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 暑假预习--2025-2026学年人教版物理九年级全一册 一、单项选择题 1．下列汽油机工作的四个冲程中，做功冲程是（　　） A． B． C． D． 2． 兴趣小组用相同的酒精灯给质量相同的甲、乙两种液体加热，根据实验数据绘制了如图所示的甲、乙两种液体温度与加热时间的关系图像[c水=4.2×103J/（kg·℃）]，下列分析与计算正确的是（　　） A．甲液体在0℃时，分子停止运动，内能为零 B．若其中一种液体为水，则另一种液体的比热容为1.4×103J/（kg·℃） C．加热2min，甲液体吸收的热量比乙液体吸收的热量多 D．用甲液体作柴油机的冷却剂效果更好 3．2023年4月24日是第八个“中国航天日”，学校飞天社团的同学制作了水火箭，如图是某水火箭的简易原理图。使用打气筒向水火箭内不断打气，会使水从水火箭中向下喷出，从而使水火箭升空。结合材料，你认为以下说法错误的是（　　） A．水火箭加速升空阶段机械能不变 B．水向下喷出会使水火箭升空是由于力的作用是相互的 C．使用打气筒打气时能量转化与汽油机的压缩冲程相同 D．使用打气筒向水火箭内打气的过程，水火箭中空气的内能在增大 4．2024年3月21日13时27分，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将云海二号02组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。下列说法不正确的是（　　） A．冷却池灌注大量的水，是利用了水的比热容较大的特点 B．升空的过程中，燃料的质量在减少，热值也在变小 C．卫星随火箭加速上升过程中，其动能增大，机械能也增大 D．卫星进入预定轨道后，由近地点到远地点时，动能转化为重力势能 5．为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，某汽车集团研发了一款新型汽车，与普通汽车相比较，在同样油耗和使用条件下，工作时尾气中“汽油味”明显降低，动力更强劲．如图为其发动机某一冲程示意图，下列有关说法正确的是（　　） A．该冲程为压缩冲程，燃料混合物内能增加 B．该冲程为做功冲程，内能转化为机械能 C．汽油在汽缸内完全燃烧，发动机效率可达100% D．该冲程不依靠飞轮的惯性考完成 6．甲、乙两汽车的额定功率分别是8kW和10kW， 甲、乙两汽车的发动机工作效率分别是30%和26%。下列有关说法正确的是（　　） A．甲比乙输出的机械能多 B．乙比甲输出的机械能多 C．乙换成热值大的燃料可提高效率 D．消耗相同多的同标号汽油，甲输出的机械能比乙多 7．如图所示，弹性小球在地面弹跳的频闪照片，下列关于该物理情景的有关物理知识说法中正确的是（　　） A．小球弹起的高度越来越小，在此过程中能量守恒 B．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的 C．在小球的运动中是通过热传递的方式使其内能增加 D．小球和地面之间发生撞击，内能转化为机械能 8．在南山区某学校举办的科技节活动中，小明用可乐瓶制作水火箭，在瓶里装适量水，带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气（如图）；打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭竖直向上飞向空中，下列分析错误的是（　　） A．往水火箭里打气，对气体做功，相当于内燃机的压缩冲程 B．水从水火箭中喷出，瓶内气体对水做功，相当于内燃机的做功冲程 C．水火箭发射时，火箭的动能转化为水火箭瓶内气体的内能 D．在整个过程中，能量总量是不变的 二、填空题 9．某单缸四冲程汽油机，飞轮每分钟转3600转，则每秒对外做功　 　次，每次对外做功115J，该汽油机的效率为25%，连续工作半小时需消耗汽油　 　kg。（） 10．