第十四章 内能的利用 单元练习题 2026-2027学年人教版九年级物理全一册

**基本信息** 人教版九年级物理第十四章“内能的利用”单元卷，通过单选、多选等七类题型覆盖热机效率、能量转化等核心知识，结合天宫课堂、C919等科技情境，注重物理观念与科学思维的综合考查。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|8|热机效率（2题）、连通器原理（1题）|基础概念辨析，结合三峡大坝等工程实例| |多选题|2|内能变化（9题）、能量守恒（10题）|多选项设计，考查知识迁移能力| |填空题|6|内燃机冲程（11题）、能量转化（12题）|联系生活现象，如火箭升空、纸炮发声| |计算题|2|热量计算（17题）、热效率（18题）|结合卡式炉、可燃冰等实际应用| |作图题|2|汽油机冲程（19、20题）|直观考查内燃机工作原理| |实验探究题|2|比热容比较（22题）、动能影响因素（21题）|控制变量法应用，培养科学探究能力| |科普阅读题|1|C919飞机能量转化（23题）|科技前沿情境，渗透科学态度与责任|

人教版九年级物理全册第十四章 内能的利用单元练习题 一、单选题 1.三峡大坝上下游水位落差很大,为保障正常通航,修建了五级船闸(图-甲)以逐级降低水位,图-乙是船闸示意图。下列说法正确的是( ) A.三峡大坝上宽下窄 B.船闸利用了连通器原理 C.水从高处落下时,水的动能转化为重力势能 D.三峡水电站工作时,将电能转化为机械能 2.关于热机的效率,下列说法中正确的是( ) A.热机做的有用功越多,效率一定越高 B.热机消耗的燃料越少,效率一定越高 C.热机做一定的有用功,消耗的燃料越少,效率一定越高 D.热机做功越快,效率一定越高 3.下列与热学有关叙述合理的是( ) A.年平均气温为-25 的南极的冰山没有内能 B.烤火取暖是火焰的温度转移到了人身上 C.内燃机压缩冲程将机械能转化为内能 D.“端午佳节粽叶飘香”,人们闻到粽子的香味是升华现象 4.下列说法中正确的是( ) A.如图甲所示,当抽出玻璃板时,密度较小的二氧化氮扩散到上方瓶中 B.如图乙所示,瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气的内能增大 C.如图丙所示,是研究做功可改变内能的装置,快速压缩空气,空气的内能将增大 D.如图丁所示,表示的是内燃机的压缩冲程,该冲程中汽缸内分子运动的剧烈程度减弱 5.现代生活中常使用内燃机提供动力的汽车和用电池提供动力的新能源汽车,下列说法正确的是( ) A.内燃机工作时不会污染环境 B.给电池充电时,是把化学能转化为电能 C.内燃机的压缩冲程是把机械能转化为内能 D.四冲程汽油机工作时,活塞运动都是靠飞轮的惯性来完成的 6.我国大力发展火力发电,火电站进的是煤,出的是电,在这个过程中能量的转化是( ) A.机械能 内能 化学能 电能 B.化学能 内能 机械能 电能 C.化学能 重力势能 动能 电能 D.内能 化学能 机械能 电能 7.下列电器设备中把电能转化为内能的是 ( ) A.电动机 B.电烙铁 C.发电机 D.电磁起重机 8.甲、乙两台汽油机,甲的功率是乙的2倍,甲的效率是30%,乙的效率是20%,那么甲、乙在相同时间内所消耗汽油质量之比为( ) A.3:4 B.2:3 C.3:2 D.4:3 二、多选题 9.在滨州市中学科技节活动中,小滨用饮料瓶自制了火箭模型,如图所示,他在瓶子的内侧壁安装了一个遥控电火花发生器,按下按钮会产生电火花.演示时从瓶口喷入雾状酒精并盖上锥形纸筒,按动电火花发生器的按钮,纸筒立即飞出,关于此过程分析正确的是( ) A.纸筒飞出后瓶内气体的内能减少,温度降低 B.能闻到酒精的气味是因为分子热运动 C.酒精不完全燃烧时热值变小 D.燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的做功冲程 10.新晋"太空教师"景海鹏、朱杨柱、桂海潮为广大青少年带来一场精彩的太空科普课,这是中国航天员首次在梦天实验舱内进行授课,也是"天宫课堂"的第四次课。宇宙浩瀚,探索无限,四次"天宫课堂"给我们展示了奇妙的太空世界。下列说法正确的是( ) A.图甲所示的水球透镜实验中,通过水球可以看到"倒影",它的成像特点与照相机相同 B.图乙所示把乒乓球压入水中后,乒乓球没有浮起,而是停留在了水中,说明浮力消失了 C.