第十四章 内能的利用 单元练习--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”，以神舟十八号发射、古代取火器等真实情境为载体，覆盖能量转化、热机冲程等核心知识点，适配初中物理单元复习，强化能量观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10题30分|能量转化判断（发电足球）、热机冲程（取火器与汽油机）|基础巩固与多选提升结合，情境贴近科技与生活| |填空题|6题18分|能量转化实例（光合作用）、创新应用分析（电动车续航设想）|融合文化传承（突火枪）与社会热点（垃圾焚烧）| |实验探究题|1题16分|测花生米热值（转换法、误差分析）|突出科学探究要素，培养实验操作与数据处理能力| |综合题|2题36分|锅炉效率计算、起重机功率与效率分析|强化科学推理，结合工程实际考查能量守恒应用|

物理　九年级全一册 第十四章　内能的利用 （时间：60分钟　分值：100分） 一、选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分。每小题的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多个选项符合题目要求。全部选对得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分） 1．某同学设计制作了一种发电足球，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分析不正确的是（　　） A．球在被踢的过程中，其内部装置发电是机械能转化为电能 B．将产生的电能储存在蓄电池中是电能转化为化学能 C．点亮LED灯时是化学能转化为电能再转化为光能 D．整个过程中机械能守恒，但能量不守恒 2．下图是古代的取火器，把推杆推入牛角套筒时，艾绒被点燃。下列汽油机工作的四个冲程中原理与取火器原理相同的是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 3．2024年4月25日，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭，在酒泉卫星发射中心成功发射，火箭中装载了大量的燃料和助燃剂。火箭上升时的情境如图所示，下列说法正确的是（　　） A．火箭发动机不是热机 B．火箭燃料的热值保持不变 C．燃料燃烧时将内能转化为机械能 D．火箭与周围空气摩擦生热，内能减小 4．家用燃油汽车的发动机主要是汽油机，下列说法正确的是（　　） A．汽油机的效率能达到100％ B．汽油机燃烧汽油会造成环境污染 C．汽油机的一个工作循环中，对外做功4次 D．汽油机在吸气冲程中只吸入汽油 5．内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图如图所示，若该汽油机的效率为30％，飞轮每分钟转动1 800圈，q汽油＝4.6×107 J/kg，则下列说法正确的是（　　） A．图中所示冲程是做功冲程 B．若该汽油机完全燃烧5 kg汽油，则汽油机做的有用功为6.9×107 J C．该汽油机在1 s内做功30次 D．汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 6．如图所示，用同样的器材进行实验，现要求仅根据温度计示数的变化（Δt），比较不同物质的吸热本领（实验1）或者比较不同燃料的热值（实验2），则以下说法正确的是（　　） A．这两个实验均需要控制被加热的物质的种类一样 B．这两个实验均需要控制实验中用完全相同的燃料 C．正确完成实验1后，若加热相同的时间，Δt越小，则该物质的比热容越大 D．在实验2中，加热相同时间后，若Δt越大，则该燃料的热值一定越大 7．把一薄壁金属管固定在支架上，金属管中装一些酒精，然后用软木塞塞紧。把绳子缠绕在金属管上，迅速来回拉动绳子，过一会儿会看到软木塞被顶开，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．管口出现的雾状“白气”是酒精蒸气 B．拉动绳子的过程中，酒精内能增加，温度不变 C．酒精温度升高，这是通过热传递方式改变酒精内能的 D．酒精蒸气将木塞顶开的过程中，酒精蒸气的内能增大 8．汽油的热值为4.6×107 J/kg，这个数值究竟有多大？我们可以通过一个具体例子来认识汽油热值的大小：一个50 kg的中学生，从大厦的1楼步行至第11楼（高度改变了10层楼高），每层楼的层高为3 m，如果汽油完全燃烧放出的热量和该中学生克服重力做的功相等，就可以算出所需汽油的质量m。g取10 N/kg，下列相关说法不正确的是（　　） A．当汽油不完全燃烧时，汽油的热值变小 B．汽油的热值为4.6×107 J/kg，表示1 kg汽油燃烧放出的热量为4.6×107 J C．该中学生克服重力做了1.5×103 J的功 D．通过计算可知m约为3.3×10-4 kg 9．四冲程汽油机的工作循环示意图如图所示，下列说法正确的是（　　） A．