2021-2022学年度人教版物理九年级全册第十四章内能的利用难点解析试卷（Word版含答案）

人教版物理九年级全册第十四章内能的利用难点解析
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、关于热机，下列说法正确的是（　　）
A．吸气冲程中，汽油机吸入的是空气
B．做功冲程是把机械能转化为内能
C．柴油机有喷油嘴而没有火花塞
D．做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的
2、有一个转速为3600r/min的四冲程汽油机，如图所示为该汽油机某冲程的示意图，则下列说法不正确的是（　　）
A．汽油机的效率越高，做功越快 B．这是汽油机的压缩冲程，机械能转化为内能
C．汽油机的该冲程是靠飞轮惯性完成的 D．汽油机正常工作时1s对外做功30次
3、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
4、如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（　　）
A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大
C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少
D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大
5、如果一瓶酒精用掉一部分后，对剩下的酒精而言，不变的物理量是（　　）
A．质量、体积、密度 B．密度、比热容、热值
C．质量、体积、比热容 D．质量、体积、热值
6、关于热机的效率，下列说法正确的是（　　）
A．总功一定，额外功越少，效率就越高
B．热机做的有用功越多，效率就越高
C．热机消耗的燃料越多，效率就越低
D．热机的功率越大，效率就越高
7、下列说法正确的是（　　）
A．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率
B．“钻木取火”是通过热传递的方式改变物体的内能
C．日常生活中使燃料燃烧更充分，可以增大热值
D．海边昼夜温差变化比沙漠中小，是因为水的比热容比沙石的小得多
8、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
9、一瓶酒精用掉一半，关于剩下的酒精，下列判断正确的是（　　）
A．密度变为原来的一半 B．比热容不变
C．温度变为原来的一半 D．热值变为原来的一半
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、汽车在行驶时，发动机的温度会升得很高。为了确保安全，可用循环水进行冷却，用水来冷却是因为水的______较大，这是通过______的方式来改变发动机的内能，某品牌汽车行驶100km耗油8kg，这些汽油完全燃烧要放出的______J的热量。（汽油的热值q=4.6×107J/kg）
2、天然气是一种清洁能源，我市部分公交车和出租车开始使用天然气代替柴油或汽油，天然气燃烧时将______能转化为______，已知天然气的热值为7.0×107J/m3，某出租车一天消耗8L天然气所释放的热量为______（假定天然气完全燃烧）。
3、汽油机和柴油机在构造上的主要区别是：汽油机气缸顶部有火花塞，而柴油机气缸顶部是______ ，在吸气冲程中的不同是：汽油机吸入气缸里的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入气缸里的是______。
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、一台四冲程汽油机，运行时转速是3000r/min，各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占30%，废气带走的能量占30%，摩擦等能损耗占15%，则这台汽油机正常运行时每秒钟做功___________次，效率约为___________。
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、如图所示的油电混合动力汽车是一种新型节能汽车，这种油电混合动力汽车的内燃机工作时，给车提供动力的同时也给动力蓄电池组充电。已知某型号油电混合动力汽车所用的动力蓄电池组储存的最大电能是1.0×108J，若该车以80km/h的车速匀速直线行驶了0.5h。行驶过程中所受阻力大小为800N，动力蓄电池组的电能也增加了最大电能的14%，内燃机消耗燃油2kg。（燃油的热值4.6×107J/kg）求：
（1）燃油完全燃烧放出的热量；
（2）牵引力做的功；
（3）该油电混合动力汽车内燃机的效率。
2、一水壶中装有体积为2L的水，在液化石油气炉上从20℃加热到100℃，在这过程中，共燃烧了液化石油气42g（壶吸收的热量忽略不计）， [ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/(kg·℃)，q气= 4.0×107J/kg] 求：
（1）水共吸收了多少热量？
（2）这些液化石油气完全燃烧共放出多少热量？
（3）炉子的效率。
3、小宁用煤炉给10kg的水加热，同时把加热过程中对应的时间测得的水温绘制成右图。若煤炉热效率为42%，煤的比热容为4.2×103J/（kg ℃），煤的热值约为3×107J/kg。加热6min，求：
（1）水所吸收的热量；
（2）煤完全燃烧时产生的热量及煤的质量。
4、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。
-参考答案-
一、单选题
1、C
【详解】
A．吸气冲程中，柴油机将空气吸入气缸，汽油机将空气和汽油的混合气体吸入气缸，故A错误；
B．汽油机和柴油机的做功冲程中，将内能转化成了机械能，故B错误；
C．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，故C正确；
D．汽油机和柴油机在做功冲程中，燃气推动活塞运动，其他冲程活塞都是靠飞轮的惯性运动的，故D错误。
故选C。
2、A
【详解】
A．热机的效率越高说明用来做有用功的能量占燃料完全燃烧产生的能量之比越大，做功越快是指功率大，功率和效率没有关系，故A错误，符合题意；
B．由图可知，两个气门都是关闭的，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能，故B正确，不符合题意；
C．依靠飞轮惯性完成的冲程有：吸气、压缩和排气三个冲程，故C正确，不符合题意；
