2021-2022学年人教版九年级物理单元练习题第十四章内能的利用（含答案）

九年级物理单元练习题
第十四章 内能的利用
一、选择题。
1．下列说法中错误的是（　　）
A．变瘪了的乒乓球放在热水中鼓起，是由于分子的体积变大
B．四冲程热机的飞轮转一周经过2个冲程
C．墙内开花墙外香，是由于分子在不停地做无规则运动
D．将两个干净平整的铅柱紧压在一起会结合起来，说明分子间存在引力
2．某汽油机的四个冲程如图所示，在该汽油机的一个工作循环中，将内能转化为机械能的是（　　）
A． B． C． D．
3．下列说法中正确的是（　　）
A．内燃机压缩冲程是内能转化为机械能
B．内燃机做功冲程是机械能转化为内能
C．内燃机的飞轮的作用是完成其他三个辅助冲程
D．内燃机的一个工作循环包括两个冲程
4．下列说法正确的是（　　）
A．物体放出热量，温度一定降低
B．燃料的热值与燃料的质量有关
C．清晨，山间飘渺的雾是水汽化形成的
D．夏天，在食品运输车里放些干冰降温，是利用干冰升华吸热
5．下列说法正确的是（　　）
A．热机消耗的燃料越多效率就越低 B．热传递中温度总是从热物体传给冷物体
C．疫情期用酒精消毒感到凉是液化现象 D．沿海地区昼夜温差小是因为水的比热容大
6．（2021 秦淮区二模）为了比较两种燃料的热值，小明采用如图所示两套完全相同装置进行实验，下列说法正确的是（　　）
A．通过调节铁圈A的位置，使温度计处于适当的高度
B．实验中需要保证两种燃料燃烧时间相同
C．将两套装置中两个烧杯中的水换成比热容小的液体可以使实验现象更明显
D．如要进一步研究不同物质的吸热能力，只需将其中一个烧杯中的水换成等质量煤油
7．下列有关热的说法正确的是（　　）
A．晶体在熔化过程中温度不变，内能也不变
B．热机所用燃料的化学能转化成的内能越多，该热机的效率越高
C．某台四冲程汽油机的飞轮转速为 2400 r/min，则1s内该汽油机对外做功80次
D．在沿海，由于陆地和大海升、降温快慢不同，所以白天的风通常从大海吹向陆地
8．中国力争在2030年前实现“碳达峰”。为了践行绿色低碳发展，我市推行纯电动汽车（如图）。汽车蓄电池充电过程中将（　　）
A．机械能转化为电能 B．电能转化为机械能
C．电能转化为化学能 D．化学能转化为电能
9．2020年12月3日23时10分，嫦娥五号上升器点火起飞，携带月壤进入预定环月轨道，实现我国首次地外天体起飞。下列说法正确的是（　　）
A．燃料燃烧时将化学能转化为内能
B．燃料燃烧时将机械能转化为内能
C．起飞过程加速上升时，将动能转化为重力势能
D．起飞过程加速上升时，上升器机械能守恒
10．一杯水的内能自发集中到这杯水的上层，使上面的水剧烈地沸腾，而下面的水却结成了冰。这样的情景是不会出现的原因是（　　）
A．违反能量守恒定律 B．水的比热容大 C．能量的转移有方向性 D．冰的密度较小
二、填空题。
11．如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，机械能转化为内能的冲程是 　 　图（选填字母）。D图是 　 　冲程，图E、F是演示实验的示意图，与D图原理相同的是 　 　图所示的演示实验（选填字母）。
12．家庭汽车作为一种普通交通工具已走进千家万户。
（1）汽车发动机一般是汽油机，汽油机是向汽车提供动力的装置。在　 　冲程把燃料燃烧产生的内能转化为机械能。
（2）为确保发动机正常工作，需对其冷却。一般使用水来充当冷却剂，这是因为：　
　 。
13．一台四冲程汽油机飞轮转速是2400r/min，此汽油机每秒钟对外做功 　 　次。对外做功时，汽油机将汽油的 　 　能转化为 　 　能。
14．质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧可放出 　 　J的热量；若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，则吸热后水的温度为 　 ℃。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）；q氢＝1.4×108J/kg]
15．白炽灯有电流通过，发光的同时产生的 　 　散失在空气中，这些能量无法自动再转化为电能：汽车制动过程中 　 　转化为地面、轮胎空气的内能，这些内能同样无法自动再用来开动汽车。
16．用力能拉长橡皮筋，表明力能使物体发生　 　；拉长的橡皮筋能将纸做的子弹射出，说明被拉长的橡皮筋具有　 　（选填“势能”或“动能”）；反复拉伸橡皮筋，它的温度会升高，这是通过　 　的方式改变其内能
三、实验探究题。
17．在“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验中，小林选用碎纸片和酒精为燃料进行了实验。
