第十四章 内能与热机 自我评估 课件 2025-2026学年沪粤版物理九年级上册

第十四章 内能与热机 自我评估 1. 有关能量的转移、转化和利用，下列说法正确的是（　　） A. 电烤炉取暖，是电能转移到人体 B. 钻木取火，是内能转化为机械能 C. 中医提倡的热水泡脚，是通过热传递的方式增大脚部的内能 D. 用嘴对着手哈气取暖，主要是通过做功的方式增大手的内能 C 2. 如图1所示，在试管内装适量水，用带玻璃管的胶塞塞住，加热试管使水沸腾，小叶轮转动。下列说法正确的是 （　　） A. 叶轮转动，此现象与热机工作原理相同 B. 水被加热，是通过做功使水的内能增加 C. 燃料燃烧，其内能转化为化学能 D. 水蒸气推动叶轮转动，水蒸气内能增加 A 3. 涡轮喷气发动机工作时，空气通过进气口进入压气机被压缩，再进入燃烧室与燃料混合后燃烧，产生的高温高压燃气推动涡轮转动并从尾喷管高速喷出，从而获得动力，其基本结构如图2所示。下列判断正确的是（　　） A. 涡轮喷气发动机不属于热机 B. 燃料和压缩空气混合后，其热值增大 C. 燃料燃烧越充分，发动机的效率就越高 D. 燃气推动涡轮转动时相当于内燃机的压缩冲程 C 4. 内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。如图3所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动1800圈（q汽油=4.6×107J/kg），则下列说法正确的是（　　） A. 图中所示冲程是做功冲程 B. 若该汽油机完全燃烧5kg汽油， 则汽油机做的有用功为6.9×107J C. 该汽油机在1s内做功30次 D. 汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 B 5. 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 D 6. 如图4所示是实践小组同学用塑料瓶制作的水火箭。他们先在瓶里装适量水，然后将带有喷嘴的橡胶塞插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气；当橡皮塞脱落时，水从火箭尾部瓶口向下喷出，水火箭向上飞向空中。下列有关水火箭上升过程中的说法正确的是（　　） A. 瓶内气体通过热传递方式减小内能 B. 水火箭喷水上升过程中瓶内气体温度升高 C. 水火箭升空时与热机做功冲程工作原理相似 D. 水火箭升空时机械能转化为水和气体的内能 C 7. 物理兴趣小组用煤炉给10kg的水加热，同时绘制了加热过程中水温随时间变化的曲线，如图5所示。若6min内共燃烧了0.6kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤的热值取3×107J/kg。下列判断正确的是（　　） A. 将煤磨成粉末，可以增大煤的热值 B. 此次加热过程中水吸收的热量为 2.52×105J C. 此次加热过程中的效率为14% D. 煤的热值表示煤完全燃烧可以释放3×107J的热量 C 8. 《宋史·兵志》记载：“又造突火枪，以钜竹为简，内安子窠（弹丸），如烧放，焰绝然后子窠发出，如炮声，远闻百五十余步。”如图6所示，弹丸被喷出的过程主要发生的能量转化是          能转化为      能，该能量转化与汽油机四冲程中的        冲程相似。 内 机械 做功 9. 汽油机是热机的一种，如图7甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在    冲程，其能量转化情况与        （选填“乙”或“丙”）图相同，如果此汽油机1s做功20次，则汽油机曲轴转速为          r/min。 做功 乙 2400 10. 如图8所示，神舟飞船返回舱在穿越大气层返回地面时，与大气层摩擦，将     能转化为     能，这与图中汽油机的       （选填“甲”或“乙”）冲程一致。 机械 乙 内 11. 如图9是一位“发明家”设计的一种永动机。设想“利用上水池的水使水轮发电机发电，然后，利用发电机发出的电能驱动抽水机把下水池的水再抽回上水池（一部分电能供用电器使用）。这样不断循环下去，就可以制成一个永动机”。这个永动机              （选填“能”或“不能”）持续运转。实际中，抽水机和发电机工作时会发热，有一部分能量转化为      能。一段时间内，抽水机向上的抽水量           （选填“大于”“等于”或“小于”）经水轮发电机流下来的水量。 不能 内 小于 12. 已知焦炭热值为3.34×107J/kg，100g焦炭完全燃烧放出的热量为       J。不计热量损失，这些热量最多可将      千克的冰熔化（已知将1千克0℃的冰完全熔化成0℃的水需吸收热量334kJ）。用天然气将一壶水烧开，水壶中水的温度升高内能增大，利用了      方式改变了水的内能。 3.34×106 10 热传递 13. 如图10所示甲是四冲程内燃机工作循环中的      冲程。若此内燃机曲轴的转速是3000r/min，每秒对外做功      次。物理兴趣小组利用塑料瓶制作的“水火箭”如图乙所示，其原理是压缩空气使水从“火箭”尾部向下喷出，推动“火箭”飞向空中，上升过程中“水火箭”瓶内气体的内能      （选填“增大”“不变”或“减小”）。 做功 25 减小 14. 