精品解析2021-2022学年人教版九年级物理第十四章-内能的利用 必考点解析练习题

人教版九年级物理第十四章-内能的利用 必考点解析
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、单缸四冲程汽油机和柴油机工作时，下面哪个说法是正确的（　　）
A．完成一个工作循环，曲轴转动一周
B．吸气冲程汽缸吸进的物质，在汽油机中是汽油，柴油机中的是柴油
C．做功冲程中的点火方式：汽油机是点燃式，柴油机是压燃式
D．压缩冲程中，汽油机对燃气产生的压强最大，燃气升高的温度也比柴油机更大
2、2022年北京冬奥会和冬残奥会即将开幕，在比赛期间所有冬奥场馆将全部使用“绿电”，（“绿电”是指在发电过程中，二氧化碳排放量为零或趋近于零，比火力发电等其他方式对环境的影响大幅度减小）。这将是奥运史上首次实现全部场馆绿色电能供应，预计消耗“绿电”约，可以节约标准煤，减排二氧化碳。若所节约的标准煤完全燃烧，则放出的热量约为（媒约为）。（　　）
A． B． C． D．
3、以下情景中，关于能量转化的说法正确的是（　　）
A．钻木取火的过程中，内能转化为机械能
B．电动机在通电转动过程中，机械能转化为内能
C．发电机工作过程中，电能转化为机械能
D．汽油机工作过程中，化学能最终转化为机械能
4、下列措施不能提高热机效率的是（　　）
A．将热机全部换为电动机
B．尽量减少热机内部各部件间的摩擦
C．让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全
D．在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损夫
5、如图是“神州十三号”发射时的情境，关于飞船发射，下列说法正确的是（　　）
A．火箭在发射升空的过程中，机械能守恒
B．发射火箭用液体氢作燃料是因为氢的密度小
C．返回舱返回时，返回舱与大气层摩擦做功将外壳烧黑
D．燃料燃烧过程中，将燃料的化学能直接转化成机械能
6、下列关于如图所示现象的说法，正确的是（　　）
A． 如图抽去玻璃隔板后，两瓶中的气体逐渐混合，说明分子在不停地运动
B． 如图缓慢向上提拉与水面接触的玻璃板，弹簧测力计示数变大，说明分子间存在引力
C． 如图显示的是汽油机的做功冲程，在这个工作过程中气体内能不断增大
D． 如图试管内的水沸腾后，软木塞从试管口飞出时，其能量转化与热机的压缩冲程相似
7、2021年10月16日凌晨，中国在酒泉卫星发射中心升空的神舟十三号载入飞船将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送入太空，发射取得圆满成功，下列说法正确的是（　　）
A．火箭使用液氢做燃料，主要是利用了液氢的密度小
B．燃料燃烧充分，可以提高热机效率
C．燃料完全燃烧放出的热量可以全部用来做功
D．若太空中的温度很低，“羲和号”卫星的内能可能为零
8、如图所示，是我国载有“天问一号”的火箭发射升空时的情景，下列描述正确的是（　　）
A．燃气做功使火箭上升，燃气的内能增大
B．火箭喷出燃气后周围空气分子的热运动减缓
C．火箭点火升空过程中是由内能转化为机械能
D．火箭发射时出现的大量“白气”是汽化现象
9、关于物质的比热容和热值，下列说法中正确的是（　　）
A．热值、比热容是物质的一种属性，只和物质的种类有关
B．煤炭完全燃烧时热值大，不完全燃烧时热值小
C．因为水的比热容大，所以比较适合做冷却剂
D．冰熔化成水，它的质量、比热容都不变
10、下列有关热和能的说法中，正确的是（　　）
A．燃料的热值越大，燃烧过程放出的热量越多
B．物体的温度不变，内能一定不变
C．温度高的物体含有的热量比温度低的物体多
D．发生热传递时，能量从一个物体转移到另一个物体
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、在汽油机的做功冲程中，高温、高压的燃气推动活塞向下运动做功，燃气自身的温度______（选填“降低”或“升高”），内能______（选填“增加”或“减少”）。而在压缩冲程中，活塞向上运动压缩混合气做功，混合气的温度升高，内能______（选填“增加”或“减少”）。
2、现代社会中汽车是一种重要的交通工具，很多汽车使用的发动机是四冲程汽油机，在它工作的过程中，在______冲程中将机械能转化为内能，此冲程是通过______方式改变了缸内气体的内能。为了降低汽缸体的温度，汽缸外有一个水箱体，使汽缸被水包围着，这是通过______的方式减少汽缸内能的。而利用水作为冷却剂，是因为水______较大。
3、小明在检查爸爸驾驶的汽车时，发现发动机气缸顶部有火花塞，由此可以确定汽车的发动机是______油机。如题图所示是______冲程，该冲程是将______能转化为内能。
