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

人教版九年级全一册第十四章内能的利用单元复习题 一、作品基础信息 项目 填写内容 作品名称 【人教版九年级全一册第十四章内能的利用单元复习题】 学段学科 【初中】【物理】 适用年级 【九年级】 教材版本 【人教版】 对应内容 【第14单元1-3节】 作业类型 【单元作业】 完成时长 总时长30分钟 设计者 【戴湘博】 二、设计背景与意图 1. 课标与教材分析 课标要求：本作业对应的学科核心素养是：物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。需达成的学业质量标准是：能认识能量的转化与守恒，知道能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，只会从一种形式转化为其他形式，或从一个物体转移到其他物体；能说出热机的工作过程，识别四冲程内燃机的吸气、压缩、做功、排气冲程；能理解热值、热机效率的概念，能进行燃料完全燃烧放热和热机效率的简单计算；能关注热机使用中的能源、环境问题，形成节能环保意识。 教材地位：第十四章“内能的利用”是第十三章“内能”知识的应用和延伸，也是初中热学部分的总结与提升。本章从能量转化与守恒出发，学习热机、热值、热机效率等内容，既是对内能、热量、比热容等知识的综合运用，又为高中进一步学习热力学定律、能量守恒定律奠定基础。本单元承载的核心概念有能量转化与守恒、热机、四冲程、热值、热机效率；核心方法有能量分析法、模型法、比较法、计算法；价值观方面强调节能、环保、科技强国和安全意识。 教学重难点：重点：能量的转化与守恒；四冲程内燃机的工作过程；热值的概念；热机效率的计算。 难点：区分汽油机和柴油机的异同；判断内燃机四个冲程及能量转化；理解热值是燃料的特性；正确进行热机效率计算和单位换算；分析火箭、光热电站等实际情境中的能量转化。 2. 学情分析 维度 具体描述 已有基础 学生已学习内能、热量、比热容、做功和热传递等知识，能进行简单的热量计算。九年级学生具备一定的抽象思维和逻辑推理能力，但对热机内部冲程、能量转化过程仍需要借助模型、图像和生活实例理解。学生对汽车发动机、火箭发射、天然气灶烧水、水火箭等有感性认识，对能量转化有初步了解。 现有困惑 容易混淆汽油机和柴油机结构及点火方式；对四冲程判断不准确；对热值、效率概念理解不深；计算中易出现体积单位换算错误。 差异分析 喜欢联系科技前沿和生活实际，适合通过选择、填空、计算、解答等题型巩固知识，并在真实情境中分析能量转化。 3. 设计意图 本作业以能量观念为核心，围绕能量的转化与守恒、热机、热机效率三节内容，通过水火箭、氢燃料电池车、熔盐塔式光热电站、四冲程内燃机、天然气灶、长征五号火箭、汽车行驶等真实情境，检测学生对能量转化、热机冲程、热值、效率等核心概念的理解和运用水平，训练学生分析能量流向、比较汽油机与柴油机、进行热机效率计算的能力，同时引导学生关注我国航天科技和能源利用问题，形成节能、环保、安全的科学态度与责任意识。 3、 作业目标 目标维度 编号 具体目标 对应核心素养 评价证据 知识理解 A1 能说出能量转化与守恒定律，识别常见能量转化实例。 物理观念 正确率、概念复述 知识理解 A2 能说出热机四冲程名称、工作过程和能量转化，比较汽油机与柴油机。 物理观念 正确率、冲程判断 知识理解 A3 能理解热值、热机效率的概念，知道热值是燃料的特性。 物理观念 概念辨析、正确率 知识理解 A4 能利用 Q=mq、η=W有用/Q 进行简单计算。 物理观念 公式使用、计算正确率 能力运用 B1 能分析水火箭、光热电站、火箭升空等过程中的能量转化。 科学思维 能量转化描述 能力运用 B2 能根据气门开闭和活塞运动判断内燃机冲程。 科学探究 冲程判断、图像分析 能力运用 B3 能计算燃料完全燃烧放出的热量和热机效率。 科学思维 计算过程、单位规范 能力运用 B4 能用热值、效率解释生活现象。 科学思维 解释合理性 思维发展 C1 能比较汽油机和柴油机的异同。 科学思维 比较结论、论证思路 思维发展 C2 能根据实验、图像或实际情境推理能量转化过程。 科学思维 推理过程、结论 思维发展 C3 能评价能量守恒定律的普遍性，分析科技事件。 科学思维 评价观点、证据 思维发展 C4 能分析热机效率中的能量流向，提出提高效率的思路。 科学思维 能量流向分析 情感态度 D1 认同节能、环保的重要性，形成能源意识。 科学态度与责任 反思语、作品倾向 情感态度 D2 关注我国航天科技，增强民族自豪感和安全意识。 