乙醇汽油燃烧的过程是　 　能转化为内能的过程，理论上，完全燃烧 25g 乙醇可以产生8.4X105J的热量，则乙醇汽油的热值是　 　J/kg：如果热量完全被水吸收，在1标准大气压下，可以将　 　kg， 20℃的水加热到沸腾。(水的比热容为4.2×103J/ (kg℃)) 11．航天员王亚平搭载神舟十三号载人飞船时，随运载火箭，将冰墩墩带上太空，并在“天宫课堂”进行展示和实验，载人飞船随火箭发射升空时，以 　 　为参照物，载人飞船是运动的；升空过程，载人飞船的重力势能 　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）；火箭常用氢作为燃料，是因为氢的 　 　（选填“热值”或“密度”）大。 12．热机是动力机械的一类，能量转化过程如图所示，其中有效利用的那部分能量是　 　，则热机的效率η=　 　（均用给出的物理量符号表示）。 13．如图所示，工作中的四冲程汽油机把　 　能转化为　 　能。沙漠地区昼夜温差大，主要原因是砂石的比热容较小；初温为20℃、质量为50kg的砂石温度升高到100℃，吸收的热量为　 　J。[砂石的比热容为] 三、实验探究题 14．在“比较不同液体的吸热能力”和“比较酒精和煤油的热值”实验中： （1）在甲装置中，分别给初温相同且　 　相等的水和食用油加热。 （2）甲图中小明通过比较　 　（选填“升高的温度”或“加热时间”）来比较水和食用油吸收热量的多少。 （3）乙装置中两个相同烧杯装有相同质量的水，比较煤油和酒精的热值的大小，煤油和酒精的质量相等，应该在　 　（选填“燃料燃尽”或“加热相同时间”）之后，利用收集的数据，通过比较两杯水升高的温度来比较煤油和酒精热值的大小。 （4）若利用乙装置来计算酒精和煤油的热值，通过实验数据计算出的燃料的热值将　 　（选填“偏大”或“偏小”）。 （5）实验室备有酒精温度计、煤油温度计和水银温度计（玻璃泡中液体质量相等），几种测温物质的相关数据如表所示，为了减小热量损失对实验的影响，应该选择　 　温度计。 测温物质 酒精 煤油 水银 比热容/ 标准大气压下沸点/℃ 78 356.7 四、综合题 15．图为某种固体酒精炉，固体酒精炉比液体酒精炉使用时更安全。为了测定该固体酒精炉的热效率，在炉中放入40g的固体酒精，当固体酒精燃烧完后，锅中1kg的水温度从20℃升高到了70℃。已知固体酒精的热值为1.5×107J/kg，水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）。 （1）水吸收的热量是多少? （2）测得固体酒精炉的热效率是多少? （3）请写出固体酒精炉热效率不高的一个原因。 16．为了实现节能减排，改善空气质量，介休市的“煤改气”工程正积极进行。小靳将装有3kg水的热水壶放在天然气燃气灶上，在标准大气压下，将水从初温为20℃加热至沸腾，天然气表的示数由变为，求解下列问题。[已知天然气的热值，水的比热容] （1）水吸收的热量是多少？ （2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量是多少？ （3）该燃气灶的效率是多少？ 答案解析部分 1．【答案】C 【解析】【解答】A．图中，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运行，是吸气冲程，故A不符合题意。 B．气门都关闭，活塞向上运行，汽缸容积减小，是压缩冲程，故B不符合题意； C．气门都关闭，火花塞打火，活塞向下运行，汽缸容积增大，是做功冲程，故C符合题意； D．排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，汽缸容积减小，是排气冲程，故D不符合题意。 故选C。 【分析】根据汽油机的气门状态和活塞运行方向， 判断冲程。 2．【答案】B 【解析】【解答】A.任何物体都有内能，甲液体在0℃时，也有内能，故A错误； B.水的比热容大，所以乙为水，由知道，在质量相同，升高相同温度时，加热时间乙是甲的三倍，即 比热容之比等于吸收热量之比，所以 所以甲的比热容为 故B正确； C.