图丙所示的水球变"懒"实验,金属球遇到水球后静止,说明力能改变物体的运动状态 D.图丁所示的"又见陀螺"实验,陀螺离开手后仍不停旋转,此过程不遵循能量守恒定律 三、填空题 11.如图甲所示,用酒精灯加热试管中适量水。当塞子被推开时,可以看到试管口有“白气产生。这是由于试管内气体对塞子做功,使得试管内气体内能 (选填“增大"或“减小”或“不变"),此过程发生的能量转化与图乙中的内燃机在 (选填"A"或“B")图所示的能量转化是一致的,某四冲程汽车飞轮转速为3000r/min,则每秒钟对外做功 次。 12.火箭也是一种热机,点火后起飞过程中将内能转化为 能;火箭高速飞行时,火箭外壳与空气摩擦会发热,这是通过 的方式改变外壳的内能。 13.(1)用白纸折成纸炮。甩动纸炮,会发出一声巨响,这个声音是由于空气 产生的; (2)火柴头在火柴盒上轻轻划过就能擦燃,从能量转化的角度讲,是将机械能转化为 能,这与热机的 冲程能量转化是一致的。 14.如图是举重运动项目,运动员在将杠铃举起过程中是将人体内的 能转化为 能的过程,现杠铃重156kg,运动员在3秒钟内将其从地面举高2m,则运动员在此短时间内爆发出的功率为 W. 15.一台四冲程内燃机的飞轮转速为3600r/min,它1s完成了 个冲程,做了 次功. 16. 某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞直径为 D,一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是 L,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为 p0,飞轮 1min 转动 1800 周,当汽油机满负荷工作时(不计摩擦),若 1min 消耗汽油 m.汽油的密度 ; 汽油的热值为 q .则一个做功冲程中燃气对活塞做的功 ;该汽油机的效率为 . 四、计算题 17.卡式炉是以灌装丁烷气为主要燃料的炉子,又叫便携式丁烷气炉。如果某品牌的卡式炉热效率为63%,用掉的丁烷气可以将40kg初温为15 的水加热到45 。求: (1)水所吸收的热量; (2)丁烷气体的热值。 18.可燃冰是一种新型能源,它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质,主要成分是甲烷。用燃气锅炉烧水时,把质量为500kg,初温为20 的水加热到100 ,共燃烧了12m3天然气,已知水的比热容c=4.2 103J/(kg• ),天然气热值q=4.2 107J/m3,可燃冰的热值为同体积天然气的160倍,求: (1)水吸收的热量; (2)燃气锅炉烧水时的效率; (3)若换用可燃冰,应使用多少立方米可燃冰; (4)提高燃料的利用率是节约能源、保护环境的重要措施,请你写出一种提高燃料利用率的办法。 五、作图题 19.甲为四冲程汽油机的吸气冲程示意图,请在图乙、丙中分别画出做功和排气冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况. 20.如图所示,图甲为四冲程内燃机吸气冲程的示意图,图中画出了吸气冲程中活塞与曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况.请在图乙中,画出压缩冲程中活塞运动的方向(用“ ”或“ ”表示)和进气门、排气门的开闭情况. 六、实验探究题 21.在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,让a、b的两个小球分别从同一斜面上由静止滚下,小球撞击放在水平木板上的同一木块,使木块滑动,虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。 木块最终会停下来的主要原因是 ,在此过程中木块通过 方式把动能转化为内能;根据乙图和丙图所示实验,判断出b小球质量更大,你判断的理由是 。 22.如图,A、B、C三个实验装置完全相同,燃料的质量都为10g,烧杯内液体的质量都相同。 (1)比较不同物质的比热容,应选择 两个装置,实验中,通过 反映吸收热量的多少; (2)为了比较不同燃料的燃烧放热本领强弱,应选择 两个装置进行实验。实验中,通过 间接反映不同燃料燃烧放出热量的多少; (3)在物理学中,我们用热值这个物理量来表示燃料燃烧放热本领的强弱,它可以利用其中的一个实验装置测出,但利用此方法计算出来将比真实值 。