人教版物理九年级上册课课练：第十四章　内能的利用 章末复习（含答案）

章末复习(二)
(
内能的利
用
)
教材图片 图片解读
　如图图图所示,用酒精灯加热试管中的水,当水沸腾一段时间以后,塞子被试管内水蒸气推出,水蒸气的　　　　能转化为塞子的机械能。这与汽油机工作过程中　　　　冲程的能量转化情况是一致的
　如图图图所示,在汽油机等内燃机中,燃料燃烧释放的能量并不会全部用来做有用功,图中“ ”箭头所指的能量流失的形式是
　各种形式的能在一定的条件下可以相互转化,请你仿照图中给出的两个示例,写出电能转化为机械能的实例:　　　　　　　,化学能转化为电能的实例:　　　　　　　　　,光能转化为内能的实例:　　　　　　　　　
(续表)　
教材图片 图片解读
　如图图图所示是小球在地面弹跳的频闪照片。分析图片后可知,小球的弹起高度逐渐降低,同时小球会变热。小球在下落时,它的　　　　　　能减小,小球在上升时,它的　　　　能减小。根据　　　　　　　定律,小球在弹跳过程中有一部分机械能转化为　　　　
　如图图图所示为一种人们设想中的永动机:高处的水流下落,　　　　能转化为　　　　能,冲击叶片,叶片的转动又带动抽水器从低处将水抽到高处,从而循环工作。这种永动机不能够永远工作下去,因为它违背了　　　　　　　　　　　　　　
判断下列说法的正误,并对错误的说法分析指正。
(　　)1.内燃机两个气门关闭,活塞向下运动的是压缩冲程。
分析指正: 　。
(　　)2.汽油机的做功冲程中,是燃气的内能转化为活塞的机械能。
分析指正:　 。
(　　)3.内燃机的结构中有喷油嘴的是汽油机,有火花塞的是柴油机。
分析指正: 　。
(　　)4.单缸四冲程汽油机的一个工作循环中对外做功两次。
分析指正:　 。
(　　)5.火箭使用液态氢做燃料,是因为它含有的热量多。
分析指正:　 。
(　　)6.燃料燃烧越充分,其热值越大。
分析指正: 　 。
(　　)7.热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比,与燃料的质量成反比。
分析指正: 　。
(　　)8.5 g汽油比2 kg汽油的热值小。
分析指正: 　。
(　　)9.甲内燃机比乙内燃机的效率高,表示甲把燃料完全燃烧时释放的内能转化为机械能的比例较大。
分析指正: 　 。
(　　)10.通过合理改进,热机效率可能等于100%。
分析指正: 　。
(　　)11.热机做的有用功多,效率就一定高。
分析指正: 　。
(　　)12.热机的功率大,效率就一定高。
分析指正: 　。
(　　)13.任何制造永动机的设想,无论它多么巧妙,都是徒劳。
分析指正: 　 。
考点1　内燃机的结构及工作过程
1.[2020·烟台] 如图图示,给试管里的水加热,水沸腾后,水蒸气推动橡皮塞冲出试管口,这个过程与如图图示的四冲程汽油机工作示意图中能量转化过程相同的冲程是
(　　)
2.[2020·牡丹江] 如图图示是汽油机一个工作循环的四个冲程,对外做功的冲程是(　　)
3.[2020·六盘水] 内燃机的问世极大改善了人类的交通运输方式,但同时也带来许多环境污染问题,如图图四冲程内燃机工作时就因　　　　冲程排放的废气对大气造成污染。
　4.[2020·锦州] 新冠疫情期间,同学们回到刚刚消毒过的教室,就能闻到很浓的酒精味,这是
　　　　现象。酒精也可以和汽油混合作为汽车的燃料。如图图示是汽油机工作循环中的　　　　冲程,该冲程将内能转化为　　　　能。
5.[2020·常州] 2020年1月18日,“第十届江苏·台湾灯会”在常州恐龙城开幕。如图图示为展会中的“走马灯”,点燃底部蜡烛,热空气上升驱动扇叶转动,观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来。热空气上升驱动扇叶转动的能量转化方式为　　　　　　　　　　　　,这与四冲程汽油机的　　　　冲程相同。
6.[2020·淮安] 如图图示,用力将空气压缩引火仪的活塞迅速下压,玻璃筒底部的棉花冒烟燃烧,下压过程将机械能转化为　　　　能,此过程与汽油机的　　　　冲程能量转化形式相同。
7.[2020·广元] 汽油机工作时将燃料燃烧时产生的　　　　能转化为　　　　能,一台单缸四冲程汽油机,飞轮转速是4800 r/min,该汽油机每秒对外做功　　　　次。
考点2　燃料的热值及热量的计算
8.[2020·呼伦贝尔] 西昌卫星发射中心用“长征三号”运载火箭,于2019年4月20日将第44颗北斗导航卫星成功送上太空。下列说法中正确的是 (　　)
A.火箭升空过程中,将机械能转化为内能
B.燃料燃烧时将内能转化为化学能
C.火箭使用液态氢燃料,主要是利用了液态氢的比热容较大
D.火箭使用液态氢燃料,主要是利用了液态氢的热值较大