根据转换法知道，加热2min，甲液体吸收的热量等于乙液体吸收的热量，故C错误； D.质量相同的甲、乙两种液体，吸收相同的热量，甲液体升高的温度值较大，比热容较小，不适合作柴油机冷却剂，故D错误。 故选B。 【分析】(1)内能是物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和，大小与物体的质量和温度有关，任何物体都有内能； (2)我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法；(3)冷却剂用比热大的物质； (4)升高相同的温度，乙的加热时间是甲的三倍，加热时间，吸热多少与比热容大小成正比，得出另一种液体的比热容； 3．【答案】A 【解析】【解答】A．根据题意可知，水火箭加速升空时向下不断喷水，高度和速度都变大，而质量变小，则动能和势能的变化无法判断，所以机械能的变化也无法判断，故A错误符合题意； B．由于物体间力的作用是相互的，因此水火箭向下喷水，给水一个向下的力的同时，水给水火箭一个向上的力，使水火箭升空，故B正确不符合题意； C．向打气筒内打气的过程是机械能转化为内能，与汽油机的压缩冲程能量转化方式是相同的，故C正确不符合题意； D．利用打气筒向水火箭内打气的过程中，压缩筒内空气做功，水火箭中空气的内能在增大，故D正确不符合题意。 故选A。 【分析】A.动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关； B.根据力的作用的相互性判断； C.根据能量转化的知识解答； D.外界对物体做功，则物体的内能增大。 4．【答案】B 【解析】【解答】A．冷却池灌注大量的水，是利用了水的比热容大，在升高相同的温度时能吸收更多的热量的特点，故A正确，不符合题意； B．热值是燃料的特性，升空的过程中，燃料燃烧导致燃料的质量在减少，热值不随质量的变化而变化。故B错误，符合题意； C．卫星随火箭加速上升过程中，速度增大，质量不变，动能增大，高度增大，重力势能增大，所以机械能也增大，故C正确，不符合题意； D．卫星从近地点向远地点运动过程中，高度增大，质量不变，重力势能增大，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能，故D正确，不符合题意。 【分析】冷却池灌注大量的水，是利用了水的比热容大的特点，在升高温度时能吸收更多的热量；热值是燃料的特性，热值不变；动能与物体的质量和速度有关；做功的必要因素是力和物体在力的方向移动的距离。 5．【答案】A 【解析】【解答】AB．根据图片可知，两个气门关闭，活塞向上运行，是压缩冲程，将机械能转化为了内能，则燃料混合物的内能增大，故A正确，B错误； C．汽油在汽缸内完全燃烧，要克服一些额外阻力做额外功，并且向外散热，故发动机效率小于100%，故C错误； D．在汽油机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程是靠飞轮的惯性完成的，故该冲程是靠飞轮惯性来完成的，故D错误。 故选A。 【分析】AB.根据活塞的运行方向和气门的开合确定冲程名称，明确能量转化即可； C.根据发动机克服阻力做功和向外散热分析； D.根据热机的工作过程和能量来源分析判断。 6．【答案】D 【解析】【解答】AB.发动机工作时，产生机械能的多少和工作时间有关，相同时间时，功率越大，做功越多，输出的机械能的多少还和热机效率有关，AB不符合题意； C.热机的效率和热值无关，换成热值大的燃料，不改变效率，C不符合题意； D.消耗相同多的燃料，热机效率越高，输出的机械能越多，则甲比乙机械能多，D符合题意。 故答案为：D. 【分析】相同时间时，功率越大，做功越多，热机效率越大，机械能在总能量中的比值越大。 7．