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．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 2．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．机械能和电能可以相互转化，所以能量转化没有方向性 3．2023年4月24日是第八个“中国航天日”，学校飞天社团的同学制作了水火箭，如图是某水火箭的简易原理图。使用打气筒向水火箭内不断打气，会使水从水火箭中向下喷出，从而使水火箭升空。结合材料，你认为以下说法错误的是（　　） A．水火箭加速升空阶段机械能不变 B．水向下喷出会使水火箭升空是由于力的作用是相互的 C．使用打气筒打气时能量转化与汽油机的压缩冲程相同 D．使用打气筒向水火箭内打气的过程，水火箭中空气的内能在增大 4．2024年3月21日13时27分，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将云海二号02组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。下列说法不正确的是（　　） A．冷却池灌注大量的水，是利用了水的比热容较大的特点 B．升空的过程中，燃料的质量在减少，热值也在变小 C．卫星随火箭加速上升过程中，其动能增大，机械能也增大 D．卫星进入预定轨道后，由近地点到远地点时，动能转化为重力势能 5．2024年11月30日，我国新型运载火箭长征十二号成功实现首飞。火箭燃料燃烧产生的高温燃气对火箭产生反推力，推动火箭升空，此能量转化过程相当于热机的哪个冲程（　　） A． B． C． D． 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．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A．热量只能从内能多的物体向内能少的物体传递 B．物体吸收热量，内能增加，温度不一定升高 C．物体具有的内能越多，它含有的热量就越多 D．汽油机气缸内的汽油燃烧不完全，会导致汽油热值降低 8．世界首个非补燃压缩空气储能电站——江苏金坛压缩空气储能向国家电网发出第一度电。该技术是用电网过剩或非峰值电能将空气压缩至高压状态，并储存至地下盐穴；在高峰用电时，再将压缩空气加以释放做功发电。储能过程的能量转化是（　　） A．电能转化为机械能再转化为化学能 B．电能转化为机械能再转化为内能 C．电能转化转内能再转化为化学能 D．机械能转化为电能再转化为机械能 二、填空题 9．如图表示了电能的来源，在火力发电站中，发电站将煤炭的 能最终转化成了 能送到千家万户中。    10．柴油机的构造与汽油机类似，不同点在于柴油机有一个喷油嘴而没有火花塞，其压缩冲程结束时，气缸内气体被压缩为高温气体，温度超过柴油的燃点，此时由喷油嘴向气缸内喷入雾化的柴油，柴油迅速燃烧，从而推动活塞做功，则如图中图 是柴油机的做功冲程，柴油燃烧时将 能转化为 能。 11．大课间，小冬同学用矿泉水瓶做物理小实验，如图所示，将装有少量水的矿泉水瓶瓶盖拧紧，接着用两手握住瓶下三分之一处，用力拧几圈使其严重变形，然后轻轻旋开瓶盖，“砰”的一声，瓶盖飞出数米远，瓶口出现大量白气。瓶盖飞出时的能量转化与内燃机的 冲程相同，瓶内气体的内能是通过 方式改变。 12．小明某次利用天然气热水器烧水洗澡时，耗水，这些自来水进热水器后，内能增加了，他这次洗澡至少消耗 天然气，热水器中水的内能增加的途径是 。【已知水的比热容为，天然气的热值为】 13．2023年5月30日，在酒泉基地发射的“神舟十六号”载人飞船升空过程中，燃料舱内的液态氢的热值 （选填“变大”、“不变”或“变小”）；一台四冲程汽油机，完全燃烧2kg的汽油可以转化为2.3×107J的机械能，2kg汽油完全燃烧放出的热量为 J，该汽油机的热机效率是 。（已知汽油的热值为4.6×107J/kg） 三、实验题 14．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是，甲、乙烧杯内的液体质量相同。 (1)若比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验； (2)质量和初始温度均相同的A、B两种液体吸热后，它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，若其中比热容较大的液体是水，则另一种液体的比热容为 。 四、计算题 15．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？ 16．某物理兴趣小组的同学，用天然气给10kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在内完全燃烧了的天然气每分钟放热相同。水的比热容为，天然气的热值为。 (1)完全燃烧天然气释放的热量为多少？ (2)“”水吸收的热量为多少？ (3)在烧水过程中，“”、“”、“”请判断哪个时间段热效率最高？最高热效率为多少？ 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 学科网（北京）股份有限公司 《第十四章 内能的利用》参考答案 1．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。 2．C 【详解】A．电烤炉取暖，电烤炉消耗电能转化为内能，然后内能转移到人体，故A错误； B．钻木取火，是通过做功的方式，将机械能转化为内能，故B错误； C．中医提倡的热水泡脚，脚从热水中吸收热量，因此是通过热传递的方式增大脚部的内能，故C正确； D．机械能和电能虽然可以相互转化，但能量转化具有方向性。