寒假伴学营 第十四章 内能的利用 2025-2026学年人教版物理九年级全一册

寒假伴学营  第十四章 内能的利用 一、单选题 1．关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是（　　） A．电灯发光时，将内能转化为电能 B．电动机工作时，将电能全部转化为机械能 C．摆动的秋千越摆越低，机械能不守恒 D．由于能量总量保持不变，所以机械能不变，于是科学家们发明了永动机 2．内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动1800圈，则下列说法正确的是（　　）(q汽油=4.6ｘ107J/kg) A．图中所示冲程是压缩冲程 B．若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为2.3ｘ108J C．该汽油机在1s内做功30次 D．汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 3．如图所示是某汽油机的主要能量流向和相关参数图，则该汽油机的效率为（    ） A．25% B．40% C．35% D．65% 4．如图所示描述的物理过程，下列分析正确的是（　　） A．图甲：厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的温度升高，内能不变 B．图乙：瓶子内的空气推动塞子做功后，瓶子内空气的内能增大 C．图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增加 D．图丁：汽缸内的气体推动活塞向下运动，内能转化为机械能，气体内能减少 5．关于汽油机和柴油机，说法正确的是（　　） A．吸气冲程中，汽油机吸进汽缸的只有空气，柴油机吸进汽缸的是柴油和空气的混合物 B．柴油机通过压缩空气直接点燃柴油，而汽油机需要火花塞点火 C．柴油机对空气的压缩程度比汽油机低 D．汽油机的输出功率比柴油机大 6．涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压缩后再进入燃烧室与燃料混合并燃烧，从而输出动力。下列关于该发动机工作过程的说法正确的是（　　） A．压气机压缩空气的过程中，空气的内能减小 B．燃料和压缩空气混合后，燃料的热值变大 C．燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高 D．高温高压气体将机械能转化为涡轮的内能 7．以下是汽油机工作时的四个冲程示意图，下列说法正确的是（   ） A．甲是吸气冲程，吸进的物质是空气 B．丁是压缩冲程，将机械能转化为内能 C．丙是做功冲程，将内能转化为机械能 D．依靠飞轮惯性完成的是甲、乙、丙冲程 8．汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（　　） A．甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高 B．由乙图可知该汽油机的效率是30% C．汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值 D．为节能，冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措降低了燃料的利用率 二、填空题 9．汽车发动机用水做冷却剂，是因为水的 ；在某次冷却过程中，水箱里5kg的水，温度升高了20℃，水吸收了 J的热量。如图所示是某汽车汽油机的能量流向图，请你根据能量流向图，提出一条提高该汽油机效率的方法： 。[水的比热容为] 10．内燃机：常见的活塞式内燃机有 和 。 11．广东省教育厅提出劳动技能进校园活动，某中小学将增加一门“学煮饭”的课程。如图是学生用煤气炉烹饪食物的情景，增大食物的内能是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式；厨房内香气四溢，这种现象属于 现象；活动结束，剩余煤气的热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 12．重庆物产丰富，资源富饶，有着全国最大的页岩气田。若完全燃烧0.014m3的页岩气（设页岩气的热值为3.0×107J/m3），能放出 J的热量；这些热量被5kg的水全部吸收，水的温度将上升 ℃。（） 13．如图，水沸腾后，塞子被水蒸气推出，这一过程与 （选填“A”或“B”）所示的冲程相似；该过程是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式来改变水蒸气的内能。 三、实验题 14．如图，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料质量都是10g，烧杯内液体的初温和质量相同。    (1)比较不同燃料的热值：应选择 两图进行实验，实验时，点燃燃料加热液体，在 （选填“相同时间后”或“燃料都烧完后”）测量液体温度，温度越高，说明燃料的热值越大； (2)比较不同物质吸热升温的特点： ①应选择 两图进行实验； ②液体吸收的热量通过 （选“温度计上升示数”或“加热时间”）来反映； ③如图丁所示，若液体a的温度曲线为A，液体b的温度曲线为B，且液体b的比热容是 液体a的比热容是 ； (3)小明利用丙图实验装置，结合液体b的比热容求出了燃料1的热值。