2025-2026学年人教版九年级物理同步练习：第十四章 内能的利用

第十四章内能的利用

第I节能量的转化与守恒

基础•情境练

知识点I能量的转化

I.电动机通电后,电动机带动其他机器运转的同时电动机的外壳也变得烫手，在这个过程中电能转化成了

能和—能,其中有用的是_______能.

2.下列关于能量转化的说法错误的是（）

A.植物进行光合作用时，光能转化为化学能

B.酒精燃烧时，内能转化为化学能

C电风扇工作时，电能主要转化为机械能

D.冬天爱手取暖，机械能转化为内能

知识点2能量守恒定律

3.秋千荡起来后，如果不继续推，秋千会越荡越低，直至停止；皮球落地后，每次弹起的高度都会比原来1氐.在这两

个过程中，机械能（选填“增加”或“减少”）了，转化成了能机械能是否守直?.能量的总量是否

守恒?.

4.关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是（）

A.能量可以凭空消失

B.热机的工作过程不遵循能量守恒定律

C.因为能量守恒，所以“永动机”可以制成

D.能量在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变

方法迁移练

5.如图甲所示为火箭发射的场景，火箭发射升空时，燃料的化学能转化为能，再转化为火箭的能.太空

授课时，航天员将扳手在空中旋转后板手不停翻转（如图乙所示）J会翻身的扳手”（选填“遵循”或不遵循”）

能量守恒定律，

6.冬天人们喜欢捧着一杯热水取暖，这个过程是能量的（选填••转化”或"转移【过程.在整个过程中能量的总量

（选填“变大“变小"或,不变）

7.马拉松运动员吃了香蕉后，香蕉中的能被人体消化吸收，经过一系列的生理过程转化为人体运动所需的一

—能

8.如图所示为新疆的风力发电站，可以将风能转化为___能，从而减少C02的排放利用能量的过程，就是能量转

移或的过程.

第8题图第9题图

9.12025开封期中］如图所示，板栗在炒制过程中要不断地搅拌，快熟时，个别板栗会“飞出”炸裂且伴有巨响，这是一

—能转化为能.

10.工程实践现在很多电动汽车为了节能安装了一套'•能量回收装置”.在刹车时，该装置可带动发电机发电.有人认为，

只要不断改进，这种汽车就可以一边行驶，一边发电，所产生的电能又可以供给电动机转动，从而永远运动下去，

这种观念违背了定律.在汽车刹车制动时，轮胎与地面摩擦会产生大量内能，但这些内能是_________（选

填"可以''或"不可以”）自动转化成机械能供汽车运动的.

第2节热机

基础•情境练

知识点I热机

1.如图所示，试管内装有水，用橡胶塞塞住试管口，将水加热至沸腾一段时间后，观察到橡胶塞突然被推出。水在

加热过程中其内能（选填"增加"或''减少”），橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出去，水蒸气的能转化为

橡胶塞的机械能。与的原理相同.

2.以下机械中没有利用热机的是（）

A.蒸汽轮机B.摩托车发动机

C喷气式飞机D.电动自行车

知识点2汽油机

3.四冲程汽油机的工作循环的正确顺序是：冲程、_______冲程、冲程和冲程.

4.在四冲程汽油机的工作循环中,将内能转化为机械能的冲程是)

A.吸气冲程B.压缩冲程

C.做功冲程D.排气冲程

5.如图所示,属于压缩冲程的是_____缸内气体的内能（选填、、增加'或'减小”）了,原因是______能转化为一

6.生活物理小明爸爸去4s店保养汽车，师傅告诉小明爸爸「该换火花塞了.”通过此对话小明可以判断他家的车用

的发动机是__________（选填“汽油机”或“柴油机”）.能使汽车获得动力的是________冲程，其他三个冲程靠飞轮的一

_____完成.

知识点3柴油机

7.如图所示是某种内燃机某一冲程的示意图，由图可知：这种内燃机是_________（选填“汽油机”或“柴油机、'）,该

冲程是_________冲程。若飞轮的转速为2400r/min,在1s内，该内燃机完成个工作循环.

