第十四章 内能的利用 单元练习 2024-2025学年人教版物理九年级全一册

第十四章 内能的利用 一、选择题 1．下列运载工具中，不需要利用热机的是（　　） A．喷气式飞机 B．柴油拖拉机 C．纯电动汽车 D．长征系列火箭 2．热机效率是热机性能的重要指标，下列措施中，可以提高热机效率的是（　　） A．尽量增加热机的工作时间 B．尽量增加废气带走的热量 C．尽量使用热值更大的燃料 D．尽量减少热机部件的摩擦 3．如图所示，反复向下压喷壶上的活塞，喷壶外壁温度会升高，与此过程能量转化情况相同的内燃机工作冲程是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 4．如图所示，为某四冲程汽油机顺序被打乱的工作图，下列说法正确的是（　　） A．图甲是做功冲程，内能转化为机械能 B．图乙是压缩冲程，机械能转化为内能 C．图丙是排气冲程，内能转化为机械能 D．四个冲程的顺序应该是乙→甲→丁→丙 5．为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集团研发了一款汽车。该款汽车发动机工作时，效率更高，下列有关说法中正确的是（ ） A．该款汽车发动机工作时，效率更高，是因为它使用了热值更大的汽油 B．如图所示为做功冲程，内能转化为机械能，需要靠飞轮的惯性来完成 C．该款汽油机的吸气冲程，只吸入空气 D．若该汽油机飞轮的转速为 1200r/min，则在 1s 内汽油机对外做了 10 次功 6．关于热机效率下列说法中，正确的是（　　） A．通过科技创新，采用先进热机的制造工艺，热机效率可以达到100% B．若汽油机甲的热机效率高于汽油机乙的热机效率，则甲消耗的汽油比乙消耗少 C．柴油机的热机效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大 D．保持汽油机转动部分良好的润滑可以提高汽油机的热机效率 7．如图是某汽油机的主要能量流向和相关参数图，下列说法正确的是（　　） A．有用机械能所占比例最大 B．废气带走的能量占比为25% C．该汽油机的效率为35% D．减少机械摩擦不能提高汽油机效率 8．用烟煤烧水时，在1标准大气压下，将10kg的水从加热到燃烧了1.4kg的烟煤。已知水的比热容是，烟煤的热值为．下列说法正确的是（　　） A．烟煤燃烧过程中热值不断减小 B．烧水过程中水的比热容不断增大 C．此过程中水吸收的热量为 D．此过程中加热效率为8% 二、填空题 9．我国某新型发动机的热效率达46%，发动机在做功冲程时将　 　能转化为机械能，当散失的热量减少时，发动机的热效率变　 　。 10．如图所示是热机的　 　冲程，若该汽油机每秒完成20个冲程，则每分钟飞轮转　 　圈。 11．我国航天技术处于世界领先水平。运载火箭采用液态氢作为燃料，可以保护环境，还因为液态氢具有较大的　 　；火箭发射过程，将燃料燃烧放出的内能转化为　 　能；随着科学技术的发展，运载火箭的热机效率　 　（选填“可能”或“不可能”）达到。 12．神舟十七号飞船目前正在太空中遨游，计划将在2024年4月左右返回东风着陆场。按照以往经验，神舟飞船在穿越大气层返回地面时，与大气层摩擦，将机械能转化为内能，这与图中汽油机的　 　（选填“甲”或“乙”）冲程能量转化一致。若汽油机的转速为，则1s内汽油机对外做功　 　次。同种燃料完全燃烧时的热值　 　（选填“大于”“等于”或“小于”）其不完全燃烧时的热值。 13．《三国演义》中有“青梅煮酒”的典故。质量为1.2 kg的酒从20 ℃升高到40℃吸收的热量是　 　J：煮酒过程中消耗了100g的干木柴，则干木柴完全燃烧放出的热量为　 　J，煮酒的热效率为　 　·[c酒=3.4×103J/（kg·℃），干木柴的热值为q木=1.2×107J/kg] 三、实验探究题 14．在“比较酒精和碎纸片的热值”实验中，某小组用如图甲所示的装置进行实验，图中燃烧皿、烧杯a和b、温度计均完全相同，烧杯中盛有水。实验时，点燃放在燃烧皿中的酒精和碎纸片，通过石棉网给烧杯加热，直至酒精和碎纸片完全烧尽。 （1）安装实验器材时，应按照　 　（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序安装：石棉网的作用是　 　。 （2）为了保证实验结论的可靠性，在实验中还应控制两杯水的初温和　 　相等；通过比较　 　来反映酒精和碎纸片燃烧放出的热量多少。 （3）小组根据记录的各个时刻a、b烧杯中水的温度，绘制了如图乙所示的图像，则可初步判断　 　的热值较大。 （4）实验后，小组同学算出了酒精的热值。但对比物理书上的酒精热值，发现计算出的热值小了很多，这是因为：　 　。 四、计算题 15．如图甲是网上曾热销一种“55度杯”，称“能很快将开水变成适饮的温水，而后又能将凉水变成适饮的温水”。为破解此中秘密，某中学物理小组设计了如图乙模型。此杯内胆中被封存着300g水，室温20℃，不计热量损失。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q酒精＝3×107J/kg]求： （1）若向杯中倒入0.1kg、100℃开水，摇一摇，杯中水的温度迅速降至40℃，倒入的水放出了多少热量？ （2）完全燃烧2g的酒精放出热量为多少J？ 16．如图是某太阳能热水器，向其中注入50kg水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃．水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）．试求： （1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？ （2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×107J，则这段时间该热水器的效率是多少？ （3）若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧多少千克煤？（煤的热值约为3.5×107J/kg）． （4）说说使用太阳能热水器的一个优点． 17．为了方便广大市民和保障学生人身安全，目前南宁市已有一大批校车投入使用。如图为某一学校专用校车，其质量为6.4 t。这辆校车在某段平直公路上匀速行驶8 km，用时10 min，消耗柴油2 kg，受到的阻力是1.8×103N。（柴油热值为3.0×107 J/kg）求： （1）这段路程内校车发动机做功的功率。 （2）这段路程内消耗的柴油完全燃烧放出的热量。 （3）校车发动机的效率。 参考答案 1．C 2．D 3．B 4．A 5．D 6．D 7．A 8．D 9．内；高 10．压缩；600 11．热值；机械；不可能 12．乙；30；等于 13．8.16×104；1.2×106；6.8％ 14．自下而上；使烧杯底部受热均匀；质量；水升高的温度；酒精；酒精不可能完全燃烧或酒精燃烧放出的热量不可能被水完全吸收 15．（1）解：倒入的水放出的热量为Q放＝c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×(100℃﹣40℃)＝2.52×104J 答：若向杯中倒入0.1kg、100℃开水，摇一摇，杯中水的温度迅速降至40℃，倒入的水放出了2.52×104J的热量； （2）解：完全燃烧2g的酒精放出热量为Q'放＝m酒精q酒精＝2×10﹣3kg×3.0×107J/kg＝6×104J 答：完全燃烧2g的酒精放出的热量为6×104J。 16．已知：水的质量m=50kg，初温t0=10℃，末温t=50℃，水的比热容是c=4.2×103J/（kg•℃），热水器接收到太阳辐射的热量是Q总=2.8×107J，煤完全燃烧放出的热量Q放=2.8×107J，煤的热值约为q=3.5×107J/kg 求：（1）水吸收的热量Q吸=？；（2）该热水器的效率η=？；（3）完全燃烧煤的质量m′=？ 解：（1）水吸收的热量： Q吸=cm（t﹣t0） =4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（50℃﹣10℃） =8.4×106J； （2）该热水器的效率： η===30%； （3）∵Q放=mq， ∴完全燃烧煤的质量： m′===0.8kg． （4）使用太阳能热水器的优点是：节能、环保、经济、方便等． 答：（1）该热水器中的水吸收的热量是8.4×106J； （2）这段时间该热水器的效率是30%； （3）需完全燃烧0.8kg煤； （4）使用太阳能热水器的一个优点是节能． 17．（1）解： 因为校车匀速直线运动，发动机的牵引力与阻力是一对平衡力为F=f=1.8×103N 校车行驶的路程：s=8km=8000m 这段路程内发动机做的功： 校车行驶这段路程所用的时间： 这段路程内发动机做功的功率： 答：段路程内发动机做功的功率2.4×104W （2）解：这段路程内消耗的柴油完全燃烧放出的热量： 答：这段路程内消耗的柴油完全燃烧放出的热量为6×107J （3）解： 校车发动机的效率： 答：校车发动机的效率为24%。 学科网（北京）股份有限公司 $$