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综合练习试题（有解析）

人教版物理九年级全册第十四章内能的利用综合练习
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、下列有关能量的转化和守恒的说法正确的是（　　）
A．洗衣机工作时是将动能转化为电能
B．水沸腾时，水蒸气将壶盖顶起，是机械能转化为内能
C．能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少
D．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一
2、对于的理解，下列说法正确的是（　　）
A．热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比
B．燃料燃烧不充分时，部分能量将被浪费掉，热值将减小
C．燃料燃烧时，放出的热量越多，燃料的热值越大
D．某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关
3、甲热机的效率比乙热机的高，以下说法正确的是（　　）
A．甲热机做的有用功多
B．甲热机做功更快
C．甲热机消耗的燃料少
D．甲热机做的有用功占燃料完全燃烧放出热量的比更大
4、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
5、如图是热机四冲程工作原理的示意图，将内能转化为机械能的冲程是（　　）
A． B． C． D．
6、关于热值和热机效率，下列说法正确的是（　　）
A．使热机做功越快，热机的效率越高
B．使燃料燃烧更充分，可以增大热值
C．使热机做功越多，热机的效率越高
D．燃料燃烧充分与否，热值不变
7、四冲程汽油机飞轮转速为，那么汽油机每秒钟（　　）
A．完成80个冲程，对外做功40次 B．完成160个冲程，对外做功80次
C．转80圈，对外做功40次 D．转40圈，对外做功20次
8、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
9、下列措施可以提高热机效率的是（　　）
A．燃烧更多的燃料 B．使燃料燃烧更充分
C．使用热值更大的燃料 D．使用比热容更大的燃料
10、下列事例中属于内能转化为机械能的是（ ）
A．古代人的钻木取火 B．锯铁管时锯条发热
C．运载火箭点火升空 D．汽油机的压缩冲程
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、如图所示，2020年6月23日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第五十五颗导航卫星。运载火箭的发动机属于热机的一种，燃料燃烧后通过______（选填“做功”或“热传递”），把内能转化为______能。
2、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。
3、如图所示，工作中的四冲程汽油机正处于___________冲程。若该汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功________次，飞轮转过________圈。
4、2021年10月16日长征二号运载火箭将神舟十三号载人飞船成功送入太空空间站，火箭发射时用液体氢作燃料，这是因为液态氢的______大，返回舱进入大气层落回地面过程中温度会升高，这主要是通过______方法使返回舱内能增加。
5、某单缸四冲程内燃机飞轮的转速为1200r/min，该内燃机每秒钟对外做功的次数为______次。若一台汽油机在一个工作循环中消耗了10g的汽油（热值为4.6×107J/kg），若这台汽油机的效率为30%，则一个工作循环中输出的有用机械能为______J。如题图所示是______（填“汽油机”或“柴油机”）的构造示意图。
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、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。
2、太阳能热水器是将太阳能转化为内能，被水吸收，温度升高，供人使用，有着对环境无污染、清洁、且取之不尽用之不竭等优点倍受社会关注，某品牌太阳能热水器平均每天可使100kg的水从15℃升高到65℃，求：
（1）水吸收的热量是多少？[]
（2）若每天水吸收的这些热量由液化石油气来供给，液化石油气完全燃烧放热的70%被水吸收，则每天需要液化石油气多少kg？[]
3、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）
4、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？
-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
A．洗衣机工作时是将电能转化为机械能，故A错误；
B．水沸腾时，水蒸气将壶盖顶起，是内能转化为机械能，故B错误；
C．根据能量守恒定律，能量无论是转化还是转移，能量总和不会改变，故C错误；
D．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，一切能量的转移和转化都遵循这一规律，故D正确。
故选D。
2、D
【详解】
A．热值是质量为1kg的燃料完全燃烧时所释放出的热量，热值是燃料本身的特性，与热量无关，故A错误；
