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重点解析练习题（Word版精选）

人教版物理九年级全册第十四章内能的利用重点解析
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、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
2、如图所示是汽油机的能量流向，对照此图，下列说法正确的是（　　）
A．由于能量守恒，热机的效率可以达到100%
B．排放的废气不会造成环境的污染
C．该汽油机的热机效率为70%
D．废气的排放所占比例最大，减少该部分能量损失是提高热机效率的有效手段
3、如图所示是四冲程内燃机工作时各冲程的示意图，其中表示做功冲程的示意图是（　　）
A． B．
C． D．
4、小柯在科技馆看到许多奇思妙想一六冲程引擎。这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。则第五冲程相当于图中四冲程汽油机的（　　）
A． B． C． D．
5、下列说法正确的是（　　）
A．根据能量守恒定律，人们可制造出永动机
B．各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化
C．能量守恒定律只适用于没有摩擦和空气阻力的情况
D．火箭升空时，其势能和动能都增大，能量守恒定律不适用
6、某同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯用完全相同的方式分别质量都是200g的沙子和水加热。他绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象分别如图a、图b所示。已知酒精的热值q＝3.0×107J/kg，加热时酒精灯平均每分钟消耗2.8g酒精。已知水的比热容 ，则下列说法正确的是（　　）
A．沙子的吸热能力大于水的吸热能力
B．加热2min时间内水吸收的热量Q吸水为4.2×105J
C．这2min时间内酒精灯的加热效率η为40%
D．沙子的比热容c沙约为
7、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
8、下面是汽油机工作时的各个冲程示意图，其中将机械能转化为内能的是（ ）
A． B． C． D．
9、下列有关内燃机和热机效率的说法错误的是（　　）
A．使用热值大的燃料就可以提高热机效率
B．即使合理利用能源，也无法使内燃机的效率达到 100%
C．汽油机定期更换润滑油有助于提高热机效率
D．如图所示装置的能量转化过程与柴油机工作时做功冲程的能量转化过程相同
10、如图所示是某四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
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、阳光将太阳能传至地球上，水吸收太阳能，这是通过______（选填“传导”、“辐射”或“对流”）方式改变了物体的内能，用钻头在金属块上钻孔时，钻头和金属会发热，这是通过______方式改变了物体的内能。500g的汽油完全燃烧时，可以放出______J的热量（汽油的热值为4.6×107J/kg）。
2、如图所示的四幅图，甲、乙实验中与汽油机压缩冲程原理相同的是______图所示的演示的实验；一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是4800r/min，该汽油机每秒对外做功______次。
3、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。
4、一台柴油机完全燃烧一定质量的柴油放出的热量为，其中损失的热量为，则柴油机获得有用的机械能为______J，柴油机的效率为______。
5、阅读短文，回答问题，
由于城市化的速度加快，城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率和更小的比热容，使得相同的日照情况下，城市地区升温较快，并向四周和大气中大量辐射，造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温，高温的城区处于低温的郊区包园之中，如同汪洋大海中的岛屿，人们把这种现象称之为城市“热岛效应”。
在“热岛效应”的作用下，呈现出一个个闭合的高温中心。在这些高温区内，空气密度小，气压低，容易产生气旋式上升气流，使得周围各种废气和化学有害气体不断对高温区进行补充。在这些有害气体作用下，高温区的居民极易患上呼吸系统或神经系统疾病。
（1）保护并增大城区的绿地、水体面积，多植树，城区的水体、绿地对减弱夏季城市热岛效应起着十分可观的作用，这主要是利用了水的______的特性；
（2）人工蒸发补偿，解决城市大气热污染的首要办法是增大蒸发量，受城市安装条件的限制，采用喷雾系统是一种高效且经济的办法，这是利用了水______（填物态变化名称），有______（选填“吸热”或“放热”）的作用；
（3）研究表明，现在城市机动车保有量越来越大，机动车也是造成热岛效应因素之一：以四冲程发动机小车为例，回答下列问题：
①四冲程汽油机在工作过程中，实现机械能转化为内能的是______；
②在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过______的方式增加物体的内能；
③某品牌汽车的百公里油耗为8L，则此汽车行驶100km时汽油完全燃烧放出的热量为______J（已知：1L=1dm3，汽油的密度为0.75×103kg/m3，热值为4.6×107J/kg）。
