内容正文:
2025—2026学年九年级物理(全一册)学科素养形成练习
第十四章 内能的利用
(满分:100分)
一、单选题(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)
1. 2025年4月24日,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射(如图),该火箭使用的一种叫做偏二甲肼的液体燃料,是因为该燃料具有较大的( )
A. 比热容 B. 热值 C. 密度 D. 体积
【答案】B
【解析】
【详解】火箭升空过程中,是将燃料燃烧产生的内能转化为机械能;在运载能力有限的情况下,要求燃料的热值越大越好,这样它在燃烧时就会给火箭提供更多的能量,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2. 如图所示是一种太阳能背包。它的前面有一个太阳能电池板,里面有一个蓄电池,可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列说法错误的是( )
A. 太阳能电池板将太阳能转化为电能
B. 给蓄电池充电将电能转化为化学能
C. 蓄电池放电将化学能转化为电能
D. 小风扇工作将化学能转化为机械能
【答案】D
【解析】
【详解】A.太阳能电池板工作时,消耗太阳能,产生电能,将太阳能转化为电能,故A正确,不符合题意;
B.给蓄电池充电,消耗电能,产生化学能,将电能转化为化学能,故B正确,不符合题意;
C.蓄电池放电,消耗化学能,产生电能,将化学能转化为电能,故C正确,不符合题意;
D.小风扇工作时将电能转化为机械能,故D错误,符合题意。
故选D。
3. 嫦娥六号2024年5月3日成功发射,6月25日返回器携带月球样品着陆地球。如图为嫦娥六号发射的场景。下列说法中正确的是( )
A. 嫦娥六号用的火箭喷气发动机不是热机的一种
B. 嫦娥六号升空的过程是内能转化为机械能的过程
C. 随着科技的发展,我们终会实现火箭喷气发动机的内能全部转化为火箭的机械能
D. 嫦娥六号卫星舱内携带的月球车,在升空过程中,内能和机械能都增加
【答案】B
【解析】
【详解】A.火箭使用的喷气式发动机工作时将燃料燃烧释放的内能转化为机械能,是热机的一种,故A错误;
B.嫦娥六号升空的过程,消耗燃料,将燃料燃烧释放出的内能转化为机械能,故B正确;
C.由于热机工作过程中不可避免的存在热损失,不可能将内能全部转化为机械能,故C错误;
D.卫星舱内携带的月球车在升空过程中,质量不变,高度和速度都会增加,则动能和重力势能都增大,因此机械能增加。但其温度基本保持不变,故内能不变,故D错误。
故选B。
4. 《随园食单》记载了古人炒制月饼馅料的场景,下列过程与物理知识对应正确的是( )
A. 炒制月饼馅料时不断翻炒是通过做功改变馅料内能
B. 馅料刚出锅时“热”得烫嘴,是因为馅料含有的热量多
C. 馅料放凉后香味变淡,是因为馅料分子运动变缓慢
D. 增加供氧量,让木柴更充分地燃烧可以提高木柴的热值
【答案】C
【解析】
【详解】A.炒制月饼馅料时,馅料从外界吸收热量,是通过热传递改变馅料内能,故A错误;
B.热量是过程量,不能说“含有的热量”,馅料刚出锅时“热”得烫嘴,是因为馅料的温度高,故B错误;
C.温度越高,分子热运动越剧烈,馅料放凉后香味变淡,是因为馅料分子运动变缓慢,故C正确;
D.热值是燃料的一种属性,与燃烧情况无关,增加供氧量,让燃料更充分燃烧不能提高燃料的热值,故D错误。
故选C。
5. 如图是汽油机一个工作循环的四个冲程,以下说法正确的是( )
A. 汽油机一个工作循环四个冲程的正确顺序是:丙、甲、丁、乙
B. 汽油机吸气冲程汽缸吸进的物质是汽油
C. 若汽油机每秒做功10次,则飞轮的转速为
D. 图丁是做功冲程,机械能转化为内能
【答案】C
【解析】
【详解】题中四个图所代表的冲程:
图甲:进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程。
