2021-2022学年人教版物理九年级全册第十四章内能的利用难点解析试题（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、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
2、2021年10月16日凌晨，中国在酒泉卫星发射中心升空的神舟十三号载入飞船将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送入太空，发射取得圆满成功，下列说法正确的是（　　）
A．火箭使用液氢做燃料，主要是利用了液氢的密度小
B．燃料燃烧充分，可以提高热机效率
C．燃料完全燃烧放出的热量可以全部用来做功
D．若太空中的温度很低，“羲和号”卫星的内能可能为零
3、以下情景中，关于能量转化的说法正确的是（　　）
A．钻木取火的过程中，内能转化为机械能
B．电动机在通电转动过程中，机械能转化为内能
C．发电机工作过程中，电能转化为机械能
D．汽油机工作过程中，化学能最终转化为机械能
4、热机的广泛使用已成为一个国家工业化程度的标志，人类的现代生活已越来越离不开各种热机，热机从根本上改变着我们的世界。下列相关说法正确的是（　　）
A．在四冲程汽油机工作的过程中，吸气、做功、排气这三个冲程是依靠飞轮惯性来完成的
B．汽车排放的尾气，是城市环境污染的重要来源，目前有些新型燃料汽车实现了“零排放”，它们的热机效率达到了100%
C．使用热值大的燃料可提高热机效率
D．汽油机和柴油机均属于内燃机，工作时它们点火方式不同
5、关于内能，有以下四个观点，你认为正确的是（　　）
A．汽油机在做功冲程中将机械能转化为内能
B．沿海地区昼夜温差较小，主要原因是水的比热容较大
C．物体温度越低，内能越小，所以0℃的物体没有内能
D．两物体相互接触时，热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
6、甲、乙两汽车，甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高，这表明（　　）
A．甲的功率比乙大
B．消耗相同的汽油，乙做的功多
C．甲消耗的汽油比乙少
D．做相同的功，甲耗油比乙少
7、如图是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（　　）
A．压缩冲程，将化学能转化成内能 B．压缩冲程，将机械能转化成内能
C．做功冲程，将内能转化成机械能 D．做功冲程，将机械能转化成内能
8、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
9、用两只相同的电加热器，分别给相同体积的水和某种油加热，在开始和加热时各记录一次温度，如下表所示。已知kg/，c水=4.2103J/(kg)，油0.8103kg/m3，加热的效率都为90%，油的末温没有达到它的沸点，下列说法正确的是（　　）
加热时间（min） 0 3
水的温度（） 18 28
油的温度（） 18 43
A．这种油的比热容为1.68103J/（kg·）
B．这种油的比热容为2.1103J/（kg·）
C．因为这种油的密度比水小，所以它的比热容比水小
D．加热效率没有达到100%，是因为电加热器没有把电能全部转化为内能
10、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
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，在试管中装些水，用软木塞塞住。加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出去，这一过程与汽油机的______冲程的能量转化过程相同。酒精的热值是3.0×107J/kg，从开始加热到木塞冲出，燃烧10g酒精，酒精燃烧放出的热量是______J，若水蒸气对木塞做功是3×103J，该装置作为热机的效率是______。
2、如图所示的是四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在_______冲程；为了降低汽油机内汽缸的温度，汽缸外有一个水箱将汽缸包围住，这是通过____________的方式减少汽缸的内能。
3、如图所示，此时是汽油机的 ___________冲程。汽油机的汽油使用一半后，剩下的一半汽油的比热容将 ___________（选填“变大”“不变”或“变小”）
4、如图所示是几种不同的燃料在烧烧，下表列出了几种燃料的热值。
干木柴 无烟煤 酒精 煤油 氢气
1.2×107J/kg 3.4×107J/kg 3.0×107J/kg 4.6×107J/kg 1.4×108 J/kg
（1）从表中可以看出酒精的热值是3.0×107J/kg，它的物理意义是___________；
（2）燃烧4kg的酒精可放出的热量是___________J。航天器发动机用氢做燃料，这是因为氢的________很大。
