人教版九年级全册物理 第十四章 内能的利用 单元练习题精选文档.docx

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人教版九年级全册物理第十四章内能的利用单元练习题精选文档

第十四章内能的利用

一、选择题

1.关于热机，下列说法错误的是（   ）

A.热机性能好坏的重要标志之一是热机效率

B.火箭发动机属于热机

C.通过技术改进，热机效率可达100%

D.在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量，可以大大提高热机效率

2.如图所示是某老师的自制教具，他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中。

实验时从瓶中喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出，关于此实验，以下分析不正确的是（  ）

A. 酒精不完全燃烧时热值不变                                

B. 纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，温度降低

C. 能闻到酒精的气味说明分子在永不停息的做无规则运动           

D. 燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程

3.如图所示的几种用电器工作时，以电能转化成内能为应用目的的是（  ）

A. 

电视机               

B. 

电动自行车   

C. 

抽油烟机                             

D. 

电烤箱

4.在四冲程汽油机的工作过程中，机械能转化为内能的冲程是   （   ）

A. 吸气冲程                           

B. 压缩冲程                           

C. 做功冲程                           

D. 排气冲程

5.如图是某内燃机能量流向图，该内燃机的热机效率是（  ）

A.25%B.35%C.40%D.75%

6.能量转化与守恒定律是自然界基本定律之一，下列有关该定律的理解正确的是（　　）

A. 根据该定律可知：

某个人具有的能量总是保持不变

B. “摩擦生热”是创造热能的过程，说明能量可以从无到有创造出来

C. 自然界任何制造永动机的设想，无论它多么巧妙，都是徒劳

D. 一个单摆在来回摆动多次后总会停下来，说明能量是不守恒的

7.如图所示，下列有关能源及能的转化的说法中错误的是（　　）

A. 

B. 

C. 

D. 

8.关于燃料的热值的说法中正确的是（　　）

A. 燃料的质量越大，热值越大                                

B. 当燃料不能完全燃烧时，其热值减小

C. 当燃料未燃烧时，其热值为零                             

D. 不同的燃料，其热值一般不同

9.下列说法中错误的是（　　）

A. 能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化

B. 能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器

C. 只要有能的转化和转移，就一定遵从能量守恒定律

D. 任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中，消耗多少某种形式的能量，就能得到多少其他形式的能量，而能的总量是保持不变的

10.下图所示是汽油机工作时各种冲程的示意图，其中表示做功冲程的是（）

A.

B.

C.

D.

11.利用如图所示的装置，运用控制变量法，通过观察现象即可比较酒精和碎纸热值的大小，为完成实验，要求（  ）

A. 酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量相同

B. 酒精和碎纸的质量不同，两只烧杯内水的质量不同

C. 酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量不同

D. 酒精和碎纸的质量不同，两只烧杯内水的质量相同

12.下图所示的几种用电器工作时，以电能转化为内能为应用目的是（  ）

A. 

B. 

C. 

D. 

二、填空题

13.在一定条例下，各种形式的能都可以相互转化，指出下列例中能量如何转化。

（1）木柴燃烧发热：

________ 

（2）壶中的水沸腾时，壶盖不断地跳动：

________ 

（3）给太阳能电池充电：

________ 

14.如图所示的是四冲程汽油机的________ 冲程，在这一冲程中发生的能量转化是：

________ ；若该汽油机的飞轮转速为3600转/分，则该汽油机活塞1s内对外做功________ 次。

15.一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1800r/min，该汽油机每分钟内完成________个工作循环，对外做功________次．

16.                            

（1）伽利略认为，如果图示中的斜面是光滑的，那么当小球从左侧某一高度向下运动时，无论右侧斜面坡度如何，小球都会沿斜面上升到相同的高度。

这是因为小球在这一运动过程中，能的总量是________的。

（2）众所周知，内能会从温度高的物体转移到温度低的物体，但不可能自动地从温度低的物体转移到温度高的物体；由于摩擦总会有一些机械能转化为内能散失到空气中，但散失到空气中的内能不可能自动地再转化为机械能。

这是因为能量的转化或转移具有________。

17.一台单缸四冲程汽油机的转速是1200r/min，这台汽油机的活塞每秒对外做了________次功，若该汽油机的效率是25%，在汽油机内完全燃烧2kg汽油时这些热量通过汽油机的转化，能对外做________J的有用功．（汽油的热值为4.6×107J/kg）

