卷2 第十四章 内能的利用 基础诊断卷(A卷)-【初中上分卷】2024-2025学年九年级全一册物理(人教版)

九年级 人教版 物理 1 第十四章基础诊断卷(A卷) 卷② 考查内容：内能的利用 一、选择题 二、填空题 三、实验探究题 目 录 鼠标轻轻一点，内容立即呈现 四、计算题 一、选择题 1. [2024广东佛山质检]近年来我国重大装备层出不穷，国人倍感自豪。下列装备的 动力装置不是热机的是(　A　) A. 新能源电动汽车 B. 东风号远洋轮船 C. 国产大飞机C919 D. 长征五号运载火箭 【解析】新能源电动汽车是把电能转化成机械能，不符合热机的特点，故A符合题 意；东风号远洋轮船、国产大飞机C919、长征五号运载火箭都是利用燃料燃烧产生 的内能来做功，把内能转化成机械能，符合热机的特点，故B、C、D不符合题意。 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 2. [2023广西柳州期末]如图显示了热机的共同特点，其中虚线框处应该填(　A　) A. 内能 B. 电能 C. 动能 D. 势能 【解析】燃料储存了化学能，而热机工作时是将燃料的化学能转化为内能，再通过 做功的方式将内能转化成机械能，故A正确，B、C、D错误。 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 3. 下列有关柴油机和汽油机的说法中，不正确的是(　C　) A. 汽油机有火花塞 B. 柴油机有喷油嘴 C. 汽油机的效率一般比柴油机高 D. 汽油机的点火方式是点燃式 【解析】柴油机汽缸顶部有喷油嘴，汽油机汽缸顶部有火花塞，故A、B正确；柴油 机的效率一般比汽油机的效率高，故C错误；柴油机与汽油机采用的点火方式不 同，柴油机采用压燃式，汽油机采用点燃式，故D正确。 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 4. 汽车已渐渐成为人们生活中不可缺少的工具，汽车多采用四冲程的汽油机作为发 动机，关于汽油机的四个冲程图，下列有关说法正确的是(　B　) A. 甲图是压缩冲程，将内能转化为机械能 B. 乙图是排气冲程，废气带走了很多的能量 C. 丙图是吸气冲程，吸入的成分只有空气 D. 丁图是做功冲程，靠飞轮的惯性完成 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 【解析】 冲程图 对应冲程 分析 结果 甲图 压缩冲程 机械能转化为内能 × 乙图 排气冲程 废气带走了很多的能量 √ 丙图 吸气冲程 吸入的是汽油和空气的混合物 × 丁图 做功冲程 对外提供动力，不是靠飞轮的惯性完成的 × 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 5. 物理学与工程实践[2024河南周口质检]2023年6月20日11时18分，我国在太原卫星 发射中心使用长征六号运载火箭，成功将试验二十五号卫星发射升空，卫星顺利进 入预定轨道，发射任务获得圆满成功。长征六号运载火箭采用液态氢作为火箭的燃 料，原因是液态氢具有(　C　) A. 较大的比热容 B. 较低的沸点 C. 较大的热值 D. 较高的凝固点 【解析】长征六号运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较大的 热值，与其他燃料相比，完全燃烧相同质量的液态氢，可以释放出更多的热量。 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 6. [2024河北唐山质检]关于燃料的热值，下列说法正确的是(　D　) A. 燃料完全燃烧时放出的热量是燃料的热值 B. 燃料热值大小与燃料的种类和质量有关 C. 热值大的燃料比热值小的燃料燃烧时放出的热量多 D. 燃料的热值大小与燃料的燃烧程度和质量均无关 【解析】燃料的热值是燃料完全燃烧时所放出的热量与燃料质量的比，故A错误； 燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，故B错误，D 正确；燃料燃烧放出的热量与是否完全燃烧、燃料的热值和质量都有关系，因此热 值大的燃料燃烧时不一定放出的热量多，故C错误。 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 上分警示　热值的理解 热值反映了燃料燃烧时放热的能力，它的大小仅与燃料的种类有关；燃料燃烧时放 热的多少，不仅要看燃料的放热能力(热值)，还要看消耗燃料的多少以及是否完全 燃烧。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 7. [2024云南曲靖质检]某市积极开展以“节能降碳，你我同行”为主题的宣传活 动。为了节约能源，需要提高热机效率，关于提高热机的效率，下列措施正确的是 (　C　) A. 尽量增加热机的工作时间 B. 尽量增大热机部件间的摩擦 C. 尽量使燃料充分燃烧 D. 