5、甲图中，迅速向下压活塞，能量的转化情况是_____。乙图内燃机的工作过程中与甲图能量转化情况相同的是_____（选填图中的代号），机械能转化_____能。
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、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。
2、某小排量汽车以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶了36km。若已知该汽车发动机的功率（即牵引力的功率）为23kW，汽车发动机的热机效率为30%，汽油的热值为4.6×107J/kg。则在上述行驶过程中：
（1）汽车所用的时间是多少？
（2）汽油完全燃烧放出多少热量？
（3）消耗了多少千克的汽油？
3、某辆小轿车油箱内装有32kg汽油，司机小李驾车沿高速公路到某地旅游，路程为300km。假设轿车是匀速行驶，且受到的阻力为920N。已知汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能，汽油的热值为4.6×107J/kg。求：
（1）汽车到达目的地牵引力所做的功；
（2）汽车在行驶途中需要消耗多少kg汽油？
（3）需要加油吗？
4、合理分类和利用垃圾可以保护环境、变废为宝。在一定条件下，1t分类后的垃圾能“榨”出140kg燃料油，若燃料油的热值为4.0×107J/kg[，ρ水＝1.0×103kg/m3]。则：
（1）1t分类后的垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧能释放多少热量？
（2）在标准大气压下，这些热量的30%被5×103kg初温是30℃的水吸收，水温能升高多少？
-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、B
【详解】
A．火箭使用液氢做燃料，主要是利用了液氢的热值大，故A错误；
B．做同样的有用功，燃料燃烧充分，使用的燃料的质量减小，有用功占燃料完全燃烧放出的热量的比值变大，热机效率增大，故B正确；
C．因为有热量的散失和机械内部的摩擦等，燃料完全燃烧放出的热量不可能全部用来做功，故C错误；
D．一切物体都有内能，若太空中的温度很低，“羲和号”卫星的内能也不会为零，故D错误。
故选B。
3、D
【详解】
A．钻木取火的过程中，是克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故A错误；
B．电动机在通电转动过程中，消耗电能，主要获得机械能，故B错误；
C．发电机工作过程中，将机械能转化为电能，故C错误；
D．汽油机工作过程中，燃料的化学能先通过燃料燃烧转化为内能，再通过对外做功将内能转化为机械能，故D正确。
故选D。
4、D
【详解】
A．在四冲程汽油机工作的过程中，做功冲程将内能转化为机械能，产生动力，吸气、压缩和排气这三个冲程是依靠飞轮惯性来完成的，故A错误；
B．热机工作过程中不可避免地要克服机件间的摩擦而产生额外功，因此热机效率不能达到100%，故B错误；
C．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，与热值等其他因素无关，故C错误；
D．汽油机和柴油机均属于内燃机，汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式，因此二者工作时点火方式不同，故D正确。
故选D。
5、B
【详解】
A．汽油机在做功冲程中将内能转化为机械能，故A错误；
B．沿海地区水多，内陆地区水少、沙石多，因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得沿海地区昼夜的温差小，故B正确；
C．一切物体在任何温度下都具有内能，所以0℃的物体仍具有内能，故C错误；
D．发生热传递的条件是有温度差，热量总是从温度高的物体转移到温度低的物体，故D错误。
故选B。
6、D
【详解】
A．功率是指做功快慢的物理量，热机效率是能量的利用率，与功率大小无关，故A不符合题意；
B．已知甲汽油机的效率高于乙汽油机的效率，因此消耗相同的汽油，甲做的功多，故B不符合题意；
C．机器做功多少未知，因此不能确定甲消耗的汽油比乙少，故不符合题意；
D．已知甲汽油机的效率高于乙汽油机的效率，因此做相同的功，甲消耗的汽油比乙少，故D符合题意。
故选D。
7、C
【详解】
图中的气门关闭，活塞下行，并且电火花打火，这是做功冲程的特点；在做功冲程中，能量转化关系是气体的内能转化为机械能，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
8、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。
9、B
【详解】
