12.4机械能与内能的相互转化 提优练习-2025-2026学年苏科版物理九年级上册

姓名_________ 日期______ 等第_____ 四、机械能与内能的相互转化 第1课时 机械能与内能的相互转化 【基础过关】 1. “煮”的篆体写法如图，表示用火烧煮食物.下列实例与“煮”在改变物体内能的方式上相同的是（ ） A. 热水暖手 B. 钻木取火 C. 搓手取暖 D. 擦燃火柴 2. 下列关于热机的说法正确的是（ ） A. 热机的效率为100％ B. 热机只有汽油机和柴油机两种 C. 好的热机工作时不排放废气 D. 热机工作时都要利用燃料的化学能 3. 如图所示，将铁丝快速弯折十余次，弯折处温度升高，该过程与四冲程汽油机哪一个冲程能量转化相同（ ） A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程 4. 如图所示为四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是（ ） A. 一个工作循环的正确顺序是甲、乙、丙、丁 B. 甲图冲程只吸入了空气 C. 丙图冲程是利用飞轮的惯性完成的 D. 丁图冲程有明显的机械能转化为内能的过程 5. 如图所示，小华发现家中蒸蛋器在使用时会通过上方小孔喷出蒸汽，于是他小心地将自制的风车放在小孔附近，成功让风车转了起来，蒸汽推动风车转动时的能量转化与汽油机______冲程的能量转化相同.某单缸四冲程汽油机工作时，飞轮转速为3 600 r/min，则其10 s内完成______个冲程，对外做功______次；若缸内燃气对活塞平均推力为1 500 N，活塞向下运动的距离为0.05 m，则功率是______W. 【能力进阶】 6. 关于热机，下列说法正确的是（ ） A. 汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B. 柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合物吸入汽缸 C. 汽油机在压缩冲程燃气推动活塞运动，其他冲程活塞都是靠惯性运动的 D. 汽油机和柴油机在做功冲程中，都是把内能转化为机械能 7. 二氧化碳（CO2）爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术.起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体，液化后输入爆破筒内.如图所示，爆破时电加热管发热，使筒内的液态CO2迅速汽化，形成的高压气体从泄气孔中喷出，实施爆破.下列说法正确的是（ ） A. 高压泵压缩CO2，气体内能增大，温度降低 B. 高压泵压缩CO2，气体内能减小，温度升高 C. 高压CO2气体喷出时，内能增大，温度升高 D. 高压CO2气体喷出时，内能减小，温度降低 8. 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 9. 如图所示的是汽油机的______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，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，用水来冷却汽缸是因为水的________较大.若该汽油机每秒钟对外做功15次，则飞轮转速为______r/min. 10. 如图所示，活塞B被销钉K锁住，汽缸A密封着压缩气体（与外界无热传递），温度计C测量压缩气体的温度，若不计摩擦，销钉K拔出后，活塞向右移动，压缩气体对活塞______，温度计的示数会______（填变化情况），气体的______能转化为活塞的______能，相当于汽油机的______冲程. 11. 为制造压缩空气动力汽车，工程师将装有压缩空气的钢瓶与空气动力发动机连接，该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，如图所示.发动机对外做功的是______（填“进气”或“排气”）冲程，此过程中钢瓶内压缩空气的温度______.若该发动机的转速为1 200 r/min，则1 s内发动机对外做功______次.汽车行驶一段路程后，钢瓶内压缩空气的密度______. 【思维拓展】 12. 如图所示为四缸发动机的工作原理图：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功冲程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别处在吸气、压缩和排气冲程. （1）发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将______能转化为______能. （2）有一台四缸发动机，其主要技术指标如表所示.