第十四章 内能的利用 章末综合题-2025-2026学年物理人教版（2024）九年级全一册

第14章 内能的利用 一、单选题 1．关于能量的转化和转移的描述，下列说法正确的是（　　） A．核电站发电的实质是将化学能最终转化为电能 B．汽油机在工作过程中，汽缸里的汽油燃烧时将内能转化为机械能 C．火箭从地面向上发射过程中，火箭外壳的内能增大，机械能也增大 D．子弹击中一块木块的过程中，子弹对木块做功，子弹的内能减小 2．热机的种类繁多，构造也是各式各样．生活中，我们几乎在任何地方都可以看到它的身影．下列交通工具中，不是用热机作为动力装置的是 A．火箭       B．电动自行车       C．飞机        D．汽车 3．关于热机，下列说法正确的是（　　） A．汽油吸气冲程吸入汽缸的是汽油 B．汽油机的做功冲程是将机械能转化为内能 C．汽油机的曲轴转动两圈做功一次完成四个冲程 D．汽油机工作时，对环境没有污染 4．一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是2400r/min，则此汽油机每秒完成的冲程个数和对外做功次数分别是（　　） A．完成80个冲程，对外做功20次 B．完成80个冲程，对外做功40次 C．完成40个冲程，对外做功10次 D．完成40个冲程，对外做功40次 5．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 6．下列有关内燃机的说法正确的是（    ） A．内燃机大部分冲程是依靠飞轮的惯性来完成的 B．压缩冲程是由大部分内能转化为机械能 C．柴油机吸气冲程吸入汽缸的是汽油和空气组成的燃料混合物 D．汽油机做功冲程的点火方式是压燃式 7．瓷器制作主要有手工拉胚、雕花、晾晒、烧窑等工序，下列有关说法正确的是（　　） A．拉胚时，泥团被揉成一定的形状，说明力能改变物体的形状 B．雕花时，质地均匀的泥胚密度变小 C．晾晒时，泥胚温度越高，含有的热量越多 D．烧窑时，燃料燃烧越充分，其热值越大 8．关于热机效率的说法正确的是（　　） A．使用优质燃料可以提高热机效率 B．减少各种热损失可以提高热机效率 C．燃烧更多的燃料可以提高热机效率 D．采用适当方法，热机效率可以等于或大于1 9．下列措施中不能提高热机效率的方法是（　　） A．使燃料充分燃烧 B．增加热机的传动装置 C．保证良好的润滑 D．减少热机的各种热损失 10．某家用轿车，重为1.5×104N，当车以72km/h的速度匀速直线行驶了1h，消耗汽油5.6kg，期间车受到的阻力为车重的0.08倍。已知汽油的热值为4.6×107J/kg，在此过程中，下列说法正确的是（　　） ①汽车通过的路程为72000m ②牵引力做功的功率为24000W ③汽油完全燃烧放出的热量为2.576×107J ④汽车发动机的效率为33.54% A．只有①②③正确 B．只有②③④正确 C．只有①②④正确 D．只有②③正确 二、填空题 11．如图是一款远程无人驾驶清扫车，某次，清扫车在公路上沿直线行驶了2km，用时15min，消耗了汽油0.3kg，清扫车沿直线行驶过程中牵引力做功的功率恒为4.6×10³W。（汽油的热值q=4.6×10⁷J/kg） (1)清扫车行驶过程中的平均速度是 km/h； (2)汽油机的 冲程为清扫车提供动力； (3)清扫机行驶的过程中将汽油燃烧的 能转化为清扫车的 能。这些能量无法自动地转化回去，这是因为能量的转移和转化具有 ； (4)该清扫车汽油机的效率是 %。 12．科学家正在用“以声消声”的方法开发一种新的反噪声术。简单地说，就是用话筒将噪声收集起来传送到专门的电脑进行分析，根据分析结果通过喇叭发出新的噪声，它恰好能将原来噪声的振动抵消，从而达到消除和降低噪声的目的。你分析，这种“以声消声”的技术，能量 消失（填写“有”或“没有”）；如图展示的是冰壶竞赛，冰壶向前运动时，同队有两名队员手持毛刷，在冰壶运行的前方用力左右擦刷冰面，刷冰时，使冰层表面温度升高，让表面上的冰层熔化；冰层熔化后，大大减小了摩擦力，使冰壶溜进营垒或接近营垒。在这一过程中，发生的能量转化是 。 13．九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）。 14．