18.在自然界中，其能量既不会消失，也不会创生，只能发生转化和转移．冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷，这属于能量的________；烧水时，水蒸气顶起壶盖，这属于能量的________．

19.四冲程汽油机的一个工作循环中，将机械能转化为内能的是 ________冲程；高温高压的燃气推动活塞向下运动的是 ________冲程．

20.单缸四冲程汽油机，做功冲程中将________能转化为________能，以汽油为燃料的某品牌小汽车行驶100km发动机牵引力所做的功为1.15×108J，消耗汽油10kg，小汽车发动机的效率为________。

（汽油的热值q汽油＝4.6×107J/kg）

21.可充电电筒的电池能反复充放电使用，既节约了资源，也保护了环境．电池充电时， ________能转化为化学能，用电筒照明时，小灯泡将电能转化为 ________能．

22.在热机里，通常汽油机的效率比柴油机的效率要 ________（填“高”或“低”）；飞机通常用汽油机是因为；一些重型运输工 ________具，如轮船、火车、大型载重汽车的内燃机使用的是 ________

三、综合题

23.近年来，汽车逐步走进了普通百姓的家庭。

（1）汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个气缸正常工作四个冲程的顺序是________（对图甲A，B，C，D重新排序）；

（2）一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为1800r/min，该汽油机每分钟做功________次，D图所示的汽油机冲程是通过________的方式改变燃气内能的。

除此之外通过________也可改变物体内能；

（3）图乙所示为内燃机的能流图，内燃机的效率可表示为η=________；

（4）现在很多地方正在使用乙醇汽油。

乙醇汽油是一种由乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的替代能源，其中普通汽油体积占90%，乙醇（即酒精）体积占10%．使用乙醇汽油的好处是________？

（写出一条即可）

24.用燃气灶烧水时，把2.2kg初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了45g天然气（假设天然气完全燃烧）．已知天然气的热值为4.4×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）．

（1）天然气属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源．在烧水过程中，大量向外散失的能量不会自动再汇集回来，这说明能量的转化和转移是有________的．

（2）水的内能增加了________J．

（3）燃气灶烧水的效率为________．

25.随着经济水平的不断提高，小汽车越来越多地走进了我市普通家庭．

（1）汽车发动机是汽油机，从能源可否再生角度来看，汽油是________ 能源；发动机工作时，________ 冲程将内能转化为机械能．

（2）汽车启动时，需将钥匙插入钥匙孔内并旋转（相当于闭合开关），请你用笔画线代替导线将轿车的启动原理图连接完整．（•是接线柱）

（3）小亮家有一辆家用轿车，爸爸在给他说车的性能时，总是说“2.0L的排量”，却很少说“功率”，为此小亮特地从网上查到了排量的定义：

活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容积称为汽缸排量．如果发动机有若干个气缸，所有气缸工作容积之和称为发动机排量．

若四缸发动机排量为V排L做功冲程燃气对活塞的平均压强为P0pa，发动机转速为nr/min时，请你推导出发动机的输出功率P与其排量V排的关系．推导过程中需要的物理量请提前设定，按需要写出必要的文字说明．

答案解析

一、选择题

1.【答案】C

【解析】A、热机效率是指用来做有用功的能量占燃料燃烧放出总能量的百分比,这是热机性能好坏的重要标志之一,A不符合题意; 

B、热机是把内能转化为机械能的装置,火箭属于热机.B不符合题意; 

C、无论科技如何发展,热机的效率可以提高,总存在摩擦、要做额外功,效率一定不会达到100%.C不符合题意; 

D、设法利用废气的能量是提高热机效率的重要措施,D符合题意; 

故答案为：

C.

【分析】任何机械的都有额外功，所以效率都不会到达100%.

2.【答案】D

【解析】A.热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧无关，A叙述正确；B.纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，温度降低，B叙述正确；C.能闻到酒精的气味说明分子酒精分子在永不停息的做无规则运动，C叙述正确；D.燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的做功冲程，D叙述错误。

故答案为：

D

【分析】热值（q）：

1千克某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值.

改变物体的内能两种方法：

做功和热传递，这两种方法对改变物体的内能是等效的.物体对外做功，物体的内能减小；外界对物体做功，物体的内能增大.物体吸收热量，当温度升高时，物体内能增大；物体放出热量，当温度降低时，物体内能减小.

