資源簡介

第十四章 內能的利用 單元測試 2025-2026學年人教版（2024）物理九年級全一冊
一、單項選擇題
1．下列關于熱機和熱值說法正確的是（　　）
A．所用燃料的質量越多，燃料熱值越大
B．熱機功率越大，熱機效率越高
C．熱機消耗的燃料越多，熱機的效率越低
D．盡量熱機保持良好潤滑，可以提高熱機效率
2．下列有關物理量與質量的關系，說法正確的是 　　
A．同一地點，物體所受重力大小與質量無關
B．同種物質，物質的密度大小與質量無關
C．同一高度，物體的重力勢能大小與質量無關
D．同種燃料，燃燒放出的熱量多少與質量無關
3．如圖，是四沖程汽油發動機的其中兩個沖程，則（　　）
A．圖1 是吸氣沖程
B．圖1 是做功沖程
C．圖2 是壓縮沖程
D．圖2中，主要是氣體內能轉化為活塞的機械能
4．我國自主研制的全球最大的雙燃料動力船，既可以通過傳統燃油驅動，也可以通過攜帶的液化天然氣驅動。其中選擇液化天然氣作為能源，除了環保，主要還因為它的（　　）
A．燃點高 B．密度大 C．沸點高 D．熱值大
5．如圖所示是街頭常見的，一邊行駛一邊向空中噴霧的霧炮車，噴向空中的水霧能使塵埃粒子 快速沉降到地面，對凈化空氣有一定的作用。關于這一情景，下列說法正確的是（　　）
A．從物質世界的尺度來歸類，空氣中的塵埃粒子應該屬于“分子 ”范疇
B．霧炮車靜止在水平地面時受到地面的支持力與它的重力是相互作用力
C．霧炮車多采用四沖程柴油機，它主要通過壓縮沖程來獲得前進的動力
D．北方的冬天不能使用該措施，因為噴灑出的水霧很快凝固，危及安全
6．禮花噴射器結構如圖所示，氣罐內有高壓氣體，氣罐通過氣閥與紙筒相連。使用時轉動紙筒打開氣閥，高壓氣體將紙筒內的禮花快速噴向遠處。對該過程的分析正確的是（　　）
A．罐內氣體的內能減少
B．罐內氣體分子熱運動加劇
C．罐內氣體通過熱傳遞方式改變了其內能
D．該過程能量轉化方式與汽油機壓縮沖程相同
7．我國建設的北斗衛星導航系統，由地球同步衛星和非同步衛星組成，目前已經投入使用，為全球用戶提供服務。這些衛星是由長征系列運載火箭發射升空的。下列說法正確的是（　　）
A．地球同步衛星相對地面是運動的
B．發射運載火箭時，將機械能轉化為內能
C．同步衛星在繞地球飛行的過程中，運動狀態發生了變化
D．運載火箭上升過程中動能轉化為重力勢能
8．如圖甲是簡化的航母蒸汽彈射裝置，能帶動艦載機在兩秒鐘內達到起飛速度，圖乙為四沖程汽油機的工作示意圖。下列判斷不正確的是（　　）
A．汽油機的壓縮沖程是機械能轉化為內能
B．汽油用掉一半后，汽油的熱值變成原來的一半
C．圖甲中氣缸內的蒸汽體積膨脹，推動活塞使艦載機獲得牽引力
D．從能量轉化角度，蒸汽彈射裝置工作時與圖乙中的C所示的原理相似
二、填空題
9．汽車發動機散熱降溫，常用水作為冷卻液是因為水的　 　較大。完全燃燒0.1m3的天然氣放出的熱量是　 　J；若這些熱量的20%被4kg的液體吸收，使其溫度升高50℃，則該液體的比熱容是　 　（）
10．某同學家使用煤氣灶燒水時，煤氣的　 　能轉化為水的內能，這是通過　 　的方式增加了水的內能；水燒開時吸收6.72×105J的熱量，若不計熱量損失，此過程需要完全燃燒　 　kg的煤氣。（煤氣的熱值（q煤氣=4.2×107J/kg）
11．新疆是中國西域璀璨的明珠，所出產的長絨棉是世界上最好的棉花，棉田基本都采用機械化采摘，采棉機上的柴油機是利用燃料燃燒釋放出的　 　（選填“內能”或“熱量”）來做功的；新疆瓜果味道香甜，主要是該地區砂石較多、日照時間長，由于砂石的　 　較小，導致晝夜溫差大，非常有利于水果中糖分的積累。