（1）小林将天平放在水平桌面上并将游码归零后，若指针静止时位置如图甲所示，则他应将平衡螺母向 　 　端调节；图乙是正确测量所用碎纸片质量时的场景，此时游码所处位置如图丙所示，则他还应称量 　 　g的酒精；
（2）小林组装的实验装置如图丁所示，他在器材安装中的一处错误 　
　 。
（3）本实验中，燃料完全燃烧放出热量的多少是通过 　 　来反映的；
（4）为保证实验结论的可靠，以及方便比较，小林同学在实验中应让下列 　 　（填序号）保持相同。
①酒精和碎纸片的质量；②两烧杯中水的质量；③加热的时间； ④水升高的温度；
（5）完成实验数据记录如表。根据表中数据，酒精和碎纸片热值较大的是 　 　。通过实验得到的燃料热值与实际相比会偏 　 　（选填“大”或“小”）。
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽时的水温/℃ 水温的变化/℃
酒精 20 80 60
碎纸片 20 65 45
四、计算题。
18．据新华社报道，2020年4月8日，中国新疆塔里木盆地传来振奋人心的消息：中国油气勘探队新发现了储量达到2.28亿吨的石油，如图所示。这一发现进一步证实了塔里木盆地下方富含石油！[c水＝4.2×103J/（kg ℃），q石油＝4.4×107J/kg]求：
（1）100g石油完全燃烧放出的热量；
（2）若这些热量的42%被水吸收，可以使20kg温度是20℃的水温度升高多少？（在一标准大气压下）
19．某品牌小汽车的“经济耗油量（90km/h）8L/100km”是指，这辆汽车以90km/h的速度行驶100km，消耗汽油8L，【已知ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg ℃）q汽油＝3.2×107J/L】如下表为此小汽车的相关数据。
（1）汽车上的散热器用水作为冷却剂，当水箱装满水，水温升高25℃时，需要吸收的热量为多少？
（2）该汽车在经济耗油量下沿直线匀速行驶50km，汽车的效率为31.25%，求汽车消耗多少升汽油以及此时汽车的实际功率。
总质量：1500kg 经济耗油量（90km/h）8L/100km
车轮与地面的总接触面积：8.0×10﹣2m2 水箱容量：4L
额定功率：90kW
五、解答题。
20．打篮球时，在不同的地点投篮往往需要不同的投掷力度和角度，若以相同的力度将同一篮球从同一地点的同一高度竖直向上抛和斜向上抛，篮球两次能达到的最高高度相同吗？若不相同，哪一次更高？请从能量转化的角度解释你的观点（不计空气阻力）。
参考答案
一、选择题。
1.【答案】A。
【分析】（1）物质是由分子组成的，一切物质的分子都在不停地做无规则运动，分子间存在相互作用的引力和斥力，分子之间存在间隙；
（3）四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次。
【解答】解：A、变瘪了的乒乓球放在热水中鼓起，是因为温度升高，分子间的间隔变大，球内气体的体积变大，故A错误；
B、四冲程热机的飞轮转动一圈完成两个冲程，故B正确；
C、墙内开花墙外香属于扩散现象，是花香分子在不停地做无规则运动的结果，故C正确；
D、将两个干净平整的铅柱紧压在一起会结合起来，说明分子间存在引力，故D正确。
故选：A。
2.【答案】C。
【分析】汽油机四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能，排气和吸气冲程没有能的转化。
【解答】解：
A、图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，将汽油和空气的混合物吸入气缸，故A错误；
B、图中两个气门都关闭，此时活塞向上运动，是压缩冲程，气缸内气体的内能增加，故B错误；
C、图中两个气门都关闭，火花塞点火，此时活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，故C正确；
D、图中排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程，靠飞轮的惯性来完成，故D错误。
故选：C。
3.【答案】C。
【分析】内燃机的一个工作循环由四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。只有做功冲程，做功冲程把内能转化为机械能，对外提供动力，其它三个冲程靠飞轮的惯性完成，一个工作循环中曲轴转两圈，做功一次。
【解答】解：A、四冲程内燃机工作中，压缩冲程将机械能转化为内能，故A错误；
B、四冲程内燃机在工作中做功冲程把内能转化为机械能，故B错误；
C、四冲程内燃机的吸气冲程，压缩冲程，排气冲程都是靠飞轮惯性来完成的，故C正确；
D、内燃机的一个工作循环由四个冲程组成，故D错误。
故选：C。
4.【答案】D。
