第十四章内能的利用2024-2025学年初中物理人教版九年级全一册

第十四章 内能的利用2024-2025学年 初中物理人教版九年级全一册 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示是某四冲程内燃机的其中一个冲程，下列说法中错误的是（    ） A．这是汽油机的压缩冲程 B．该冲程工作过程中把内能转化成机械能 C．该冲程可以给内燃机提供动力 D．该冲程工作过程中活塞向下运动，带动曲轴运动 2．2024年9月，中国蓝箭航天成功完成朱雀三号十公里级垂直起降飞行试验，标志着中国商业航天在可重复使用运载火箭技术上取得重大突破。下列关于朱雀三号升空过程的分析正确的是（    ） A．发射朱雀三号火箭的发动机不是热机 B．发射朱雀三号的火箭利用氢做燃料是因为氢的热值大 C．发射朱雀三号的火箭对氢能的利用效率可以达到100% D．朱雀三号火箭加速升空消耗氢燃料过程中，氢的热值减小 3．如图所示，用该装置分别进行实验1“探究不同物质吸热升温的现象”和实验2“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”。下列说法中正确的是（　　） A．实验1中，温度升高越大，则物质吸收热量一定越大 B．实验2中，加热相同的时间后，温度升高越大，则燃料的热值一定越大 C．两个实验中，均需要控制被加热物质的质量相等 D．两个实验中，均需要秒表 4．如图所示，是航母弹射装置示意图。当气缸内的蒸汽体积膨胀时推动活塞，连带牵引索通过两个固定滑轮带动舰载机在2s内达到起飞速度。关于该装置，下列说法中正确的是（　　） A．两滑轮的作用是省力 B．舰载机起飞过程中，动能增大，重力势能减小 C．气缸内蒸汽体积膨胀过程中，内能减少 D．气缸内能量的转化与汽油机的压缩冲程相同 5．烘烤月饼的锅炉是用青砖晒制或烧制而成的，下列说法中正确的是（   ） A．青砖和泥巴能进入彼此是因为分子间有间隙 B．在质地均匀的砖上雕刻花纹，砖的密度变小 C．烧制红砖时，燃料燃烧越充分，其热值不变 D．高温烧制时，温度从火焰转移到青砖 6．如图所示是柴油机工作时的四个冲程，其中说法正确的是（　　） A．其一个工作循环的正确排列顺序是丁、乙、丙、甲 B．若飞轮的转速为1800r/min，该柴油机每秒对外做功15次 C．使用热值更高的燃料可提高热机的效率 D．丁冲程中活塞向下运动，汽缸内压强变小，大气压将柴油和空气的混合物压入汽缸 7．给电动自行车充电的过程中，下列说法正确的是（　　） A．化学能转化为电能 B．电能转化为化学能 C．机械能转化为电能 D．电能转化为机械能 8．如图所示是四冲程汽油机某一冲程的剖面图，下列关于其描述正确的是（　　） A．吸气冲程，活塞向下运动，汽油和空气的混合气体进入汽缸 B．压缩冲程，通过做功的方式使汽缸内气体的内能增大 C．做功冲程，内能转化为机械能 D．排气冲程，废气带走燃料释放的大量能量 9．关于温度、内能、热量，下列说法正确的是（　　） A．物体的温度保持不变时，内能也不变 B．机械能大的物体具有的内能也一定大 C．热量可以从内能小的物体传给内能大的物体 D．不同燃料完全燃烧时，放出热量多的燃料的热值一定大 10．如图为四冲程汽油机工作过程中各冲程的示意图，其中表示做功冲程的是（　　） A． B． C． D． 11．如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程的示意图。假设该汽油机的效率为30%，飞轮转速为，汽油的热值为，则下列说法中正确的有（　　） A．图中所示的冲程为排气冲程 B．该汽油机完全燃烧汽油，可做的有用功 C．该汽油机在1s内对外做功60次 D．汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 12．下列关于热现象的说法，正确的是（      ） A．物体的内能减小，一定是对外做了功 B．0℃的水变成0℃的冰，温度不变、内能不变 C．热量可以从内能小的物体转移到内能大的物体 D．火箭发动机用液态氢作为燃料，是因为液态氢含有的热量多 13．近几年，山东省的很多县市区在城市中心建起人工湖，这样不仅能美化环境，还能调节空气的湿度和温度，其中能调节温度主要是因为水的（　　） A．比热容大 B．密度大 C．流动性大 D．热值大 14．现代火箭常用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢有（　　） A．