第十四章 内能的利用 期末复习卷 2021-2022学年人教版物理九年级上学期（Word版含答案）

第十四章 内能的利用 期末复习卷
一、单选题
1．如图所示为某单缸四冲程内燃机工作示意图，下列说法中正确的是（　　）
A．一个完整的工作循环顺序是：乙甲丁丙
B．丁冲程发生的能量转化为内能转化为机械能
C．只有甲冲程获得动力，其他冲程都是靠惯性运转的
D．丙冲程中排出的废气没有任何利用的价值
2．下列关于热现象的说法正确的是（　　　）
A．固体很难被压缩，说明固体分子间无间隙
B．内能和温度有关，0 ℃以上的物体才有内能
C．四冲程内燃机的做功冲程将内能转化为机械能
D．扫地时尘土飞扬是因为分子在不停地做无规则运动
3．如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列关于冲程及其能量转化判断正确的是
A．做功冲程，将机械能转化为内能
B．做功冲程，将内能转化为机械能
C．压缩冲程，将机械能转化为内能
D．压缩冲程，将内能转化为机械能
4．关于热机的效率，下列说法正确的是（　　）
A．在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
C．热机的效率越高说明做功越快
D．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的
5．利用如图所示的装置，为了便于比较酒精和碎纸片的热值，下列做法不正确的是（　　）
A．加热时间相同 B．酒精和碎纸片的质量相同
C．两只烧杯内液体的种类相同 D．两只烧杯内液体的质量相同
6．质量为5kg的汽油，用去一半后，剩下的汽油（ ）
A．密度、比热容、热值都变为原来的一半
B．密度不变，比热容、热值变为原来的一半
C．密度、比热容变为原来的一半，热值不变
D．密度、比热容、热值都不变
7．古语道:“人要实，火要虚”。此话的意思是说做人要脚踏实地，才能事业有成；可燃物要架空一些，才能燃烧更旺。“火要虚”的目的是
A．提高了可燃物的利用率 B．降低了可燃物的着火点
C．能使可燃物完全燃烧 D．增大了可燃物的热值
8．某四冲程汽油机工作时，飞轮每分钟转动600转，则该四冲程汽油机每秒钟经历的冲程数
A．60 B．2400 C．1200 D．20
9．小李家使用的燃气热水器，将30 kg的水从20 ℃加热到45 ℃，消耗了0.15 m3的天然气．已知水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃），天然气的热值为4×107 J/m3．则下列与该过程有关的计算结果和分析正确的是
A．水吸收的热量与水的温度成正比
B．水吸收的热量是3.15×105 J
C．热水器的能量转化效率是52.5%
D．热水器的能量转化效率与环境温度无关
10．汽油的热值是4.6×107J/kg，它的物理意义是
A．燃烧1kg汽油能放出4.6×107J的热量
B．完全燃烧1kg汽油能放出4.6×107J的热量
C．完全燃烧1kg汽油能放出4.6×107J/kg的热量
D．1kg汽油含有4.6×107J的热量
11．关于四冲程汽油机和柴油机的工作过程有以下几种说法:①在吸气冲程中，都会吸入空气;②在做功冲程中，是机械能转化为内能;③只有做功冲程是燃气对外做功;④汽油机和柴油机的点火方式相同;以上说法中正确的是
A．只有①②③ B．只有①③ C．只有②④ D．只有②③④
12．如图所示对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（　　）
A．图甲，迅速拍击手柄时圆筒内的硝化棉被点燃，原因是活塞与筒壁摩擦生热
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，瓶内空气的温度将升高
C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少
D．图丁，表示四冲程汽油机的压缩冲程
二、填空题
13．100℃的水能自动地把内能转移给低温的空气，低温的空气______（填“也能”或“不能”）自动地把内能转移给100℃的水；汽车制动时，由于摩擦，汽车的________转变为地面、空气的内能，这些散失到空气和地面的内能，不能自动地用来再次开动汽车，这说明能量的转化和转移具有________。
14．一台单杠四冲程内燃机正常工作时的转速为1800r/min，该内燃机每秒共经历了________冲程。如图所示，某单缸四冲程汽油机正处于________冲程，此冲程将________能转化为________能，接下来它应该处于________冲程，汽油机是汽车的“心脏”，气缸外面有“水套”，汽车行驶时水的温度会升高，水的内能会增大，这是通过________方式改变水的内能。
15．一台汽油机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25%，废气带走的能量占30%，摩擦等机械损耗占10%，则它的热机效率为___________。若这台汽车消耗汽油1kg，则它做有用功为___________J。该汽油机的飞轮速度是2400r/min，则汽油机每秒钟对外做功___________次。（q汽油=4.6×107J/kg）
