第十四章 内能的利用（举一反三单元测试）物理新教材人教版九年级全一册

第十四章 内能的利用 （章末检测题） （考试时间：90分钟，分值：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如 需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写 在本试卷上无效。 3．难度系数：0.7。 一、选择题（本题共13个小题，每小题只有一个选项最符合题意，每小题3分，共39分。） 1．下列估测符合实际的是（　　） A．沸水的温度一定为100℃ B．人的正常体温是37℃左右（口腔温度） C．现代汽车的热机效率高达100% D．人体感受最舒适的室温为35℃ 【答案】B 【解析】A．沸点与气压有关，高海拔地区沸点低于 100℃，比如高原上可能 90℃ 左右水就沸腾了，故A不符合题意； B．医学上正常口腔温度约为 36.3℃~37.2℃，通常说 37℃ 左右是符合实际的，故B符合题意； C．热机效率不可能达到 100%，因为能量在转化或转移过程中始终会有损失，并且一般现代汽油机效率约 30%~40%，故C不符合题意； D．35℃ 接近人体皮肤温度，会感觉热，不舒适；舒适室温一般在 22℃~26℃ 左右，故D不符合题意。 故选 B。 2．汽车油箱中的柴油用去了一半，则剩下的柴油（　　） A．比热容和热值均变为原来的一半 B．比热容和热值均不变 C．比热容为原来的一半，热值不变 D．热值为原来的一半，比热容不变 【答案】B 【解析】柴油用去了一半，质量和体积均减小一半，而比热容、热值都是物质的一种特性，不随质量和体积的变化而变化，故剩下的柴油热值与比热容都不变，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 3．下列不属于热机应用的是（　　） A．长征五号火箭液氢液氧发动机 B．纯电动汽车 C．歼－20战机涡扇15煤油发动机 D．喷气式飞机 【答案】B 【解析】喷气式飞机内部的发动机、煤油发动机和火箭液氢液氧发动机都是热机，工作时把内能转化成机械能，而电动汽车是把电能转化成机械能，不符合热机的特点，不属于热机，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 4．2020年国家能源区总投资4.4亿元三峡新能源清水—白驼60兆瓦风电项目，首批7台风电机组已完成并网，其中“风力发电”和“光伏发电”的能量转换说法正确的是（　　） A．太阳能转化为内能，太阳能转化为电能 B．太阳能转化为电能，再转化为化学能 C．机械能转化为电能，光能转化为电能 D．太阳能转化为电能，再转化为光能 【答案】C 【解析】“风力发电”是将机械能转化为电能，“光伏发电”是将光能（或太阳能）转化为电能，故ABD错误，C正确。 故选C。 5．为了节约能源需要提高热机效率，下列措施中不能提高效率的是（　　） A．汽车用太久后，排气筒会“冒黑烟”，国家应该强令这种车辆报废 B．尽量使燃料充分燃烧 C．尽量减少废气带走的热量 D．保证热机部件间有良好的润滑 【答案】A 【解析】机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，所以减少热量的损失、使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率，而车辆报废不能提高热机效率，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 6．热机在生活中被广泛使用。下列选项中属于压缩冲程的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，所以是吸气冲程，故A不符合题意； B．进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，所以是压缩冲程，故B符合题意； C．进气门和排气门都关闭，火花塞产生电火花，活塞向下运动，所以是做功冲程，故C不符合题意； D．进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，所以是排气冲程，故D不符合题意。 故选B。 7．如图所示是我国传统的“走马灯”。点燃底部蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，观众可以看到纸片小人的影子运动起来。下列有关能量转化的说法中，正确的是（    ） A．蜡烛燃烧—内能转化为化学能 B．热空气驱动扇叶转动—机械能转化为内能 C．蜡烛的化学能全部转化为扇叶和马的机械能 D．扇叶最后停止运动，扇叶的机械能最终转化为空气的内能 【答案】D 【解析】A．蜡烛燃烧时将蜡烛中化学能转化为内能和光能，故A错误； B．热空气推动扇叶转动，将内能转化为机械能，故B错误； C．