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章节训练练习题（Word版含详解）

人教版物理九年级全册第十四章内能的利用章节训练
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、如图所示分别为内燃机甲、乙的能量流向图，则下列说法正确的是（ ）
A．通过技术改进，可使甲的E4等于E1
B．若E4大于E4＇，则甲的热机效率一定高于乙
C．若E5小于E5＇，，则甲的热机效率一定高于乙
D．若甲、乙的热机效率相等且E1等于E1＇，则E4一定等于E4＇
2、关于热值，下列说法正确的是（　　）
A．燃料燃烧放出的热量越多，热值越大
B．燃料燃烧时，质量越大，热值越大
C．燃料不完全燃烧时比完全燃烧时热值小
D．燃料的热值与燃料的种类有关，与燃料的质量和燃烧情况无关
3、关于四冲程内燃机，下列说法正确的是（　　）
A．汽油机和柴油机都是内燃机，吸入汽缸的物质相同
B．在压缩冲程末，汽油机比柴油机温度更高，压强更大
C．燃料在汽缸内猛烈燃烧，燃料热值迅速减小
D．压缩冲程主要是通过做功的方式增大缸内气体的内能
4、下列对生产生活中的现象所包含的物理知识说法正确的是（　　）
A．雪花飞舞的美丽景象说明分子在不停地做无规则运动
B．冰熔化成水时，温度不变，但内能增大，比热容变大
C．用手捏海绵，海绵的体积缩小了，说明分子间有空隙
D．火箭用液态氢做燃料是因为氢含有的热量较多的缘故
5、如图所示，甲、乙是两个演示实验示意图：丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图，其中与做功冲程原理相同的演示实验图和表示汽油机将机械能转化为内能的冲程示意图分别是（　　）
A．乙、丙 B．甲、丙 C．甲、丁 D．乙、丁
6、下列与热有关的现象，解释正确的是（　　）
A．冰箱内食物的温度为0℃时，其内能为0J
B．马路上尘土飞扬，说明分子在不停地做无规则运动
C．内燃机的做功冲程是将机械能转化为内能
D．内燃机用水做冷却液利用了水比热容大的特性
7、提高热机效率的有效途径是（　　）
A．采用优质的燃料 B．减少热机的各种热损失，保证良好的润滑
C．使热机具有良好的散热 D．避免使用热机
8、图是单缸内燃机工作过程中气门与活塞位置关系图，在下列排列顺序中，符合四冲程内燃机工作循环顺序的是：（　　）
A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丁、丙
C．乙、丁、甲、丙 D．丙、丁、乙、甲
9、下面关于汽油机和柴油机的说法中，错误的是（　　）
A．汽油机和柴油机使用的燃料不同
B．柴油机和汽油机做功冲程都是将内能转化为机械能
C．柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞
D．汽油机和柴油机的效率没有差别，完全相同
10、一台单缸四冲程柴油机转速为2400转/min，则柴油机1s内（　　）
A．完成40个冲程，做功40次 B．完成80个冲程，做功80次
C．完成80个冲程，做功20次 D．完成40个冲程，做功20次
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、（1）加热质量为50kg的水，使其温度升高10℃，水吸收的热量为________________J；
（2）完全燃烧________________m3的煤气可以放出1.17×107J的热量（c水＝4.2×103J/kg·℃），煤气的热值q＝3.9×107J/m3）
2、天然气热水器将40kg的水由22℃加热到42℃，水的内能增加了_____J，水的内能增加是通过_____方式实现的，若天然气燃烧放出的热量有84%被水吸收，需要消耗_____kg的天然气。已知c水=4.2×103J/(kg·℃)，q天然气=4×107J/kg。
3、如图断示，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，在软木塞被推出的过程中，是把______能转化为机械能，在这个能量转化的过程中______（选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律，该过程中的能量转化和如图中四冲程汽油机工作中的______冲程相一致（选填“甲“或“乙“）。
4、如图所示，快速下压活塞时，可以看到筒内的棉花燃烧，这是因为活塞对______做功，使温度达到了棉花的着火点，汽油机的______冲程能量转化与这个实验相同。
5、某汽油机飞轮的转速是2400r/min，该汽油机每10秒完成______个冲程，对外做功______次。
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、一台柴油机的效率为25%，用这台柴油机工作时，完全燃烧2kg的柴油。
（1）柴油机完全燃烧放出的热量？（柴油的热值为3.3×107 J/kg）
（2）这台柴油机可做多少有用功？
2、为了减少环境污染、山西部分地区严禁烧煤烧炭，为响应政府号召，小亮父母自主经营的饼干店也对烤炉等进行了换代升级，升级后使用的燃料为液化气。某规格钢瓶可装液化气15kg，已知液化气的热值为4.2×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）。