3.【答案】D

【解析】电动电动车、抽油烟机把电能转化为机械能，电视机把电能转化为内能和光能，电烤箱把电能转化为内能.

故答案为：

D.

【分析】做功总是伴随着能量的转化，电功也不例外．用电器消耗了电能，获得了其它形式的能量，就是一个电流做功的过程，分析每个用电器的能量转化得出答案.

4.【答案】B

【解析】【分析】要解决此题需要掌握内燃机的四个冲程：

吸气、压缩、做功、排气冲程．同时要了解各个冲程的能量转化情况．

【解答】压缩冲程活塞向上运动，压缩燃料混合物对其做功，所以将机械能转化为内能；

故选B．

【点评】此题要考查了内燃机的四冲程，同时考查了压缩冲程的能量转化情况，一定要与做功冲程的能量转化情况区分开．

5.【答案】B

【解析】热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比。

即做有用功的能量在燃料完全燃烧产生的能量中所占的百分比，所以内燃机的热机效率η=1−25%−40%=35%.

故答案为：

B

【分析】热机的效率：

用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率.

6.【答案】C

【解析】：

A、在自然界中能量的总量保持守恒，而个人具有的能量是时刻发生变化的，故A错误；

B、“摩擦生热”是将机械能转化为内能，不是创造热能的过程，故B错误；

C、自然界任何制造永动机的设想，无论它多么巧妙，都是徒劳，因为它违背了能量守恒定律，故C正确；

D、一个单摆在来回摆动多次后总会停下来，是因为一部分机械能转化为了内能，并不能说明能量是不守恒的，故D错误．

故选C．

【分析】了解能量守恒定律的内容，知道能量守恒定律是自然界最普遍，最重要的其本定律之一，并能结合实例进行判断，即可顺利解答．

7.【答案】B

【解析】【解答】解：

A、太阳能集热器的吸热板工作时，消耗太阳能，产生内能，故是把太阳能转化为内能，故A正确；

B、太阳能汽车利用太阳能电池把太阳能先转化成电能，而后再将电能转化成汽车动能，故B错误；

C、据化学知识可知，乐山大佛脸上出现的黑色条纹是人类消耗化石能源产生酸性气体形成酸雨腐蚀造成的，故C正确；

D、能量的转移和转化具有方向性，故汽车散失的热不能收集起来再利用表明能量转化过程具有方向性，故D正确；

故选B．

【分析】据能量转化的知识分析即可，在处理时应该看清该过程中消耗了哪种形式的能，进而又产生了哪种形式的能即可．

8.【答案】D

【解析】【解答】解：

热值是燃料的一种特性，不同的燃料，其热值一般不同，故D正确；

热值大小仅与燃料的种类有关，而与燃料的质量、燃料的燃烧程度无关，当燃料不燃烧时，热值仍存在，故ABC都错．

故选D．

【分析】单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值，热值是燃料的一种特性，热值大小仅与燃料的种类有关，而与燃料的质量、燃料的燃烧程度无关．

9.【答案】A

【解析】【解答】解：

A、能的转化和守恒是一个普遍适用的规律，适用于自然界中任何能量转化．A说法错．

B、能的转化和守恒定律帮助人类对自然界有了更深的了解，成为人类利用自然的有力的工具．故B说法对．

C、能量守恒定律适用于自然界中的任何能的转化过程，不论是转化还是转移都一定遵守能量守恒定律．故C说法对．

D、能量不会消失，只会从一种能变成另一种能，故消耗多少某种能即能以其他能的形式表现出来，即总量保持不变．故D说法对

故选A．

【分析】本题考查能量守恒定律，由其内容和意义可选出答案．

10.【答案】C

【解析】【解答】A、一个气阀打开，活塞向下运动，所以是吸气冲程，A不符合题意；

B、两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以是压缩冲程，A不符合题意；

C、两个气阀都关闭，活塞向下运动，火点塞点火，所以是做功冲程，C符合题意；

D、一个气阀打开，活塞向上运动，所以是排气冲程，D不符合题意．

故答案为：

C

【分析】气门有一个打开肯定是吸气或排气冲程，再根据活塞运动方向判断；气门都关闭肯定做功或压缩冲程，再根据活塞运动方向判断。

11.【答案】A

【解析】【解答】解：

（1）实验时为了控制变量，应用天平分别测出等质量的酒精和碎纸屑，将其放入装置中的燃烧皿内；

（2）因燃料的热值不能直接测量，但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收，从而使相同质量的水温发生变化；所以可以通过温度计示数的变化（水升高的温度）来比较燃料热值的大小关系；通过以上分析可知，实验中要控制酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量相同，故A正确．

故选A．

【分析】

（1）由Q放=mq可知，燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量多少有关，又与燃料的热值大小有关，所以在设计实验时应控制质量相同；

（2）由于燃料的热值不能直接测量，所以通过相同质量的水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小．

12.【答案】D

【解析】【解答】电动电动车、抽油烟机把电能转化为机械能，电视机把电能转化为内能和光能，电烤箱把电能转化为内能，故选D.