12．2024年4月，兩輛氫能源汽車實現了從北京到上海1500公里長距離運輸測試，這是中國氫能源車輛首次大范圍、長距離、跨區域的實際運輸測試。如圖所示是某款氫能源汽車，該款氫能源汽車在公路上行駛，用時，受到的牽引力為，消耗氫氣，則此過程中汽車行駛的平均速度為　 　，氫氣燃燒放出的熱量為　 　J，利用氫能的效率為　 　。（）
13．如圖所示的四幅圖中，甲、乙是兩個演示實驗示意圖；丙、丁是四沖程汽油機工作過程中的兩個沖程示意圖。與做功沖程原理相同的是　 　圖所示的演示實驗，其能量轉化是內能轉化為　 　，做功沖程是　 　圖。
三、實驗探究題
14．小明同學學習了燃料的熱值后。自己設計一個實驗來探究煤油和菜籽油的熱值的大小關系。他組裝了如圖所示的裝置進行實驗，記錄結果見表：
燃料 加熱前的水溫/℃ 燃料燃盡后水溫/℃
煤油 25 45
菜籽油 25 35
（1）取　 　相等的煤油和菜籽油做燃料，制成煤油燈和菜籽油燈；
（2）安裝實驗器材時，應按照　 　（選填“自下而上”或“自上而下”）的順序安裝。為了保證實驗結論的可靠，小明同學應該選擇兩套完全相同的裝置，在實驗中還應控制水的質量和　 　相同；
（3）分析得出，煤油和菜籽油兩種燃料中，熱值較大的是　 　；
（4）小明同學還想利用這種實驗方案計算出煤油和菜籽油的熱值，利用此實驗方法計算出的熱值將比真實值　 　（選填“偏大”或“偏小”），原因是　 　。
（5）用煤油燃燒10kg初溫為25℃的水，已知煤油的熱值約為，完全燃燒100g的煤油，放出的熱量只有42%被吸收，則水溫會升高到　 　℃。
四、綜合題
15．小明在家用犬然氣灶燒水給家人泡菊花茶，他先在水壺中裝入質量為 2.5kg、初溫為20℃的水、當水溫剛好升高到100℃時，小明觀察燃氣表得知，木次燒水消耗了天然氣0.05m3.求小明本次燒水過程中，[C水=4.2x103J/(kg℃)，
（1）水吸收的熱：
（2）天然氣灶燒水的效率。
16．蕪湖奇瑞汽車有限公司是一家大型的汽車生產基地.該廠某型號汽車在車型測試中，在一段平直公路上勻速行駛了36km，用時0.5h，車的總質量為 受到的阻力為車重的0.1，其中取 g=10 N/ kg.求：
（1）該汽車牽引力所做的功；
（2）已知這一過程消耗燃油 則熱機在這一過程中消耗的總能量(假設燃油完全燃燒，燃油密度為 燃油熱值
（3）該汽車發動機的效率.
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】解：A、熱值是燃料的一種特性，與燃料質量的大小無關，故A錯誤；
B、熱機的效率等于有用功與燃料完全燃燒放出熱量的比值，而熱機的功率是指熱機做功的快慢，二者沒有必然的聯系，故B錯誤；
C、熱機的效率等于有用功與燃料完全燃燒放出熱量的比值，與熱機消耗燃料的多少無關，故C錯誤；
D、盡量使熱機保持良好潤滑，減少額外功，可以提高熱機效率，故D正確。
故選：D。
【分析】熱值是燃料的一種特性，由燃料的種類決定，與質量、熱量無關；熱機的效率等于有用功與燃料完全燃燒放出熱量的比值。
2．【答案】B
【解析】【解答】A、同一地點的重力常數相等，即物體受到的重力與它的質量成正比；A不符合題意；
B、因為密度是物質的一種特性，與物體的體積和質量沒有關系，B符合題意；
C、影響重力勢能的因素：重力和高度，同一高度，物體的重力勢能大小與質量有關，C不符合題意；
D、由 可知，燃料燃燒放出的熱量與燃料的熱值和燃料的質量有關，D不符合題意。
故答案為：B。
【分析】重力的計算公式：G=mg，（式中g是重力與質量的比值：g=9.8 牛頓/千克，在粗略計算時也可取g=10牛頓/千克）；重力跟質量成正比.
密度：某種物質單位體積的質量叫做這種物質的密度.密度是物質的一種特性，不同種類的物質密度一般不同.
重力勢能大小的影響因素：質量、被舉得高度.
