第十四章 内能的利用 章末提升训练 -2026-2027学年人教版物理九年级全一册

第十四章 内能的利用（章末提升训练）解析版 姓名：___________班级：九年级（ ）班 一、单选题 1．嫦娥探月、天问探火……近年来，我国在航天领域取得了辉煌成就，运载火箭作出了巨大贡献。运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有（     ） A．较小的密度 B．较大的热值 C．较大的比热容 D．较小的质量 【参考答案】B 【解析】运载火箭需要燃料燃烧释放大量能量，由可知，相同质量的燃料完全燃烧时，热值越大，放出的热量越多，液态氢具有较大的热值，因此适宜作为火箭燃料。故选B。 2．利用焚烧垃圾来发电，此过程中的能量转化情况正确的是（     ） A．化学能→内能→机械能→电能 B．太阳能→内能→机械能→电能 C．核能→内能→机械能→电能 D．电能→太阳能→机械能→内能 【参考答案】A 【解析】垃圾储存化学能，焚烧时发生化学反应，化学能转化为内能，用来加热水产生高温高压蒸汽； 高温蒸汽推动汽轮机运转，内能转化为汽轮机的机械能；汽轮机带动发电机工作，最终将机械能转化为电能。故选A。 3．关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是（     ） A．只要坚持不懈，科学家们终有一天会发明出永动机 B．因为自然界中的能量是守恒的，所以不必担心能源短缺问题 C．一个物体具有的能量增加，必然有别的物体具有的能量减少 D．细线悬挂的小球来回摆动多次后最终停下，说明该过程中能量不守恒 【参考答案】C 【解析】A．永动机违反能量守恒定律，不可能被发明，故A错误； B．能量的转化和转移具有方向性，可被人类利用的能源会不断减少，因此存在能源短缺问题，故B错误； C．根据能量守恒定律，能量不会凭空产生或消失，一个物体能量增加，必然有其他物体的能量减少，故C正确； D．小球摆动过程中机械能转化为内能，总能量保持守恒，故D错误。 故选C。 4．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 【参考答案】C 【解析】有光条件下，密闭气室中在光照下分解，使气室气压增大，气体对外做功，推动活塞右移，此过程中将内能转化为机械能，汽油机的做功冲程是燃气膨胀推动活塞对外做功，把内能转化为机械能，和该过程的能量转化与工作特点一致。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 5．干木柴、焦炭和无烟煤的热值柱状图如图所示，下列说法中正确的是（     ） A．焦炭的热值大于无烟煤的热值 B．在完全燃烧的条件下，无烟煤放出的热量最多 C．在质量相同的条件下，干木柴燃烧放出的热量最少 D．焦炭的热值等于焦炭的热值 【参考答案】D 【解析】A．由图可知，故A错误； B．由可知，未知质量的关系，无法比较放出热量的多少，故B错误； C．由可知，只有在质量相同且完全燃烧的条件下，热值越小放出热量才越少，未指明完全燃烧，故C错误； D．热值是燃料的一种特性，只与燃料种类有关，与质量无关，故D正确。 故选D。 6．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（     ） A．小球弹起的高度越来越小，说明在此过程中能量不守恒 B．根据能量守恒定律，在此过程中小球的能量总量是保持不变的 C．在小球的运动中，有一部分机械能转化成了内能 D．小球经过相同高度的B、D两点时动能相等 【参考答案】C 【解析】A．小球弹起高度越来越小，是因为运动过程中受到空气阻力，机械能有损耗，能量的总量是不变的，故能量是守恒的，故A错误； B．小球在运动过程中，与空气摩擦做功或与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，散失到了空气中，所以小球的能量总量会减小，故B错误； C．小球运动中克服空气阻力和与地面碰撞做功，由能量转化可知，一部分机械能转化成了内能，故C正确； D．小球运动过程中克服空气阻力做功，机械能不断损失，D点机械能小于B点机械能，机械能等于动能加重力势能，B、D两点高度相同，小球重力势能相等，因此D点动能小于B点动能，故D错误。 故选C。 二、填空题 7．天然气是家庭常用的气体燃料，我县很多居民家中都使用天然气做饭、烧水。已知天然气的热值为，它表示的物理意义是____________________________________________。 【参考答案】1天然气完全燃烧放出的热量为 8．科学家研发出一种不需要更换电池的心脏起搏器（一种植入患者体内的医疗电子设备），可将心脏每一次跳动而具有的_________能的极少一部分转化为_________能，来维持起搏器工作。