图乙:进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,是吸气冲程。
图丙:进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,是排气冲程。
图丁:进气门和排气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,是做功冲程。
A.汽油机一个工作循环的正确顺序是吸气、压缩、做功、排气。对应图中的顺序为乙、甲、丁、丙。故A错误;
B.汽油机在吸气冲程中,吸入的是汽油和空气的混合物,而不是纯汽油。故B错误;
C.在四冲程内燃机中,飞轮转2圈,完成一个工作循环,对外做功1次。若汽油机每秒做功10次,则飞轮每秒转动次数为
则飞轮的转速为
故C正确;
D.图丁是做功冲程,此过程中,燃气推动活塞做功,将内能转化为机械能,而不是将机械能转化为内能,故D错误。
故选C。
6. 在农业生产中,燃料燃烧释放的热量得到了广泛利用。我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫做这种燃料的热值。下表是一些燃料的热值。下列选项中正确的是( )
燃料
热值
燃料
热值
焦炭
柴油
酒精
汽油
A. 0.5kg的汽油的热值是
B. 热值为的燃料一定是酒精
C. 燃料越接近完全燃烧,燃料的热值就越大
D. 0.5kg的汽油完全燃烧放出的热量是
【答案】D
【解析】
【详解】A.热值是燃料的一种特性,其大小与其质量大小无关;0.5kg所以的汽油的热值还是,故A错误;
B.由表中数据可知,焦炭和酒精的热值相同,为,所以热值为的燃料不一定是酒精,故B错误;
C.热值是燃料本身的属性,不会随燃烧的充分程度改变,故C错误;
D.0.5kg汽油完全燃烧放出的热量,故D正确。
故选D。
7. 热机广泛应用于现代生活,为了节约能源,各国科学家不断攻坚克难,提高热机效率,关于热机效率的说法正确的是:( )
A. 热机做有用功越多,其效率一定越高
B. 热机做有用功越快,其效率一定越高
C. 热机消耗燃料越少,其效率一定越高
D. 无论怎么改进热机,其效率都小于1
【答案】D
【解析】
【详解】A.热机效率由有用功和燃料完全燃烧放出的能量共同决定。仅知道热机做有用功越多,若燃料完全燃烧放出的能量也很大,根据公有,其效率不一定高,故A错误;
B.热机做有用功越快,说的是热机的功率大,功率是表示做功快慢的物理量,而热机效率与做功快慢无关,故B错误;
C.热机消耗燃料越少,若做的有用功也很少,根据效率公式,其效率不一定高,因为不知道有用功和燃料完全燃烧放出能量的比例关系,故C错误;
D.在热机工作时,由于存在热量散失、克服摩擦做功等情况,燃料不可能完全燃烧,燃烧放出的能量也不能全部用来做有用功,即有用功总是小于燃料完全燃烧放出的能量,所以热机效率始终小于1,故D正确。
故选D。
二、填空题(本大题共6小题,每空2分,共52分)
8. 如图所示,一个纸风车放在点燃的酒精灯火焰上方,风车会转动起来。在这个过程中,酒精的______能通过燃烧转化为燃气的______能,最终转化为风车的______能。
【答案】 ①. 化学 ②. 内 ③. 机械##动
【解析】
【详解】[1][2][3]酒精燃烧,化学能转化成内能,火焰上方空气加热后体积膨胀,根据可知空气密度变小,会向上运动,流动的空气吹动风车转动,使风车得到动能,因此是酒精的化学能最终转化成了风车的机械能(或动能)。
9. 如图是内燃机工作时某冲程示意图,该冲程为_________冲程,它是_________(“汽油”或“柴油”)机。若飞轮的转速为2400r/min,在1s内,该内燃机完成_________个工作循环。
【答案】 ①. 压缩 ②. 柴油 ③. 20
【解析】
【详解】[1]如图,两气门关闭,活塞上行,为压缩冲程。
[2]如图,该内燃机有喷油嘴,是柴油机。
[3]飞轮的转速为
2400r/min=40r/s