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、太阳能具有清洁无污染、可再生等优点，是最有开发前景的新能源之一。小明家新安装了一台容积为200L的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的照射，水温由原来的20℃升高到40℃，则：
（1）在这4h内水吸收了多少热量？
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少焦炭？[水的密度为ρ=1.0×103kg/m3、水比热容、焦炭的热值q=3.0×107J/kg]
2、在1个标准大气压下，将一壶质量为2kg、初温为20℃的水烧开天然气放出1.68×106J的热量。已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg ℃）。求：
（1）水吸收的热量？
（2）此次烧水的效率η？
3、2021年北京世园会园区主要场馆之一的“中国馆”房顶采用了非晶硅薄膜发电技术，屋顶安装了1056块光伏玻璃，将园区打造为绿色新理念的典范。太阳能发电已成为实现节能减排、可持续发展的重要举措。如图所示的太阳能热水器，它的水箱容积为120L。热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上，每平方米得到的太阳辐射功率约为P0=1400W，如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5h，求：
（1）一整箱水的质量是多少千克？
（2）一整箱水温度从20℃加热到70℃需要吸收的热量是多少？
（3）热水器上集热器的面积至少要多大？[水的比热容是：]
4、国庆期间，小明一家去户外野炊。他们使用木炭作为燃料，已知这种木炭的热值是2.8×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），求：
（1）1kg木炭完全燃烧放出的热量是多少？
（2）若这些热量全部被锅内30℃的水吸收，可将多少kg水加热至100℃？
-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、D
【详解】
A．热机工作时由于要克服机械间的摩擦做额外功、同时也存在热散失、并且废气带走大部分能量，所以热机的效率较低，不能达到100%，故A错误；
B．汽车排放的废气是空气污染的主要原因之一，故B错误；
C．该汽油机的热机效率为
η＝100%﹣33%﹣30%﹣7%＝30%
故C错误；
D．用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率。由图示知，废气带走了大部分的能量，所以减少该部分的能量损失是提高热机效率的有效手段，故D正确。
故选D。
3、D
【详解】
A．由图知，进气门打开，排气门关闭，活塞下行，是吸气冲程，故A不符合题意；
B．两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，故B不符合题意；
C．进气门关闭，排气门打开，活塞上行，是排气冲程，故C不符合题意；
D．两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，故D符合题意。
故选D。
4、C
【详解】
做功冲程是高温高压的燃气推动活塞对其做功，将内能转化为机械能；六冲程引擎中的第五冲程，是水变为水蒸气推动活塞做功，从而为汽车提供动力；
A．进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，没有能量转化，故A不符合题意；
B．两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故B不符合题意；
C．两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，故C符合题意；
D．排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程，没有能量转化，故D不符合题意。
故选C。
5、B
【详解】
A．由能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，故可知永动机是不可能制造出来的，故A错误；
B．在满足一定的条件下，各种形式的能量之间可以相互转化，故B正确；
C．能量守恒定律在摩擦力和空气阻力存在的情况下仍然适用，故C错误；
D．火箭升空时，燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能，使得火箭的重力势能和内能均增大，能量守恒定律同样适用，故D错误。
故选B。
6、D
【详解】
A．由图像知加热相同的时间水和沙子吸收的热量相同，沙子的温度升高的多，根据 可知，水的比热容大，水的吸热能力大于沙子的吸热能力，故A错误；
B．由图b可知，加热2min水温度升高
则加热2min时间内水吸收的热量
故B错误；
C．因为酒精灯平均每分钟消耗2.8g酒精，加热2min时间内消耗酒精的质量
则酒精完全燃烧放出的热量
酒精灯的加热效率
故C错误；
D．因为两酒精灯完全相同、加热方式也相同，所以相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，则在2min的时间内，沙子吸收的热量
由图a可知加热2min，沙子的温度从20上升到250，即
沙子的质量
由可得，沙子的比热容
故D正确。
故选D。
7、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。