较多的热量 B．较大的密度 C．较大的比热容 D．较大的热值 15．科学研究中常常发现某一问题的两个相关量之间存在一定的关系，且可用图线表示。下列相关的量之间不符合如图所示关系的是（　　） A．机械在输出功率不变时，做的功与所用时间的关系 B．某种燃料完全燃烧所放出的热量与燃料质量的关系 C．给某个初温不为0℃的物体加热时，物体吸收的热量与温度的关系 D．恒力对物体所做功与物体在力的方向上所通过距离的关系 二、填空题 16．我国北方楼房中的暖气片用水做输运能量的介质，是因为水的 大，当暖气片里水的质量减少时，水的比热容将 （选填“变大”“变小”或“不变”）；我国火箭升空使用液态氢作为燃料，是因为液态氢的 大。 17．内燃机的一个工作循环包括四个冲程，如题图中表示的是 冲程；一台单缸四冲程汽油机工作时曲轴的转速是1800r/min，此汽油机每秒钟对外做功 次，其中做功冲程将内能转化为 能。 18．一辆载货汽车，在平直的公路上以90km/h的速度匀速行驶，匀速行驶6km消耗1.4kg汽油，汽车受到的阻力为4200N（汽油的热值为4.5×107J/kg）。完全燃烧1.4kg汽油放出热量为 J；汽车匀速行驶的功率为 W；汽车匀速行驶过程中发动机的效率为 。 三、作图题 19．如图所示，甲为四冲程汽油机的吸气冲程示意图，试在乙图中用“T”表示阀门，画出做功冲程左侧门的开闭情况，用“↑”或“↓”表示活塞运动方向。 四、实验题 20．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初温相同。 (1)若为了比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验；在实验中，三烧杯中a、b液体的质量必须 （相等/不同）。 (2)若在研究不同燃料热值实验时，记录数据如下表：根据表中数据计算：完全燃烧10g燃料1放出的热量为 ，燃料2的热值是 J/kg。 燃料 加热前液体温度℃ 燃料燃尽时液体温度℃ 燃料的热值J/kg 1 15 35 2.4×106 2 15 25 ？ 五、计算题 21．如图是插电式混动汽车，是采用电能和汽油燃料两种工作方式，可以自由切换。黄老师驾驶该轿车从A地以54km/h的速度匀速直线运动到B地，该轿车行驶的过程中所受到的阻力是1200N，前15min路程黄老师采用纯电模式消耗电能为2×107J，剩下的路程由于电量不够黄老师切换纯油模式以原来的牵引力和原来相同的速度进行匀速直线运动，此过程中汽车热效率为25%，已知汽油的热值为q汽=4.5×107J/kg。求： (1)牵引力所做功的功率； (2)采用纯电模式的效率； (3)采用纯油模式的百公里油耗（每100km消耗汽油的质量）。（结果保留一位小数） 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B C C C B B C C D 题号 11 12 13 14 15 答案 B C A D C 1．A 【详解】该内燃机顶部有火花塞，是汽油机，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；高温高压燃气推动活塞向下运动，带动曲轴运动，将内能转化为机械能，内能减小，为内燃机提供动力，故BCD正确，A错误；故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 2．B 【详解】A．发射朱雀三号火箭的发动机是将内能转化为机械能的装置，因此是热机，故A错误； B．发射朱雀三号的火箭利用氢做燃料是因为氢的热值大，燃烧相同的质量与其他燃料相比可以释放更多的热量，故B正确； C．任何热机在使用时都会由于摩擦等产生额外功，因此发射朱雀三号的火箭对氢能的利用效率达不到100%，故C错误； D．热值是燃料的一种属性，与物质的种类有关，因此朱雀三号火箭加速升空消耗氢燃料过程中，氢的热值不变，故D错误。 故选B。 3．C 【详解】A．“探究不同物质吸热升温的现象”的实验中，热源相同，通过加热时间比较物质吸收热量的多少，若加热时间相同，即使温度升高的大，不同物质吸收的热量也是相同的，故A错误； B．在“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”的实验中，燃料的质量相同，让质量相同的不同燃料完全燃烧，加热质量相同的同种液体，通过比较温度计升高的示数来比较热值的大小，而不是加热相同的时间，燃料完全燃烧后，液体温度升高越大，燃料的热值越大，故B错误； C．