2021-2022学年度强化训练人教版物理九年级全册第十四章内能的利用定向练习试题（含详细解析）

人教版物理九年级全册第十四章内能的利用定向练习
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、如图所示是物理老师的自制火箭，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，实验时从瓶口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。关于此实验分析正确的是（　　）
A．酒精无法完全燃烧，所以热值变小
B．酒精燃烧是电能转化成了内能
C．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程
D．纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，温度降低
2、如图是某地区使用的“风光互补”景观照明灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是（　　）
A．光电池板是将太阳能转化为化学能
B．照明灯工作时，LED 灯是将内能转化为电能
C．利用风力发电时，“小风扇”将机械能转化为电能
D．蓄电池夜晚放电时，蓄电池将化学能转化为光能
3、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
4、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
5、图a所示为汽油机的两个冲程，关于图b所示的四个热学实验，下列说法正确的是（　　）
A．实验A与汽油机的甲冲程能量转化一致，内能转化为机械能
B．实验B与汽油机的甲冲程能量转化一致，机械能转化为内能
C．实验C所示装置中，一瓶装有空气，另一瓶装有二氧化氮气体（密度比空气的大），为说明两种气体混合均匀是由于分子热运动造成的，应将装二氧化氮气体的瓶子放在下面
D．实验D是将两个铅块的底面削平、削干净，然后紧紧地压一起，两铅块就会结合起来，甚至下面吊一个钩码都不能把它们拉开，这说明固体也能发生扩散现象
6、如图所示是探究能量转化的装置，下列相关说法错误的是（　　）
A．水蒸气驱动叶轮转动，水蒸气的内能减小了
B．实验过程中，燃料的化学能直接转化为叶轮的机械能
C．对水加热过程中是通过热传递使水的内能增大的
D．此实验展现了热机工作时的能量转化过程
7、如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（　　）
A．压缩冲程，将化学能转化成内能
B．压缩冲程，将机械能转化成内能
C．做功冲程，将内能转化成机械能
D．做功冲程，将机械能转化成内能
8、下列关于热值的说法正确的是（　　）
A．2kg煤的热值大于1kg煤的热值
B．燃料热值越大，燃烧放出的热量越多
C．燃料燃烧不完全时热值变小
D．燃料的热值是燃料本身的特性，与质量无关
9、如图，甲、乙、丙三图的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内液体的初温与质量也相同，不考虑热量损失，下列说法不正确的是（　　）
A．对比甲、乙两图，如果燃料2的热值较高，燃尽后图乙液体内能较大
B．对比乙、丙两图里液体最终升高的温度，可以比较两种液体的比热容
C．对比乙、丙两图，即便液体b最终升温较高，也不能说明燃料1的热值大
D．对比甲、丙两图，如果液体b比液体a的比热容大，那么要升高相同温度，图甲装置需要加热时间较短
10、下列关于热机说法正确的是（ ）
A．热机是利用热量做功的机械 B．吊车上使用的滑轮组是一种热机
C．热机是将内能转化为机械能的机械 D．随着技术的进步，热机的效率能达到100%
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题6分，共计30分）
1、汽车已广泛进人家庭，如图是四冲程汽油机工作过程中的______冲程，将______能转化为______能；该汽油机正常工作时，飞轮转速为3000r/min，则该汽油机每秒对外做功______次。
2、人们常在小区里修建人工湖、喷水池（如图所示），主要利用水的比热容较大的原因来调节气温，若喷水池内装有4t水，水温升高2℃所吸收的热量是_________J，要产生同样的热量至少需要焦炭_________kg。（，q焦=3.0×107J/kg）
3、 “低碳生活”是当今社会所倡导的绿色生活方式。利用太阳能将200kg的水从20℃加热到70℃，需要吸收的热量是_______J。若改用煤气热水器，如果煤气在完全燃烧时放出的热量有60%被水吸收，加热同样的水达到同样的温度，需燃烧_______m3煤气。[水的比热容为，煤气的热值]
4、图中单缸四冲程汽油机正处在_______冲程，若该汽油机转速为1800r/min，则它每秒钟完成________个冲程。用水循环带走汽油机产生的热量，这是利用了_______方式改变内能，并且利用了水的_______较大的特性。
5、如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的______示意图。C图是______冲程，与它原理相同的是______图所示的演示实验。汽油机的工作示意图中机械能转化为内能的冲程是______图。（后两空选填字母）
