第十四章 内能的利用单元练习题 -2026-2027学年人教版物理九年级全一册

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．单缸四冲程汽油机和柴油机工作时，下列说法中正确的是（　　） A．汽油机上面是喷油嘴，柴油机是火花塞 B．汽油机的压缩程度要比柴油机的压缩程度大 C．在压缩冲程，都是将机械能转化为内能 D．柴油机的效率比汽油机的高是因为柴油的热值比汽油的大 2．世界首台650℃高效超临界燃煤发电机组于2025年11月8日在浙江华能玉环电厂开工，项目建成后将刷新世界范围内火电机组最高参数、最低煤耗记录，大幅提升煤电清洁高效利用水平。这台机组的蒸汽温度可达到650℃，压强35兆帕，煤炭燃烧更充分、效率更高，单位发电量产生的硫化物、氮氧化物等污染物排放也同步降低。下列关于该机组工作过程的描述，正确的是（　　） A．煤炭燃烧时，其化学能转化为内能 B．煤炭燃烧越充分，其热值越大 C．机组效率高，主要是因为煤炭燃烧放出的热量更多 D．蒸汽推动汽轮机转动，将内能全部转化为机械能 3．下列关于热机和热值的说法正确的是（　　） A．热值与燃料的质量有关 B．使燃料燃烧更充分，可以增大热值 C．热机消耗的燃料越少，效率一定越高 D．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率 4．如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析正确的是（　　） A．图甲，空气被压缩时，空气的内能减少 B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，塞子的机械能转化为空气的内能 C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，瓶口出现大量白雾，气体的内能减少 D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大 5．如图所示，把水壶放在天然气灶上烧水的过程中，下列说法正确的是（　　） A．天然气燃烧越充分，它的热值越大 B．天然气燃烧过程将内能转化为化学能 C．天然气燃烧放出的热量全部被水吸收了 D．水沸腾时壶盖振动，壶内水蒸气的内能转化为壶盖的机械能 6．如右图是一种新型的“风光互补”照明灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板，“腰挎”照明灯，“脚踏”蓄电池。下列解释正确的是 （　　） A．利用风力发电，将电能转化为机械能 B．太阳能电池板将太阳能转化为电能 C．照明灯工作时，将机械能转化为光能 D．蓄电池夜晚放电时，将电能转化为化学能 7．在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”，如图所示。下列说法正确的是（ ） A．水变热的过程，其内能是通过做功的方式改变的 B．橡胶塞被推出的过程中，水的内能增大 C．管口出现的“白气”是试管内的水直接汽化形成的 D．水蒸气推出橡胶塞的过程中，能量转化的过程与热机的做功冲程相同 8．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、多选题 9．近年来我国重大装备层出不穷，国人倍感自豪，下列机械的动力装置使用热机的是（　　） A．玉兔号月球车 B．山东号航母 C．C919客机 D．长征五号火箭 10．在了解瓦特改良蒸汽机的历史时，老师用图示实验来模拟其基本原理：加热试管使水沸腾，蒸汽顶开软木塞。下列相关说法正确的是（　　） A．用酒精灯加热试管，水内能的增加是通过做功的方式实现的 B．蒸汽把软木塞顶跑的过程，实现了内能向机械能的转化 C．蒸汽把软木塞顶跑的过程，相当于汽油机的做功冲程 D．试管口出现的白雾是水蒸气液化后形成的 三、填空题 11.气步枪是靠枪机储气装置内的高压气体击发弹丸完成射击，内燃机工作循环中　 　冲程与此过程能量转化相同。 12．汽车的发动机常用水作为冷却剂，这是因为水的　 　较大的缘故，汽油的热值是，1kg汽油完全燃烧放出的热量是　 　J。1kg汽油使用一半后，热值　 　（“不变”或“变为原来的一半”）。 13．《天工开物》中记载的“透火焙干”是造纸的一道工序，其做法是将刚生产出的湿纸张贴在烤火的墙上，如图所示。湿纸之间难以分开是因为分子间有　 　；将湿纸“焙干”，燃料燃烧时将　 　能转化为内能。 14．