蜡烛燃烧将化学能转化成空气的内能，空气的内能部分转化为扇叶和马的机械能，部分转移到周围环境中，故C错误； D．扇叶和空气摩擦最后停止运动，其机械能最终会转化为内能，故D正确。 故选D。 8．关于内燃机中燃料释放的能量如图所示，下列说法错误的是（      ） A．图中1是燃料的化学能 ，图中3是废气带走的能量 B．内燃机由于燃料在汽缸内部燃烧，燃烧更充分，所以内燃机的效率比蒸汽机的高 C．用来做有用功的这部分能量，与燃料燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率 D．由图可知，热机效率达不到100% 【答案】C 【解析】A．燃料燃烧的过程将化学能转化为内能，故图中1是化学能，其中废气会带走很大一部分能量，所以图中3是废气带走的能量，故A正确，不符合题意； B．由于燃料在内燃机的汽缸内部燃烧，燃烧更充分，有效利用的能量更多，故内燃机的效率比蒸汽机的高，故B正确，不符合题意； C．根据热机效率的定义可知，用来做有用功的这部分能量，与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫作热机的效率，故C错误，符合题意； D．由图可知，有用机械能只占燃料完全燃烧放出的总能量的一部分，故热机效率达不到100%，故D正确，不符合题意。 故选C。 9．如图所示，国之重器“鲲龙600”是世界上最大的水陆两用飞机，该飞机蓄满水后总质量为。在某次测试中，该飞机沿直线匀速行驶，消耗了航空燃油，飞机发动机功率恒为。已知航空燃油的热值，下列说法正确的是（　　） A．“鲲龙600”发动机正常工作时，将机械能转化为内能 B．测试中，“鲲龙600”发动机的效率为35% C．使用热值更大的燃料，可以提高“鲲龙600”发动机的效率 D．若将“鲲龙600”发动机效率提高10%，测试中可节省燃油 【答案】D 【解析】A．“鲲龙600”发动机属于热机，正常工作时，是将内能转化为机械能，故A错误； B．由可知，发动机做的有用功为 航空燃油完全燃烧放出的热量 发动机的效率 故B错误； C．发动机的效率与燃料的热值无关，而是与燃料燃烧释放的能量转化为有用功的比例有关，故C错误； D．原来的效率η＝40%，提高10%后，效率 有用功W＝4×108J不变，根据，可得此时燃油完全燃烧放出的热量 由可知，需要的燃油质量 所以节省的燃油质量 故D正确。 故选D。 10．有两杯不同的燃料，甲杯中的质量为2kg，乙杯中的质量为1kg，当两者温度都升高1℃，吸收的热量如图a所示；甲杯、乙杯中的燃料完全燃烧后放出的热量如图b所示，则（　　） A．甲的比热容大于乙的比热容 B．甲的热值大于乙的热值 C．甲杯、乙杯中的燃料温度都降低1℃，甲、乙放出的热量一样多 D．相同质量的甲、乙燃料完全燃烧，甲放出的热量比乙的多 【答案】C 【解析】A．甲、乙升高相同的温度，吸收相同的热量，因m甲＝2m乙 由可知，c甲＝0.5c乙，甲的比热容小于乙的比热容，故A错误； B．完全燃烧后甲、乙产生的热量之比为Q甲∶Q乙＝4×107J∶3×107J＝4∶3 由可知， 即甲的热值小于乙的热值，故B错误； C．甲、乙两杯燃料温度都升高时，吸收的热量相等，所以温度都降低时，放出的热量也相等，故C正确； D．由前面的分析可知，，由Q＝mq可知，相同质量的甲、乙燃料完全燃烧放出的热量Q甲＜Q乙，故D错误。 故选C。 11．2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。与普通柴油机平均45%－46%的热效率水平相比，下列说法正确的是（　　） ①同样消耗柴油，该柴油机内能转化为的机械能更多 ②同样消耗柴油，该柴油机释放的热量更多 ③该柴油机效率大，但功率不一定大 ④通过不断的结构优化，热机的效率可以达到100% A．只有①④正确 B．只有②③正确 C．只有②④正确 D．只有①③正确 【答案】D 【解析】①②根据热效率可知，消耗相同质量（1kg）的柴油，其完全燃烧释放的热量是固定的（由柴油的热值决定），即，其中柴油的热值为定值。该柴油机热效率更高（53.09% > 45%－46%），说明它能把更多的燃料化学能转化为机械能。所以在相同燃料消耗下，输出的机械能更多，所以①正确，②错误； ③热效率是能量转化的“效率”（多少热能变成机械能），而功率是单位时间内做功的多少（做功快慢），一台机器效率高，说明每焦耳燃料能产生更多机械能，但不意味它做功快，所以③正确； ④任何热机都不可能把吸收的热量全部转化为机械能，总会有部分热量散失到低温环境，同时机械运行时必然有摩擦等，所以④错误。 综上，正确的有①③，故ABC错误，D正确。 故选 D。 12．小麒同学制作了水火箭，简易原理图如图所示。使用打气筒向水火箭内不断打气，当内部气体压强增大到一定程度时，会使水从水火箭中向下喷出，从而使水火箭升空。以下说法正确的是（　　） A．整个过程中水火箭的总能量保持不变 B．