第十四章内能的利用 暑假预习----2025-2026学年人教版物理九年级全一册

第十四章内能的利用 一、单选题 1．下列现象中，只发生能的转移而不发生能的转化的是（　　） A．夏天铁轨在室外被太阳晒热 B．体育考试时，抛出的实心球从高处落下 C．流星在高空中下落时，发出光和热 D．电流通过电热丝时，电热丝热得发红 2．如图，我国空间站太阳翼采用“T”字构型，可接收更多的太阳能，提高发电效果。关于太阳能的利用，下列说法正确的是（　　） A．太阳能属于不可再生能源 B．太阳能电池也会污染环境 C．太阳翼工作时将太阳能转化为电能 D．太阳能的转化效率可以达到100% 3．小红到乡村参加劳动实践，发现农用拖拉机使用的是柴油机，其结构原理如图，关于其四冲程柴油机的描述正确的是（　　） A．吸气冲程中吸入汽缸的只有空气 B．压缩冲程中机械能转化为柴油和空气混合物的内能 C．做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的 D．排气冲程中，废气带走的能量最少 4．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．图乙冲程是做功冲程 C．图甲冲程是将所有的内能转化为机械能的过程 D．图丁冲程是机械能转化为内能的过程 5．近年来我国先进装备层出不穷，我们倍感自豪，如图所示装备的动力装置与其他不同的是（　　） A．玉兔号月球车 B．福建号航母 C．歼20战机 D．C919大型客机 6． 如图是国产新能源汽车中的一款插电式混合动力汽车，同时使用电动机和内燃机，其内燃机热效率最高可达43%；此外，其拥有快捷语音助手，可实现车外语音控制自动泊车和开关门等功能。分析该种新能源汽车，不是其提升热机效率的方法有（　　） A．尽量使用热值大的燃料 B．优化冲程控制，让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全 C．使用粘度低的机油进而减少热机内部各部件间的摩擦 D．车型设计中，采用高效传动和轻量化车身，进而减重 7．空气喷气发动机飞机只携带燃料，从外界空气中获得足够的氧来助燃。空气喷气发动机的种类很多，如图所示为空气涡轮喷气发动机结构图。工作过程中，机身在空气中高速前进，空气从进气口进入，被压缩机压缩后进入燃烧室和从喷雾器喷出的燃料混合，由火花塞点火燃烧，产生大量气体向后喷出，冲击燃气轮机叶轮转动，最后气体以极大的速度从尾部喷管喷出，使机身得到巨大的反冲推力向前飞行。下列有关说法中错误的是（    ）   （图中还有空气涡轮喷气发动机结构示意图，包含进气口、喷雾器、喷管、压缩机、燃烧室、轮机等标注） A．该发动机工作过程中，先将燃料的化学能转化为内能，然后再将其转化为机身的机械能 B．该发动机不能在大气层外工作 C．该发动机工作过程中，气体温度先升高再降低 D．该发动机点火燃烧前的过程与柴油机某冲程相同，点火方式也与柴油机相同 二、填空题 8．如图所示，“围炉煮茶”作为一种传统的文化活动，近两年又成为一种新颖、时尚的生活方式。茶沸腾时壶盖被顶起，此过程和热机的 冲程原理相同；煮茶时，整个房间都有淡淡的茶香味，说明分子在不停地做 。 9．从笔记本电脑到智能手机，再到智能手表、耳戴式设备和其他"看不见的"电子产品的演变过程中，人们即可以看到一些硬件系统小型化的发展。如图所示的全硅技术称为硅互连结构（Si—IF），可以将裸芯片直接与硅片上的线路相连接，使更多的芯片间连接成为可能，发送数据更快，消耗能量更少，硅互连结构上的裸芯片将让计算机体积更小、功能更强大，硅材料常用于制造 元件。同时硅是一种相当不错的导热体，可以把散热片安装在硅互连结构的两侧，以吸收更多的热量，据估算吸收的热量可增加70%，散热效果更好可以使处理器运行得更快，机器散热的过程实质是能量发生 的过程。 10．内燃机一个工作循环有四个冲程，题图表示的是其中的 冲程。为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被小包围着，用水来冷却汽缸是因为水的 较大。某小型单缸四冲程汽油机飞轮的转速为2400r/min，该汽油机一秒钟总共可以完成 个冲程。 11．如图是燃气灶烧水的情景和该燃气灶灶头的示意图。壶中装有质量为2kg的水，根据，若天然气的热值，完全燃烧体积的天然气放出的热量为 J。其中的热量被水吸收，已知水未沸腾，水的比热容为，则水的温度升高了 ℃。 12．在“航天日”主题活动中，小明用塑料瓶自制了“水火箭”。发射时，“水火箭”向下喷水从而获得升空的动力，利用了物体间力的作用是 的；“水火箭”飞出后，瓶内气体温度降低，内能 （增大/减小/不变），相当于汽油机的 冲程。 三、实验题 13．如图甲所示，小明用该装置粗测花生米的热值，过程如下：用电子秤取30g水放入烧杯中，将温度传感器插入水中，并连接电脑；取0.7g花生米穿在细铁丝上，点燃花生米，立即移到烧杯正下方，给水加热，传感器获得温度一时间的图像如图乙所示。（c水=4.2×103J/(kg·℃)） (1)实验中花生米燃烧放出的热量是通过 来显示； (2)①实验过程中老师提醒小明要适当转动花生米，这样做的目的是 ； ②根据乙图像，粗略测得花生米的热值为 J/kg。