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．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 2．由热值的定义可知，热值，式中m是燃料的质量，Q是燃料完全燃烧放出的热量，那么（   ） A．热值的大小与Q成正比 B．热值的大小与m成反比 C．若煤的热值大于干柴的热值，则燃烧1kg煤所放出的热量一定比燃烧1kg干柴放出的热量多 D．热值的大小与Q、m都无关，由燃料的种类决定 3．与固体燃料相比，液体燃料火箭无需人工雕刻火药。甲烷是天然气的主要成分。液态甲烷作为火箭发射的燃料之一，其密度约为0.42×103kg/m3，热值为5.0×107J/kg。酒精的密度为0.8×103kg/m3，热值为3.0×107J/kg，下列关于液态甲烷和酒精的叙述正确的是（　　） A．酒精的密度比液态甲烷的密度小 B．液态甲烷燃烧时，内能转化为化学能 C．相同体积的液态甲烷和酒精，液态甲烷的质量更大 D．10kg的液态甲烷完全燃烧，放出的热量为5.0×108J 4．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 5．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 6．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 7．学习热学知识后，两位同学设计了一个测定天然气热值的实验，取0.5kg水放入锅中，用温度计测得水的初始温度为20℃，天然气表的初始示数为12.560m3，然后用天然气灶给水加热，当温度计的示数为80℃时，天然气表的示数为12.564m3，以下说法正确的是（　　） A．水吸收的热量为1.68×103J B．若水吸收的热量等于天然气完全燃烧放出的热量，天然气的热值为4.2×103J/m3 C．利用该方法测得的天然气的热值偏大 D．为了减小测量误差，锅的质量不宜太大 8．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 9．下图是某单缸四冲程汽油机的 冲程。为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，气缸外有一个水套，用水来冷却气缸是因为水的 较大。若该汽油机每1秒钟对外做功15次，那么该汽油机飞轮的转速为 。 10．如图所示是A、B两种燃料完全燃烧释放的热量Q与其质量m的关系图，从图中可看出A燃料的热值 （选填“大于”、“小于”或“等于”）B燃料的热值，你判断的依据是 若质量100g的B燃料完全燃烧释放的热量为，则B燃料的热值是 J/kg。 11．氢能是新能源利用的新潮流，加快氢能产业发展成为实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。如图所示是市场上的某品牌氢能自行车，一次性充满0.02kg氢气，2h能匀速骑行50km，氢能自行车与骑行者总质量为84kg，骑行时受到的阻力为总重的0.05倍，氢气热值为。氢气完全燃烧产生的热量是 J，氢气的利用效率是 （）。 12．下图是某科技馆展出的名为“叶子”的小型低碳化未来汽车，汽车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，车子的动力由压缩空气膨胀推动活塞做功提供。光电转换器的作用实际就是把 能转化为 能，能量转化过程中，能的总量 （选填“增加”“减少”或“保持不变”）。 13．烧烤是人类最原始的烹调方式，也是年轻人喜欢的活动之一。在烤肉时，无烟木炭在燃烧过程中将 能转化为内能， 未使用完无烟木炭的热值大小变化情况是 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 三、实验题 14．如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同，燃料的质量都是，烧杯内的液体质量和初温都相同。 (1)实验装置的组装顺序应该是 （选填“由上到下”或“由下到上”）。 (2)比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验，实验中是通过比较 的变化，来比较燃料热值的大小。 (3)在比较不同物质的比热容时，得到液体a、b的温度随时间变化的图像如图丁所示，则液体 的比热容较大。 (4)若在研究不同燃料热值的实验时，记录的数据如表： 燃料 加热前液体温度/℃ 燃料燃尽时液体温度/℃ 燃料的热值 1 15 35 2 15 25 根据表中数据计算，燃料2的热值为 。（认为燃料均完全燃烧） 15．某实验小组设计了一个实验来比较“煤油和酒精的热值大小关系”。取质量相同的煤油和酒精放在燃烧器内，再取质量、初温相同的水放在完全相同的烧杯内，实验装置如图所示，实验中收集和记录的数据如下表所示。（假设两种装置中均不计热损失） 燃料的种类 燃烧前水的初温/℃ 完全燃烧尽后水的温度/℃ 煤油 25 40 酒精 25 35 结合表中数据分析：煤油和酒精热值的比值关系是：q煤油：q酒精＝ 。 四、计算题 16．用煤气炉将的水从加热到，消耗煤气。已知煤气的热值为，水的比热容为。求： (1)水吸收的热量； (2)煤气完全燃烧放出的热量； (3)煤气炉加热的效率。 