使用打气筒打气时的能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同 C．水火箭中的“水”是一种热值较大的燃料 D．水喷出时水火箭内气体温度升高 【答案】B 【解析】A．使用打气筒向水火箭内打气时，外界对水火箭内的气体做功，气体的内能增加，同时打气过程有能量输入，所以整个过程中水火箭的总能量是增加的，并非保持不变，故A错误； B．使用打气筒打气时，是通过做功的方式将机械能转化为气体的内能；汽油机的压缩冲程，是活塞对气体做功，将机械能转化为气体的内能，二者能量转化过程相同，故B正确； C．热值是燃料的一种特性，水不能燃烧，不是燃料，不存在热值的说法，故C错误； D．水喷出时，水火箭内的气体对外做功，内能减少，温度降低，故D错误。 故选B。 13．小帆在老师指导下，用如图甲所示的同一个实验装置分别加热100g的A、B两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化图象如图乙所示，B从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精（）。若单位时间内A吸收的热量与B吸收的热量相等，，则下列说法中正确的是（    ） A．0～8min，B吸收的热量为 B． C．B的吸热能力大于A的吸热能力 D．该酒精灯的加热效率为28% 【答案】A 【解析】ABC．由图乙知，A从20℃加热至沸腾用时8min，B从20℃加热至沸腾用时10min。 升高相同温度，A所需时间长，需要吸收的热量多，那么A的吸热能力更强，则A是水，A从20℃升温至100℃，需要吸收的热量 两种液体在相同时间吸收的热量相同，那么B在8min内吸收的热量为，B从20℃升温至100℃，所需时间为4min，吸收的热量 那么B的比热容 故BC错误，A正确； D．B从20℃加热至沸腾，所需时间为10min，吸收的热量 消耗的酒精放出的热量 那么酒精灯的加热效率 故D错误。 故选A 。 二、填空题（本题共8个小题，每空1分，共17分。） 14．为全面推进“乡村振兴”工程，加快农业农村绿色发展，泗阳县很多农村地区都使用上了天然气烧水煮饭。已知天然气的热值为，完全燃烧0.1m3天然气可以放出 J的热量，如果天然气没有充分燃烧，天然气的热值将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 不变 【解析】[1]根据可知，完全燃烧0.1m3天然气放出热量为 [2]热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，因此天然气没有充分燃烧时，天然气的热值不变。 15．2025年9月9日，我国在文昌航天发射场使用长征七号改运载火箭，成功将遥感四十五号卫星发射升空。运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较大的 ；燃料燃烧时，燃料的化学能转化为 能。 【答案】热值 内 【解析】[1]火箭发射时要选用热值大的燃料，原因是完全燃烧相同质量的燃料，热值大，可以放出更多的热量，这就是运载火箭选用液态氢作为燃料的原因。 [2]燃料燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能，也就是我们通常说的燃料燃烧时放出热量，附近的物体如空气吸收热量之后，温度升高，内能增大。 16．2025年3月17日，我国在酒泉卫星发射中心使用谷神星一号运载火箭，成功将云遥一号星发射升空。发射台下建造巨大的水池，是利用水的 大且水剧烈汽化时能吸收大量的热量来降低发射台温度。选择液氢作为燃料，主要是因为液氢的 大。 【答案】比热容 热值 【解析】[1]科学家在发射台下建造了一个巨大的水池，因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，起到对发射台的降温作用，同时利用水汽化吸热，可以降低发射台温度。 [2]由于液氢的热值比较大，由Q放＝mq得，完全燃烧相同质量的液氢和其他燃料相比较，液氢放出的热量多。因此选择液氢作为燃料。 17．我国西部某光伏发电站年均发电量约为，已知煤炭的热值，相当于完全燃烧 kg煤炭释放的热量；这些煤炭在燃烧的过程中，其热值的大小将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 不变 【解析】[1]根据公式变形可计算出煤炭的质量 [2]热值是燃料的一种特性，只跟燃料的种类有关，与其质量、是否充分燃烧无关。虽然煤炭在燃烧，但其热值保持不变。 18．如图甲所示，用酒精灯加热试管中适量水。当塞子被推开时，可以看到试管口有“白气”产生，这是由于试管内气体对塞子做功，使得试管内气体内能 （选填“增大”或“减小”），此过程发生的能量转化与图乙中的图 （选填“A”或“B”）内燃机所示的能量转化是一致的，某四冲程汽车飞轮转速为2400r/min，则每秒钟对外做功 次。 