一个工作循环飞轮转两周,在1s内,该内燃机完成20个工作循环。
10. 汽车发动机选择水作为冷却液是利用水______的特性,这是通过______的方式改变发动机内能的某小型单缸四冲程汽油机,每个工作循环做功500J,曲轴的转速是300r/min,每分钟消耗汽油5g。则该汽油机的功率是______W,机械效率是______%(q汽油=4.6×107J/kg,百分号前保留一位小数)。
【答案】 ①. 比热容较大 ②. 热传递 ③. 1250 ④. 32.6%
【解析】
【详解】[1]由于水比热容大,相同质量的水和其他液体相比较,在升高相同的温度的情况下,水吸收的热量多,故用水做冷却液。
[2]水吸收发电机放出的热量,内能增加,温度升高,这是通过热传递的方式改变物体内能的。
[3]单缸四冲程汽油机的一个工作循环飞轮转2圈,完成4个冲程,做功一次,因此汽油机每分钟共完成150个工作循环,对外做功150次,则汽油机工作1min做的功为W=150×500J=7.5×104J
该汽油机的功率为
[4]5g汽油完全燃烧释放的热量为Q放=mq汽油=0.005kg×4.6×107J/kg=2.3×105J
机械效率。
11. 九洲大道快速化改造时用到了挖掘机,其动力由柴油机提供.若完全燃烧2kg柴油能释放_______J的能量,油箱中剩余柴油热值_______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。该柴油机能量流向如题图所示,则其效率为_______(柴油的热值为4.3×107J/kg)。
【答案】 ①. 8.6×107 ②. 不变 ③. 36%
【解析】
【详解】[1] 根据热值公式(其中为燃料完全燃烧放出的热量,为燃料的质量,为燃料的热值),则完全燃烧2kg柴油释放的能量。
[2]热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量、是否完全燃烧等因素无关,所以油箱中剩余柴油热值不变。
[3]由图可知,废气带走的能量,附属设备损耗的能量,传动部件损耗的能量,那么输出有用功的能量占比为,即柴油机的效率为。
12. 为了探究“不同物质的吸热能力”,实验小组在两个相同的容器中分别装入初温相同的两种液体A、B,并且用相同的装置加热,如图甲所示。
(1)实验中,应该向两个烧杯中加入________相同的两种不同液体;可以通过比较________(选填“温度计上升的示数”或“加热时间的长短”)来反映两种液体吸收热量的多少。
(2)如图乙所示,若液体A是水,则液体B的比热容为________。[水的比热容为]
(3)小明还想利用图丙装置来比较不同液体燃料的热值,他应该在质量相同的燃料燃烧________(选填“相同时间”或“完毕”)后,通过比较________(选填“温度计上升的示数”或“加热时间的长短”)来得出结论;小明选用了燃料1和燃料2进行实验。当燃料燃尽后,小明根据各个时刻烧杯中的水温,绘制了如图丁所示的图像,则可初步判断燃料________的热值大。
(4)若图丙烧杯中的水为50g,燃料1为的酒精。根据图丁分析计算,装置a对水的加热效率为________。(酒精热值为)
【答案】(1) ①. 质量 ②. 加热时间的长短
(2)2.1×103 (3) ①. 完毕 ②. 温度计上升的示数 ③. 2
(4)70%
【解析】
【小问1详解】
在探究不同物质的吸热能力的实验中,为了便于比较,应控制两种不同液体的质量相等;加热两种液体的装置完全相同,酒精灯相同时间放出的热量相同,可以看成相同时间两种液体吸收的热量相同,因此可以通过比较加热时间来反映两种液体吸收热量的多少,这种方法叫转换法。
【小问2详解】
由图乙可知,在加热5min时,AB吸收相同的热量,A升高的温度为20℃,B升高的温度为40℃,根据公式及题意可知,B液体的比热容是水的一半,即
【小问3详解】
[1][2]比较不同液体燃料的热值,实验时应比较相同质量的燃料1和燃料2完全燃尽后液体升高的温度,即根据温度计上升的示数比较燃料热值的大小。