9.[2020·盐城] 小华在燃烧皿中放入5 g酒精,对300 g水加热,待酒精燃尽后水温升高了50 ℃。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),酒精的热值为3.0×107 J/kg,此过程中,酒精燃烧放出的热量为　　　　　　J,水吸收的热量为　　　　　　J,水的内能是通过
　　　　　　方式增加的。
10.[2020·遂宁] 如图图示,2020年6月23日9时43分,我国在四川西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭成功发射了北斗导航系统最后一颗组网卫星,标志着北斗导航卫星全球组网成功,能够为全球用户提供全天候、高精度的定位、导航和授时服务。“长征三号乙”运载火箭发动机用的是偏二甲肼作为燃料,其热值是4.25×107 J/kg,若完全燃烧2 t偏二甲肼,共放出　　　　J的热量;火箭加速上升时,火箭的机械能　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”)。
11.[2020·西宁] 青海油田涩北天然气田连续10年保持稳产,为西宁人民的生产、生活用气提供了有力保障。已知天然气的热值是7×108 J/m3,若小明家完全燃烧0.01 m3的天然气,放出的热量为　　　　J;做饭时会闻到饭香,从物理学角度来看,属于　　　　现象。
12.[2020·巴中] 一台单缸四冲程汽油机飞轮的转速为3600 r/min,在1 s内汽油机对外做了　　　次功。如图图果汽油机在一段时间内消耗了0.5 kg汽油,若这些汽油完全燃烧,可放出热量　　　J。汽油机用水做冷却液,是利用水的　　　较大的特点。(q汽油=4.6×107 J/kg)
考点3　热机的效率
13.[2020·甘孜州] 下列关于热值和热机效率的说法,正确的是 (　　)
A.使燃料燃烧更充分,可以增大燃料的热值
B.使燃料燃烧更充分,可以提高热机效率
C.柴油机的热机效率通常为100%
D.燃料燃烧释放的热量越多,其热值越大
14.[2020·苏州] 某燃气热水器将20 kg的水从10 ℃加热到60 ℃,完全燃烧了0.21 m3的煤气。水吸收的热量是　　　　J,热水器烧水的效率是　　　　。[已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),煤气的热值为4×107 J/m3]
15.[2020·铜仁] 质量为1.4 kg的干木柴完全燃烧,所放出的热量为　　　　J,如图图果这些热量的50%被质量为50 kg的水吸收,则水的温度将升高　　　　 ℃。[已知:干木柴的热值为1.2×107 J/kg,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
16.[2020·凉山州] 2020年5月13日,备受大家关注的“悬崖村”的村民们逐渐搬进位于凉山州昭觉县城的易地扶贫搬迁安置点,实现了“拎包入住”。易地扶贫搬迁安置户小强同学家里有一个容积为5 L的水壶,水壶里装有3.5 kg、初温为50 ℃的水,他用家里的液化气炉具把水加热到70 ℃使用。求:(已知液化气的热值q=4.9×107 J/m3)
(1)烧水过程水吸收了多少热量。
(2)若实际使用了0.02 m3的液化气,则该液化气炉具的效率是多少。
17.[2020·威海] 采购员小明骑着摩托车外出采购食品,小明的质量为70 kg,摩托车的质量为150 kg。(g取10 N/kg)
(1)小明买食品时,将摩托车停在超市门前的水平地面上,摩托车与地面的接触面积为150 cm2,求摩托车对地面的压强。
(2)采购食品后,小明将80 kg的食品装上车,在限速为80 km/h的平直路面上以72 km/h的速度匀速行驶50 s,行驶时受到的阻力为总重力的0.1,若消耗的汽油完全燃烧放出1×106 J的热量,求摩托车发动机的实际输出功率和效率。
考点4　能量守恒定律
18.[2020·威海] 关于能量的转化或转移过程,下列说法错误的是 (　　)
A.地球上的化石能源归根结底来自远古时期的太阳能
B.自然界中水能的循环再生过程不遵循能量守恒定律
C.空调将室内空气的内能转移至高温的室外需要消耗电能
D.热水自然变凉,能量自发地从高温物体转移至低温物体
19.[2020·长沙改编] “收官之作,星耀全球”。2020年6月23日,“长征三号乙”运载火箭搭载着“北斗三号”最后一颗全球组网卫星成功发射,标志着我国全面完成北斗全球卫星导航系统星座部署。下列说法正确的是 (　　)
A.燃料燃烧时,将化学能转化为内能
B.火箭加速升空时,将动能转化为重力势能
C.卫星上的太阳能电池板将太阳能转化为机械能
D.卫星发射升空的过程不遵循能量守恒定律
