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

第十四章　内能的利用 一、选择题(本大题共7小题，每小题3分，共21分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的) 1.下列关于能量转化和守恒的说法正确的是 ( ) A.风力发电，说明能量可以凭空产生 B.汽车刹车，说明能量可以凭空消失 C.木炭燃烧，说明光能可以转化为化学能 D.钻木取火，说明机械能可以转化为内能 D 2.内能的利用推动了工业和社会的快速发展.下列机器设备中利用内能工作的是 ( ) 　A.电动机 　　 　B.计算机 　　　 C.汽油机 　　　　D.照相机 C 3.关于热机，下列说法正确的是 ( ) A.热机的实际工作效率可达100% B.汽油机和柴油机使用同种燃料 C.汽油机和柴油机均属于内燃机 D.在做功冲程中，机械能转化为内能 C 4.光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图所示，密闭气室中N2O4在光照下分解，使气室气压增大，推动活塞右移.活塞右移过程相当于汽油机的 ( ) A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 C 5.下图是汽油机工作时的四个冲程示意图，下列说法正确的是 ( ) A.甲是压缩冲程，将内能转化为机械能 B.活塞在气缸内上下往复运动一次，该汽油机对外做功一次 C.丁冲程气缸内的气体推动活塞向下运动，气体的内能减少 D.该内燃机的四个冲程正确的工作顺序是：丁→丙→乙→甲 D 6.如图所示，用酒精灯对试管加热，等水沸腾后，可以看到水蒸气把软木塞顶飞.下列说法正确的是 ( ) A.用酒精灯加热试管，水内能的增加是通过做功的方式实现的 B.水蒸气把软木塞顶飞的过程，实现了内能向机械能的转化 C.水蒸气把软木塞顶飞的过程，相当于汽油机的排气冲程 D.试管口出现的白雾是水汽化后形成的水蒸气 B 7.下图为甲、乙、丙三个汽油机燃料完全燃烧放出的内能和输出机械能的二维柱状图.根据图中的信息，下列说法正确的是 ( ) A.与丙相比，甲输出的机械能多，效率高 B.在输出相同的机械能时，乙比丙消耗更多的同种燃料 C.在消耗质量相同的同种燃料时，乙输出机械能与甲一样多 D.三个汽油机中，乙的效率最高 D 二、填空题(本大题共7小题，每空1分，共21分) 8.长征五号B运载火箭用液态氢作为燃料，原因是液态氢的　热值　(选填“热值”或“比热容”)大，发射过程中主要是将燃料燃烧产笺内能转化为火箭的　机械能　，火箭升空过程，　遵循　(选填“遵循”或“不遵循”)能量守恒定律.  　热值 机械能 遵循 9.中华艺术“烙画”相传源于秦朝，即用火烧铁杆(现代发展为电烙铁)在物体上熨出烙痕作画.电烙铁通电升温的过程是能量的　转化　过程，“画布”升温的过程是能量的　转移　(前两空均选填“转化”或“转移”)过程.整个过程中，能量　是　(选填“是”或“不是”)守恒的.  转化 转移 是 10.右图是景颇族祖先创造的点火器模型，用牛角做套筒、木制推杆前端粘着艾绒，猛推推杆，可点燃艾绒.点火器的原理是利用　做功　的方式，使空气内能　增大　(选填“增大”或“减小”).这个过程从能量转化角度看，和热机工作过程中的　压缩　冲程相似.  做功 增大 压缩 11.夏日荷花盛开飘来阵阵花香，这是　扩散　现象；汽车刹车的过程，伴随着能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和　不变　(选填“增大”“不变”或“减小”).散失到空气中的内能不能再次用来开动汽车是因为能量的转化和转移过程是有　方向　性的.  12.如图所示，工作中的单缸四冲程汽油机正处于　做功　冲程，该冲程中燃气的内能转化成活塞的　机械　能. 若该汽油机1s内对外做功25次，则该汽 油机飞轮的转速为　 　r/min.  扩散 不变 　方向 做功　 机械 3 000 13.甲醇不仅是重要的化工原料，而且还是性能优良的能源和车用燃料.随着科学技术的发展，甲醇汽车技术也逐渐成熟，走进人们的生活.甲醇燃烧时质量减少，热值　不变　(选填“不变”“变大”或“变小”).已知甲醇的热值为2×107J/kg，则完全燃烧2.1kg的甲醇可以释放　 　J的热量；若不计热量损失，这些热量可以使500kg的水从20℃升高到　 　℃. ［c水=4.2×103J/(kg·℃)］  不变 4.2×107 40 14.近年来我国大力发展新能源汽车，小明家计划把汽油车更换成新能源汽车，以下是小明了解到的相关信息： (1)图甲为汽油机能量流向图，某次旅程中消耗汽油30kg，汽油完全燃烧放出的热量为　 　J，当中若有30%的热量转化为有用机械能，则有用机械能为　 　J(汽油的热值为q汽油=4.6×107J/kg)；  1.38×109 4.14×108 (2)新能源汽车的发动机主要把电能转化为机械能，某款新能源汽车的能量占比如图乙，若将汽油车更换成该款新能源汽车，获得同样的有用机械能完成同一段旅程，则需要消耗　 　J的电能.  5.52×108 三、作图题(共7分) 15.(1)如图是四冲程汽油机的工作示意图，请在图甲中画出此冲程中左侧进气门的开闭状态，并在括号中用箭头标出活塞的运动方向. (1)答案图 (2)将质量相同的A、B两金属块加热到相同的温度后，放到表面平整的冰块上，经过一段时间，冰块不再熔化时的情形如图乙1所示，此时金属块与冰块温度相同.若A的温度随时间变化的图像如图乙2所示，请在图乙2中用虚线画出B的温度随时间变化的大致图像. (2)答案图 (3)汽油机的压缩冲程和做功冲程中，气缸内的气体的内能都在发生相应的变化.