2024年12月28日，西安市长安区太乙宫街道沙场村、新一村二期天然气正式投入使用。与传统燃料相比，天然气的优点是：            （写出一条即可）。村民李小莉用天然气将体积为2L，初温为20℃的水加热到100℃用来做饭，此过程中的加热效率为60%，水吸收的热量是       J，此过程需要消耗的天然气为      m3。（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）， q天然气＝3.5×107J/m3） 污染小 6.72×105 0.032 15. （1）（3分）请在如图11坐标系中画出煤油的热值与其完全燃烧所放出的热量Q的关系图像。 （2）（4分）如图12甲是汽油机吸气冲程的示意图，请仿照图甲，在图乙中画出排气冲程中进气门、排气门的开闭情况和活塞的运动方向（用“↑”或“↓”表示）。 16. （6分）暑假小林跟父母到海边玩，他光着脚踩在沙滩上，感到沙子烫脚，踏入水中时，觉得水比较凉，他猜想不同物质吸热能力可能不同。为验证他的猜想，小林设计如下实验： （1）如图13甲所示，两只烧杯中需要分别装入初温相同且___________相等的液体A和液体B，除图中已有的实验器材外，还需要的测量工具是 ___________________； （2）用相同的酒精灯加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔相同的时间记录一次温度。根据实验数据绘制成温度与时间的关系图像，如图乙所示。实验中两种液体吸收热量的多少可通过比较________________________； 或“D”）。 质量 天平和秒表 加热时间 （3）分析图像可知，液体________（均选填“A”或“B”）的比热容较大； （4）若液体A和B中有一种液体是水，另一种液体的比热容比水小，已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg·℃），则另一种液体的比热容是________ J/（kg·℃）； （5）如图丙是我国沿海地区和内陆沙漠地区同一天气温变化曲线，请你判断沿海地区一天气温变化所对应的曲线是_____（选填“C”或“D”）。 B D 2.1×103 17. （7分）为比较酒精和煤油热值的大小，小小制定了以下实验方案： （1）取 相同的酒精和煤油作燃料，制成酒精灯和煤油灯；两灯同时点燃后分别给两杯 和初温都相同的水加热（烧杯质量也相同）如图14所示；通过观察 的变化，由此判断两种燃料热值的大小。请根据小小的设计方案回答： （2）当两灯燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是90℃，乙装置中温度计的读数是80℃，由此判断 的热值比较大。 质量 质量 煤油 温度计示数 （3）实验中燃料燃烧放出的热量，通过             方式使水的内能增大。 （4）根据Q吸＝cm水（t－t0）计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出煤油的热值，发现结果与资料中给出的煤油热值相比         （选填“偏大”或“偏小”）。结合装置图，分析原因：                      。（只写出一条即可） 热传递 偏小 热量的直接散失 18. （6分）小李想测量蜡烛的热值，他利用如图15所示的装置进行测量，A容器内装有150g的水，防风罩B的下端开了通气孔。 （1）为完成实验，还需要的测量工具是      和      ； （2）实验中，小李是通过计算       （选填“加热时间”或“水吸收的热量”）间接可知蜡烛燃烧放出的热量； （3）实验中，水的温度升高内能增加，这是通过      的方式改变物体的内能； （4）实验前后，小李测量的数据如表所示，则蜡烛的热值约为       J/kg； （5）小李跟同学讨论后，认为实验中测出的蜡烛的热值跟真实值相比偏      。 温度计 天平 水吸收的热量 热传递 1.575×107 小 19. (6分)质量为1kg的铁锅中加有1.5L初温20℃的水，放入煤气灶上加热，经过300s后，将水加热到100℃消耗了0.024kg的煤气。已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤气的热值为4.2×107J/kg。求： （1）水的内能增加了多少J； （2）煤气完全燃烧放出的热量为多少J； （3）煤气灶烧水的效率。 19. 解：（1）水的质量为： m水＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×1.5×10-3m3＝1.5kg， 水吸收的热量为： Q吸＝c水m水（t－t0）＝4.2×103J/（kg·℃）×1.5kg×（100℃－20℃）＝5.04×105J， 即水的内能增加了5.04×105J； （2）煤气完全燃烧放出的热量为： Q放＝mq＝0.024kg×4.2×107J/kg＝1.008×106J； （3）煤气灶烧水的效率为： 20. (6分)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16所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在6min内完全燃烧了0.12kg的天然气（每分钟放热相同）。