实验1中，根据控制变量法，需要控制不同物质的质量相同，通过加热时间比较物质吸收热量的多少；实验2中，根据控制变量法，需要控制同种液体质量相同，通过比较温度计升高的示数来比较热值的大小，故C正确； D．实验1中，通过加热时间比较物质吸收热量的多少，需要用秒表记录加热时间；实验2中，只需要让不同燃料完全燃烧，比较温度计升高的示数，不需要用到秒表，故D错误。 故选C。 4．C 【详解】A．图中两个滑轮是定滑轮，根据定滑轮的特点是可以改变力的方向，不能省力，故A错误； B．舰载机起飞过程中，速度增加，动能增加；高度增加，重力势能增加，故B错误； C．气缸内蒸汽体积膨胀时推动活塞对外做功，将内能转化为机械能，内能会减小，故C正确； D．气缸内能量的转化与汽油机的做功冲程相同，故D错误。 故选C。 5．C 【详解】A．青砖和泥巴能进入彼此是因为分子间有间隙且分子在不停地做无规则运动，故A错误； B．若在质地均匀的砖上雕刻花纹，砖的质量变小，体积也减小，由于组成砖的材料没有发生变化，则砖的密度不会变化，故B错误； C．燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料的燃烧程度、质量都无关，故C正确； D．温度是描述物体冷热程度的状态量，高温烧制时，砖从火焰处吸收热量，内能增加，温度升高，故D错误。 故选C。 6．B 【详解】A．热机工作过程中依次经历吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，因此一个工作循环的正确排列顺序是丁、甲、丙、乙，故A错误； B．若飞轮的转速为1800r/min，则每秒钟飞轮转30r，已知飞轮转2圈对外做功1次，该柴油机每秒对外做功15次，故B正确； C．热机效率是有用功与总功之比，与热值无直接关系，故C错误； D．丁冲程中活塞向下运动，汽缸内压强变小，大气压将空气压入汽缸，故D错误。 故选B。 7．B 【详解】给电动自行车充电的过程中，消耗电能，转化为化学能储存在蓄电池内，是将电能转化为化学能的过程，故ACD错误，B正确。 故选 B。 8．C 【详解】如图所示，两个气门关闭，火花塞点燃，活塞向下运动，为做功冲程，内能转化为机械能，故ABD错误，C正确。 故选C。 9．C 【详解】A．物体的温度保持不变时，内能不一定不变，比如晶体熔化时，不断吸收热量，温度不变，内能增大，故A错误； B．物体的内能与物体的机械能是两个不同的概念，二者没有关系，故B错误； C．热量指热传递过程中内能的改变量，从温度高的物体传递到温度低的物体，或者从物体温度高的部分传递到温度低的部分，当内能小的物体的温度比内能大的物体的温度高时，热量可从内能小的物体传给内能大的物体，故C正确； D．在燃料质量相同的条件下，不同燃料完全燃烧时放出热量多的那种燃料的热值大；不同燃料完全燃烧时，由于不知道质量的大小关系，所以，放出热量多的燃料的热值不一定大，故D错误。 故选C。 10．D 【详解】A．图中进气门开启，排气门关闭，气体流入汽缸，是吸气冲程，故A不符合题意； B．图中进气门关闭，排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程，故B不符合题意； C．图中两个气门都关闭，活塞向上运动，汽缸容积变小，是压缩冲程，故C不符合题意； D．图中两个气门都关闭，活塞向下运动，汽缸容积变大，是做功冲程，故D符合题意。 故选D。 11．B 【详解】A．图中两个气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故A错误； B．该汽油机完全燃烧汽油放出的热量 Q=mq=10kg×4.6×107J/kg=4.6×108J 做的有用功 W=Qη=4.6×108J×30%=1.38×108J 故B正确； C．四冲程汽油机1个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次。飞轮转速是 1800r/min=30r/s 即汽油机飞轮每秒转30圈，对外做功15次，故C错误； D．热机消耗的燃料越少，其做的有用功也可能少，其效率也不一定就越高，故D错误。 故选B。 12．C 【详解】A．因为物体的内能减小，可能是对外做了功，也可能是放出了热量。这两种方式都可以使物体的内能减小，故A错误； B．虽然温度没有变化，但是水在凝固成冰的过程中会放出热量，这部分热量就是水内能的一部分。