第14章内能的利用 -2023-2024学年人教版九年级物理上学期

第十四章 内能的利用单元检测 一、选择题 1．汽车的正常运行除了要加油外，还需要加水，水作为冷却剂有其重要的意义，这是因为水具有(　　) A. 较低的凝固点 B．较大的比热容 C．较小的密度 D. 较高的沸点 2．生活中的“不变”常蕴含丰富的物理道理，下列有关“不变”的判断正确的是(　　) A．一瓶煤油燃烧一半前后——煤油热值不变 B．声音向远处传播过程中——声音响度不变 C．酒精与水充分混合前后——体积之和不变 D．物体远离平面镜过程中——物像间距不变 3．下列关于燃料燃烧放热的说法正确的是(　　) A．燃料的热值越大，燃烧时达到的温度就越高 B．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量就越多 C．燃料燃烧越充分，则燃料的热值就越大 D．燃料的热值与燃料的质量无关 4. 下列关于能量转化转移现象的说法中，正确的是（ ） A.蓄电池充电时，化学能转化为电能 B.壶盖跳起时，机械能转化为内能 C.用热水袋取暖时，内能发生了转化 D.电动机工作时，电能转化为机械能 5.如图2所示的四种交通工具,不用热机作为动力机械的是 (　　) 图2 6. 如图所示的过程,从能量的转化和转移角度可用下边三句话来概括,三句正确的排列顺序是 (　　)    ①小男孩克服摩擦做功,动能转化为内能;  ②小男孩从滑梯上滑下时,重力势能转化为动能;  ③小男孩的臀部吸热,内能增加,温度升高; A. ①②③   B. ②③①   C. ②①③   D. ③②① 7．汽车是一种运输工具，关于汽车的知识下列说法正确的是(　　) A．发动机的做功冲程将内能转化为机械能 B．汽油只有在高温时才会蒸发 C．选择水作为发动机的冷却剂，是利用水的比热容较小的特点 D．车轮胎上的花纹是为了减小摩擦 8.下列关于汽油机和柴油机的说法,正确的是 (　　) A.柴油机的工作过程分为吸气、压缩、排气三个冲程 B.汽油机和柴油机都属于内燃机 C.汽油机比柴油机笨重 D.汽油机的功率比柴油机大 9．关于汽车的说法中，下列表述不正确的是(　　) A．与其他液体相比，水的比热容比较大，可作为汽车的冷却剂 B．汽车在公路上高速驶过时，飘落在车旁的树叶被卷入车底 C．急刹车时，车上的乘客由于受到惯性作用身体会向前倾斜 D．汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能 10．如图所示，陨石在加速下落的过程中与大气剧烈摩擦、迅速升温、猛烈燃烧。则在陨石下落过程中，其能量转化过程是(　　) A．重力势能→动能→内能 B．动能→重力势能→内能 C．重力势能→内能→动能 D．内能→重力势能→动能 11. 如图所示为内燃机四冲程工作示意图,下列说法正确的是 (　　) A.一个工作循环的正确顺序是:甲、乙、丙、丁 B.图乙冲程能获得动力 C.图丁冲程是机械能转化为内能的过程 D.图丙冲程存在化学能转化为内能的过程 12．目前，汽车发动机的汽缸都采用金属材料制作，这主要利用了金属耐高温、耐摩擦等性质。但由于它的另一特性，却使得转化为有用功的能量大大减少，降低了发动机的机械效率。这是指它具有良好的(　　) A．弹性 B．磁性 C．导热性 D．导电性 二、填空题 1．汽油机作为汽车的“心脏”，在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，将_______能转化成_______能。一辆汽车一年行驶30 000 km，消耗汽油2 t，这些汽油完全燃烧放出___________J的热量。(q汽油＝4.6×107 J/kg) 2．目前我国研发出一款以压缩空气为动力的环保车，汽车使用前需要压缩存储气体，这一过程通过________的方式使气体内能增加。开动时，释放气体推动发动机，将气体的内能转化为 ________能，此车紧急刹车时，刹车片和轮胎都变热，汽车的机械能转化为________能。 3．北京奥运会祥云火炬使用的燃料为丙烷，常温下呈气态的丙烷是通过加压液化后储存在较小的罐内的，气体容易压缩是由于气体分子间作用力________(填“很大”“很小”或“为零”)。 火炬表面有很多花纹，其主要目的是______________。若丙烷的热值为8.0×107 J/kg，罐内装有的450 g丙烷完全燃烧可以放出的热量是______________J。 4．植物通过光合作用将________能转化为________能。资料显示，在地球上阳光充足的地方，1 m2的面积每年获得的太阳能可达4.2×109 J。这些能量相当于______kg焦炭完全燃烧放出的热量。(焦炭的热值为3.0×107 J/kg) 5．汽油机是由四个冲程不断循环来保证连续工作的，其中由机械能转化为内能的是________冲程。已知汽油的热值为4.6×107 J/kg，2 kg汽油完全燃烧时释放的热量为____________J。已知汽车防冻液的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，防冻液从90 ℃冷却到20 ℃的过程中，放出的热量为2.94×106 J，则汽车防冻液的质量为________kg。 6.科学家发明了一种单缸六冲程内燃机,它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同,在第四冲程结束后,立刻向汽缸内喷水,水在高温汽缸内迅速汽化成高温高压水蒸气,推动活塞再次做功,水蒸气的温度　　　　(选填“升高”“降低”或“不变”),内能　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”),这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能。为进入下一个工作循环,这种内燃机的第六冲程是　　　　冲程。  三、实验与探究题 1．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10 g，烧杯内的液体质量也相同。 (1)比较不同燃料的热值，应选择________两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择________两图进行实验。 (2)水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，它的物理含义是_______________________ ____________________________________________。 (3)酒精的热值为3.0×107 J/kg，完全燃烧10 g酒精放出的热量为____________J。 2．某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。 (1)在图甲中除了所给的实验器材外，还需要的测量工具有天平和________。加热过程中，水和煤油吸收热量的多少是通过____________来判断的。 (2)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如下表。 实验组别 液体 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min 1 水 200 25 40 13.5 煤油 200 25 40 6.5 2 水 200 25 40 12 煤油 200 25 40 5.5 通过分析实验数据，能够得出的结论是：___________________________。 (3)图乙是第1组同学绘制的“吸收热量—时间”和“温度—时间”图像，能正确描述该实验真实情况的图像是________(填序号)。 (4)使质量相同的水升高相同的温度，加热时间应该相同，但1、2两组的同学在交流实验数据时发现，第1小组的加热时间明显偏长，其原因可能是________________。 (5)这两组同学对图甲的装置进行了改进，将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热，如图丙所示，而不是用两个酒精灯分别加热，这样做的好处是__________________________。 三、计算题 1. 瀑布从10m高处下落，如果下落过程中重力做功的40％用来提高水的内能，则水的温度可升高多少? 2. 某学校小组想研究酒精灯烧水时的热效率．他们用酒精灯给100g初温为20℃的水加热，经过一段时间测得水温升高了60℃、消耗了4.2g酒精．已知：水的比热容为4.2×103J/（kg℃），酒精的热值为3×107J/kg．求： （1）此过程中水吸收的热量； （2）4.2g酒精完全燃烧放出的热量； （3）酒精灯烧水时的热效率． 3．某汽车在平直路面上以75 km/h的速度匀速行驶1 h的过程中，消耗了5 kg汽油，汽油燃烧释放能量的40%随废气通过热电转换装置，如图所示，汽油热值近似取q＝5×107 J/kg，设汽油在汽缸内完全燃烧。 (1)图示时刻，四冲程汽油机处于________冲程；若该汽油机每分钟完成7 200个冲程，则它每秒钟完成________个工作循环。 (2)若上述过程中汽油燃烧释放能量的30%用来驱动汽车行驶，求汽车所受的阻力f。 (3)研究表明新材料的出现可将热电转换装置的效率大幅提高到15%，据此计算，上述过程中随废气排放的能量通过转换装置后可获得多少电能？这些电能可供车内总功率为1 000 W的用电器持续工作多长时间？(提示：用t＝计算用电器能工作的时间) 参考答案 1、 选择题 1．B 2．A　 3．D 4.D 5.A 6.C 7．A 8.B 9．C 10．A 11.C　 12．C　点拨：金属材料导热性好，会加速能量散失，使发动机的效率变低。 二、填空题 1．化学；内；9.2×1010　点拨：燃料燃烧是把化学能转化为内能；2 t汽油完全燃烧要放出的热量Q放＝mq汽油＝2×103 kg×4.6×107 J/kg＝9.2×1010 J。 2．做功；机械；内 3．很小；增大摩擦；3.6×107　 4．太阳；化学；140 5．压缩；9.2×107；10　点拨：在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩汽油和空气的混合物做功，使其内能增大、温度升高，机械能转化为内能；完全燃烧2 kg汽油放出的热量：Q＝m汽油q汽油＝2 kg×4.6×107 J/kg＝9.2×107 J； 由Q放＝cmΔt得汽车防冻液的质量： m液＝＝＝10 kg。 6.降低　减小　排气 三．实验探究题 1．(1)甲、乙；甲、丙　(2)1 kg水温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量为4.2×103 J　(3)3.0×105 2．(1)停表；加热时间　(2)质量相同的水和煤油升高相同的温度，吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同的温度，水吸收的热量多)　(3)C　(4)酒精灯的火焰大小不同(或第1小组的酒精灯火焰小)　(5)在相同时间内水和煤油吸收相同的热量(或避免两个酒精灯火焰大小不同)  四、计算题 1. 解：重力做的功WG＝m水 gh 40％·WG=Q吸 40％·m水·g·A=c水·m水·Δt水 Δt水= 答：水的温度可升高0．0093℃。 2. 解：（1）100g=0.1kg，水吸收的热量： Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×0.1kg×60℃=2.52×104J； （2）酒精完全燃烧产生的热量： Q放=mq=0.0042kg×3×107J/kg=1.26×105J； （3）酒精灯烧水时的热效率： η==×100%=20%． 答： （1）水吸收的热量是2.52×104J； （2）4.2g酒精完全燃烧放出的热量是1.26×105J； （3）酒精灯烧水时的热效率是20%． 3．解：(1)压缩；30 (2)汽油完全燃烧释放的热量：Q放＝mq＝5 kg×5×107 J/kg＝2.5×108 J； 有用功：W有＝ηQ放＝30%×2.5×108 J＝7.5×107 J； 汽车在平直路面上以75 km/h的速度匀速行驶1 h的过程中，通过的路程：s＝vt＝75 km/h×1 h＝75 km＝75 000 m，汽车匀速直线行驶所受阻力：f＝F＝＝＝103 N。 (3)通过热电转换装置的能量Q′＝Q放η1＝2.5×108 J×40%＝1×108 J， 转换的电能：W′＝Q′η2＝1×108 J×15%＝1.5×107 J； 这些电能可供车内总功率为1 000 W的用电器持续工作的时间：t＝＝＝1.5×104 s。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$