（1）若小亮家每月要用这样的液化气两瓶，请你帮小亮计算这些液化气完全燃烧可放出多少热量。
（2）若店内烤炉的效率为40%，请你计算一个月未被有效利用的热量可将多少kg初温为20℃的水烧开？（当地气压为标准气压）
3、小东家新安装了一台太阳能热水器。热水器的水箱容积是200L。
（1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到45℃时吸收了多少热量？
（2）若将它换成燃气热水器，通过燃烧天然气加热同样多的水，使其温度仍从20℃升高到45℃时，只有30%的热量被水吸收，需要燃烧多少m3天然气？[ρ水=1.0×l03 kg /m3，q=4.0×107J/m3]
4、新冠病毒使2020年春的中国成为了一个没有硝烟的战场，负压救护车（如图所示）则是众多“逆行者”中的一员。所谓负压就是利用技术手段，使车内气压低于外界大气压，车的医疗舱每小时可换气20次，能过滤分离病毒高达99.97%，既对车内人员起到防护的作用，也避免了感染车外更多的人。已知该车平均输出功率50kW，平均速度90km/h。
（1）该车行驶百公里（100km）输出的机械功为多少？
（2）若汽车的效率为25%，则该车百公里（100km）消耗多少升汽油？（结果保留一位小数，汽油的密度为0.70×103kg/m3，热值4.6×107J/kg）。
-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
A．无论怎样技术改进，额外功的产生不可避免，有用功E4总是小于总功E1。故错误；
BC．根据公式知，若E4大于E4＇，只有E1等于E1＇时，甲的热机效率一定高于乙；若E5小于E5＇，甲的热机效率不一定高于乙。故BC错误；
D．根据知，若甲、乙的热机效率相等且E1等于E1＇，则E4一定等于E4＇。故D正确，
故选D。
2、D
【详解】
热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，故ABC错误，D正确。
故选D。
3、D
【详解】
A．柴油机和汽油机都属于内燃机，工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气，故A错误；
B．汽油机是通过火花塞点火的，而柴油机是通过压燃式点火的，所以柴油机比汽油机温度更高，压强更大，故B错误；
C．燃料在汽缸内猛烈燃烧，燃料热值保持不变，故C错误；
D．压缩冲程中，活塞压缩气体，对气体做功，气体的内能变大，故D正确。
故选D。
4、B
【详解】
A．雪花是宏观物体，雪花飞舞是机械运动，不能说明分子在不停地做无规则运动，故A错误；
B．冰是晶体，冰熔化成水，需要吸收热量，内能增加，但温度不变；冰的比热容是2100J/(kg·°C)，水的比热容是4200J/(kg·°C)，因此比热容变大，故B正确；
C．用手捏海绵，海绵的体积缩小了，说明力可以改变物体的形状，故C错误；
D．由Q放=qm可知，相同质量的氢和其他燃料相比，氢的热值较大，完全燃烧放出的热量较多，火箭用液态氢做燃料是因为氢的热值大，热量是过程量，不能用含有来描述，故D错误。
故选B。
5、C
【详解】
甲图对试管中的水加热，加快水的蒸发，试管中水蒸气的内能增大、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；
乙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，是将机械能转化为内能的过程；
丙图两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，做功冲程将内能转化为机械能；
丁图两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，压缩冲程是把机械能转化为内能的过程。
由以上分析可知看出与做功冲程原理相同的是甲图，表示汽油机利用将机械能转化为内能的冲程示意图对应正确的是丁图。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
6、D
【详解】
A．任何温度的物体都有内能，内能不可能为零，故A错误；
B．尘土看得见，属细小颗粒物，尘土飞扬是机械运动，故B错误；
C．内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能，故C错误；
D．内燃机用水做冷却液利用了水比热容大的特性，与其他液体相比，相同情况下，吸收的热量更多，故D正确。
故选D。
7、B
【详解】
BC．热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，所以，减少热量的损失可以提高热机的效率；使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率，故B符合题意，C不符合题意；
AD．采用优质燃料、使热机具有良好的散热不能提高热机效率，不使用热机更不现实，故AD不符合题意。
故选B。
8、C
【详解】