汽油机在吸气冲程中吸进气缸的是汽油和空气的混合物 B．吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程的四个图的排序是丁、甲、丙、乙 C．丙图是做功冲程，发生的能量转化是把内能转化为机械能 D．若飞轮每1 min转3 000转，则每秒对外做功50次 10．某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30 cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50 mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105 Pa，飞轮1 min转动1 800周。当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），下列说法正确的是（　　） A．一个做功冲程中燃气对活塞做的功为135 J B．汽油机的功率为2 502 W C．做功冲程中燃气对活塞的平均压力为2 700 N D．汽油机每秒内完成30个冲程 二、填空题（本大题共6小题；第11~15题每小题2分，第16小题8分，共18分） 11．如图所示，不同形式的能量在一定条件下可以相互转化，请你写出一个能体现能量转化过程①的实例：_________________。绿色植物的光合作用所对应的能量转化是过程________（选填“①”“②”“③”或“④”）。 12．电动车是人们日常出行常用的代步工具，但使用过程中续航里程依旧是十分困扰的事情。创新小组设想：如果在电动车的前轮装一个发电机，可以一边行驶一边发电，同时给蓄电池充电，这样就可以带动后轮的电动机持续转动，从而实现无限行驶。你认为创新小组的设想能否实现？________（选填“能”或“不能”），支持你观点的理由是___________________________________________。 13．南宋时期，有人创制了突火枪，据《宋史·兵志》记载，这种武器“以巨竹为筒，内安子窠（弹丸），如烧放，焰绝然后子窠发出，如炮声，远闻百五十余步”。如图所示，弹丸被喷出的过程主要发生的能量转化是内能转化为________能，该能量转化与四冲程汽油机的__________冲程相同。 14．两种不同种类的燃料，甲的质量为2 kg，乙的质量为1 kg，甲、乙燃料完全燃烧后放出的热量如图所示，则甲燃料的热值是_________J/kg。相同质量的甲、乙燃料完全燃烧，释放的热量之比是_________。 15．垃圾焚烧发电厂利用先进工艺和科学方法，可以使垃圾变废为宝。若从1 t垃圾中能提炼出100 kg燃料油，燃料油的热值q燃料油＝4.2×107 J/kg，则这些燃料油完全燃烧时释放出的热量为_________J。这些热量可以使_______kg的水温度升高50 ℃。水的比热容c水＝4.2×103 J/（kg·℃），假设热量全部被水吸收且水没有沸腾。 16．2024年9月，中国人民解放军火箭军向某公海海域成功发射一发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹，准确落入预定海域。此次导弹发射是正规的军事训练。此次飞行方案用到了一种独特的助推—滑翔弹道，即钱学森弹道。钱学森弹道的前段是利用助推火箭给飞行器提供能量的，这能大大简化飞行器的设计；发动机关闭后，火箭靠惯性继续升高约90 km，达到弹道最高点300 km左右；然后火箭在重力作用下降低飞行高度重返大气层；之后借助空气所提供的升力在大气中进行无动力滑翔飞行；最后以150 km/h的速度着陆，这使得飞行器的航程获得极大的扩展。 （1）从材料中可知，导弹从发射到击中目标需要经历________、________、无动力滑翔三个阶段。 （2）导弹返回大气层后，导弹外壳与大气摩擦温度升高，说明_________可以改变物体的内能；导弹从发射到击中目标过程中，能量是________（选填“守恒”或“不守恒”）的。 三、实验探究题（本大题共1小题，共16分） 17．如图甲所示，小明用该装置粗测花生米的热值，过程如下：用电子秤称取30 g水放入烧杯中，将温度传感器插入水中，并连接电脑；取0.7 g花生米穿在细铁丝上，点燃花生米，立即移到烧杯正下方，给水加热，通过传感器获得温度—时间的图像如图乙所示。c水＝4.2×103 J/（kg·℃）。 （1）实验中，花生米燃烧放出的热量通过____________来反映。 （2）①实验过程中老师提醒小明要适当转动花生米。这样做的目的是________________。 ②根据乙图像，粗略测得花生米的热值为_________J/kg。在实验中小明看到花生米燃烧冒大量的黑烟，这会导致测得的热值________（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 四、综合题（本大题共2小题，每小题18分，共36分） 要求：（1）语言表述简练、准确；（2）写出必要的运算和推理过程；（3）带单位计算。 18．