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．下列设备工作过程中使用热机的是（　　） A．“歼20”战斗机 B．亚运会比赛帆船 C．共享单车 D．航拍无人机 2．如图所示的是汽油机工作时某个冲程的示意图。下列说法中正确的是（　　） A．该冲程是吸气冲程 B．该冲程中汽缸内气体被压缩 C．该冲程中机械能转化为内能 D．该冲程是靠做功来完成的 3．2023年5月30日，长征二号F遥十六运载火箭搭载神舟十六号载人飞船成功发射（如图）。火箭使用一种叫做偏二甲肼的液体燃料，是因为该燃料具有较大的（　　） A．热值 B．比热容 C．密度 D．体积 4．如图所示实验，在橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出的过程中，将内能转化为机械能，这与四冲程柴油机工作的哪个冲程能量转化相同（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 5．关于热机的效率，下列说法正确的是（　　） A．在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多 B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高 C．热机的效率越高说明做功越快 D．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的 6．北京时间2023年6月4日6时33分，随着飞船返回舱反推发动机成功点火后，神舟十五号载人飞船安全降落在东风着陆场预定区域，如图所示为返回舱降落过程的模拟示意图。下列说法正确的是（　　） A．火箭燃料燃烧越充分，其热值就越大 B．火箭选用液态氢作燃料，主要是因为液态氢具有较小的密度 C．返回舱降落过程中，外壳与空气摩擦增大的内能是通过做功的方式增大的 D．反推发动机点火后，发动机工作的效率能达到100% 7．下列关于能量的转化和守恒的说法中，正确的是（　　） A．酒精燃烧时发热，将内能转化为化学能 B．单缸四冲程汽油机的做功冲程中，将内能转化为机械能 C．绿色植物的光合作用将化学能转化为光能 D．随着科学技术的不断进步，永动机是可以制造出来的 8．小帆在老师指导下，用如图1所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化图像（图2），乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精 （ q酒精=3×107J/kg）。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，c水=4.2×103J/（kg·℃），则下列说法中正确的是（　　） A．c乙=2.4×103J/（kg·℃） B．乙的吸热能力大于甲的吸热能力 C．0～8min乙吸收的热量为3.36×104J D．该酒精灯的加热效率为30% 二、填空题 9．小倩同学参加元宵节“赏花灯”活动，对“走马灯”产生浓厚兴趣，于是利用身边的物品制作了简易的“走马灯”，如图所示，点燃下方纸杯中的蜡烛后，其内部的气体温度升高，上升并推动上方纸杯转动，这一过程是将高温气体的内能转化为纸杯的　 　能，此能量转化过程与内燃机的　 　冲程相同。 10．如图A、B、C、D为四冲程内燃机工作示意图，其中图A表示的是　 　冲程，图　 　表示中表示的做功冲程，图E、F中能量转化情况与做功冲程相同的是图　 　。 11．运载火箭使用的燃料是液态氢，利用液态氢做燃料，是利用　 　的特点。若完全燃烧的液态氢给初温为的水加热，加热效率为84%，在标准大气压下最多能将质量为　 　水的烧开。[，水的比热容为] 12．我国自主研发建造的“深海一号”超深水大气田成为世界首个具备远程遥控生产能力的超深水半潜式生产储油平台。若工程年产天然气，天然气的热值为，也可以表示为，则这些天然气完全燃烧可以放出的热量　 　J，燃烧过程中　 　能转化为内能。 13．小红在家用天然气灶烧开水，使1kg水升高了40℃，完全燃烧了0.01m3的天然气，在此过程中，水吸收的热量是　 　J；已知天然气的热值为4×107J/m3，则该天然气灶烧水的热效率为　 　%。【水的比热容c水=4.2×103J/（kg·℃）】 三、实验探究题 14．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量相等，烧杯内的液体质量和初温也相同。 （1）探究不同物质吸热升温的特点，应选择　 　两图进行实验，如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图象，如图丁。