第十四章 内能的利用 章末素养-2026-2027学年人教版物理九年级全一册

**基本信息** 本单元卷聚焦九年级“内能的利用”，以围炉煮茶、新能源汽车等真实情境为载体，覆盖内能转化、热机效率、热值计算等核心知识点，适配单元复习，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|10题|能量转化（发电足球）、热机冲程（汽油机示意图）|情境融合生活与科技，考查物理观念| |填空题|7题|热值（木炭、可燃冰）、比热容（水加热）|基础概念与应用结合，体现科学思维| |实验题|1题|比较燃料热值（甲、乙图）、物质比热容（温度图像）|控制变量法设计，培养科学探究能力| |计算题|2题|可燃冰热量计算、铁锅炖热效率|联系社会热点（可燃冰）与文化（铁锅炖），提升综合应用能力|

第14章 内能的利用 章末素养试题 2026-2027学年上学期初中物理人教版（新教材）九年级全一册 一、单选题 1．围炉煮茶是一种传统的文化活动，近两年又成为一种新颖、时尚的生活方式。茶水沸腾后，人们发现茶壶盖在不断跳动，同时壶嘴上方产生大量的“白气”，如图所示，下列有关说法正确的是（   ） A．木炭燃烧时将内能转化为化学能 B．木炭燃烧放出的热量全部被茶水吸收 C．壶盖跳动时水蒸气的内能增大 D．整个煮茶过程中能量守恒 2．如图是一种发电足球，球在被踢的过程中，其内部装置能够发电，并将产生的电能储存在蓄电池中，用来点亮LED灯，该过程中的能量转化形式是（　　） A．动能→电能→化学能→光能 B．电能→动能→化学能→光能 C．动能→电能→光能→化学能 D．电能→动能→光能→化学能 3．图甲是四冲程汽油机某冲程的示意图，图乙是空气压缩引火仪，图丙是对试管中的水加热一段时间后而塞“飞出”。下列说法正确的是（  ） A．三个过程中改变气体内能的方式相同 B．三个过程中气体内能大小的变化情况相同 C．图甲是做功冲程，其能量转化与图丙中的能量转化相同 D．若该汽油机每秒可完成10个图甲冲程，则其飞轮转速为600r/min 4．下面关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是（　　） A．柴油机的效率一般比汽油机要高 B．柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火 C．柴油机与汽油机除使用的燃料不同外，在构造上完全相同 D．柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞 5．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量相同，烧杯内的液体质量也相同。下列说法正确的是（    ） A．比较不同液体的比热容，可以选择甲丙两图 B．比较不同液体的比热容，可以选择乙丙两图 C．比较不同燃料的热值，可以选择乙丙两图 D．比较不同燃料的热值，不可以选择甲乙两图 6．如图所示是内燃机的能量流向图，则热机效率（）等于（　　） A． B． C． D． 7． 如图是国产新能源汽车中的一款插电式混合动力汽车，同时使用电动机和内燃机，其内燃机热效率最高可达43%；此外，其拥有快捷语音助手，可实现车外语音控制自动泊车和开关门等功能。分析该种新能源汽车，不是其提升热机效率的方法有（　　） A．尽量使用热值大的燃料 B．优化冲程控制，让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全 C．使用粘度低的机油进而减少热机内部各部件间的摩擦 D．车型设计中，采用高效传动和轻量化车身，进而减重 8．喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图甲）；扭转瓶子（如图乙）；轻轻扰动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾（如图丙）。图乙和图丙所示的过程，分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似，这两个冲程是（　　） A．吸气冲程和压缩冲程 B．压缩冲程和做功冲程 C．做功冲程和排气冲程 D．压缩冲程和排气冲程 9．某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶9km，用时10min，消耗汽油1kg，已知汽车的牵引力是2000N，汽油的热值为4.5×107J/kg，假设汽油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的有（　　） ①汽车行驶速度是90km/h ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是4.5×107J ③汽车牵引力做功的功率是30kW ④汽车发动机的效率是40% A．