第十四章 内能的利用全章素养评价卷 2025-2026学年人教版九年级物理全一册（有解析）

第十四章 内能的利用全章素养评价卷
(限时:60分钟 满分:100分)
一、选择题(每小题3分，共30分)
1 四冲程柴油机在工作过程中，将机械能转化为内能的冲程是 ( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
2.下列过程中，内能转化为机械能的是 ( )
A.汽油机的压缩冲程
B.小孩沿滑梯下滑的过程
C.水蒸气顶起水壶盖的过程
D.流星在大气层中穿行的过程
3下列关于汽油机和柴油机的说法正确的是( )
A.汽油机与柴油机在做功冲程中，都将内能转化为机械能
B.吸气冲程中，柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入汽缸的是空气
C.柴油机的点火方式是点燃式，汽油机的点火方式是压燃式
D.构造上，汽油机汽缸顶部有喷油嘴，柴油机汽缸顶部有火花塞
4.下列说法中正确的是 ( )
A.热机消耗的燃料越多，效率就越低
B.内燃机的效率一般高于蒸汽机的效率
C.热机做的有用功越多，效率就越高
D.热机效率高，将内能转化为机械能的比例就大
5关于能量的转化与转移，下列说法中错误的是 ( )
A.内能可以自发地从温度高的物体向温度低的物体转移，也可以自发地从温度低的物体向温度高的物体转移
B.内能可以转化为机械能，机械能也可以转化为内能
C.内能在转化或转移过程中一定有能量损失
D.能量可以从一种形式转化为其他形式，也可以从一个物体转移到其他物体，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变
6干木柴、焦炭、无烟煤的热值如图所示，下列说法错误的是 ( )
A.都是完全燃烧的情况下，无烟煤放出的热量最多
B.都完全燃烧1kg，干木柴放出的热量最少
C.焦炭的热值是3×10 J/ kg,完全燃烧2kg焦炭放出的热量是6×10 J
D.焦炭的热值是3×10 J/ kg,0.5kg 焦炭的热值也是3×10 J/ kg
7如图所示是用于对外做功的某台机器正常工作时能量流向情况，下列说法错误的是( )
A.该图说明了能量可以发生转化
B.该图说明了能量可以发生转移
C.该机器遵循能量守恒定律
D.该机器的效率为75%
8真情境 课外制作 某校老师自制一个物理教具。他在矿泉水瓶的侧壁钻一个小孔，把电火花发生器紧紧塞进小孔中，实验时从瓶口注入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒立刻飞出。关于此实验，下列说法错误的是 ( )
A.酒精未完全燃烧时热值变小
B.酒精燃烧时化学能转化为内能
C.燃气推动纸筒飞出与内燃机做功冲程的能量转化相同
D.纸筒飞出后，瓶内气体的内能减少，温度降低
9.如图所示是四冲程汽油机一个工作循环中的三个冲程，下列关于缺少的一个冲程名称、顺序以及能量的转化，判断正确的是 ( )
A.做功冲程，应在乙、丙图之间，机械能转化为内能
B.做功冲程，应在乙、丙图之间，内能转化为机械能
C.压缩冲程，应在甲、乙图之间，内能转化为机械能
D.压缩冲程，应在甲、乙图之间，机械能转化为内能
10 [2023·四川德阳外国语学校期中]一辆汽车使用的是四冲程内燃机，如图所示是内燃机的一个冲程，该汽车以恒定的功率在水平公路上做直线运动，其速度随时间变化的关系图像如图所示，汽车在行驶过程中所受阻力不变,为4000 N。内燃机的效率为40%,汽油的热值为4.6×10 J/ kg。下列有关叙述正确的是 ( )
A.图甲冲程中内能转化为机械能
B.汽车一直做匀速直线运动
C.在0~20 s内汽车牵引力所做的功为8×10 J
D.需要燃烧约0.043 kg汽油才能使汽车完成前10s的运动
二、填空题 (每空2分，共30分)
11 汽车刹车的过程中，能量由 转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和 (填“增大”“不变”或“减小”)。
12 如图是我国自主研发的第一部“空气动力发动机汽车”在第十四届北京国际科技产业博览会上展出。它是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，这种车在开动时将空气的 能转化为机械能，类似柴油机的活塞做功，排气口排出的是 (填“冷”或“热”)空气，为绿色环保产品。
