/min，则每秒完成涉及内能和机械能相互转化的冲程有60次 A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 10．为探究不同燃料燃烧放热能力的差异，小明设计了如图甲、乙所示的两组对比实验，实验装置完全相同。烧杯内水的初温、质量也都相同，实验中忽略热量的散失，两种燃料质量相同，燃烧完后，画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A．实验中应控制两种燃料燃烧的时间相同 B．燃料燃烧放出热量的多少是通过加热的时间来反映的 C．甲烧杯水吸收热量与乙烧杯水吸收热量之比是4∶3 D．燃料1的热值与燃料2的热值之比是3∶2 二、填空题 11．一台单缸四冲程汽油机的压缩冲程是将机械能转化成_____能，若此汽油机飞轮的转速为1800r/min，则每秒钟汽油机对外做功_____次。 12．如图，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，观察到棉花燃烧，此现象表明________（选填“做功”或“热传递”）可以改变物体的内能。用打气筒打气时，气筒壁会发热，这主要是因为活塞对筒内气体________（选填“做功”或“热传递”），使筒内气体内能增大，温度升高，此过程中的能量转化与四冲程汽油机________冲程的能量转化相同。 13．如图是四冲程汽油机的______程，此时缸内的燃气内能______（选填“增加”或“减小”）。若该四冲程汽油机飞轮转速是2400r/min，则汽油机每秒对外做功______次。 14．如图所示，是某单缸四冲程汽油机的某一冲程示意图，它表示的是_____冲程，其能量转化情况是_____；若该汽油机飞轮转速为3600r/min，则汽油机1s内对外做功_____次。请写出一条提高热机效率的措施：_____。 15．如图所示，在试管内装一些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾，会看到塞子被弹出。在塞子被弹出的过程中，水蒸气的______能转化成塞子的机械能。这个过程和汽油机的______冲程原理相同。 三、作图题 16．请在图中坐标系中画出某种燃油（其热值为）的热值与其完全燃烧所放出的热量Q的关系图像。 四、实验题 17．如图所示，甲乙丙三图中装置完全相同，燃料的质量相等烧杯内的液体质量和初温也相同。 (1)比较不同燃料的热值，可以选择____两图进行对比： (2)为了研究不同物质的吸热能力，利用甲丙两幅图进行实验，根据记录的数据做出了两种液体的温度随时间变化的图像，如图所示： ①实验中，用______（填序号）间接反映液体吸收热量的多少；吸收相同热量时，通过比较______（填序号）来判断吸热能力的强弱： A．加热时间    B．温度计示数的变化 ②由图可以看出，______液体沸点较高，______液体的比热容较大； ③如果已知b液体的比热容是1.8×103J/(kg·℃)，则a液体的比热容是______J/(kg·℃)。 18．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： (1)为了研究不同物质的吸热能力，选用图中甲丙两装置进行实验，根据记录的数据做出了两种液体的温度随时间变化关系如图所示： ①不同物质吸热的多少是通过______（选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的； ②由图丁可以看出，若b液体的比热容是，则a液体的比热容是______； (2)为了研究不同燃料的热值，应选用______两幅图装置进行实验。在实验前用天平测出了烧杯中液体的质量及燃料的质量，并记录数据利用公式（若a，b液体的比热容已知）计算出了液体吸收的热量，通过这些数据计算出某种燃料的热值。你认为这样的计算结果与实际燃料的热值相比会______（填“偏大”或“偏小”）。 五、计算题 19．如图为汽油机做功冲程的示意图，若某型号单缸四冲程汽油机的活塞冲程长度为，某种工作状态下做功冲程燃气的平均压力为，活塞以2400次/min做往复运动，往复运动两次，对外做功一次。