科学态度与责任 交流表现、实践记录 4、 作业内容与目标对应表 题号 题型 题目概要 对应作业目标编号 设计意图 参考答案/评价要点 第1节-1 选择 水火箭发射过程中的能量转化 A1、B1、C3 联系实际，辨析能量转化与守恒 C 第1节-2 选择 氢燃料电池车“加水就能跑”事件 A1、B1、C3、D2 辨析化学能、电能、机械能转化 B 第1节-3 解答 熔盐塔式光热电站能量转化 A1、B1、C2 分析太阳能→内能→机械能→电能 合理描述即可 第2节-1 选择 试管中水蒸气推出橡胶塞 A2、B2、C2 分析做功改变内能，区分内燃机 B 第2节-2 选择 柴油机四冲程判断 A2、B2、C1 根据气门和活塞判断冲程 D 第2节-3 选择 汽油机和柴油机比较 A2、C1 比较结构、点火方式和工作过程 D 第2节-4 填空 四冲程汽油机转速计算 A2、B3、C4 巩固工作循环与曲轴转数关系 40；10 第3节-1 选择 天然气灶烧水 A3、B4 辨析热值、能量转化和效率 D 第3节-2 选择 长征五号火箭升空 A3、B1、C2、D2 联系航天情境，分析热值、能量转化 D 第3节-3 计算 汽车行驶消耗汽油，求放热和效率 A4、B3、C4 训练 Q=mq 和效率计算 （1）2.944×10⁸ J；（2）约33.97% 五、作业评价 维度 A（优秀） B（良好） C（待改进） 权重 得分 知识理解 基础题全对，概念精确 少量细节错误 较多基础错误 20% 能力运用 方法恰当，过程清晰，理由充分 方法基本正确 方法不当或缺失 30% 思维发展 观点明确，论证充分，有独创性 表达清楚，欠缺深度 思路混乱，缺乏证据 30% 情感态度 主动投入，积极交流，乐于协作；学习目标明确，能主动反思改进 态度端正，能按要求完成任务；基本参与合作 学习态度消极，被动完成任务，合作意识弱 20% 6、 试题详情 第一节 能量的转化与守恒 一、选择题 1．如图所示，某同学把气体打入水火箭密闭的容器内，使得容器内空气的气压增大，当超过橡皮塞与瓶口接合的最大程度时，瓶口与橡皮塞自由脱离，箭内水向后喷出，获得反作用力射出，下列说法正确的是（ ）。 A．在打气过程中，内能转化为机械能 B．水火箭上升过程中克服空气阻力做功，内能减小 C．电子测高仪随水火箭上升，给电子测高仪充电时，电能转化为化学能 D．水火箭下降时降落伞打开，匀速下降，此过程中不遵守能量守恒定律 2．“加水就能跑的神车”一度成为舆论热点，该汽车实际是利用水解制氢技术获得氢气，通过氢燃料电池给车提供动力（该技术成本很高，目前仍处在试验阶段），但被曲解为“加水就能跑”。下列对该事件的看法正确的是（ ）。 A．该车行驶时将机械能转化为电能 B．氢燃料电池能将化学能转化为电能 C．氢燃料电池能将电能转化为化学能 D．“加水就能跑的神车”不需要遵循能量守恒定律 二、解答题 3．如图是某熔盐塔式光热电站的简化原理图。成千上万面的镜子把太阳光反射到塔上的吸热器表面，进而加热塔中的熔盐。高温液态熔盐进入蒸汽发生器，使冷水变成高温高压水蒸气，推动汽轮机带动发电机发电。请简要描述熔盐塔式光热电站从太阳光入射直至发电机发电的整个过程中，发生的能量转化的情况。 第二节 热机 一、选择题 1．如图所示，在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间后，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”。下列说法正确的是（ ）。 A．管口出现的“白气”是水蒸气 B．水蒸气推出橡胶塞导致水蒸气内能减少 C．水被加热的过程中，其内能是通过做功的方式改变的 D．这个实验基本展示了内燃机的工作原理 2．如图所示，甲为四冲程柴油机吸气冲程的示意图，图中正确地画出了吸气冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。图乙、丙、丁分别是小明同学自己画的压缩、做功、排气冲程，其中有误的是（ ）。 A．乙 B．丙 C．乙和丁 D．丁 3．关于汽油机和柴油机，下列说法正确的是（ ）。 A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B．柴油机在吸气冲程中，吸入的是柴油和空气的混合物 C．汽油机通过压缩空气直接点燃汽油 D．汽油机和柴油机的工作过程都分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程 二、填空题 4．四冲程汽油机，当曲轴转速为1200转/分时，一个气缸每秒完成______个冲程，对外做功______次。 第3节　热机的效率 一、选择题 1．用天然气灶烧水的过程中，下列说法中正确的是( )。 A．燃烧越充分，天然气的热值越大 B．天然气燃烧放出的热量全部被水吸收 C．天然气燃烧时将内能转化为化学能 D．天然气灶烧水的效率为水吸收的热量与天然气完全燃烧放出的热量之比 2．如图所示，“长征五号遥四”运载火箭搭载着中国火星探测器“天问一号”从海南文昌航天发射场升空。经过半个多小时的飞行，探测器成功与火箭分离，并进入地火转移轨道，开启了奔向火星的旅程。下列说法中正确的是（ ）。 A．火箭用液氢作为燃料是因为液氢的比热容大 B．