第十二章 内能与热机 单元测试-2026-2027学年鲁科版五四学制九年级物理上册

**基本信息** 鲁科版五四学制物理九年级上册“内能与热机”单元测试，以科技前沿（记忆合金魔轮、光发动机）、传统文化（走马灯）及生活应用（雾炮车、太阳能热水器）为情境，全面考查内能、能量守恒等核心知识，适配单元复习需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|15题|内能、比热容、能量守恒、热机冲程、扩散现象|结合记忆合金永动机、神舟返回舱等情境，辨析能量转化与守恒，强化物理观念| |填空题|5题|热机效率、比热容实验、能量转化|以手持礼炮、吸热能力实验为载体，考查效率计算与实验分析，体现科学思维| |计算题|3题|热量计算、热机效率、比热容应用|通过金属块传热、太阳能热水器效率等问题，综合考查公式应用与数据处理，落实科学探究|

鲁科版五四学制物理九年级上册第十二章 内能与热机单元测试 1、 单选题 1．记忆合金是一种特殊的材料，能够记住自身的形状，不论发生怎样的形变，稍微加热就会恢复如初。如图所示为“记忆合金魔轮”，安装在魔轮上的记忆合金弹簧在高于其“转变温度”的水中缩短，在空气中伸长，在力的作用下，魔轮便转动起来了。若在下面放上热水，魔轮就会不停地转下去，就制成了一个“永动机”。下列有关说法正确的是（     ） A．此魔轮“永动机”的设想遵循能量守恒定律 B．“魔轮”不停转动过程中不会消耗任何能量，节约能源 C．记忆合金弹簧在空气中伸长、在热水中缩短时，是自己创造的能量 D．“永动机”是不可能实现的 2．关于比热容，下列说法正确的是（　　） A．比热容跟物体吸收或放出的热量有关 B．比热容的大小与物质的种类和状态有关 C．物体的质量越大，比热容越大 D．温度变化越小，物质的比热容越大 3．神舟飞船的返回舱在进入大气层一段时间后，由于受空气阻力作用会匀速下降。关于返回舱匀速下降过程中能量变化情况，分析合理的是（　　） A．动能增大，重力势能减小 B．重力势能转化为动能 C．机械能减小，内能增大 D．内能转化为机械能 4．如图所示是我国传统的“走马灯”。点燃底部蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，观众可以看到纸马运动起来。下列说法错误的是（   ） A．蜡烛燃烧时化学能转化为内能 B．在能的转化和转移过程中，能的总量保持不变 C．热空气驱动扇叶转动时内能转化为机械能 D．扇叶不断地转动，说明能的总量不断在增加 5．下列现象中属于扩散现象的是（　　） A．水中放糖后变甜 B．下雪时雪花飘飘 C．暴雨后河水浑浊 D．起风后灰尘满天飞 6．光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图，密闭气室中在光照下会分解，使气室气压增大，推动活塞右移，无光条件下发生逆反应，控制光照即可实现活塞往复运动。活塞右移过程相当于汽油机的（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 7．人们要认识事物，就要引入相应的物理量，下列不正确的是（    ） A．物体的冷热程度——温度 B．物质的吸热能力——热值 C．物体运动的快慢——速度 D．压力的作用效果——压强 8．关于能量守恒定律，下列说法正确的是（    ） A．能量守恒定律只适用于机械能与内能之间的相互转化 B．“永动机”不可能制成，是因为它违反了能量守恒定律 C．能量在转化过程中越来越少，因此需要节约能源 D．摩擦生热过程中产生的热量是凭空创造出来的 9．下列有关内燃机的说法正确的是（    ） A．内燃机大部分冲程是依靠飞轮的惯性来完成的 B．压缩冲程是由大部分内能转化为机械能 C．柴油机吸气冲程吸入汽缸的是汽油和空气组成的燃料混合物 D．汽油机做功冲程的点火方式是压燃式 10．涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。该发动机工作过程中的相关说法错误的是（     ） A．燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高 B．燃料和压缩空气混合后，燃料的热值不变 C．压气机压缩空气，通过做功改变空气的内能 D．高温高压气体含有的热量很多 11．我们经常会看到一边行驶一边向空中喷雾的汽车，人们形象地将它称为雾炮车，如图所示，喷向空中的水雾能使尘埃粒子快速沉降到地面，起到净化空气的作用。下列关于雾炮车的说法中正确的是（　　） A．该雾炮车在工作时具有的惯性保持不变 B．如果雾炮车汽油机里的单个汽缸转速，则单个汽缸每秒完成60个冲程 C．若雾炮车一直保持速度大小不变在工作，则行驶过程中车的动能不变 D．若汽油的热值为，则完全燃烧汽油放出的热量是 12．甲、乙、丙三部汽油机使用完全相同的燃料进行工作。如图所示依次为三部汽油机燃料完全燃烧释放的内能和汽油机输出机械能的二维柱状图。