尽量使用功率大的热机 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 【解析】热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之 比，增加热机的工作时间，并不能增大这个比值，所以不能提高热机的效率，故A 错误；经常对热机进行保养，减少热机各部件之间的摩擦，减少克服摩擦消耗的能 量，可以增大用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的总能量的比值，可 以提高热机的效率，故B错误；尽量使燃料充分燃烧，可以使用来做有用功的那部 分能量与燃料完全燃烧放出的总能量的比值增大，效率提高，故C正确；功率与热 机效率间没有必然联系，增大热机的功率不能提高热机效率，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 上分总结　提高热机效率的方法 要提高热机的效率就要让燃料充分燃烧，减少能量的损失，减少机械摩擦损失的能 量、减少机械散热和废气带走的能量。热机效率与热机功率大小无关，与热机工作 时间长短无关。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 8. [2023山东聊城中考]如图所示是一种太阳能背包。它的前面有一个太阳能电池 板，里面有一个蓄电池，可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列说 法错误的是(　D　) A. 太阳能电池板将太阳能转化为电能 B. 给蓄电池充电将电能转化为化学能 C. 蓄电池放电将化学能转化为电能 D. 小风扇工作将化学能转化为机械能 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 【解析】太阳能电池板将太阳能转化为电能，故A正确；给蓄电池充电，是将电能 转化为化学能，故B正确；蓄电池放电，蓄电池将化学能转化为电能，故C正确；小 风扇工作时将电能转化为机械能，故D错误。 上分警示　蓄电池中的能量转化 给蓄电池充电，是要消耗电能的，将消耗的电能转化为化学能储存起来；蓄电池放 电，是向外提供电能，将储存的化学能转化为电能。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 9. 教材改编[2024河南周口质检]如图所示，这是一种设想中的永动机，它通过高处 的水冲击叶片，使叶片转动对外做功，同时带动抽水器将水从低处抽到高处，从而 循环工作。下列关于该永动机的分析正确的是(　D　) A. 水下落的过程中将动能转化为重力势能 B. 水流冲击叶片时，可将水具有的能量全部转化为叶片的动能 C. 该永动机可以在现实中推广 D. 这一设想不符合能量守恒定律 【解析】水下落的过程中将重力势能转化为动能，故A错误；叶片转动时，要克服 摩擦阻力做功，则水的能量不能全部转化为叶片的动能，故B错误；永动机违背了 能量守恒定律，该永动机无法在现实中推广，故C错误，D正确。 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 10. [2024广西桂林期中]有甲、乙两台汽油机，在相同的时间内，它们所做的有用功 之比是5∶4，消耗汽油的质量之比是3∶2，那么它们的效率之比是(　D　) A. 15∶8 B. 8∶15 C. 6∶5 D. 5∶6 【解析】根据Q＝mq可求出汽油完全燃烧放出的热量，则甲、乙的效率之比为＝ ＝＝＝＝。 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 二、填空题 11. [2024吉林长春期中]为减少火炬燃烧过程中的热量排放，杭州亚运会主火炬燃料 采用了热值 的零碳甲醇，在世界大型体育盛会上也是首次使用，它具有燃烧 高效、排放清洁、极端天气下不易熄灭等优点；在燃烧过程中其热值 ⁠。 【解析】为减少火炬燃烧过程中的热量排放，杭州亚运会主火炬燃料采用热值小的 零碳甲醇，完全燃烧相同质量的零碳甲醇和其他燃料，零碳甲醇放出的热量少；燃 料热值的大小只跟燃料的种类有关，和其他因素无关，所以零碳甲醇在燃烧过程中 热值不变。 小 不变 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 12. [2024山西晋中期中]在科普宣传片中小明了解到，火箭在大气层内飞行时发动机 的效率通常在25％左右，小明认为换用热值更大的燃料就可以提高火箭发动机的效 率，你认为小明的想法 (选填“合理”或“不合理”)，支持你判断的理 由是 ⁠ ⁠。 【解析】小明的想法不合理，热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的 热量的比值，比值越大，效率越高，与燃料的热值无关。 不合理 热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，与燃料热 值大小无关 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 13. [2024 河南南阳期中]如图所示， 在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉絮，用力将活塞迅速下压，棉絮 燃烧起来。