(填“偏小”或“偏大”)。 七、科普阅读题 23.阅读短文,回答问题。 我国研制的大客机C919机舱内覆有一层高孔率“超细航空级玻璃棉”,能很好地保温与吸收噪声,其单丝纤维直径只有3~5 m,1m3的质量为5kg。 机舱内先进的“呼吸系统”,使飞机在气压只有2.5 104Pa左右的万米高空时,能将机外-50 以下的冷空气不断压缩,使送入舱内的空气温度达到50 以上,同时系统依靠传感器的自动控制,使舱内气压和温度达到舒适值。 该飞机有较大的翼载,翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值;机上搭载的新一代涡扇发动机的热效率和推进效率比一般客机高,所谓热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比,而推进效率则是指发动机传递给飞机的推进功(推力所做的功)与其获得的机械能之比。(如表是飞机的部分技术参数,燃油热值为4.6 107J/kg) 最大起飞质量 72.5t 客舱内气压 8.0 104Pa 巡航速度 920km/h 发动机巡航推力 3.6 104N (1)若飞机的翼载是500kg/m2,则机翼面积为 m2; (2)下列关于“超细航空级玻璃棉”性质的描述中,不正确的是 ; A.单丝纤维比头发细 B.密度与玻璃差不多 C.隔音性能相对较好 D.导热能力相对较弱 (3)飞机水平匀速巡航时,受到的阻力为 N;若飞机在以巡航速度飞行0.5h的过程中,耗油1800kg,发动机的热效率为40%,则此过程中发动机的推进效率为 %。 答案解析部分 1.【答案】B 2.【答案】C 【解析】【解答】当热机做一定的有用功,消耗的燃料越少,效率一定越高;当热机消耗的燃料一定,做的有用功越多,效率就一定越高,A、B不符合题意; 热机做功越快,表示热机的功率越大,与效率无关;D不符合题意,C符合题意. 故答案为:C. 【分析】热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比;功率是表示物体做功快慢的物理量.由此分析解答. 3.【答案】C 【解析】【解答】A.一切物体都有内能,年平均气温为-25 的南极的冰山有内能,A不符合题意; B.烤火取暖,人体吸收热量,内能增加,内能发生了转移,B不符合题意; C.在压缩冲程中,活塞压缩气体做功,将机械能转化为内能,C符合题意; D.人们闻到粽子的香味,由于分子在不停做无规则运动引起的,所以它是扩散现象,D不符合题意。 故答案为:C。 【分析】一切物体都有内能,热传递时,能量发生了转移,内燃机的压缩冲程将机械能转化为内能。 4.【答案】C 5.【答案】C 【解析】【解答】A.内燃机工作时燃烧化石燃料,排出的废气中有有害气体,会污染环境,A不符合题意; B.给电池充电时,是把电能转化为化学能,B不符合题意; C.内燃机的压缩冲程是把机械能转化为内能,C符合题意; D.在内燃机的四个冲程中只有做功冲程对外做功,将内能转化为机械能,其它三个冲程都是靠飞轮的惯性完成的,D不符合题意。 故答案为:C。 【分析】内燃机的压缩冲程把机械能转化为内能,排开的气体会污染环境,对电池充电时,将电能转化为化学能。 6.【答案】B 【解析】【解答】解:火力发电是通过煤的燃烧,将燃料的化学能转化为水的内能,水蒸气膨胀做功转化为涡轮的机械能,涡轮带动发电机转动将机械能转化为电能. 故整个过程的能量转化是:化学能 内能 机械能 电能. 故选B. 【分析】判断出每个过程中消耗了哪种形式的能,进而又产生了哪种形式的能是解决该题的关键. 7.【答案】A 【解析】【解答】电流做功的过程,实际上就是能量转化的过程,消耗电能转化成其它形式的能. 在常见的家用电器中,电视机主要是电能转化为声能和光能,电动机主要是把电能转化为机械能;笔记本电脑主要是电能转化为光能和声能; 电饼铛主要是把电能转化为内能. 故选A. 8.【答案】D 【解析】【解答】甲的功率是乙的2倍,在相同时间内,甲的功是乙做功的2倍,若乙做功为W,甲为2W, 根据热机效率,放出的总热量为,, 消耗的燃料比为:。 故答案为:D. 【分析】根据物体的功率和时间计算功的大小,根据有用功和效率计算消耗的燃料的比值。 9.【答案】A,B,D 10.