如图是“柴油平板夯机”，广泛应用于路面施工、场地填土等多个方面。使用时柴油发动机提供动力，激荡器带动

夯板上下运动。下列关于使用该夯机的说法正确的是（）

A.可通过火花塞点火启动

B.柴油发动机将内能转化为机械能

C.柴油发动机不属于热机

D.柴油发动机吸气冲程中吸入的是柴油和空气的混合物

方法迁移练

9.火约是中国四大发明之一，小朋友们玩的摔炮主要成分就是火药，当摔炮与地面发生碰撞时，通过做功的方式，

使它的内能（选填"增加''或"减小）火药爆炸时产生的气体膨胀对夕功后，自身的内能减小，这个过程

与内燃机的冲程工作原理相同.

10.如匿所示，迅速下压活塞,棉花燃烧，这是通过______的方式改变气体的内能，它和单缸四冲程汽油机的一

—冲程的能量转化方式相同。

1

11.珠海航展,大国重器“歼-20,的双机对冲”“旱地拔葱”成为全场的焦点如图所示），换装后的“国产涡扇-10、航空发

动机在工作时，燃料燃烧产生的高温高压气体通过_______的方式将内能转化为_______厮以它也属于热机的一种。

12.搭载神舟十九号载人飞船的长征运载火箭成功点火升空，如图所示，火箭点火升空时，发动机将燃料的内能转化

为能，此过程中的能量转化与四冲程汽油机的冲程相同。

13.“钻木取火”来源于中国古代的神话传说,自有物理知识蕴含其中，如图所示。钻木取火时能量的转化过程与热机

的哪个冲程中的能量转化过程相似（）

A.吸气冲程B.压缩冲程

C.做功冲程D.排气冲程

14.如匿所示为汽油机工作循环中的某个冲程，下列关于此冲程的说法正确的是（）

A.进气门打开，排气门关闭

B.喷油嘴喷出雾状汽油

C.靠飞轮的惯性完成

D.内能转化为机械能

15.在,做空”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口,按动起电机，观察到放电针放电，汽油燃烧，软

木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的（）

A.吸气冲程口软木塞

―圆筒

压缩冲程

B.崂■放电针

逸连接起电机

C.做功冲程

D.排气冲程

16.如度为单缸四冲程汽油机工作时各冲程的示意图，该汽油机完成一个工作循环的四个冲程正确的JII页序是（

)

A.①②③④B.②③④①

C.③④①②D.④①②③

思维•拓展练

17.题型新颖|模型替代喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶进行了如下游戏探究:瓶中留有少量水，盖二瓶盖（如图甲）；

扭转瓶身（如图乙）拧松瓶盖（如图两瓶盖被瓶内的气体冲出同时瓶口出现白雾（如图丁）.图乙和图丁所示的过程,

分别与四冲程内燃机两个冲程类似，下列说法正确的是（）

A.图乙相当于压缩冲程，将内能转化为机械能

B.图丁用当于排气冲程，将机械能转化为内能

C图乙用当于做功冲程,将机械能转化为内能

D.图丁相当于做功冲程,将内能转化为机械能

第3节热机的效率

基础情境练

知识点I燃料的热值

1.柴油的热值是4.3x1（）7J/kg,它表示的物理意义是__________________________________________.完全燃烧5kg

柴油，能放出的热量是_______________________J.

2.用天然气灶给水加热，消耗了0.07m3的天然气.天然气的热值为3.0X©力/，天然气完全燃烧放出的热量是—

J.将燃气灶调成大火可以释放更多热量，此时天然气的热值（选富变大”“不变.或变小”）.

3.如图为甲、乙两种燃料完全燃烧时的QTH图像，下列说法正确的是（）

A.热值是表示物质吸放热能力的物理量

B.完全燃烧放出相同的热量，甲燃料消耗的质量小

C.完全燃烧相同质量的两种燃料，乙放出的热量多

D.热值大小与燃料是否完全燃烧有很大关系

4」教材改编］钱学森被誉为中国航天之父，为我国航天事业做出巨大贡献，火箭采用液态氢作为燃料，原因是液态

氢具有（）

A.较大的比热容B.较低的沸点

C.较大的热值D.较小的质量

知识点2热机的效率

5.如图所示是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的热机效率是（）

A.35%B.25%C.40%D.75%

废气带

走能量

机械自身45%

6.（双选）下列关于热机效率的说法正确的是（）

A.用来做有用功的那部分能量跟燃料完全燃烧所放出的能量之比叫热机效率

B.因为柴油机的输出功率大，所以它的效率高

C.采用诳值高的燃料可以提高热机的效率

D.尢论技术多么先进,热机的效率也不可能达到100%

7.人们利用内能做功制成了热机在设计和制造热机时，要不断提高效率，途径有让燃料尽可能地________^或减

少热量.