下压过程中活塞对筒内空气 ，空气的内能增大，温度升高，该 过程的能量转化情况与汽油机的 冲程相同。 做功 压缩 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 【解析】在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉絮，用力将活塞迅速向 下压，棉絮燃烧起来，说明活塞对筒内空气做功，使空气的内能增大，温度升高； 压缩过程中，活塞的机械能转化为空气的内能，能量转化情况与汽油机的压缩冲程 相同。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 14. [2024安徽芜湖期中]某单缸四冲程汽油机的飞轮转速为3 000 r/min，则1 s内该汽 油机对外做功 次。 【解析】由题可知飞轮每分钟转3 000圈，即每秒转50圈，因为飞轮每转2圈对外做 功一次，故该汽油机每秒对外做功25次。 上分技巧　汽油机的计算 单缸四冲程汽油机的一个工作循环中，飞轮转两圈，完成四个冲程，对外做一次 功。 25 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 15. [2024河北唐山质检]小明的爸爸开车送小明去学校，到达学校时消耗汽油4 kg， 汽车的能流图如图所示，该汽车的效率为 ，汽油完全燃烧放出的热量 为 J，汽车输出的有用功为 J。(已知q汽油＝4.6×107 J/kg) 30％ 1.84×108 5.52×107 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 【解析】该汽车的效率η＝100％－33％－30％－7％＝30％；4 kg汽油完全燃烧放出 的热量Q放＝mq汽油＝4 kg×4.6×107 J/kg＝1.84×108 J；汽车输出的有用功W有＝ηQ放 ＝30％×1.84×108 J＝5.52×107 J。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 16. 物理学与社会发展[2024湖北武汉质检]新疆的达坂城当地有首民谣：“达坂城， 老风口，大风小风天天有，小风刮歪树，大风飞石头。”这首民谣通俗地表达了风 具有 能。如图所示，新疆的风力发电站可以将风能转化为 ⁠能 从而减少CO2的排放。在转化过程中，能的总量 (选填“变大”“变小”或 “不变”)。 动(或机械) 电 不变 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 【解析】风是流动的空气，其具有质量和速度，则风具有动能；利用风力发电时将 风能转化为电能；能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化 为其他形式或从一个物体转移到其他物体，能量的总量不变。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 三、实验探究题 17. [2024江西抚州质检](14分) 【实验名称】比较不同燃料热值的大小。 【实验器材】铁架台、两个相同的烧杯、两支相同的温度计、火柴、酒精灯、水、 酒精和煤油等。 【实验装置】如图所示。 　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 【设计并进行实验】 (1)按照 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序组装实验器材，确 保用酒精灯的外焰加热。 【解析】 (1)实验过程中，需要用酒精灯的外焰加热，故先安装酒精灯，再根据酒精 灯外焰的高度确定烧杯的位置，最后确定温度计的位置，所以，实验器材要按照自 下而上的顺序组装。 (2)取质量 (选填“相等”或“不相等”)的酒精和煤油加入酒精灯中，取质 量相同、初温相同的水加入两烧杯中，记下烧杯中水的初温。 【解析】(2)根据控制变量法可知，实验中应控制燃料的质量相等。 (3)点燃两灯，每隔1 min记录烧杯中的水温。 自下而上 相等 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 【分析与论证】 (1)实验时通过 变化大小来比较燃料燃烧放出热量的多少。 【解析】(1)被加热的物质都是水，所以可通过烧杯中水的温度变化，即温度计的示 数变化大小来比较燃料燃烧放出热量的多少。 (2)当两种燃料燃烧完后，甲中温度计读数是75 ℃，而乙中温度计的读数是80 ℃， 由此判断 (选填“酒精”或“煤油”)的热值较大。 【解析】(2)当两种燃料燃烧完后，甲中温度计读数是75 ℃，而乙中温度计读数是80 ℃，由Q放＝Q吸＝cmΔt可知，在质量相同时，煤油完全燃烧放出的热量较多，由公 式Q放＝mq可知煤油的热值大于酒精的热值。 