【答案】减小 A 20 【解析】[1]试管内气体对塞子做功，将内能转化为机械能，因此试管内气体内能减小。 [2]乙图中A为热机的做功冲程，将内能转化为机械能；B为压缩冲程，将机械能转化为内能。因此上述的能量转化与图乙中的内燃机在A图所示的能量转化是一致的。 [3]四冲程汽车飞轮转速为2400r/min，即40r/s，已知飞轮每转2圈对外做功1次，则该四冲程汽车每秒钟对外做功20次。 19．北京时间2024年1月23日，力箭一号遥三商业运载火箭在我国酒泉卫星发射中心发射升空，如图所示，顺利将5颗卫星送入预定轨道，飞行试验任务获得圆满成功。火箭采用液氢为燃料是因为其 大（选填“热值”或“比热容”），若火箭携带了液氢燃料，这些燃料完全燃烧后产生热量为 ）。 【答案】热值 【解析】[1]热值是指单位质量燃料完全燃烧所释放的热量，热值越高，相同质量的燃料能提供更多能量。液氢的热值约为 1.4×108J/kg，远高于传统燃料，因此能显著提升火箭的推力和效率。 [2]液氢质量 m＝30t＝30000kg 液氢完全燃烧后产生的热量为 Q＝mq＝30000kg×1.4×108J/kg＝4.2×1012J 20．为有效地减少环境污染，科学家研制了利用太阳能来驱动的太阳能汽车，真正实现了零排放。某太阳能汽车如图所示，该太阳能汽车行驶时将太阳能最终转化成 能。若该太阳能汽车在接收到的太阳能后，能匀速行驶4km的路程，且该太阳能汽车在行驶过程中受到的阻力为300N，则该太阳能汽车利用太阳能来驱动的效率为 。 【答案】机械 30% 【解析】[1]太阳能汽车行驶时，将太阳能最终转化为机械能，使汽车运动。 [2]汽车匀速行驶，牵引力，行驶的路程，牵引力做的功。太阳能汽车接收到的太阳能，则效率。 21．柴油机和汽油机结构不同，意味着吸气冲程吸入物质也不同，柴油机在吸气冲程吸入的是 ；甲乙两台柴油机功率之比P甲 ∶ P 乙＝2∶1， 效率之比η甲∶ η乙＝6∶ 5，则两柴油机在相同时间内消耗同样型号的柴油质量之比为 。 【答案】空气 5∶3 【解析】[1]柴油机在吸气冲程吸入的是空气，而汽油机吸入的是汽油和空气的混合物。 [2]根据功率公式变形可得，相同时间内做功之比为 根据效率公式可得 则有放出热量之比 根据Q放＝mq可知，质量之比即为燃料放出热量之比，则 三、实验探究题（本题共3个小题，22小题6分，23小题8分，24小题7分，共21分。） 22．在制作简易热机模型的活动中，小星和小葱同学分别展示了自己制作的热机模型，并进行了相关的研究。 (1)图甲是小星设计的蒸汽机模型。密封的易拉罐装有适量的水，利用酒精灯加热，当有蒸汽喷出时，手中的风车转动。此过程的能量转化：化学能→ → ；该模型存在的不安全因素是 ； (2)图乙是小葱制作的内燃机模型。用喷雾器往瓶内喷入适量酒精，启动电子打火器点燃酒精，活塞瞬间弹出。这个热机模型中，工作物质是 ，电子打火器相当于汽油机的 ； (3)同学们了解到，蒸汽机比内燃机的效率低很多，其主要原因是 。 【答案】(1)内能 机械能 易拉罐可能因压强过大而爆炸 (2) 酒精 火花塞 (3)蒸汽机的废气带走了大量的能量 【解析】（1）[1][2]酒精灯燃烧酒精，将化学能转化为内能（加热水汽化成水蒸气）；水蒸气喷出推动风车转动，将内能转化为机械能。 [3]用酒精灯加热密封的易拉罐，内部蒸汽压强增大，容易导致易拉罐炸裂，存在安全隐患。 （2）[1]热机中参与能量转化的物质是酒精（酒精被喷成雾状，点燃后发生能量转化）。 [2]汽油机的火花塞在压缩冲程末产生电火花，点燃汽油和空气的混合物，而电子打火机在这里起到了点燃酒精的作用，相当于汽油机的火花塞。 （3）蒸汽机的废气带走大量能量（内能），能量损耗多；而内燃机的能量利用更集中，因此蒸汽机效率远低于内燃机。其主要原因是蒸汽机的废气带走了大量的能量（或能量损耗大）。 23．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同。 (1)比较不同物质的吸热能力，应选择 两图进行实验；还需要的实验器材是 ；不同物质吸热的多少是通过 来反映的（选填“温度计示数的变化量”或“加热时间”）。 (2)根据实验测得的数据，分别描绘出a、b两种液体的温度随加热时间变化的图像，则a、b两种液体的比热容之比ca∶cb＝ ； (3)为了比较燃料1和燃料2的热值，应该在燃料完全燃烧后，通过比较 来得出结论（选填“温度计示数的变化量”或“加热时间”），这种实验方法是 。 (4)在图甲装置中，若燃料为酒精，烧杯内的液体为水，先测出水的质量和酒精烧尽时水升高的温度，再结合酒精的质量（不考虑酒精的蒸发）这一数据，计算出酒精的热值。通过实验算出的热值与实际相比 （选填“偏大”或“偏小”），理由是 。 