8.汽油机的热机效率是衡量其经济性能的重要参数，提高热机效率意味着汽油车能实现（）

A.减少汽油消耗

B.增加废气带走的能量

C增加巩械摩擦

D.减少所获得的机械能

9.某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100°C.要燃烧6kg的无烟煤，水的比热容为4.2x1

。3力（松口口。）,无烟煤的热值是：3xl07J/kg.求

（1）锅炉内的水吸收的热量是多少？

（2）6kg的无烟煤完全燃烧释放的热量是多少？

（3）此锅炉的效率是多少？

方法迁移练

]（）.有些农村地区已经使用煤气烧水煮饭.小聪用家中的煤气灶将质量为2kg、初温为20C的水加热到60C,则水

吸收的热量是__________J；若烧水过程中煤气灶的热效率为40%,则消耗煤气m3.煤气燃烧更完全时,煤

气的热值______（选填“变大”“变小"或不变）"=4.2xio3j/fea[•〃用

11.小明一家驾车旅行,若车的总质量为1.5t,匀速直线行驶9km,所受阻力为车重的0.1,完全燃烧汽油1L,则

IL汽油完全燃烧放出的热量是_________J,车所受的牵引力为N,车的发动机效率是________.（p汽油

=0.8x103kg/hn\夕浓=4.5xl07/Ag、g取10N/kg）

12.题型新颖|装置创新在北方的农村，人们通常用砖砌成炉灶烧柴来加热水（如图甲）.小明同学将这些普通的炉灶壁

改装成装水的容器（如图乙），炉灶壁内的水加热后可以输送到房间内供暖.下列说法正确的是（）

甲乙

A.改装后燃料燃烧得更充分

B.改装后提高了炉灶的加热效率

C.改装后减小了水的比热容

D.改装云提高了燃料的热值

13我国推出了氢能源汽车，相对于传统燃料而言，氢燃料的热值更____(选填'大'或双率(选填、能或"不能

达到100%、

14.在座海进行的可燃冰试采获得成功.可燃冰的热值约1.4x10以2加的可燃冰完全燃烧后可放出_________J的

热量，若这些热量的60%被水吸收，可以将kg的水从0℃加热到IOO℃(c水=4.2x1OV/CA^D1可燃

冰作为燃料的优点是_________.(合理即可)

15.氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点请回答下列问题.[c水=4以]()3力(他口10,q合=1.4x108〃蛔

(I)质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少？

⑵若这些热量全部被质量为200kg、温度为15C的水吸收，水升高的温度是多少？

(3)若某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶，0.3kg的氢燃料完全燃烧释放的能量能使该公交车匀速行驶

3min,则氢能源公交车动力系统的效率是多少？

专题热量、效率类计算

类型1热学效率计算

例I王明同学为计算他家的天然气灶烧水的热效率，将2kg的水倒入烧水壶中，测出水温为20℃,把水刚加热

到70XJ时，测出消耗的天然气体积为0.03m3.已知.=4.2x1(户力(四口：C),天然气的热值约为求：

(I)水吸收的热量.

(2)天然气完全燃烧放出的热量.

⑶他家的天然气灶的热效率.

变式1-1顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、挂菖蒲、佩香囊、赛龙舟生动地呈现了某地端午文化习俗.蒸粽子是

利用水沸腾产生的水蒸气对粽子进行加热的.若将2.5kg的水加热至沸腾.水温升高了80℃,C水=4.2xlOW

g・℃),q>3x107J/kg.在此过程中，求：

(1)水吸收的热量.

⑵采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%,煤燃烧放出的热量.

⑶需要完全燃烧煤的质量.

