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第十四章 内能的利用 单元测试 2025-2026学年人教版（2024）物理九年级全一册
一、单项选择题
1．下列关于热机和热值说法正确的是（　　）
A．所用燃料的质量越多，燃料热值越大
B．热机功率越大，热机效率越高
C．热机消耗的燃料越多，热机的效率越低
D．尽量热机保持良好润滑，可以提高热机效率
2．下列有关物理量与质量的关系，说法正确的是 　　
A．同一地点，物体所受重力大小与质量无关
B．同种物质，物质的密度大小与质量无关
C．同一高度，物体的重力势能大小与质量无关
D．同种燃料，燃烧放出的热量多少与质量无关
3．如图，是四冲程汽油发动机的其中两个冲程，则（　　）
A．图1 是吸气冲程
B．图1 是做功冲程
C．图2 是压缩冲程
D．图2中，主要是气体内能转化为活塞的机械能
4．我国自主研制的全球最大的双燃料动力船，既可以通过传统燃油驱动，也可以通过携带的液化天然气驱动。其中选择液化天然气作为能源，除了环保，主要还因为它的（　　）
A．燃点高 B．密度大 C．沸点高 D．热值大
5．如图所示是街头常见的，一边行驶一边向空中喷雾的雾炮车，喷向空中的水雾能使尘埃粒子 快速沉降到地面，对净化空气有一定的作用。关于这一情景，下列说法正确的是（　　）
A．从物质世界的尺度来归类，空气中的尘埃粒子应该属于“分子 ”范畴
B．雾炮车静止在水平地面时受到地面的支持力与它的重力是相互作用力
C．雾炮车多采用四冲程柴油机，它主要通过压缩冲程来获得前进的动力
D．北方的冬天不能使用该措施，因为喷洒出的水雾很快凝固，危及安全
6．礼花喷射器结构如图所示，气罐内有高压气体，气罐通过气阀与纸筒相连。使用时转动纸筒打开气阀，高压气体将纸筒内的礼花快速喷向远处。对该过程的分析正确的是（　　）
A．罐内气体的内能减少
B．罐内气体分子热运动加剧
C．罐内气体通过热传递方式改变了其内能
D．该过程能量转化方式与汽油机压缩冲程相同
7．我国建设的北斗卫星导航系统，由地球同步卫星和非同步卫星组成，目前已经投入使用，为全球用户提供服务。这些卫星是由长征系列运载火箭发射升空的。下列说法正确的是（　　）
A．地球同步卫星相对地面是运动的
B．发射运载火箭时，将机械能转化为内能
C．同步卫星在绕地球飞行的过程中，运动状态发生了变化
D．运载火箭上升过程中动能转化为重力势能
8．如图甲是简化的航母蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，图乙为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断不正确的是（　　）
A．汽油机的压缩冲程是机械能转化为内能
B．汽油用掉一半后，汽油的热值变成原来的一半
C．图甲中气缸内的蒸汽体积膨胀，推动活塞使舰载机获得牵引力
D．从能量转化角度，蒸汽弹射装置工作时与图乙中的C所示的原理相似
二、填空题
9．汽车发动机散热降温，常用水作为冷却液是因为水的　 　较大。完全燃烧0.1m3的天然气放出的热量是　 　J；若这些热量的20%被4kg的液体吸收，使其温度升高50℃，则该液体的比热容是　 　（）
10．某同学家使用煤气灶烧水时，煤气的　 　能转化为水的内能，这是通过　 　的方式增加了水的内能；水烧开时吸收6.72×105J的热量，若不计热量损失，此过程需要完全燃烧　 　kg的煤气。（煤气的热值（q煤气=4.2×107J/kg）
11．新疆是中国西域璀璨的明珠，所出产的长绒棉是世界上最好的棉花，棉田基本都采用机械化采摘，采棉机上的柴油机是利用燃料燃烧释放出的　 　（选填“内能”或“热量”）来做功的；新疆瓜果味道香甜，主要是该地区砂石较多、日照时间长，由于砂石的　 　较小，导致昼夜温差大，非常有利于水果中糖分的积累。
12．2024年4月，两辆氢能源汽车实现了从北京到上海1500公里长距离运输测试，这是中国氢能源车辆首次大范围、长距离、跨区域的实际运输测试。如图所示是某款氢能源汽车，该款氢能源汽车在公路上行驶，用时，受到的牵引力为，消耗氢气，则此过程中汽车行驶的平均速度为　 　，氢气燃烧放出的热量为　 　J，利用氢能的效率为　 　。（）
13．如图所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。与做功冲程原理相同的是　 　图所示的演示实验，其能量转化是内能转化为　 　，做功冲程是　 　图。
三、实验探究题
14．小明同学学习了燃料的热值后。自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见表：
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 25 45
菜籽油 25 35
（1）取　 　相等的煤油和菜籽油做燃料，制成煤油灯和菜籽油灯；
（2）安装实验器材时，应按照　 　（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序安装。为了保证实验结论的可靠，小明同学应该选择两套完全相同的装置，在实验中还应控制水的质量和　 　相同；