根据图中的信息，下列选项正确的是（　　） A．丙输出的机械能比甲少，所以丙的效率比甲低 B．三部汽油机中，乙的效率最高 C．在消耗燃料质量相同时，乙输出机械能比甲少 D．在输出的机械能相同时，乙比丙消耗更多燃料 13．在春晚《冰雪奇缘》的舞台上，演员们表演时，舞台上的冰雕在灯光照射下逐渐融化，周围还飘散着演员呼出的“白气”。下列说法正确的是（　　） A．“白气”是水蒸气升华形成的，属于吸热过程 B．冰雕融化是熔化现象，需要吸收热量，内能增加 C．冰雕融化时温度持续升高，说明内能仅由温度决定 D．舞台上的冰雕未融化时，其内能为零 14．下列关于分子热运动的说法，正确的是（     ） A．花香袭人说明分子在不停地做无规则运动 B．扫地溅起的灰尘是分子的运动 C．铁棒很难被拉伸，说明分子间只存在引力 D．海绵容易被压扁说明分子间有间隙 15．假如“能量只能转移不能相互转化”，则下列现象还能发生的是（　　） A．钢铁在火炉中熔化 B．古人钻木取火 C．电动机通电转动 D．给手机充电 2、 填空题 16．一台柴油机的热机效率为25%，这表示的意义是：柴油机用来做_________的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比为_________。用这台柴油机工作时，完全燃烧2kg的柴油可做有用功_________J。（柴油的热值为） 17．如图甲为一种经常在喜庆场合使用的手持礼炮，其结构简化图如图乙所示。使用时，气罐内的高压气体推动纸筒内的彩条沿纸筒方向快速喷出，这说明力可以改变物体的______，此过程中的能量转化与内燃机的_______冲程相同。若某单缸四冲程汽油机每秒做功30次，则飞轮的转速为_______r/min。 18．在探究“物质的吸热能力与哪些因素有关”的实验中，用相同的热源给质量相等的水和另一种物质加热，收集的数据如图像所示。分析图像可以得出图线_______（选填“a”或“b”）对应的物质为水，另一种物质的比热容为_______。 19．汽车散热器等制冷设备常用水作冷却剂，这是利用了水的__________性质；现利用某燃气热水器烧水，完全燃烧了0.3m3的煤气，则煤气完全燃烧放出的热量是__________J。（已知（） 20．如图所示，给试管内的水加热至一定程度，发现试管口木塞会被推出。给水加热是通过___________的方式增加水的内能；木塞被推出后水蒸气的内能减少，这个过程的能量转化与汽油机的___________冲程相似。 三、计算题 21．将质量为2kg的金属块，加热到后，立即投入质量为1kg、温度为的冷水中，若金属块放出的热量全部被水吸收，最终水的温度升高到。已知。求： (1)水吸收的热量； (2)金属块降低的温度； (3)金属块的比热容。 22．如图所示，某家庭太阳能热水器阳光照射时，平均每小时吸收7.0×106J的太阳能，若热水器吸收8h的太阳能，可以使质量为100kg的水温度升高50℃。已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃)，求： （1）水吸收的热量； （2）该太阳能热水器的效率。    23．质量为500g的铝壶中装有2kg水温为20°C的水，若用燃气灶对这些水进行加热，水温升高了60°C。已知水的比热容，铝的比热容，求： 物质 比热容 物质 比热容 酒精 煤油 汽油 冰 (1)水吸收的热量； (2)若这些热量被3kg的某液体全部吸收，温度升高了80℃，则这种液体可能是？ 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 参考答案 1．D 【详解】A．这个魔轮看似能持续转动，实际是消耗热水的内能来获得动力，它的“永动”设想是想不消耗能量永久工作，本质违背了能量守恒定律，故A错误； B．魔轮转动的能量来自热水的内能，转动过程中需要持续消耗热水的内能，并非不消耗任何能量，故B错误； C．记忆合金弹簧在空气中伸长、在热水中缩短时，是内能与机械能之间发生了转化，并不是自己创造的能量，故C错误； D．所有不消耗能量就永远工作的“永动机”都违背能量守恒规律，不可能实现，故D正确； 故选D。 2．B 【详解】A．比热容与物体吸收或放出的热量无关，故A错误； B．比热容是物质的一种特性，比热容的大小与物质的种类和状态有关，故B正确； C．比热容是物质的一种特性，与物体质量无关，故C错误； D．比热容是物质的一种特性，与温度变化无关，故D错误。 故选B。 3．C 【详解】返回舱匀速下降时，质量不变、速度不变，因此动能不变；下降时高度不断减小，因此重力势能减小，所以机械能减小。返回舱下降过程中克服空气阻力做功，摩擦生热，机械能转化为内能，因此内能增大，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 4．D 【详解】A．蜡烛燃烧是化学反应，这个过程中，蜡烛储存的化学能转化为内能和光能，故A正确，不符合题意； B．