16．在寒冷的冬天,很多同学用热水袋装热水取暖,是利用了水的比热容比较_____(选填“大”或者“小”);如图为某型号电热水袋,袋内装有0.5kg的水,自动断电的温度为80℃,若某次给它通电时,袋内水的初温为20℃,当达到断电温度时,袋内水吸收的热量是______ J．（水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)
17．有一种“光电互补型”太阳能热水器，晴天以吸收太阳能作为加热方式，阴雨天可用电加热方式．
（1）某太阳能热水器的水箱内盛有120kg的水，当水温由15℃升高到45℃时，这些水吸收的热量是__J？[已知水的比热容c水=4.2×103 J/（kg ℃）]．
（2）若该热水器采用电加热方式工作时的效率为50%，则要使120kg的水由15℃升高到45℃消耗的电能是__千瓦时（kW h）．
（3）若用燃气灶加热使120kg的水由15℃升高到45℃，使用热值为4.2×107J/kg的煤气，燃气灶烧水的热效率（热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比）为20%，则实际消耗的煤气为__kg．
三、实验题
18．某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来“探究煤油和菜籽油的热值大小关系”。他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录一次杯中水的温度（见下表）：
加热的时间/ 0 1 2 3 4 5 6
甲杯水温/℃ 25 27 29 31 33 35 37
乙杯水温/℃ 25 26 27 28 29 30 31
（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）；先调整固定___________的位置，再调整固定___________的位置；（以上两空均填“A”或“B”）
（2）为了保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的_______、______；
（3）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________；
（4）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并由记录的数据、利用公式计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗？___________，为什么？_________。
19．如图甲，在探究“不同物质吸热能力”的实验中：
（1）某同学在两个相同的烧杯中加入初温相同、液面等高的水和煤油如图甲所示。同组的同学立即指出了其中的问题，你认为问题是________；实验中选用相同电加热器的目的是：使水和煤油在相同时间内________；
（2）纠正错误后进行实验得出了水和煤油温度随时间变化如图乙所示，根据图乙可判断冬季取暖应选用物质________（选填a或b）；
（3）给质量同为100g的液体甲和水加热，它们的温度随时间的变化关系如图丙所示，据此判断液体甲的比热容为________J/(kg·)；
（4）为了比较酒精和碎纸片的热值，江涛设计了如图丁所示实验，实验中除所用两个烧杯及水的初温相同外，还有控制相同的量有：水的质量和________，实验通过比较________（选填“加热时间”或“升高的温度”）来确定酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少。
（5）在这两个实验中都用到的研究方法为________（写出任意一种）．
四、计算题
20．我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为，最大飞行高度达，最大航行速度达2.5倍声速（合），油箱最大容积为，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：
速度 100 200 300 400 500
阻力
已知飞机使用的航空燃油密度，热值为。求：
（1）飞机发动机完全燃烧燃油获得的能量是多少焦？
（2）当飞机以的速度匀速巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦？
（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以的速度巡航时，假设飞机将燃油耗尽，飞机能达到的最大航程可达千米，则飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是多少？
21．现代家庭装修中浴室大多用燃气热水器提供热水，小芳家安装了燃气热水器。已知水进入热水器前的温度是10℃，洗澡时热水器输出热水的温度设定为40℃；水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，水的比热容c水=4.2×103J/（kg ℃），如果小芳洗一次澡用热水0.05m3。求：
(1)所用热水的质量为多少？
(2)水从热水器中吸收多少热量？
(3)若天然气完全燃烧释放热量的70%被水吸收，需要消耗多少m3的天然气？（天然气的热值q=4×107J/m3，气体完全燃烧放出的热量的公式Q=qV，式中V表示燃烧气体的体积）