【答案】A 【解析】【解答】 AD、由图可知，小球运动过程中弹起的高度越来越小，说明重力势能越来越小，同时速度越来越慢，也就是动能越来越小，所以小球的机械能减少；机械能减少的原因是克服与空气摩擦做功，与地面撞击做功，小球的机械能没有消失，而是将机械能转化成了部分内能，但能量的总量是守恒的，故A正确，D错误； B、在小球的运动中，与空气摩擦做功或与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，所以小球的机械能总量会减小，故B错误； C、在小球的运动中，与空气摩擦做功或与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，做功改变物体的内能，故C错误。 故选：A。 【分析】 （1）物体由于运动而具有的能叫做动能，影响动能大小的因素是质量和速度；物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，影响重力势能大小的因素是质量和高度，机械能包括动能和势能；在一定条件下，不同形式的能量之间可以相互转化，但总量保持不变； （2）小球克服摩擦做功，使部分机械能转化为内能，但在能的转化和转移过程中，能的总量保持不变。 8．【答案】C 【解析】【解答】 A、往水火箭里打气，对气体做功，机械能转化为内能，相当于内燃机的压缩冲程，故A正确； B、水从水火箭中喷出，是里面的气体对外做功，相当于内燃机的做功冲程，故B正确； C、发射时，火箭的动能是由瓶内高压气体的内能转化来的，故C错误； D、根据能量守恒定律可知，在整个过程中，能量总量是保持不变的，故D正确。 故选：C。 【分析】气体膨胀对外做功，将内能转化为机械能；内燃机的做功冲程中，内能转化为机械能，压缩冲程中，机械能转化为内能；在能量的转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 9．【答案】30；0.54 【解析】【解答】四冲程汽油机，一个工作循环中飞轮转两转，对外做功一次，飞轮每分钟转3600转，则一秒钟转60转，对外做功30次。 根据每次对外做功115J，则半小时总共做功：W=115J×30×1800=6.21×106J， 根据汽油机的效率为25%，计算半小时需要的热量为： 计算消耗汽油的质量为：。 【分析】汽油机工作时，飞轮转动次数是做功数的2倍；根据，计算总热，利用，计算消耗的燃料。 10．【答案】化学；3.36×107；2.5 【解析】【解答】乙醇汽油燃烧时，消耗化学能，将化学能转化为内能；根据燃料燃烧放出的热量和质量的比值，计算热值为；；若热量完全被水吸收，1标准大气压下，水的沸点是100℃，计算水的质量为。 【分析】燃料燃烧，将化学能转化为内能；根据，计算热值，利用，计算水的质量。 11．【答案】地球；变大；热值 【解析】【解答】 燃料的热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 计算气体燃料完全燃烧时放出的热量用Q放=Vq。 载人飞船随火箭发射升空时，以地球为参照物，载人飞船和地球的位置发生了变化，是运动的。升空过程，载人飞船的质量不变，高度增加，载人飞船的重力势能变大。火箭常用氢作为燃料，是因为液态氢的热值大，完全燃烧相同质量的液态氢时，可以释放出更多的热量。 【分析】 物体相对于参照物的位置变化了，物体是运动的，物体相对于参照物位置不变，物体是静止的。重力势能与质量、高度有关。氢的热值较大，常用作火箭的燃料。 12．【答案】E4； 【解析】【解答】(1) 热机工作时，燃料完全燃烧放出的能量为总能量，用来做有用功将能量转换为机械能的这部分能量是有效利用的能量，由图可知，使机械获得的机械能E4是用来做有用功的能量，是有效利用的能量； （2）热机效率为： ，故由能流图可知，热机的效率是 。 故答案为：E4； 【分析】由图知道，使机械获得的机械能E4是用来做有用功的能量，是有效利用的能量，热机的效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比。​​​​​​​ 13．【答案】内；机械；3.6×106 【解析】【解答】由图可知，进气口和排气量关闭，火花塞点火处于做功冲程，内能转化为机械能。 初温为20℃、质量为50kg的砂石温度升高到100℃，根据热量公式可计算吸收的热量为 。 综上 第1空、内； 第2空、机械； 第3空、3.6×106。 【分析】1、做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能； 2、热量的计算：公式为Q=cmΔt，所以吸收或者释放相同的热量，水比热容大，温度变化低，应用：冷水降温、温水保温。 14．【答案】（1）质量 （2）加热时间 （3）燃料燃尽 （4）偏小 （5）水银 【解析】【解答】（1）根据比较不同液体吸热能力的原理为Q=cmΔt，变量为C，所以应控制水和食用油质量相等。 综上 第1空、 质量 （2）用相同的加热装置加热物体，所以比较加热时间来比较它们吸收热量的多少。 综上 第1空、 加热时间； （3） 比较煤油和酒精的热值的大小 的原理为Q=mq，题目中煤油和酒精的质量相等，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。 综上 第1空、 燃料燃尽 。 （4）实验过程中存在热量耗散，故实验测得的热值会偏小。 综上 第1空、 偏小。 （5）被测物体温度较高、质量较小时，耗散能量较少，选比热容小的液体作为温度计的测温 液体，使其升温较快，所以应选择水银温度计。 综上 第1空、 水银。 【分析】1、探究不同物质吸热：原理为Q=cmΔt，在控制材料不同的前提下，保证质量、吸收热量相同，根据加热时间代表物体吸收热量的多少（加热时间越长表明吸收热量越大），当加热时间相同时，温度变化少，物质的比热容大（吸热能力强）；加热时间过长，表明吸收热量较大，所以水的质量较多或者初温较低，或者没有加盖三种原因。 2、比较不同物质的热值，原理为Q=mq，在控制材料不同的前提下，保证质量相同，以温度计的示数表示是释放热量的多少，由于能量损耗，所以测量的热值偏小。 （1）根据比较不同液体吸热能力的方法，应控制水和食用油质量相等。 （2）用相同的酒精灯给两种液体加热，根据转化法可知在相同时间内水和食用油吸收的热量相同，故通过比较加热时间来比较它们吸收热量的多少。 （3）乙装置中两个相同烧杯装有相同质量的水，煤油和酒精的质量相等，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。 （4）实验过程中存在热量散失，故实验测得的热值会偏小。 （5）当被测物体温度较高、质量较小时，为了使测量值更接近真实值，应该选比热容小的液体作为温度计的测温 液体，这样液体升温快并且吸热没有那么多，而比热容大 的升温慢并且吸收的热量会更多，因水银的比热容相对来说较小，所以应选择水银温度计。 15．【答案】解：（1）水吸收的热量为 Q吸=c水m水Δt水=4.2×103J/（kg·℃）×1kg×（70℃-20℃）=2.1×105J （2）40g的固体酒精完全燃烧产生的热量是 Q放=mq=40×10-3kg×1.5×107J/kg=6×105J 固体酒精炉的热效率是 （3）固体酒精不能完全燃烧，而且加热过程中有热量的损失，使得固体酒精炉热效率不高。 答：（1）水吸收的热量是2.1×105J； （2）测得固体酒精炉的热效率35%。 （3）固体酒精炉热效率不高原因是固体酒精不能完全燃烧，而且加热过程中有热量的损失，使得固体酒精炉热效率不高。 【解析】【分析】（1）根据Q=cmΔt，计算水吸收的热量； （2）根据Q=mq，计算燃料燃烧放出的热量，利用，计算热效率； （3）燃料燃烧不充分，有损失，热效率低。 16．【答案】（1）解： 水吸收的热量为 （2）解：消耗的天然气的体积为，天然气完全燃烧放出的热量为 （3）解：该燃气灶的效率为。 【解析】【分析】（1） 3kg水 温度升高80℃，根据热量的计算公式计算水吸收的热量； （2）根据分析可知消耗的天然气的体积为， 天然气的热值 ，根据计算天然气完全燃烧放出的热量； （3）根据效率公式计算该燃气灶的效率。 （1）水吸收的热量为 （2）消耗的天然气的体积为 天然气完全燃烧放出的热量为 （3）该燃气灶的效率为 学科网（北京）股份有限公司 $$