为保障全校师生饮水安全，学校安装了热效率达到80％的现代化高效节能锅炉，每天可以提供1.0×103 kg开水，已知水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃），优质煤的热值为3.0×107 J/kg。 （1）1.0×103 kg水的温度从20 ℃升高到100 ℃，至少需要吸收多少热量？ （2）每天至少需要完全燃烧多少千克优质煤？ 19．某建筑工地上，起重机在10 s内将质量为2.15 t的重物沿竖直方向匀速提升6 m，此过程起重机消耗柴油0.01 kg。柴油的热值q＝4.3×107 J/kg，g取10 N/kg。 （1）求重物上升的速度。 （2）求起重机提升重物的功率。 （3）若将起重机提升重物做的功与消耗的柴油完全燃烧释放的热量之比定义为其提升效率，用字母η表示，求起重机的提升效率。 参考答案 1．【答案】D 【解析】运动的球具有机械能，其内部装置能够发电，机械能转化为电能，A正确，不符合题意。蓄电池将电能转化为化学能储存起来，B正确，不符合题意。点亮LED灯时，蓄电池中的化学能转化为电能，电能再转化为光能，C正确，不符合题意。在整个过程中，球在被踢时，机械能一部分转化为电能，还有一部分转化为其他形式的能，在这个过程中机械能不守恒，但能量的总量保持不变，即能量守恒，D错误，符合题意。 2．【答案】B 【解析】把推杆迅速推入牛角套筒时，压缩套筒内空气做功，机械能转化为空气内能，空气内能增大，温度升高，达到艾绒燃点从而点燃艾绒。汽油机的压缩冲程中，将机械能转化为内能，所以以上过程与汽油机的压缩冲程相同。 3．【答案】B 【解析】火箭发动机将内能转化为机械能，是热机，故A错误。燃料的热值与燃料种类有关，与质量无关，火箭燃料的热值保持不变，故B正确。燃料燃烧时将化学能转化为内能，故C错误。火箭与周围空气摩擦生热，内能增大，故D错误。 4．【答案】B 【解析】汽油机工作时要克服机械各部件间的摩擦做功，同时存在热量散失等，燃料释放的热量只有一部分用来做有用功，所以汽油机的效率不能达到100％，A错误。汽油机燃烧汽油放出的废气会造成环境污染，B正确。汽油机一个工作循环有4个冲程，对外做功一次，C错误。汽油机在吸气冲程中吸入气缸的是空气和汽油的混合物，D错误。 5．【答案】B 【解析】由题图可知，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，A错误。5 kg的汽油完全燃烧放出的热量Q放＝mq汽油＝5 kg×4.6×107 J/kg＝2.3×108 J，由η＝可得，有用功W有用＝ηQ放＝30％×2.3×108 J＝6.9×107 J，B正确。曲轴每转两圈对外做功一次，所以1 min转动1 800周，要做功900次，则该汽油机在1 s内做功15次，C错误。汽油机消耗的燃料越少，其做的有用功也可能少，效率不一定越高，D错误。 6．【答案】C 【解析】比较不同物质的吸热本领时，需要改变物质的种类；比较不同燃料的热值时，需要加热相同种类的物质，A错误。比较不同物质的吸热本领时，需要用相同的燃料加热；比较不同燃料的热值时，需要改变燃料的种类，B错误。正确完成实验1后，在相同时间内吸收相同的热量，物质的质量相同，根据c＝可知，若Δt越小，则该物质的比热容越大，C正确。比较不同燃料的热值时，需要质量相同的两种不同的燃料全部燃烧后，根据温度变化判定热值的大小，加热相同时间后，燃料燃烧的质量不一定相同，D错误。 7．【答案】C 【解析】管口出现的雾状“白气”是酒精蒸气液化形成的小液滴，故A错误。拉动绳子的过程中，克服摩擦做功，机械能转化为内能，金属管温度升高，把热量传递给酒精，酒精内能增加，温度升高，故B错误，C正确。酒精蒸气将木塞顶开，酒精蒸气的内能转化为木塞的机械能，酒精蒸气内能减小，故D错误。 8．【解析】ABC 【解析】汽油的热值是汽油的一种特性，与汽油的燃烧情况无关，当汽油不完全燃烧时，汽油的热值不变，A说法错误。汽油的热值为4.6×107 J/kg，表示1 kg汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107 J，B说法错误。该中学生的重力G＝m人g＝50 kg×10 N/kg＝500 N，克服重力做的功W＝Gh＝500 N×（11-1）×3 m＝1.5×104 J，C说法错误。汽油完全燃烧放出的热量和该中学生克服重力做的功相等，则汽油完全燃烧放出的热量Q放＝W＝1.5×104 J，由Q放＝mq得需要汽油的质量m＝≈3.3×10-4 kg，D说法正确。 9．【答案】ABC 【解析】汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合物，A正确。由题图知，甲图的进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；乙图的排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程；丙图的进气门、排气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程；丁图的进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，所以吸气、压缩、做功和排气冲程的四个图的排序是丁、甲、丙、乙，B正确。