其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（即冲程长度）.转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数. ①该发动机在1 s内做功__________J，单缸排量V＝______L. ②在每个做功冲程里，发动机做功W＝600 J. （3）在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W＝pV，式中p表示燃气对活塞的压强，请计算压强p的大小（1 L＝10－3 m3）. 四、机械能与内能的相互转化 第2课时 热值与热效率 【基础过关】 1. 关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（ ） A. 没有燃烧的燃料，热值等于零 B. 燃料完全燃烧时，它的热值最大 C. 燃料的热值与质量和燃烧状态无关 D. 燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多 2. 下列选项可能符合汽车等热机能量流向的是（ ）                                     3. 如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初 温相同的水进行加热，两图装置均相同.燃料的质量用m表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用Δt表示（水未沸腾）（ ） A. 若m相同，Δt越小，燃料的热值越大 B. 若Δt相同，m越大，燃料的热值越大 C. 若m/Δt的值越大，燃料的热值越大 D. 若Δt/m的值越大，燃料的热值越大 4. 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的关系图像，从图中可看出A燃料的热值______（填“大于”“小于”或“等于”）B燃料的热值，若质量100g的B燃料完全燃烧释放的热量为4.6×106J，则B燃料的热值是________J/kg. 5. 使用天然气有助于碳中和目标的实现，天然气燃烧过程中，将化学能转化为______能，用天然气灶将质量为2.2 kg、初温为25 ℃的水加热到75 ℃，水吸收的热量是________J；若烧水的效率为42％，此过程中完全燃烧天然气________kg.[水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）；天然气热值为4.4×107 J/kg] 6. 如图所示是市场上的某品牌氢能自行车，一次性充满0.02 kg氢气，2 h能匀速骑行50 km，氢能自行车与骑行者总质量为84 kg，骑行时受到的阻力为总重的0.05倍，氢气热值为1.4×108 J/kg.氢气完全燃烧产生的热量是_________J，氢气的利用效率是_____.（g取10 N/kg） 【能力进阶】 7. 如图所示为甲、乙、丙三部汽油机燃料完全燃烧释放的内能和输出机械能的二维柱状图.根据图中的信息，下列选项正确的是（ ） A. 丙输出的机械能比甲少，所以丙的效率比甲低 B. 三部汽油机中，乙的效率最高 C. 在消耗燃料质量相同时，乙输出机械能比甲少 D. 在输出的机械能相同时，乙比丙消耗更多燃料 8. 传统汽车由汽油发动机驱动，若某汽油机的飞轮转速是1 800 r/min，则该汽油机每秒钟对外做功____次.新能源车采用电池组提供能量，电池组提供的能量与其质量的比值称为新能源车的电池组能量密度，已知某新能源车的电池组电容量为3.6×108 J，电池组总质量约90 kg.由此可知，能量密度相当于物理量_______（填“比热容”或“热值”），则该电池组的“能量密度”是_________J/kg. 9. 释放化学能的过程不断地发生在人体内，食物也是一种“燃料”，营养成分在人体细胞里与氧结合，提供细胞组织所需的能量.某品牌饼干的营养成分表上标有“每100 g能量1 960 kJ”，该标识的含义与热值（填“热量”“比热容”或“热值”）相似，小华吃了一块15 g的这种饼干，进入体内的化学能是2.94×105J，进入体内的化学能如果用来烧水，可以让10 kg的水温度升高7 ℃.[c水＝4.2×103 J/（kg·℃）] 10. 汽油发动机工作时，汽油必须和吸进的空气成适当比例，才能形成可以有效燃烧的混合气，这就是空燃比（可燃混合气中空气质量与燃油质量之比），某总排量为2.0 L发动机的空燃比为22∶1，混合燃气的密度为1.5 kg/m3，则发动机做一次功，燃料燃烧产生的热量为________J，该四冲程发动机曲轴每分钟转速为3 000转时，此时汽车输出的机械功率为50 kW，此时该发动机的效率是_____％.