2021-2022学年基础强化人教版物理九年级全册第十四章内能的利用章节练习试卷（含答案详解）

人教版物理九年级全册第十四章内能的利用章节练习
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，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
2、如图为四冲程汽油机工作过程中某一冲程的示意图，此冲程的名称及能量转化是（　　）
A．吸气冲程，机械能转化为内能 B．压缩冲程，机械能转化为内能
C．做功冲程，内能转化为机械能 D．排气冲程，内能转化为机械能
3、甲图是汽油机的工作原理，乙图是常见的生活现象，则（　　）
A．①冲程的原理和乙图所示一致 B．②冲程把气体的内能转化成机械能
C．③冲程气体被压缩内能增大 D．④冲程是汽油机的排气冲程
4、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
5、关于如图所示的热学实验，叙述不正确的是（　　）
A．甲图中，两铅块底部磨平并压紧，是为了减小分子间距，增大分子作用力
B．乙图中，试管内的水沸腾后，水蒸气将软木塞推出，能量转化类似做功冲程
C．丙图中，抽去玻璃隔板后，两瓶中的气体逐渐混合，这说明空气密度较大
D．丁图中，金属管装有乙醚，迅速拉动管外的皮绳，可使橡皮塞从管口飞出
6、如图所示，是我国载有“天问一号”的火箭发射升空时的情景，下列描述正确的是（　　）
A．燃气做功使火箭上升，燃气的内能增大
B．火箭喷出燃气后周围空气分子的热运动减缓
C．火箭点火升空过程中是由内能转化为机械能
D．火箭发射时出现的大量“白气”是汽化现象
7、下列有关热和能的说法中，正确的是（　　）
A．燃料的热值越大，燃烧过程放出的热量越多
B．物体的温度不变，内能一定不变
C．温度高的物体含有的热量比温度低的物体多
D．发生热传递时，能量从一个物体转移到另一个物体
8、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
9、将一瓶酒精用去 ，则剩余部分酒精的密度、比热容和热值（　　）
A．都不变
B．密度、比热容不变，热值变为原来的
C．都变为原来的
D．热值不变，密度、比热容变为原来的
10、如图所示的某单缸四冲程汽油机说法正确的是（　　）
A．飞轮惯性完成冲程的是甲、乙、丁
B．四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙甲乙
C．丙图中气缸内气体温度会上升
D．飞轮转速3000r/min则该汽油机1s钟能做功25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、一单缸四冲程汽油机，功率为60kW，飞轮的转速为60r/s，在一个工作循环中燃气做功为______J。
2、在第三届宜昌马拉松比赛中，一名选手跑完全程消耗的能量为1.05×107J，这些能量来自于食物的______能。这些能量可以使______kg的水温度升高50℃。[]
3、为了减少大气污染，可对秸秆进行回收加工制成秸秆煤，完全燃烧200g秸秆煤可放出热量是_______。若这些热量只有50%被水吸收，可使质量为10kg、初温20℃的水温度升高_______℃。燃烧一半后，秸秆煤的热值_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）[已知c水＝4.2×103J/（kg ℃），q秸秆煤＝2.1×107J/kg]。
4、在汽油机的做功冲程中，高温、高压的燃气推动活塞向下运动做功，燃气自身的温度______（选填“降低”或“升高”），内能______（选填“增加”或“减少”）。而在压缩冲程中，活塞向上运动压缩混合气做功，混合气的温度升高，内能______（选填“增加”或“减少”）。
5、完全燃烧42g焦炭所放出的热量，若有50%被2kg、30℃的水吸收，则水温可升高___________。[c水=4.2×103J/(kg ℃)、q焦炭=3.0×107J/kg、此时外界为1个标准大气压]
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、水壶里装有2kg、20℃的水，用天然气炉具将其加热至沸腾，烧开这壶水消耗的天然气是0.021m3，已知天然气的热值为8×107 J/m3，大气压强为1标准大气压。。求：
（1）天然气完全燃烧放出多少热量？
（2）烧开这壶水，水需要吸收的热量。
（3）天然气炉具的效率。
2、某学校为学生供应开水，用锅炉将340kg的水从60℃加热到100℃，燃烧了4.2kg的无烟煤。[已知水的比热容是4.2×103J/(kg ℃)，无烟煤的热值是3.4×107J/kg]。试求：