20.[2020·泰州] 将热水倒进玻璃杯中,玻璃杯会变热,下列说法正确的是 (　　)
A.水将温度传给了玻璃杯
B.水含有的热量减少
C.玻璃杯增加的内能大于水减少的内能
D.能的总量保持不变
21.[2020·菏泽] 2020年6月23日上午,“长征三号乙”运载火箭将最后一颗“北斗三号”全球组网卫星送入预定轨道,别为火箭发射升空和卫星在轨道上运行时的情景,下列有关火箭和卫星的说法正确的是 (　　)
①火箭升空时,燃料的化学能最终部分转化为机械能 ②火箭升空过程中只受重力
③卫星通过超声波把信息传回地球 ④卫星带有太阳能电池帆板可把太阳能转化为电能
A.①③　　B.①④　　C.①③　　D.②④
答案
[知识梳理]
①内能　②火花塞　③压缩　④做功　⑤火花塞
⑥喷油嘴　⑦空气　⑧压燃式　⑨完全燃烧
⑩质量　q　J/kg　焦每立方米　J/m3　Q=mq　Q=Vq　用来做有用功
燃料完全燃烧放出的能量　η=×100%
[图说教材]
(1)内　做功　(2)废气带走了大部分能量 (3)电风扇　干电池供电　太阳能热水器
(4)重力势　动　能量守恒　内能 (5)重力势　动　能量守恒定律
[易错辨析]
1.×,内燃机两个气门关闭,活塞向下运动的是做功冲程
2.√
3.×,汽油机的汽缸顶部有一火花塞,柴油机的汽缸顶部有一喷油嘴
4.×,单缸四冲程汽油机的一个工作循环中对外做功一次
5.×,火箭使用液态氢做燃料,是因为它的热值大
6.×,热值是燃料本身的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料燃烧是否充分无关
7.×,热值是燃料本身的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料完全燃烧放出的热量和燃料的质量无关
8.×,燃料的热值只与燃料的种类有关,与燃料的质量无关,因此5 g汽油和2 kg汽油的热值一样大
9.√
10.×,无论科技如图图何发展,热机的效率可以提高,但由于总存在摩擦,有热量的损失,所以热机效率一定不会达到100%
11.×,热机的效率是指用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧产生的能量之比;当热机消耗的燃料一定,所做有用功越多时,效率一定越高
12.×,功率是描述物体做功快慢的物理量,与效率是两个完全不同的概念,它们之间没有关系
13.√
[中考链接]
1.C　 水沸腾后,水蒸气推动橡皮塞冲出试管口,将水蒸气的内能转化为机械能,与做功冲程中的能量转化相同。
图A中,两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程,此冲程将机械能转化为内能。
图B中,排气门开启,活塞上行,气体流出汽缸,是排气冲程。
图C中,两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程,此冲程将内能转化为机械能。
图D中,进气门开启,活塞下行,气体流入汽缸,是吸气冲程。
2.B　 汽油机一个工作循环包括四个冲程,只有做功冲程对外做功。
3.排气
4.扩散　做功　机械
同学们进入教室闻到刺鼻的酒精味,是因为酒精分子在不停地做无规则运动,属于扩散现象;由图可知,两气门都关闭,活塞向下运动,因此是做功冲程,将内能转化为机械能。
5.内能转化为机械能　做功
点燃蜡烛时,气体温度升高,气体的密度变小,热空气就会向上运动,运动的热空气推动扇叶转动,热空气对外做功,将内能转化为机械能,该过程与四冲程汽油机的做功冲程能量转化情况相同。
6.内　压缩
7.内　机械　40
热机就是利用燃料燃烧时产生的内能来做功的机器,工作时把内能转化为机械能;单缸四冲程汽油机的飞轮转速是4800 r/min=80 r/s,因一个工作循环飞轮转2圈,完成4个冲程,对外做功1次,所以该汽油机每秒完成40个工作循环,完成160个冲程,对外做功40次。
8.D　 火箭升空过程中,燃料燃烧释放出的内能转化为火箭的机械能,故A错误;
燃料燃烧时将化学能转化为内能,故B错误;
发射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液态氢时,可以释放出更多的热量,故C错误,D正确。
9.1.5×105　6.3×104　热传递
酒精燃烧放出的热量:Q放=m酒精q=5×10-3 kg×3.0×107 J/kg=1.5×105 J;
水吸收的热量:Q吸=cm水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.3 kg×50 ℃=6.3×104 J。
此过程中,水吸收热量,内能增大,是通过热传递的方式改变物体内能的。