【分析】（1）物体放出热量，温度不一定降低，如水凝固过程中放出热量，内能减少，温度不变；
（2）燃料的热值是燃料本身的一种特性，与燃料的种类有关，与燃料的质量、与是否完全燃烧没有关系；
（3）物质由气态变为液态的过程叫液化；
（4）物质由固态直接变为气态的过程叫升华，升华过程吸收热量。
【解答】解：A、物体放出热量，温度可能降低，可能不变，如水凝固过程中放出热量，内能减少，温度不变，故A错误；
B、燃料的热值是燃料本身的一种特性，与燃料的种类有关，与燃料的质量、是否完全燃烧没有关系，故B错误；
C、雾是液态的小水滴，是空气中的水蒸气遇冷由气态变化形成的，属于液化现象，故C错误；
D、夏天，在食品运输车里放些干冰降温，干冰可从固态直接变为气态升华，此过程吸收热量，故D正确。
故选：D。
5.【答案】D。
【分析】（1）热机的效率等于热机所做的有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值。
（2）热传递过程中，内能（热量）从高温物体传递到低温物体。
（3）物质由液态变为气态的过程叫汽化，汽化吸热。
（4）水的比热容大，导致沿海地区的昼夜温差小。
【解答】解：A、热机消耗的燃料越多，效率不一定越低，效率还与热机所做有用功有关，故A错误；
B、热传递中内能（热量）总是从热物体传给冷物体，故B错误；
C、疫情期用酒精消毒感到凉，是因为酒精汽化吸热，故C错误；
D、沿海地区昼夜温差小是因为水的比热容大，故D正确。
故选：D。
6.【答案】C。
【分析】（1）该实验中采用了控制变量法和转换法，由于燃料的热值不能直接测量，所以通过水温升高的多少来反映燃料的热值大小，又由于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，所以需要控制两种燃料的质量相同，且全部燃烧；
（2）研究不同物质的吸热能力时，实验中需要用相同的热源加热，即用相同的燃料进行加热，且两个烧杯中不同液体的质量相等。
【解答】解：A、实验中通过调节铁圈B的位置，使温度计处于适当的高度，故A错误；
B、实验中采用的是控制变量法，需要控制两种燃料的质量相同，并且全部燃烧，不需要控制燃烧时间相同，故B错误；
C、将两烧杯中的水换成比热容小的液体，在吸收相同热量时，比热容越小，温度变化越大，可以使实验现象更明显，故C正确；
D、如要进一步研究不同物质的吸热能力，实验中需要用相同的热源加热，即用相同的燃料进行加热，还需要将其中一个烧杯中的水换成等质量的煤油，故D错误。
故选：C。
7.【答案】D。
【分析】（1）物体吸收热量内能增加，温度可能升高可能不变；
（2）热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，比值越大，则效率越高；
（3）汽油机的一个工作循环由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程组成。在一个工作循环中，经历4个冲程，活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转2周，做功1次；
（4）根据水的比热容比泥土、沙石的比热容大的特点以及风是从密度大的地区吹向密度小的地区来分析海风的形成过程。
【解答】解：A、晶体在熔化过程中吸收热量，内能增加，温度不变，故A错误；
B、热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出能量的比值，所用燃料的化学能转化成热机的机械能越多，效率越高，故B错误；
C、四冲程汽油机的飞轮转速为2400r/min＝40r/s，即该飞轮每秒钟转40圈，因为飞轮转2圈，对外做功1次，所以飞轮转40圈，对外做功20次，故C错误；
D、由于地面和海水的比热不同，海水的比热容大于陆地的比热容，在同样太阳光的照射下，地面和大海升温和降温的快慢不同，从而使空气形成对流。
白天，地面比大海升温快，地面热空气密度较小，热空气上升，海面较冷的空气就会来补充，于是冷空气沿海面吹向陆地，形成海风，故D正确。
故选：D。
8.【答案】C。
【分析】电路中消耗电能的装置为用电器，提供电能的装置为电源。
【解答】解：给汽车蓄电池充电时，蓄电池相当于用电器，将电能转化为化学能。
故选：C。
9.【答案】A。
【分析】（1）分析能量的转化时，主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，因为总是消耗的能量转化为得到的能量；（2）影响动能大小的因素是物体的质量和速度，影响重力势能大小的因素是物体的质量和高度，动能和势能统称为机械能；在分析各个能量的变化时，根据各自的影响因素进行分析判断。
【解答】解：
AB、燃料具有化学能，燃料燃烧时将化学能转化为内能，故A正确，B错误；