如图甲是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，它此时处于　 　冲程，其能量转化情况与　 　（选填“乙”或“丙”）图相同。如果此汽油机飞轮的转速为3000r/min，那么，1秒内完成　 　个冲程。当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，汽油机的工作效率会　 　（选填“增大”、“不变”或“减小”）。 15．将金属块在磨刀石上来回摩擦，迅速用手轻触金属块，感受到金属块的温度　 　，这种改变金属块内能的方式是　 　，此过程中的能量转化与四冲程汽油机中的　 　冲程相同。 16．我国古人曾发明一种点火器，以牛角为套筒，把艾绒粘在木质推杆前端，其结构如图所示。取火时一只手握住套筒，另一只手向内猛推推杆，推杆前端的艾绒就会被点燃，拔出推杆后，吹吹艾绒就有火苗产生。艾绒被点燃的过程与四冲程汽油机的　 　冲程相似；一台单缸四冲程内燃机的转速为1800r/min，那么每秒钟内燃气对活塞做功　 　次。 四、计算题 17．随着社会主义新农村建设的开展，农村的厨房发生了翻天覆地的变化，原来的柴火灶被洁净的天然气炉代替。小明用家中天然气炉将初温为的一壶水恰好加热到，消耗天然气，已知天然气的热值为，水的比热容为。求： （1）天然气燃烧不充分时，其热值　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）； （2）天然气完全燃烧放出的热量； （3）天然气炉的烧水效率。 18．随着“乡村振兴”的推进，资阳地区的人们生活水平持续提高，人居环境持续升级，户外休闲越来越受欢迎。小东购买了一款如图所示卡式燃气炉；准备带一家人去户外露营。卡式炉的气罐内装有可燃性气体丁烷，在使用时的热效率为56%。（水的比热容，丁烷热值）求： （1）20克丁烷燃气完全燃烧所释放出的热量； （2）在标准大气压下，这些热量可以将多少千克的水从20℃加热至沸腾。 五、科普阅读题 19． 阅读短文，回答问题。 汽车发动机 发动机是汽车的动力源，实际中汽车往往采用多缸发动机。四缸发动机的工作原理是通过连杆把四个气缸的活塞连在一根曲轴上。四缸四冲程汽油机分为两种：一种是同步汽油机，四个气缸在同一时间都做相同的工作。一种是异步汽油机（如图所示），在飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功，其他三个气缸分别做吸气、压缩和排气工作。 （1） 发动机在做功冲程里 ， 高温 、 高压的燃气推动活塞向下运动 ，将 　 　 能转化为　 　 能。 （2）图中箭头表示活塞运动方向，已知1号气缸处于做功冲程，则4号气缸所处的冲程是　 　冲程。 （3）若图中四缸汽油机的飞轮转速为6000r/min，则1s内该汽油机对外做功 　 　 次。 （4）关于四缸四冲程的同步汽油机和异步汽油机，下列说法正确的是____ 。（选填字母） A．同步汽油机在飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功 B．异步汽油机的四个气缸在同一时间都做相同的工作 C．若每个气缸做功功率相同，则同步汽油机的平均功率大于异步汽油机的平均功率 D．异步汽油机各气缸的做功冲程错开，机械能输出更平稳 六、实验探究题 20．能量转化和守恒定律是许多科学家经长期探索建立起来的，是科学史上的重大发现。 材料一：十七至十八世纪，多位科学家对能量的量度提出了不同的观点。1644年，笛卡尔用物体的质量和其速度的乘积来量度；1686年，莱布尼兹用物体的质量和其速度平方的乘积来量度；1743年，达朗贝尔用“活力”（即物体受力作用而通过一定距离）来量度。 材料二：温度计的不断改进给热与功研究的精确化准备了必要条件。焦耳通过400多次的实验，于1849年精确地测定了热功当量关系的数值，这一数值与现代公认值非常接近，为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。 材料三：焦耳通过400多次的实验，于1849年精确地测定了热功当量关系的数值（相当于单位热量的功的数量即1卡（热化学卡）=4.1840焦耳），这一数值与现代公认值非常接近，为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。如图所示是焦耳研究热功当量关系的一个实验装置，通过重物的上下运动，带动叶片转动，通过做功使水的内能增大。