根据能量守恒定律可知，在能的转化和转移过程中，能量的总量保持不变，故B正确，不符合题意； C．蜡烛燃烧产生的热空气密度变小而上升，形成对流，上升的热空气推动扇叶转动，带动纸马运动，这个过程是热空气的内能转化为扇叶和纸马的机械能，故C正确，不符合题意； D．根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能发生转化或转移，但能的总量保持不变，故D错误，符合题意。 故选D。 5．A 【详解】A．水中放糖后变甜，是因为糖分子在水中不停地做无规则运动，进入到水分子的间隙中，属于扩散现象， 故A 符合题意； B．下雪时雪花飘飘，雪花是宏观物体，其运动属于机械运动，不是扩散现象， 故B 不符合题意； C．暴雨后河水浑浊，是泥沙等宏观颗粒在水中的运动，属于机械运动，不是扩散现象，故 C 不符合题意； D．起风后灰尘满天飞，灰尘是宏观物体，其运动属于机械运动，不是扩散现象， 故D 不符合题意。 故选 A。 6．C 【详解】活塞右移过程，气室内气体对活塞做功，将内能转化为机械能。汽油机的做功冲程将内能转化为机械能。活塞右移过程相当于汽油机的做功冲程。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 7．B 【详解】A．温度是表示物体冷热程度的物理量，物体温度越高，就越热，温度越低，就越冷，故A正确，不符合题意； B．热值是指单位质量（或体积）的燃料完全燃烧时所放出的热量，它是描述燃料放热本领的物理量，而比热容是描述物质吸热能力的物理量，单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1°C吸收（或放出）的热量越多，其吸热（或放热）能力越强，故B错误，符合题意； C．速度是描述物体运动快慢的物理量，速度越大物体运动得越快，速度越小，物体运动得越慢，故C正确，不符合题意； D．压强是描述压力作用效果的物理量，压力一定时，受力面积越小，压强越大，压力的作用效果越明显；受力面积一定时，压力越大，压强越大，压力的作用效果越明显，故D正确，不符合题意。 故选B。 8．B 【详解】A．能量守恒定律是自然界普遍适用的规律，适用于各种形式能量间的相互转化，不仅仅局限于机械能与内能之间的相互转化，故A错误； B．“永动机”是指不消耗能量而能永远对外做功的机器，它凭空地创造了能量，这违背了能量守恒定律，所以“永动机”不可能制成，故B正确； C．能量在转化过程中不会减少，但能量的转化和转移具有方向性，有些能量可以利用，有些则不能。我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源，故C错误； D．能量不能凭空创造，只能转移或者转化，故D错误。 故选B。 9．A 【详解】A．在内燃机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程：吸气冲程、压缩冲程和排气冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的，故A正确； B．压缩冲程中，活塞向上运动，对汽缸内的气体做功，将机械能转化为内能，而不是内能转化为机械能，故B错误； C．柴油机吸气冲程吸入汽缸的是纯净的空气，而汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气组成的燃料混合物，故C错误； D．汽油机做功冲程的点火方式是点燃式，是通过火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧；而柴油机采用的是压燃式，故D错误。 故选A。 10．D 【详解】A. 热机效率，燃料燃烧越充分，相同质量燃料释放的总能量中可被有效利用的部分占比越大，发动机效率越高，故A正确； B. 热值是燃料的固有属性，仅与燃料种类有关，与是否和空气混合无关，故B正确； C. 压气机压缩空气时对空气做功，将机械能转化为空气的内能，是通过做功的方式改变物体内能，故C正确； D.热量是热传递过程中传递的内能，是一个过程量，不是状态量。物体可以含有内能，但不能说“含有热量”，故D错误。 本题选择描述错误选项，故选D。 11．D 【详解】A．雾炮车在路面上喷洒水雾，在喷洒的过程中，质量减小，所以车的惯性变小，故A错误； B．雾炮车汽油机里的单个汽缸转速，由于单个汽缸完成4个冲程，飞轮转2圈，所以单个汽缸每秒完成120个冲程，故B错误； C．雾炮车在路面上一直保持速度大小不变喷洒水雾，在匀速水平行驶喷洒的过程中，速度不变，质量减小，所以车的动能变小，故C错误； D．完全燃烧0.3kg汽油放出的热量Q=qm=4.5×107J/kg×0.3kg=1.35×107J 故D正确。 故选D。 12．B 【详解】AB．如图所示，假设纵坐标轴的单位长度为1，由公式可得，甲的效率 乙的效率 丙的效率 可见，三部汽油机中，乙的效率最高，甲、丙的效率相同，故A错误，B正确； C．