AB．取两种液体都加热了3分钟为研究对象，因为是用的两个相同的电加热器，且加热效率都为90%，所以Q水=Q油，设它们的体积为V，则水的质量
m水=水V
油的质量
因为
Q水=c水m水（t水-t0）， Q油=c油油（t油-t0）
所以
c水水V（t水-t0）=c油油V（t油-t0）
4.2103J/(kg)1.0103kg/m3(28-18)=c油0.8103kg/m3(43-18)
解得
c油=2.1103J/（kg·）
故A错误、B正确；
C．密度和比热容都是物质的一种属性，二者的大小之间没有必然的联系，故C错误；
D．加热效率没有达到100%，主要是因为电加热器产生的热量没有全部被液体吸收，而是存在一定的损失，而不是因为电加热器没有把电能全部转化为内能，故D错误。
故选B。
10、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。
二、填空题
1、做功3.0×1051%
【解析】
【详解】
[1]木塞冲出时，水蒸气的内能对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能会减小，温度降低，内燃机的做功冲程也是将内能转化为机械能的过程。
[2]酒精燃烧放出的热量
[3]热机的效率
2、压缩热传递
【解析】
【详解】
[1]由图示可知，两气门都关闭，活塞向上运动，该冲程是压缩冲程。
[2]为了避免汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水箱，让汽缸被水包围着，即通过水吸收热量使得汽缸温度降低。这是通过热传递的方式改变内能的。
3、做功不变
【解析】
【详解】
[1]由图可知，汽油机两个气门都关闭，活塞下行，且火花塞点燃，因此为做功冲程。
[2]比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与质量等因素无关，所以剩下的一半汽油的比热容将不变。
4、1kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J1.2×108热值
【解析】
【详解】
（1）[1]热值是燃料的一种特性，反映了燃料燃烧时放热能力的大小，与燃料的种类有关。酒精的热值是3.0×107J/kg，表示1kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。
（2）[2]燃烧4kg的酒精可放出的热量
Q=mq=4kg×3.0×107J/kg=1.2×108J
[3]航天器发动机用氢做燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的不同燃料时，氢可以释放出更多的热量。
5、机械能转化为内能B内
【解析】
【详解】
[1]由图甲中可知，迅速向下压活塞，活塞压缩筒内空气做功，活塞的机械能转化为筒内空气的内能。
[2]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不符合题意；
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B。
[3]内燃机的压缩冲程中，将机械能转化成内能。
三、计算题
1、（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。
2、（1）1800s；（2）1.38×108J；（3）3千克
【详解】
解：（1）根据公式可知汽车所用的时间
（2）已知，汽车发动机的功率
P=23kW=23000W
则整个运动过程汽车牵引力做功
W有=Pt=23000W×1800s=4.14×107J
汽油完全燃烧放出的热量
（3）根据热量计算公式，可知消耗的汽油
答：（1）汽车所用的时间是1800s；
（2）汽油完全燃烧放出1.38×108J的热量；
（3）消耗了3千克的汽油。
3、（1）2.76×108J；（2）20kg；（3）不需要加油。
【详解】
解：（1）轿车匀速行驶，轿车的牵引力
轿车到达目的地牵引力所做的功
（2）燃料燃烧放出的总热量
又，汽车在行驶途中需要消耗汽油的质量
（3）由于20kg＜32kg，所以汽车在行驶途中不需要加油。
答：（1）汽车到达目的地牵引力所做的功为2.76×108J；
（2）汽车在行驶途中需要消耗20kg汽油；
（3）不需要加油。
4、（1）5.6×109J；（2）70℃
【详解】
解：（1）1t分类后的垃圾能“榨”出140kg燃料油，则这些燃料油完全燃烧释放的热量为
（2）由题意可得水吸收的热量为
根据可得水升高的温度为
因为在标准大气压下水的沸点是100℃，且
所以水的末温为100℃，则水实际升高的温度
答：（1）则1t垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧能释放5.6×109J的热量；
（2）在标准大气压下，这些热量的30%被5×103kg初温是30℃的水吸收，则水温能升高70℃。