如图所示，给试管内水加热至一定程度，发现试管口木塞会被推出。给水加热是通过 的方式使水的内能增加的；四冲程内燃机的 冲程与这个原理相同。
14 第七届世界军人运动会开幕式上，主火炬塔的点燃采用“水火交融”的方式，让现场观众无不惊叹！其实火炬燃烧的是天然气，天然气密度小，通过水这一介质把燃气托到水柱的上方进行燃烧。天然气燃烧时将燃料的 能转化为 能和光能。
15一台单缸四冲程汽油机飞轮的转速是2 400 r/ min,则该汽油机每秒完成 个冲程，对外做功 次。
16 为了减少大气污染，可对秸秆进行回收加工制成秸秆煤，完全燃烧 2k g 秸秆煤可放出 J热量；若这些热量完全被水吸收，可使 kg 水温度由 20 ℃ 升高到60 ℃。[已知
17 如图所示是某种内燃机某一冲程的示意图，由图可知。
(1)这种内燃机吸气冲程吸进汽缸的物质是 ;
(2)在这个冲程中的能量转化是 ;
(3)若消耗5kg 的燃油转化成的机械能是8×10 J,则其热机效率为 。(燃油的热值
三、实验探究题(8分)
18.下列甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。
[假设燃料燃烧释放热量被液体完全吸收]
(1)比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过 (填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的。
(2)比较不同物质吸热升温的特点，应选择 两图进行实验。
(3)若在研究不同燃料热值实验时，记录数据如下表：
燃料 加热前液体温度/℃ 燃料燃尽时液体温度/℃ 燃料的热值
1 15 35 2.4×10
2 15 25
根据表中数据计算，完全燃烧 10g燃料1放出的热量为 J，燃料2 的热值是 J/ kg。
四、简答题 (8分)
19英国物理学家斯特林于1816年发明了“斯特林发动机”。斯特林发动机汽缸内工作介质易汽化、易液化，该介质经过吸热膨胀，冷却压缩的循环过程输出动力，因此又被称为热气机。某工程师按照“斯特林发动机”原理设计了如图甲所示的模型机，工作过程中飞轮持续旋转如图乙。请结合所学知识解释飞轮能持续转动的工作原理。
五、计算题(共24分)
20 (12分)为了测量天然气炉具烧水的效率，小明用天然气炉将5kg的水从20℃加热至100℃,消耗了0.14 m 的天然气。求:
(1)水吸收的热量；[水的比热容为 4.2×
(2)天然气完全燃烧放出的热量；(天然气的热值为
(3)天然气炉具烧水的效率。
21 (12分)全国第十一届少数民族运动会有来自全国31个省、新疆生产建设兵团、解放军及台湾共34个代表团的7 009名运动员抵达郑州，河南省公安厅机场公安局共保障往返 185 批次代表团、368 架次航班和近200台次接送大巴车(如图)安全抵离郑州机场，顺利实现了“平安抵达、平安返程”目标。其中一辆大巴车的参数如方框内所示：
×××客车(50座) 车长:10 990 mm 座位:50 最高时速:100km/h 发动机型号:WP7.270E51 发动机品牌：×××公司；×××机械股份 发动机功率:219kW
若大巴车发动机的功率为218 kW，满载时从新郑机场以 80 km/h 的速度匀速行驶48 km后到达郑州奥体中心。已知柴油的密度为 柴油的热值为4×10 J/ kg。
(1)求该大巴车在行驶过程中的牵引力；
(2)若该过程中发动机把柴油完全燃烧产生的内能转化为机械能，再通过传动机械驱动汽车行驶的效率是25%，则在这个过程中牵引力需要做多少有用功 大巴车至少需要消耗柴油多少升
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全章素养评价卷
一、1. B解析 四冲程柴油机在压缩冲程中，活塞向上运动，压缩气体做功，将机械能转化为内能，故B正确。
2. C解析汽油机的压缩冲程中，机械能转化为内能，故A 不符合题意；小孩沿滑梯下滑的过程中，
高度减小、速度增大