火箭加速升空的过程中，动能转化为重力势能 C．火箭升空的过程中，外壳与空气摩擦，温度升高，是通过热传递改变外壳内能 D．火箭发动机的工作效率高于蒸汽机 二、计算题 3．一辆汽车在平直公路上匀速行驶100 km，油表显示消耗汽油8 L。在这段行驶过程中，求：（已知：q油=4.6×107 J/kg，ρ油=0.8×103 kg/m3） （1）汽油完全燃烧放出的热量是多少？ （2）若汽车行驶时受到的阻力是1 000 N，求汽油机在这段行驶过程中的效率。 7、 答案与解析 第1节 能量的转化与守恒 1. C 解析：打气过程中，活塞压缩气体做功，机械能转化为内能，A错误；水火箭上升过程中克服空气阻力做功，机械能转化为内能，内能应增加，B错误；给电子测高仪充电时，电能转化为化学能储存起来，C正确；任何过程中能量都守恒，水火箭下降时也遵守能量守恒定律，D错误。故选C。 2. B 解析：该车行驶时，氢燃料电池将化学能转化为电能，电能再转化为机械能，所以A错误；氢燃料电池工作时将化学能转化为电能，B正确，C错误；“加水就能跑的神车”仍然需要遵循能量守恒定律，D错误。故选B。 3. 参考答案： 太阳光照射到镜子上，镜子将太阳光反射到塔上的吸热器，加热熔盐，此过程将太阳能转化为内能；高温液态熔盐进入蒸汽发生器，使冷水变成高温高压水蒸气，内能发生转移；高温高压水蒸气推动汽轮机转动，将内能转化为机械能；汽轮机带动发电机发电，将机械能转化为电能。 解析：整个过程中的能量转化可概括为：太阳能→内能→机械能→电能。评价时关注学生能否按顺序说出主要能量转化，是否体现能量守恒思想。 第2节 热机 1. B 解析：管口出现的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴，不是水蒸气，A错误；水蒸气推出橡胶塞时，水蒸气对橡胶塞做功，水蒸气内能减少，温度降低，B正确；水被加热的过程中，内能是通过热传递的方式改变的，C错误；这个实验展示的是热机工作原理的雏形，但内燃机是燃料在气缸内燃烧，该实验不是内燃机工作原理，D错误。故选B。 2. D 解析：四冲程柴油机中，吸气冲程进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动；压缩冲程两气门关闭，活塞向上运动；做功冲程两气门关闭，活塞向下运动；排气冲程排气门打开、进气门关闭，活塞向上运动。图丁为排气冲程，其气门开闭或活塞运动方向不符合排气冲程要求，因此有误。故选D。 3. D 解析：汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，A错误；柴油机在吸气冲程中吸入的是空气，不是柴油和空气的混合物，B错误；汽油机是点燃式，压缩冲程末由火花塞点火，不是通过压缩空气直接点燃汽油，C错误；汽油机和柴油机的工作过程都分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程，D正确。故选D。 4. 40；10 解析：四冲程汽油机每完成一个工作循环，曲轴转2圈，活塞往复2次，完成4个冲程，对外做功1次。曲轴转速为1200转/分，即20转/秒。每秒完成的工作循环数为 20÷2=10 个，所以每秒完成冲程数为 10×4=40 个，对外做功 10 次。 第3节 热机的效率 1. D 解析：热值是燃料的一种特性，只与燃料种类有关，与燃烧是否充分无关，A错误；天然气燃烧放出的热量不可能全部被水吸收，存在热损失，B错误；天然气燃烧时将化学能转化为内能，C错误；天然气灶烧水的效率为水吸收的热量与天然气完全燃烧放出的热量之比，D正确。故选D。 2. D 解析：火箭用液氢作为燃料，是因为液氢的热值大，相同质量下完全燃烧放出的热量多，不是比热容大，A错误；火箭加速升空过程中，燃料燃烧释放的内能转化为火箭的机械能，动能和重力势能都增加，不是动能转化为重力势能，B错误；火箭外壳与空气摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能，温度升高，属于做功改变内能，C错误；火箭发动机的效率高于蒸汽机，D正确。故选D。 3. （1）2.944×10⁸ J；（2）约33.97% 解析： （1）汽油的体积 V=8 L=8×10⁻³ m³ 汽油的质量 m=ρ油V=0.8×10³ kg/m³×8×10⁻³ m³=6.4 kg 汽油完全燃烧放出的热量 Q=mq油=6.4 kg×4.6×10⁷ J/kg=2.944×10⁸ J （2）汽车匀速行驶，牵引力与阻力大小相等： F=f=1000 N 行驶路程 s=100 km=1×10⁵ m 有用功 W有用=Fs=1000 N×1×10⁵ m=1×10⁸ J 汽油机效率 η=(W有用/Q)×100%=(1×10⁸ J/2.944×10⁸ J)×100%≈33.97% 所以汽油完全燃烧放出的热量为 2.944×10⁸ J，汽油机效率约为 33.97%。 1 学科网（北京）股份有限公司 $