①② B．②③ C．③④ D．②③④ 10．一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际输出功率为20kW。若小汽车行驶的路程为108km，汽油的热值q=4.6×107J/kg。小汽车发动机的效率为25%。则关于小汽车在这段路程中，下列说法正确的是（　　） A．发动机所做的有用功为1.08×107J B．运动的时间为1.5h C．汽车所受的阻力为2000N D．消耗汽油的质量为5kg 二、填空题 11．世界上很多发明都是由生活现象启发而萌生的创意，如：蒸汽机和汽油机，它们的工作原理是将_______能转化为_______能，上图相当于汽油机的_______冲程。一台四冲程内燃机曲轴转速为3600r/min，在1s内内燃机的活塞做_______次功。 12．木炭的热值为，其物理意义是___________。现有木炭6kg，若完全燃烧其质量的一半，可放出___________J的热量，剩余木炭的热值为___________。火箭的燃料常使用液态氢，主要原因是它的___________大。 13．“可燃冰”作为新能源，有着巨大的开发使用潜力。在同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达煤气的数十倍。的“可燃冰”完全燃烧后可放出的热量为________J，利用这些热量烧水供暖，可以将的水从0℃加热到100℃，水吸收的热量为________J，则烧水的效率为________。[“可燃冰”的热值为，水的比热容为] 14．小亮自制的轮船模型如图所示，用蜡烛给小玻璃瓶中的水加热，一会儿就向外喷出气体推动小船前进。小船通过向后喷气向前运动，是利用了物体间力的作用是______来实现的；气体喷出时内能______（选填“增大”或“减小”），能量转化情况和柴油机的______冲程相同。 15．如图所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内水蒸气推出。这是通过 ___________的方式将水蒸气的内能转化为塞子的机械能（选填“做功”或“热传递”）。图 ___________（选填“甲”或“乙”）中汽油机的工作过程与这一实验过程中原理是一致的。 16．燃料的种类多种多样，火箭发射探测器使用液态氢做燃料，原因是氢的______大。小明家使用清洁能源天然气，他家的天然气灶将质量为2kg，初温为20℃的水烧开（标准大气压下），已知该天然气灶的热效率为40%，则此过程中需要消耗天然气______m3。已知水的比热容为J/(kg·℃)，天然气的热值为J/m3。 17．如图是小明家使用的太阳灶，某次用该太阳灶将、25℃的水加热到98℃，那么这些水吸收的热量为__________；若使用木柴加热这些水，假设木柴放出的热量有60%完全被水吸收，则所需要木柴的质量为__________。（结果保留1位小数）[水的比热容为，木柴的热值是] 三、实验题 18．如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同，燃料的质量都是，烧杯内的液体质量和初温都相同。 (1)实验装置的组装顺序应该是___________（选填“由上到下”或“由下到上”）。 (2)比较不同燃料的热值，应选择___________两图进行实验，实验中是通过比较___________的变化，来比较燃料热值的大小。 (3)在比较不同物质的比热容时，得到液体a、b的温度随时间变化的图像如图丁所示，则液体___________的比热容较大。 (4)若在研究不同燃料热值的实验时，记录的数据如表： 燃料 加热前液体温度/℃ 燃料燃尽时液体温度/℃ 燃料的热值 1 15 35 2 15 25 根据表中数据计算，燃料2的热值为___________。（认为燃料均完全燃烧） 四、计算题 19．可燃冰是天然气在一定的温度和压强下结晶而形成的“冰块”。可燃冰可转化为的甲烷气体和的水，已知甲烷气体的热值为。问： (1)可燃冰完全燃烧后放出的热量是多少？ (2)若这些热量全部由热值是的焦炭来提供，应完全燃烧多少千克的焦炭？ 20．东北铁锅炖是东北地区极具代表性的传统美食，起源于闯关东时期，融合了移民与本地的饮食文化。它以一口大铁锅为核心，采用慢火炖煮的方式，将多种食材的风味充分融合，形成独特的咸香浓郁口感。