【答案】A,B,C 【解析】【解答】A、根据图甲可知,水球具有中间厚,边缘薄的特点,因此水球相当于一个凸透镜,成倒立、缩小的实像,照相机就是利用这一成像原理,故A正确; B、由于太空中处于失重状态,当重力消失时,液体内部压力消失,浮力也就消失了,所以乒乓球不会上浮,故B正确; C、授课老师在做水球变“懒”实验时,轻轻一推金属球,它就向前运动,遇到水球后,它停在了水球里,说明力能改变物体的运动状态,故C正确; D、陀螺离开手的运动过程中,遵循能量守恒定律,故D错误; 故答案为:ABC。 【分析】凸透镜中间厚,边缘薄;凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立缩小的实像,应用于照相机;当物距小于焦距时,凸透镜成正立、放大的虚像。浮力产生的原因是物体上、下表面受到的液体向上的压力差。力的作用效果:力可以改变物体的形状、力可以改变物体的运动状态。所有能量的转化和转移都遵循能量守恒定律。 11.【答案】减小;A;25 【解析】【解答】图甲中,被酒精灯加热的水,内能增大,将塞子推出时,将内能转化为机械能,试管内的内能减小;图乙中,A图的内能推动活塞向下运动,将内能转化为机械能,与甲图能量变化相同,B图活塞压缩气体体积,将机械能转化为内能;汽油机工作时,飞轮转2周,完成一次做功,根据飞轮转数3000r/min,得每秒转数为50次,做功25次。 故第1空填:减小;第2空填:A;第3空填:25. 【分析】内能对外做功时,转化为机械能;汽油机的气门关闭,活塞向下,是做功冲程,将内能转化为机械能;汽油机工作时,飞轮转2转,对外做功1次。 12.【答案】机械;做功 13.【答案】振动;内;压缩 14.【答案】化学;机械能;1040 【解析】【解答】解:①消耗了化学能得到了机械能,故是化学能转化为机械能; ②此时运动员对杠铃所做的功W=Gh=156kg 10N/kg 2m=3120J; 运动员做功的功率为:P===1040W; 故答案为:化学;机械;1040. 【分析】①运动员将杠铃举起来时消耗了本身的化学能,得到了机械能; ②根据:W=FS,以及P=进行对应的计算. 15.【答案】120;30 【解析】【解答】解:已知冲程汽油机的飞轮转速是3600r/min=60r/s, 即每秒钟转60圈,完成 =30个工作循环,做功30次,完成30 4=120个冲程. 故答案为:120;30. 【分析】在四冲程内燃机曲轴转2圈,完成一个工作循环,1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次. 16.【答案】; 【解析】【解答】活塞的面积为:, 燃气多活塞的平均压力为:, 一个做功冲程中燃气对活塞做的功 :; 汽油机工作时,飞轮每转动2周,对外做功一次,因此飞轮每分钟转动1800周时,每分钟对外做功900次,则1分钟燃气做的总功为:, 汽油机 1min 消耗汽油 m ,则汽油完全燃烧放出的热量为:Q放=mq, 则该汽油机的效率为: 【分析】根据活塞的直径求出活塞的面积,再根据求出燃气对活塞的压力,利用求出一个做功冲程燃气对活塞做的功; 根据一个做功冲程燃气对活塞做的功,求出1分钟燃气对活塞做的总功,根据Q放=mq求出燃气完全燃烧放出的热量,根据求出汽油机的效率。 17.【答案】(1)5.04 106J;(2)4 107J/m3 18.【答案】(1)解:水吸收的热量Q吸=cm t=4.2 103J/(kg• ) 500kg (100 ﹣20 )=1.68 108J 答:水吸收的热量为1.68 108J (2)解:天然气完全燃烧放出的热量Q放=Vq天然气=12m3 4.2 107J/m3=5.04 108J 燃气锅炉烧水时的效率 答:燃气锅炉烧水时的效率为33.3%; (3)解:可燃冰的热值为同体积天然气的160倍,则可燃冰的热值q可燃冰=160q天然气=160 4.2 107J/m3=6.72 109J/m3 若换用可燃冰燃烧放出相同的热量,应使用可燃冰的体积 答:若换用可燃冰,应使用0.075m3可燃冰; (4)解:增大燃料与氧气的接触面积或增大氧气的浓度均可以使燃料充分燃烧,故可将煤制成蜂窝煤。 答:将煤制成蜂窝煤。 【解析】【分析】(1)根据物体的比热容、质量和温度差的乘积,计算热量; (2)根据燃料的体积和热值的乘积,计算热量;根据吸收的热量和总热的比值,计算热效率; (3)根据总热和热值的比值,计算燃料的体积; (4)燃料和气体充分接触,可以充分燃烧。 