CD、嫦娥五号上升器加速上升时，其质量不变，速度和高度都变大，则动能和重力势能都增大，所以机械能也增大（即机械能不守恒），此过程中没有将动能转化为重力势能，故CD错误。
故选：A。
10.【答案】C。
【分析】能量的转化和转移具有方向性，据此结合题意解答。
【解答】解：因能量的转移具有方向性，内能会自发地从高温处向低温处转移，不会逆向转移，所以不会出现题中所说的情景。故C正确，ABD错误。
故选：C。
二、填空题。
11.【答案】C；做功；F。
【分析】（1）判断汽油机的四个冲程，先看进气门和排气门的关闭情况，进气门打开的是吸气冲程，排气门打开的是排气冲程，进气门和排气门都关闭的是压缩冲程或者做功冲程；活塞上行为压缩冲程和排气冲程；活塞下行为吸气冲程和做功冲程；
（2）改变物体内能的方式有热传递和做功两种，做功改变物体内能的实质是能量的转化，对物体做功，物体的内能增加，温度升高；物体对外做功，物体的内能减少，温度降低。
【解答】解：（1）A图中，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程；
B图中，进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程；
C图中，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能；
D图中，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；
（2）E图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程；
F图对试管中的水加热，加快水的蒸发，使试管中水的内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能；
汽油机的做功冲程中将内能转化为机械能，因此与做功冲程原理相同的是F实验。
故答案为：C；做功；F。
12.【答案】做功;水的比热大，升高相同温度吸收的热量多，冷却效果最好。
【分析】（1）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；
（2）与其它液体相比，水的比热最大，在质量和升高的温度相同时，水吸收的热量最多。
【解答】解：（1）内燃机的四个冲程中，实现将内能转化成机械能的是做功冲程；
（2）汽车发动机工作过程时，不可避免地产生很多热量，这些热量如不及时带走会影响机器的正常工作，由公式Q＝cm△t知，在质量和升高的温度相同时，与其它液体比较，因为水的比热大，升高相同温度吸收的热量多，冷却效果最好。
故答案为：（1）做功；（2）水的比热大，升高相同温度吸收的热量多，冷却效果最好。
13.【答案】20；内；机械。
【分析】（1）单缸四冲程汽油机完成一个工作循环，燃气对外做功一次，活塞往复两次，飞轮转动两周，完成4个冲程。
（2）对外做功时，汽油机将汽油的内能转化为机械能。
【解答】解：（1）四冲程汽油机一个工作循环，飞轮转动2周，所以飞轮1min转2400转，就相当于有1200个工作循环；
一个工作循环有4个冲程，但只有做功冲程对外做了功，所以1min对外做功1200次，那么1s对外做功的次数：n＝＝20（次）；
（2）对外做功时，汽油机将汽油的内能转化为机械能。
故答案为：20；内；机械。
14.【答案】4.2×107；65。
【分析】根据Q＝mq求出这些燃料完全燃烧放出的热量；根据Q吸＝Q放＝cm△t求水升高的温度。
【解答】解：0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝0.3kg×1.4×108J/kg＝4.2×107J；
水吸收的热量：Q吸＝Q放＝4.2×107J，
由Q吸＝cm△t得水升高温度：
△t＝＝＝50℃，
则吸热后水的温度为t＝15℃+50℃＝65℃。
故答案为：4.2×107；65。
15.【答案】内能；机械。
【分析】能量转化和转移是有方向性的，并且能量在转化或转移的过程中总量保持不变。
【解答】解：白炽灯有电流通过，白炽灯发光，同时白炽灯产生的内能散失在空气中，无法自动转化为电能或机械能；
汽车制动过程中，克服摩擦做功，机械能转化为地面、轮胎、空气的内能，这些内能同样无法自动再用来开动汽车；
这些现象均说明能量的转移和转化是具有方向性的。
故答案为：内能；机械。
16.【答案】形变；势能；做功。
【分析】力可以改变物体的运动状态或形状；物体发生弹性形变后会具有弹性势能；对物体做功，物体的内能会变大。
【解答】解：用力能拉长橡皮筋，橡皮筋的形状发生了变化，表明力能使物体发生形变；
拉长的橡皮筋发生了弹性形变，具有弹性势能，能将纸做的子弹射出；
反复拉伸橡皮筋，对橡皮筋做功，橡皮筋的内能变大，温度会升高。
故答案为：形变；势能；做功。