实验中焦耳测得的数据如下：小配重重力G小=100牛，大配重重力G大=520牛，每升降一次配重各自移动的距离h=1米，热量计中水的质量m=500克（c水=4.2×103焦耳/千克）。升降次数与水温变化的关系如表： 升降次数 1 2 3 4 5 6 温度变化/℃ 0.2 0.39 0.59 0.78 0.98 1.18 （1）材料一中，哪位科学家的观点与“功”概念相符合____； A．笛卡尔 B．莱布尼兹 C．达朗贝尔 （2）分析材料三中数据可以得到能量转化过程中能量是　 　（选填“守恒”或“不守恒”）的； （3）如图所示是焦耳研究热功当量关系的实验装置，通过重物的上下运动，带动叶片转动，通过做功使水的内能　 　（选填“增大”或“减小”）； （4）结合材料分析，以下观点正确的是　 　。（可多选） A.面对前人的观点要敢质疑 B.时间久远的理论是没有科学价值的 C.测量工具的发展有助于科学理论研究 D.对科学的认识是不断修正完善的过程 21．生活处处有物理。小明利用矿泉水瓶做了如下几个有趣的实验： （1）如图，矿泉水装水，接近装满时留一小气泡，在瓶中间画一十字标记。把它平放在检查面上，若气泡在十字处说明被检查面是　 　的；用手沿箭头方向猛推一下瓶子，气泡将　 　运动（选填“向后运动”、“向前运动”或“保持静止状态”）； （2）如图一开口的矿泉水瓶侧壁A、B处各扎一个小孔，用橡皮塞塞住，给瓶里充满水，将瓶放在足够高的桌面上，然后把橡皮塞同时拔出，可以看到从不同的孔向外喷水的水平射程不同，从而说明了液体内部压强与　 　有关； （3）如图一只空瓶中装入少量的水，拧紧瓶盖，用力地扭动瓶身几下，稍稍旋开瓶盖，就听到“砰”的一声且瓶盖被气体冲飞，瓶口和瓶内出现白雾，出现白雾说明瓶内气体温度　 　（选填“升高”“降低”或“不变”）。图中②过程中能量转化的过程与四冲程内燃机的　 　冲程类似。若一台单缸汽油机，飞轮的转速为1200r/min，则该汽油机每秒钟做功　 　次。 22．跨学科实践：制作简易汽轮机模型 【项目提出】 （1）热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制作简易　 　模型。 【项目实施】 （2）设计并制作：设计方案如图所示。向易拉罐内部注入大约半罐　 　，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用封口泥将罐与笔的空隙处　 　。将易拉罐用大铁夹夹住，笔的尖端对准小风扇的扇叶。 （3）测试实验：点燃易拉罐下面的蜡烛，等待热气喷出推动扇叶转动。 ①汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→　 　→　 　。 ②此汽轮机模型属于　 　（填“内”或“外”）热机。 （4）实验改进： ①同学们在测试过程中，发现加热很长时间后，笔尖处出来的水蒸气为“飘动状”，而不是“喷射状”，叶轮没有转动过。思考上述现象中存在的问题，提出一条改进措施：　 　。 ②改进上述问题后，笔尖处的水蒸气变为“喷射状”，叶轮转动几圈后又停止转动。同学用手拨动叶轮，叶轮转动几圈后仍停止了转动。针对叶轮进行改进的措施可以是：　 　。 【项目拓展】 （5）同学交流过程中，有同学设想：用凹面镜会聚太阳光替代酒精灯加热易拉罐，制成一个“太阳能蒸汽机”、你认为这个“太阳能蒸汽机”的优势是：　 　（写出一条即可） 答案解析部分 1．【答案】C 【解析】【解答】A．汽油机的汽缸顶部安装的是火花塞，而柴油机的汽缸顶部安装的是喷油嘴，因此选项A的说法是错误的。 B．在压缩冲程中，柴油机达到的末温远高于汽油机，这表明柴油机的压缩程度比汽油机更大，所以选项B的说法是错误的。 C．在压缩冲程中，活塞向上运动，将机械能转化为内能，这一过程在两种发动机中都是相同的，因此选项C的说法是正确的。 D．柴油机效率高于汽油机的主要原因是其采用压燃式点火方式，压缩比更高，汽缸内温度更高，能量转化效率更高，这与燃料的热值关系不大，因此选项D的说法是错误的。 正确答案是。 【分析】1、汽油机四个冲程包括：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，根据特点进行识别。 吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。 2、热机转速和做功的关系，热机转2次，对应一次做功，对应四个冲程。 3、柴油机顶部安装的是喷油嘴，且压缩冲程的程度更大。 2．【答案】A 3．【答案】D 【解析】【解答】AB．热值是燃料的特性，与燃料的质量无关、燃烧情况，故AB错误； C．