[3]由图丁可知,燃料完全燃烧后,燃料2加热的液体升高的温度越高,说明燃料2释放的热量较多,燃料的质量相等,由得,燃料2的热值大。
【小问4详解】
根据公式可知,水吸收的热量
由题意可知,根据公式得燃料1完全燃烧放出的总热量
装置a对水的加热效率
13. 小李想测量蜡烛的热值q,他利用如图所示的装置进行测量,A容器内装有150g的水,防风罩B的下端开了通气孔。
水的初温/℃
25
燃烧前蜡烛的质量/g
20.6
水的末温/℃
40
燃烧后蜡烛的质量/g
20
(1)为完成实验,还需要的测量工具是_____________和_____________;
(2)实验中小李是通过测量________(选填“加热时间”或“水吸收的热量”)间接测量蜡烛燃烧放出的热量;
(3)实验中水的温度升高内能增加,这是通过________的方式改变物体的内能;
(4)实验前后小李测量的数据如表所示,则蜡烛的热值约为________;
(5)小李跟同学讨论后,认为实验中测出的蜡烛的热值跟真实值相比________(选填“偏大”、“偏小”或者“相等”)。
【答案】(1) ①. 温度计 ②. 天平
(2)水吸收的热量 (3)热传递
(4)
(5)偏小
【解析】
【小问1详解】
[1][2]要完成本实验,需要测量水的温度与水和蜡烛的质量,因此还需要温度计与天平。
【小问2详解】
由于蜡烛燃烧放出的热量不能直接测量,实验中是通过水吸收的热量来间接测量蜡烛燃烧放出的热量,即认为蜡烛燃烧放出的热量全部被水吸收。
【小问3详解】
实验中,蜡烛燃烧放出热量,热量通过热传递的方式传递给水,使水的内能增加,温度升高。
【小问4详解】
根据表格数据可知,水吸收的热量为
蜡烛燃烧的质量为
如果不计热量损失,蜡烛的热值约为
【小问5详解】
在实验过程中,蜡烛燃烧放出的热量不可能全部被水吸收,会有热量散失到周围环境中,即水吸收的热量比蜡烛放出的热量要小,而在计算时,使用水吸收的热量来代替蜡烛燃烧放出的热量,故计算出的热值会比真实值偏小。
三、计算题(本大题共1小题,共15分)
14. 一辆汽车以某速度在一段平直且限速80km/h的内环快速路上匀速行驶9km,消耗汽油2kg,汽油机实际输出功率为75kW,汽油机的效率为30%。(q汽油=4.5×107J/kg)求:
(1)2kg汽油完全燃烧放出的热量Q是多少?
(2)该汽车在本次行驶过程中,受到的阻力是多大?
(3)试通过计算说明该车是否超速?
【答案】(1)9×107J
(2)3000N (3)该车超速
【解析】
【小问1详解】
2kg汽油完全燃烧放出的热量为
【小问2详解】
汽油机实际输出的有用机械功为
则汽车的牵引力为
因汽车匀速行驶,根据二力平衡关系可知,汽车受到的阻力为
【小问3详解】
汽车行驶的速度为,故该车超速。
四、综合分析题(本大题共1小题,每空2分,共12分)
15. 阅读短文,回答下列问题。
护国大将军
国际局势风云动荡,2024年9月25日祖国生日前夕,“东风快递使命必达”——东风31AG洲际导弹21分钟飞达12000km外,向世界展示了中国有能力捍卫国家安全。
(1)本次发射的导弹使用了新型固体燃料,其能量主要来自新型固体燃料储存的________能,主要原因是新型固体燃料的________较大;
(2)导弹点火升空时,燃料燃烧释放的内能转化为导弹的________能,此过程的能量转化与汽油机________冲程相同,当它穿越大气层时,弹头的温度会因摩擦而升高,这是通过________的方式增大了弹头的内能;在能量的转化过程中,能量的总量________(选填“不断增大”“不断减小”或“保持不变”)。
【答案】(1) ①. 化学 ②. 热值
(2) ①. 机械 ②. 做功 ③. 做功 ④. 保持不变
【解析】
【小问1详解】
燃料未燃烧时,能量以化学能的形式储存在燃料中,燃烧时化学能会转化为内能,因此能量来自新型固体燃料储存的化学能。
导弹发射需要大量能量,相同质量的燃料完全燃烧时,热值越大放出的热量越多,因此选用热值较大的新型固体燃料。