4、冬天，我们经常用热水袋暖手，这是利用热介质的___________较大的特性持续4~5小时放热；2021年1月29日，我国在酒泉卫星发射中心成功将遥感三十一号02组卫星发射升空，所用长征四号丙运载火箭使用液态氢作燃料，这是因为液态氢具有较高的___________（选填“热值”或“比热容”）。
5、发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质，现代汽车主要分汽油和柴油两类发动机，其中汽油发动机提供动力的是内燃机的汽缸，若某台以汽油为燃料的汽车，发动机内有四个汽缸，其相关数据如表所示。
汽车发动机数据表
1min内完成工作循环 2500次 93#汽油 汽缸内汽油和空气的混合密度 1.5kg/m3
排气量 2L 热值 4.5×107J/kg
发动机最大功率 75kW 空燃比 14：1
（1）汽车以100km/h速度匀速运动时，发动机的输出功率最大，则1min内有用功______；
（2）汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个汽缸正常工作四个冲程的顺序是______（对甲、乙、丙、丁重新排序），______图所示的冲程，内燃机给汽车提供动力；
（3）汽车排气量是指发动机气缸的工作容积，汽车排气量越大，功率越大，空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比，根据表中数据可知，气缸内混合气体中汽油的质量为______kg。1分钟内总共需要消耗的汽油质量为______kg；
（4）当汽车以100km/h速度匀速运动时，根据表中数据可求得汽车发动机的效率为______。
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、三峡水电站有“照亮半个中国”的美誉，它的年平均发电量约3.045×1017J，相当于一座年消耗标准煤5×1010kg的火力发电站的发电量。
（1）标准煤的热值为2.9×107J/kg，完全燃烧5×1010kg标准煤能放出多少热量？
（2）根据本题中的数据，计算火力发电的效率。
2、每到周末，小静都去邻居孤寡老人刘奶奶家，帮助老人劈柴、烧水、做饭等。某次烧水时，完全燃烧了0.8kg的木材，刚好把1标准大气压下初温为20℃，质量为2kg的水烧开。已知木材的热值为q=1.2×107J/kg，求：
（1）水吸收了多少热量？
（2）小静烧水的效率是多少？
3、一个容器中装有40kg温度是10℃的冷水，若用某一热水器把它加热到温度为60℃时，共用了0.6m3的天然气，已知天然气的热值为2.8×108J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。求：
（1）这次加热过程中，水吸收的热量是多少？
（2）该热水器的实际效率是多少？
4、国家提倡节能减排，各地“煤改气”正在积极进行，某同学已知他家天然气烧水的热效率为35%。若他将2kg的水倒入烧水壶中，并测出水温为20℃，在一个标准大气压下，把水刚加热到100℃时[已知水的比热容，天然气热值约为]，请你帮他计算：
（1）将这些水烧开，需吸收多少热量；
（2）他家天然气灶燃烧的天然气的体积。
5、小明用如图所示的便携式丁烷气炉（内置一瓶新的燃气瓶，相关参数见下表）烧水，测出本地水温为20℃，气压为标准大气压，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），设丁烷气体完全燃烧，求：
气炉热效率η 燃气消耗量 气瓶净含量m 丁烷热值q
40% 210g/h 500g 9×107 J/kg
（1）燃气瓶中丁烷完全燃烧可以放出的热量；
（2）气炉持续燃烧8min，能够烧开的水的质量；
（3）若将气炉热效率提高10%，同样烧开第（2）问中的水可节约的时间。
---------参考答案-----------
一、单选题
1、C
【详解】
A．在汽油机和柴油机的一个工作循环中，完成四个冲程，曲轴、飞轮转两圈，活塞来回往复运动2次，对外做功1次，故A错误；
B．在吸气冲程，汽油机吸入的是汽油和空气的混合物；柴油机吸入的只有空气，故B错误；
C．做功冲程中点火方式：汽油机是点燃式，柴油机是压燃式，故C正确；
D．柴油机压缩冲程末的温度远远高于汽油机压缩冲程末的温度，因此柴油机的压缩程度要比汽油机的压缩程度大，故D错误。
故选C。
2、A
【详解】
若所节约的标准煤完全燃烧，则放出的热量
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3、D