例如：热传递的方向性，热量只能自发地从高温物体传向低温物体，而不能自发地从低温物体传向高温物体，如：冬天用温热的手接触冰冷的物体，手上的内能会转移到物体上，而不会出现物体的内能自动转移到手上使手更热的情况，故D错误。 故选C。 3．A 【解析】【解答】A．根据题意可知，水火箭加速升空时向下不断喷水，高度和速度都变大，而质量变小，则动能和势能的变化无法判断，所以机械能的变化也无法判断，故A错误符合题意； B．由于物体间力的作用是相互的，因此水火箭向下喷水，给水一个向下的力的同时，水给水火箭一个向上的力，使水火箭升空，故B正确不符合题意； C．向打气筒内打气的过程是机械能转化为内能，与汽油机的压缩冲程能量转化方式是相同的，故C正确不符合题意； D．利用打气筒向水火箭内打气的过程中，压缩筒内空气做功，水火箭中空气的内能在增大，故D正确不符合题意。 故选A。 【分析】A.动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关； B.根据力的作用的相互性判断； C.根据能量转化的知识解答； D.外界对物体做功，则物体的内能增大。 4．B 【解析】【解答】A．冷却池灌注大量的水，是利用了水的比热容大，在升高相同的温度时能吸收更多的热量的特点，故A正确，不符合题意； B．热值是燃料的特性，升空的过程中，燃料燃烧导致燃料的质量在减少，热值不随质量的变化而变化。故B错误，符合题意； C．卫星随火箭加速上升过程中，速度增大，质量不变，动能增大，高度增大，重力势能增大，所以机械能也增大，故C正确，不符合题意； D．卫星从近地点向远地点运动过程中，高度增大，质量不变，重力势能增大，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能，故D正确，不符合题意。 【分析】冷却池灌注大量的水，是利用了水的比热容大的特点，在升高温度时能吸收更多的热量；热值是燃料的特性，热值不变；动能与物体的质量和速度有关；做功的必要因素是力和物体在力的方向移动的距离。 5．C 【详解】A．火箭燃料燃烧产生的高温燃气对火箭产生反推力，推动火箭升空，将内能转化为机械能，相当于热机的做功冲程。图中两气门都关闭，活塞向上运动，将机械能转化为内能，是压缩冲程，故A不符合题意； B．图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，此冲程没有明显的能量转化，是排气冲程，故B不符合题意； C．图中两气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，将内能转化为机械能，是做功冲程，故C符合题意； D．图中排气门关闭，进气门打开，活塞向下运动，此冲程没有明显的能量转化，是吸气冲程，故D不符合题意。 故选C。 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．B 【详解】A．热量只能从温度高的物体向温度低物体传递，故A错误； B．当晶体熔化时，吸收热量，内能增加，温度保持不变，故B正确； C．只能说吸收或放出热量，不能说含有热量，故C错误； D．热值是燃料的固有属性，不随其它因素变化，故D错误。 故选B 。 8．B 【详解】储能的过程是，用电网过剩或非峰值电能带动压缩机，将空气压缩至高压状态，并储存至地下盐穴；此过程消耗电能，将电能转化为压缩机的机械能，压缩机将机械能转化为高压空气的内能，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 9． 化学 电 【详解】[1][2]火力发电站将燃料的化学能先转化为内能，内能对外做功，转化为电能。 10． 甲 化学 内 【详解】[1]图中甲图燃料燃烧，气体对外做功，内能转化为机械能，活塞向下移动，所以图甲表示的是做功冲程。 [2][3]柴油燃烧时向外放热，将储存的化学能转化为内能。 11． 做功 做功 【详解】[1][2]水蒸气对瓶盖做功，将瓶盖推出，水蒸气的内能转化为瓶盖的机械能，内燃机的做功冲程中，内能转化为机械能，所以能量转化跟内燃机的做功冲程相同，瓶内气体的内能是通过做功方式改变。 12． 0.084 热传递 【详解】[1]天然气完全燃烧放出的热量至少为 则消耗的天然气的体积至少为 [2]小明利用天然气热水器烧水洗澡时，天然气燃烧，放出热量，水吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递改变水的内能。 13． 不变 9.2×107 25% 【详解】[1]热值是燃料的一种特性，与燃料质量及燃烧情况无关，所以载人飞船升空过程中，燃料舱内的液态氢的热值不变。 [2][3]2kg汽油完全燃烧放出的热量为 该汽油机的热机效率是 14．(1)甲、乙 (2) 【详解】（1）比较不同燃料的热值，方法是使质量相同的不同燃料燃烧，给质量相同的同种液体加热，比较燃料燃烧完之后液体升高的温度，所以应选择甲、乙两图进行实验。 （2）由图像可知，相同加热条件下，A液体温度比B液体温度升高的更快，说明A液体的比热容小于B液体的比热容，所以B液体是水。从开始加热到温度升高到80℃，A所用的加热时间是B的一半，则A吸收的热量是B的一半，A、B质量相等，根据公式可知，A液体的比热容是水的一半，为 15．(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。 16．(1)， (2) (3) 【详解】（1）因为天然气的质量为，天然气的热值为，所以 天然气完全燃烧释放的热量为 （2）由题意得，内水的温度变化度数为，所以水吸收的热量为 （3）由题意可知，每分钟放热相同，所以在相等的时间段内，天然气放出的热量相等，而随着水温的不断升高，温度变化越来越慢，故可判断时间内，在吸收热量相同的情况下，水升高的温度最大，热效率最高； 内，水吸收的热量为，天然气完全燃烧释放的热量为 故最高的热效率为 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 $