第十四章 内能的利用 章末培优专练 -2024-2025学年人教版九年级物理
一、单选题
1．关于内燃机下列说法正确的是（ ）
A．内燃机效率越高则做功越快
B．做同样的功，内燃机效率越高消耗的燃料越少
C．在内燃机的能量损失中，克服摩擦消耗的能量最多
D．随着技术的进步，内燃机的效率能到达100%
2．下列关于能量及其转化的说法正确的是（ ）
A．物体匀速上升的过程中其机械能不变
B．热机的四个冲程中做功冲程将机械能转化成内能
C．给蓄电池充电将化学能转化成电能
D．风力发电将风的动能转化成电能
3．关于四冲程汽油机和柴油机，下列说法错误的是（ ）
A．都是内燃机
B．在吸气冲程吸入气缸的都是空气
C．柴油机的气缸顶部是喷油嘴
D．汽油机在压缩冲程末是火花塞点火
4．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。某面包的营养成分表上标有“1478kJ/100g”，该标识的含义与以下物理量的含义类似的是（ ）
A．热值 B．热量 C．内能 D．比热
5．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A．0℃的冰块内能为0
B．两个发生热传递的物体之间一定存在温度差
C．汽油机做功冲程汽缸内燃气的内能增加
D．温度高的物体含有的热量多
6．在两个相同的烧杯中分别加入100g水和干泥土，先后用同一酒精灯加热，用温度计测量它们的温度变化，记录水和干泥土升高一定温度所需时间如下表。测得共消耗酒精3g，若水和干泥土单位时间内吸收的热量相等，，。下列说法正确的是（ ）
升高温度（℃） 加热水的时间（min） 加热干泥土的时间（min）
5 2 0.4
10 4 0.8
15 6 1.2
20 8 1.6
25 10 2.0
A．加热10min，水吸收的热量为
B．干泥土的
C．加热2min，干泥土吸收的热量为
D．酒精灯的加热效率为15%
7．用如图1所示的同一个实验装置分别加热质量均为100g的甲、乙两种液体（其中一种是水）。用测得的数据绘制了温度随时间变化的图像（如图2），乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精（）。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，，则下列说法正确的是（ ）
A．
B．乙液体是水
C．0~8min乙吸收的热量为
D．该酒精灯的加热效率为35%
8．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．若的值越大，燃料的热值越大
D．若的值越大，燃料的热值越大
9．如图装置中，酒精灯加热一段时间后，塞子飞出。下列说法正确的是（ ）
A．酒精具有化学能，不具有内能
B．酒精消耗一部分后，其热值减少
C．塞子飞出，塞子的动能由水蒸气的内能转化而来
D．塞子的动能，等于酒精燃烧时释放的能量
10．汽油机甲，飞轮每分钟转2400转，汽油机的汽缸容积为150cm3，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为2.0×106Pa，且甲汽油机一分钟消耗25g汽油。汽油机甲与汽油机乙的效率比值为5∶4，汽油机甲的功率是乙的2.5倍，则汽油机甲的功率和甲、乙汽油机相同时间的油耗之比为（ ）（汽油的热值为4.8×107J/kg）
A．3.6×106W；2∶1 B．6000W；2∶1
C．3.6×106W；1∶2 D．6000W；1∶2
二、填空题
11．汽车刹车过程中，因摩擦将机械能转化为地面、轮胎和空气的内能，这是通过 的方式改变物体内能的。能量的转化或转移过程中，能的总量保持 。
12．如图所示是四冲程柴油机工作时的
冲程示意图，此时气缸内物质为 （选填“空气”、“柴油”或“柴油和空气混合物”）。
13．科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，水蒸气温度 ，其内能 。这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的效率。为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是 冲程。
14．汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供了便利。汽油是汽车的主要燃料之一，经查阅资料得知：汽油的热值约为4.6×107/kg，其物理意义是 。
15．2022年9月，卫星“夸父一号”使用长征二号运载火箭发射升空，开启了对太阳的探测之旅。“夸父一号”主要以偏二甲肼作为燃料，其质量为1500kg，它完全燃烧所产生的热量可全部被温度为20℃的水吸收后升高到35℃，则水的质量为 t。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)，q偏二甲肼=4.2×107J/kg]
16．如图所示是单缸四冲程汽油机某一冲程工作示意图，该冲程是 冲程。若汽油燃烧不充分时，汽油的热值将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
17．一台单缸四冲程汽油机，工作了一段时间消耗了汽油0.5kg，这些汽油完全燃烧放出的热量为 J；若飞轮的转速为1200r/min，则该汽油机每秒钟做功 次。（汽油的热值为4.6×107J/kg）