（最后一空结果保留一位小数，已知汽油的热值为4.6×107 J/kg） 11. 如图甲所示，小明用该装置粗测花生米的热值，过程如下：用电子秤取30 g水放入烧杯中，将温度传感器插入水中，并连接电脑；取0.7 g花生米穿在细铁丝上，点燃花生米，立即移到烧杯正下方，给水加热，传感器获得温度—时间的图像如图乙所示.[c水＝4.2×103 J/（kg·℃）] （1）实验中花生米燃烧放出的热量是通过_____ ____________来显示. （2）①实验过程中老师提醒小明要适当转动花生米，这样做的目的是__________________. ②根据图乙，粗略测得花生米的热值为_____J/kg，在实验中小明看到花生米燃烧冒大量的黑烟，这会导致测得的热值_____真实值. 12. （2024·泰州姜堰四中期中）小明利用如图装置，可完成以下两个探究实验： 实验一：“探究不同物质吸热升温的现象”. 实验二：“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”. （1）“探究不同物质吸热升温的现象”的实验，甲、乙虚线框中应选择的器材组合是_____（填字母），物质吸收热量的多少是通过比较_________ ________（填“温度计升高的示数”或“加热时间的长短”）来反映的，小明设计了两个方案比较不同物质吸热升温的性质，方案一：加热相同时间，比较升高的温度；方案二：升高相同的温度，比较加热的时间.你认为____________（填“方案一”“方案二”或“两方案都”）可行. （2）“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”的实验，正确选择实验器材，燃料燃烧放出热量的多少是通过比较__________________（填“温度计升高的示数”或“加热时间的长短”）来反映的，若实验过程中燃料还未燃尽时，某一烧杯内水就沸腾了，此时小明立即在该烧杯中添加了少量水继续实验，直至燃料燃尽后测量水温.这样操作是否可行？__________，理由是____________________ ____________. 13. 如图所示，某同学用燃气灶烧水给餐具消毒. 已知密闭锅内水的质量为5 kg，水的初温为22 ℃，当水刚好烧开时，共消耗了0.06 m3的天然气，该燃气灶烧水的热效率为70％.[水的比热容为 4.2×103 J/（kg·℃），天然气的热值为4.0×107 J/m3]求： （1）0.06 m3的天然气完全燃烧所放出的热量. （2）以上过程中，水吸收的热量. （3）密闭的锅内水烧开时的温度. 【思维拓展】 14. 插电式混合动力车（简称PHEV）是以电动为主，在电池电力耗尽后不能及时充电才以汽油机为辅的动力装置，电池的放电效率为80％，输出的电能全部转化为汽车的机械能.当汽油发动机工作时，将汽油燃烧放出的热量的20％用来驱动汽车行驶，5％转换成汽车电池中的电能.已知汽车以36 km/h的车速匀速行驶时所受的阻力为1 000 N，汽油热值近似取q＝5×107 J/kg. （1）当汽车用电行驶时，将电能转化为______能.汽油发动机工作时每秒完成10个工作循环，则汽油发动机每分钟完成______个冲程. （2）一辆PHEV汽车在快充充电桩充电，每秒消耗电能2×104 J，快充充电桩充电2.5 h将电池充满电，若在纯电模式下可供汽车在某平直路面上以36 km/h的车速匀速行驶2 h，求该汽车电池在快充时的充电效率. （3）若上述电池电力耗尽后依靠汽油机进行匀速行驶，已知油箱中有36 kg汽油，则汽车距离下一次充电最多还能行驶多少路程？ 参考答案 四、机械能与内能的相互转化 第1课时 机械能与内能的相互转化 1、A；2、D；3、B；4、C；5、做功；1 200；300；2 250；6、D；7、D；8、B；9、压缩；比热容；1 800；10、做功；降低；内；机械；做功；11、进气；降低；20；减小；12、内；机械；1.2×105；0.5；600；1.2×106Pa； 第2课时 热值与热效率 1、C；2、D；3、D；4、小于；4.6×107；5、内；4.62×105；0.025；6、2.8×106；75％；7、B；8、15；热值；4×106；9、热值；2.94×105；7；10、6 000；33.3；11、水升高的温度；使花生米燃烧充分；5.4×106；小于；12、B、C；加热时间的长短；两方案都；温度计升高的示数；不可行；实验中烧杯内水的质量应相同；13、（1）2.4×106 J；（2）1.68×106 J ；（3）102 ℃；14、机械；2 400；50％；432 km； 1 学科网（北京）股份有限公司 $