22．某物理兴趣小组的同学，用天然气给lOkg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线．若在6min内天然气表的示数由3365.89m3变为了3366.05m3，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值约为3.2×107J/m3．求：
(1)天然气完全燃烧产生的热量：(2)经过6min时间加热，水所吸收的热量；(3)天然气烧水时的热效率．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．C
【解析】甲中的两个气门都关闭，活塞向下运动，所以为做功冲程，是第三冲程；乙中进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，是第一冲程；丙中排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，是第四冲程；丁中，两气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，是第二冲程；
A．一个完整的工作循环顺序是：乙丁甲丙，故A错误；
B．丁图是压缩冲程，将机械能转化为内能，故B错误；
C．只有做功冲程对外做功，即甲冲程对外做功，获得动力，其他冲程都是靠惯性运转的，故C正确；
D．丙冲程中排出的废气温度较高，具有内能，有做功的本领，可以再利用，故D错误。
故选C。
2．C
【解析】A．由于构成物质的分子间有间隙，且分子之间存在斥力，所以，固体难以被压缩，故A错误；
B．一切物体都具有内能，0℃以下的物体也有内能，故B错误；
C．四冲程内燃机的做功冲程中，是将内能转化为机械能，压缩冲程中是将机械能转化为内能，故C正确；
D．扫地时尘土飞扬是固体小颗粒的运动，不能说明分子在永不停息地做无规则运动，故D错误。
故选C。
3．B
【解析】如图所示，两个气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程，燃料在缸内燃烧，将燃料的内能转化成机械能，ACD错误，B正确。故选B。
4．B
【解析】A．热机的效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多，故A错误。
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高，多用在重型机器上，故B正确；
C．热机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值，热机的效率越高说明有用功占的比值越大，功率表示做功的快慢，功率越高说明做功越快，效率和功率是两个不同的物理量，二者之间没有必然联系，故C错误；
D．根据内燃机的能量流向，热机损失的能量中，废气带走的能量较多，故D错误。
故选B。
5．A
【解析】为了便于比较酒精和碎纸片的热值，实验时为了控制变量，应用天平分别称出等质量的酒精和碎纸片，将其放入装置中的燃烧皿内，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，从而使水温发生变化，所以可以通过温度计示数的变化来比较燃料热值的大小关系，所以应该控制酒精和碎纸片的质量、两只烧杯内水的质量相同、两个烧杯相同，故A错误，A符合题意。
故选A。
6．D
【解析】密度、比热容、热值三个物理量，是从不同的角度来描述物质的特性，同种物质的密度、比热容、热值只与物质的种类和状态有关，是一般不发生变化的量，质量为5kg的汽油用去一半后，质量、体积发生变化，但剩下的汽油的密度、比热容、热值都不变，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
7．A
【解析】可燃物要架空一些，才能燃烧更旺，“火要虚”的目的是增大了可燃物与空气的接触面积，燃烧更旺，尽可能的使可燃物燃烧，提高可燃物的利用率，故A正确，BCD错误。
8．D
【解析】热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，飞轮转动2圈，飞轮转速是600r/min=10r/s，表示每秒飞轮转动10圈，要经过20个冲程，故D符合题意，ABC不符合题意．
9．C
【解析】A．由Q吸=cm（t-t0）知道，水吸收的热量与水的质量和升高的温度成正比，故A错误；
B．将30kg的水从20℃加热到45℃，水吸收的热量是：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103 J/（kg ℃）×30kg×（45℃-20℃）=3.15×106 J，故B错误；
C．天然气完全燃烧放出热量是：Q放 =V天然气 q=0.15m3 ×4×107 J/m3=6×106 J，热水器的能量转化效率是： =52.5%，故C正确；
D．热水器的能量转化效率与环境温度有关，因为环境温度越低，加热的时间越长，其散失的热量越多，所以，热水器的能量转化效率越低，故D错误．
10．B
【解析】汽油的热值是4.6×107J/kg，它表示的物理意义是：1kg汽油完全燃烧时放出的热量是4.6×107J，故ACD错误，B正确．
故选B.