求： (1)汽油机在此工作状态下，对外做的一次功的大小； (2)汽油机在此工作状态下，1min内做功的功率； (3)如果此工作状态下每分钟消耗40g汽油，那么汽油机把内能转化为机械能的效率为多少。（，不计摩擦） 20．有一款家用即热式天然气热水器，它的加热效率为50%，热水器进水管水温为22℃，出水管水温为42℃，该状态下放出质量为20kg的热水。已知天然气的热值为，水的比热容为。求： (1)水吸收的热量？ (2)天然气完全燃烧放出的热量？ (3)消耗天然气多少？ 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 B B D A B D D B B D 1．B 【详解】热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。所以使燃料充分燃烧、减少热量的损失、保证良好的润滑，可以提高热机的效率，增加传动装置，可能会多做额外功，并不能减少热量的损失，甚至可能降低效率。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 2．B 【详解】AB．四冲程工作过程中能量的转化：压缩冲程为机械能→内能；做功冲程为先是化学能→内能，再由内能→机械能，故A错误，B正确； C．四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，其它三个冲程都依靠飞轮的惯性完成，故C错误； D．在吸气冲程中，汽油机吸入气缸中的是空气和汽油的混合气体，柴油机吸入的只有空气，故D错误。 故选B。 3．D 【详解】A．热值是燃料的一种特性，它的大小只与燃料的种类有关，与燃料是否完全燃烧无关。煤油燃烧越充分，相同质量的煤油放出的热量越多，但其热值不变。故A错误； B．热值是燃料的一种特性，它的大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关。煤油燃烧了一部分，质量减小，但剩余煤油的热值不变。故B错误； C．热机工作时，燃料燃烧放出的热量，一部分用来做有用功，另一部分由于机器散热、废气带走等原因被损耗掉了，所以热机的效率不可能达到100%。故C错误； D．根据热量计算公式可知，在燃料质量m相同的情况下，燃料的热值q越大，完全燃烧放出的热量Q放就越多。题干中提到航空煤油具有较高热值，因此相同质量的这种航空煤油，完全燃烧后产生的热量比其他热值低的燃料更多。故D正确。 故选D。 4．A 【详解】A．甲图：两气门都关闭，活塞向上运行，压缩气体做功，将机械能转化内能，是压缩冲程，故A正确； B．丁图：进气门打开，活塞向下运行，吸入空气和汽油的混合气体，是吸气冲程，汽油机没有喷油嘴，故B错误； C．丙图：两气门都关闭，活塞向下运行，内能转化为机械能，是做功冲程，为汽车提供动力；乙图：排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程； 故汽油机的四个冲程依次是吸气冲程、压冲程、做功冲程、排气冲程，即丁、甲、丙、乙；故C错误； D．在汽油机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，即依靠飞轮惯性完成的冲程是：甲、乙、丁，故D错误。 故选A。 5．B 【详解】曲轴1s内转动的转数 四冲程汽油机完成一个工作循环时曲轴转动2r，内能转化为机械能1次，并完成4个冲程。因此1s内汽油机内能转化为机械能的次数为 1s内完成的冲程个数为 故选B。 6．D 【详解】A．加热过程中，水吸收了热量，温度升高，内能增大；比热容是物质的一种特性，大小与物质的种类和状态有关，在加热过程中，水的种类和状态均不变，故水的比热容不变，故A错误； B．一个标准大气压下水的沸点为100℃，则水吸收的热量为 故B错误； CD．由可知，煤气燃烧放出的热量为 由可知，消耗煤气的体积为 故D正确，C错误。 故选D。 7．D 【详解】甲中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是机械能转化为内能，是第二冲程； 乙中的一个气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四冲程； 丙中的两个气阀都关闭，活塞向下运动，所以为做功冲程，是内能转化为机械能，是第三冲程； 丁中的一个气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一冲程； 在内燃机的一个工作循环中，曲轴转动2周，活塞往复运动2次，对外做功1次； A．