重力势能转化为动能，也有一部分机械能转化为内能，故B 不符合题意；水蒸气顶起水壶盖的过程中，水蒸气推动壶盖做功，水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，故C 符合题意；流星在大气层中穿行的过程中，克服摩擦做功，机械能转化为内能，故D不符合题意。
3. A解析在做功冲程中，柴油机与汽油机中高温高压燃气推动活塞做功，把内能转化为机械能，故A 正确；在吸气冲程中，柴油机吸入汽缸的只有空气，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，故B 错误；柴油机和汽油机的结构不同，柴油机的汽缸顶部有喷油嘴，汽油机的汽缸顶部有火花塞，所以在做功冲程中，汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式，故C、D错误。
4. B解析热机消耗的燃料多、燃烧放出的热量多，但用来做有用功的能量不能确定，所以根据消耗燃料的多少是不能判断热机效率大小的，故A错误；内燃机用的是汽油或柴油，热值高，放出的热量也更高，且内燃机的密封性较好，所以热效率较高；而蒸汽机用的是水蒸气，水蒸气对外做功，热量直接排向外界，热量损失大，所以蒸汽机热效率小，故B 正确；热机做的有用功多，但燃料放出的热量不确定，无法确定效率高低，故C 错误；热机工作时，用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比叫作热机的效率。热机效率越高，说明用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比越大，故D 错误。
5. A解析 热传递的条件是存在温度差，内能可以自发地从温度高的物体向温度低的物体转移，不能自发地从温度低的物体向温度高的物体转移，故A 说法错误；内能和机械能之间可以相互转化，内能可以转化为机械能，机械能也可以转化为内能，故B 说法正确；内能在转化或转移过程中不可避免地有能量损失，故C说法正确；由能量守恒定律可知，能量可以从一种形式转化成另一种形式，也可以从一个物体转移到另一个物体，转化前后总能量保持不变，故D 说法正确。
6. A解析燃料燃烧放出热量的多少与燃料的热值、燃料的质量有关，只根据热值无法判定燃料完全燃烧放出热量的多少，故A 说法错误；都完全燃烧1 kg，由于干木柴的热值最小，根据公式Q=mq可知，干木柴放出的热量最少，故B 说法正确；焦炭的热值是3×10 J/ kg,完全燃烧2k g焦炭放出的热量 故 C说法正确；热值的大小与质量无关，焦炭的热值是3×10 J/ kg,0. 5 kg 焦 炭 的 热 值 也 是 3×10 J/ kg,故 D 说法正确。
7. D解析由题图可知，内能输入后，有一部分内能转化为了机械能，这说明能量可以发生转化，故A说法正确；由题图可知，内能输入后，有内能输出，说明能量可以发生转移，故B 说法正确；机器发生了能量的转化和转移，在能量的转化和转移中，都要遵循能量守恒定律，故C 说法正确；该机器是利用内能来做功的，内能转化为机械能，该机器的效率 故 D说法错误。
8. A解析热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料是否完全燃烧无关，故A说法错误；燃料燃烧时将化学能转化为内能，故B 说法正确；燃气推动纸筒飞出的过程中，内能转化为机械能，与内燃机做功冲程的能量转化相同，故C说法正确；纸筒飞出时，瓶内气体的内能转化为纸筒的机械能，则瓶内气体的内能减小，温度降低，故D 说法正确。
9. B 解析题图甲中进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，所以为吸气冲程；题图乙中进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，将机械能转化为内能；题图丙中进气门关闭、排气门打开，活塞向上运动，所以为排气冲程。综上可知，在乙和丙之间缺少做功冲程，做功冲程将内能转化为机械能，故B 正确。