【答案】(1)甲、丙 秒表 加热时间 (2)2∶1 (3)温度计示数的变化量 转换法 (4)偏小 见解析 【解析】（1）[1]根据控制变量法，比较不同物质的吸热能力，用相同的燃料给质量相等的不同液体加热，比较液体升高的温度，所以应选择甲、丙两图进行实验。 [2]实验中需要记录液体温度随时间的变化，所以还需要的器材是秒表。 [3]实验过程中通过加热时间比较不同物质吸热的多少，加热时间越长，吸收的热量越多，这种方法叫转换法。 （2）由图丁可知，a、b质量相等，加热5min，吸收相同的热量，a升高的温度为20℃，b升高的温度为40℃，则a、b两种液体的比热容之比 （3）[1][2]为了比较燃料1和燃料2的热值，给质量相等的水加热，在燃料完全燃烧后，通过比较温度计示数的变化量来得出结论，温度计示数的变化量越大，说明该燃料的热值越大。这种将不易直接测量的热值大小，转化为容易测量的温度计示数变化量的实验方法是转换法。 （4）[1][2]由于酒精不能完全燃烧，且酒精燃烧放出的热量不能被水全部吸收，导致水吸收的热量小于酒精完全燃烧放出的热量，根据公式可知，通过实验算出的热值与实际相比偏小。 24．某小组的同学研究水受到太阳照射时升温的情况，对水温上升快慢的影响因素进行了猜想： 猜想1：太阳光照时间 猜想2：水量的多少 猜想3：水受到的光照面积（简称受光面积） (1)关于猜想1：小轩同学认为借助 （选填“功率”或“效率”）的概念可以判断猜想1是 的（选填“正确”或“错误”）。 (2)在研究猜想2时，小轩同学利用图甲所示的装置，分别在玻璃水槽中装入不同质量的水，发现在相同的照射时间中，水质量越大，水温变化越慢。这样的操作过程 （选填“合理”或“不合理”），理由是 。 (3)为研究猜想3，小轩准备了三个表面大小相同而厚度稍有不同的透明玻璃水槽（有盖，忽略水微弱形变带来的受光面积变化，水槽厚度，水槽厚度，水槽厚度），在水槽中装满水使光垂直照射在透明水槽的表面。同学们记录了水槽中水温随照射时间的变化情况，如下表所示。 t/min 0 2 4 6 8 0 3.0 4.8 5.6 5.9 ①请在图乙中描点作出图像 ； ②为了更明显的对比，小轩应在水槽 （选填“B”或“C”）中装入水，再进行实验； ③小轩发现经过一段时间后，水温趋于稳定。小轩了解到，水接受太阳辐射的同时，也在对周围环境放热。已知水的受光面积为，此时太阳光单位面积辐射功率为P1，水单位面积（研究中忽略薄水槽较小的侧、底面积）对周边的散热功率为P2，则利用给定的字母写出水温稳定时，水对太阳能的吸收效率为 。 【答案】(1) 效率 错误 (2)不合理 没有控制水受到的光照面积不变 (3) C 【解析】（1）[1][2]假设单位时间内照射到薄水槽上的太阳光中含有的光能为E，当太阳光照射时间为t时，水上升的温度为Δt，则水的温度上升快慢可以表示为，薄水槽吸热的效率为η，则水上升的温度 则水的温度上升快慢 因为η、E、c水、m水是常数，即是一个常数，即温度上升的快慢是一个常数，故温度上升快慢与太阳光照时间无关，故猜想1错误。 （2）[1][2]在改变水的质量的同时，透明薄水槽中的水位也会变化，即水受到的光照面积也发生了改变，故水接收到的太阳能也会变化，没有控制吸收的太阳能不变，不符合控制变量法的使用原则，故不合理。 （3）[1]根据表中的数据，先描点，再连线，如图所示： [2]为了研究猜想3，为了能够有更明显的对比，则需保证其他条件相同时，能够改变水受到的光照面积，即在水质量不变的条件下，能改变水受到的光照面积，由于三个水槽的表面大小相同，故只能将水加入到更厚的水槽中，才能满足条件，故需将水加入到水槽C中。 [3]时间t内太阳光辐射的能量 温度稳定时，水吸收的热量与水散失的热量相等，即此时间段内水吸收的热量 此时水对太阳能的吸收效率 四、论述计算题（本题共3个小题，25小题6分，26 小题7分，27小题10分，共23分，解题应写出必要的文字说明、步骤和公式，只写出最后结果的不能给分。） 25．如图是家用电热壶及铭牌，无烟煤的热值q＝3.36×107J/kg、水的比热容c＝4.2×103J/(kg·℃)。求： (1)电热壶正常工作时，把满壶的水从20℃加热到100℃所需要吸收的热量。 (2)不考虑热损失，如果用无烟煤来烧开等质量的水时，需要多少kg的无烟煤？ 【答案】(1)3.36×105J (2)0.01kg 【解析】（1）由电热壶铭牌可知，壶中水的质量为1.0 kg，则把满壶的水从20℃加热到100℃所需要吸收的热量 （2）不考虑热损失，无烟煤完全燃烧放出的热量等于水吸收的热量，即 则需要无烟煤的质量 26．为了保障学生人身安全，目前已有一大批校车投入使用。如图为实验中学专用校车，这辆校车在某段平直公路上匀速行驶8km，消耗柴油1.6kg，受到的阻力是。（柴油热值为）求： (1)这段路程内发动机做的功； (2)这段路程内消耗的柴油完全燃烧放出的热量； (3)校车发动机的效率。 