（3）分析得出，煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是　 　；
（4）小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，利用此实验方法计算出的热值将比真实值　 　（选填“偏大”或“偏小”），原因是　 　。
（5）用煤油燃烧10kg初温为25℃的水，已知煤油的热值约为，完全燃烧100g的煤油，放出的热量只有42%被吸收，则水温会升高到　 　℃。
四、综合题
15．小明在家用犬然气灶烧水给家人泡菊花茶，他先在水壶中装入质量为 2.5kg、初温为20℃的水、当水温刚好升高到100℃时，小明观察燃气表得知，木次烧水消耗了天然气0.05m3.求小明本次烧水过程中，[C水=4.2x103J/(kg℃)，
（1）水吸收的热：
（2）天然气灶烧水的效率。
16．芜湖奇瑞汽车有限公司是一家大型的汽车生产基地.该厂某型号汽车在车型测试中，在一段平直公路上匀速行驶了36km，用时0.5h，车的总质量为 受到的阻力为车重的0.1，其中取 g=10 N/ kg.求：
（1）该汽车牵引力所做的功；
（2）已知这一过程消耗燃油 则热机在这一过程中消耗的总能量(假设燃油完全燃烧，燃油密度为 燃油热值
（3）该汽车发动机的效率.
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】解：A、热值是燃料的一种特性，与燃料质量的大小无关，故A错误；
B、热机的效率等于有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值，而热机的功率是指热机做功的快慢，二者没有必然的联系，故B错误；
C、热机的效率等于有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值，与热机消耗燃料的多少无关，故C错误；
D、尽量使热机保持良好润滑，减少额外功，可以提高热机效率，故D正确。
故选：D。
【分析】热值是燃料的一种特性，由燃料的种类决定，与质量、热量无关；热机的效率等于有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值。
2．【答案】B
【解析】【解答】A、同一地点的重力常数相等，即物体受到的重力与它的质量成正比；A不符合题意；
B、因为密度是物质的一种特性，与物体的体积和质量没有关系，B符合题意；
C、影响重力势能的因素：重力和高度，同一高度，物体的重力势能大小与质量有关，C不符合题意；
D、由 可知，燃料燃烧放出的热量与燃料的热值和燃料的质量有关，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】重力的计算公式：G=mg，（式中g是重力与质量的比值：g=9.8 牛顿/千克，在粗略计算时也可取g=10牛顿/千克）；重力跟质量成正比.
密度：某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度.密度是物质的一种特性，不同种类的物质密度一般不同.
重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度.
燃料燃烧放出的热量与燃料的热值和燃料的质量有关.
3．【答案】C
【解析】【解答】AB．图1中，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，故AB不符合题意；
CD．图2中，两个气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
【分析】根据汽油机的气门状态和活塞运行方向，判断冲程和对应的能量变化。
4．【答案】D
【解析】【解答】解：选择液化天然气作为能源，除了环保，主要还因为它的热值高，完全燃烧相同质量的液化天然气与其它燃料相比，放出的热量更多。
故选：D。
【分析】热值是燃料的一种特性，完全燃烧相同的质量的不同燃料，热值越大的燃料，放出的热量越多。
5．【答案】D
【解析】【解答】A．尘埃粒子不是分子，故A错误；
B．雾炮车静止在水平地面时受到地面的支持力与它的重力，是一对平衡力，故B错误；
C．雾炮车主要通过做功冲程来获得前进的动力，故C错误；
D．北方的冬天温度很低，喷洒出的水雾很快凝固，危及行人安全，故D正确。
故选D。
【分析】1、凝固为液态变化为固态，释放热量，如结冰；
2、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；
3、平衡力的特点为：大小相同，方向相反，作用在同一个物体上。
6．【答案】A
【解析】【解答】A．根据题意可知，转动纸筒打开气阀，高压气体对礼花做功，将纸筒内的礼花快速喷向远处，将气体的内能转化为礼花的机械能，那么罐内气体的内能减少，故A正确；
B．罐内气体分子内能减小，则温度降低，那么分子热运动变缓，故B错误；
C．罐内气体通过做功方式改变了其内能，故C错误；