19.【答案】 【解析】【解答】四冲程汽油机分四个冲程,分别为吸气,压缩,做功,排气冲程,每个冲程的特点不同。 做功冲程,两个气门都是关闭的,活塞向下运动; 排气冲程,进气门关闭,排气门打开,活塞是向上运动的,由此可以画出如下图所示: 【分析】本题考查四冲程汽油机的工作过程。四冲程汽油机包括吸气、压缩、做功和排气四个冲程。每个冲程中,活塞、曲轴、进气门和排气门的状态各不相同。本题要求根据吸气冲程的示意图,画出做功和排气冲程中活塞和曲轴的位置以及进气门、排气门的开闭情况。 20.【答案】 【解析】【解答】根据题意可知,在压缩冲程中,两个气门关闭,且活塞向上运动,如下图所示: 【分析】根据气门的开合情况和活塞的运行方向确定冲程的名称。 21.【答案】见详解;做功;见详解 【解析】【解答】(1)小球撞击木块后,木块在水平木板上运动。由于木板对木块存在摩擦阻力,这个阻力阻碍木块的运动,使木块的速度逐渐减小,最终静止,这体现了力可以改变物体的运动状态。故该空填“ 小球撞击木块,水平木板对木块有摩擦阻力,改变了木块的运动状态,使木块最终静止”; (2)木块在木板上运动时,因为与木板之间存在摩擦力,木块要克服摩擦力做功。在这个过程中,木块的动能逐渐减少,而摩擦生热,导致内能增加,这是通过做功的方式实现了动能向内能的转化。故该空填“ 做功 ”;(3)从图中观察,b 球的初始高度小于 a 球,根据机械能守恒,初始高度越低,初始速度越小。然而 b 球推动木块的距离更远,说明 b 球对木块做的功更多,即 b 球的动能更大。在速度较小的情况下动能还更大,只能是因为 b 球的质量更大。故该空填“ 由图可知,b球初始高度小,则b小球的初始速度小,但推动木块距离远,动能反而大,说明b小球的质量更大 ”。 【分析】(1)力是改变物体运动状态的原因,注意分析阻力对木块运动的影响即可; (2)改变物体内能的方法:①做功,本质为能量的转化;②热传递,本质为能量的转移; (3)根据木块移动距离判断小球b的动能大小,再根据速度相同,结合影响动能大小的因素的知识分析b的质量大小变化。 22.【答案】(1)AB;加热时间 (2)BC;液体升高的温度 (3)偏小 【解析】【解答】(1)比较不同物质的比热容,应选相同加热条件,即燃料相同,相同质量的不同液体,故答案为:AB两个装置,本实验中,吸热多少看加热时间长短。 (2)比较不同燃料的燃烧放热本领强弱,应选相同质量的相同液体,不同燃料,故答案为:BC装置进行实验。本实验中燃料放热多少看液体升高的温度。 (3)在本实验中,有热量损失,有燃烧不完全等原因,会造成液体吸热偏小,因此计算出来的热值偏小。 【分析】(1)根据控制变量法的应用规则,要比较不同燃料的热值,必须取不同种类的燃料;放出相同的热量,消耗的燃料越少,燃料的热值越大。 (2)由于存在热量的散失,会造成液体吸热偏小,因此计算出来的热值偏小。 23.【答案】(1)145 (2)B (3)3.6 104;50 【解析】【解答】(1)飞机的最大起飞质量是72.5t,翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值,机翼面积为 (2)“超细航空级玻璃棉”性质有:直径只有3~5 m,比头发细。密度,密度比玻璃的密度小很多,还具有很好的隔音和保温效果,导热能力较弱。B错误,符合题意,ACD正确,不符合题意。故答案为:B。 (3)飞机水平匀速巡航时,处于平衡状态,受到平衡力的作用,发动机巡航推力与受到的阻力是平衡力,大小相等,故f=F=3.6 104N,燃料完全燃烧放出的热量Q放=m油q=1800kg 4.6 107J/kg=8.28 1010J,根据得发动机获得的机械能W机械= Q放=40% 8.28 1010J=3.312 1010J,发动机巡航的距离为s=vt=920km/h 0.5h=460km=460000m,飞机的推进功(推力所做的功)W推力=Fs=3.6 104N 460000m=1.656 1010J,发动机的推进效率 【分析】(1)翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值; (2)根据公式,可求出密度,进行比较; (3)匀速巡航时,处于平衡状态,推力与受到的阻力是平衡力,大小相等;根据Q放=m油q、W机械= Q放及W推力=Fs、,可求出机械效率。 1 / 1 学科网(北京)股份有限公司 $