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．关于内燃机下列说法正确的是（　　） A．四冲程内燃机工作过程只有一个工作循环 B．汽油机和柴油机汽缸顶部都有一个火花塞 C．汽油机是内燃机，柴油机不是内燃机 D．汽油机和柴油机都有做功冲程 2．一台柴油机中的燃料完全燃烧放出了8×107 J的热量，共计损失了4.8×107 J能量，下列说法错误的是（　　） A．该柴油机的效率为40% B．用来做有用功的能量为3.2×107 J C．通过科技进步，在未来可以实现能量零损失 D．减少机械间的摩擦可以提高热机效率 3．10月15日上午，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将云海一号04星发射升空。下列相关描述正确的是（　　） A．火箭升空的过程中，其含有的热量逐渐增大 B．火箭升空时大量“白气”涌向四周，属于扩散现象 C．火箭升空时与大气摩擦产生热，这是通过做功的方式改变物体内能 D．火箭选用液态氢作燃料，是因为液态氢的热值较小 4．两台四冲程汽油机在相同时间内，甲做的有用功是乙的3倍，甲机的热机效率是20%，乙机的热机效率是25%，则甲、乙两机消耗的汽油质量之比是（　　） A．12：5 B．5：12 C．15：4 D．4：15 5．烤肉对陕西来说是一种文化，一年四季都必不可少，尤其在陕西关中地区到了夏季，街头巷尾随处可见，就是这一把把烤肉承载了几代人的情怀。如图所示，是羊肉串架在炭火上烤的情景．关于烤羊肉串涉及的物理现象，下列说法中不正确的是（    ） A．肉烤熟是通过热传递的方式改变其内能 B．肉温度越高，所含热量越多 C．木炭在燃烧的过程中，热值不变 D．烧烤时边烤边撒佐料，利用了温度越高扩散现象越快 6．喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图甲）；扭转瓶子（如图乙）；轻轻扰动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾（如图丙）。图乙和图丙所示的过程，分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似，这两个冲程是（　　） A．吸气冲程和压缩冲程 B．压缩冲程和做功冲程 C．做功冲程和排气冲程 D．压缩冲程和排气冲程 7．周师傅在火宫殿炸制臭豆腐已有20多年。下列说法正确的是 （    ） A．将臭豆腐放入油锅中炸制并不断翻动，主要通过做功的方法来增加臭豆腐的内能 B．臭豆腐吸热升温，含有的热量增加 C．木炭未完全燃烧时热值变小 D．闻到香味是由于分子不停地做无规则运动 8．2022年11月30日7时33分，神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站，两个航天员乘组首次实现“太空会师”。下列说法正确的是（　　） A．火箭发射升空的发动机不属于热机 B．火箭燃料燃烧越充分，其热值越大 C．燃料用了一部分后，质量变小，热值不变 D．燃料燃烧释放的热量越多，热机效率越高 二、填空题 9．在内燃机中汽油机的使用是非常广泛的，下图是汽油机的 冲程，这个冲程中将燃气的内能转化为 能。 10．我国在能源的合理开发与利用方面，取得了瞩目的成就。2023年4月12日，中国“人造太阳”可控核聚变装置成功运行403秒，该装置是为了开发利用 能；电动汽车越来越普及，许多电动汽车安装了能量回收装置，其中一种能量回收方式是踩下制动踏板时，将 能转化为电能，再将电能转化为 能储存在蓄电池里。 11．新疆的达坂城号称“百里风区”，当地的民谣说：“达坂城，老风口，大风小风天天有，小风翻歪树，大风飞石头。”要实现中国2030年前“碳达峰”的目标，需大力发展风力发电，如图所示，风力发电站将 转化为 。 12．如图甲是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，它此时处于 冲程，其能量转化情况与 （选填“乙”或“丙”）图相同。如果此汽油机飞轮的转速为3000r/min，那么1秒内完成 个冲程。当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，汽油机的工作效率会 （选填“增大”、“不变”或“减小”），汽油机常用水作为冷却剂是因为水的 大。 13．在如图所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图，与压缩冲程原理相同的是 图所示的演示实验；汽油机利用内能来做功的冲程是 图。此单缸四冲程汽油机，飞轮转速是2400r/min，该汽油机每秒钟内完成 个冲程。 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？ 