（1）锅炉内340kg的水吸收的热量是多少？
（2）4.2kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
（3）此锅炉的效率是多少？
3、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。
4、为保护环境，我国多个城市采用了氢燃料新能源公交车代替传统燃油公交车。若某氢能源公交车以150kW的恒定功率匀速行驶50min消耗了5kg的氢燃料。（q氢=1.4×108J/kg）求：
（1）完全燃烧5kg的氢燃料放出的热量；
（2）公交车行驶50min所做的功；
（3）公交车的热机效率。
-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、B
【详解】
进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，气体被压缩，为压缩冲程，机械能转化为内能，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
3、D
【详解】
A．图乙中，保温瓶内温度较高，内能较大，瓶内气体体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，瓶内气体的内能转化为塞子的机械能；而图甲①，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是汽油机的吸气冲程，其原理与乙图不同，故A不符合题意；
B．图甲②，两气门都关闭，活塞向上运动，是汽油机的压缩冲程，活塞压缩气缸内气体，气体内能增加，温度升高，机械能转化为内能，故B不符合题意；
C．图甲③，两气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是汽油机的做功冲程，内能转化为机械能，气体内能减小，故C不符合题意；
D．图甲④，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是汽油机的排气冲程，故D符合题意。
故选D。
4、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。
5、C
【详解】
A．甲图表示的是将接触面被削平的两个铅块用力压紧，可以使它们结合在一起，这样可使两铅块更紧密结合，让两铅块间的分子距离减小，达到分子作用力能起作用的距离，且这时的距离越小，分子间的作用力便越大，即使在下面挂重物，铅块也不会分开，是因为此时分子间的作用力表现为引力，故A正确，不符合题意；
B．在软木塞被冲出试管口的过程中，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，能量转化类似做功冲程，故B正确，不符合题意；
C．抽去玻璃隔板后，两瓶中的气体逐渐混合，属于扩散现象，表明分子在不停地做无规则运动，故C错误，符合题意；
D．金属管装有少量乙醚，迅速拉动缠在金属管外的皮绳，克服摩擦做功，金属管和内部乙醚的温度升高，达到乙醚燃点燃烧，产生的高温燃气推动橡皮塞做功，内能转化为机械能，可使橡皮塞从管口飞出，故D正确，不符合题意。
故选C。
6、C
【详解】
A．燃气对外做功，温度降低，内能减小，故A错误；
B．燃气温度高，周围低温的空气吸热，内能增大，温度升高，温度越高分子运动越剧烈，故B错误；
C．火箭升空消耗燃料产生高温高压的气体，推动火箭向上加速运动，内能转化为机械能，故C正确；
D．白气是小水滴，是由水池里的水先吸热汽化再上升后遇冷液化形成的，故D错误。
故选C。
7、D
【详解】
A．由可知，燃料燃烧时放出的热量与燃料的热值和质量有关，故A错误；
B．物体的温度不变，但内能可能改变，比如一块0℃的冰熔化成0℃的水，吸收热量，温度不变，内能增大，故B错误；
C．热量不是状态量，是一个过程量，不能说含有或者具有热量，故C错误；
D．热传递的实质是能量从高温物体传向低温物体，或从一个物体的高温部分传向低温部分，故D正确。
故选D。
8、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。
9、A
【详解】
密度、比热、燃料的热值都是物质的一种特性，它们的大小与物体的质量和体积均无关系，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
10、D
【详解】