8、B
【详解】
A．进气门开启，活塞下移，空气和汽油混合物流入汽缸，是吸气冲程。故A不符合题意；
B．两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，将机械能转化为内能。故B符合题意；
C．两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，将内能转化为机械能。故C不符合题意；
D．排气门开启，活塞上行，排出废气，是排气冲程。故D不符合题意。
故选B。
9、A
【详解】
A．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，与热值大小等因素无关，故A错误，符合题意；
B．内燃机工作过程中不可避免地要克服机件间的摩擦而做额外功，因此即使合理利用能源，也无法使内燃机的效率达到100%，故B正确，不符合题意；
C．汽油机定期更换润滑油可以减少机件间的摩擦，从而减少因克服摩擦而产生的额外功，便可提高热机效率，故C正确，不符合题意；
D．由图所示，该装置的能量转化过程是由内能转化为机械能，而柴油机的做功冲程也是将内能转化为机械能，因此二者能量转化过程相同，故D正确，不符合题意。
故选A。
10、B
【详解】
由图可知，进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，即为压缩冲程，机械能转化为内能，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
二、填空题
1、辐射做功2.3×107
【解析】
【详解】
[1]太阳和地球之间是真空，太阳的热量通过热辐射的方式传至地球上，被地球上的物体吸收，从而改变物体的内能。
[2]用钻头在金属块上钻孔时，钻头和金属会发热，是克服摩擦做功将机械能转化为内能，所以是通过做功改变物体内能的。
[3]汽油完全燃烧放出的热量
Q放=mq=0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J
2、乙40
【解析】
【详解】
[1]甲图对试管中的水加热，使水汽化，水蒸气内能增大，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，机械能转化为内能，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；汽油机压缩冲程是把机械能转化为内能的过程，故甲、乙实验中与汽油机压缩冲程原理相同的是乙图所示的演示的实验。
[2]汽油机飞轮转速是4800r/min＝80r/s，所以此汽油机每秒钟转80圈，可完成40个工作循环，160个冲程，对外做40次功。
3、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。
4、4.0×10840%
【解析】
【详解】
[1]根据题意，柴油机有效利用的能量为
[2]该柴油机的效率为
5、比热容大汽化吸热压缩冲程做功2.7×108
【解析】
【详解】
（1）[1]因为水的比热容较大，相同质量的水和其他物质（沙石、土壤等）比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少，所以保护并增大城区的绿地、水体面积，多植树，可以大大减弱该城市的“热岛效应”。
（2）[2][3]采用喷雾系统是利用了水汽化能够从周围物体中吸收热量，能起到降温的作用。
（3）[4]在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩气体做功，使气体的内能增大，温度升高，机械能转化为内能。
[5]刹车片发热，是刹车片克服摩擦做功，使刹车片的内能增加、温度升高，是通过做功的方式改变物体内能。
[6]由得，汽油的质量
汽油完全燃烧放出的能量
三、计算题
1、（1）1.68×107J；（2）2.8kg
【详解】
解：（1）水的体积为
V水=V容=200L=200dm3=0.2m3
由可得水的质量
m水=ρV水=1.0×103kg/m3×0.2m3=200kg
水吸收的热量
（2）根据可知，焦炭完全燃烧放出的热量
由Q放=mq得需要燃烧焦炭的质量
答：（1）在这4h内水吸收了1.68×107J的热量；
（2）需要燃烧2.8kg的焦炭。
2、（1）6.72×105J；（2）40%
【详解】
解：（1）在1个标准大气压下，水的沸点为100℃，即水的末温
t＝100℃
故水吸收的热量
Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J
（2）此次烧水的热效率
答：（1）水吸收的热量是6.72×105J；
（2）此次烧水的效率是40%。
3、（1）120kg；（2）；（3）2.5m2
【详解】
解：（1）整箱水的体积
120L=120dm3=0.12m3
由可得，一整箱水的质量为
（2）由可得，一整箱水温度从20℃加热到70℃需要吸收的热量为
（3）这台太阳能热水器获得的辐射功率为
P=P0S=1400W/m2×S
太阳照射5h所得到的太阳能为
由，可得
解得：S=2.5m2，即热水器上集热器的面积至少要2.5m2。
答：（1）一整箱水的质量是120kg；
（2）一整箱水温度从20℃加热到70℃需要吸收的热量是；
（3）热水器上集热器的面积至少要2.5m2。
4、（1）2.8×107J；（2）95kg
【详解】
解：（1）1kg木炭完全燃烧放出的热量为
（2）上述的热量全部被水吸收，则有，水的质量为
答：（1）1kg木炭完全燃烧放出的热量是2.8×107J。
（2）若这些热量全部被锅内30℃的水吸收，可将95kg水加热至100℃。