变式1-2每到夏收季节，农村大量农作物秸秆在田间被随意焚烧，如图所示，这不仅造成资源浪费、环境污染，而

且极易引发火灾.为解决这一问题，现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料--------秆浆煤.若完全燃烧3kg秆

浆煤放出的热量30%被水吸收,能使50kg、20c的水温度升高到80℃.水的比热容/=4.2xlO3J〃kg.C),求：

(I)水需要吸收的热量、吸・

⑵完全燃烧3kg秆浆煤放出的热量、放.

(3)秆浆煤的热值q.

类型2功与热的效率计算

例2运-20是我国自主研发的大型远程战略军用运输机，大幅提升了空军战略投送能力.若运-20在某次高空飞行中

以恒定的1.6x105的推力沿水平方向匀速航行10km,消耗航空煤油800kg,已知航空煤油的热值为4x10,J/kg.

求：

(1)800kg航空煤油完全燃烧放出的热量；

(2)在这次航行中，发动机的效率.

变式2-1小明家新买了一辆以汽油为燃料的小汽车.细心的小明发现行驶的速度不同时，耗油量不同.当小汽车以25

m/s的速度匀速行驶时最省油，此时发动机的功率为25kW,发动机的效率为30%.若小汽车以最省油的速度行驶9

0min,求在此过程中：

⑴;气车发动机做的功；

⑵5气车发动机产生的牵引力；

⑶消耗汽油的质量(设汽油的热值q汽由=4.5xIO7)恸.

变式2-2据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳.为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳

的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富如图所示，以氢燃料电池卡

车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶36km用时0.5h,功率为168kW.求

（1）卡车行驶的速度是多少?

（2）卡车所受牵引力是多少?

⑶与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶36km可减排二氧化碳的质量为多少?（燃油机的效率取36%，燃油的热值

q取4.2x1（V.加g）

第4节跨学科实践：制作简易热机模型

项目分析：

如图所示的是一款斯特林发动机模型，将其放在一杯热水上方，利用热水加热，发动机的飞轮就会转动起来.轮转动

时消耗的是热水的能，该发动机的效率（选填“可以”或“无法”）达到100%，像这样通过燃料燃烧获取

内能转化为能的装置叫机

项目实施：

任务：制作简易热机模型

⑴同学们设计装置如图所示，用到的器材是：易拉罐、水、酒精灯、中性笔管、支架、小风扇其中水的作用是：

吸热后________（填物态变化名称）生成使实验现象更明显.

（2）器材处理：

①洗净易拉罐，在侧面底部2cm处开一个直径1cm的圆孔.向易拉罐注入40mL清水（水位不超过圆孔）.

②支架搭建：调整支架高度时,酒精灯应________(选填“不点燃”或“点燃”).

(3)注水与加热：将中性笔管插入易拉耀圆孔,用热熔胶密封.点燃酒精灯，将易拉耀置于支架上开始加热，是通过_

的方法使水的内能的.

(4)现象：产生大量白气,推动小风扇其中的物理原理是___________________(选填“气体对外界做功.'或

“外界对气体做功”).

项目交流：

如图⑷中，水蒸气使叶轮转动，实现了内能到的转化，该过程相当于图(b)中四冲程内燃机的冲

程.为了提高内能的利用效率，请说出一项图(b)相比图(a)的改进之处：燃料在气缸内部燃烧，热损失少，效率相对

较_______

(a)(b)

项目拓展：

(I攻口图所示是小明用可乐瓶制作的水火箭.小明先在瓶中装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞

后用打气筒往瓶里打足量的气；此时瓶中气体的内能(选填“增加”“减少”或“不变”).打开阀门后，水从尾部

的金属管向下喷出，水火箭向上飞向空中，此过程的能量转化情况与热机的冲程相同，瓶内气体通过一

—的方式改变内能.

—产J乐瓶

一高压气体

亲塞

带阀门的

一金属管

第(1)题图第(2)题图

(2)如图是小明制作的简易、、蒸汽船”模型.将盛有一定量水的铜制容器安装在••船体”上，用蜡烛对铜制容器底部加热,

一段时间后铜管会向右喷蒸汽，"蒸汽船”就向左行驶.

①蜡烛对铜制容器底部加热导致容器内水温升高，这是通过___________的方式改变水的内能.