市场上出现了很多新能源汽车，其中的氢能源汽车选氢作为燃料，这是因为氢的 较大，另外，氢能源汽车比燃油汽车环保，这是因为燃油汽车的发动机在工作过程中排放的尾气会放出大量的 （选填“内能”或“热量”），在城市地区容易造成 效应。 三、计算题 15．氢能源是一种未来的绿色能源，中国的氢能源汽车（如图）正在蓬勃发展中。已知某品牌氢能源车输出功率为，某次行程中以的速度匀速行驶了。求： (1)行程中车所受到的牵引力为多少？ (2)若整个行驶过程中消耗了氢气，则该车的能量转化率为多少？（氢气的热值：） 16．2024年11月17日，我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想号”（如图所示）在广东广州正式入列。作为我国深海探测关键技术装备领域的重大突破，“梦想号”大洋钻探船承担着深海资源勘探、大洋科学钻探和深远海科学考察等多项使命。“梦想”号满载排水量为42600t，具备海域11000米的钻探能力，世界领先。（g取10N/kg）。请根据上述素材，回答下列问题： 燃料 热值/（） 可燃冰 煤 (1)求“梦想”号满载时受到的浮力； (2)求钻探系统的钻头在海域3000m深处受到海水的压强；（取） (3)钻探船一次在某3000米深海域开采可燃冰，求这些可燃冰的质量。（取） (4)若可燃冰的燃烧效率为90%，煤的燃烧效率为45%，那么这次开采的可燃冰相当于为我们国家节约了多少质量的煤？ 四、实验题 17．为了比较两种未知燃料的热值以及两种未知液体的比热容的大小，小明同学设计的实验如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初温相同。当燃料燃烧完时（烧杯内的液体均未沸腾），立即读取相应温度计的读数，分别为T甲、T乙、T丙，且有T甲＞T乙＞T丙。 (1)在实验中，三个烧杯中a、b液体的 （选填“质量”或“体积”）必须相同。 (2)比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验，燃料1的热值q1与燃料2的燃料值q2，有q1 q2（选填“＞”、“＝”或“＜”）。 (3)若在研究不同燃料热值的实验中记录数据如表： 燃料 加热前液体温度/℃ 燃料燃尽时液体温度/℃ 燃料的热值/（J/kg） 1 15 35 2.4×106 2 15 25 根据表中数据计算：燃料2的热值是 。通过实验得到的燃料热值与实际相比要偏 （填“大”或“小”）。 (4)以下过程不发生物态变化，初温相同、体积相同的两块金属M、N放入甲图液体里吸收了相同热量，M的末温比N的低，请画出初温相同的M、N放出相同热量Q1的温度-放出热量图像 。 五、科普阅读题 18．阅读短文，回答问题。 喷气发动机 喷气发动机分为火箭喷气发动机和空气喷气发动机。2023年，我国的长征四号丙运载火箭，成功将一颗卫星送入预定轨道。该运载火箭靠火箭喷气发动机获得推进力。 火箭喷气发动机本身带有燃料和氧化剂，不需要外界空气来助燃，其燃料有固体的和液体的。如图甲所示是液体火箭喷气发动机的工作原理示意图，燃料和氧化剂分别装在两个箱子里，由输送系统按时按景地把燃料和氧化剂喷入燃烧室，用电火花点燃，燃烧产生的气体以很高的速度从尾部喷出，对火箭产生强大的反冲推力使它前进。 空气喷气发动机本身只携带燃料，需要从外界空气中获得足够的氧来助燃。空气喷气发动机的种类很多，如图乙所示为空气涡轮喷气发动机结构图。工作过程中，机身在空气中高速前进，空气从进气口进入，被压缩机压缩后进入燃烧室和从喷雾器喷出的燃料混合，由火花塞点火燃烧，产生大量气体向后喷出，冲击燃气轮机叶轮转动，最后气体以极大的速度从尾部喷管喷出，使机身得到巨大的反冲推力向前飞行。 (1)火箭喷气发动机工作时，先将燃料的化学能转化为 能，再将其转化为火箭的 能，这个过程中相当于汽油机的 冲程； (2) （选填“火箭”或“空气”）喷气发动机不能在大气层外工作； (3)如图乙所示的空气涡轮喷气发动机工作过程中，气体温度是不断变化的。下列图像中，能大致反映气体的温度随时间变化的是________。 A． B． C． D． 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B C A C A A B B C 1．C A． 核电站发电的实质是将核能最终转化为电能，而不是化学能转化为电能，故A错误； B．