小明计算出的结果跟真实值相比 （选填“偏大”或“偏小”），原因是： 。 15．在“比较酒精和碎纸片燃烧时放出热量”的实验中，以下五个方面： ①烧杯内液体种类；②烧杯内液体质量；③加热时间；④烧杯内液体的温度变化量；⑤酒精和碎纸片的质量。其中不需要控制相同的是 （填写序号）。小美发现根据实验数据算出燃料的热值 真实值，原因是实验过程中有 。燃料在燃烧过程中热值 （变大/变小/不变）。 四、计算题 16．在道路管网改造工程中，小型挖掘机发挥了重要作用。如图所示是某小型履带式挖掘机，其自身质量为2×103kg，履带与水平地面的总接触面积为2m2。某次在平直场地上作业，挖掘机以20kW的额定功率在1min内向前运动了120m。（g取10N/kg，柴油的热值取4×107J/kg）求： (1)该次作业过程中，挖掘机的平均速度； (2)挖掘机静止时对水平地面的压强； (3)该次作业消耗了60g柴油，该发动机的效率。 17．如图是某景区的观光艇，该观光艇空艇质量为800kg，最大载重量480kg。小明乘坐观光艇满载游玩时，发动机的输出功率为4.2×104W，航速为36km/h。（g=10N/kg，q柴油=4.2×107J/kg）求： (1)若观光艇空艇放在水平沙滩上，与沙滩的接触面积是5m2，则观光艇对沙滩的压强是多少？ (2)小明游玩时观光艇受到水的平均阻力是多大？ (3)若发动机的效率为40%，小明游玩30min需要消耗柴油的质量是多少？ 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 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 C A C D B C C A 1．C 【详解】A．电灯发光时，消耗了电能，获得了光能，此过程中主要能量转化是电能转化为光能，故A错误； B．电动机工作时，消耗电能，获得了机械能，但同时电动机的线圈会发热，此过程中消耗的电能绝大部分转化为机械能，少部分转化为内能。即电动机工作时电能没有全部转化为机械能，故B错误； C．摆动的秋千越摆越低，原因是秋千在运动过程中与空气摩擦有一部分机械能转化成了内能，机械能的总量逐渐减少，所以秋千的机械能不守恒，故C正确； D．根据能量守恒定律，能量的总量保持不变，但是机械工作过程中，由于摩擦等因素的存在，总会有一部分机械能转化成了其它形式的能，能量有损失，所以永动机不可能发明出来，故D错误。 故选C。 2．A 【详解】A．由图可知，两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故A正确； B．汽油机做的有用功为 故B错误； C．该汽油机飞轮每分钟转动1800圈，则每秒转动30圈，该汽油机飞轮转动2圈对外做功一次，则在1s内做功15次，故C错误； D．根据可知，汽油机消耗的燃料越少，燃料完全燃烧释放的热量越少，做的有用功未知，故效率不一定越高，故D错误。 故选A。 3．C 【详解】由图得，热机的效率是做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热量的比，如图所示，有用机械能所占的比例为35％，该汽油机的效率为35％，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 4．D 【详解】A．图甲中厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加，故A错误； B．图乙中瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，内能转化为机械能，空气的内能减小，故B错误； C．试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气对活塞做功，内能转化为机械能，水蒸气的内能减小，故C错误； D．图丁中汽缸内的气体推动活塞向下运动时，即做功冲程，内能转化为机械能，气体的内能减少，故D正确。 故选D。 5．B 【详解】A．吸气冲程中，汽油机吸进汽缸的是汽油和空气的混合物，柴油机吸进汽缸的只有空气，故A错误； B．柴油机的压缩比更高，压缩冲程末空气温度更高，通过压缩空气直接点燃柴油，而汽油机需要火花塞点火，故B正确； C．柴油机对空气的压缩程度比汽油机高，故C错误； D．一般情况下，柴油机的输出功率比汽油机大，故D错误。 故选 B。 6．C 【详解】A．压气机压缩空气，对空气做功，空气的内能增大，故A错误； B．热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，因此燃料和压缩空气混合后，燃料的热值不变，故B错误； C．使燃烧室中燃料燃烧更充分，燃料放出的热量更多，发动机所做的有用功更多，有用功占燃料完全燃烧放出热量比值增大，所以可以提高发动机的效率，故C正确； D．高温高压气体推动涡轮转动，类似于做功冲程，因此是将内能转化为机械能，故D错误。 故选C。 7．C 【详解】A．甲的吸气阀开启，排气阀关闭，活塞向下运动，是吸气冲程；汽油机在吸气冲程中吸入的是空气和雾状汽油的混合物，故A错误；     B．丁的吸气阀关闭，排气阀开启，是排气冲程，没有能量转化，故B错误； C．丙的吸气阀与排气阀均关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是做功冲程，将燃料燃烧释放的内能转化为活塞的机械能，故C正确；     D．