心脏起搏器_________（选填“是”或“不是”）永动机。 【参考答案】机械 电 不是 【解析】心脏跳动时具有机械能，起搏器是电子设备，工作需要电能，所以是将机械能转化为电能，来维持起搏器工作； 由能量守恒定律可知永动机不可能实现，故心脏起搏器不是永动机。 9．如图为一台单缸四冲程柴油机结构图。柴油机是用喷油嘴取代火花塞，所以在吸气冲程中吸入的是__________（选填“气态柴油”“空气”或“气态柴油和空气的混合物”）。某台柴油机的飞轮转速为转/分，该柴油机活塞对外做功________次；若其效率为，消耗的柴油转化成的机械能是__________ 。（） 【参考答案】空气 30 【解析】柴油机顶部是喷油嘴，在吸气冲程只吸入空气，柴油是在压缩冲程末才通过喷油嘴喷入气缸的； 飞轮1s内转动的转数为 因四冲程柴油机一个工作循环飞轮转2转、对外做功1次，故1s对外做功次数为 次 柴油完全燃烧放出的热量为 转化的机械能为 10．如图是四冲程内燃机的某冲程示意图，由图可知，该内燃机是__________（选填“汽油机”或“柴油机”），此时正在进行的是________冲程；与它原理相同的是图______（选填“A”或“B”）所示的演示实验。 【参考答案】柴油机 压缩 A 【解析】因气缸顶部有喷油嘴，故该内燃机是柴油机。 图中进气门、排气门均关闭，活塞向上运动，可知此时为压缩冲程。 A图中，用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，是将机械能转化为内能；B图中，对试管中的水加热，水的内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，水蒸气的内能转化为塞子的机械能；柴油机的压缩冲程将机械能转化为内能，因此与压缩冲程原理相同的是A实验。 三、作图题 11．如图甲所示，这是四冲程汽油机的吸气冲程示意图，请在图乙中画出压缩冲程中活塞的运动方向、曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。 【参考答案】 【解析】在汽油机的压缩冲程中，两个气门都关闭，活塞向上运动，连杆带动活塞上行，曲轴画到左侧（推动活塞向上），画出连杆连接活塞底部与曲轴，据此作图。 12．汽油机的压缩冲程和做功冲程中，气缸内的气体的内能都在发生相应的变化，t1时刻火花塞点火后汽油燃烧。请在坐标图中画出，从压缩冲程开始到做功冲程结束时气缸内的气体温度随时间变化的大致图像。 【参考答案】 【解析】压缩冲程：活塞压缩气缸内气体，对气体做功，机械能转化为内能，气体内能增大，因此温度逐渐缓慢升高； t₁点火燃烧阶段：汽油剧烈燃烧，短时间释放大量热量，因此气缸内气体温度快速大幅升高； 做功冲程：高温高压燃气推动活塞对外做功，内能转化为机械能，气体内能减小，因此温度逐渐降低。 四、实验题 13．如图所示，烧瓶内盛有少量水，用带有细玻璃管的橡胶塞塞紧瓶口，然后用打气筒向烧瓶内打气，当瓶内气压足够大时会发现橡胶塞从瓶口处跳起来，同时可以看到瓶内出现白雾。 (1)橡胶塞从瓶口处跳起来的过程，是__________转化为橡胶塞的机械能，这种能量转化方式跟四冲程内燃机的__________（选填“压缩冲程”或“做功冲程”）相同； (2)橡胶塞从瓶口处跳起来的同时，瓶内出现白雾这是由于水蒸气对瓶塞做功，内能__________（选填“增大”、“减小”或“不变”），温度__________（选填“升高”、“降低”或“不变”）。 【参考答案】(1)内能 做功冲程 (2)减小 降低 【解析】（1）向瓶内打气后，瓶内气压增大，瓶内高温高压的气体推动橡胶塞跳起，是气体自身的内能转化为橡胶塞的机械能；四冲程内燃机的压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是燃气的内能转化为活塞的机械能，因此该过程的能量转化和做功冲程相同。 （2）水蒸气对瓶塞做功时，自身的内能对外输出，因此内能减小；内能减小会伴随温度降低，瓶内的水蒸气遇冷液化成小水滴，就形成了我们看到的白雾。 14．跨学科实践：制作简易汽轮机模型 【项目提出】 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，制作简易汽轮机模型。 【项目实施】 (1)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水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用橡皮泥将罐的开口处____________________。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的____________________。 (2)测试实验：点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 实验改进：同学们在测试过程中，发现加热很长时间后，扇叶才开始转动，这是因为____________________。 【项目拓展】 (3)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”。请你认为这个“太阳能蒸汽机”的优势是______________________________。（写出一条即可） 【参考答案】(1)密封 扇叶 (2)加热时间不足，无法产生足够的水蒸气 (3)清洁无污染 【解析】（1）如果易拉罐开口处不密封，罐内产生的蒸汽会从缝隙泄漏，无法从笔管集中喷出，所以需要用橡皮泥将开口处密封，保证罐内气压升高后蒸汽只能从笔的尖端喷出。 将喷出的蒸汽对准小风扇的扇叶，蒸汽的冲击力才能作用在叶片上，推动扇叶转动。 （2）酒精灯加热时，需要先让易拉罐本身吸热升温，再让罐内的水吸热升温、达到沸点，持续沸腾才能产生足量、流速足够大的蒸汽，蒸汽的动能大到可以推动扇叶转动时，扇叶才会开始运动，因此需要较长的预热时间。 （3）用凹面镜会聚太阳光替代酒精灯加热易拉罐，不会产生燃烧废气，更加节能环保。 15．为比较酒精和汽油热值的大小，制定了以下实验方案： (1)取质量相同的酒精和汽油作燃料，制成酒精灯和汽油灯，两灯同时点燃后分别给两杯质量和初温都相同的水加热（烧杯质量相同）。通过比较烧杯中水的____________（选填“加热时间”或“升高的温度”），由此判断两种燃料热值的大小，这种方法是_____________（选填“转换法”或“等效替代法”）。 (2)图甲中温度计的读数是_________。当两灯的燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是，而乙装置中温度计的读数是，由此判断_________的热值比较大。 (3)根据计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出汽油的热值，发现结果与资料中给出的汽油热值相比_____________（选填“偏大”或“偏小”）了，结合装置图，分析原因：____________________________________________。 【参考答案】(1)升高的温度 转换法 (2) 汽油 (3)偏小 燃料燃烧释放的热量有部分散失，未被水完全吸收 【解析】（1）实验中控制了酒精和汽油的质量相同，同时被加热的水的质量、初温也完全相同，根据，燃料完全燃烧放出的热量越多，水吸收的热量就越多，水升高的温度就越大，因此可以通过比较烧杯中水升高的温度来判断两种燃料热值的大小。 本实验将不容易直接测量的燃料热值大小，转换为容易测量的水升高的温度来间接判断，这种实验方法是转换法。 （2）图中的温度计，其分度值为1℃，液柱对应的刻度示数为56℃。 已知两杯水的质量和初温均相同，燃料完全燃烧后，乙装置中水的末温更高，说明乙装置内的水吸收的热量更多，即等质量的汽油完全燃烧放出的热量比酒精更多，根据，可判断汽油的热值比较大。 （3）因为在实验过程中燃料燃烧放出的热量并没有全部被水吸收，存在大量的热量散失，计算时用偏小的替代代入，因此测得的汽油热值比标准值偏小。 五、简答题 16．如图所示，火箭发射升空时，其机械能不断增加。增加的机械能从何而来？ 答：燃料燃烧，将储存化学能转化为燃气的内能；高温高压的燃气向后高速喷出时对外做功，把这部分内能转化为火箭的机械能，因此火箭增加的机械能源自燃料燃烧释放的内能。 17．随着新能源汽车的普及，燃油车的污染问题也越来越受到人们的关注，如图所示是一辆行驶中的燃油车，滚滚浓烟正从它的排气管中排出，造成环境污染。请你从节能的角度提出提高热机效率的合理措施。（三条即可） 答：改进燃烧方式，使燃料充分燃烧；给热机运动部件加润滑油，减小摩擦；回收利用废气余热，减少能量损失。 18．如图所示，轻轻推倒第一块小木板就会产生连锁反应，使最后一块大木板被推倒。有人认为，实验说明了用很少的能量可以产生较多的能量，该说法_________（选填“正确”或者“不正确”），原因是：____________________________________。 答：不正确。根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，在转化和转移过程中能量的总量保持不变，实验中推倒大木板的能量主要来自各木板的重力势能，并非凭空产生了更多能量。 六、计算题 19．天然气是一种清洁能源，我国使用天然气的家庭户数占比越来越大。小明在家通过用天然气灶烧水的方式来估测天然气灶烧水的效率，他收集的数据如下：水壶里水的质量为，初温为，末温为，消耗天然气的体积为。