汽油机是汽车的“心脏”，汽油燃烧时将化学能转化为内能，故B错误； C．火箭从地面向上发射过程中，火箭的高度增加、速度增大，根据动能和重力势能的影响因素可知，火箭的动能和势能均增大，所以火箭的机械能增大；火箭外壳和大气摩擦，机械能转化为内能，内能增大，故C正确； D．子弹击中一块木板后，克服摩擦做功，子弹的机械能转化为子弹和木块的内能，子弹和木块的内能都增大，故D错误。 故选C。 2．B 试题分析：热机原理：燃料具有化学能，在压缩冲程的末端，燃料燃烧，燃烧时化学能转化为内能，产生高温高压的燃气，推动活塞做功，内能转化为机械能． 解：火箭、飞机、汽车工作时都要使用化石能源作燃料，都是使用热机工作的． 电动自行车工作时是通过电动机工作的，没有使用热机． 故选B． 3．C A．汽油机吸气冲程吸进的是汽油和空气的燃料混合物，故A错误； B．汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能，故B错误； C．汽油机的曲轴转动两圈完成一个工作循环，包括四个冲程，只有做功冲程对外做功一次，故C正确； D．汽油机排放出的尾气中含有SO2，污染环境还会形成酸雨，故D错误。 故选C。 4．A 四冲程内燃机一个工作循环，活塞往复两次、飞轮转两周，完成四个冲程，对外做功一次，当飞轮的转速是2400r/min，即40r/s时，每秒内完成80个冲程，对外做功20次，故A正确，BCD错误。 故选A。 5．C 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。 6．A A．在内燃机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程：吸气冲程、压缩冲程和排气冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的，故A正确； B．压缩冲程中，活塞向上运动，对汽缸内的气体做功，将机械能转化为内能，而不是内能转化为机械能，故B错误； C．柴油机吸气冲程吸入汽缸的是纯净的空气，而汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气组成的燃料混合物，故C错误； D．汽油机做功冲程的点火方式是点燃式，是通过火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧；而柴油机采用的是压燃式，故D错误。 故选A。 7．A A．拉胚时，泥团发生形变，说明力可以改变物体的形状，故A正确； B．雕花时，力使物体发生形变，泥胚的密度没有发生改变，故B错误； C．晾晒时，泥胚温度越高，泥胚的内能越大，热量指的是转移过程中的内能，故C错误； D．燃料的热值与燃料是否完全燃烧无关，和燃料的种类有关，故D错误。 故选A。 8．B AC．使用优质燃料或燃烧更多的燃料不一定能增大有用功占燃料燃烧放出热量的比例，所以不一定能提高机械效率，故AC错误； B．减少各种热损失，可以减少额外功，在总功一定时，可以提高热机的机械效率，故B正确； D．额外功不能避免，所以无论采用什么方法，都不可能使热机效率等于或大于1，故D错误。 故选B。 9．B 热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。所以使燃料充分燃烧、减少热量的损失、保证良好的润滑，可以提高热机的效率，增加传动装置，可能会多做额外功，并不能减少热量的损失，甚至可能降低效率。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 10．C ①汽车的速度为 v=72km/h=20m/s 根据可知，汽车通过的路程为 s=vt=20m/s×3600s=72000m 故①正确； ②汽车在水平面上做匀速直线运动，受到的牵引力好摩擦力是一对平衡力，则 F=f=0.08G=0.08×1.5×104N=1200N 牵引力做功的功率为 故②正确； ③则消耗的燃油完全燃烧放出的热量为 Q放=qm=4.6×107J/kg×5.6kg=2.576×108J 故③错误； ④汽车牵引力做的功为 W=Fs=1200N×72000m=8.64×107J 汽车发动机的效率为 故④正确。 故选C。 11．(1)8 (2)做功 (3) 内 机械 方向性 (4) （1）清扫车行驶过程中的平均速度 （2）汽油机的做功冲程将内能转化为机械能，为清扫车提供动力。 （3）[1][2][3]清扫机行驶的过程中，汽油燃烧放出热量，驱动车子行驶，将内能转化为机械能，这些能量无法自动地转化回去，这是因为能量的转移和转化具有方向性，所以要节约能源。 （4）汽油完全燃烧放出的热量为 牵引力做功为 则该清扫车汽油机的效率 12． 没有 机械能转化为内能 [1]根据能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失。这种“以声消声”的技术，能量并没有消失，而是产生了新的噪声，它恰好能将原来噪声的振动抵消。 [2]刷冰时，冰面的温度升高，这是摩擦生热现象，该过程中将机械能转化为内能。 13． 8.6×107 不变 36% [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。 14． 热值 热量 温室 [1]氢具有较高的热值，与质量相同的其它燃料相比，完全燃烧放出的热量更多。 [2][3]燃油汽车的发动机在工作过程中，通过排气冲程把废气排出汽缸，废气不仅带走了相当多的热量，还排出大量的有害、有毒物质。其中的二氧化碳加剧了全球的温室效应，使地球气温上升，冰层熔化。 15．(1)4×103N (2)40% （1）已知车的输出功率 行驶速度，由 可得，行程中车所受到的牵引力为 （2）已知整个行驶过程中消耗了0.4kg氢气，根据热量公式，则氢气完全燃烧放出的热量 根据，该车在行驶过程中做的有用功 则该车的能量转化率为 16．(1) (2) (3) (4) （1）“梦想”号满载时受到的浮力 （2）钻头受到海水的压强为 （3）这些可燃冰的质量为 （4）可燃冰完全燃烧放出的热量为 实际利用的热量 煤的质量为 17．(1)质量 (2) 甲、乙 ＞ (3) 1.2×106 小 (4) （1）根据控制变量法的要求， 在探究两种未知燃料的热值的实验中，需使用不同的燃料加热质量相等的两种液体；在探究两种未知液体的比热容的大小在实验中，需用相同的燃料加热质量相同的不同液体，所以实验中三个烧杯中a、b液体的质量必须相等。 （2）[1]为了比较热值大小，要用不同的燃料，加热质量相同的同一种液体，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，故应选择甲、乙两图进行实验。 [2]由题意知，甲、乙两实验烧杯中液体的初温相等，末温T甲＞T乙，则Δt甲＞Δt乙；由图甲、乙所示实验可知，两烧杯中的液体种类即比热容c、质量m都相等，由公式可知，Q甲＞Q乙，燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收，则燃料释放的热量Q1＞Q2，由于甲、乙两实验所使用的燃料质量m相同而种类不同，由可知，q1＞q2。 （3）[1]完全燃烧的燃料质量相等，甲、乙两图中质量相等的液体a升高的温度之比为T甲：T乙＝（35℃-15℃）：（25℃-15℃）＝2：1 不计热量损失，有m燃料q＝cm液体Δt，在m燃料、c、m液体相等时，q与Δt成正比，由于所以T甲∶T乙＝2∶1，所以燃料1、2的热值之比为q1∶q2＝2∶1，由于燃料1的热值为2.4×106 J/kg，所以燃料2的热值为 [2]因燃料不能完全燃烧，且存在热散失，燃料燃烧放出的热量没有全部被液体吸收，所以测得的热值会偏小。 （4）根据题意可知，M、N的初温相同，吸收相同热量后，M的末温比N的低，这说明M的温度变化较小；则初温相同的M、N，放出相同的热量后，M的温度变化小，所以M的末温高，如图所示： 18．(1) 内 机械 做功 (2)空气 (3)C （1）[1][2][3]喷气发动机工作过程中燃料的化学能先转化为内能，燃烧产生的气体以很高的速度从尾部喷出，对火箭产生强大的反冲推力使它前进，内能再转化为机械能，故这个过程中相当于汽油机的做功冲程。 （2）空气喷气发动机本身只携带燃料，需要从外界空气中获得足够的氧来助燃，大气层外没有足够的氧气，故空气喷气发动机不能在大气层外工作。 （3）从能量转化的角度看，内燃机在压缩冲程中，将机械能转化为内能，所以燃气的温度升高；在做功冲程中，气体推动活塞对外做功，将气体的内能转化为活塞的机械能，燃气温度降低，即气体温度先升高后降低，故ABD不符合题意，C符合题意。 学科网（北京）股份有限公司 $$