10. D解析由题图甲可知，两个气门都是闭合的，活塞上行，为压缩冲程，该冲程中机械能转化为内能，故A 错误。由题图乙的v-t关系图像可知，0~10s内汽车做加速运动，10s后做匀速直线运动，即汽车不是一直做匀速直线运动，故B错误。由题图乙可知，10s后汽车做匀速直线运动，速度v=20 m/s，根据二力平衡条件可得，此时汽车受到的牵引力F=f=4000 N，则此过程中汽车发动机的功率P= Fv=4000 N×20m/s=8×10 W；由题知，汽车以恒定的功率在水平公路上做直线运动，则在0~20 s内汽车牵引力所做的功 故C错误。由 %可得，在0~20s内汽油完全燃烧放出的热量 则在前10 s 汽油完全燃烧放出的热量 由Q放= mq可得，需要燃烧汽 油 的 质 量 0.043 kg,故 D 正确。
二、11.机械能 不变 解析 汽车在刹车的过程中，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，内能散失到空气中，但此过程中能量的总和是不变的。
12.内冷 解不空气动力汽车，它利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，这种车在开车时利用空气膨胀做功将空气的内能转化为车的机械能，类似柴油机的活塞做功，排气口排出的是冷空气，为绿色环保产品。
13.热传递 做功 解析 用酒精灯加热水，水从酒精灯火焰吸收热量，是通过热传递的方式使水的内能增加的。试管口木塞会被推出，是因为水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能转化为木塞的机械能，四冲程内燃机的做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，与这个原理相同。
14.化学 内 解析 天然气是燃料，燃料燃烧时，将化学能转化为内能和光能。
15.80 20 解析该单缸四冲程汽油机飞轮的转速是2400 r/ min,则一秒内飞轮转40 r。因为汽油机完成一个工作循环，需要经过4个冲程，对外做功1次，飞轮转2 r ，所以该汽油机每秒完成80个冲程，对外做功20次。
16.4.2×10 250 解析 秸秆煤完全燃烧释放的热量 10 J。由题意可知，水吸收的热量 4.2×10 J,由 可得，水的质量m= 250kg。
17.(1)空气 (2)机械能转化为内能 (3)40%解析(1)由题图可知，内燃机汽缸的顶端是喷油嘴，所以该内燃机是柴油机，柴油机在吸气冲程中吸入的是空气。(2)题图中的两气门都关闭、活塞上行，所以是压缩冲程，此过程将机械能转化为内能。(3)消耗5kg 的燃油放出的热量 其热机效率
三、18.(1)甲、乙(1分) 温度计示数(1分)
(2)甲、丙(2分) (3)2.4×10 (2分) 1.2×10 (2分)(1)为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量和初温相同，通过温度计的示数变化得出吸热多少，进而判断热值大小，故应选择题图甲、乙进行实验。
(2)为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量和温度的变化相同，通过比较加热时间，进而判断两种液体的比热容的大小关系，故应选择题图甲、丙进行 实 验。(3)燃料 1 的 质 量m =10g=0.01 kg,，则完全燃烧10g燃料1放出的热量 因为Q吸=Q放,所以燃料1 即(c。m。x 燃料2： 即 两处燃料质量相同
0.01 kg×q ,联立以上两式可得 10 J/ kg。
四、19.气体对外做功，气体的内能转化为机械能，根据题图可知，酒精灯加热将化学能转化为内能，热汽缸中的工作物质吸热汽化膨胀，推动活塞A向右运动做功，将内能转化为机械能：由于飞轮具有惯性，带动活塞A 向左运动，活塞A 将汽缸中的工作物质推入冷汽缸并液化，活塞B 又将物质推回热汽缸。如此反复。
五、20.解(1)水吸收的热量 10 J。
(2)天然气完全燃烧放出的热量
(3)天然气炉具烧水的效率
求炉具加热效率的步骤：
解 (1) 略
(2分)由 P=Fv，大巴车在行驶过程中的牵引力 F= (2分)
发动机做的有用功(机械能) 9810 N×48 000 m=4.708 8×10 J; … (2分)
由 可得，柴油完全燃烧放出的热量 10°J; (2分)
由Q放= mq得，在这个过程中发动机需要消耗的柴油质量 (2分)
由密度公式可知，消耗柴油的体积 (2分)