热机效率是做有用功的能量与燃料完全燃烧产生能量之比；当热机做的有用功相同，消耗的燃料越少，效率一定越高；故C错误； D．使燃料燃烧更充分，增大有效利用的能量，减少损失的能量，提高热机的效率，故D正确。 故选D。 【分析】热值是燃料的特性，与燃烧情况、燃料的质量无关；热机效率是有用功和总热的比值，减少损失的能量，可以提高热机效率。 4．【答案】C 5．【答案】D 【解析】【解答】A．热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、放出热量以及是否充分燃烧无关，故A错误； B．天然气燃烧时，消耗化学能，获得内能，将化学能转化为内能，故B错误； C．天然气燃烧放出的热量一定存在散失，不会被水全部吸收，故C错误； D．水沸腾时，壶内水蒸气推动壶盖做功，壶盖振动，将水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，故D正确。 故选D。 【分析】燃料的热值是特性，和燃烧情况无关；燃料是化学变化，将化学能转化为内能；燃料燃烧放出的热量不能完全被吸收；内能对外做功，将内能转化为机械能。 6．【答案】B 【解析】【解答】A.利用风力发电，将机械能转化为电能，故A错误； B.太阳能电池板将太阳能转化为电能，故B正确； C.照明灯工作时，将电能转化为光能，故C错误； D.蓄电池夜晚放电时，将电能转化为光能，故D错误。 故选B。 【分析】根据能量转化的知识分析判断。 7．【答案】D 8．【答案】D 【解析】【解答】A．探究不同燃料的热值时，需要消耗两种燃料质量相同，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质量相同，故A错误； B．实验中，燃料燃烧放出的热量被水吸收，根据Q吸=cmΔt，水吸收热量温度升高反映放出热量的多少，故B错误； C．图丙中，甲杯水升高的温度，乙杯水升高的温度， 根据Q吸=cmΔt，那么，故C错误； D．实验中，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，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。 【分析】比较不同燃料的热值时，通过水的温度变化，判断吸收热量的多少，从而反映热值大小；根据Q吸=cmΔt，比较水吸收热量的多少；根据水吸收的热量，反映热值的大小。 9．【答案】B,C,D 【解析】【解答】A．月球上没有空气，热机无法正常工作，月球车不用热机来驱动，故A不符合题意； BCD．山东号航母、C919客机、长征五号火箭，利用燃料燃烧获得内能来做功，把内能转化成机械能的装置，符合热机的特点，故BCD符合题意。 故选BCD。 【分析】热机工作时燃料在汽缸内燃烧，把内能转化为机械能。 10．【答案】B,C,D 11．【答案】做功 12．【答案】比热容；；不变 13．【答案】引力；化学 【解析】【解答】湿纸之间难以分开是因为引力起作用。 燃料燃烧时将化学能转化为内能。 故答案为：引力；化学。 【分析】分子间同时存在引力和斥力； 分析能量转化过程中消耗了哪种形式的能，产生了哪种形式的能，进而可以判断该过程中的能量转化。 14．【答案】做功；丙；100；减小 15．【答案】升高；做功；压缩 16．【答案】压缩；15 17．【答案】（1）不变 （2）3.36×106J （3）40% 18．【答案】（1）解：20克丁烷燃气完全燃烧所释放出的热量为 （2）解：水吸收的热量为 在1标准大气压下，水的沸点为100℃，则水的质量为 【解析】【分析】（1）根据Q=mq，计算燃料燃烧放出的热量； （2）根据，计算水的质量大小。 （1）20克丁烷燃气完全燃烧所释放出的热量为 （2）水吸收的热量为 在1标准大气压下，水的沸点为100℃，则水的质量为 19．【答案】（1）内；机械 （2）吸气 （3）200 （4）D 【解析】【解答】（1）做功冲程中，高温高压燃气膨胀，推动活塞向下运动，把燃气的内能转化为活塞的机械能，为汽车提供动力。 （2）异步四缸汽油机规律：飞轮每转半周，一个气缸做功，另外三个分别进行吸气、压缩、排气。 1号气缸向下运动（做功冲程），4号气缸活塞向下运动，进气门打开，是吸气冲程。 （3）飞轮转速：6000r/min=100r/s，每秒飞轮转100圈。单缸四冲程汽油机：飞轮转2圈，对外做功1次。本题是异步四缸汽油机：飞轮每转半圈就有1个气缸做功。每秒飞轮100圈，半圈为一个做功间隔：做功次数=1002=200次。 （4）答案：D A、同步汽油机四个气缸同时工作，不会每半周单独一个气缸做功，错误。 B、异步汽油机四个气缸不同时工作，分别进行四个不同冲程，错误。 C、单个气缸功率相同时，两种汽油机总功率相同，平均功率相等，错误。 D、异步汽油机把四个气缸做功冲程错开，持续轮流输出动力，机械能输出更平稳，正确。 故答案为：（1）内；机械；（2）吸气；（3）200；（4）D。 【分析】1、四冲程汽油机能量转化 压缩冲程：机械能→内能 做功冲程：内能→机械能（唯一对外做功的冲程） 2、四冲程飞轮规律（单缸） 一个工作循环4个冲程，飞轮转2圈，对外做功1次。 3、多缸异步发动机工作特点 四缸异步汽油机：飞轮每转半圈，就有一个气缸做功，动力连续输出，运转更平顺。 4、同步与异步汽油机区别 同步：四个气缸同步做一样的冲程，动力集中爆发，抖动大。 异步：四个气缸错开冲程轮流做功，动力持续平稳，家用汽车普遍使用。 20．【答案】（1）C （2）守恒 （3）增大 （4）ACD 【解析】【解答】（1）科学家观点与“功”的契合度 “功”的定义是“力与在力的方向上移动的距离的乘积”。达朗贝尔用“活力（物体受力作用而通过一定距离）”来量度能量，与“功”的概念相符，因此选C（达朗贝尔）。 （2）能量转化的守恒性分析 焦耳的实验中，机械能通过做功转化为内能，能量的总量保持不变。分析实验数据可知，能量在转化过程中既不会凭空产生，也不会凭空消失，因此能量是守恒的。 （3）做功对水内能的影响 通过重物上下运动带动叶片转动，对水做功，将机械能转化为水的内能，因此水的内能增大。 （4）科学观点的综合判断 选项A：从笛卡尔、莱布尼兹到达朗贝尔，科学家对能量的量度不断质疑和改进，说明面对前人观点要敢于质疑，正确； 选项B：时间久远的理论（如早期科学家的能量观点）为后续研究奠定了基础，并非没有科学价值，错误； 选项C：温度计的改进为热功当量的研究提供了条件，说明测量工具的发展有助于科学理论研究，正确； 选项D：能量转化和守恒定律的建立是多位科学家长期探索、不断修正的结果，说明对科学的认识是不断修正完善的过程，正确。 因此选ACD。 综上，（1）第1空：C；（2）第1空：守恒；（3）第1空：增大；（4）第1空：ACD。 【分析】本题考查能量转化与守恒的历史发展及实验分析，核心知识点如下： “功”的概念溯源：明确“功”的定义（力×距离），对比科学家的能量量度观点，找出与“功”契合的表述。 能量守恒的实验依据：焦耳的热功当量实验证明，机械能转化为内能的过程中，能量总量不变，体现了能量守恒的本质。 做功改变内能的实质：通过对水做功，机械能转化为内能，属于能量的转化过程，且内能随做功增加而增大。 科学发展的综合认知：从科学家的观点迭代、测量工具的作用，到科学理论的完善过程，全面体现科学发展的逻辑性和渐进性。 解题关键：对“功”的概念理解易混淆，需准确把握“力”和“距离”的关联； 分析能量守恒时易忽略实验的“转化本质”，需结合焦耳实验的能量转化逻辑（机械能→内能）判断； 对科学发展观点的判断易片面，需结合材料中“工具改进、观点迭代、理论完善”等多个维度综合分析。 21．【答案】（1）水平；向前运动 （2）液体深度 （3）降低；压缩；10 22．【答案】汽轮机；水；密封；内能；机械能；外；减小喷出口径；减小叶轮的质量；环保安全 【解析】【解答】（1）题目要求制作简易汽轮机模型。 （2）向易拉罐中加水后，蜡烛加热会使水汽化成水蒸气。用封口泥密封空隙的目的是防止水蒸气泄漏，确保蒸汽能集中从笔管喷出以推动扇叶转动。 （3）能量转化过程分为三个阶段： 蜡烛燃烧：化学能→内能， 水汽化：内能使水变为水蒸气 蒸汽推动扇叶：内能→机械能，该模型属于外热机，因其热源（蜡烛）在工质（水）外部加热，符合外热机"外部燃烧加热"的特征。 （4）现象分析与改进方案：①蒸汽呈飘动状：原因：蒸汽压力/速度不足，改进：缩小喷口直径、增强加热强度、减少注水量；②叶轮转动短暂：摩擦阻力大/叶轮惯性大/蒸汽推力不足；减轻叶轮质量、转轴加润滑油、增加扇叶数量或面积； （5）太阳能蒸汽机的优势体现在： 能源：利用可再生太阳能； 环保：无燃烧污染； 安全：避免明火风险。 【分析】1、能量转化：根据物体起始状态具有的能量和最终状态具有的能量进行判断，本题中 汽轮机模型 的具体能量转化为酒精灯点燃，化学能转化为内能，气体推动扇叶转动，内能转化为机械能； 2、本题中酒精灯是在易拉罐外部燃烧，所以属于外燃机； 3、太阳能的优势为安全环保。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $