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．我国在柴油机的研制上已将本体热效率突破53%。在柴油机的四个冲程中，内能转化为机械能的是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 2．用图装置给水壶的水加热一段时间后，燃料燃烧放出的热量为8.4×105J，水吸收的热量为6.0×105J，炉具内的液体燃料减少了0.02kg，若这0.02kg的燃料完全燃烧，可以释放的热量为9×105J，则该液体燃料的热值是（　　） A．2.4×105J/kg B．2.4×107J/kg C．4.5×107J/kg D．3×107J/kg 3．4月24日17时17分，航天员陈冬、陈中瑞、王杰乘坐神舟二十号飞船奔向中国空间站，入轨约6.5小时后，采用自主快速交会对接模式对接天和核心舱，形成三船三舱组合体，与神舟十九号乘组“太空会师”。下列说法正确的是（    ） A．火箭上升过程中相对于地面是静止的 B．火箭加速升空过程中机械能保持不变 C．火箭加速升空的过程中惯性逐渐变大 D．空间站的太阳能电池板工作时，将太阳能转化为电能 4．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 5．2025年4月24日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遥二十运载火箭发射升空。关于火箭发动机，下列说法正确的是（　　） A．火箭发动机使用比热容大的燃料 B．火箭燃料燃烧越充分，热值越大 C．火箭发动机主要通过热传递获得机械能 D．火箭发动机属于热机 6．2025年4月24日是第十个中国航天日。小振用可乐瓶制作出水火箭，如图所示，先在瓶里装适量水，旋紧瓶塞，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，用打气筒往瓶里打足气，打开阀门后，水从金属管向下喷出，水火箭竖直向上飞向空中。下列分析正确的是（　　） A．水火箭上升过程中，水火箭瓶内气体的内能在不断增加 B．水向下喷出时，通过热传递的方式减小了瓶内空气的内能 C．升空时，水火箭内气体对水向下的力与水对它向上的力是一对平衡力 D．打气筒将空气压入水火箭内的能量转化与汽油机的压缩冲程相同 7．下列汽油机工作的一个循环中，对外做功之后的冲程是（　　） A． B． C． D． 二、填空题 8．九洲大道快速化改造时用到了挖掘机，其动力由柴油机提供.若完全燃烧2kg柴油能释放 J的能量，油箱中剩余柴油热值 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。该柴油机能量流向如题图所示，则其效率为 （柴油的热值为4.3×107J/kg）。 9．物理科技文化节中，同学们展示了自制水火箭，结构如图所示。在塑料瓶中装入适量水，用带有打气管的瓶塞将瓶口塞住，发射时用打气筒向瓶内打气，当瓶内压强足够大时，瓶内的水向下喷出，水火箭升空。用打气筒将空气压入水火箭的能量转化与汽油机的 （选填“压缩”或“做功”）冲程相同；水火箭上升过程中，瓶内气体的内能 （选填“增加”“减少”或“不变”）。 10．实验小组的同学了解到一种新型液体燃料——甲醇，他们想利用如图所示的实验器材测量甲醇的热值。在空酒精灯内加入适量甲醇，在空烧杯内加入400g的水，1标准大气压下，测得水的初温为25℃，点燃甲醇灯开始加热，当水恰好沸腾时，立即熄灭灯，测得消耗甲醇15g。此过程中，烧杯内水吸收的热量为 J，若使用该装置加热水的效率为40%，甲醇的热值为 J/kg。使甲醇燃烧更充分， （选填“能”或“不能”）提高该装置加热水的效率。[c水=4.2×103J/(kg·℃)] 11．长征七号改运载火箭于2025年3月30日0时05分发射成功，火箭加速升空过程中，火箭外壳与大气摩擦温度迅速升高，这是通过 方式改变内能的。长征七号改运载火箭首次采用了我国最新研制的大推力液氧煤油发动机，液氧煤油燃料的热值较高，为，若火箭升空时装载120t液氧煤油，则这些燃料完全燃烧放出的热量为 J。 三、实验题 12．根据图所示实验回答下列问题。 (1)如图所示，在试管中装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出。加热时是通过 方式改变水内能的；水蒸气把塞子冲出去过程中的能量转化和四冲程汽油机的 冲程相同； (2)如图所示，用酒精灯、烧杯、试管、温度计等器材比较水和煤油的吸热情况。试管中的水和食用油的 相同，加热过程中，水和煤油吸收热量的多少是通过 来判断的，煤油的温度升高的多，说明 的比热容大。 四、计算题 13．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？ 14．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 答案 C C D D D D D 1．C 【详解】柴油机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程中机械能转化为内能；二是做功冲程中内能转化为机械能，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2．