②点燃酒精灯，蒸汽室内的水受热汽化及空气受热膨胀.蒸汽室内气压变_______大于外界的大气压.在内外压力差

的作用下,金属管口有水蒸气喷出.由于物体间喷出的水蒸气推动蒸汽船前进,改变了蒸

汽船的状态.

特色题型专项

设问角受I实例论证

1.能量的转化在生活中处处可见，一种形式的能可以转化为其他形式的能.请仿照示例写出一例.

【示例】实例：植物吸收太阳光进行光合作用.

能的转化：光能转化为化学能.

实例:_______________________；

能的转化J.

设问角度2解释说明

2.周末，小明家用固体酒精炉在郊外野炊，烧水时锅中1kg的水的温度从20℃升高到70°C,则水吸收的热量是

__________J；请你写出固体酒精炉加热效率不高的一个原因:__________________________________________________

_[c水=4.2x1（）3j/（kg.℃）]

3.南京大学教授制备的大面积全钙钛矿叠层太阳能电池，光电转化效率达28.2%,刷新该尺寸的世界纪录.从能量转

化的角度具体说明光电转化效率的含义：_________________________________________________

4.搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射.选用液态星作为燃料的最主

要原因是__________________________________________________________

第4题图

5.物理实践活动中，同学们参观了最早的供暖系统使用的锅炉，其结构示意图如图所示.可以在锅沪外装隔热材料,

达到节能的目的.理由：.（合理即可）

设问角宴3批判质疑

6如图是一款由形状记忆合金等材料设计的装置，轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而••划水”，推动转轮转动；

离开热水，叶片形状迅速恢复而此转轮便可以永不停息地转动下去你认为这个设想（选填哨自'或"不能”）

实现，判断的依据是

设问角度4开放设问

7.在城市中央的游乐园里，阳光明媚，树木茂密，叶片正在进行光合作用产生大量氧气.小朋友正在滑梯上往下滑,

在到达滑梯底端时会感觉屁股有些发烫.道路旁边的小摊上有美味的烧烤，木炭正在燃烧自己提供能量.同时可以看

到路上有很多人骑着单车锻炼身体.请你从上述描述的情景中选择一个并说明其中的能量转化，不能与示例重复.

【示例】场景：叶片正在进行光合作用.能量转化：太阳能转化为化学能.

场景：.能量转化：

8.热机的效率是热机性能的重要指1示请谈一谈提高热机效率的措施有J.热机

效率提高后会给我们的生活带来的影响是j_______________________________

章末复习

知识体系

能量转化：在一定条件下，各种形式的能量是可以相互.的

能量的转化

、与守恒能量守恒定律：在转移和转化的过程中，能量的总量

定义：利用做功的机械

L内燃机分类：汽油机和柴油机

内

能厂吸气冲程

的【四个冲程-一压缩冲程：将.—能转化为.熊

利-做功冲程：将.能转化为能

用

一排气冲程

・燃料的热值：数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量.

,卜计算公式：J________或。=_______,单位：或J/n?

人暨一热机的效率：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热

的效率量之比

1—“公式:片________________

考点突破

考点1热机

1.火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的______较大；火箭向下喷射燃气获得推力加速上升，是______能转化为

楣成能

2.如图，礼花筒利用筒内的高压空气膨胀,将彩带喷向空中，其能量转化过程相当于内燃机的（）

♦

Sa.・J

A.吸气冲程B.压缩冲程

C.做功冲程D.排气冲程

3.如图所示描述的物理过程，下列分析正确的是（）

甲乙丙丁

A.图甲：厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的温度升高，内能不变

B.图乙：瓶子内的空气推动塞子做功后，瓶子内空气的内能增大

C.图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增大

D.图丁：气缸内的气体推动活塞向下运动,内能转化为机械能,气体的内能减少

4.如图所示，在试管里盛适量的水，用带玻璃管的橡胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾,玻璃管口冒出的“白气”

推动管口处的小叶轮转动.下列说法正确的是（）

A.水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度升高

B.实验通过热传递的方式使试管内水的内能增大

C.玻璃管口冒出的“白气”是由水汽化形成的水蒸气

D.“白气使小叶轮转动的过程相当于汽油机的压缩冲程

考点2效率