【答案】(1)1.44×107J (2)4.8×107J (3)30% 【解析】（1）校车匀速直线行驶时，发动机的牵引力与受到的阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，校车发动机的牵引力 校车发动机所做的功 （2）这段路程内消耗的柴油完全燃烧放出的热量 （3）校车发动机的效率为 27．液化石油气的热值高达，一些不法商贩为牟取暴利，常将液化石油气与价格低廉、热值仅为的二甲醚混合装入钢瓶内销售给客户。小李家使用的是液化气热水器，该热水器的铭牌标明了它的热效率为75%，表示该热水器工作时，液化石油气完全燃烧所消耗的化学能有多大比例转化成水的内能。为测定家中瓶装液化石油气是否掺混的二甲醚。小李把家里的自动洗衣机的水量设置为50L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的体积达到时，洗衣机便会自动停止注水，已知当时自来水的温度是，热水器输出热水的温度是，这次测定实验共消耗瓶内液化石油气的质量为。请用以上数据求： (1)加热50L水共吸收多少热量？ (2)该瓶装液化石油气的热值是多少？ (3)通过计算后说明，该瓶装液化石油气掺混的二甲醚质量百分比是多少？ 【答案】(1)5.25×106J (2)3.5×107J/kg (3)68.75％ 【解析】（1）水的体积V＝50L＝50×10－3m3 水的质量m水＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×50×10－3m3＝50kg 水吸收的热量Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(45℃－20℃)＝5.25×106J （2）由可得，液化石油气释放的总热量 液化石油气的热值                              （3）二甲醚质量为m二甲醚＝0.2kg－m石油   ① 总放热量 代入数据7×106J＝m石油×4.6×106J/kg+(0.2kg－m石油)×4.6×106J/kg ② 联立①②可得m石油＝0.0625kg，m二甲醚＝0.1375kg 该瓶装液化石油气掺混的二甲醚质量百分比： / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十四章 内能的利用 （章末检测题） （考试时间：90分钟，分值：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如 需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写 在本试卷上无效。 3．难度系数：0.7。 一、选择题（本题共13个小题，每小题只有一个选项最符合题意，每小题3分，共39分。） 1．下列估测符合实际的是（　　） A．沸水的温度一定为100℃ B．人的正常体温是37℃左右（口腔温度） C．现代汽车的热机效率高达100% D．人体感受最舒适的室温为35℃ 2．汽车油箱中的柴油用去了一半，则剩下的柴油（　　） A．比热容和热值均变为原来的一半 B．比热容和热值均不变 C．比热容为原来的一半，热值不变 D．热值为原来的一半，比热容不变 3．下列不属于热机应用的是（　　） A．长征五号火箭液氢液氧发动机 B．纯电动汽车 C．歼－20战机涡扇15煤油发动机 D．喷气式飞机 4．2020年国家能源区总投资4.4亿元三峡新能源清水—白驼60兆瓦风电项目，首批7台风电机组已完成并网，其中“风力发电”和“光伏发电”的能量转换说法正确的是（　　） A．太阳能转化为内能，太阳能转化为电能 B．太阳能转化为电能，再转化为化学能 C．机械能转化为电能，光能转化为电能 D．太阳能转化为电能，再转化为光能 5．为了节约能源需要提高热机效率，下列措施中不能提高效率的是（　　） A．汽车用太久后，排气筒会“冒黑烟”，国家应该强令这种车辆报废 B．尽量使燃料充分燃烧 C．尽量减少废气带走的热量 D．保证热机部件间有良好的润滑 6．热机在生活中被广泛使用。下列选项中属于压缩冲程的是（　　） A． B． C． D． 7．如图所示是我国传统的“走马灯”。点燃底部蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，观众可以看到纸片小人的影子运动起来。下列有关能量转化的说法中，正确的是（    ） A．蜡烛燃烧—内能转化为化学能 B．热空气驱动扇叶转动—机械能转化为内能 C．蜡烛的化学能全部转化为扇叶和马的机械能 D．扇叶最后停止运动，扇叶的机械能最终转化为空气的内能 8．关于内燃机中燃料释放的能量如图所示，下列说法错误的是（      ） A．图中1是燃料的化学能 ，图中3是废气带走的能量 B．内燃机由于燃料在汽缸内部燃烧，燃烧更充分，所以内燃机的效率比蒸汽机的高 C．用来做有用功的这部分能量，与燃料燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率 D．