C 【详解】由Q放=mq可知该液体燃料的热值 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3．D 【详解】A．火箭上升过程中，以地面为参照物，火箭与地面之间的位置在变化，所以火箭相对于地面是运动的，故A错误； B．火箭加速升空过程中，火箭的动能在增加，重力势能在增加，所以火箭的机械能也在增加，而不是保持不变，故B错误； C．物体惯性的大小只与物体的质量有关；火箭加速升空过程中，随着火箭内部燃料的减少，其总质量在减小，所以其惯性在逐渐减小，故C错误； D．空间站的太阳能电池板工作时，将太阳能转化为电能，供空间站使用，故D正确。 故选D。 4．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。 5．D 【详解】A．火箭发动机需要燃料释放大量能量，因此应选择热值大的燃料，而非比热容大的燃料，比热容大与燃料释放的总能量无关，故A错误； B．热值是燃料的固有属性，与是否充分燃烧无关，燃烧充分只能提高能量利用率，但不会改变热值，故B错误； C．火箭发动机通过燃料燃烧产生高温高压气体，喷出时对外做功，将内能转化为机械能，属于通过做功获得机械能，而非热传递，故C错误； D．热机是将内能转化为机械能的装置，火箭发动机通过燃烧燃料获得内能，并转化为机械能，符合热机的定义，故D正确。 故选D。 6．D 【详解】A．水火箭上升过程中，水从金属管向下喷出，气体的内能转化为火箭的机械能，所以水火箭瓶内气体的内能在不断减小，故A错误； B．水向下喷出时，气体的内能转化为火箭的机械能，通过做功的方式减小了瓶内空气的内能，故B错误； C．升空时，水火箭内气体对水向下的力的受力物体是水，水对水火箭向上的力的受力物体是水火箭，两个力的受力物体不是相同物体，所以不是一对平衡力，故C错误； D．打气筒将空气压入水火箭内的能量转化是将机械能转化为空气的内能，汽油机的压缩冲程是将机械能转化为汽缸内气体的内能，所以打气筒将空气压入水火箭内的能量转化与汽油机的压缩冲程相同，故D正确。 故选D。 7．D 【详解】对外做功之后的冲程是排气冲程。 A．图中的进气门打开，活塞下行，是吸气冲程，故A不符合题意； B．图中的气门关闭，活塞上行，是压缩冲程，故B不符合题意； C．图中的气门关闭，活塞下行，火花塞打火，是做功冲程，故C不符合题意； D．图中的排气门打开，活塞上行，是排气冲程，故D符合题意。 故选D。 8． 8.6×107 不变 36% 【详解】[1] 根据热值公式（其中为燃料完全燃烧放出的热量，为燃料的质量，为燃料的热值），则完全燃烧2kg柴油释放的能量。 [2]热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、是否完全燃烧等因素无关，所以油箱中剩余柴油热值不变。 [3]由图可知，废气带走的能量，附属设备损耗的能量，传动部件损耗的能量，那么输出有用功的能量占比为，即柴油机的效率为。 9． 压缩 减少 【详解】[1][2]汽油机的压缩冲程是由机械能转化为内能，用打气筒将空气压入水火箭，当外界对物体做功时，物体的内能增大，伴随着能量转化是由机械能转化为内能，所以用打气筒将空气压入水火箭的能量转化与汽油机的压缩冲程相同；水火箭上升过程中，瓶内气体对外做功，内能转化为机械能，所以内能减少。 10． 1.26×105 2.1×107 能 【详解】[1]1标准大气压下，水的沸点是100℃，水吸收的热量为Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.4kg×(100℃-25℃)=1.26×105J [2]甲醇完全燃烧放出的热量为 甲醇的热值为 [3]加热效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，使燃料燃烧更充分，可以提高燃料的利用率，可以提高加热水的效率。 11． 做功 【详解】[1]火箭加速升空过程中，火箭外壳与大气摩擦，将机械能转化为内能，这是通过做功的方式改变内能的。 [2]这些燃料完全燃烧放出的热量 12．(1) 热传递 做功 (2) 质量 加热时间 水 【详解】（1）[1]加热时水吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递方式改变水的内能。 [2]水蒸气把塞子冲出去过程中水蒸气对塞子做功，内能转化为机械能，能量转化和四冲程汽油机的做功冲程相同。 （2）[1]比较水和煤油的吸热能力的实验中，根据控制变量法，要控制试管中的水和食用油的质量相同。 [2]实验中用同一热源加热，单位时间内水和煤油吸收热量相同，根据转换法，水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间来判断的。 [3]加热相同时间，吸收相同热量，煤油的温度升高的多，说明水的比热容大。 13．(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。 14．(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 $$