《第十四章 内能的利用》参考答案 1．D 【详解】A．四冲程内燃机工作过程有无数个工作循环，故A错误； B．汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部有一个喷油嘴，故B错误； C．汽油机和柴油机都是内燃机，故C错误； D．汽油机和柴油机的工作过程都包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，则都有做功冲程，故D正确； 故选D。 2．C 3．C 4．C 5．B 【详解】A．用炭火烤羊肉串的过程，是炭火把内能传递给羊肉串的过程，这个过程并没有能量的转化，而是一个能量转移的过程，属于热传递改变物体的内能，故A正确，不符合题意； B．热量是一过程量，只能用吸收和放出来描述，不能用含有，故B错误，符合题意； C．热值是燃料的一种特性，热值的大小与燃料的种类有关，与燃烧程度、质量的多少以及是否燃烧等均无关，故C正确，不符合题意； D．烧烤时要边烤边撒佐料，是因为温度越高，分子运动越剧烈，扩散现象越快，故D正确，不符合题意。 故选B。 6．B 【详解】扭转瓶子（如图乙），对气体做功，机械能转化为内能，相当于为压缩冲程；如图丙，膨胀的气体对外做功，内能转化为机械能，相当于热机的做功冲程，故B符合题意；ACD不符合题意。 故选B。 7．D 【详解】A．将臭豆腐放入油锅中炸制并不断翻动，主要通过热传递的方法来增加臭豆腐的内能，臭豆腐吸收热量，内能增大，故A错误； B．热量是过程量，不能说含有的热量，故B错误； C．热值是燃料的一种特性，与燃料燃烧充分程度无关，木炭未完全燃烧时热值不变，故C错误； D．闻到香味是由于分子不停地做无规则运动，分子不断扩散到空气中，故D正确。 故选D。 8．C 【详解】A．火箭发射升空时发动机内能量转化与汽油机的做功冲程一致，都是将内能转化为机械能，所以火箭发射升空的发动机属于热机，故A错误； B．燃料热值大小是燃料的属性，与燃料是否完全燃烧无关，故B错误； C．燃料用了一部分后，所含的物质减少，质量变小，但热值不变，故C正确； D．热机效率指的是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，燃料燃烧释放的热量越多，热机效率不一定越高，故D错误。 故选C。 9． 做功 机械 【详解】[1][2]如图所示，进气门关，排气门关，火花塞点火，活塞向下，汽油燃烧产生的高温高压燃气推动活塞做功，故是做功冲程；此过程将内能转化机械能，向外提供动力。 10． 核 机械 化学 【详解】[1]获得核能的两种途径，核裂变和核聚变，所以，2023年4月12日，中国“人造太阳”可控核聚变装置成功运行403秒，该装置是为了开发利用核能。 [2][3]汽车的发电机可以将剩余的机械能转化为电能，再将电能转化为化学能储存在蓄电池中，所以，能量回收方式是踩下制动踏板时，将机械能转化为电能，再将电能转化为化学能储存在蓄电池里。 11． 风能 电能 【详解】[1][2]风力发电站将风能转化为电能，供用电器使用。 12． 做功 丙 100 减小 比热容 【详解】[1][2]观察图甲可知，两个气门都关闭，活塞向下运动，因此是做功冲程，在热机的做功冲程中，高温高压燃气的内能转化为活塞的机械能。乙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程；丙图对试管中的水加热，加快水的蒸发，使试管中水的内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能，因此与做功冲程原理相同的是丙实验。 [3]汽油机的转速为3000r/min，即50r/s，说明1s内汽油机曲轴转动50r，活塞往复50次，完成100个冲程。 [4]由于汽油不能充分燃烧，用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的比值变小，此时汽油机的效率减小。 [5]相同质量的水和其他物质相比，降低相同的温度，由于水的比热容大，则水放出热量更多，所以汽油机常用水作为冷却剂。 13． 乙 丙 80 【详解】[1]压缩冲程是机械能转化为内能，与之相同的只有图乙，甲是内能转化为机械能； [2]图丙火花塞点火是做功冲程，利用内能做功，图丁，是压缩冲程； [3]问每秒完成多少冲程，给的数据是分钟，先将分钟化成秒 因为一个工作循环内，飞轮转2转，对应4个冲程，现在1s内转40r，对应80个冲程。 14．（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 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 $