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．电火花发生器点燃塑料盒内的酒精，酒精燃烧产生的燃气能将盒盖喷出很远，实验时在盒内滴入0.2g的酒精（q酒精＝3×107J/kg）。对此实验过程，以下说法正确的是（　　） A．酒精燃烧将内能转化为化学能 B．燃气在喷出过程中内能增大 C．能量转化方式与汽油机的压缩冲程相同 D．酒精燃烧放出的热量可能小于6000J 2．下列四种现象中，只发生能量的转移而不发生能量的转化的是（　　） A．冬天，用手摸户外的金属杆时感觉到冷 B．闭合开关后，灯泡发光 C．给电动自行车的蓄电池充电 D．电动机带动水泵把水抽到高处 3．如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，迅速压下活塞，观察到硝化棉燃烧起来。关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．下压活塞的过程中，筒内气体的内能转化为活塞的机械能 B．下压活塞的过程中，通过做功的方式改变了筒内气体的内能 C．下压活塞的过程中，筒内气体的内能减小了 D．下压活塞的过程中，能量转化方式跟四冲程汽油机的做功冲程相同 4．下列能量转化或转移的情景中，属于能量转移的是（　　） A．燃料燃烧时发热 B．用热水袋取暖 C．钻木取火 D．电动机带动水泵把地下水送到地面 5．喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图甲）；扭转瓶子（如图乙）；轻轻扰动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾（如图丙）。图乙和图丙所示的过程，分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似，这两个冲程是（　　） A．吸气冲程和压缩冲程 B．压缩冲程和做功冲程 C．做功冲程和排气冲程 D．压缩冲程和排气冲程 6．如图所示表示的是汽油机的能量流向，对照此图，下列说法不正确的是（   ） A．废气的排放所占比例最大，减少该部分能量损失可有效提高热机效率 B．冷却水能量的二次利用可以提高能量利用率 C．该汽油机的效率为73% D．该汽油机的能量利用率为27% 7．一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速为1200r/min，则1秒内该柴油机完成了（　　） A．80个冲程，做功20次 B．20个冲程，做功5次 C．40个冲程，做功10次 D．10个冲程，做功40次 8．关于四冲程汽油发动机内部工作描述正确的是（　　） A．吸气冲程时，吸入的是空气 B．通过喷油嘴压燃点火，在压缩冲程时，将机械能转化为内能， C．做功冲程时，若每次对外做功1000J，则2400r/min的发动机的额定功率为20kW D．排气冲程时，排出的废气已经没有内能了全转化为机械能了 二、填空题 9．“可燃冰”是一种新型能源，主要成分是甲烷，燃烧后几乎不产生任何残渣。若4m3甲烷完全燃烧所产生的热量只有一半被水吸收，则可使 kg的水升温40℃。【甲烷的热值q＝4.2×107J/m3，水的比热容c＝4.2×103J/(kg·℃)】 10．家用天然气的热值为 ，若完全燃烧0.21m³的天然气放出的热量全部被水吸收，可以使 kg的水温度从20℃升高到60℃，已知水的比热容为 。 11．早在八百多年前，我国就发明了流行于民间的走马灯如图甲所示。如图乙点燃走马灯内的蜡烛，纸筒内部的空气温度升高，体积膨胀，密度变 （选填“大”或“小”）而上升，形成气流，驱动纸筒顶部的纸风车和固定在转轴上的纸马转动。该过程中，空气的 能转化为风车的机械能，这与四冲程汽油机 冲程的能量转化情况相同。若一汽油机曲轴的转速为1800r/min，则该汽油机1s对外做功 次。 12．图甲是我国古代发明的取火器的模型图，把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒燃烧起来，这是通过 的方式，使筒内空气的内能增加，温度升高。这一过程与图乙所示的内燃机工作冲程的能量转化方式 （选填“相同”或“不同”），如果这台内燃机工作时飞轮转速为，则它每秒钟可以完成 个工作循环。 13．某新型环保发电站采用秸秆作为燃料进行发电。已知完全燃烧2kg秸秆，若不考虑热损失，环保发电站将获得的能量，则秸秆的热值为 J/kg。若将燃烧秸秆的质量减半，剩余秸秆的热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 三、实验题 14．小明组装了下图所示的装置探究煤油和菜籽油的热值大小。 燃料 加热前水的温度/℃ 燃料燃尽后水的温度/℃ 10g煤油 20 80 ① 20 50 (1)小明设计的实验数据表格如上表，其中①处内容漏写了，请你帮他补充完整： 。 (2)为使实验现象明显，烧杯中水的质量应适当 （选填“大”或“小”）一些。 (3)由表中记录数据可知， 的热值大。 15．如图为探究水沸腾时温度变化特点的实验装置。 (1)小明组装的器材如图甲所示，该装置的错误之处是 ；用纸板给烧杯加盖减少热量散失节省时间，但是增大了烧杯内的气压，影响沸点，解决办法是 。 (2)图乙中图像A、B是两个小组的同学根据实验数据做出的图像，由图像可知当地水的沸点是 ℃，说明当地气压 一标准大气压；他们用相同的酒精灯和相同的烧杯进行实验，图像不同的原因可能是水的 不同。 (3)小华烧水时发现，水沸腾时壶嘴上方冒白气，这是 现象，且水蒸气会把壶嘴处的盖子冲起来，如图丙。盖子被水蒸气冲起的能量转化情况与四冲程汽油机的 冲程相同，水蒸气的 能转化为盖子的机械能。 四、计算题 16．随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了寻常百姓家。一辆以汽油为燃料的小汽车，在水平路面上匀速直线行驶2300s，发动机的实际功率为20kW。汽油的热值，小汽车发动机的效率为25%。求小汽车在这段路程中： (1)发动机所做的功； (2)消耗汽油的质量。 17．小林同学想购买一款户外分体式燃气炉去户外野炊，图甲是某品牌的宣传图，其中“火力3000 W”的字样是指气体燃料完全燃烧时燃气炉每秒放出 3000 J的热量。通过商家了解，在标准大气压下，用该燃气炉将1.25kg水从40℃加热到沸腾用时250s。[水的比热容为4.2×103J（kg·℃）] 烹饪项目 每次耗时/ min 次数/次 炒菜 8 3 煮汤 10 2 烧水 8 2 (1)燃气炉烧水时的效率是多少? (2)查阅说明书得知“燃气炉火力[单位：瓦（W）]与耗气量[消耗燃气质量与时间的比，单位：千克/时（kg/h）]之比为10000 W·h/ kg，则该燃气炉所使用燃料的热值是多少? (3)上表是小林在这次户外野炊时的烹饪规划，按照规划他至少应携带几个如图乙所示的新储气罐？ 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 8 答案 D A B B B C C C 1．D 【详解】A．酒精燃烧将酒精的化学能转化为内能，故A错误； B．燃气在喷出过程中，对外做功，燃气的内能减小,温度降低，故B错误； C．酒精燃烧产生的燃气膨胀做功，将盒盖喷出，燃气的内能转化为机械能，与汽油机的做功冲程相同，故C错误； D．酒精完全燃烧放出的热量为，但在实际的燃烧过程中，酒精不能完全燃烧，所以酒精燃烧放出的热量可能小于6000J，故D正确。 故选D。 2．A 【详解】A．冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷，是通过热传递改变了手的内能，是能量的转移过程，故A符合题意； B．闭合开关后，灯泡发光，是通过电流做功改变物体的内能，是能量的转化过程，故B不符合题意； C．给电动自行车的蓄电池充电，是电能转化为化学能储存起来，是能量的转化过程，故C不符合题意； D．电动机带动水泵把水抽到高处，是电能转化为机械能，是能量的转化过程，故D不符合题意。 故选A。 【点睛】 3．B 【详解】A．下压活塞时，活塞对筒内的气体做功，机械能转化为气体的内能，故A错误； BC．下压活塞时，活塞对筒内的气体做功，机械能转化为气体的内能，使气体的内能增大，通过做功的方式改变了筒内气体的内能，故B正确，C错误； D．下压活塞过程中是活塞机械能转化为气体的内能，汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能，下压活塞的过程中，能量转化方式跟四冲程汽油机的压缩冲程相同，故D错误。 故选B。 4．B 【详解】A．燃料燃烧时，将化学能转化为内能，属于能量的转化，故A不符合题意； B．用热水袋取暖，是热传递过程，内能从热水袋转移到其它物体向上，属于能量的转移，故B符合题意； C．钻木取火，是克服摩擦做功，将机械能转化为内能，属于能量的转化，故C不符合题意； D．电动机带动水泵把地下水送到地面，电动机工作时将电能转化为机械能，属于能量的转化，故D不符合题意。 故选B。 5．B 【详解】扭转瓶子（如图乙），对气体做功，机械能转化为内能，相当于为压缩冲程；如图丙，膨胀的气体对外做功，内能转化为机械能，相当于热机的做功冲程，故B符合题意；ACD不符合题意。 故选B。 6．C 【详解】A．由图示知，废气带走了大部分的能量，所以减少该部分的能量损失是提高热机效率的有效手段，A说法正确，不符合题意； B．冷却水带走的热量仅次于废气带走的热量，所以冷却水能量的二次利用可以提高能量利用率，B说法正确，不符合题意； CD．该汽油机的热机效率为 η=97%−33%−30%−7%=27% C说法错误，符合题意，D说法正确，不符合题意。 故选C。 7．C 【详解】柴油机的飞轮转速是1200r/min，表示飞轮每分钟转1200转，则每秒转数 因为一个工作循环，飞轮转2转，因此该柴油机每秒完成工作循环 该柴油机每秒完成工作循环为10个； 因为一个工作循环包括四个冲程，对外做功一次，因此每秒完成40个冲程，做功10次；故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 8．