四冲程内燃机工作循环顺序的是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，对应图中的乙、丁、甲、丙，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
9、D
【详解】
A．汽油机和柴油机使用的燃料不同，汽油机使用汽油，柴油机使用柴油，故A正确，不符合题意；
B．柴油机和汽油机做功冲程都是将燃料燃烧释放内能推动活塞运动，将内能转化为机械能，故B正确，不符合题意；
C．汽油机气缸顶部有个火花塞，采用点燃式点火，柴油机气缸顶部有个喷油嘴，采用压燃式点火，故C正确，不符合题意；
D．一般柴油机的压缩比比汽油的大得多，且气缸内柴油燃烧要比汽油燃烧更充分，所以柴油机的效率更高一些，故D错误，符合题意。
故选D。
10、C
【详解】
单缸四冲程柴油机的飞轮转速是
2400r/min＝40r/s
所以此柴油机每秒钟飞轮转40圈，可完成20个工作循环，80个冲程，对外做20次功。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
二、填空题
1、
【解析】
【详解】
[1]水吸收的热量为
[2]根据得，需要完全燃烧的煤气的体积为
2、3.36×106热传递0.1
【解析】
【详解】
[1]水吸收的热量为
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(42℃-22℃)=3.36×106J
[2]水从火吸收热量，内能增加、温度升高，是利用热传递改变水的内能。
[3]由得，天然气完全燃烧放出的热量为
由Q放=mq得，需要天然气的质量为
3、内遵循乙
【解析】
【详解】
[1][2]水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，在软木塞被推出的过程中，是把内能转化为机械能。在这个能量转化的过程中遵循能量守恒定律，因为能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，所有能量转化都遵循这个定律。
[3]由图示知，甲乙两冲程的进气门及排气门都关闭，甲的活塞向上运动，是压缩冲程，乙的活塞向下运动，是做功冲程。由于内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能，所以该过程中的能量转化和如图中四冲程汽油机工作中的乙冲程相一致。
4、空气压缩
【解析】
【详解】
[1]在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉花，用力将活塞迅速向下压，棉花燃烧起来；说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增加，筒内气体的温度升高，当温度达到了棉花的着火点而燃烧。
[2]空气压缩引火仪实验中，活塞的机械能转化为筒内空气的内能，内燃机的压缩冲程能量转化情况也是机械能转内能，与这个实验相同。
5、800200
【解析】
【详解】
[1][2]某汽油机飞轮的转速是2400r/min，该汽油机每秒飞轮转的圈数为
根据每一个工作循环，飞轮转2圈，四个冲程，对外做功一次，故该汽油每1s飞轮转40圈，完成80个冲程，对外工作的次数为20次，故该汽油机10s完成800个冲程，对外做功的次数为200次。
三、计算题
1、（1） 6.6×107 J；（2） 1.65×107 J
【详解】
解：（1）由题意可知，完全燃烧2kg的柴油柴油放出的热量为
（2）由题意可知，该柴油机的效率为25%，故做的有用功为
答：（1）柴油机完全燃烧放出的热量为6.6×107J；
（2）这台柴油机可做有用功为1.65×107J。
2、（1）1.26×109J；（2）2250kg
【详解】
解：（1）由题可知每月消耗液化气的质量为
m＝15kg×2＝30kg
则这些液化气完全燃烧可放出的热量为
Q放＝qm＝4.2×107J/kg×30kg＝1.26×109J
（2）已知烤炉的效率为40%，则一个月未被有效利用的能量为
Q＝Q放（1﹣η）＝1.26×109J×（1﹣40%）＝7.56×108J
水吸收的热量为
Q吸＝Q＝7.56×108J
标准大气压下水的沸点为100℃，由Q吸＝cmΔt可知加热的水的质量为
答：（1）若小亮家每月要用这样的液化气两瓶，这些液化气完全燃烧可放出1.26×109J热量；
（2）若店内烤炉的效率为40%，则一个月未被有效利用的热量可将2250kg初温为20℃的水烧开。
3、（1）；（2）1.75m3
【详解】
解：（1）200L水的质量为
水温从20℃加热到45℃时吸收的热量为
（2）由可知天然气放出的热量为
天然气的体积为
答：（1）水温从20℃加热到45℃时吸收的热量为；
（2）需要燃烧1.75m3天然气。
4、（1）2×108J；（2）24.8升
【详解】
解：（1）已知该车的平均速度
行驶的路程
由得，则行驶的时间为
则该车行驶百公里输出的机械功为
（2）根据可得汽油完全燃烧放出的热量为
则该车百公里（100km）消耗的汽油质量为
消耗的汽油体积为
答：（1）该车行驶百公里（100km）输出的机械功为2×108J；
（2）该车百公里（100km）消耗24.8升汽油。