九年級物理上冊“內(nèi)能及其利用”單元測試試題一、單元概述本單元是九年級物理上冊的核心單元之一，以“能量”為主線，涵蓋內(nèi)能的概念、改變內(nèi)能的兩種方式（做功與熱傳遞）、比熱容（物質(zhì)的吸熱特性）、熱機（內(nèi)能的轉(zhuǎn)化與利用）四大核心內(nèi)容。單元重點在于建立“內(nèi)能”的物理觀念，理解能量的轉(zhuǎn)化與守恒，掌握比熱容的計算及熱機效率的分析，為后續(xù)“能量守恒定律”“電功率”等內(nèi)容的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。二、測試目標依據(jù)《義務(wù)教育物理課程標準（2022年版）》，本單元測試目標如下：1.物理觀念：理解內(nèi)能的定義（分子動能與分子勢能的總和），能區(qū)分內(nèi)能與機械能的差異；掌握比熱容的物理意義，能解釋水的比熱容大在生活中的應(yīng)用（如暖氣、汽車水箱）。2.科學(xué)思維：能通過實驗對比，區(qū)分做功與熱傳遞改變內(nèi)能的本質(zhì)（能量轉(zhuǎn)化vs能量轉(zhuǎn)移）；能運用控制變量法設(shè)計探究比熱容的實驗。3.科學(xué)探究：能完成“探究不同物質(zhì)吸熱能力”的實驗，記錄數(shù)據(jù)并分析結(jié)論；能識別熱機的四個沖程（吸氣、壓縮、做功、排氣），判斷能量轉(zhuǎn)化。4.科學(xué)態(tài)度與責任：能通過熱機效率的計算，認識到提高能量利用率的重要性，樹立節(jié)能意識。三、試題設(shè)計思路1.覆蓋度：試題涵蓋單元所有核心知識點（內(nèi)能、改變內(nèi)能的方式、比熱容、熱機），其中基礎(chǔ)題（70%）考查概念記憶與簡單應(yīng)用，中等題（20%）考查邏輯推理與實驗設(shè)計，綜合題（10%）考查公式綜合與實際問題解決。2.梯度性：從“概念辨析”到“實驗探究”再到“計算應(yīng)用”，難度逐步提升，符合九年級學(xué)生的認知規(guī)律。3.素養(yǎng)導(dǎo)向：通過“水的比熱容大的應(yīng)用”“熱機效率的計算”等問題，體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會”的課程理念；通過“探究比熱容實驗”考查科學(xué)探究能力。四、試題內(nèi)容（一）選擇題（每題3分，共30分）1.關(guān)于內(nèi)能，下列說法正確的是（）A.一切物體都有內(nèi)能B.0℃的冰沒有內(nèi)能C.物體的內(nèi)能越大，溫度越高D.內(nèi)能是物體做機械運動的動能之和2.下列現(xiàn)象中，通過做功改變內(nèi)能的是（）A.曬太陽取暖B.用熱水袋捂手C.搓手使手發(fā)熱D.放在冰箱里的食物變涼3.水的比熱容較大，下列實例中不是利用這一特性的是（）A.北方冬季用熱水供暖B.夏天在室內(nèi)灑水降溫C.汽車發(fā)動機用水做冷卻劑D.沿海地區(qū)晝夜溫差較小4.關(guān)于熱值，下列說法正確的是（）A.熱值越大，燃料燃燒時放出的熱量越多B.燃料燃燒越充分，熱值越大C.熱值是燃料的特性，與質(zhì)量無關(guān)D.熱值是燃料的特性，與燃料的種類無關(guān)5.熱機工作時，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的沖程是（）A.吸氣沖程B.壓縮沖程C.做功沖程D.排氣沖程6.下列關(guān)于內(nèi)能的說法，正確的是（）A.物體的溫度越高，內(nèi)能越大（忽略質(zhì)量）B.物體的內(nèi)能增大，溫度一定升高C.溫度高的物體，內(nèi)能一定大D.0℃的物體，內(nèi)能為07.用酒精燈加熱燒杯中的水，水的內(nèi)能增大，這是通過（）方式改變內(nèi)能的。A.做功B.熱傳遞C.做功和熱傳遞D.以上都不是8.探究“不同物質(zhì)的吸熱能力”時，需控制的變量是（）①物質(zhì)的質(zhì)量②物質(zhì)的種類③加熱時間④初溫A.①②B.①④C.②③D.③④9.某汽車發(fā)動機的效率為30%，表示（）A.燃料燃燒時，30%的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能B.燃料燃燒時，70%的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能C.燃料完全燃燒時，30%的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能D.燃料完全燃燒時，70%的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能10.下列措施中，能提高熱機效率的是（）A.增加燃料的質(zhì)量B.減少熱量的損失C.降低發(fā)動機的溫度D.增大發(fā)動機的功率（二）填空題（每空2分，共20分）11.內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子______和______的總和。12.改變物體內(nèi)能的兩種方式是______和______，它們在改變內(nèi)能上是______的。13.比熱容的單位是______（用符號表示），水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，其物理意義是______。