求： (1)水壶里的水吸收的热量。 (2)天然气灶烧水的效率。 解：（1）水壶里的水吸收的热量 （2）的天然气完全燃烧放出的热量 天然气灶烧水的效率 20．如图所示是9.3阅兵式，我国自主研发的无人机，具备全球唯一的隐形电子战能力，最大起飞质量3.2t、最大航程4000km。该无人机最大载油量为1.6t。水平飞行过程中所受的阻力与速度的关系如表所示。 速度/m·s-1 100 150 200 300 阻力/N 800 1800 3200 7200 (1)该无人机以的速度水平匀速飞行时，发动机的输出功率是多少； (2)若在油箱中加入燃油（假设燃油为酒精且燃料完全燃烧），能放出热量多少？（） (3)该飞机加满油以的速度水平飞行达到它的最大航程。问发动机的效率至少为多大？ 解：（1）无人机水平匀速飞行时，受力平衡，发动机的牵引力等于飞行阻力。查表得速度时，阻力，因此牵引力 发动机的输出功率 （2）最大载油量 燃油完全燃烧放出的热量 （3）无人机的最大航程 牵引力做的有用功 发动机效率 所以要满足最大航程的最低效率，发动机效率至少为20%。 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 $ 第十四章 内能的利用（章末提升训练）原卷版 姓名：___________班级：九年级（ ）班 一、单选题 1．嫦娥探月、天问探火……近年来，我国在航天领域取得了辉煌成就，运载火箭作出了巨大贡献。运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有（     ） A．较小的密度 B．较大的热值 C．较大的比热容 D．较小的质量 2．利用焚烧垃圾来发电，此过程中的能量转化情况正确的是（     ） A．化学能→内能→机械能→电能 B．太阳能→内能→机械能→电能 C．核能→内能→机械能→电能 D．电能→太阳能→机械能→内能 3．关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是（     ） A．只要坚持不懈，科学家们终有一天会发明出永动机 B．因为自然界中的能量是守恒的，所以不必担心能源短缺问题 C．一个物体具有的能量增加，必然有别的物体具有的能量减少 D．细线悬挂的小球来回摆动多次后最终停下，说明该过程中能量不守恒 4．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 5．干木柴、焦炭和无烟煤的热值柱状图如图所示，下列说法中正确的是（     ） A．焦炭的热值大于无烟煤的热值 B．在完全燃烧的条件下，无烟煤放出的热量最多 C．在质量相同的条件下，干木柴燃烧放出的热量最少 D．焦炭的热值等于焦炭的热值 6．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（     ） A．小球弹起的高度越来越小，说明在此过程中能量不守恒 B．根据能量守恒定律，在此过程中小球的能量总量是保持不变的 C．在小球的运动中，有一部分机械能转化成了内能 D．小球经过相同高度的B、D两点时动能相等 二、填空题 7．天然气是家庭常用的气体燃料，我县很多居民家中都使用天然气做饭、烧水。已知天然气的热值为，它表示的物理意义是____________________________________________。 8．科学家研发出一种不需要更换电池的心脏起搏器（一种植入患者体内的医疗电子设备），可将心脏每一次跳动而具有的_________能的极少一部分转化为_________能，来维持起搏器工作。心脏起搏器_________（选填“是”或“不是”）永动机。 9．如图为一台单缸四冲程柴油机结构图。柴油机是用喷油嘴取代火花塞，所以在吸气冲程中吸入的是__________（选填“气态柴油”“空气”或“气态柴油和空气的混合物”）。某台柴油机的飞轮转速为转/分，该柴油机活塞对外做功________次；若其效率为，消耗的柴油转化成的机械能是__________ 。（） 10．如图是四冲程内燃机的某冲程示意图，由图可知，该内燃机是__________（选填“汽油机”或“柴油机”），此时正在进行的是________冲程；与它原理相同的是图______（选填“A”或“B”）所示的演示实验。 三、作图题 11．如图甲所示，这是四冲程汽油机的吸气冲程示意图，请在图乙中画出压缩冲程中活塞的运动方向、曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。 12．汽油机的压缩冲程和做功冲程中，气缸内的气体的内能都在发生相应的变化，t1时刻火花塞点火后汽油燃烧。请在坐标图中画出，从压缩冲程开始到做功冲程结束时气缸内的气体温度随时间变化的大致图像。 