第十四章 内能的利用 单元练习-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． 如图是国产新能源汽车中的一款插电式混合动力汽车，同时使用电动机和内燃机，其内燃机热效率最高可达43%；此外，其拥有快捷语音助手，可实现车外语音控制自动泊车和开关门等功能。分析该种新能源汽车，不是其提升热机效率的方法有（　　） A．尽量使用热值大的燃料 B．优化冲程控制，让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全 C．使用粘度低的机油进而减少热机内部各部件间的摩擦 D．车型设计中，采用高效传动和轻量化车身，进而减重 3．小明自制了如图所示的“水火箭”。用打气筒对水火箭打气，水向下喷出，水火箭一飞冲天。下列说法正确的是（    ） A．打气后气筒会发热，这是通过热传递改变气筒的内能 B．水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程 C．上升过程中，水火箭瓶内气体的内能减少 D．水火箭冲天时受到向上的推力，推力的施力物体是空气 4． 如图是国产新能源汽车中的一款插电式混合动力汽车，同时使用电动机和内燃机，其内燃机热效率最高可达43%；此外，其拥有快捷语音助手，可实现车外语音控制自动泊车和开关门等功能。分析该种新能源汽车，不是其提升热机效率的方法有（　　） A．尽量使用热值大的燃料 B．优化冲程控制，让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全 C．使用粘度低的机油进而减少热机内部各部件间的摩擦 D．车型设计中，采用高效传动和轻量化车身，进而减重 5．近期，泰山景区出现了一道独特的风景线，机器狗正式“上岗”当起了“挑山工”，有效解决了垃圾清运和物资运输难题。机器狗背着一定质量的物体匀速爬升时，下列说法正确的是（　　） A．此过程中机器狗的动能转化为重力势能 B．电池的电能全部转化为机器狗的机械能 C．快速跑步爬升要比正常爬升时做功更快 D．机器狗的重力势能变大，同时惯性变大 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 8.2024年1月，来自广西南宁的11位“砂糖橘”勇闯哈尔滨的新闻和视频霸占了各大网站和平台的头条，这群可爱的小朋友在黑龙江游学的一举一动都受到了全国网友的关注。下列与哈尔滨有关说法正确的是（　　） A．看冰雕，冰在熔化过程中，温度不变，内能不变 B．玩滑雪，滑雪板宽大，是为了减小压强，滑雪杖的端部尖细，是为了增大压强 C．泡澡堂，澡堂里热气腾腾，是水池里的热水汽化形成的白色水蒸气 D．烤肉串，木炭燃烧的越旺，木炭的热值就越大 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．如图所示是某老师的自制教具，他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时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，点燃瓶内酒精后，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”、“不变”），酒精燃烧过程中，化学能转化为　 　能； （2）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； （3）纸筒飞出后瓶内气体的内能将　 　（选填“变大”、“变小”、“不变”），温度将　 　（选填“升高”、“降低”）。 三、实验探究题 14．小明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”，同时又探究了“不同燃料燃烧的放热能力”，他设计了两组实验装置如图所示： （1）在探究“不同燃料燃烧的放热能力”应选用　 　（选填“甲”或“乙”）组器材，除了图中已经呈现的器材，这两个实验都还要用到的另一个测量工具是　 　； （2）根据甲组实验的数据绘出了沙子和水的温度变化图像，如图丙所示，则沙子的比热容是　 　；； （3）小明购买了一盒薯片，取出几片用上述方法测出薯片的热值为，该测量值与真实值相比　 　（选填“偏小”或“偏大”），其原因可能是　 　。 四、综合题 15．燃气灶烧水时，把质量为2kg、初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.02m3天然气（假设天然气完全燃烧）．已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值为8.4×107J/m3.求： （1）水吸收的热量； （2）天然气完全燃烧放出的热量； （3）燃气灶烧水时的效率． 16．太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太阳能热水器已走进千家万户。如图所示，某家庭太阳能热水器阳光照射时，平均每小时吸收的太阳能，若热水器吸收8h的太阳能，可以使质量为100kg的水温度升高50℃。已知水的比热容是，天然气的热值是。求： （1）水吸收的热量是多少； （2）该太阳能热水器的效率是多少； （3）若这些水吸收的热量由天然气来提供，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需要完全燃烧天然气多少？ 《第十四章 内能的利用》参考答案 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．A 【详解】增大热机效率的方法：1.尽量减少各种热损失；2.使燃料完全燃烧，保持良好的润滑；3.减少摩擦损失的能量。 A．使用热值大的燃料，只是相同质量的燃料可以放出更多的能量，但是不能改变能量的转化率，不能提高热机的效率，故A符合题意； B．使燃料燃烧的更充分，可以提高能量的利用率，即提高热机效率，故B不符合题意； C．热机内部的摩擦是额外功产生的最主要的原因，减少摩擦可以提高热机效率，故C不符合题意； D．减少车本身的自重，可以减少轮胎与地面的摩擦，可以提高热机效率，故D不符合题意。 故选A。 3．C 【详解】A．打气后气筒会发热，是因为打气时活塞压缩气体做功，使气体内能增加，通过做功的方式改变气筒内能，并非热传递，故A错误； B．水从水火箭中喷出，是高压气体对外做功，将内能转化为机械能，而内燃机排气冲程是排出废气，没有能量转化，二者不同，故B错误； C．上升过程中，水火箭内高压气体推动水向下喷出，对外做功，自身内能减少，故C正确； D．水火箭冲天时，水向下喷出，根据力的作用是相互的，水对水火箭有向上的反作用力，施力物体是水，不是空气，故D错误。 故选C。 4．A 【详解】增大热机效率的方法：1.尽量减少各种热损失；2.使燃料完全燃烧，保持良好的润滑；3.减少摩擦损失的能量。 A．使用热值大的燃料，只是相同质量的燃料可以放出更多的能量，但是不能改变能量的转化率，不能提高热机的效率，故A符合题意； B．使燃料燃烧的更充分，可以提高能量的利用率，即提高热机效率，故B不符合题意； C．热机内部的摩擦是额外功产生的最主要的原因，减少摩擦可以提高热机效率，故C不符合题意； D．减少车本身的自重，可以减少轮胎与地面的摩擦，可以提高热机效率，故D不符合题意。 故选A。 5．C 【详解】A．机器狗匀速爬升时速度v不变，动能不变，因此动能未转化为重力势能，故A错误； B．机器狗工作时存在摩擦、发热等能量损耗，电池的电能不能全部转化为机械能，故B错误； C．功率 快速爬升时时间t更短，而克服重力做功 相同，因此功率更大，故C正确； D．高度h增加，重力势能变大；惯性仅由质量决定，机器狗和所背物体的总质量未变，惯性不变，故D错误。 故选C。 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．B 9．30；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．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．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．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． （1）不变；内 （2）机械；做功 （3）变小；降低 14．（1）乙；天平 （2） （3）偏小；存在热损失 15．解：（1）在此过程中，水吸收的热量：Q吸=c水m（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）=6.72×105J； （2）天然气完全燃烧放热：Q放=Vq=8.4×107J/m3×0.02m3=1.68×106J； （3）燃气灶烧水的效率：η= [Q吸/ Q放]×100%= [6.72×105J/1.68×106J]×100%=40%． 16．（1）解： 水吸收的热量： （2）解：吸收的太阳能： 太阳能热水器的效率： （3）解： 需要完全燃烧天然气， 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 学科网（北京）股份有限公司 $$