C 【详解】A．吸气冲程时，汽油机吸入的是汽油和空气，柴油机吸入的是空气，故A错误； B．压缩冲程结束时，汽油机是利用火花塞点火，柴油机通过压燃点火，故B错误； C．2400r/min的发动机1s转40r，而汽油机2r对外做功一次，每次对外做功1000J，故1s对外做功 故其功率为 故C正确； D．排气冲程时，排出的废气温度很高，内能并没有全转化为机械能，故D错误。 故选C。 9．500 【详解】4m3甲烷完全燃烧能产生的热量Q放=Vq=4m3×4.2×107J/m3=1.68×108J 若这些热量的一半被水吸收，水吸收的热量 水的质量 10．50 【详解】由可得，完全燃烧0,21m³天然气释放的热量为 由可得，使水升温的质量为 11． 小 内 做功 15 【详解】[1]点燃蜡烛，上方的空气吸收热量，温度升高体积膨胀，密度变小，密度小的热空气上升，形成对流，吹动扇叶转动。 [2][3]该过程中，空气的内能转化为风车的机械能，这与汽油机的做功冲程的能量转化情况相同。 [4]汽油机曲轴的转速为 即汽油机的曲轴每秒转30圈，由于汽油机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以该汽油机1s对外做功15次。 12． 做功 不同 10 【详解】[1]推杆压缩筒内的气体，对筒内气体做功，通过做功的方式，将机械能转化为内能，使筒内空气的内能增加，温度升高，达到艾绒的着火点。 [2]如图，两气门关闭，火花塞点火，活塞下行，是做功冲程，在这个冲程中，缸内气体推动活塞做功，将内能转化为机械能，所以，取火器取火过程与图乙所示的内燃机工作冲程原理不同。 [3]飞轮的转速是1200r/min=20r/s，因为飞轮每转动2周完成1个工作循环，所以该汽油机每秒钟共完成10个工作循环。 13． 不变 【详解】[1]秸秆的热值 [2]热值是燃料的固有属性，与燃烧的质量和燃烧程度无关。将燃烧秸秆的质量减半，剩余秸秆的热值不变。 14．(1)10g菜籽油 (2)小 (3)煤油 【详解】（1）要比较煤油和菜籽油这两种燃料的热值，根据控制变量法的思想，煤油和菜籽油的质量必须相等；所以①处添加：10g菜籽油。 （2）比较煤油和菜籽油热值，通过质量相同的燃料完全烧尽后水升高的温度来比较热值大小，烧杯中水的质量应该小一些，原因是水的比热容较大，温度变化不明显。 （3）由表中记录数据可知，煤油加热的水温度计升高的温度多，由Q吸=cmΔt知，煤油中水吸收的热量多，即煤油放出的热量较多；消耗燃料的质量相同，由知，燃料煤油的热值大。 15．(1) 温度计的玻璃泡接触了烧杯壁 在纸板上打个孔 (2) 96 低于 质量 (3) 液化 做功 内 【详解】（1）[1]使用温度计时，玻璃泡要完全浸没在被测液体中，且不能碰到容器底和容器壁。图甲中温度计的玻璃泡接触了烧杯壁，这样测量的温度会受烧杯底部温度的影响，导致测量不准确。 [2]用纸板给烧杯加盖可减少热量散失，但会增大杯内气压，使水的沸点升高。在纸板上扎一个小孔，能使烧杯内外气压相通，保持气压接近外界大气压，从而避免对水沸点的影响。 （2）[1]水沸腾时温度保持不变，这个不变的温度就是水的沸点。从图乙中可以看出，温度上升到 96℃后不再升高，所以当地水的沸点是 96℃。 [2]在标准大气压下，水的沸点是 100℃。液体的沸点随气压的降低而降低，现在水的沸点是 96℃，说明当地气压低于一标准大气压。 [3]用相同的酒精灯和相同的烧杯进行实验，加热装置相同。根据Q=cmΔt，在相同的加热条件下，水的质量越大，升高相同温度需要吸收的热量越多，加热时间就越长。图像中A、B加热到沸腾的时间不同，可能是水的质量不同。 （3）[1]水沸腾时壶嘴上方冒 “白气”，是因为从壶嘴喷出的高温水蒸气遇到周围较冷的空气，放热液化成小水滴，这些小水滴聚集形成 “白气”，所以这是液化现象。 [2]四冲程汽油机的做功冲程中，高温高压的燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能。水蒸气把壶嘴处的盖子冲起来，是水蒸气对盖子做功，将水蒸气的内能转化为盖子的机械能，其能量转化情况与四冲程汽油机的做功冲程相同。 [3]水蒸气冲起盖子的过程中，水蒸气的内能减少，盖子获得了机械能，所以是水蒸气的内能转化为盖子的机械能。 16．(1) (2)4kg 【详解】（1）发动机所做的功 （2）消耗的汽油完全燃烧放出的热量 消耗汽油的质量 17．(1)42％ (2)3.6×107J/kg (3)3 【详解】（1）燃气炉烧水时的效率是 （2）该燃气炉所使用燃料的热值是 （3）由表格中数据得，小林在这次户外野炊需要的热量为 由得，需要的燃料的质量为 则按照规划他至少应携带的新储气罐个数为 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 $$