因此，当水变成冰时，尽管温度不变，但内能实际上是减小的。故B错误； C．热量传递的方向并不是由内能大小决定的，而是由温度差决定的。只要存在温度差，热量就可以从温度高的物体传递到温度低的物体，无论这两个物体的内能大小如何。故C正确； D．液态氢作为燃料，是因为它的热值大，即单位质量的液态氢完全燃烧时放出的热量多。但热量是一个过程量，不能说物体“含有”多少热量，只能说物体“具有”多少内能或能放出多少热量。故D错误。 故选C。 13．A 【详解】因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得昼夜的温差小，能有效调节周围环境的气温。 故选A。 14．D 【详解】热值是燃料的一种特性，热值越大的燃料在完全燃 烧相同质量的燃料时，释放出的热量越多，因此选用液态氢作为燃料，是由于液态氢的热值大，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 15．C 【详解】A．由图可知，图像中的相关量（x，y）之间存在正比关系。根据机械功率可知，当功率不变时，物体所做的功与其所用时间的比值是一个定值，即物体所做的功与所用时间成正比，故A正确，不符合题意； B．某种燃料的热值是一定的，根据公式Q=mq可知，燃料完全燃烧放出的热量与其质量成正比，故B正确，不符合题意； C．根据物体吸收热量的公式可知，物体吸收的热量还与物体的比热容、质量有关，只有当物体的质量、比热容不变时，物体吸收的热量与物体升高的温度成正比，而不是与物体的温度成正比，故C错误，符合题意； D．恒力对物体所做的作功W=Fs，当力F不变时，功W和力的方向上移动的距离s成正比，故D正确，不符合题意； 故选C。 16． 比热容 不变 热值 【详解】[1]暖气片中用水作为介质，是因为水的比热容大，和质量相同的其他液体相比，降低相同的温度时能放出更多的热量。 [2]比热容是物质的特性，比热容的大小只与物质的种类和状态有关。当暖气片中水的质量减少时，水的种类和状态不变，比热容不变。 [3]火箭用液态氢作燃料，是因为液态氢的热值大，和质量相同的其他燃料相比，液态氢燃烧能放出更多的热量。 17． 压缩 15 机械 【详解】[1]图中两侧气门关闭，活塞向上运动，属于压缩冲程。 [2]一个工作循环，飞轮转2圈，做功1次，曲轴的转速是1800r/min，即每秒转30次，则每秒做功15次。 [3]做功冲程燃料燃烧，向外放热，将内能转化为机械能。 18． 【详解】[1]完全燃烧1.4kg汽油放出热量为 [2]汽车做匀速直线运动，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，牵引力大小为 F=f=4200N 汽车匀速行驶的功率为 [3]发动机做的机械功为 汽车匀速行驶过程中发动机的效率为 19． 【详解】在四冲程汽油机的做功冲程中，两个阀门都关闭，活塞向下运动，如图所示： 20．(1) 甲、丙 相等 (2) 2.4×104J 1.2×106 【详解】（1）[1][2]比较不同物质的比热容，需要燃烧相同的燃料（确保相同时间放出的热量相同），加热相同的时间，比较质量和初温相同的液体升高的温度，温度升高越多，则吸热能力越小，应选择甲、丙两图进行实验；为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲和乙两图进行实验；综上所述，三烧杯中a、b液体的质量必须相等。 （2）[1]完全燃烧10g燃料1放出的热量 Q放=mq1=10×10-3kg×2.4×106J/kg=2.4×104J [2]若不计热损失，则有 Q放=Q吸 结合表格数据，对燃料1 c1mΔt1=mq1 即 c1m(35℃-15℃)=m×2.4×106J/kg 因两种燃料质量相同，对燃料2 c2mΔt2=mq2 即 c2m(25℃-15℃)=mq2 联立以上两式可得 q2=1.2×106J/kg 21．(1)18kW (2)81% (3)10.7kg 【详解】（1）汽车匀速行驶时，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，即汽车的牵引力 F=f=1200N 牵引力做的功的功率 （2）前15min路程，牵引力做的功 采用纯电模式的效率 （3）纯油模式过程中汽车热效率为25%，行驶百公里过程 解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$