燃料燃燒放出的熱量與燃料的熱值和燃料的質量有關.
3．【答案】C
【解析】【解答】AB．圖1中，進氣門關閉，排氣門打開，活塞向上運動，是排氣沖程，故AB不符合題意；
CD．圖2中，兩個氣門關閉，活塞向上運動，是壓縮沖程，將機械能轉化為內能，故C符合題意，D不符合題意。
故選C。
【分析】根據汽油機的氣門狀態和活塞運行方向，判斷沖程和對應的能量變化。
4．【答案】D
【解析】【解答】解：選擇液化天然氣作為能源，除了環保，主要還因為它的熱值高，完全燃燒相同質量的液化天然氣與其它燃料相比，放出的熱量更多。
故選：D。
【分析】熱值是燃料的一種特性，完全燃燒相同的質量的不同燃料，熱值越大的燃料，放出的熱量越多。
5．【答案】D
【解析】【解答】A．塵埃粒子不是分子，故A錯誤；
B．霧炮車靜止在水平地面時受到地面的支持力與它的重力，是一對平衡力，故B錯誤；
C．霧炮車主要通過做功沖程來獲得前進的動力，故C錯誤；
D．北方的冬天溫度很低，噴灑出的水霧很快凝固，危及行人安全，故D正確。
故選D。
【分析】1、凝固為液態變化為固態，釋放熱量，如結冰；
2、做功沖程：進氣后關閉，排氣口關閉，火花塞點燃，高溫高壓的氣體推動活塞下移，氣體內能減小，能量轉化為內能轉化為機械能；
3、平衡力的特點為：大小相同，方向相反，作用在同一個物體上。
6．【答案】A
【解析】【解答】A．根據題意可知，轉動紙筒打開氣閥，高壓氣體對禮花做功，將紙筒內的禮花快速噴向遠處，將氣體的內能轉化為禮花的機械能，那么罐內氣體的內能減少，故A正確；
B．罐內氣體分子內能減小，則溫度降低，那么分子熱運動變緩，故B錯誤；
C．罐內氣體通過做功方式改變了其內能，故C錯誤；
D．汽油機的做功沖程將內能轉化為機械能，該過程能量轉化方式與汽油機做功沖程相同，故D錯誤。
故選A。
【分析】A.根據內能和機械能的轉化判斷；
B.分子運動的劇烈程度與溫度高低有關；
C.熱傳遞改變內能的本質為能量的轉移，做功改變內能的本質為能量的轉化；
D.根據熱機的能量轉化過程分析。
7．【答案】C
【解析】【解答】A．根據題意可知，地球同步衛星相對地球位置不變，則衛星是靜止的，故A錯誤；
B．發射運載火箭時，將燃料的內能轉化為火箭的機械能，故B錯誤；
C．同步衛星在繞地球飛行的過程中，方向不斷改變，所以其運動狀態發生了變化，故C正確；
D．運載火箭上升過程中，質量不變，速度變大，那么動能變大；高度變高，則重力勢能變大，故D錯誤。
故選C。
【分析】A.根據參照物的知識判斷；
B.根據能量轉化的知識判斷；
C.運動方向的改變或速度的大小改變叫運動狀態的改變；
D.動能與質量和速度有關，重力勢能與質量和高度有關。
8．【答案】B
【解析】【解答】A．汽油機的壓縮沖程中，將機械能轉化為內能，故A正確，不符合題意；
B．熱值與質量無關，故B錯誤，符合題意；
C．氣缸內蒸汽體積膨脹，推動活塞，使艦載機獲得巨大的牽引力，和做功沖程類似，與圖乙C類似，故C正確，不符合題意。
故選B。
【分析】壓縮沖程：進氣后關閉，排氣口關閉，活塞上移，能量轉化為機械能轉化為內能，氣缸內空氣內能增加；做功沖程：進氣后關閉，排氣口關閉，火花塞點燃，高溫高壓的氣體推動活塞下移，氣體內能減小，能量轉化為內能轉化為機械能。
9．【答案】比熱容；3.0×106；3.0×103
【解析】【解答】①汽車發動機常用水作為冷卻液，是因為水的比熱容較大。相同質量的水和其他物質相比，升高相同的溫度時，水吸收的熱量更多，冷卻效果更好。
②由可得，完全燃燒0.1m3的天然氣放出的熱量
Q放=Vq天然氣=0.1m3×3.0×107J/m3=3.0×106J
③由可得，液體吸收的熱量
Q吸= Q放η=3.0×106J×20%=6×105J