请在图丙中画出从压缩冲程开始到做功冲程结束时，气缸内的气体内能E随时间t的变化的大致图像. (3)答案图 四、实验题(本大题共2小题，共28分) 16.(14分)根据图中实验回答问题. (1)如图甲所示，在热水和冷水中分别滴入两滴墨水，不要搅动杯中的水，选用热水和冷水做实验的目的是探究分子无规则运动速度与　温度　的关系；  温度 (2)如图乙所示，瓶内装有少量的水，水上方有水蒸气，用打气筒向瓶内打气，当瓶塞跳起时，瓶内出现白雾，这说明气体对外做功时，内能　减小　(选填“增大”“减小”或“不变”)；  (3)如图丙所示是热机的　压缩　冲程，这个冲程是通过　做功　的方式改变内能的；  减小 压缩 做功 (4)如图丁所示，当软木塞被冲出时，发生的能量转化是内能转化为 　机械能　；  (5)如图戊的实验说明了　分子之间存在引力　.  机械能　 分子之间存在引力 17.(14分)木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧，得到了下表的数据： (1)从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，完全燃烧所释放的热量一般是　不同　的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越　多　.  燃料的质量/g 100 200 300 400 燃料完全燃烧放出的热量 Q木柴/J 1.3×106 2.6×106 3.9×106 5.2×106 Q焦炭/J 3.0×106 6.0×106 9.0×106 12.0×106 Q木炭/J 3.4×106 6.8×106 10.2×106 13.6×106 不同 多 (2)从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料完全燃烧放出的热量和质量的比值是　不变　的，这个不变的比值，反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称之为　热值　，它是用来描述燃料完全燃烧时，释放热量能力大小的物理量.  燃料的质量/g 100 200 300 400 燃料完全燃烧放出的热量 Q木柴/J 1.3×106 2.6×106 3.9×106 5.2×106 Q焦炭/J 3.0×106 6.0×106 9.0×106 12.0×106 Q木炭/J 3.4×106 6.8×106 10.2×106 13.6×106 不变 热值 (3)完全燃烧0.01m3的天然气放出的热量是4.2×105J，如果这些热量完全用于加热水，可使　 　kg的水温度升高10℃；实际加热这些水所燃烧的天然气体积比上述值要多许多，原因是用燃气灶烧水时，除了水吸收的热量外，还有一部分热量传给了盛水的容器，还有其他原因是　散失到空气中　(写一个即可).［c水=4.2×103J/(kg·℃)］  (4)在烧水过程中，人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收，为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例，物理中引入　热效率　的概念，我们总是希望它的值越大越好.  10　 散失到空气中 热效率 五、计算题(共11分) 18.(11分)某家庭需要将25kg的水从20℃加热到60℃作为生活用水.他们利用煤气灶烧水，需燃烧0.4kg的煤气.水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，煤气的热值是4.2×107J/kg.求： (1)水吸收的热量； 解：(1)水吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×25kg×(60℃-20℃)=4.2×106J. (2)煤气完全燃烧放出的热量. (2)煤气完全燃烧放出的热量 Q放=m煤气q=0.4kg×4.2×107J/kg=1.68×107J. 六、综合能力题(共12分) 19.(12分)阅读短文，回答问题. 垃圾分类与垃圾处理 广东省每天产生将近12.4万吨的生活垃圾，如果处理不当，不仅会污染环境，还浪费资源，因此垃圾分类和科学处理尤为重要.目前采取的垃圾分类方法为“四分法”，即将垃圾分为有害垃圾、可回收物、厨余垃圾和其他垃圾.需要特别注意的是，现在生产的1号、5号、7号等干电池是低汞或者无汞电池，不属于有害垃圾；但纽扣电池、电子产品用的锂电池、电动车电瓶等用的铅蓄电池和镍镉充电电池仍需作为“有害垃圾”进行回收. 垃圾处理厂对回收后的部分垃圾进行卫生填埋、高温堆肥等处理，并把适合焚烧的生活垃圾送至焚烧厂，每充分燃烧1kg生活垃圾放出的热量大约为4.19×106J.焚烧垃圾产生的能量能够把水加热成高温蒸汽，推动汽轮机转动进行发电.每充分燃烧1kg生活垃圾可产生的电能大约为1.03×106J.垃圾焚烧后产生的炉渣，约占焚烧前垃圾质量的五分之一，可用于制造生态建材等产品，实现资源的综合利用.垃圾发电不仅能变废为宝，产出电能，还能节约煤炭资源. (1)手机锂电池属于　 　(填字母)；  A.有害垃圾　　B.可回收物　　C.厨余垃圾　　D.其他垃圾 (2)焚烧垃圾产生的能量能够把水加热成高温蒸汽，推动汽轮机转动，其能量转化是焚烧垃圾产生的　内　能转化为汽轮机的　机械　能，相当于汽油机中的　做功　冲程；  (3)垃圾发电不仅能变废为宝，产出电能，还能节约煤炭资源，如今，我国到处实施“限电令”，若忽略能量的损耗，完全燃烧100kg的生活垃圾所产生的热量可以节约　 　kg的煤炭；(q煤=2.9×107J/kg，结果保留一位小数)  (4)焚烧垃圾发电，发电效率大约为　 　%.(结果保留整数)  A 内 机械　 做功 14.4 25　 $