在实验中小明看到花生米燃烧冒大量的黑烟，这会导致测得的热值 真实值。 14．生活处处有物理。小明利用矿泉水瓶做了如下几个有趣的实验： (1)如图，矿泉水装水，接近装满时留一小气泡，在瓶中间画一十字标记。把它平放在检查面上，若气泡在十字处说明被检查面是 的；用手沿箭头方向猛推一下瓶子，气泡将 运动（选填“向后运动”、“向前运动”或“保持静止状态”）； (2)如图一开口的矿泉水瓶侧壁A、B处各扎一个小孔，用橡皮塞塞住，给瓶里充满水，将瓶放在足够高的桌面上，然后把橡皮塞同时拔出，可以看到从不同的孔向外喷水的水平射程不同，从而说明了液体内部压强与 有关； (3)如图一只空瓶中装入少量的水，拧紧瓶盖，用力地扭动瓶身几下，稍稍旋开瓶盖，就听到“砰”的一声且瓶盖被气体冲飞，瓶口和瓶内出现白雾，出现白雾说明瓶内气体温度 （选填“升高”“降低”或“不变”）。图中②过程中能量转化的过程与四冲程内燃机的 冲程类似。若一台单缸汽油机，飞轮的转速为1200r/min，则该汽油机每秒钟做功 次。 四、计算题 15．小明同学的爸爸驾车去往40km的目的地，此过程消耗了汽油2.1kg，已知汽油的热值为4.6×107J/kg。若汽车行驶过程中发动机的牵引力为725N。求： (1)完全燃烧2.1kg汽油放出的热量； (2)该汽车的热机效率。 16．某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。无烟煤的热值是3.4×107J/kg。求： (1)锅炉内的水吸收的热量是多少？ (2)无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？ (3)此锅炉的效率是多少？ (4)试分析使用家用煤炉烧水的主要缺点有哪些？ 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 《第十四章内能的利用》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 A C A D A A D 1．A 【详解】A．夏天铁轨在室外被太阳晒热是通过热传递改变了铁轨的内能，是能量的转移过程，故A符合题意； B．体育考试时，抛出的实心球从高处落下，重力势能转化为动能，是能量的转化过程，故B不符合题意； C．流星在高空中下落时，发出光和热，属于机械能转化为光能和内能，是能量的转化过程，故C不符合题意； D．电流通过电热丝时，电热丝热得发红，是电能转化为内能，是能量的转化过程，故D不符合题意。 故选A。 2．C 【详解】A．太阳能可源源不断地从自然界得到，是可再生能源，故A错误； B．太阳能电池在全生命周期中存在污染环境的风险，主要体现在制造环节的化学污染和废弃后的回收处理问题，但在使用过程不会污染环境，故B错误； C．太阳翼工作时，将吸收的太阳能转化为电能，故C正确； D．能量转换存在损耗，所以太阳能的转化效率不会达到100%，故D错误。 故选C。 3．A 【详解】A．柴油机在吸气冲程中，进气门开启，排气门关闭，活塞向下运动，吸入气缸的是空气，故A正确； B．在柴油机的压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内的空气，使空气的温度升高、内能增大。此过程中是将活塞的机械能转化为空气的内能，由于此时还没有喷入柴油，所以不存在柴油和空气混合物，故B错误； C．做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，带动曲轴旋转对外做功，将内能转化为机械能的过程，不是依靠飞轮的惯性完成的。而吸气、压缩和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，故C错误； D．因为燃料燃烧后产生的废气温度较高，含有大量的内能，这些内能随着废气的排出而损失掉。在柴油机的能量损失中，排气冲程中废气带走的能量是主要部分之一，故D错误。 故选A。 4．D 【详解】ABD．甲图中两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；乙图中进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程；丙图中排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程；丁图中两个气门都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是机械能转化为内能。一个工作循环的正确顺序是：乙丁甲丙。故AB错误，D正确； C．甲图为做功冲程，此冲程将内能转化为机械能，但转化过程中会有能量损失，因此不可能所有的内能都转化为机械能，故C错误。 故选D。 5．A 【详解】月球车在月球运动，月球无空气，靠太阳能电池板，将太阳能转化为电能来工作，动力装置是电动机；航母、战机、客机燃烧燃料，动力装置是热机，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 6．