由得，該液體的比熱容
【分析】 這道題考查的內容是：
1. 水的比熱容大的應用，適合作為冷卻液。
2. 燃料完全燃燒放熱的計算，運用。
3. 熱量的吸收計算，結合熱效率和吸熱公式求解比熱容。
10．【答案】化學；熱傳遞；0.016
【解析】【解答】①煤氣燃燒時，煤氣的化學能轉化為內能，然后通過熱傳遞的方式將內能傳遞給鍋和水，使水的內能增加。
②用煤氣灶燒水時，火焰的熱量傳遞給鍋和水，這是通過熱傳遞的方式增加了水的內能。
③由題意知，水吸收的熱量Q吸=6.72×105J，不計熱量損失，由可得，需要完全燃燒煤氣的質量
【分析】 這道題考查的內容是：能量的轉化，煤氣燃燒時化學能轉化為內能。改變物體內能的方式，熱傳遞是內能的轉移。燃料放熱公式的應用，根據熱量和熱值計算燃料質量。
11．【答案】內能；比熱容
【解析】【解答】柴油機屬于熱機，在燃料燃燒時，將化學能轉化為內能，再轉化為機械能對外做功。
砂石的比熱容較小，質量和吸收或放出的熱量相同時，砂石的溫度差大，導致晝夜溫差大。
【分析】燃料燃燒時，化學能轉化為內能；內能對外做功時，轉化為機械能；比熱容越小，吸收熱量后，溫度變化大。
12．【答案】75；；
【解析】【解答】（1） 該款氫能源汽車在公路上行駛，用時， 則汽車行駛的平均速度為；
（2） 消耗氫氣， 則氫氣燃燒放出的熱量為；
（3）根據題意可知，牽引力做功為；
則利用氫能的效率為。
【分析】（1）根據求出在這個過程中汽車行駛的平均速度；
（2）根據放熱公式Q放=mq求出氫氣完全燃燒放出的熱量；
（3）根據W=Fs可以求出牽引力做的功，根據可得效率。
13．【答案】甲；機械能；丙
【解析】【解答】①②甲圖中，對試管中的水加熱，水的內能增大，體積膨脹，對外做功，使塞子飛出去，是內能轉化為機械能；乙圖中，用力將活塞壓下，活塞對空氣做功，空氣的內能增大，溫度升高，達到了棉花的著火點，棉花就會燃燒，是機械能轉化為內能。做功沖程是內能轉化為機械能，所以與做功沖程原理相同的是甲圖所示的演示實驗。
③丙圖中，兩個氣門關閉，火花塞點火，活塞向下運動，是做功沖程；丁圖中，兩個氣門關閉，活塞向上運動，是壓縮沖程。所以做功沖程是丙圖。
【分析】這道題考查的是：內能的利用，包括內能做功和壓縮氣體做功的能量轉化。四沖程汽油機的工作原理，特別是做功沖程的特點及能量轉化。實驗裝置與熱機沖程的對應關系，通過觀察實驗現象判斷能量轉化類型。
14．【答案】（1）質量
（2）自下而上；初溫
（3）煤油
（4）偏小；由于燃料不可能完全燃燒，且燃料燃燒放出的熱不可能被水全部吸收，故燃料放出的熱量大于水吸收的熱量，利用次此實驗方法計算出煤油和菜籽油的熱值比實際要偏小；
（5）55
【解析】【解答】（1）為比較煤油和菜籽油熱值的大小，根據控制變量法可知，實驗過程中需要控制煤油和菜籽油的質量相同；
（2）實驗時需要利用酒精燈的外焰加熱，且溫度計的玻璃泡不能接觸容器底和容器壁，所以安裝實驗器材時，應按照自下而上的順序安裝；
實驗中通過水升高的溫度來體現燃料的熱值大小，水吸收熱量后升高的溫度受水的質量的影響，所以在實驗中還應控制水的質量和初溫相等；
（3）由表中數據可知，用相同質量的煤油和菜籽油燃燒后加熱相同的水，用煤油加熱的水升高的溫度更高，說明煤油燃燒放出的熱量多，由燃料燃燒公式可知，煤油的熱值大；
（4）由于燃料不可能完全燃燒，且燃料燃燒放出的熱不可能被水全部吸收，故燃料放出的熱量大于水吸收的熱量，利用次此實驗方法計算出煤油和菜籽油的熱值比實際要偏小；
（5）煤油的質量：
m煤油=100g=0.1kg
煤油完全燃燒放出的熱量為：
水吸收的熱量為：
水升高的溫度為：
加熱后水的末溫為：
故答案為：（1）質量；（2）自下而上；初溫；（3）煤油；（4）偏小；由于燃料不可能完全燃燒，且燃料燃燒放出的熱不可能被水全部吸收，故燃料放出的熱量大于水吸收的熱量，利用次此實驗方法計算出煤油和菜籽油的熱值比實際要偏小；（5）55。
【分析】 （1）探究煤油和菜籽油的熱值的大小關系時，需要控制燃料的質量相同，被加熱的水的質量和初溫相同；保證用火焰的外焰加熱，且溫度計的玻璃泡不能接觸容器底和容器壁，安裝實驗器材時，應按照自下而上的順序；由于燃料的熱值不能直接測量，所以通過水溫升高的溫度大小來體現燃料的熱值大小；
（2）改變內能的方法有兩種：做功和熱傳遞；要比較煤油和菜籽油的熱值，需要燃燒相同質量的煤油和菜籽油；燃料燃燒產生的熱量不能完全被水吸收、存在熱損失，所以直接計算得出的熱值比實際值要小；
（3）根據表格中水升高的溫度分析熱值的大小；
（4）加熱過程中存在熱量的散失；
（5）根據燃料完全燃燒放熱公式Q放=mq計算煤油完全燃燒所放出的熱量，結合效率計算公式求得水吸收的熱量，利用Q吸=cmΔt計算水升高的溫度。
（1）為比較煤油和菜籽油熱值的大小，實驗過程中應采用控制變量法，需要控制煤油和菜籽油的質量相同。
（2）[1]為保證用火焰的外焰加熱，且溫度計的玻璃泡不能接觸容器底和容器壁，所以先安裝下面器材，再安裝上面器材，便于調節器材間的距離。
[2]由于要通過水溫升高的度數大小來體現燃料的熱值大小，而水吸收熱量后升高的溫度受水的質量的影響，所以在實驗中還應控制水的質量和初溫相等。
（3）用相同質量的煤油和菜籽油燃燒后加熱相同的水，由表中數據知道，用煤油加熱的水溫度升的高，則說明煤油燃燒放出的熱量多，由知道，煤油的熱值大。
（4）[1][2]由于燃料并不可能完全燃燒，燃料燃燒放出的熱會散失到空氣中，又或被燒杯等實驗裝置吸了熱，使Q放大于Q吸，所以依此計算出煤油和菜籽油的熱值比實際要偏小些。
（5）煤油的質量
m煤油=100g=0.1kg
煤油完全燃燒釋放的熱量
由題意知道，水吸收的熱量為
由知道，水升高的溫度
水溫會升高到
15．【答案】（1）解：在1標準大氣壓下，水的沸點為100℃，即水的末溫t=100℃，水吸收的熱量：Q吸=c水m水（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×3kg×（100℃-20℃）=1.008×106J
答：水吸收的熱量是1.008×106J。
（2）解：天然氣完全燃燒發出的熱量：Q放=qV=3.6×107J/m3×0.05m3=1.8×106J；
天然氣灶燒水時的熱效率：。
答：天然氣灶燒水時的熱效率是56%。
【解析】【分析】（1）在1標準大氣壓下，水的沸點為100℃，即水的末溫t=100℃，知道水的質量、比熱容、初溫，利用Q吸=c水m水（t-t0）求水吸收的熱量；
（2）利用求天然氣灶的熱效率。
16．【答案】（1）解：車重
車受到的阻力f=0.1×G=0.1×3×104N=3×103N.
因為車勻速行駛，所以索引力
則牽引力做功
（2）解：由 得消耗燃油的質量： ，
燃油完全燃燒放出的熱量(消耗的總能量) ×108J.
（3）解：汽車的牽引力所做的功就是有用功，燃油完全燃燒放出的熱量就是總功，則發動機的效率
【解析】【分析】 （1）知道車的質量，利用G=mg求車重，而受到的阻力為車重的0.1倍，可求車受到的阻力；
由于車勻速行駛，車受到的牽引力和阻力是一對平衡力，大小相等，可求牽引力大小，又知道行駛的路程，利用W=Fs求牽引力做功；
（2）知道燃油的密度和體積，利用m=ρV求燃油的質量，再利用Q放=mq求燃油完全燃燒放出的熱量，即熱機消耗的總能量；
（3）利用效率公式求該汽車發動機的效率。

展開更多......

收起↑