三、实验探究题。
17.【答案】（1）左；7.5；（2）温度计的玻璃泡接触到了容器底；（3）温度计的示数变化；（4）①②；（5）酒精；小。
【分析】（1）把天平放在水平桌面上，首先将游码调到标尺左端的零刻线处，从指针的偏转判断天平横梁哪端上翘，平衡螺母向上翘的一端移动。碎纸片的质量等于砝码质量与游码对应的刻度值的和；
根据题意可知，为了比较热值大小，要用相同质量的不同的燃料；
（2）根据温度计的使用规则分析解答；
（3）（4）（5）燃料的热值大小不能直接测量，需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关，因此为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小；测得热值偏小有两个原因，一是“烧杯、空气也吸收热量”，二是“燃料不可能完全燃烧”。
【解答】解：
（1）把天平放在水平桌面上，将游码调到标尺左端的零刻线处；此时指针偏向右侧，说明天平的左侧上翘，平衡螺母应向左移动；
如图乙和丙所示，碎纸片的质量m＝5g+2.5g＝7.5g；
为了比较热值大小，要用相同质量的不同的燃料，所以则他还应称量7.5g的酒精；
（2）由图丁知，实验中温度计的玻璃泡碰到了容器底；
（3）为了比较热值大小，要用相同质量的不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数变化得出吸热多少，进而判断热值大小；
（4）实验中要用相同质量的不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，故选①②；
（5）由表格数据可知，相同质量的酒精和碎纸片燃尽时，酒精燃烧放出的热量可以将水的温度升高60℃，碎纸片燃烧放出的热量可以将水的温度升高45℃，可见酒精的热值比碎纸片的大；
因为烧杯、空气也吸收热量（即存在热损失），并且燃料不可能完全燃烧，所以测得的热值会偏小。
故答案为：（1）左；7.5；（2）温度计的玻璃泡接触到了容器底；（3）温度计的示数变化；（4）①②；（5）酒精；小。
四、计算题。
18.【分析】（1）根据Q放＝mq求出100g的石油完全燃烧放出的热量。
（2）由题知，Q吸＝ηQ放计算出水吸收的热量，根据Q吸＝cm△t的变形式求出水温度升高多少。
【解答】解：（1）石油的质量：m＝100g＝0.1kg，
石油完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq石油＝0.1kg×4.4×107J/kg＝4.4×106J；
（2）若这些热量的42%被水吸收，则有：
Q吸＝42%Q放＝42%×4.4×106J＝1.848×106J；
由Q吸＝cm△t可得：
△t＝＝＝22℃。
答：（1）100g石油完全燃烧放出的热量4.4×106J
（2）若这些热量的42%被水吸收，可以使20kg的水的温度升高22℃。
19.【分析】（1）先根据密度公式求出水的质量，然后利用公式Q吸＝cmΔt计算水吸收的热量；
（2）该汽车在经济耗油量下沿直线匀速行驶50km，即汽车以90km/h的速度行驶50km，求出实际消耗汽油的体积；利用Q放＝Vq求完全燃烧汽油放出的热量，利用效率公式求出汽车做的功，利用速度公式求所用时间，再利用P＝求出汽车的功率。
【解答】解：（1）当水箱装满水，水的体积V＝4L＝4×10﹣3m3，
由ρ＝可得，水的质量：
m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×4×10﹣3m3＝4kg，
水吸收的热量：
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×4kg×25℃＝4.2×105J；
（2）在经济耗油量下沿直线匀速行驶50km实际用油：
V汽油＝（8L/100km）×50km＝4 L；
4L汽油完全燃烧放出热量：
Q放＝V汽油q汽油＝4L×3.2×107J/L＝1.28×108J，
汽车所做的功：
W＝ηQ放＝31.25%×1.28×108J＝4×107J，
由v＝可得，汽车行驶的时间：
t＝＝＝h＝2000s，
则汽车的实际功率：
P＝＝＝2×104W。
答：（1）水需要吸收的热量为4.2×105J；
（2）汽车消耗4L汽油；此时汽车的功率为2×104W。
五、解答题。
20.【分析】影响动能大小的因素是速度、质量，影响重力势能大小的因素是质量、高度；不计空气阻力，机械能是守恒的，根据动能和势能的转化分析。
【解答】答：不相同；竖直向上抛得更高；
用相同力度抛出同一篮球时，篮球获得的初动能相等；竖直向上抛达到最高点时，球的速度为零，动能为零，篮球的初动能全部转化成了重力势能；斜向上抛达到最高点时，篮球还有向前飞行的速度，仍具有动能，重力势能更小，上升的高度也更小。