【小问2详解】
导弹点火升空时,燃料燃烧释放的内能用来推动导弹运动、升高高度,转化为导弹的机械能。
汽油机的四个冲程中,只有做功冲程是将燃气的内能转化为活塞的机械能,和该能量转化过程一致。
弹头穿越大气层时,克服空气摩擦做功,机械能转化为内能,使弹头内能增大温度升高,这是通过做功的方式增大了弹头的内能。
根据能量守恒定律,能量在转化和转移过程中,能量的总量保持不变。
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2025—2026学年九年级物理(全一册)学科素养形成练习
第十四章 内能的利用
(满分:100分)
一、单选题(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)
1. 2025年4月24日,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射(如图),该火箭使用的一种叫做偏二甲肼的液体燃料,是因为该燃料具有较大的( )
A. 比热容 B. 热值 C. 密度 D. 体积
2. 如图所示是一种太阳能背包。它的前面有一个太阳能电池板,里面有一个蓄电池,可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列说法错误的是( )
A. 太阳能电池板将太阳能转化为电能
B. 给蓄电池充电将电能转化为化学能
C. 蓄电池放电将化学能转化为电能
D. 小风扇工作将化学能转化为机械能
3. 嫦娥六号2024年5月3日成功发射,6月25日返回器携带月球样品着陆地球。如图为嫦娥六号发射的场景。下列说法中正确的是( )
A. 嫦娥六号用的火箭喷气发动机不是热机的一种
B. 嫦娥六号升空的过程是内能转化为机械能的过程
C. 随着科技的发展,我们终会实现火箭喷气发动机的内能全部转化为火箭的机械能
D. 嫦娥六号卫星舱内携带的月球车,在升空过程中,内能和机械能都增加
4. 《随园食单》记载了古人炒制月饼馅料的场景,下列过程与物理知识对应正确的是( )
A. 炒制月饼馅料时不断翻炒是通过做功改变馅料内能
B. 馅料刚出锅时“热”得烫嘴,是因为馅料含有的热量多
C. 馅料放凉后香味变淡,是因为馅料分子运动变缓慢
D. 增加供氧量,让木柴更充分地燃烧可以提高木柴的热值
5. 如图是汽油机一个工作循环的四个冲程,以下说法正确的是( )
A. 汽油机一个工作循环四个冲程的正确顺序是:丙、甲、丁、乙
B. 汽油机吸气冲程汽缸吸进的物质是汽油
C. 若汽油机每秒做功10次,则飞轮的转速为
D. 图丁是做功冲程,机械能转化为内能
6. 在农业生产中,燃料燃烧释放的热量得到了广泛利用。我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫做这种燃料的热值。下表是一些燃料的热值。下列选项中正确的是( )
燃料
热值
燃料
热值
焦炭
柴油
酒精
汽油
A. 0.5kg的汽油的热值是
B. 热值为的燃料一定是酒精
C. 燃料越接近完全燃烧,燃料的热值就越大
D. 0.5kg的汽油完全燃烧放出的热量是
7. 热机广泛应用于现代生活,为了节约能源,各国科学家不断攻坚克难,提高热机效率,关于热机效率的说法正确的是:( )
A. 热机做有用功越多,其效率一定越高
B. 热机做有用功越快,其效率一定越高
C. 热机消耗燃料越少,其效率一定越高
D. 无论怎么改进热机,其效率都小于1
二、填空题(本大题共6小题,每空2分,共52分)
8. 如图所示,一个纸风车放在点燃的酒精灯火焰上方,风车会转动起来。在这个过程中,酒精的______能通过燃烧转化为燃气的______能,最终转化为风车的______能。
9. 如图是内燃机工作时某冲程示意图,该冲程为_________冲程,它是_________(“汽油”或“柴油”)机。若飞轮的转速为2400r/min,在1s内,该内燃机完成_________个工作循环。