水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值为5×107J/kg。 （1）完全燃烧0.12kg天然气释放 的热量为多少J？ （2）“0～2min”水吸收的热量为多少J？ （3）在烧水过程中，“0～2min”、“2～4min”、“4～6min”请判断哪个时间段热效率最高？最高热效率为多少？ 21. (6分)如图17所示是某老师自制的教具，他在矿泉水瓶侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验前从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精蒸汽，纸筒即刻飞出。关于此实验的下列分析： （1）酒精不完全燃烧时热值将      （选填“变大”“变小”或“不变”）； （2）能闻到酒精的气味说明分子在            ； （3）燃气推动纸筒飞出的过程中，将内能转化 为      能，相当于内燃机的      冲程； （4）纸筒飞出后瓶内气体的内能将       （选填“增大”“不变”或“减小”），温度 将      （选填“升高”或“降低”）。 不变 不停地做无规则运动 机械 做功 减小 降低 22. (7分)如图18所示，这是物理学家焦耳设计并制作的实验装置。装置中的两个配重重力不等，释放后大配重下降，小配重上升；通过反复对调左右两个配重，会使动叶轮不停地转动，从而导致热量计中水的温度上升，实现能量转化。实验中科学家某次测得数据如下： 小配重重力G小＝100N，大配重重力G大＝520N， 每升降一次配重各自移动的距离h＝1m，热量计 中水的质量m＝500g，升降次数与水温变化的关系： 升降次数 1 2 3 4 5 6 温度变化/℃ 0. 2 0.39 0.59 0.78 0.98 1.18 （1）请计算配重升降一次对动叶轮做功是           J。 （2）水温度升高0.2℃相当于吸收了         J的热量。 （3）在该实验中     能转化为    能，根据第一组数据减小的机械能    （选填“大于”“小于”或“等于”）增加的内能。 （4）本实验中的误差来源            （写出一条即可）。 （5）焦耳在这个实验的基础上继续研究，率先提出了                定律。 420 420 机械 内 等于 克服摩擦做功 能量守恒 23. (7分)随着人们生活水平的提高，汽车已经进入千家万户，它给我们的生活提供了便利，促进了社会的发展。请你解答： （1）当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率会        （选填“升高”“降低”或“不变”）。 （2）汽车发动机的一个工作循环包括如图19所示的四个冲程，请按一个工作循环的过程，将四个冲程图重新排序：                                ，图            所示的冲程是给汽车提供动力的。 （3）汽车刹车的过程中，机械能转化为           能散失到空气中。 降低 丙、甲、丁、乙 丁 内 （4）小明同学阅读了某型号汽车发动机的说明书后，将发动机的能量流向制成了如图20所示的图表，请根据给出的信息计算；完全燃烧0.21kg的汽油能够获得        J的能量，这些能量能产生                J的有用功。（汽油的热值为4.6×107J/kg） （5）在（4）中汽油完全燃烧释放出的热量可以使100kg的水从30℃升高到    ℃。【已知c水＝4.2×103J/（kg·℃）】 9.66×106 2.898×106 53 第十四章 内能与热机 自我评估 一、单项选择题 1. C 2. A 3. C 4. B 5. D 6. C 7. C 二、填空题 8. 内；机械；做功 9. 做功；乙；2400 10. 机械；内；乙 11. 不能；内；小于 12. 3.34×106；10；热传递 13. 做功；25；减小 14. 污染小；6.72×105；0.032 三、作图题 15. （1）如图1所示 (2)如图2所示 四、实验题 16. （1）质量；天平和秒表；（2）加热时间； （3）B；（4）2.1×103；（5）D 17. （1）质量；质量；温度计示数 （2）煤油 （3）热传递 （4）偏小；热量的直接散失 18. （1）温度计；天平；（2）水吸收的热量；（3）热传递；（4）1.575×107；（5）小 19. 解：（1）水的质量为： m水＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×1.5×10-3m3＝1.5kg， 水吸收的热量为： Q吸＝c水m水（t－t0）＝4.2×103J/（kg·℃）×1.5kg×（100℃－20℃）＝5.04×105J， 即水的内能增加了5.04×105J； （2）煤气完全燃烧放出的热量为： Q放＝mq＝0.024kg×4.2×107J/kg＝1.008×106J； （3）煤气灶烧水的效率为： 六、综合能力题 21. （1）不变；（2）不停地做无规则运动；、（3）机械；做功；（4）减小；降低 22. （1）420 （2）420 （3）机械；内；等于 （4）克服摩擦做功 （5）能量守恒 23. （1）降低 （2）丙、甲、丁、乙；丁  （3）内（4）9.66×106；2.898×106 （5）53 $$