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 《第十四章 内能的利用》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B D D C C B D C 1．B 【详解】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． 2．D 【详解】A．热值是燃料的一种特性，其大小由燃料种类决定，与燃料完全燃烧放出的热量Q无关，故A不符合题意； B．热值是燃料的一种特性，其大小由燃料种类决定，热值大小与燃料的质量m无关，故B不符合题意； C．热值反映燃料完全燃烧放热能力，但实际燃烧时可能存在不完全燃烧情况，因此燃烧1kg煤放出的热量不一定大于燃烧1kg干柴放出的热量，故C不符合题意； D．热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧放出的热量均无关，故D符合题意。 故选D。 3．D 【详解】A．液态甲烷密度约为0.42×103kg/m3，酒精的密度为0.8×103kg/m3，酒精的密度比液态甲烷的密度大，故A错误； B．液态甲烷燃烧时，化学能转化为内能，故B错误； C．酒精的密度比液态甲烷的密度大，根据，相同体积的液态甲烷和酒精，液态甲烷的质量较小，故C错误； D．10kg的液态甲烷完全燃烧，放出的热量为 故D正确。 故选D。 4．C 【详解】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。 5．C 【详解】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。 6．B 【详解】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。 7．D 【详解】A．已知水的 水吸收的热量 故A错误； B．消耗液化气的体积 液化气完全燃烧放出的热量 热值 故B错误； C．因为在公式中，是天然气完全燃烧所放出的热量，而天然气完全燃烧放出的热量并没有全部被水吸收，所以利用该方法测得的天然气的热值偏小，故C错误； D．若锅的质量太大，会吸收更多的热量，导致实验测量误差加大，故D正确。 故选D。 8．C 【详解】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。 9． 压缩 比热容 1800 【详解】[1]图中两气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能。 [2]用水来冷却气缸，是利用了水的比热容大的特点，相同条件下水吸收的热量多，冷却效果好。 [3]因为汽油机一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，所以每秒钟对外做功15次，完成15个工作循环，飞轮转30r，则1min飞轮转1800r，即飞轮转速为1800r/min。 10． 小于 完全燃烧相同质量的A、B材料，A放出的热量更小 4.6×107 【详解】[1][2]由图像可知，当二者质量相等时，B燃料完全燃烧时放出的热量更多，根据热值的定义可以知道，B的热值大。 [3]B的热值为 11． 75% 【详解】[1]氢气完全燃烧产生的热量是 [2]骑行时受到的阻力为 自行车匀速行驶，受到的牵引力与阻力平衡，所以 做的功为 氢气的利用效率是 12． 光 电 保持不变 【详解】[1][2]光电转换器的作用实际就是把光能转化为电能，供用电器使用。 [3]能量转化过程中，遵循能量守恒定律，能的总量保持不变。 13． 化学 不变 【详解】[1]木炭在燃烧过程中，消耗化学能，产生内能，将化学能转化为内能。 [2]热值是燃料的一种特性，它代表燃料性能的优劣，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。无烟木炭在燃烧过程中，质量减小，热值不变。 14．(1)由下到上 (2) 甲、乙 温度计示数 (3) (4) 【详解】（1）需用外焰加热，所以要先确定铁圈的高度；而温度计的玻璃泡要浸没到液体中，但不能碰到容器壁和容器底，所以放好烧杯后，再调节温度计的高度，因此应按照由下到上的顺序进行组装。 （2）[1][2]为了比较热值大小要用不同的燃料，应加热同一种液体，让液体的质量相同，通过比较温度计示数的变化，比较吸热多少，进而比较热值大小，因此应选择甲、乙两图进行实验。 （3）由图丁可知，液体质量相同，加热相同时间，即吸收相等热量时，b升高的温度较低，由可知，液体b的比热容较大。 （4）实验中认为，对于燃料1： 即① 对于燃料2： 即② 联立①②两式可得 15．3∶2 【分析】不计热量损失，煤油放出的热量等于水吸收的热量，同样酒精放出的热量也等于水吸收的热量，即可求出煤油和酒精的热值比。 【详解】设图甲、乙中水的质量为m，煤油和酒精的质量为m′，水的比热容为c，图甲中水吸收的热量等于煤油燃烧放出的热量 cm（t2﹣t1）＝q煤油m′ 图乙中水吸收的热量等于酒精燃烧的放出热量 cm（t4﹣t3）＝q酒精m′煤油和酒精热值的比值关系 16．(1)； (2)； (3)40% 【详解】（1）水吸收的热量 （2）煤气完全燃烧放出的热量 （3）煤气炉加热的效率 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 $