由图可知，热机效率达不到100% 9．如图所示，国之重器“鲲龙600”是世界上最大的水陆两用飞机，该飞机蓄满水后总质量为。在某次测试中，该飞机沿直线匀速行驶，消耗了航空燃油，飞机发动机功率恒为。已知航空燃油的热值，下列说法正确的是（　　） A．“鲲龙600”发动机正常工作时，将机械能转化为内能 B．测试中，“鲲龙600”发动机的效率为35% C．使用热值更大的燃料，可以提高“鲲龙600”发动机的效率 D．若将“鲲龙600”发动机效率提高10%，测试中可节省燃油 10．有两杯不同的燃料，甲杯中的质量为2kg，乙杯中的质量为1kg，当两者温度都升高1℃，吸收的热量如图a所示；甲杯、乙杯中的燃料完全燃烧后放出的热量如图b所示，则（　　） A．甲的比热容大于乙的比热容 B．甲的热值大于乙的热值 C．甲杯、乙杯中的燃料温度都降低1℃，甲、乙放出的热量一样多 D．相同质量的甲、乙燃料完全燃烧，甲放出的热量比乙的多 11．2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。与普通柴油机平均45%－46%的热效率水平相比，下列说法正确的是（　　） ①同样消耗柴油，该柴油机内能转化为的机械能更多 ②同样消耗柴油，该柴油机释放的热量更多 ③该柴油机效率大，但功率不一定大 ④通过不断的结构优化，热机的效率可以达到100% A．只有①④正确 B．只有②③正确 C．只有②④正确 D．只有①③正确 12．小麒同学制作了水火箭，简易原理图如图所示。使用打气筒向水火箭内不断打气，当内部气体压强增大到一定程度时，会使水从水火箭中向下喷出，从而使水火箭升空。以下说法正确的是（　　） A．整个过程中水火箭的总能量保持不变 B．使用打气筒打气时的能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同 C．水火箭中的“水”是一种热值较大的燃料 D．水喷出时水火箭内气体温度升高 13．小帆在老师指导下，用如图甲所示的同一个实验装置分别加热100g的A、B两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化图象如图乙所示，B从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精（）。若单位时间内A吸收的热量与B吸收的热量相等，，则下列说法中正确的是（    ） A．0～8min，B吸收的热量为 B． C．B的吸热能力大于A的吸热能力 D．该酒精灯的加热效率为28% 二、填空题（本题共8个小题，每空1分，共17分。） 14．为全面推进“乡村振兴”工程，加快农业农村绿色发展，泗阳县很多农村地区都使用上了天然气烧水煮饭。已知天然气的热值为，完全燃烧0.1m3天然气可以放出 J的热量，如果天然气没有充分燃烧，天然气的热值将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 15．2025年9月9日，我国在文昌航天发射场使用长征七号改运载火箭，成功将遥感四十五号卫星发射升空。运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较大的 ；燃料燃烧时，燃料的化学能转化为 能。 16．2025年3月17日，我国在酒泉卫星发射中心使用谷神星一号运载火箭，成功将云遥一号星发射升空。发射台下建造巨大的水池，是利用水的 大且水剧烈汽化时能吸收大量的热量来降低发射台温度。选择液氢作为燃料，主要是因为液氢的 大。 17．我国西部某光伏发电站年均发电量约为，已知煤炭的热值，相当于完全燃烧 kg煤炭释放的热量；这些煤炭在燃烧的过程中，其热值的大小将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 18．如图甲所示，用酒精灯加热试管中适量水。当塞子被推开时，可以看到试管口有“白气”产生，这是由于试管内气体对塞子做功，使得试管内气体内能 （选填“增大”或“减小”），此过程发生的能量转化与图乙中的图 （选填“A”或“B”）内燃机所示的能量转化是一致的，某四冲程汽车飞轮转速为2400r/min，则每秒钟对外做功 次。 19．北京时间2024年1月23日，力箭一号遥三商业运载火箭在我国酒泉卫星发射中心发射升空，如图所示，顺利将5颗卫星送入预定轨道，飞行试验任务获得圆满成功。火箭采用液氢为燃料是因为其 大（选填“热值”或“比热容”），若火箭携带了液氢燃料，这些燃料完全燃烧后产生热量为 ）。 20．为有效地减少环境污染，科学家研制了利用太阳能来驱动的太阳能汽车，真正实现了零排放。某太阳能汽车如图所示，该太阳能汽车行驶时将太阳能最终转化成 能。若该太阳能汽车在接收到的太阳能后，能匀速行驶4km的路程，且该太阳能汽车在行驶过程中受到的阻力为300N，则该太阳能汽车利用太阳能来驱动的效率为 。 21．