某厨师使用一口质量8kg的铁锅，将质量为10kg，初温为的食材和水放入锅中加入。已知：铁锅与桌面的受力面积为，铁的比热容为，食材和水的平均比热容为，若要将食材加热到100℃。 (1)刚开始加热时，铁锅对桌面的压强是多大? (2)食材和水吸收的热量是多少? (3)若使用天然气灶加热，天然气灶的热效率为40%，需要完全燃烧多少立方米的天然气?（天然气的热值） 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A A C A B A B D B 1．D A．木炭燃烧时发生化学反应，将化学能转化为内能，故A错误； B．木炭燃烧放出的热量给茶水加热的过程中，会向周围散失掉部分能量，因此不能完全被茶水吸收，故B错误； C．壶盖跳动时水蒸气对壶盖做功，将内能转化为机械能，由于水蒸气对外做功，水蒸气的内能会减小，故C错误； D．能量守恒定律是自然界最基本、最重要的定律之一，在围炉煮茶过程中，木炭燃烧将化学能转化为内能，内能通过热传递传递给茶水使其沸腾，虽然存在热量的散失等情况，但整个系统的能量总和是守恒的，故D正确。 故选D。 2．A 球被踢时，具有动能，内部装置发电，将动能转化为电能，电能储存在蓄电池中，是将电能转化为化学能，点亮LED灯时，化学能转化为电能再转化为光能。所以能量转化形式是动能→电能→化学能→光能，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．A ABC．图甲，两气门关闭，活塞上行，为压缩冲程，活塞压缩缸内气体，对气体做功，气体内能增大，通过做功改变缸内气体内能，机械能转化为内能；图乙，向下压活塞，活塞压缩筒内气体，对气体做功，气体内能增大，通过做功改变筒内气体内能，机械能转化为内能；图丙，试管内气体推动塞子做功，气体内能减小，通过做功改变缸内气体内能，内能转化为机械能；故A正确，BC错误； D．汽油机一个工作循环包括四个冲程，其中只有一个压缩冲程，飞轮转两周；若该汽油机每秒可完成10个图甲冲程，即压缩冲程，则其飞轮转速为20r/s=1200r/min，故D错误。 故选A。 4．C A．柴油机在压缩冲程中，压缩的程度比汽油机大，燃烧更充分，燃气产生的压强更大，转化成的有用功更多，故柴油机的效率一般比汽油机的效率高，故A正确，不符合题意； B．汽油机与柴油机的点火方式不同，柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火，故B正确，不符合题意； C．汽油机和柴油机除使用的燃料不同，其构造、点火方式等还有多处不同，故C错误，符合题意； D．柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞，故D正确，不符合题意。 故选C。 5．A AB．比较不同液体的比热容，根据控制变量法，应改变液体种类、控制其他因素相同。故应选择燃料种类相同、液体种类不同的甲和丙来进行，故A正确，B错误； CD．比较不同燃料的热值，根据控制变量法，应改变燃料种类、控制其他因素相同。故应选择液体种类相同、燃料种类不同的甲和乙来进行，故CD错误。 故选A。 6．B 热机效率是指用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比。由图示知，燃料完全燃烧放出的能量为E，用来做有用功的能量为E2，且 E2=E-E1-E3-E4 所以热机效率 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 7．A 增大热机效率的方法：1.尽量减少各种热损失；2.使燃料完全燃烧，保持良好的润滑；3.减少摩擦损失的能量。 A．使用热值大的燃料，只是相同质量的燃料可以放出更多的能量，但是不能改变能量的转化率，不能提高热机的效率，故A符合题意； B．使燃料燃烧的更充分，可以提高能量的利用率，即提高热机效率，故B不符合题意； C．热机内部的摩擦是额外功产生的最主要的原因，减少摩擦可以提高热机效率，故C不符合题意； D．减少车本身的自重，可以减少轮胎与地面的摩擦，可以提高热机效率，故D不符合题意。 故选A。 8．B 扭转瓶子（如图乙），对气体做功，机械能转化为内能，相当于为压缩冲程；如图丙，膨胀的气体对外做功，内能转化为机械能，相当于热机的做功冲程，故B符合题意；ACD不符合题意。 故选B。 9．