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 1.一台单缸四冲程柴油机飞轮的转速是3 600 r/min,则柴油机每秒钟( ) A.完成60个循环,120个冲程 B.做功30次,活塞往复60次 C.完成60个循环,60个冲程 D.做功1 200次,活塞往复1 200次 2.第九届亚冬会在哈尔滨落下帷幕,本届亚冬会处处蕴含着“绿色”环保理念,其中350辆新能源甲醇汽车作为官方服务车辆投入使用,甲醇是全球公认的新型清洁可再生能源,下列关于甲醇燃料能源汽车说法正确的是( ) A.甲醇燃料汽车内燃机的压缩冲程,主要通过热传递的方式增大汽缸内物质的内能 B.汽车行驶过程中,燃料箱内甲醇减少,甲醇的热值也减小 C.甲醇燃料汽车实现了“零排放”,其效率达到了100% D.甲醇燃料属于新能源,燃烧时产生的内能可以转化为汽车的机械能 3.2024年11月30日,我国新型运载火箭长征十二号成功实现首飞。火箭燃料燃烧产生的高温燃气对火箭产生反推力,推动火箭升空,此能量转化过程相当于热机的哪个冲程( ) A. B. C. D. 4.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 5.如图所示实验是蒸汽机工作原理图。对这个原理图中的情境,下列解释错误的是( ) A.燃料的化学能转化为水的内能 B.整个过程中能量是守恒的 C.水蒸气把塞子冲出去是内能转化为机械能 D.白雾是水蒸气做功后内能增大形成的 6.如图所示,将一个空易拉罐的底部钻一个小孔,从易拉罐开口端向罐内喷适量酒精喷雾,然后将一个空纸杯迅速套上。用细线将易拉罐水平悬挂在铁架台上,将点燃的打火枪靠近底部的小孔,纸杯就会“向前”飞去。纸杯飞出过程中,下列说法正确的是( ) A.罐内气体对纸杯做了功 B.罐内气体的内能增加 C.能量转化情况与内燃机的压缩冲程相同 D.能量转化情况与内燃机的排气冲程相同 7.下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况。关于对图中①②③④的补充正确的是( ) A.①做功冲程②内能转化为机械能③压缩冲程④机械能转化为内能 B.①压缩冲程②内能转化为机械能③做功冲程④机械能转化为内能 C.①压缩冲程②机械能转化为内能③做功冲程④内能转化为机械能 D.①做功冲程②机械能转化为内能③压缩冲程④内能转化为机械能 8.2025年4月24日下午17时17分在酒泉卫星发射中心,搭载“神舟二十号”载人飞船的“长征二号F遥二十”运载火箭成功将飞船送入预定轨道。下列分析正确的是( ) A.火箭发动机不属于热机 B.“神舟二十号”预定轨道到地面的距离约为359000nm C.火箭在加速上升过程中,离开大气层前受到的大气压不变 D.火箭上升过程中有能量损失,仍遵循能量守恒定律 二、填空题 9.《天工开物》中记载的“透火焙干”是造纸的一道工序,其做法是将刚生产出的湿纸张贴在烤火的墙上,如图所示。湿纸之间难以分开是因为分子间有 ;将湿纸“焙干”,燃料燃烧时将 能转化为内能。 10.能量守恒定律的内容:能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式 为其他形式,或者从一个物体 到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的 保不变。这就是能量守恒定律。 11.随着经济的发展,汽车已经成为很多家庭的代步工具,如图所示是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程,它是 冲程,若汽油机转速表显示“1800r/min”,则此时汽油机每秒对外做功 次。 12.随着我国人民生活水平的不断提高,汽车已进入寻常百姓家。汽车发动机的主要部分是汽油机,是把汽油燃烧放出的 转化为机械能的装置。汽油机工作时,克服摩擦消耗的能量、机械传热损失的能量以及废气排出带走的能量,都不能再自动地用来驱动汽车,这是由于能量转化具有 ,而我们所能利用的能源是有限的,所以需要节约能源。 13.在如图所示的四幅图中,甲、乙是两个演示实验示意图;丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图,与压缩冲程原理相同的是 图所示的演示实验;汽油机利用内能来做功的冲程是 图。此单缸四冲程汽油机,飞轮转速是2400r/min,该汽油机每秒钟内完成 个冲程。 三、实验题 14.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是,甲、乙烧杯内的液体质量相同。 (1)若比较不同燃料的热值,应选择 两图进行实验; (2)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像如图丁所示,若其中比热容较大的液体是水,则另一种液体的比热容为 。 15.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 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? 17.某物理兴趣小组的同学,用天然气给10kg的水加热,同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线,若在内完全燃烧了的天然气每分钟放热相同。水的比热容为,天然气的热值为。 (1)完全燃烧天然气释放的热量为多少? (2)“”水吸收的热量为多少? (3)在烧水过程中,“”、“”、“”请判断哪个时间段热效率最高?最高热效率为多少? 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 B D C A D A C D 1.B 【详解】内燃机的一个工作循环有四个冲程,飞轮转2圈;即:飞轮每转2圈,完成一个工作循环,对外做功1次; 单缸四冲程内燃机飞轮的转速为3600r/min,则该柴油机每秒钟转60圈,即活塞往复60次,完成120个冲程,30个工作循环,对外做30次功, 故B. 