柴油机和汽油机结构不同，意味着吸气冲程吸入物质也不同，柴油机在吸气冲程吸入的是 ；甲乙两台柴油机功率之比P甲 ∶ P 乙＝2∶1， 效率之比η甲∶ η乙＝6∶ 5，则两柴油机在相同时间内消耗同样型号的柴油质量之比为 。 三、实验探究题（本题共3个小题，22小题6分，23小题8分，24小题7分，共21分。） 22．在制作简易热机模型的活动中，小星和小葱同学分别展示了自己制作的热机模型，并进行了相关的研究。 (1)图甲是小星设计的蒸汽机模型。密封的易拉罐装有适量的水，利用酒精灯加热，当有蒸汽喷出时，手中的风车转动。此过程的能量转化：化学能→ → ；该模型存在的不安全因素是 ； (2)图乙是小葱制作的内燃机模型。用喷雾器往瓶内喷入适量酒精，启动电子打火器点燃酒精，活塞瞬间弹出。这个热机模型中，工作物质是 ，电子打火器相当于汽油机的 ； (3)同学们了解到，蒸汽机比内燃机的效率低很多，其主要原因是 。 23．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同。 (1)比较不同物质的吸热能力，应选择 两图进行实验；还需要的实验器材是 ；不同物质吸热的多少是通过 来反映的（选填“温度计示数的变化量”或“加热时间”）。 (2)根据实验测得的数据，分别描绘出a、b两种液体的温度随加热时间变化的图像，则a、b两种液体的比热容之比ca∶cb＝ ； (3)为了比较燃料1和燃料2的热值，应该在燃料完全燃烧后，通过比较 来得出结论（选填“温度计示数的变化量”或“加热时间”），这种实验方法是 。 (4)在图甲装置中，若燃料为酒精，烧杯内的液体为水，先测出水的质量和酒精烧尽时水升高的温度，再结合酒精的质量（不考虑酒精的蒸发）这一数据，计算出酒精的热值。通过实验算出的热值与实际相比 （选填“偏大”或“偏小”），理由是 。 24．某小组的同学研究水受到太阳照射时升温的情况，对水温上升快慢的影响因素进行了猜想： 猜想1：太阳光照时间 猜想2：水量的多少 猜想3：水受到的光照面积（简称受光面积） (1)关于猜想1：小轩同学认为借助 （选填“功率”或“效率”）的概念可以判断猜想1是 的（选填“正确”或“错误”）。 (2)在研究猜想2时，小轩同学利用图甲所示的装置，分别在玻璃水槽中装入不同质量的水，发现在相同的照射时间中，水质量越大，水温变化越慢。这样的操作过程 （选填“合理”或“不合理”），理由是 。 (3)为研究猜想3，小轩准备了三个表面大小相同而厚度稍有不同的透明玻璃水槽（有盖，忽略水微弱形变带来的受光面积变化，水槽厚度，水槽厚度，水槽厚度），在水槽中装满水使光垂直照射在透明水槽的表面。同学们记录了水槽中水温随照射时间的变化情况，如下表所示。 t/min 0 2 4 6 8 0 3.0 4.8 5.6 5.9 ①请在图乙中描点作出图像 ； ②为了更明显的对比，小轩应在水槽 （选填“B”或“C”）中装入水，再进行实验； ③小轩发现经过一段时间后，水温趋于稳定。小轩了解到，水接受太阳辐射的同时，也在对周围环境放热。已知水的受光面积为，此时太阳光单位面积辐射功率为P1，水单位面积（研究中忽略薄水槽较小的侧、底面积）对周边的散热功率为P2，则利用给定的字母写出水温稳定时，水对太阳能的吸收效率为 。 四、论述计算题（本题共3个小题，25小题6分，26 小题7分，27小题10分，共23分，解题应写出必要的文字说明、步骤和公式，只写出最后结果的不能给分。） 25．如图是家用电热壶及铭牌，无烟煤的热值q＝3.36×107J/kg、水的比热容c＝4.2×103J/(kg·℃)。求： (1)电热壶正常工作时，把满壶的水从20℃加热到100℃所需要吸收的热量。 (2)不考虑热损失，如果用无烟煤来烧开等质量的水时，需要多少kg的无烟煤？ 26．为了保障学生人身安全，目前已有一大批校车投入使用。如图为实验中学专用校车，这辆校车在某段平直公路上匀速行驶8km，消耗柴油1.6kg，受到的阻力是。（柴油热值为）求： (1)这段路程内发动机做的功； (2)这段路程内消耗的柴油完全燃烧放出的热量； (3)校车发动机的效率。 27．液化石油气的热值高达，一些不法商贩为牟取暴利，常将液化石油气与价格低廉、热值仅为的二甲醚混合装入钢瓶内销售给客户。小李家使用的是液化气热水器，该热水器的铭牌标明了它的热效率为75%，表示该热水器工作时，液化石油气完全燃烧所消耗的化学能有多大比例转化成水的内能。为测定家中瓶装液化石油气是否掺混的二甲醚。小李把家里的自动洗衣机的水量设置为50L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的体积达到时，洗衣机便会自动停止注水，已知当时自来水的温度是，热水器输出热水的温度是，这次测定实验共消耗瓶内液化石油气的质量为。请用以上数据求： (1)加热50L水共吸收多少热量？ (2)该瓶装液化石油气的热值是多少？ (3)通过计算后说明，该瓶装液化石油气掺混的二甲醚质量百分比是多少？ / 学科网（北京）股份有限公司 $