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备。某台太阳能热水器将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水加热到40℃时，需接收2.1×107J的太阳能。求：
（1）热水器中的水吸收的热量；[水的比热容c=4.2×103J/（kg ℃）]
（2）热水器的效率；
（3）若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少立方米煤气？（煤气的热值q=4.2×107J/m3，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收）
2、用燃气灶烧水，燃烧0.5kg的煤气，使初温为20℃质量为50kg的水温度升高50℃。已知煤气的热值为4.2×107J/kg。求：
（1）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量。
（2）水吸收的热量。
（3）燃气灶烧水的效率。
3、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。
4、太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一。热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5h的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃。[水的比热容c水＝4.2×103J/(kg ℃)]求：
（1）热水器中的水吸收的热量Q；
（2）热水器5h内接收到的太阳能E；
（3）热水器的效率η；
（4）若改用热效率为30%的煤炉来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤？（煤的热值q＝4.2×107J/kg，保留两位小数）
-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
A．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃烧的情况无关，所以酒精不完全燃烧时热值是不变的，故A错误；
B．燃料本身具有化学能，因此酒精燃烧时将化学能转化为内能，故B错误；
C．燃气推动纸筒飞出的过程中，内能转化为机械能，与内燃机做功冲程的能量转化相同，故C错误；
D．纸筒飞出时，瓶内气体的内能转化为纸筒的机械能，则瓶内气体的内能减小，温度降低，故D正确。
故选D。
2、C
【详解】
A．光电池板是将太阳能转化为电能，而不是化学能，故A错误，不符合题意；
B．照明灯工作时，将电能转化为光能，故B错误，不符合题意；
C．利用风力发电时，“小风扇”将机械能转化为电能，故C正确，符合题意；
D．蓄电池夜晚放电，将化学能转化为电能，而不是将化学能转化为光能，故D错误，不符合题意。
故选C。
3、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。
4、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。
5、C
【详解】
A．图甲中排气门打开，为排气冲程，没有能量转化，故A错误；
B．实验B中活塞对气体做功，将机械能转化为内能，甲冲程是排气冲程，没有能量的转化，故B错误；
C．二氧化氮气体的颜色是红棕色的，而且比空气的密度大，因此必须放在下面的瓶子中。将两个瓶口对在一起，二氧化氮气体分子会向空气中运动，所以下面瓶内的气体颜色会变淡，上瓶内的气体颜色会变红，故C正确；
D．将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压一起，两铅块就会结合起来，甚至下面吊一个钩码都不能把它们拉开，说明分子间存在引力，故D错误。
故选C。
6、B
【详解】
ABC．燃料燃烧将化学能转化为内能，水吸收热量沸腾汽化为水蒸气，高温的水蒸气可以驱动叶轮转动，水的内能转化成了叶轮的机械能，水蒸气自身的温度会降低，内能会减少，故AC正确，不符合题意，B错误，符合题意；
D．热机工作时，将内能转化为机械能，因此此实验展现了热机工作时能量转化过程，故D正确，不符合题意。
故选B。
7、B
【详解】
图中的冲程两气门关闭，活塞上行，对气缸内气体进行压缩，活塞的机械能转为气缸内气体的内能，内能增加，温度升高，该冲程为压缩冲程，在压缩冲程中，能量转化关系是机械能转化为内能，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
8、D
【详解】
A．燃料的热值仅与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，所以2kg煤和1kg煤的热值一样大，故A错误；
B．燃料的热值越大，只有在相同质量并且完全燃烧的情况下，放出的热量才越多，质量少、燃烧不完全放出的热量不一定多，故B错误；
C．热值的大小与燃料是否完全燃烧无关，只与燃料的种类有关，故C错误；
D．热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，与其他因素无关，故D正确。
故选D。
9、B
【详解】
A．对比甲、乙两图，液体的初温与质量相同，且燃料的质量相同，若燃料2的热值较高，最终燃料2放出的热量多，则乙图液体吸收的热量多，液体的末温更高，所以图乙液体内能更大，故A正确，不符合题意；