11．B
【分析】
四冲程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，其中只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；另外还有压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能．
汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入的是空气；汽油机中有火花塞，采用的是点燃式点火；而柴油机是喷油嘴喷出雾状柴油，进行压燃式点火．
【解析】①在吸气冲程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是单纯的空气．所以都会吸入空气，故①正确．
②③汽油机四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，将内能转化为机械能；故③正确，②错误；
④汽油机中有火花塞，采用的是点燃式点火；而柴油机是喷油嘴喷出雾状柴油，进行压燃式点火．故④错误．故选B.
12．C
【分析】
（1）改变物体内能的方式：做功和热传递；压缩空气做功，机械能转化为内能；
（2）物体对外做功，内能减少，温度降低；
（3）根据活塞的运动方向和气门的闭合情况判断是内燃机的哪一个冲程．
【解析】A. 甲图中迅速下压活塞，活塞压缩空气做功，机械能转化为内能，使硝化棉被点燃，故A错误；
B. 乙图中软木塞飞出时，瓶内气体对外做功，管内气体的内能减少，温度降低，故B错误；
C. 丙图中试管内的水蒸气推动了塞子做功，水蒸气的内能减少，故C正确；
D. 丁图中活塞向下运动，进气门关闭，排气门关闭，是内燃机的做功冲程，故D错误．
故选C．
13．不能 机械能 方向性
【解析】[1]100℃的水温度较高，能自动地把内能转移给低温的空气，反向不能传递。
[2][3]汽车制动由于摩擦，消耗机械能，产生内能，汽车的机械能转变为地面、空气的内能；这些散失到空气和地面的内能，不能自动地用来再次开动汽车，说明能量的转化和转移具有方向性。
14．60 做功 内 机械 排气 热传递
【解析】[1]内燃机正常工作时的转速为1800r/min=30r/s，即每秒完成15个工作循环，完成60个冲程。
[2][3][4]如图，进气门和排气门都是关闭的，火花塞放出电火花，活塞下行，可以判断是做功冲程，做功冲程中内能转化为机械能。
[5]接下来应该将燃烧后的废气排出，所以接下来应该处于排气冲程。
[6]气缸外有一个水套，气缸被水包围着，水从气缸吸收热量，温度升高，水的内能会增大，这是通过热传递的方式改变水的内能。
15．35% 1.61×107J 20
【解析】[1]各种能量损耗的总和占比是
25%+30%+10%=65%
所以有效利用的能量占比
100%-65%=35%
所以热机效率为35%。
[2]完全燃烧1kg汽油放出的热量为
Q=qm=4.6×107J/kg×1kg=4.6×107J
则该内燃机对外做的有用功为
W有=ηQ =35%×4.6×107J=1.61×107J
[3]飞轮转速是2400r/min即40r/s，因一个工作循环转2圈，做功一次，所以每秒对外做功20次。
16．大 1.26×105 J
【解析】因为水的比热容比较大，即其吸热、放热能力都比较强，所以生活中常用水来做加热液或冷却液；质量为0.5kg的水温度从20℃升高到80℃,吸收的热量为Q=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×（80℃-20℃）=1.26×105 J．
17．1.512×107 8.4 1.8
【解析】
【解析】(1)水吸收的热量：Q吸=cm(t t0)=4.2×103 J/(kg ℃)×120kg×(45℃ 15℃)=1.512×107J，
(2)根据题意可知，电加热时消耗的电能：W===3.024×107J=kW h=8.4kW h；
(3)根据题意可知，煤气灶加热时放出的热能：Q放===7.56×107J，
由Q放=mq得消耗煤气的质量：m′===1.8kg.