D．汽油机的做功冲程将内能转化为机械能，该过程能量转化方式与汽油机做功冲程相同，故D错误。
故选A。
【分析】A.根据内能和机械能的转化判断；
B.分子运动的剧烈程度与温度高低有关；
C.热传递改变内能的本质为能量的转移，做功改变内能的本质为能量的转化；
D.根据热机的能量转化过程分析。
7．【答案】C
【解析】【解答】A．根据题意可知，地球同步卫星相对地球位置不变，则卫星是静止的，故A错误；
B．发射运载火箭时，将燃料的内能转化为火箭的机械能，故B错误；
C．同步卫星在绕地球飞行的过程中，方向不断改变，所以其运动状态发生了变化，故C正确；
D．运载火箭上升过程中，质量不变，速度变大，那么动能变大；高度变高，则重力势能变大，故D错误。
故选C。
【分析】A.根据参照物的知识判断；
B.根据能量转化的知识判断；
C.运动方向的改变或速度的大小改变叫运动状态的改变；
D.动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关。
8．【答案】B
【解析】【解答】A．汽油机的压缩冲程中，将机械能转化为内能，故A正确，不符合题意；
B．热值与质量无关，故B错误，符合题意；
C．气缸内蒸汽体积膨胀，推动活塞，使舰载机获得巨大的牵引力，和做功冲程类似，与图乙C类似，故C正确，不符合题意。
故选B。
【分析】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。
9．【答案】比热容；3.0×106；3.0×103
【解析】【解答】①汽车发动机常用水作为冷却液，是因为水的比热容较大。相同质量的水和其他物质相比，升高相同的温度时，水吸收的热量更多，冷却效果更好。
②由可得，完全燃烧0.1m3的天然气放出的热量
Q放=Vq天然气=0.1m3×3.0×107J/m3=3.0×106J
③由可得，液体吸收的热量
Q吸= Q放η=3.0×106J×20%=6×105J
由得，该液体的比热容
【分析】 这道题考查的内容是：
1. 水的比热容大的应用，适合作为冷却液。
2. 燃料完全燃烧放热的计算，运用。
3. 热量的吸收计算，结合热效率和吸热公式求解比热容。
10．【答案】化学；热传递；0.016
【解析】【解答】①煤气燃烧时，煤气的化学能转化为内能，然后通过热传递的方式将内能传递给锅和水，使水的内能增加。
②用煤气灶烧水时，火焰的热量传递给锅和水，这是通过热传递的方式增加了水的内能。
③由题意知，水吸收的热量Q吸=6.72×105J，不计热量损失，由可得，需要完全燃烧煤气的质量
【分析】 这道题考查的内容是：能量的转化，煤气燃烧时化学能转化为内能。改变物体内能的方式，热传递是内能的转移。燃料放热公式的应用，根据热量和热值计算燃料质量。
11．【答案】内能；比热容
【解析】【解答】柴油机属于热机，在燃料燃烧时，将化学能转化为内能，再转化为机械能对外做功。
砂石的比热容较小，质量和吸收或放出的热量相同时，砂石的温度差大，导致昼夜温差大。
【分析】燃料燃烧时，化学能转化为内能；内能对外做功时，转化为机械能；比热容越小，吸收热量后，温度变化大。
12．【答案】75；；
【解析】【解答】（1） 该款氢能源汽车在公路上行驶，用时， 则汽车行驶的平均速度为；
（2） 消耗氢气， 则氢气燃烧放出的热量为；
（3）根据题意可知，牵引力做功为；
则利用氢能的效率为。
【分析】（1）根据求出在这个过程中汽车行驶的平均速度；
（2）根据放热公式Q放=mq求出氢气完全燃烧放出的热量；
（3）根据W=Fs可以求出牵引力做的功，根据可得效率。
13．【答案】甲；机械能；丙
【解析】【解答】①②甲图中，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，是内能转化为机械能；乙图中，用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，是机械能转化为内能。做功冲程是内能转化为机械能，所以与做功冲程原理相同的是甲图所示的演示实验。
③丙图中，两个气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程；丁图中，两个气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程。所以做功冲程是丙图。
【分析】这道题考查的是：内能的利用，包括内能做功和压缩气体做功的能量转化。四冲程汽油机的工作原理，特别是做功冲程的特点及能量转化。实验装置与热机冲程的对应关系，通过观察实验现象判断能量转化类型。
14．【答案】（1）质量
（2）自下而上；初温
（3）煤油
（4）偏小；由于燃料不可能完全燃烧，且燃料燃烧放出的热不可能被水全部吸收，故燃料放出的热量大于水吸收的热量，利用次此实验方法计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小；
（5）55
【解析】【解答】（1）为比较煤油和菜籽油热值的大小，根据控制变量法可知，实验过程中需要控制煤油和菜籽油的质量相同；
（2）实验时需要利用酒精灯的外焰加热，且温度计的玻璃泡不能接触容器底和容器壁，所以安装实验器材时，应按照自下而上的顺序安装；