温度计的示数 煤油 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 (3)茗茗认为等待燃料燃烧完所用的时间过长，可以在燃烧3 min时就来读数比较， 墨墨认为不对，理由是 ⁠。 【解析】(3)墨墨认为不对是因为在相同的时间内燃烧燃料的质量不一定相等，即没 有控制燃烧燃料的质量相等。 没有控制燃烧燃料的质量相等 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 【拓展】根据Q＝c水m(t－t0)计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出煤油的 热值，发现计算结果与真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”)，结合装置 图，请你提出一条改进建议： ⁠。 【解析】由于热量有散失，煤油燃烧放出的热量没有全部被水吸收，即计算出的Q 小于煤油完全燃烧放出的热量，从而根据公式q＝计算出的煤油的热值偏小，为了 减少热量散失，可以给烧杯加盖。 偏小 给烧杯加盖 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 四、计算题 18. [2024河北保定质检](9分)用天然气热水器(如图所示)将质量为40 kg、温度为15℃的水加热到40 ℃，完全燃烧了0.15 m3的天然气。已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)， q天然气＝3.5×107 J/m3。求： (1)水吸收的热量。 (1)水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×40 kg×(40 ℃－15 ℃) ＝4.2×106 J； (3分) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 (2)天然气完全燃烧放出的热量。 (2)天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝q天然气V＝3.5×107 J/m3×0.15 m3＝ 5.25×106 J； (3分) (3)烧水过程中热水器的效率。 (3)烧水过程中该热水器的效率：η＝×100％＝×100％＝80％。 (3分) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 19. 物理学与社会发展(10分)垃圾分类是生态环保的需求，也是人类活动不断趋于文 明的标志。将1 kg的生活垃圾经特殊处理后平均能产生0.07 m3的垃圾气体(主要成分 为甲烷CH4)，已知该气体的热值为2.1×107 J/m3。 (1)求0.07 m3的垃圾气体完全燃烧放出的热量。 (1)0.07 m3的垃圾气体完全燃烧放出的热量：Q放＝q气V＝2.1×107 J/m3×0.07 m3＝ 1.47×106 J； (3分) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 (2)若(1)中放出的热量的60％转化为水的内能，可使20 kg的水从25 ℃升高到多少？ [c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] (2)由题知，0.07 m3的垃圾气体完全燃烧放出的热量的60％转化为水的内能，即Q吸 ＝ηQ放＝60％×1.47×106 J＝8.82×105 J； (3分) 由Q吸＝c水m(t－t0)可得水的末温：t＝＋t0＝＋25 ℃＝35.5℃。 (4分) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 20. [2024四川巴中质检](11分)某品牌汽车以20 m/s的速度在平直公路上匀速行驶了 50 km，消耗了3 L汽油，汽车发动机功率为12 kW，已知：汽油的热值为q＝ 4.6×107 J/kg，汽油的密度为ρ＝0.7×103 kg/m3。求该汽车匀速行驶50 km过程中： (1)消耗汽油的质量。 (1)V＝3 L＝3×10－3 m3，消耗汽油的质量为m＝ρV＝0.7×103 kg/m3×3×10－3 m3＝ 2.1 kg； (3分) (2)发动机所做的功。 (2)汽车行驶50 km所用的时间为t＝＝＝2 500 s，则汽车发动机做的功为W＝ Pt＝12×103 W×2 500 s＝3×107 J； (4分) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 (3)发动机的效率(百分号前保留整数)。 (3)汽油完全燃烧放出的热量为Q放＝qm＝4.6×107 J/kg×2.1 kg＝9.66×107 J，汽车 发动机的效率为η＝×100％＝×100％≈31％。 (4分) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 返回目录 $$