10. 汽车发动机选择水作为冷却液是利用水______的特性,这是通过______的方式改变发动机内能的某小型单缸四冲程汽油机,每个工作循环做功500J,曲轴的转速是300r/min,每分钟消耗汽油5g。则该汽油机的功率是______W,机械效率是______%(q汽油=4.6×107J/kg,百分号前保留一位小数)。
11. 九洲大道快速化改造时用到了挖掘机,其动力由柴油机提供.若完全燃烧2kg柴油能释放_______J的能量,油箱中剩余柴油热值_______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。该柴油机能量流向如题图所示,则其效率为_______(柴油的热值为4.3×107J/kg)。
12. 为了探究“不同物质的吸热能力”,实验小组在两个相同的容器中分别装入初温相同的两种液体A、B,并且用相同的装置加热,如图甲所示。
(1)实验中,应该向两个烧杯中加入________相同的两种不同液体;可以通过比较________(选填“温度计上升的示数”或“加热时间的长短”)来反映两种液体吸收热量的多少。
(2)如图乙所示,若液体A是水,则液体B的比热容为________。[水的比热容为]
(3)小明还想利用图丙装置来比较不同液体燃料的热值,他应该在质量相同的燃料燃烧________(选填“相同时间”或“完毕”)后,通过比较________(选填“温度计上升的示数”或“加热时间的长短”)来得出结论;小明选用了燃料1和燃料2进行实验。当燃料燃尽后,小明根据各个时刻烧杯中的水温,绘制了如图丁所示的图像,则可初步判断燃料________的热值大。
(4)若图丙烧杯中的水为50g,燃料1为的酒精。根据图丁分析计算,装置a对水的加热效率为________。(酒精热值为)
13. 小李想测量蜡烛的热值q,他利用如图所示的装置进行测量,A容器内装有150g的水,防风罩B的下端开了通气孔。
水的初温/℃
25
燃烧前蜡烛的质量/g
20.6
水的末温/℃
40
燃烧后蜡烛的质量/g
20
(1)为完成实验,还需要的测量工具是_____________和_____________;
(2)实验中小李是通过测量________(选填“加热时间”或“水吸收的热量”)间接测量蜡烛燃烧放出的热量;
(3)实验中水的温度升高内能增加,这是通过________的方式改变物体的内能;
(4)实验前后小李测量的数据如表所示,则蜡烛的热值约为________;
(5)小李跟同学讨论后,认为实验中测出的蜡烛的热值跟真实值相比________(选填“偏大”、“偏小”或者“相等”)。
三、计算题(本大题共1小题,共15分)
14. 一辆汽车以某速度在一段平直且限速80km/h的内环快速路上匀速行驶9km,消耗汽油2kg,汽油机实际输出功率为75kW,汽油机的效率为30%。(q汽油=4.5×107J/kg)求:
(1)2kg汽油完全燃烧放出的热量Q是多少?
(2)该汽车在本次行驶过程中,受到的阻力是多大?
(3)试通过计算说明该车是否超速?
四、综合分析题(本大题共1小题,每空2分,共12分)
15. 阅读短文,回答下列问题。
护国大将军
国际局势风云动荡,2024年9月25日祖国生日前夕,“东风快递使命必达”——东风31AG洲际导弹21分钟飞达12000km外,向世界展示了中国有能力捍卫国家安全。
(1)本次发射的导弹使用了新型固体燃料,其能量主要来自新型固体燃料储存的________能,主要原因是新型固体燃料的________较大;
(2)导弹点火升空时,燃料燃烧释放的内能转化为导弹的________能,此过程的能量转化与汽油机________冲程相同,当它穿越大气层时,弹头的温度会因摩擦而升高,这是通过________的方式增大了弹头的内能;在能量的转化过程中,能量的总量________(选填“不断增大”“不断减小”或“保持不变”)。
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