实验中通过水升高的温度来体现燃料的热值大小，水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中还应控制水的质量和初温相等；
（3）由表中数据可知，用相同质量的煤油和菜籽油燃烧后加热相同的水，用煤油加热的水升高的温度更高，说明煤油燃烧放出的热量多，由燃料燃烧公式可知，煤油的热值大；
（4）由于燃料不可能完全燃烧，且燃料燃烧放出的热不可能被水全部吸收，故燃料放出的热量大于水吸收的热量，利用次此实验方法计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小；
（5）煤油的质量：
m煤油=100g=0.1kg
煤油完全燃烧放出的热量为：
水吸收的热量为：
水升高的温度为：
加热后水的末温为：
故答案为：（1）质量；（2）自下而上；初温；（3）煤油；（4）偏小；由于燃料不可能完全燃烧，且燃料燃烧放出的热不可能被水全部吸收，故燃料放出的热量大于水吸收的热量，利用次此实验方法计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小；（5）55。
【分析】 （1）探究煤油和菜籽油的热值的大小关系时，需要控制燃料的质量相同，被加热的水的质量和初温相同；保证用火焰的外焰加热，且温度计的玻璃泡不能接触容器底和容器壁，安装实验器材时，应按照自下而上的顺序；由于燃料的热值不能直接测量，所以通过水温升高的温度大小来体现燃料的热值大小；
（2）改变内能的方法有两种：做功和热传递；要比较煤油和菜籽油的热值，需要燃烧相同质量的煤油和菜籽油；燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小；
（3）根据表格中水升高的温度分析热值的大小；
（4）加热过程中存在热量的散失；
（5）根据燃料完全燃烧放热公式Q放=mq计算煤油完全燃烧所放出的热量，结合效率计算公式求得水吸收的热量，利用Q吸=cmΔt计算水升高的温度。
（1）为比较煤油和菜籽油热值的大小，实验过程中应采用控制变量法，需要控制煤油和菜籽油的质量相同。
（2）[1]为保证用火焰的外焰加热，且温度计的玻璃泡不能接触容器底和容器壁，所以先安装下面器材，再安装上面器材，便于调节器材间的距离。
[2]由于要通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小，而水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中还应控制水的质量和初温相等。
（3）用相同质量的煤油和菜籽油燃烧后加热相同的水，由表中数据知道，用煤油加热的水温度升的高，则说明煤油燃烧放出的热量多，由知道，煤油的热值大。
（4）[1][2]由于燃料并不可能完全燃烧，燃料燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸，所以依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些。
（5）煤油的质量
m煤油=100g=0.1kg
煤油完全燃烧释放的热量
由题意知道，水吸收的热量为
由知道，水升高的温度
水温会升高到
15．【答案】（1）解：在1标准大气压下，水的沸点为100℃，即水的末温t=100℃，水吸收的热量：Q吸=c水m水（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×3kg×（100℃-20℃）=1.008×106J
答：水吸收的热量是1.008×106J。
（2）解：天然气完全燃烧发出的热量：Q放=qV=3.6×107J/m3×0.05m3=1.8×106J；
天然气灶烧水时的热效率：。
答：天然气灶烧水时的热效率是56%。
【解析】【分析】（1）在1标准大气压下，水的沸点为100℃，即水的末温t=100℃，知道水的质量、比热容、初温，利用Q吸=c水m水（t-t0）求水吸收的热量；
（2）利用求天然气灶的热效率。
16．【答案】（1）解：车重
车受到的阻力f=0.1×G=0.1×3×104N=3×103N.
因为车匀速行驶，所以索引力
则牵引力做功
（2）解：由 得消耗燃油的质量： ，
燃油完全燃烧放出的热量(消耗的总能量) ×108J.
（3）解：汽车的牵引力所做的功就是有用功，燃油完全燃烧放出的热量就是总功，则发动机的效率
【解析】【分析】 （1）知道车的质量，利用G=mg求车重，而受到的阻力为车重的0.1倍，可求车受到的阻力；
由于车匀速行驶，车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，可求牵引力大小，又知道行驶的路程，利用W=Fs求牵引力做功；
（2）知道燃油的密度和体积，利用m=ρV求燃油的质量，再利用Q放=mq求燃油完全燃烧放出的热量，即热机消耗的总能量；
（3）利用效率公式求该汽车发动机的效率。

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