10.8.5×1010　增大
完全燃烧2 t偏二甲肼所放出的热量:
Q放=mq=2×103 kg×4.25×107 J/kg=8.5×1010 J。
火箭加速升空过程中,质量不变,速度增大,所以其动能增大;同时高度增大,所以其重力势能增大;火箭的动能和势能均增大,所以它的机械能增大。
11.7×106　扩散
完全燃烧0.01 m3天然气放出的热量:Q放=Vq=0.01 m3×7×108 J/m3=7×106 J;做饭时会闻到饭香,说明了分子在不停地做无规则运动,属于扩散现象。
12.30　2.3×107　比热容
汽油机飞轮的转速是3600 r/min=60 r/s,每秒钟飞轮转动60圈,完成30个工作循环,对外做功30次;
0.5 kg汽油完全燃烧放出的热量:Q放=mq汽油=0.5 kg×4.6×107 J/kg=2.3×107 J;
因为水的比热容较大,所以水常用来作为冷却液使用。
13.B　 热值是燃料的一种特性,与燃烧情况无关,故A错误;
使燃料燃烧更充分,可以增大有效利用的能量,提高热机的效率,故B正确;
任何机器做功时都不可避免地做额外功,效率不可能达到100%,故C错误;
热值是燃料的一种特性,与放出热量的多少无关,故D错误。
14.4.2×106　50%
(1)水吸收的热量:
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×20 kg×(60 ℃-10 ℃)=4.2×106 J。
(2)这些煤气完全燃烧放出的热量:Q放=qV=4×107 J/m3×0.21 m3=8.4×106 J;
热水器烧水的效率:η=×100%=×100%=50%。
15.1.68×107　40
干木柴放出的热量:Q放=m干木柴q=1.4 kg×1.2×107 J/kg=1.68×107 J,
水吸收的热量:Q吸=Q放η=1.68×107 J×50%=8.4×106 J,
由Q=cmΔt得,水升高的温度:Δt===40 ℃。
16.(1)水吸收的热量:
Q吸=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×3.5 kg×(70 ℃-50 ℃)=2.94×105 J。
(2)0.02 m3的液化气完全燃烧放出的热量:Q放=Vq=0.02 m3×4.9×107 J/m3=9.8×105 J,
该液化气炉具的效率:η=×100%=×100%=30%。
17.(1)摩托车静止在水平地面上对地面的压力:
F=G=m车g=150 kg×10 N/kg=1500 N,
摩托车与地面的接触面积:
S=150 cm2=1.5×10-2 m2,
摩托车静止在水平地面上对地面的压强:p===1×105 Pa。
(2)由题意,摩托车匀速行驶时受到的摩擦力:
f=0.1G总=0.1(m车+m人+m货)g=0.1×(150 kg+70 kg+80 kg)×10 N/kg=300 N,
因为摩托车匀速直线行驶,则F牵=f=300 N。
摩托车的速度:v=72 km/h=20 m/s,
摩托车的功率:P=F牵v=300 N×20 m/s=6000 W,
即摩托车发动机的实际输出功率为6000 W。
摩托车行驶50 s输出的有用功:W=Pt=6000 W×50 s=3×105 J,
摩托车发动机的效率:
η=×100%=×100%=30%。
18.B　
19.A　 燃料燃烧时,消耗化学能,得到内能,将化学能转化为内能,故A正确;
火箭在加速上升的过程中,利用内能做功,将内能转化为动能和重力势能,故B错误;
卫星上的太阳能电池板将太阳能转化为电能,故C错误;
卫星发射升空的过程遵循能量守恒定律,故D错误。
20.D　 温度是指物体的冷热程度,温度不能传递;将热水倒进玻璃杯中,玻璃杯会变热,是水将热量传给玻璃杯,故A错误。热量是一过程量,只能用“吸收”或“放出”描述,不能用“含有”描述,故B错误。将热水倒进玻璃杯中,温度高的热水放出热量,温度低的玻璃杯吸收热量,水的内能减少,玻璃杯的内能增大;此过程中,热水放出的热量会有一部分被空气吸收,玻璃杯不能完全吸收热水放出的热量,所以玻璃杯增加的内能小于水减少的内能,故C错误。根据能量守恒定律可知,某种形式的能量减少,一定有其他形式的能量增加,能的总量保持不变,故D正确。
21.B　 火箭发动机是热机的一种,工作时将燃料的化学能先转化为内能,再转化为火箭的机械能,由于存在能量的损失,所以燃料的化学能最终部分转化为机械能,故①正确;
火箭在升空过程中受到重力的作用,同时还受到发动机的推力和空气阻力的作用,故②错误;
超声波不能在真空中传播,实际上卫星是通过电磁波来传递信息的(后面将学到),故③错误;
卫星带有太阳能电池帆板可把太阳能转化为电能,故④正确。