【点睛】四冲程内燃机的一个工作循环,曲轴转过两周,由四个冲程组成,分别为吸气、压缩、做功、排气四个冲程,且要知道其中做功和压缩冲程有能的转化.考题中常出现要牢记. 2.D 【详解】A.甲醇燃料汽车内燃机的压缩冲程,主要通过做功的方式增大汽缸内物质的内能,故A错误; B.汽车行驶过程中,燃料箱内甲醇减少,甲醇的热值不变,热值是燃料的一种特性,只决定于燃料的种类,与质量和燃烧情况等无关,故B错误; C.甲醇燃料汽车实现了“零排放”,其效率不可能达到了100%,因为由于热机在工作过程中总有能量损失,所以热机的效率总小于1,故C错误; D.甲醇燃料属于新能源,燃烧时产生的内能利用热机的做功冲程来推动活塞做功,将内能转化为汽车的机械能,故D正确。 故选:D。 3.C 【详解】A.火箭燃料燃烧产生的高温燃气对火箭产生反推力,推动火箭升空,将内能转化为机械能,相当于热机的做功冲程。图中两气门都关闭,活塞向上运动,将机械能转化为内能,是压缩冲程,故A不符合题意; B.图中进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,此冲程没有明显的能量转化,是排气冲程,故B不符合题意; C.图中两气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,将内能转化为机械能,是做功冲程,故C符合题意; D.图中排气门关闭,进气门打开,活塞向下运动,此冲程没有明显的能量转化,是吸气冲程,故D不符合题意。 故选C。 4.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。 5.D 【详解】A.燃料的化学能转化为火焰的内能,再转移为水的内能,故A正确,不符合题意; B.自然界的物理过程都遵循能量守恒定律,该实验的整个过程中能量是守恒的,故B正确,不符合题意; C.水蒸气把塞子冲出去时,试管内的蒸气推动塞子做功,是内能转化为机械能,故C正确,不符合题意; D.白雾是水蒸气做功后内能减小,温度降低,液化形成的小水珠,故D错误,符合题意。 故选D。 6.A 【详解】AB.纸杯飞出去时,易拉罐内的酒精气体对纸杯做功,气体的内能减小,故A正确、B错误; CD.纸杯飞出过程中,内能转化为机械能,与内燃机的做功冲程相同,故CD错误。 故选A。 7.C 【详解】汽油机的四个冲程分别是吸气冲程,压缩冲程,做功冲程和排气冲程,所以①压缩冲程,把机械能转化为内能,也就是压缩对气体做功使其内能增大温度升高 ③是做功冲程,把内能转化为机械能.对照答案C对. 8.D 【详解】A.火箭发动机是利用内能对外做功,将内能转化为机械能,属于热机,故A错误; B.“神舟二十号”预定轨道到地面的距离约为359km,合359000m,故B错误; C.由于大气压随高度的增大而减小,故火箭在加速上升过程中,离开大气层前受到的大气压减小,故C错误; D.火箭上升过程中有能量损失,但根据能量守恒定律可知,仍遵循能量守恒定律,故D正确。 故选D。 9. 引力 化学 【详解】[1]分子间同时存在引力和斥力。湿纸之间难以分开是因为引力起作用。 [2]燃料燃烧时消耗化学能,产生内能,此过程将化学能转化为内能。 10. 转化 转移 总量 【详解】[1][2][3]能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保不变,这就是能量守恒定律。能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一,它揭示了各种形式能量之间的联系。 11. 压缩 15 【详解】[1]如图,进气门和排气门都是关闭的,活塞上行,可以判断是压缩冲程。 [2]飞轮转速是,表示每秒飞轮转动30圈,要经过60个冲程,对外做功15次。 12. 内能 方向性 【详解】[1]汽油燃烧发生化学反应,同时放出热量,所以汽油机将内能转化为机械。 [2]由于燃料燃烧放出热量,将内能转化为机械能,但燃料燃烧产生的内能不能再转化为燃料的化学能,所以能量的转化具有方向性。 13. 乙 丙 80 【详解】[1]压缩冲程是机械能转化为内能,与之相同的只有图乙,甲是内能转化为机械能; [2]图丙火花塞点火是做功冲程,利用内能做功,图丁,是压缩冲程; [3]问每秒完成多少冲程,给的数据是分钟,先将分钟化成秒 因为一个工作循环内,飞轮转2转,对应4个冲程,现在1s内转40r,对应80个冲程。 14.(1)甲、乙 (2) 【详解】(1)比较不同燃料的热值,方法是使质量相同的不同燃料燃烧,给质量相同的同种液体加热,比较燃料燃烧完之后液体升高的温度,所以应选择甲、乙两图进行实验。 (2)由图像可知,相同加热条件下,A液体温度比B液体温度升高的更快,说明A液体的比热容小于B液体的比热容,所以B液体是水。从开始加热到温度升高到80 ,A所用的加热时间是B的一半,则A吸收的热量是B的一半,A、B质量相等,根据公式可知,A液体的比热容是水的一半,为 15.(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。 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。 17.(1), (2) (3) 【详解】(1)因为天然气的质量为,天然气的热值为,所以 天然气完全燃烧释放的热量为 (2)由题意得,内水的温度变化度数为,所以水吸收的热量为 (3)由题意可知,每分钟放热相同,所以在相等的时间段内,天然气放出的热量相等,而随着水温的不断升高,温度变化越来越慢,故可判断时间内,在吸收热量相同的情况下,水升高的温度最大,热效率最高; 内,水吸收的热量为,天然气完全燃烧释放的热量为 故最高的热效率为 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 $$