AB．甲图中两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；乙图中进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程；丙图中排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；丁图中两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，所以正确的排序是乙、丁、甲、丙；内燃机的一个工作循环有四个冲程，只有在做功冲程中使机车获得动力，内能转化为机械能，其它三个冲程均为辅助冲程，依靠惯性完成，即依靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁；故AB错误；
C．丙图是排气冲程，汽缸内的气体向外传递热量，内能减小，温度降低，故C错误；
D．四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min，则该飞轮1s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飞轮转50圈，共25个工作循环，共100个冲程，共做功25次，故D正确。
故选D。
二、填空题
1、2000
【解析】
【详解】
飞轮转速60r/s，即每秒飞轮转动60周，内燃机经过30个工作循环，燃气对活塞做功30次；内燃机每秒做功
单缸内燃机一个工作循环（活塞每次）燃气做功
2、化学50
【解析】
【详解】
[1]选手跑步是所消耗的能量最终是由食物的化学能转化来的。
[2]由可知，水的质量为
即这些能量可以使50kg的水温度升高50℃。
3、4.2×106J50不变
【解析】
【详解】
[1]秸秆煤的质量
m＝200g＝0.2kg
秸秆煤完全燃烧释放的热量
Q放＝m秸秆煤q秸秆煤＝0.2kg×2.1×107J/kg＝4.2×106J
[2]由题意可知，水吸收的热量为
Q吸＝ηQ放＝50%×4.2×106J＝2.1×106J
由Q吸＝cmΔt可得，水升高的温度
[3]热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，秸秆煤的质量改变，热值不变。
4、降低减少增加
【解析】
【详解】
[1][2]在汽油机的做功冲程中，高温、高压的燃气推动活塞向下运动做功，燃气的内能转化为活塞的机械能，则燃气自身的内能减少，温度降低。
[3]在汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩混合气体做功，活塞的机械能转化为混合气体的内能，则混合气体的温度升高，内能增加。
5、70℃
【解析】
【详解】
完全燃烧42g焦炭放出的热量
Q放=m焦炭q焦炭=42×10-3kg×3.0×107J/kg=1.26×106J
由题意可知，水吸收的热量
Q吸=Q放η=1.26×106J×50%=6.3×105J
由Q放=cm t知，水温度升高值
那么水的末温
t=t0+ t=30℃+75℃=105℃
而在一标准大气压下水的沸点为100℃，所以水温的末温为100℃，水升高的温度
t′=100℃-30℃=70℃
三、计算题
1、（1）1.68×106 J；（2）6.72×105 J；（3）40%
【详解】
解：（1）天然气完全燃烧释放热量
（2）1标准大气压下，水的沸点为，即水的末温为，水吸收的热量
（3）天然气炉具的效率
答：（1）烧开这壶水消耗的天然气是，天然气完全燃烧放出的热量是1.68×106 J；
（2）烧开这壶水，水需要吸收6.72×105 J热量；
（3）天然气炉具的效率是。
2、（1）5.712×107J；（2）1.428×108J；（3）40%
【详解】
解：（1）锅炉内340kg的水吸收的热量
Q吸＝cm(t﹣t0)＝4.2×103J/(kg ℃)×340kg×(100℃﹣60℃)＝5.712×107J
（2）4.2kg无烟煤完全燃烧放出的热量
Q放＝m煤q＝4.2kg×3.4×107J/kg＝1.428×108J
（3）此锅炉的效率
答：（1）锅炉内340kg的水吸收的热量是5.712×107J；
（2）4.2kg无烟煤完全燃烧放出的热量是1.428×108J；
（3）此锅炉的效率是40%。
3、（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%。
4、（1）7×108J；（2）4.5×108J；（3）64.3%
【详解】
解：（1）由题意可知，完全燃烧5kg的氢燃料放出的热量为
Q放=q氢m=1.4×108J/kg×5kg=7×108J
（2）由题意可知，公交车的功率为
P=150kW=1.5×105W
行驶时间为
t=50min=3000s
则公交车行驶50min所做的功为
W=Pt=1.5×105W×3000s=4.5×108J
（3）由（1）（2）中可知，公交车的热机效率为
答：（1）完全燃烧5kg的氢燃料放出的热量为7×108J；
（2）公交车行驶50min所做的功为4.5×108J；
（3）公交车的热机效率为64.3%。