B．热值的大小只与燃料的种类有关，与燃烧程度无关，故B错误；
C．热值是燃料的一种特性，与放出的热量无关，故C错误；
D．热值是由燃料本身特性决定的，与燃料是否充分燃烧无关，故D正确。
故选D。
3、D
【详解】
A．根据热机效率的概念，甲热机效率高于乙热机效率，但燃料完全燃烧放出的热量不知道，所以无法确定甲热机做的有用功多，故A错误；
B．功率是描述做功快慢的物理量，热机效率与功率无关，故B错误；
C．由于甲、乙热机做的有用功不确定，所以无法确定甲、乙热机消耗燃料的多少，故C错误；
D．根据热机效率的概念，甲热机效率高，说明甲热机做的有用功占燃料完全燃烧放出热量的比更大，故D正确。
故选D。
4、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。
5、B
【详解】
内燃机的四个冲程中，将内能转化为机械能的冲程是做功冲程。
A．排气门打开，活塞向上运动，为排气冲程，故A不符合题意；
B．两个气门都关闭，活塞向下运动，为做功冲程，故B符合题意；
C．进气门打开，活塞向下运动，为吸气冲程，故C不符合题意；
D．两个气门都关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，故D不符合题意。
故选B。
6、D
【详解】
A．热机做功越快，功率越大，功率的大小与热机的效率无关，故A错误；
B．热值是燃料的特性，与燃料燃烧情况无关，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，效率与做功的多少无关，故C错误；
D．热值是燃料的特性，与燃烧状况无关，故D正确。
故选D。
7、D
【详解】
1个工作循环，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2圈，完成4个冲程。四冲程汽油机飞轮转速为
表示飞轮每秒转动40圈，所以每秒完成80个冲程，对外做功20次，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
8、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。
9、B
【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，与燃烧燃料的多少、燃料的热值或比热容等因素无关；使燃料燃烧更充分，可以在同等情况下燃料放出更多的热量，可以有效提高燃料的利用率，可以提高热机效率，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
10、C
【详解】
A．古代人的钻木取火是通过克服摩擦做功来改变内能的，是机械能转化为内能，故A不符合题意；
B．锯铁管时锯条发热，是通过克服摩擦做功来改变内能的，是机械能转化为内能，故B不符合题意；
C．运载火箭点火时，燃料燃烧化学能转化为内能，内能转化为火箭的机械能，故C符合题意；
D．汽油机的压缩冲程中，活塞压缩工作物质，机械能转化为内能，故D不符合题意。
故选C。
二、填空题
1、做功机械
【解析】
【详解】
[1][2]火箭利用燃料燃烧，燃料的化学能先转化为内能，然后通过做功的方式把内能转化为火箭的机械能。
2、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。
3、做功1020
【解析】
【详解】
[1]由图可知，四冲程汽油机进气门和排气门都是关闭的，火花塞放电，活塞下行，可以判断是做功冲程，做功冲程中内能转化为机械能。
[2]热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，若该汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功10次，飞轮转动20周。
4、热值做功
【解析】
【详解】
[1]运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。
[2]返回舱的外壳被烧焦，这是因为返回舱进入大气层时克服空气摩擦，这是通过的做功的方式增大了火箭的内能，温度升高，像火球一样把外壳烧焦了。
5、101.38×105柴油机
【解析】
【详解】
[1]单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min=20r/s，即1s飞轮转20r，因为内燃机的一个工作循环中，完成4个冲程，飞轮转2r，对外做功1次，所以，该内燃机1s飞轮转20r，对外做功10次。
[2]汽油的质量
m=10g=0.01kg
汽油完全燃烧放出的热量
Q=qm=4.6×107J/kg×0.01kg＝4.6×105J
由得，一个工作循环中输出的有用机械能
W有＝ηQ＝30%×4.6×105J＝1.38×105J
[3]题图中装置的顶部是喷油嘴，是柴油机的构造示意图。
三、计算题
1、（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%。
2、（1）；（2）0.375kg
【详解】
解：（1）根据题意，水吸收的热量为
（2）根据题意液化石油气放出的热量为
由热量计算公式可得平均每天需要液化石油气为
答：（1）水吸收的热量是；
（2）平均每天需要液化石油气0.375kg。
3、（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。
4、（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。