【详解】
A．钻木取火的过程中，是克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故A错误；
B．电动机在通电转动过程中，消耗电能，主要获得机械能，故B错误；
C．发电机工作过程中，将机械能转化为电能，故C错误；
D．汽油机工作过程中，燃料的化学能先通过燃料燃烧转化为内能，再通过对外做功将内能转化为机械能，故D正确。
故选D。
4、A
【详解】
热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，比值越大，效率越高，因此减少热机内部各部件间的摩擦、使燃料充分燃烧和减少能量的损失都可以提高燃料的利用率，提高热机效率，将热机全部换为电动机不能提高热机效率。
故选A。
5、C
【详解】
A．火箭在发射升空的过程中，燃料燃烧释放出的内能转化为机械能，所以机械能增加，故A错误；
B．发射火箭用液体氢作燃料是因为氢的热值大，完全燃烧相同质量的氢可以释放更多的热量，故B错误；
C．返回舱返回时，由于空气阻力，返回舱与大气层摩擦做功，外壳内能增大，外壳被烧黑，故C正确；
D．燃料燃烧过程中，将燃料的化学能先转化为内能，内能再转化成机械能，故D错误。
故选C。
6、B
【详解】
A．抽去玻璃隔板后，因为二氧化氮气体的密度比空气大，由于重力作用，两瓶中的气体会逐渐混合，不能说明分子在不停地运动，故A错误；
B．分子间存在相互作用的引力和斥力，缓慢向上提拉与水面接触的玻璃板，弹簧测力计示数变大，说明分子间存在引力，故B正确；
C．两气门关闭，活塞向下运动，是汽油机的做功冲程，内能转化为机械能，气体内能不断减少，故C错误；
D．试管内的水沸腾后，软木塞从试管口飞出时，发生的能量转化为内能转化为机械能，与热机的做功冲程相似，故D错误。
故选B。
7、B
【详解】
A．火箭使用液氢做燃料，主要是利用了液氢的热值大，故A错误；
B．做同样的有用功，燃料燃烧充分，使用的燃料的质量减小，有用功占燃料完全燃烧放出的热量的比值变大，热机效率增大，故B正确；
C．因为有热量的散失和机械内部的摩擦等，燃料完全燃烧放出的热量不可能全部用来做功，故C错误；
D．一切物体都有内能，若太空中的温度很低，“羲和号”卫星的内能也不会为零，故D错误。
故选B。
8、C
【详解】
A．燃气对外做功，温度降低，内能减小，故A错误；
B．燃气温度高，周围低温的空气吸热，内能增大，温度升高，温度越高分子运动越剧烈，故B错误；
C．火箭升空消耗燃料产生高温高压的气体，推动火箭向上加速运动，内能转化为机械能，故C正确；
D．白气是小水滴，是由水池里的水先吸热汽化再上升后遇冷液化形成的，故D错误。
故选C。
9、C
【详解】
A．热值、比热容是物质的一种特性，与物体质量、温度高低、吸放热多少都没有关系，比热容与物质的种类、状态有关，故A错误；
B．因为热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料是否完全燃烧无关，故B错误；
C．水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同温度，可以吸收更多的热量，所以比较适合做冷却剂，故C正确；
D．比热容与物质的种类、状态有关，种类不同，状态不同，比热容一般不同，冰熔化成水，它的质量不变、比热容变大，故D错误。
故选C。
10、D
【详解】
A．由可知，燃料燃烧时放出的热量与燃料的热值和质量有关，故A错误；
B．物体的温度不变，但内能可能改变，比如一块0℃的冰熔化成0℃的水，吸收热量，温度不变，内能增大，故B错误；
C．热量不是状态量，是一个过程量，不能说含有或者具有热量，故C错误；
D．热传递的实质是能量从高温物体传向低温物体，或从一个物体的高温部分传向低温部分，故D正确。
故选D。
二、填空题
1、降低减少增加
【解析】
【详解】
[1][2]在汽油机的做功冲程中，高温、高压的燃气推动活塞向下运动做功，燃气的内能转化为活塞的机械能，则燃气自身的内能减少，温度降低。
[3]在汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩混合气体做功，活塞的机械能转化为混合气体的内能，则混合气体的温度升高，内能增加。
2、压缩做功热传递比热容
【解析】
【详解】
[1][2]在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩混合气体做功，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变缸内气体的内能。