D ①已知汽车行驶的路程为s=9km，所用时间 则汽车行驶的速度 故①错误； ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量 Q放=qm=4.5×107J/kg×1kg=4.5×107J 故②正确； ③已知汽车行驶的速度 v=54km/h=15m/s 汽车的牵引力F=2000N， 汽车牵引力做功的功率 故③正确； ④汽车牵引力做的功 W=Fs=2000N×9×103m=1.8×107J 则汽车发动机的效率 故④正确，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 10．B AC．汽车匀速行驶，则汽车所受阻力与牵引力大小相等，即 发动机所做的有用功为 故AC错误； B．汽车运动的时间为 故B正确； D．小汽车发动机的效率为25%，则所需汽油完全燃烧释放的热量为 所需汽油的质量为 故D错误。 故选B。 11． 内 机械 做功 30 [1][2]蒸汽机和汽油机都属于热机，热机是将内能转化为机械能的机器。 [3]由图可知，燃料燃烧，将燃料的化学能转化为水和水蒸气的内能，从玻璃管口喷出的水蒸气驱动叶轮转动，水蒸气会对叶轮做功，将水蒸气的内能转化为叶轮的机械能，此过程相当于汽油机的做功冲程。 [4]四冲程内燃机曲轴转速为，即每秒钟曲轴转60圈，因为曲轴每转2圈，对外做功1次，所以在1秒钟内做功的次数为。 12． 1kg木炭完全燃烧能放出的热量 热值 [1] 木炭的热值为3.4×107J/kg，其物理意义是1kg木炭完全燃烧能放出3.4×107J的热量。 [2] 完全燃烧木炭的质量 完全燃烧放出的热量Q放=mq=3kg×3.4×107J/kg=1.02×108J [3]因热值是燃料的特性，不随质量改变而改变，所以用掉一半，剩下木炭的热值仍然是3.4×107J/kg。 [4]发射卫星的火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液态氢时，可以释放出更多的热量。 13． 60% [1]可燃冰完全燃烧放出的热量为 [2]水吸收的热量为 [3]烧水效率为 14． 相互的 减小 做功 [1]小船向后喷出气体时，气体对后方空气产生向后的作用力，同时空气对气体和小船产生向前的作用力，推动小船前进，这利用了物体间力的作用是相互的原理。 [2]气体从瓶内喷出时，体积膨胀对外做功，自身的内能转化为机械能，因此气体的内能减小。 [3]此过程中，内能转化为机械能，与柴油机的做功冲程能量转化情况相同，做功冲程也是将内能转化为机械能。 15． 做功 乙 [1]塞子被试管内水蒸气推出，气体膨胀对外做功，将气体的内能转化为机械能，涉及能量的转换，故是做功。 [2]如图甲所示，进气门关、排气门关，活塞向上，压缩气体做功，将机械能转化为内能，而乙图是进气门关、排气门关，活塞向下，高温高压气体对活塞做功，将内能转化为机械能，故图乙中能量转化与气体对活塞做功实验的原理相同。 16． 热值 0.04 [1]火箭发射探测器使用液态氢做燃料，原因是液态氢的热值大，由知道 ，完全燃烧相同质量的液态氢和其他燃料相比，液态氢可以释放出更多的热量。 [2]水吸收的热量 由可知，天然气完全燃烧放出的热量 由可知，消耗天然气的体积 17． 2.1 [1] 水的质量为m₁=50 kg，水的初温为t₁=25 ℃，末温为t₂=98 ℃，水的比热容为c=4.2×10³ J/(kg·℃)。 水吸收的热量为 [2] 木柴热值为1.2×10⁷ J/kg，木柴放出的热量有60%完全被水吸收，则所需要木柴的质量为 18．(1)由下到上 (2) 甲、乙 温度计示数 (3) (4) （1）需用外焰加热，所以要先确定铁圈的高度；而温度计的玻璃泡要浸没到液体中，但不能碰到容器壁和容器底，所以放好烧杯后，再调节温度计的高度，因此应按照由下到上的顺序进行组装。 （2）[1][2]为了比较热值大小要用不同的燃料，应加热同一种液体，让液体的质量相同，通过比较温度计示数的变化，比较吸热多少，进而比较热值大小，因此应选择甲、乙两图进行实验。 （3）由图丁可知，液体质量相同，加热相同时间，即吸收相等热量时，b升高的温度较低，由可知，液体b的比热容较大。 （4）实验中认为，对于燃料1： 即① 对于燃料2： 即② 联立①②两式可得 19．(1) (2)196.8kg （1）可燃冰完全燃烧放出的热量由甲烷燃烧提供。由可知，可燃冰完全燃烧后释放的热量是 （2）由第（1）小问分析可知，这些热量为 由可知，完全燃烧焦炭的质量为 20．(1) (2) (3) （1）由题意可知，铁锅在桌面上静止时，铁锅对桌面的压力等于铁锅与食材和水的总重力，即 由可得，铁锅对桌面的压强为 （2）由可得，食材和水吸收的热量为 （3）由 可得，天然气灶完全燃烧天然气的热量为 由可得，完全燃烧天然气的体积为 学科网（北京）股份有限公司 $