故答案为：

D.

【分析】电流做功的过程是把电能转化其他形式的能的过程，不同的用电器转化成的能的形式不同．

二、填空题

13.【答案】化学能转化为内能；内能转化为机械能 ；太阳能转化为电能

【解析】【解答】木柴燃烧发热是把化学能转化为内能；壶中的水沸腾时，做功可以改变物体的内能，当对物体做功时，机械能转化为内能，当物体对外做功时，内能转化为机械能，壶盖不断地跳动是把水蒸气的内能转化为机械能；给太阳能电池充电的过程是将太阳能转化为电能的过程。

【分析】本题考查能量转化的有关问题，解决第三问时要结合做功可以改变物体的内能进行分析解答。

14.【答案】做功；内能转化为机械能；30

【解析】【解答】火花塞喷火，进气门和排气门关闭，说明是做功冲程；能量转换是机械能转化为内能；若该汽油机的飞轮转速为3600转/分，每秒转动60转，做功30次。

【分析】解决本题的关键是熟知汽油机的四大工作冲程，知道它们的能量转化。

15.【答案】900；900

【解析】【解答】解：

1800r/min说明飞轮每分钟转1800r，而汽油机完成1个工作循环，完成四个冲程，飞轮转2转，对外做功1次，所以汽油机每分钟完成900个工作循环，对外做功900次．故答案为：

900；900．

【分析】内燃机完成1个工作循环，四个冲程，飞轮转2转，对外做功1次．

16.【答案】

（1）守恒

（2）方向性

【解析】【解答】如果斜面光滑，小球在下滑过程中没有能量损失，能量是守恒的，所以能达到原来的高度；由于能量的转化和转移具有方向性，所以散失到空气中的内能不可能自动地再转化为机械能。

故答案为：

守恒；方向性.【分析】能量的转移和转化具有方向性，转化和转移时总量不变.

17.【答案】10；2.3×107

【解析】【解答】

（1）已知四冲程汽油机的转速是1200r/min=20r/s，一个工作循环飞轮转两周，对外做一次功，所以这台汽油机的活塞每秒对外做了10次功。

（2）由Q=qm可得，在汽油机内完全燃烧2kg汽油时，放出的热量，根据

可得，对外所做有用功

 ，

故答案为：

10；2.3×107.

【分析】内燃机工作时，飞轮转数是做功数的2倍，根据燃料的热值求热量，利用热机的效率求有用功.

18.【答案】转移；转化

【解析】【解答】解：

冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷，这是利用热传递改变内能的，这属于能量的转移；烧水时，水蒸气顶起壶盖，这是将内能转化为机械能，这属于能量的转化．故答案为：

转移；转化

【分析】改变物体内能的方式有做功和热传递，两者在改变内能上是等效的，区别是热传递属于能量的转移；做功属于能量的转化．

19.【答案】压缩；做功

【解析】【解答】解：

汽油机共有四个冲程，汽油机在压缩冲程中将机械能转化为内能．在做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动而做功，给机器提供动力．故答案为：

压缩；做功．

【分析】汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气；做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；压缩冲程也有能量转化，将机械能转化为内能．

20.【答案】内；机械；25%

【解析】【解答】内燃机的一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，其中压缩冲程将机械能转化成内能，做功冲程将内能转化成机械能；根据题意知道，小汽车发动机100km牵引力所做的功是：

W=1.15×108J，消耗汽油10kg，而10kg汽油放出的热量是：

Q=mq=10kg×4.6×107J/kg=4.6×108J；所以，小汽车发动机的效率是：

η=W/Q×100%=1.15×108J/4.6×108J×100%≈25%。

故答案为：

内；机械；25%.【分析】机械做功时将内能转化为机械能，利用燃料的热值和质量的乘积计算燃料燃烧放出的热量，利用机械做的功和燃料放出的总的热量的比值计算热机效率.