由图可以看出，液体　 　的吸热能力较强，若a的比热容为1.2×103J/（kg•℃），则b的比热容为　 　J/（kg•℃）； （2）比较不同燃料的热值，应选择　 　两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过　 　来反映的（选填“温度计的示数”或“加热时间”）：利用上述装置测得的燃料的热值是　 　（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）的。 四、计算题 15．小明同学和家人在郊外野餐，用木炭烧水．质量为1kg的铁锅内装有5kg水，把水从18℃加热至98℃，已知铁的比热容为0.46×103J/（kg•℃）．如果木炭的热值为3.4×107J/kg，它燃烧放出的热有10%被水吸收．求： （1）在这个过程中水吸收的热量； （2）在这个过程中用掉多少木炭． 16．成都有六环了!成都市政府批复了市民政局《关于环路命名事宜的请示》。经研究，市政府原则同意将第二绕城高速命名为六环路的命名方案，为成都六环路（编号G4202），全长216公里，设计时速100公里，连接青白江区、金堂县、龙泉驿区、双流区、新津县、崇州市、温江区、郫都区、新都区、彭州市、简阳市等12个区（市）县。假如小彤的爸爸驾驶一辆车在成都六环线上以72km/h的速度匀速行驶一周，已知此时发动机的输出功率为46kW，仪表盘上显示2400r/min。求： （1）汽车发动机1min做功　 　次？ （2）汽车的发动机这个过程中一次做功冲程所做的功为多少J？ （3）如果刚上公路时小彤爸爸的汽车里还有10L汽油小彤的爸爸驾车以72km/h绕成都六环一周，至少需要加油多少L的汽油？（已知汽油的热值q＝4.6×107J/kg，汽油密度ρ＝0.8×103kg/m3，开行过程中轿车发动机的效率为60%。） 17．2022年11月8日至13日，第十四届中国航展在珠海国际航展中心举行。我国具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919已完成首次航展试飞，若C919以200m/s的速度匀速直线航行100s，消耗航空燃油3.5×103kg，飞机发动机的功率为。（航空燃油的热值为）求： （1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少？ （2）飞机航行100s牵引力做功是多少？ （3）发动机的效率是多少？ （4）飞机在航行过程中的阻力是多少？ 参考答案 1．A 2．D 3．A 4．C 5．B 6．C 7．B 8．C 9．机械；做功 10．吸气；D；F 11．热值大；100 12．1.08×1017J；化学 13．1.68×105；42 14．甲、丙；b；2.4×103；甲、乙；温度计的示数；偏小 15．（1）解：水吸收的热量： Q吸＝cm(t−t0)＝4.2 103J/(kg⋅℃) 5kg (98℃−18℃)=1.68 106J. 答：这个过程中水吸收的热量为1.68 ×106J. （2）解：由η= 得木炭完全燃烧放出的热量： Q放＝ ＝ =1.68×107J， 由Q放＝mq得需要的木炭的质量：m＝ ＝ ≈0.5kg. 答：这个过程中用掉0.5kg木炭． 16．（1）1200 （2）已知此时发动机的输出功率为46kW＝46000W＝46000J/s，即1秒钟对外做功46000J。 仪表盘上显示2400r/min＝2400r/60s＝40r/s，又因内燃机飞轮每转两圈对外做一次功，所以1秒钟对外做功20次。 汽车的发动机一次做功冲程所做的功为：； 答：汽车的发动机这个过程中一次做功冲程所做的功为2300J； （3）根据速度公式可知，小彤的爸爸驾车绕成都六环一周所需时间：； 汽油机对外做的总功为：W＝Pt＝46000W×3×3600s＝4.968×108J； 由公式得需要燃烧汽油释放的总能量：； 由公式Q＝mq得：， 则需要汽油的体积为：； 所以至少需要加油：ΔV＝22.5L-10L＝12.5L 答：至少需要加油12.5L的汽油。 17．（1）解： 消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量为 答：消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是； （2）解： 飞机航行100s牵引力做功为 答：飞机航行100s牵引力做功是； （3）解：发动机的效率为 答：发动机的效率是70%。 （4）解：飞机飞行时的牵引力为 答：飞机在航行过程中的阻力是。 学科网（北京）股份有限公司 $$