B．比较两种液体的比热容大小，要控制热源（加热器）相同，即燃料应相同，而乙、丙两图中燃料不同，放出的热量不相等，不能比较比热容大小，故B错误，符合题意；
C．对比乙、丙两图，燃料不同、液体的种类不同（比热容不同），不能判断液体a、b吸收热量的多少，则不能判断燃料1、2放出热量的多少，所以不能判断热值大小，故C正确，不符合题意；
D．对比甲、丙两图，燃料相同，相同时间内放出的热量相同；若液体b比热容比液体a大，则液体b升温慢、液体a升温快，那么要升高相同温度，甲图装置需要时间较短，故D正确，不符合题意。
故选B。
10、C
【详解】
AC．热机是将内能转化为机械能的机械，故A错误，C正确；
B．滑轮组是一种为了省力而使用的简单机械，并不需要使用内能，所以滑轮组不是热机，故B错误；
D．使用任何机械都不可避免的产生额外功，所以使用任何机械的效率都不能达到100%，故D错误。
故选C。
二、填空题
1、压缩机械内25
【解析】
【详解】
[1]从图中可以看出，气门都关闭、活塞向上移动，可以判断这个冲程是压缩冲程。
[2][3]这一过程中活塞对气缸内的气体做功，气体内能增加，温度升高，此过程中活塞的机械能转化为气体的内能。
[4]四冲程汽油机的飞轮转速为
则该飞轮每秒钟转50圈；因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以1s内飞轮转50圈，共25个工作循环，共做功25次。
2、1.12kg
【解析】
【详解】
[1]若喷水池内装有4t水，水温升高2℃所吸收的热量是
[2]要产生同样的热量至少需要焦炭
3、4.21071.67
【解析】
【详解】
[1]水吸收的热量
[2]由题知
则煤气完全燃烧放出的热量
由可得，需要煤气的体积
4、做功60热传递比热容
【解析】
【详解】
[1]由图可见，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，因此该冲程是做功冲程。
[2]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，1800r/min，则1s转30转，即每秒完成15个工作循环，完成60个冲程，对外做功15次。
[3][4]水循环带走汽油机产生的热量，这是利用热传递的方式改变内能的，并且还利用了水的比热容较大的特性。
5、原理做功FB
【解析】
【详解】
[1][2][3][4]A图中，进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程；B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；C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；D图中，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程；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图是水蒸气膨胀对外做功，将塞子冲出，是内能转化为机械能。故图E、F是演示实验的原理示意图，C图是做功冲程，与做功冲程原理相同的是F图所示的演示实验。
三、计算题
1、（1）8.4×106J；（2）40%；（3）0.2m3
【详解】
解：（1）由题意可知，热水器中水吸收的热量为
（2）由题意及（1）中可知，热水器的效率为
（3）由题意可知，煤气完全燃烧放出的热量为
Q放=Q吸=8.4×106J
由Q放=Vq可得，完全燃烧煤气的体积为
答：（1）热水器中的水吸收的热量为8.4×106J；
（2）热水器的效率为40%；
（3）若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧0.2m3的煤气。
2、（1）2.1×107J；（2）1.05×107J；（3）50%
【详解】
解：（1）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量为
Q放＝0.5kg×4.2×107J/kg＝2.1×107J
（2）水吸收的热量为
Q吸＝c水m水(t﹣t0)＝4.2×103J/(kg ℃)×50kg×50℃＝1.05×107J
（3）燃气灶烧水的效率为
答：（1）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量为2.1×107J；
（2）水吸收的热量为1.05×107J；
（3）燃气灶烧水的效率50%。
3、（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。
4、（1）8.4×106J；（2）2.1×107J；（3）40%；（4）0.67kg
【详解】
解：（1）热水器中的水吸收的热量
Q吸＝c水m水(t﹣t0)＝4.2×103 J/(kg ℃)×100kg×(40℃﹣20℃)＝8.4×106J
（2）热水器5h内接收到的太阳能
E＝4.2×106J/h×5h＝2.1×107J
（3）热水器的效率
（4）由可知，煤完全燃烧放出的热量
由Q＝mq可知，需要完全燃烧煤的质量
答：（1）热水器中的水吸收的热量为8.4×106J；
（2）热水器5h内接收到的太阳能为2.1×107J；
（3）热水器的效率40%；
（4）若改用热效率为30%的煤炉来加热这些水，需要完全燃烧0.67kg的煤。