A 【详解】增大热机效率的方法：1.尽量减少各种热损失；2.使燃料完全燃烧，保持良好的润滑；3.减少摩擦损失的能量。 A．使用热值大的燃料，只是相同质量的燃料可以放出更多的能量，但是不能改变能量的转化率，不能提高热机的效率，故A符合题意； B．使燃料燃烧的更充分，可以提高能量的利用率，即提高热机效率，故B不符合题意； C．热机内部的摩擦是额外功产生的最主要的原因，减少摩擦可以提高热机效率，故C不符合题意； D．减少车本身的自重，可以减少轮胎与地面的摩擦，可以提高热机效率，故D不符合题意。 故选A。 7．D 【详解】A．空气涡轮喷气发动机工作时，先将燃料的化学能转化为内能，然后再将内能转化为机身的机械能，故A正确，不符合题意； B．空气涡轮喷气发动机工作时需要吸入空气，所以该发动机不能在大气层外工作，故B正确，不符合题意； C．空气涡轮喷气发动机工作时，吸入的空气先被加热，再对外做功，气体温度先升高再降低，故C正确，不符合题意； D．该发动机的火方式是由火花塞点火燃烧，柴油机是压燃式，两者不同，故D错误，符合题意。 故选D。 8． 做功 无规则运动 【详解】[1]茶沸腾时壶盖被顶起，此时将内能转换机械能，热机的做功冲程是高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化机械能，故此过程与热机的做功冲程原理相同。 [2]煮茶时，整个房间都有淡淡的茶香味，是扩散现象，是香味分子在做无规则运动，从而说明分子在不停地做无规则运动。 9． 半导体 转移 【详解】[1]硅材料具有单向性，常用于制造半导体元件。 [2]机器散热的过程实质是能量从机器转移到别的物体上的过程，是能量发生转移的过程。 10． 做功 比热容 80 【详解】[1]图中两气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能。 [2]用水来冷却汽缸，是利用了水的比热容大的特点，相同条件下水吸收的热量多，冷却效果好。 [3]飞轮转速是2400r/min=40r/s表示每秒飞轮转动40圈，而飞轮每转动2圈，燃气对外做功1次，对应4个冲程。所以1s内对外做功20次，完成80个冲程。 11． 20 【详解】[1]完全燃烧体积的天然气放出的热量 [2]水升高的温度。 12． 相互 减小 做功 【详解】[1] 水火箭升空利用的是“反冲力”，即高压气体将水向下喷射出去，对水施加一个向下的力，物体间的力都是相互的，水对火箭施加一个向上的力，火箭就升空了。 [2][3]“水火箭”飞出后，瓶内气体对外做功，将内能转化为机械能，导致气体的内能减小，温度降低，该能量转化与汽油机的做功冲程能量转化相同。 13．(1)水升高的温度 (2) 使花生米燃烧充分 5.4×106 小于 【详解】（1）本实验采用转换法，通过水升高的温度来间接表示花生米燃烧放出热量的多少。 （2）[1]实验过程中适当转动花生米，可以使花生米燃烧充分。 [2]根据乙图像，根据Q=cmΔt可以求得，水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.03kg×(44.6℃-14.6℃)=3.78×103J 不计热量损失，则有Q吸=Q放，粗略测得花生米的热值为 [3]由于花生燃烧放出的热量没有全部被水吸收，因此这种计算方法不准确，计算结果与真实值相比偏小。 14．(1) 水平 向前运动 (2)液体深度 (3) 降低 压缩 10 【详解】（1）[1]图中，由于瓶中的水受到的重力的方向竖直向下，若气泡在十字处说明被检查面是水平的。 [2]用手沿箭头方向猛推一下瓶子，瓶中的水由于惯性会“挤”向瓶底，因此气泡将向前运动。 （2）图中，看到从深度不同的孔向外喷水的水平射程不同，从而说明了液体内部压强与液体的深度有关。 （3）[1]瓶口和瓶内出现白雾，是水蒸气遇冷液化形成，出现白雾说明瓶内气体温度降低。 [2]图中②过程中，在压缩瓶内气体体积，瓶子机械能转化为气体内能，能量转化的过程与四冲程内燃机的压缩冲程类似。 [3]四冲程单缸汽油机的飞轮转速为1200r/min，则该飞轮每秒钟转20圈；因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以，1s内飞轮转20圈，活塞往复运动20次，共10个工作循环，做功10次。 15．(1)9.66×107J (2)30% 【详解】（1）完全燃烧2.1kg汽油放出的热量为 （2）牵引力做的功 该汽车的热机效率 16．(1)6.3×107J (2)2.04×108J (3)30.9% (4)见详解 【解析】【小题1】水吸收的热量 Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×200kg×(100℃﹣25℃)=6.3×107J 【小题2】无烟煤完全燃烧放出的热量 Q放=qm′=3.4×107J/kg×6kg=2.04×108J 【小题3】锅炉的效率 【小题4】家用煤炉烧水的主要缺点是会产生空气污染，而且效率不高。 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 $$