18．B A 质量 初温 煤油 不可靠 燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失
【解析】（1）[1][2]为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，安装器材时需要先固定B的位置，然后再调整A的位置，并且不要碰到烧杯壁和烧杯底。
（2）[3][4]为了保证实验的可靠性，需要控制水的质量和水的初温相同，并且酒精灯的加热时间也要相同。
（3）[5]分析表格数据可知，相同时间内，甲杯水的温度升高的较快，即甲酒精灯燃烧产生的热量多，所以其热值大。
（4）[6][7]因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小，因此这样的计算结果不可靠。
19．未控制水和煤油的质量相同 吸收相等的热量 a 2.1×103 酒精和碎纸片的质量 升高的温度 控制变量/转换法
【解析】（1）[1]实验是探究不同物质的吸热能力，所以要保持水和煤油的质量相同，而题目中是在两个相同的烧杯中加入液面等高的水和煤油，没有控制水和煤油的质量相等。
[2]相同的电加热器相同时间消耗的电能相同，产生的热量相同，选用相同的电加热器目的是：使水和煤油在相同时间内吸收相同的热量。
（2）[3]水和煤油相比，水的比热容较大，同样受热的情况下，温度变化较慢，由乙图知，a为水，b为煤油；若相同质量的a和b升高相同的温度，a吸收热量更多，a的吸热能力更强；所以冬季取暖应选用的物质是a。
（3）[4]由图象可知：用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，水温度升高60°需要20min，物质甲温度升高60°C需要10min。所以质量相同的物质甲和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为
Q水吸=2Q甲吸
由热量计算公式Q=cmt得
所以
c水=2c甲
（4）[5]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，通过相同质量不同燃料产生的热量来比较它们的热值，并使用相同的容器中放入质量和初温相同的水。
[6]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。
（5）[7]由（1）（4）可知实验中用到了控制变量法。
20．（1）；（2）；（3）
【解析】解：（1）完全燃烧燃油获得的能量为
（2）当飞机以的速度匀速巡航时，由题意得
飞机发动机的输出功率
（3）飞机能达到的最大航程的有用功为
则飞机发动机的效率
答：（1）飞机发动机完全燃烧燃油获得的能量是。
（2）当飞机以的速度匀速巡航时，飞机发动机的输出功率是。
（3）飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是。
21．(1)50kg；(2)6.3×106J；(3)0.225m3
【解析】(1)所用热水的质量为
(2)水从热水器中吸收热量为
(3)天然气完全燃烧释放热量为
需要消耗的天然气为
答：(1)所用热水的质量为50kg；(2)水从热水器中吸收热量为6.3×106J；(3)需要消耗多少0.225m3的天然气。
22．（1）5.12×106J； （2）2.52×106J； （3）49.2%
【分析】
（1）计算出天然气的质量，结合热值，利用可求得天然气完全燃烧产生的热量；
（2）由图知水升高的温度值，利用吸热公式求水吸收的热量；
（3）烧水时的热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比．
【解析】（1）根据题意知，消耗的燃烧天为：
天然气的热值q天然气=3.2×107J／m3，天然气完全燃烧产生的热量：
；
（2）水的质量m水=10kg，由图知水温度升高，水吸收的热量：
；
（3）烧水时的热效率：
．答案第1页，共2页
答案第1页，共2页