21.【答案】电；光

【解析】【解答】解：

电池充电时，电能转化为化学能，储存在电池的内部．

用电筒照明时，小灯泡将电能转化为光能，使灯泡发光．

故答案为：

电；光．

【分析】根据充电手电筒在使用过程中消耗和获得的能量，可判断其能量的转化形式．

22.【答案】低；汽油机较轻便；柴油机

【解析】【解答】解：

汽油机是点燃式，压缩冲程压缩的程度不大，内能转化为机械能的效率较低；但汽油机轻巧，所以用在飞机等一些设备上，柴油机笨重，所以用在一些大型设备上．

故答案为：

低，汽油机较轻便，柴油机．

【分析】汽油机和柴油机相比，优点是比较轻巧，不足是效率较低，功率不大．

三、综合题

23.【答案】

（1）BADC

（2）900；做功；热传递

（3）

×100%

（4）污染小

【解析】【解答】

（1）吸气冲程：

进气门打开，排气门关闭，活塞运动向下，B图符合；压缩冲程：

进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，A图符合；做功冲程：

进气门关闭，排气门关闭，活塞向上运动，D图符合；排气冲程：

进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，C图符合。

（2）由于内燃机完成1个工作循环，完成四个冲程，飞轮转2转，对外做功1次，1800r/min即每分钟完成900个工作循环，对外做功900次；（3）D图是做功冲程，通过做功方式改变燃气内能，（4）除此之外还可以通过热传递方式改变物体内能；（5）根据图中能量的流向可知，做有用功的部分是E2，总功为E，所以根据机械效率公式有η=

=

×100%。

（6）乙醇，俗称酒精，乙醇汽油是一种由粮食及各种植物纤维加工成的燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的新型替代能源。

【分析】内燃机可分为汽油机和柴油机，它们一个工作循环由吸气、压缩、做功和排气四个冲程.一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周.

改变物体的内能两种方法：

做功和热传递，这两种方法对改变物体的内能是等效的.物体对外做功，物体的内能减小；外界对物体做功，物体的内能增大.物体吸收热量，当温度升高时，物体内能增大；物体放出热量，当温度降低时，物体内能减小.

热机的效率：

用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率.热机的效率是热机性能的一个重要指标.

24.【答案】

（1）不可再生；方向

（2）7.392×105

（3）37.3%

【解析】【解答】解：

（1）天然气是不可再生资源，在烧水过程中，大量向外散失的能量不会自动再汇集回来，说明在能的转化和转移的过程中，能量转化和转移是有方向性；

（2）水吸收的热量：

Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2.2kg×（100℃﹣20℃）=7.392×105J，即水的内能增加了7.392×105J；

（3）天然气完全燃烧放出的热量：

Q放=mq=45×10﹣3kg×4.4×107J/kg=1.98×106J；

燃气灶的效率：

η=

×100%=37.3%．

故答案为：

（1）不可再生；方向；

（2）7.392×105；（3）37.3%．

【分析】

（1）人类开发利用后，在相当长的时间内，不可能再生的自然资源叫不可再生资源.主要指自然界的各种矿物、岩石和化石燃料，例如泥炭、煤、石油、天然气、金属矿产、非金属矿产等；能量的转化和转移具有方向性；

（2）利用公式Q吸=cm（t﹣t0）计算出水吸收的热量即为水增加的内能；

（3）利用公式Q放=mq计算出天然气完全燃烧放出的热量.水吸收的热量与天然气完全燃烧放出的热量的比值，用百分数表示，就是燃气灶的效率.

25.【答案】

（1）不可再生；做功

（2）电路连接如图，钥匙孔与一节电池、电磁铁组成控制电路，电动机与总电源组成工作电路，如图所示：

（3）设活塞的横截面积为Sm2，活塞移动的距离为Lm

做功冲程燃气对一个活塞的平均压力F=p0S

每个做功冲程燃气对一个活塞做的功W0=FL=p0SL=

发动机转速为n时燃气对活塞做功的功率

即在发动机转速n、做功冲程气缸平均压强p0大致相同时，燃气对活塞做功的功率P与发动机排量V排成正比．

【解析】【解答】解：

（1）汽油、煤、天然气等不能在短时间内生成，是不可再生能源；

发动机工作时，将内能转化为机械能；

故答案为：

不可再生；做功；

【分析】

（1）