18．如图所示是最新一款无人驾驶汽车原型图，汽车自动驾驶时使用雷达传感器以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以的速度在一段平直的公路上匀速行驶了时，消耗汽油。若四冲程汽油机飞轮转速为“”则这段时间内发动机共完成 个冲程，假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为，则在这段运动过程中，该汽车发动机做的有用功是 J，汽车行进过程中受到的阻力为 N。（已知汽油的热值是）
三、实验探究题
19．小明家最近装了一台“光电互补型”太阳能热水器。晴天，该热水器吸收太阳能加热水；阴雨天，用电加热水。该热水器的部分参数如表所示。【，，天然气的热值为】
水箱容积 100L
额定电压 220V
额定功率 2000W
（1）热水器将100L的水从25℃加热到75℃，求水吸收的热量；
（2）若在雨天使用该热水器将一满箱水从25℃加热到75℃，需要加热多长时间？（不计热损失）
（3）若用加热效率为60%的天然气灶将100L的水从25℃加热到75℃，需要完全燃烧多少天然气？
20．如图所示是我们在学习热学知识时做过的一些实验。
（1）图甲，将两个底面干净平整的铅块紧压在一起，它们就会结合在一起，下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开，该实验说明分子之间存在 （选填“引力”或“斥力”）。
（2）图乙，把试管中的水加热至沸腾，水蒸气推动橡皮塞迅速冲出管口，同时管口出现了白雾。在橡皮塞被推出的过程中，管内水蒸气的 能转化为橡皮塞的机械能，这与内燃机 冲程的能量转化相同。
（3）图丙，在厚壁玻璃筒中放入一小团硝化棉，用力迅速压下活塞后，观察到棉花燃烧起来。这是因为活塞压缩筒内气体，使空气内能 （选填“增大”或“减少”），温度升高达到硝化棉的燃点。图乙和图丙两个实验均可说明 可以改变物体的内能。
（4）图丁，玻璃板的下表面接触水面，稍稍用力向上提起玻璃板时发现弹簧测力计示数变大，这与形成图 （选填“甲”、“乙”或“丙”）现象的原因相同。
21．如图所示，甲、乙、丙三图的装置完全相同。甲、乙两图中的烧杯中装有水，丙图烧杯中装有花生油，相同时间内各燃料燃烧消耗的质量相等。
（1）比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验；
（2）比较水和花生油的吸热情况，应选择 两图进行实验。实验中发现花生油升温快，若要使同质量的水和花生油升高相同温度，水要吸收较 的热量；
（3）根据实验数据，作出甲、乙、丙三套装置图中液体升高温度ΔT随加热时间t变化曲线A、B、C如图丁。若已知燃料1的热值大于燃料2，则A、B、C曲线对应的装置图分别为 、 、 。进一步分析实验数据及图象，可估算出花生油的比热容约为 J/（kg ℃）[不计热量损失，c水＝4.2×103J/（kg ℃）]。
四、计算题
22．飞机以200m/s的速度飞行 1800km，发动机的功率是9.2×106W，效率是30%，求：
（1）发动机牵引力所做的功为多少？
（2）消耗的汽油质量为多少？（汽油的热值4.6×107J/kg）
23．2023年10月26日，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。它的推进器使用的液态氢是一种高效率的火箭燃料，液态氢在燃烧时能释放出巨大的能量。（已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），液态氢的热值为1.4×108J/kg）求：
（1）3kg液态氢完全燃烧放出的热量。
（2）若这些热量的50%被水吸收，可以使多少kg的水温度升高50℃。
24．习近平总书记指出：“既要绿水青山，又要金山银山”，为了还广大人民群众以“绿水青山”，响应国家“煤改气”政策，某单位将供应热水的燃煤锅炉改造为用天然气，改造前，加热质量为500kg温度从20℃升高到100℃的水，需要用煤20kg，请计算回答：[q煤=3×107J/kg，q天然气=3.6×107J/m3、c水=4.2×103J/(kg ℃)]
（1）水吸收的热量是多少？
（2）改造前，锅炉的效率；
（3）改造后，要放出和煤同样多的热量，需要用多少m3天然气？
答案解析部分
1．【答案】B
2．【答案】D
3．【答案】B
4．【答案】A
5．【答案】B
6．【答案】C
7．【答案】D
8．【答案】D
9．【答案】C
10．【答案】B
11．【答案】做功；不变
12．【答案】压缩；空气
13．【答案】降低；减小；排气
14．【答案】质量为1kg的汽油完全燃烧时放出的热量是4.6×107J
15．【答案】1×103
16．【答案】压缩；不变
17．【答案】2.3×107；10
18．【答案】；；
19．【答案】（1）；（2）；（3）
20．【答案】引力；内；做功；增大；做功；甲
21．【答案】（1）甲、乙
（2）甲、丙；多
（3）丙；甲；乙；2.52×103
22．【答案】（1）8.28×1010J；（2）6000kg
23．【答案】（1）；（2）
24．【答案】（1）解：水吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg ℃)×500kg×(100℃-20℃)=1.68×108J
答：水吸收的热量是1.68×108J；
（2）解：燃烧20kg煤放出的热量Q放=m煤q煤=20kg×3×107J/kg=6×108J
锅炉的效率η==×100%=28%
答：改造前，锅炉的效率是28%；
（3）解：改造后，与燃烧20kg煤放出的热量相同，需要燃烧的天然气V==≈16.67m3
答：需要用16.67m3的天然气。