丙图是做功冲程，把内能转化为机械能，使汽油机产生动力，C正确。若飞轮每1 min转3 000转，则每秒转50转，2转经历4个冲程，对外做功1次，所以每秒对外做功25次，D错误。 10．【答案】AC 【解析】满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强p＝9.0×105 Pa，气缸活塞的面积S＝30 cm2＝3×10-3 m2，满负荷工作时一个做功冲程中燃气对活塞的压力F＝pS＝9.0×105 Pa×3×10-3 m2＝2 700 N，一个做功冲程中燃气对活塞做的功W＝Fs＝2 700 N×50×10-3 m＝135 J，A、C正确。汽油机在一个工作循环中，飞轮转2周，对外做功一次，所以该汽油机1 min内完成900个工作循环，对外做功900次，则1 s内完成15个工作循环，一个工作循环包括4个冲程，汽油机每秒完成60个冲程，D错误。1 min内燃气对活塞所做总功W总＝900×135 J＝1.215×105 J，汽油机的功率P＝＝2 025 W，B错误。 11．【答案】用电饭锅做饭　　③ 【解析】由题图知，①所示的是电能转化为内能，即消耗了电能，获得了内能，如用电饭锅做饭。植物吸收太阳能进行光合作用主要是将光能转化为化学能，所以绿色植物的光合作用所对应的能量转化是过程③。 12．【答案】不能　　设想违背了能量守恒定律 【解析】电动车在前进时会消耗电能，且只有一部分电能转化为机械能；在电动车的前轮上装一个发电机，一边行驶一边发电，只有一部分机械能会转化为电能；发电机产生的电能要远远小于电动机消耗的电能，最终蓄电池储存的电能会消耗完，此时电动车就不能前进了。创新小组的设想不能实现，因为违背了能量守恒定律。 13．【答案】机械　　做功 【解析】弹丸被喷出的过程中，气体对弹丸做功，气体的内能转化为弹丸的机械能，与汽油机的做功冲程的能量转化形式相同。 14．【答案】1×107　　1∶3 【解析】完全燃烧2 kg甲燃料放出的热量为2×107 J，由Q＝qm可得，q甲＝＝1×107 J/kg。完全燃烧1 kg乙燃料放出的热量为3×107 J，相同质量的甲、乙燃料完全燃烧，放出的热量之比Q甲＇∶Q乙＝1×107 J∶3×107 J＝1∶3。 15．【答案】4.2×109　　2×104 【解析】这些燃料油完全燃烧时释放出的热量Q放＝m燃料油q燃料油＝100 kg×4.2×107 J/kg＝4.2×109 J。若这些热量全部被水吸收，则Q吸＝Q放＝4.2×109 J，根据Q＝cmΔt可得水的质量m＝＝2×104 kg。 16．【答案】（1）火箭助推　　惯性飞行　　（2）做功　　守恒 【解析】（1）从材料可知，导弹从发射到击中目标需要经历三个阶段：首先是助推阶段，这一阶段是利用助推火箭给飞行器提供能量的，使导弹能够升空；发动机关闭后，导弹靠惯性继续上升达到弹道最高点；最后是无动力滑翔阶段，导弹在重力作用下降低飞行高度重返大气层，然后借助空气所提供的升力在大气中进行无动力滑翔飞行，直至击中目标。 （2）导弹返回大气层后，由于导弹外壳与大气之间发生摩擦，导弹外壳的温度升高。这个现象说明，做功可以改变物体的内能。在这里，导弹外壳与大气之间的摩擦就是做功的过程，它使得导弹外壳的内能增加，表现为温度升高。导弹从发射到击中目标过程中能量是守恒的。 17．【答案】（1）水升高的温度 （2）①使花生米燃烧更充分　　②5.4×106　　小于 【解析】（1）实验中采用了转换法，通过水升高的温度来间接反映花生米燃烧放出热量的多少。 （2）①实验过程中适当转动花生米，可以使花生米充分燃烧。②根据题中图像可知，水吸收的热量Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103 J/（kg·℃）×30×10-3 kg×（44.6 ℃－14.6 ℃）＝3 780 J，Q放＝Q吸＝3 780 J，根据Q放＝mq可得花生米的热值q花生米＝＝5.4×106 J/kg。花生米燃烧冒大量黑烟，说明花生米不能充分燃烧，这会导致测得的热值与真实值相比偏小。 18．【答案】（1）3.36×108 J （2）14 kg 【解析】（1）水至少需要吸收的热量 Q吸＝cm水Δt＝4.2×103 J/（kg·℃）×1.0×103 kg×（100 ℃－20 ℃）＝3.36×108 J。 （2）由η＝得优质煤完全燃烧放出的热量至少为 Q放＝＝4.2×108 J， 由Q放＝mq得至少需要完全燃烧优质煤的质量 m煤＝＝14 kg。 19．【答案】（1）0.6 m/s （2）1.29×104 W （3）30％ 【解析】（1）重物上升的速度 v＝＝0.6 m/s。 （2）起重机对重物所做的有用功 W有用＝Gh＝mgh＝2.15×103 kg×10 N/kg×6 m＝1.29×105 J， 起重机提升重物的功率 P＝＝1.29×104 W。 （3）消耗的柴油完全燃烧放出的热量 Q放＝m柴油q＝0.01 kg×4.3×107 J/kg=4.3×105 J， 起重机的提升效率 η＝＝30％。 学科网（北京）股份有限公司 $