4个冲程中只有做功冲程对外做功，其他3个冲程都靠飞轮的惯性完成；乙的吸气阀与排气阀均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，则依靠飞轮惯性完成的是甲、乙、丁冲程，故D错误。 故选C。 8．A 【详解】A．由图甲可知，进气门和排气门关闭，活塞向上运动，汽油机正处于压缩冲程，此时活塞对气缸内的气体做功，使气体的内能增加，温度升高，故A正确； B．由图乙可知，该汽油机的效率是 故B错误； C．汽车尾气中的“汽油味”越浓，说明燃料燃烧得越不充分，因此会降低汽油机的效率，但不会改变燃料的热值，故C错误； D．汽车的尾气含有大量的内能，为了节能，冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的利用率，故D错误。 故选A。 9． 比热容较大 加润滑油，减小摩擦 【详解】[1] 因为水的比热容较大，所以人们选用水作为汽车发动机的冷却剂，升高一定的温度，能够吸收更多的热量。 [2] 根据热量的计算公式，水需要吸收的热量是 [3]由能量流向图可知，机械各部分之间的摩擦损失部分能量，可以针对此提出提高热机效率的措施为加润滑油，减小摩擦。 10． 汽油机 柴油机 【详解】常见的活塞式内燃机有汽油机和柴油机，它们分别以汽油和柴油为燃料，都是把内能变成机械能的机器。 11． 热传递 扩散 不变 【解析】【小题1】[1]用煤气炉烧饭时，火焰将热量传递给锅，再由锅传给食物，使食物温度升高、内能增加。这个过程没有机械运动或压缩等做功形式，而是通过高温物体向低温物体传递热量实现的。 [2]“香气四溢”是指饭菜的香味分子扩散到空气中，被人们闻到。这是由于分子在不停地做无规则运动，在空气中扩散的结果。 [3] 热值是燃料的一种特性，表示单位质量（或体积）的燃料完全燃烧时所释放的热量。它只与燃料的种类有关，与燃料的质量多少无关，即使煤气用掉一部分，剩下的煤气仍然是同一种物质，其热值不会改变。 12． 20 【详解】[1]完全燃烧0.014m3的页岩气放出的热量为 [2]水吸收的热量 根据公式可知，水的温度将上升 13． B 做功 【详解】[1][2]试管口木塞被推出时，水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，则水蒸气内能变小，通过做功改变了水蒸气的内能。汽油机的做功冲程是汽油燃烧产生的内能转化为曲轴的机械能，塞子被推出这一过程的能量转化与四冲程汽油机的做功冲程相同，其中A两个阀门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，B两个阀门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程。 14．(1) 甲乙 燃料都烧完后 (2) 甲丙 加热时间 2.0×103 (3) 偏小 热量散失 【详解】（1）[1]要比较不同燃料的热值，应控制被加热液体的种类和质量相同，改变燃料种类，所以选择甲、乙两图进行实验。。 [2]燃料完全燃烧放出的热量才是其全部能量，所以要在燃料都烧完后测量液体温度，根据Q=cmΔt，质量和比热容相同情况下，温度越高，说明燃料放出热量越多，热值越大。 （2）[1]要比较不同物质吸热升温特点，应控制燃料相同，改变液体种类，所以选择甲、丙两图。 [2]用相同燃料加热，相同时间内燃料放出热量相同，液体吸收热量也相同，所以液体吸收热量通过加热时间来反映。 [3]由图丁知，加热相同时间（吸收相同热量），m相同，Q吸相同，根据Q吸=cmΔt，Δta=90℃−10℃=80℃，Δtb​=90℃−10℃=80℃，ca​mΔta=cb​mΔtb，可得 （3）[1][2]因为在实际实验中，燃料燃烧放出的热量没有全部被液体吸收，存在热量散失，所以计算结果小于真实值。 15． ③④ 小于 热量损失 不变 【详解】[1]在比较不同燃料热值的实验中，应控制燃料燃烧的质量相同，因为燃料的热值指的是单位质量的某种燃料完全燃烧时放出的热量；通过升高温度显示热量，必须控制烧杯内液体种类和烧杯内液体质量相同，其中不需要控制相同的是③④。 [2][3]刚开始加热时，铁圈和石棉网都要被加热，会吸收热量，在加热过程中，燃料燃烧放出的热量不可能全部被液体吸收，所以根据实验数据计算出的燃料的热值比真实值小。 [4]热值是燃料的一种特性，与燃料质量无关，因此燃烧时质量减小，热值不变。 16．(1)2m/s (2)10000Pa (3)50% 【详解】（1）该次作业过程中，挖掘机的平均速度 （2）挖掘机静止时对水平地面的压力为F=G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N 挖掘机静止时对水平地面的压强为 （3）柴油完全燃烧放出的热量Q放=m′q=0.06kg×4×107J/kg=2.4×106J 牵引力所做的功W=Pt=20×1000W×60s=1.2×106J 该发动机的效率 17．(1)1.6×103Pa (2)4200N (3)4.5kg 【详解】（1）观光艇空艇放在水平沙滩上时，压力为F=G空=m空g=800kg×10N/kg=8000N 观光艇对沙滩的压强为 （2）根据 可知发动机牵引力为 由二力平衡可知，小明游玩时观光艇受到水的平均阻力为f=F牵=4200N （3）游玩30min输出的有用功为W有=Pt=4.2×104W×30×60s=7.56×107J 需要完全燃烧柴油放出的热量为 需要消耗柴油的质量为 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 $