四、实验题 13．如图所示，烧瓶内盛有少量水，用带有细玻璃管的橡胶塞塞紧瓶口，然后用打气筒向烧瓶内打气，当瓶内气压足够大时会发现橡胶塞从瓶口处跳起来，同时可以看到瓶内出现白雾。 (1)橡胶塞从瓶口处跳起来的过程，是__________转化为橡胶塞的机械能，这种能量转化方式跟四冲程内燃机的__________（选填“压缩冲程”或“做功冲程”）相同； (2)橡胶塞从瓶口处跳起来的同时，瓶内出现白雾这是由于水蒸气对瓶塞做功，内能__________（选填“增大”、“减小”或“不变”），温度__________（选填“升高”、“降低”或“不变”）。 14．跨学科实践：制作简易汽轮机模型 【项目提出】 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，制作简易汽轮机模型。 【项目实施】 (1)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水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用橡皮泥将罐的开口处____________________。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的____________________。 (2)测试实验：点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 实验改进：同学们在测试过程中，发现加热很长时间后，扇叶才开始转动，这是因为____________________。 【项目拓展】 (3)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”。请你认为这个“太阳能蒸汽机”的优势是______________________________。（写出一条即可） 15．为比较酒精和汽油热值的大小，制定了以下实验方案： (1)取质量相同的酒精和汽油作燃料，制成酒精灯和汽油灯，两灯同时点燃后分别给两杯质量和初温都相同的水加热（烧杯质量相同）。通过比较烧杯中水的____________（选填“加热时间”或“升高的温度”），由此判断两种燃料热值的大小，这种方法是_____________（选填“转换法”或“等效替代法”）。 (2)图甲中温度计的读数是_________。当两灯的燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是，而乙装置中温度计的读数是，由此判断_________的热值比较大。 (3)根据计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出汽油的热值，发现结果与资料中给出的汽油热值相比_____________（选填“偏大”或“偏小”）了，结合装置图，分析原因：____________________________________________。 五、简答题 16．如图所示，火箭发射升空时，其机械能不断增加。增加的机械能从何而来？ 17．随着新能源汽车的普及，燃油车的污染问题也越来越受到人们的关注，如图所示是一辆行驶中的燃油车，滚滚浓烟正从它的排气管中排出，造成环境污染。请你从节能的角度提出提高热机效率的合理措施。（三条即可） 18．如图所示，轻轻推倒第一块小木板就会产生连锁反应，使最后一块大木板被推倒。有人认为，实验说明了用很少的能量可以产生较多的能量，该说法_________（选填“正确”或者“不正确”），原因是：____________________________________。 六、计算题 19．天然气是一种清洁能源，我国使用天然气的家庭户数占比越来越大。小明在家通过用天然气灶烧水的方式来估测天然气灶烧水的效率，他收集的数据如下：水壶里水的质量为，初温为，末温为，消耗天然气的体积为。求： (1)水壶里的水吸收的热量。 (2)天然气灶烧水的效率。 20．如图所示是9.3阅兵式，我国自主研发的无人机，具备全球唯一的隐形电子战能力，最大起飞质量3.2t、最大航程4000km。该无人机最大载油量为1.6t。水平飞行过程中所受的阻力与速度的关系如表所示。 速度/m·s-1 100 150 200 300 阻力/N 800 1800 3200 7200 (1)该无人机以的速度水平匀速飞行时，发动机的输出功率是多少； (2)若在油箱中加入燃油（假设燃油为酒精且燃料完全燃烧），能放出热量多少？（） (3)该飞机加满油以的速度水平飞行达到它的最大航程。问发动机的效率至少为多大？ 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 $