[3]内燃机汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，水从汽缸吸收热量，使汽缸的温度降低，这是通过热传递的方式改变汽缸的内能。
[4]对于相同质量的水和其他液体相比较时，在升高相同温度的情况下，由于水的比热容最大，即其所吸收的热量最多，冷却效果会最好。
3、汽压缩机械
【解析】
【详解】
[1]汽油机顶部有个火花塞，柴油机顶部有个喷油嘴，发现发动机气缸顶部有火花塞，由此可以确定汽车的发动机是汽油机。
[2][3]由图知，两个气门都关闭，活塞向上运动，此冲程为压缩冲程，将机械能转化为内能。
4、比热容热值
【解析】
【详解】
[1]我们经常用热水袋暖手，这是利用热介质的比热容较大的特性，在温度改变量相同的情况下，可以释放更多的热量。
[2]所用长征四号丙运载火箭使用液态氢作燃料，这是因为液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液态氢可以释放更多的热量。
5、4.5×106J乙、甲、丁、丙丁2×10﹣40.520%
【解析】
【详解】
（1）[1]由表格数据可知发动机输出最大功率
P＝75kW＝75000W
则1min内做的有用功为
W＝Pt＝75000W×1×60s＝4.5×106J
（2）[2]图甲中进气门和排气门关闭，活塞向上运动，说明是压缩冲程；
图乙中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，说明是进气冲程；
图丙中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，说明是排气冲程；
图丁中进气门和排气门关闭，活塞向下运动，说明是做功冲程；
由上述可知一个汽缸正常工作四个冲程的顺序是乙、甲、丁、丙。
[3]做功冲程内燃机给汽车提供动力，即丁图所示的冲程内燃机给汽车提供动力；
（3）[4]根据ρ＝可得做一次功燃气的质量为
m＝ρV＝1.5kg/m3×2×10﹣3m3＝3×10﹣3kg
因为空燃比是14:1，所以气缸内混合气体中汽油的质量
m油＝3×10﹣3kg×＝2×10﹣4kg
[5]由表格数据可知1min完成的工作循环是2500次，即1min对外做2500次功，因此1分钟内总共需要消耗的汽油质量为
m总＝m油×2500＝2×10﹣4kg×2500＝0.5kg
（4）[6]1min内汽油完全燃烧释放的热量
Q放＝m总q＝0.5kg×4.5×107J/kg＝2.25×107J
发动机的效率
η＝＝＝20%
三、计算题
1、（1）1.45×1018J；（2）21%。
【详解】
解：（1）完全燃烧5×1010kg标准煤能放出热量
（2）由题知，年平均发电量E=3.045×1017J，Q放=1.45×1018J，火力发电的效率
答：（1）完全燃烧5×1010kg标准煤能放出1.45×1018J热量；
（2）火力发电的效率为21%。
2、（1）6.72×105J；（2）7%
【详解】
解：（1）1标准大气压下，水的沸点为100℃，则2kg的水被烧开吸收的热量
Q吸=cm水（t﹣t0）=4.2×103J/（kg·℃）×2kg×（100℃﹣20℃）=6.72×105J
（2）完全燃烧0.8kg木材能放出的热量
Q放=qm木材=1.2×107J/kg×0.8kg=9.6×106J
小静烧水的效率
答：（1）水吸收的热量为6.72×105J；
（2）小静烧水的效率是7%。
3、（1）；（2）
【详解】
解：（1）这次加热过程中，水吸收的热量是
（2）燃料完全燃烧释放的热量为
该热水器的实际效率是
答：（1）这次加热过程中，水吸收的热量是；
（2）该热水器的实际效率是。
4、（1）6.72×105J；（2）0.048m3
【详解】
解：（1）将2kg的水从20℃加热到100℃需要吸收的热量
（2）由可得，天然气完全燃烧放出的热量
由可得，燃烧天然气的体积
答：（1）将这些水烧开，需吸收6.72×105J的热量；
（2）他家天然气灶燃烧的天然气的体积为0.048m3。
5、（1）4.5×107J；（2）3kg；（3）1.6min
【详解】
解：（1）由题意可知，燃气瓶中丁烷完全燃烧可以放出的热量为
（2）由表中数据可知，燃烧消耗燃气的质量为
故该燃气完全燃烧放出的热量为
由表中数据可知，水吸收的热量为
故由可得，烧开水的质量为
（3）由题意可知，气炉热效率提高10%，变为50%，则此时燃气完全燃烧放出的热量为
由可得，燃气的质量为
由题意可知，燃烧22.4g燃气需要的时间为
故节约的时间为
答：（1）燃气瓶中丁烷完全燃烧可以放出的热量为4.5×107J；
（2）气炉持续燃烧8min，能够烧开的水的质量为3kg；
（3）若将气炉热效率提高10%，同样烧开第（2）问中的水可节约的时间为1.6min。