D．转速为3600r/min的四冲程内燃机，则每秒转60圈，两圈做一次功，共做30次功，故D正确，不符合题意。
故选A。
3、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。
4、C
【详解】
A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加，故A错误；
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能减小，故B错误；
C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少，故C正确；
D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，气缸内气体的内能减少，故D错误。
故选C。
5、B
【详解】
一瓶酒精用掉一部分后，所含物质总量减少，所以质量减少；所占空间体积减小；密度、比热容和热值都表示物质的特性，是从不同的角度来描述物质的特性，只与物质的种类和状态有关。所以一瓶酒精用去一部分，则剩下的酒精密度、比热容和热值都不变。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
6、A
【详解】
A．效率是有用功与总功的比值乘以100%，总功一定，额外功越少，有用功就越多，有用功与总功的比值就越大，即效率就越高，故A正确；
B．热机做的有用功越多，但总功不知道，有用功与总功的比值就不确定，因此效率不一定高，故B错误；
C．热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，当热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高；做功的多少不确定，热机效率的高低也不一定，故C错误；
D．热机效率是有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值，热机做的有用功多，但不知道燃料完全燃烧放出的热量，无法确定效率一定高，故D错误。
故选A。
7、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；使燃料燃烧更充分，可以提高燃料的利用率，可以提高热机效率，故A正确；
B．“钻木取火”是将机械能转化为内能，因此是通过做功的方式改变物体的内能，故B错误；
C．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料燃烧是否充分等因素无关，故C错误；
D．由可知，质量相同的水和沙石吸收或放出相同的热量，水的温度变化得小，是因为水的比热容比沙石的大得多，故D错误。
故选A。
8、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。
9、B
【详解】
一瓶酒精用掉一半，剩下酒精的质量变小了，体积变小了，温度没有发生变化；密度、比热容、热值是物质的特性，其大小都与质量无关，所以密度、比热容、热值都不变；故B正确，ACD错误。
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、比热容热传递3.68×108
【解析】
【详解】
[1][2]因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机用水来冷却；这是通过热传递的方式来降低发动机的温度，从而改变发动机的内能。
[3]由题意可知，汽油完全燃烧放出的热量为
Q放=qm=4.6×107J/kg×8kg=3.68×108J
2、化学能内能5.6104J
【解析】
【详解】
[1][2]天然气燃烧是化学反应，将化学能转化为内能。
[3]天然气的热值为7.0×107J/m3，消耗8L天然气所释放的热量
3、喷油嘴空气
【解析】
【详解】
[1]汽油机和柴油机在构造上没有完全相同，主要区别是：汽油机气缸顶部有火花塞，而柴油机气缸顶部是喷油嘴。
[2]在吸气冲程里，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，而柴油机只吸入空气。
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、2525%
【解析】
【详解】
[1]汽油机完成1个工作循环，飞轮转2转，对外做功1次，若飞轮的转速为
3000r/min=50r/s
即每秒完成25个工作循环，对外做功25次。
[2]各种能量损耗的总和是
30%+30%+15%=75%
所以它的机械效率为
η=100%-75%=25%
三、计算题
1、（1）9.2×107J；（2）3.2×107J；（3）50%
【详解】
解：（1）由题意可知，燃油完全燃烧放出的热量为
Q=mq油=4.6×107J/kg×2kg=9.2×107J
（2）因为汽车匀速直线行驶，所以汽车所受牵引力与阻力是一对平衡力，即
F=f=800N
由题意可知，汽车通过的路程为
s=vt=80km/h×0.5h=40km=4×104m
故汽车行驶中牵引力所做的功为
W=Fs=800N×4×104m=3.2×107J
（3）由题意可知，蓄电池增加的电能为
W′=1.0×108J×14%=1.4×107J
故汽车内燃机的效率为
答：（1）燃油完全燃烧放出的热量为9.2×107J；
（2）牵引力做的功为3.2×107J；
（3）该油电混合动力汽车内燃机的效率为50%。
2、（1）6.72×105J；（2）1.68×106J；（3）40%
【详解】
解：（1） 根据题意知道，水壶中水的体积
2L=2000ml=2000cm3
水的质量为
m=ρV=1g/cm3×2000cm3=2000g=2kg
水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J
（2）燃烧的液化石油的质量
m气=42g=0.042kg
这些液化石油气完全燃烧放出的热量
Q放=mq=0.042kg×4×107J/kg=1.68×106J
（3）炉子的效率
答：（1）水共吸收热量6.72×105J；
（2）这些液化石油气完全燃烧共放出的热量是1.68×106J；
（3）炉子的效率是40%。
3、（1）2.52×106J；（2）6×106J ，0.2kg
【详解】
解：（1）经过6min时间加热，水温由20℃升高到80℃，水吸收的热量
（2）由
得煤完全燃烧放出的热量
由
得煤的质量
答：（1）水所吸收的热量为2.52×106J；
（2）煤完全燃烧时产生的热量为6×106J，煤的质量为0.2kg。
4、（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%。