14.熱機是將______能轉(zhuǎn)化為______能的機器，其中______沖程是其做功的核心沖程。（三）實驗題（共20分）15.某同學(xué)用如圖所示裝置探究“不同物質(zhì)的吸熱能力”，實驗步驟如下：（1）在兩個相同的燒杯中分別加入______（選填“質(zhì)量”或“體積”）相同的水和食用油；（2）用相同的酒精燈加熱，記錄兩種液體______（選填“加熱時間”或“溫度變化”）相同時的溫度；（3）實驗中，通過______反映液體吸收熱量的多少（選填“加熱時間”或“溫度變化”）；（4）結(jié)論：______（選填“水”或“食用油”）的吸熱能力更強，因為它升高相同溫度時吸收的熱量更多。（4分）16.如圖是熱機的一個沖程示意圖，請回答：（1）此沖程是______沖程（選填“吸氣”“壓縮”“做功”或“排氣”）；（2）此沖程中，______能轉(zhuǎn)化為______能；（3）若此熱機的效率為25%，消耗5kg汽油（q=4.6×10?J/kg），則做的有用功為______J。（6分）（四）計算題（共30分）17.質(zhì)量為3kg的水，溫度從20℃升高到80℃，需要吸收多少熱量？[c水=4.2×103J/(kg·℃)]（10分）18.一輛汽車發(fā)動機的效率為20%，當它消耗2kg汽油時，做的有用功是多少？（q汽油=4.6×10?J/kg）（10分）五、答案及解析（一）選擇題答案1.A2.C3.B4.C5.C6.A7.B8.B9.C10.B（二）填空題答案11.動能；分子勢能12.做功；熱傳遞；等效13.J/(kg·℃)；1kg水溫度升高1℃吸收的熱量為4.2×103J14.內(nèi)；機械；做功（三）實驗題答案15.（1）質(zhì)量；（2）溫度變化；（3）加熱時間；（4）水16.（1）做功；（2）內(nèi)；機械；（3）5.75×10?（四）解析1.選擇題第1題：一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則運動，故都有內(nèi)能（A正確）；0℃的冰仍有內(nèi)能（B錯誤）；內(nèi)能與溫度、質(zhì)量有關(guān)，內(nèi)能大的物體溫度不一定高（C錯誤）；內(nèi)能是分子動能與勢能的總和，與機械運動無關(guān)（D錯誤）。第3題：夏天灑水降溫是利用水蒸發(fā)吸熱，與比熱容無關(guān)（B符合題意）；其他選項均利用水的比熱容大。第5題：做功沖程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的核心沖程（C正確）。第10題：提高熱機效率的關(guān)鍵是減少熱量損失（如改進散熱系統(tǒng)、減少廢氣帶走的熱量），與燃料質(zhì)量、發(fā)動機功率無關(guān)（B正確）。2.填空題第13題：比熱容的物理意義需強調(diào)“單位質(zhì)量”“溫度升高1℃”“吸收的熱量”。第14題：熱機的本質(zhì)是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，做功沖程是能量轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵。3.實驗題第15題：探究吸熱能力需控制質(zhì)量和初溫相同（控制變量法），通過加熱時間反映吸收熱量的多少（轉(zhuǎn)換法）；水的比熱容大，升高相同溫度時吸收的熱量更多。第16題：做功沖程的特點是火花塞點火、活塞向下運動，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；有用功計算：\(W_{有用}=\etaQ_{放}=\etamq=25\%\times5kg\times4.6×10^7J/kg=5.75×10^7J\)。4.計算題第17題：熱量計算用公式\(Q_{吸}=cm\Deltat\)，代入數(shù)據(jù)得：\(Q_{吸}=4.2×10^3J/(kg·℃)×3kg×(80℃-20℃)=7.56×10^5J\)。第18題：先算燃料完全燃燒放出的熱量\(Q_{放}=mq=2kg×4.6×10^7J/kg=9.2×10^7J\)，再算有用功\(W_{有用}=\etaQ_{放}=20\%×9.2×10^7J=1.84×10^7J\)。六、教學(xué)建議1.概念辨析：針對“內(nèi)能與溫度的關(guān)系”，可通過晶體熔化（如冰變水）、水沸騰等實例，說明內(nèi)能增大時溫度不一定升高；針對“做功與熱傳遞的區(qū)別”，可通過摩擦生熱（做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）、加熱水（熱傳遞，內(nèi)能轉(zhuǎn)移）的實驗對比，強化本質(zhì)理解。2.實驗教學(xué)：“探究不同物質(zhì)的吸熱能力”是本單元的核心實驗，需讓學(xué)生親自設(shè)計實驗步驟（控制變量）、記錄數(shù)據(jù)（加熱時間、溫度變化）、分析結(jié)論（比熱容的大?。?，培養(yǎng)科學(xué)探究能力。3.公式應(yīng)用：比熱容和熱機效率的計算是重點，需通過多組練習(xí)讓學(xué)生掌握公式的變形（如\(\Deltat=Q/(cm)\)、\(\eta=W_{有用}/Q_{放}\)），并能聯(lián)系生活實際（如計算暖氣所需