丙表示做功冲程，是内能转化为机械能，故A正确，不符合题意； B．四个冲程的正确顺序是丁、甲、丙、乙，故B正确，不符合题意； C．由题意可知，内燃机1s内对外做功15次，1s内飞轮的转动圈数为30r。在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。则飞轮转速是，故C正确，不符合题意； D．汽油机是通过火花塞点火的，柴油机是通过压缩空气，空气产生的高温压燃的，故D错误，符合题意。 故选D。 8．B 【详解】A．零碳内燃机采用零碳燃料，全生命周期可实现零碳排放，相比普通内燃机碳排放更少，更环保，故A正确，不符合题意； B．汽车尾气中“汽油味”越浓，说明更多未燃烧的汽油随尾气排出，代表燃料燃烧得越不充分，故B错误，符合题意； C．根据能量流向图可知，能量损失中废气带走热量占比36%，是所有能量损失中占比最高的，故C正确，不符合题意； D．热机效率为热机所做的有用功占燃料完全燃烧放出的热量的比例，由能量流向图可知，该汽油机效率为 故D正确，不符合题意。 故选B。 9．B 【详解】①活塞下压时，针筒内气体被做功，内能增大，是通过做功改变针筒内气体的内能，故①正确； ②过程是针筒内气体被压缩的过程，针筒内气体被做功，内能增大，温度升高，此过程中机械能转化为内能，图2中丙是内燃机的做功冲程，内能转化为机械能，二者能量转化不同，故②错误； ③时间内，针筒内密封气体对活塞做功，内能减小，温度降低，所以在时刻的内能大于时刻的内能，故③错误； ④装置会与周围的空气发生热传递，最终会与室温平衡，温度相等，所以密封气体的温度最终保持在T1，故④错误； ⑤图2丙中，火花塞打火使燃料燃烧放出热量，将化学能转化为内能，所以图2丙存在化学能转化成内能的过程，故⑤正确； ⑥若图2内燃机飞轮转动速度为3600r/min=60r/s，表示每秒飞轮转动60周，完成30个工作循环，对外做功30次，由于做功冲程将内能转化为机械能、压缩冲程将机械能转化为内能，即一个工作循环有两次内能和机械能相互转化的冲程，则每秒完成内能和机械能相互转化的冲程有60次，故⑥正确。 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 10．D 【详解】A．本实验的目的是探究不同燃料燃烧放热能力的差异，需要让两种燃料完全燃烧，比较它们完全燃烧放出热量的多少，而不是控制燃烧时间相同。因为不同燃料的燃烧速度可能不同，控制燃烧时间相同不能保证燃料完全燃烧，也就无法准确比较它们的放热能力，故A错误； B．在本实验中，燃料燃烧放出的热量被水吸收，根据Q吸=cmΔt，在水的质量m和比热容c相同的情况下，水吸收热量的多少是通过水升高的温度Δt来反映的，而不是加热时间，故B错误； C．已知水的质量m和比热容c都相同，根据Q吸=cmΔt，由图丙可知，甲杯水升高的温度 乙杯水升高的温度 则甲烧杯水吸收热量Q甲=cmΔt甲，乙烧杯水吸收热量Q乙=cmΔt乙，那么 故C错误； D．实验中忽略热量的散失，燃料完全燃烧放出的热量等于水吸收的热量，即Q放=Q吸。 根据Q放=mq，两种燃料质量m相同，设燃料1的热值为q1，燃料2的热值为q2，则Q放1=mq1，Q放2=mq2。 因为Q放1=Q甲， Q放2=Q乙，且，所以 即燃料1的热值与燃料2的热值之比是3∶2，故D正确。 故选D。 11． 内 15 【详解】[1]压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物，机械能转化为内能。 [2]飞轮转速1800r/min=30r/s，每转2圈完成一个工作循环，故每秒完成15个工作循环，又因为每1个工作循环做功1次，故每秒做功次数为15次。 12． 做功 做功 压缩 【详解】下压空气压缩引火仪的活塞时，活塞对筒内空气做功，将机械能转化为空气的内能，让空气温度升高达到棉花的燃点使棉花燃烧，这个过程是通过做功的方式改变物体内能。 活塞的机械能转化为空气的内能，这和四冲程汽油机的压缩冲程的能量转化规律一致。 13． 做功冲 减小 20 【详解】[1]图中两个气门均关闭，活塞向下运动，火花塞点火，这是做功冲程。 [2]做功冲程中，燃气膨胀推动活塞做功，将内能转化为机械能，因此缸内燃气的内能减小。 [3]已知飞轮转速是2400r/min，即转速 四冲程汽油机的工作特点是：一个工作循环（包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程）中，飞轮转动2圈，对外做功1次。所以每秒飞轮转40r,做功次数为20次。 14． 压缩 机械能转化为内能 30 给发动机加润滑油 【详解】[1]如图，进气门和排气门都是关闭的，可以判断是压缩冲程或做功冲程，又因为活塞向上运动，可以判断是压缩冲程。 [2]压缩冲程中，活塞的机械能转化为气缸内燃气的内能，该过程是通过做功的方式改变物体内能的。 [3]飞轮转速为3600r/min=60r/s，飞轮每转动两圈，对外做功一次，此时飞轮1s转动60圈，对外做功30次。 [4]给发动机加润滑油：加润滑油后，摩擦减小，散失的热能减少，更多燃料燃烧产生的内能能通过活塞、曲轴转化为机械能（有用功），因此效率提高。 15． 内 做功 【详解】[1][2]塞子被弹出的过程中，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减小，温度降低，将内能转化为塞子的机械能。汽油机的做功冲程中，燃料燃烧释放的内能推动活塞向下运动，内能转化为机械能，与此过程相同。 16． 【详解】热值是燃料的一种特性，它和燃料的质量、放出热量的多少无关，且因为其热值为4×107J/kg，所以燃油的热值与其完全燃烧所放出的热量Q的关系图像是一条过热值q轴上4×107J/kg的点并且与热量Q轴平行的射线，如下图所示： 17．(1)甲乙 (2) A B b b 0.9×103 【详解】（1）为了比较不同燃料的热值要用不同的燃料，应加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲和乙两图进行实验。 （2）①[1][2]实验中，由转换法，用加热时间间接反映液体吸收热量的多少，加热时间越长，液体吸收的热量越多，故选A；根据比较吸热能力的方法，吸收相同热量时，通过比较温度计示数的变化来判断吸热能力的强弱，故选B。 ②[3][4]由图可以看出，当a液体温度达到80℃，该液体开始沸腾，而此时没有达到b液体的沸点，故b液体的沸点较高，b液体沸腾前，加热相同时间，b升温慢，根据知，b液体的比热容较大。 ③[5]将质量相同的两种液体加热至80℃时，a的加热时间为10min，b的加热时间为20min，两液体的温度变化值Δt=80℃-20℃=60℃ 而升高相同温度时，b所需时间是a的2倍，即b吸收的热量是a的2倍，根据Q吸=cmΔt可知，比热容和吸收的热量成正比，b的比热容是a的2倍，所以a的比热容为 18．(1) 加热时间 900 (2) 甲乙 偏小 【详解】（1）[1]甲丙两装置中用相同的热源加热，相同时间内两种液体吸收热量相同，根据转换法，不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的。 [2]由图丁可知，升高相同的温度，a、b两种液体加热时间之比为，则吸收的热量之比为。根据，质量和升温相同时，比热容和吸收的热量成正比，所以a、b两种液体比热容之比为，则a液体的比热容 （2）[1]比较不同燃料的热值，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同，故应选择甲、乙两图进行实验。 [2]燃料燃烧产生的热量不能完全被液体吸收，存在热损失，所以计算得出的热值比实际值要偏小。 19．(1)360J (2) (3)23.5% 【详解】（1）根据功的公式可知，对外做的一次功的大小 （2）活塞以2400次/分钟做往复运动，由于活塞往复运动2次，对外做一次功，则1min对外做功1200次，所以1min内做功 根据功率公式可知，功率 （3）每分钟消耗40g汽油，根据热值公式可知，完全燃烧放出热量 根据效率公式可知，汽油机把内能转化为机械能的效率 20．(1) (2) (3) 【详解】（1）水吸收的热量为 （2）由可知，天然气完全燃烧放出的热量为 （3）由可知，消耗天然气的体积为 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 $