由于乙的效率最高，所以在消耗燃料质量相同时，乙输出机械能比甲多，故C错误； D．由于乙的效率比丙的效率高，所以在输出的机械能相同时，乙消耗的燃料比丙消耗的燃料少，故D错误。 故选B。 13．B 【详解】A．演员呼出的白气是空气中的水蒸气遇冷液化形成的，是放热过程，故A错误； BCD．冰是晶体，冰雕融化是熔化现象，需要吸收热量，内能增加，但温度保持不变；物体内所有分子无规则运动的动能，以及分子势能的总和叫做物体的内能，其大小与物体的质量、状态、种类和温度有关，并且一切物体都具有内能，故B正确，CD错误。 故选B。 14．A 【详解】A．花香袭人属于扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故A正确； B．灰尘是由大量分子组成的固体小颗粒，扫地溅起灰尘属于宏观物体的机械运动，不是分子热运动，故B错误； C．分子间同时存在引力和斥力，铁棒很难被拉伸说明分子间存在引力，不能说明分子间只存在引力，故C错误； D．海绵容易被压扁是因为海绵内部有较大的空隙，不是说明分子间有间隙，故D错误； 故选A。 15．A 【详解】A．钢铁在火炉中熔化并没有能量的转化，只是热能的转移。因此，这个现象在假设条件下仍然能发生，故A符合题意； B．古人钻木取火时，机械能转化为热能，涉及到了能量的转化，与假设条件相违背，故B不符合题意； C．电动机通电转动时，电能转化为机械能，涉及到了能量的转化，与假设条件相违背，故C不符合题意； D．手机充电时，电能转化为化学能，涉及到了能量的转化，与假设条件相违背，故D不符合题意。 故选A。 16． 有用功 25% 【详解】[1]热机效率是指热机工作时，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。 [2]2kg柴油完全燃烧时放出的热量 [3]故这台柴油机工作时做的有用功。 17． 运动状态 做功 3600 【详解】[1]气罐内的高压气体对纸筒内的彩条施加力，使原本静止的彩条沿纸筒方向快速喷出运动状态发生改变。这说明力可以改变物体的运动状态。 [2]此过程中，气罐内高压气体的内能转化为彩条的机械能，内燃机的做功冲程中，将内能转化为活塞的机械能，该过程的能量转化与内燃机的做功冲程相同。 [3]汽油机每秒内对外做功30次，每分钟对外做功 飞轮转2转，对外做功1次，因此飞轮转3600转，飞轮的转速为3600r/min。 18． b 2.1×103J/（kg·℃） 【详解】[1]由题意得，横轴为加热时间轴，相同的加热时间，物质吸收的热量相同，已知用相同的热源给质量相等的水和另一种物质加热，所以，在相同时间内，水和另一种物质吸收的热量相等；根据比热容计算公式变形可得，，因为水的比热容较大，所以 水的吸放热能力较大，所以在吸收热量相等的情况下，水的温度变化度数较小，故图线b对应的物质为水。 [2]已知在相同时间内，水和另一种物质吸收的热量相等，根据物体吸热计算公式可得 由题意可知，，且加热5分钟，a物质的温度变化度数为，水的温度变化度数为，代入上式解得： 19． 比热容大 1.2×107 【详解】[1]汽车散热器等制冷设备常用水作冷却剂，是因为水在吸收一定热量时，温度变化比其他物质更小，即水的比热容大。 [2]由热值公式变形可得煤气完全燃烧放出的热量Q=Vq=0.3m3×4×107J/m3=1.2×107J 20． 热传递 做功 【详解】[1]给水加热时，水吸收热量，是通过热传递的方式增加水的内能。 [2]木塞被推出后水蒸气的内能减少，此过程中，水蒸气对木塞做功，内能转化为机械能，汽油机的做功冲程中，缸内燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，这个过程的能量转化与汽油机的做功冲程相似。 21．(1) (2) (3) 【详解】（1）水吸收的热量 （2）最终水的温度升高到80℃，说明此时金属块的温度为80℃，则金属块降低的温度 （3）不计热量损失，到平衡后，水、金属块的末温相同，大小为，金属块放出的热量等于水吸收的热量，即 根据可得金属块的比热容 22．（1）2.1×107J；（2）37.5% 【详解】解：（1）水吸收的热量 Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×50℃=2.1×107J （2）热水器吸收8h太阳的太阳能 E=8h×7.0×106J/h=5.6×107J 该太阳能热水器的效率 答：（1）水吸收的热量为2.1×107J； （2）该太阳能热水器的效率为37.5%。 23．(1) (2)煤油 【详解】（1）已知水的质量，水吸收的热量 （2）根据比热容公式可得，这种液体的比热容为 由表可知，这种液体可能是煤油 第 1 页 共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $