第14章 内能的利用 单元复习题（含解析）2023-2024学年人教版物理九年级全一册（山东地区适用）

14
一、单选题
1．（2022-2023上·山东临沂·九年级校考期末）2022年9月13日，我国炮兵兵种举行。2022年军事演习。在实弹射击演习中，火炮击发炮弹过程与如图所示四冲程汽油机的哪个工作冲程相同（　　）
A． B．
C． D．
2．（2022-2023上·山东菏泽·九年级统考期末）小明用塑料矿泉水瓶子装上少量水，将瓶盖未全拧紧在瓶口上，如图甲所示，用力扭转瓶子，如图乙所示，观察到瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶中出现白雾，如图丙所示。本实验中图乙和图丙所示的过程，与四冲程汽油机的两个冲程非常相似，这两个冲程是（　　）
A．吸气冲程和压缩冲程
B．压缩冲程和做功冲程
C．做功冲程和排气冲程
D．排气冲程和吸气冲程
3．（2022-2023上·山东聊城·九年级统考期末）下列说法中错误的是（　　）
A．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
B．温度为的物体一定有内能
C．物体内能增大，可能从外界吸收了热量，也可能外界对物体做了功
D．烈日当空的海边，沙子烫脚而海水凉凉的，这是由于水的比热容大于沙石的比热容
4．（2022-2023上·山东泰安·九年级统考期末）关于内能，有以下四个观点，你认为正确的是（　　）
①热机在压缩冲程中将机械能转化为内能
②物体温度越低，内能越小，所以0℃的物体没有内能
③两物体相互接触时，热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
④改变物体内能的方法有很多，但本质上只有做功和热传递两种方式
A．①③④ B．②③ C．③④ D．①④
5．（2022-2023上·山东滨州·九年级校考期末）下列说法正确的是（　　）
A．没有燃烧的燃料，热值等于零，燃料完全燃烧时，它的热值最大
B．物体的内能增加一定是从外界吸收热量
C．热机的功率越大效率越高
D．物体的温度升高，内能一定增大
6．（2022上·山东青岛·九年级统考期末）汽油机是热机的一种，下列关于汽油机的说法正确的是（　　）
A．汽油机的做功冲程将机械能转化为内能
B．汽油用去一半时，它的热值将减小一半
C．汽油机的效率可达到100%
D．燃烧等质量同规格的汽油，做的有用功越多，汽油机的效率越高
7．（2022上·山东济宁·九年级统考期末）关于内能、温度和热量，下列说法正确的是（　　）
A．物体的温度越高，所含热量越多
B．不同燃料燃烧时，放出热量越多的热值越大
C．质量和初温相同的水和煤油，放出相同热量时煤油温度降低得多
D．内能总是从内能多的物体向内能少的物体传递
8．（2022·山东滨州·统考中考真题）关于内能和内能的利用。下列说法中正确的是（　　）
A．5月的街头，杨花飞絮随风舞，好似雪花满天飞，说明分子在不停地做热运动
B．新能源汽车实现了“零排放”，其效率达到了100%
C．我国“长征五号B”大型运载火箭使用氢作燃料，是因为氢的密度小
D．内燃机的压缩冲程，主要通过做功的方式增大汽缸内物质的内能
9．（2022-2023上·山东济南·九年级统考期末）用电器工作的过程就是利用电流做功，将电能转化为其他形式的能量的过程。下列说法错误的是（　　）
A．电风扇工作时，将电能转化为动能
B．电饭锅工作时，将电能转化为内能
C．电熨斗工作时，将电能转化为动能和内能
D．小灯泡工作时，电能最终转化为内能和光能
10．（2022-2023上·山东泰安·九年级统考期末）2022年11月29日，运载火箭搭载神舟十五号载人飞船成功发射升空。关于运载火箭发射升空时涉及的物理知识，下列说法正确的是（　　）

A．火箭点火升空过程中，内能转化为机械能
B．发射时，四周大量“白气”是蒸发现象
C．燃料燃烧时将内能转化为化学能
D．为了减轻火箭质量，使用的燃料热值较小
11．（2022上·山东青岛·九年级校考期末）关于如图所示实验，下列说法错误的是（　　）
A．酒精灯燃烧，将化学能转化为内能
B．利用酒精灯给水加热是通过热传递的方式增大了水的内能
C．水蒸气对木塞做功的过程中，水蒸气内能增加
D．图示过程与内燃机的做功冲程原理相似
二、多选题
12．（2022-2023上·山东济南·九年级统考期末）潍柴集团于2020年正式发布全球首款热效率突破50%的商用柴油机，世界内燃机发展出现历史性新突破，下列关于内燃机的说法正确的是（　　）
A．内燃机的效率永远不可能达到100%
B．燃料的热值越大，内燃机的效率越高
C．吸气冲程中吸入的是柴油空气的混合物
D．做功冲程提供动力，内能转化为机械能
三、填空题
13．（2022-2023上·山东济宁·九年级统考期末）如图所示，用酒精灯给试管里的水加热，塞子受到水蒸气的压力而冲出去，水蒸气的内能转化为塞子的 ，此过程相当于内燃机工作过程中的 冲程。
14．（2022-2023上·山东济宁·九年级统考期末）如图，把燃料放在带活塞的厚玻璃筒里，把活塞迅速上压，筒内空气温度升高，这是通过 （选填“热传递”或“做功”）途径使管内气体的内能增加；与图中汽油机 （填字母）冲程的能量转化情况相同。
A． B． C． D．
15．（2022-2023上·山东菏泽·九年级校考期末）若汽油机飞轮的转速为1800r/min，那么该内燃机1s对外做功 次。
16．（2022-2023上·山东日照·九年级校考期末）新疆出产的长绒棉是世界上最好的棉花之一，收成时，棉农广泛使用采棉机进行机械化采摘。
（1）如图所示的是某款小型采棉机的动力装置，这种内燃机是 （选填“汽油机”或“柴油机”），图中的内燃机正在进行的是 冲程；
（2）内燃机散热常用水作为冷却剂，是利用了水的 较大的特性。
17．（2022-2023上·山东泰安·九年级统考期末）煤气的热值q煤气=4×107J/m3，完全燃烧了0.15m3的煤气，放出的热量为 J。
18．（2022-2023上·山东菏泽·九年级校考期末）氢能源具有来源广、无污染等优点。火箭发动机用氢作燃料是因为氢的 。
19．（2022上·山东青岛·九年级统考期末）如图所示，小明在酒精灯中放入m1＝10g的酒精，点燃后对质量为m2＝200g的水加热。酒精完全燃烧完后，水温升高了。此过程中水吸收的热量Q＝ J，小明利用公式计算得到酒精的热值，此热值比酒精的真实热值偏 ，其原因是 。
20．（2022-2023上·山东淄博·九年级淄博市张店区实验中学校考期末）如图所示是某四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是 冲程，在这个过程中，汽缸内的气体内能 （选填“变大”“不变”或“变小”），是通过 改变气体内能的。汽油的热值是4.6×107J/kg，则完全燃烧10g汽油，可放出 J的热量。
21．（2022-2023上·山东济宁·九年级济宁市第十五中学校考期末）怠速指汽车不前进时发动机的转速。“吉利金刚”小轿车发动机的怠速为 1200r/min， 则该发动机怠速时 1s 内对外做功 次；该汽油机燃烧 10kg 汽油时，对外做的有用功为1.2×108J，该汽油机的效率为 。（q汽油=5×107J/kg）
22．（2022-2023上·山东青岛·九年级统考期末）如图所示，在压缩空气引火仪的玻璃筒底部，放入一小团干燥的硝化棉，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内的空气温度升高，空气的内能 （选填“增加”或“减少”），空气的内能是通过 方式改变的，在这一过程中 能转化为 能。筒内的硝化棉由于温度升高达到着火点而燃烧，硝化棉燃烧时 能转化为 能。

四、实验题
23．（2022-2023上·山东枣庄·九年级统考期末）如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量均为10g；
燃料 加热前水温（℃） 燃料燃尽后水温（℃）
a 25 38
b 25 31
（1）若比较不同燃料的热值应选择 两个装置；比较不同物质的比热容应选择 两个装置；（选填装置序号：甲、乙、丙）
（2）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察 比较燃料燃烧放出热量的多少；进行分析数据可知：热值较大的是 ；
（3）实验中，发现食用油和水在加热相同时间，食用油的温度上升得较多，由此可以判断： （填“水”或“食用油”）物质的吸热能力较强。
五、计算题
24．（2022-2023上·山东济南·九年级统考期末）2022年北京冬奥会举行期间，氢燃料客车、纯电动汽车成为承担此次冬奥会交通出行任务的最主要力量，新能源车辆的使用比例为历届冬奥会之最。如图所示是氢燃料公交车在平直路面行驶时的情景。通过计算回答：
（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少？（氢的热值为1.4×108J/kg）
（2）若这些热量全部被质量为200kg的水吸收，则水升高的温度是多少？（水的比热容是4.2×103/(kg·℃))

25．（2022-2023上·山东临沂·九年级校考期末）2022年9月26日，经过16天的航行，来自卡塔尔的“阿尔卡莎米亚”号液化天然气运输船抵达江苏盐城。我国规模最大的液化天然气储备基地——中国海油盐城“绿能港”开始接卸首船液化天然气，标志着该项目实现投产。从物理学角度来看，每储存100m3的天然气就相当于储存了多少焦的能量？若这些天然气完全燃烧放出热量的80%被水吸收，可以使多少kg的水从20℃升高到100℃？【天然气的热值为8.4×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）】
26．（2022-2023上·山东枣庄·九年级统考期末）目前，“节能减排”已引起全球关注。在垃圾处理之前，通过垃圾分类回收，就可以将垃圾变废为宝，经过试验在一定的条件下，1t某种分类后的垃圾能“榨”出125kg燃料油，该燃料油的热值为4.0×107J/kg。求：
（1）125kg燃料油完全燃烧能放出多少焦的热量；
（2）如这些热量的84%被水吸收，可将多少kg的水从20℃升高到70℃。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
27．（2022-2023上·山东泰安·九年级校考期末）我国在世界上首次对可燃冰实现安全可控开采。1m3可燃冰分解后，可释放出约150m3天然气，已知q天然气=2.1×107J/m3，c水=4.2×103J/（kg·℃）。
求：（1）1m3可燃冰释放出的天然气完全燃烧，放出的热量约是多少？
（2）若上述热量 80%被水吸收，可将多少kg的水从25℃加热至85℃？
29．（2022上·山东潍坊·九年级统考期末）氢燃料具有清洁、效率高等优点，被认为是理想的能源之一，目前我国部分城市已有多批氢能源公交车投放使用。已知q氢=1.4×108J/kg。求：
（1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；
（2）若这些热量恰好能供某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶5min，则该氢能源公交车的效率。
29．（2021上·山东聊城·九年级统考期末）用天然气灶烧水，燃烧0.6m3的天然气，可使100kg的水从20℃升高到70℃．已知水的比热容为c水＝4.2×103J/（kg ℃），天然气的热值为q＝7.0×107J/m3。求：
(1)0.6m3天然气完全燃烧放出的热量Q放；
(2)水吸收的热量Q吸；
(3)燃气灶的效率
参考答案：
1．B
【详解】火炮飞出过程是内能转化为机械能的过程，与汽油机工作时做功冲程的能量转化相同。
A．A图中，排气门开启，活塞上行，废气被排出，为排气冲程，该冲程没有能量转化，故A不符合题意；
B．B图中，两气门都关闭，燃气膨胀推动活塞做功，将内能转化为机械能，是做功冲程。故B符合题意；
C．C图中，两气门都关闭，活塞上行，压缩燃料和空气的混合物做功，将机械能转化为内能，是压缩冲程。故C不符合题意；
D．D图中，进气门开启，活塞下行，气体被吸入汽缸中，为吸气冲程，该冲程没有能量转化，故D不符合题意。
故选B。
2．B
【详解】如图乙，扭转瓶子时，小明施加的外力压缩瓶内的气体，是机械能转化为内能，这一过程与四冲程内燃机的压缩冲程相似；当瓶盖被瓶内的气体冲出时，是瓶内气体对瓶盖做功，内能转化为机械能，这一过程与四冲程内燃机的做功冲程相似。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
3．A
【详解】A．燃料燃烧放出热量的多少不但与燃料的热值有关，还与燃料燃烧的程度及其质量有关，燃料的热值越大，燃烧时放出的热量不一定越多，故A错误，符合题意；
B．一切物体在任何时候都具有内能，所以0℃的物体也有内能，故B正确，不符合题意；
C．做功和热传递都可以改变物体的内能，物体内能增大，可能从外界吸收了热量，也可能外界对物体做了功，故C正确，不符合题意；
D．烈日当空的海边，沙子烫脚而海水凉凉的，这是由于水的比热容比沙子的大，吸收相等的热量，水升高的温度较小，水的温度较低，故D正确，不符合题意。
故选A。
4．D
【详解】①压缩冲程活塞压缩燃料混合物做功，将机械能转化为内能，故①正确；
②一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②错误；
③发生热传递的条件是：有温度差，内能从高温物体转移到低温物体，故③错误；
④改变物体内能的方法有很多，但本质上只有做功和热传递两种方式，它们在改变内能上是等效的，故④正确；
综上所述，正确的由①④，故D正确，ABC错误。
故选D。
5．D
【详解】A．热值是燃料的特性，与是否燃烧，燃烧程度无关；故没有燃烧的燃料，热值不变，燃料完全燃烧时，也不变，故A错误；
B．改变内能有两种方式：做功和热传递，所以物体内能增加，不一定要从外界吸收热量，也可以是外界对物体做了功，故B错误；
C．热机的效率指的是燃料完全燃烧放出热量的利用率；热机的功率是指单位时间内对外做功的多少，热机的效率和功率是不同的概念，热机的功率越大效率不一定越高，故C错误；
D．内能的大小与物体的质量、温度和状态有关，所以同一物体温度升高，内能增大，故D正确。
故选D。
6．D
【详解】A．图中的做功冲程中高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故A错误；
B．热值是燃料的一种特性，与它是否完全燃烧没有关系，汽油用去一半时，其热值不变，故B错误；
C．热机工作过程中，能量的损失是不可避免的，所以汽油机的效率达不到100%，故C错误；
D．燃烧等质量同规格的汽油，做的有用功越多，内能转化成的机械能与内能的比值越大，热机的效率越高，故D正确。
故选D。
7．C
【详解】A．热量不是状态量，不能说含有或者具有热量，故A错误；
B．燃料的热值是燃料本身的一种性质，与燃料的种类有关，与放热的多少无关，故B错误；
C．质量相同、初温相同的水和煤油，放出相同的热量；因为水的比热容较大，所以水的温度变化小，煤油的温度变化大，故煤油的末温比水的末温降低的多，故C正确；
D．热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体，和物体的内能多少没有关系，故D错误。
故选C。
8．D
【详解】A．杨花飞絮随风舞，杨花飞絮不是分子，故其运动也不是分子运动，故A错误；
B．新能源汽车实现了“零排放”，其效率不可能达到了100%，因为必然有克服摩擦力的做功而损失的内能，故B错误；
C．我国“长征五号B”大型运载火箭使用氢作燃料，是因为氢的热值大，相同质量的燃烧，氢燃烧放出的热量多，故C错误；
D．内燃机的压缩冲程，对气体做功，气体的内能增大，机械能转化为内能，故D正确。
故选D。
9．C
【详解】A．电风扇工作时，消耗电能得到机械能，将电能转化为动能，故A正确，不符合题意；
B．电饭锅是利用电流的热效应工作的，消耗电能，获得内能，是将电能转化为内能的过程，故B正确，不符合题意；
C．电熨斗是利用电流的热效应工作的，消耗电能，获得内能，是将电能转化为内能的过程，故C错误，符合题意；
D．小灯泡工作时，发光、发热，电能最终转化为内能和光能，故D正确，不符合题意。
故选C。
10．A
【详解】A．火箭点火升空过程中，速度变大，高度变大，机械能变大，内能减小，所以是内能转化为机械能，故A正确；
B．发射时，四周大量“白气”是水蒸气遇冷的液化现象，故B错误；
C．燃料燃烧的过程消耗化学能，温度升高，内能增大，是化学能转化为内能的过程，故C错误；
D．为了减轻火箭质量，使用的燃料密度较小，热值较大，故D错误。
故选A。
11．C
【详解】A．酒精燃烧时，酒精的化学能转化为内能，故A正确，A不符合题意；
B．利用酒精灯给水加热，水吸收热量，是通过热传递的方式增大了水的内能，故B正确，B不符合题意；
C．水蒸气对瓶塞做功，水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能，水蒸气对外做功，内能会减小，故C错误，C符合题意；
D．燃料燃烧，化学能转化为内能，而后内能转化为机械能，故该过程与内燃机的做功冲程原理相似，故D正确，D不符合题意。
故选C。
12．AD
【详解】A．热机在做功过程中不可避免的做额外功，所以效率不可能达到100%，故A正确；
B．用热值大的燃料，燃烧相同质量的燃料，可以放出更多的热量，但用来做有用功的能量不一定多，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值不一定大，即热机效率不一定高，故B错误；
C．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C错误；
D．做功冲程提供动力，将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，故D正确。
故选AD。
13． 机械能 做功
【详解】[1][2]水蒸气对外做功，内能减小，温度降低，在四冲程的热机中，做功冲程是内能转化为机械能的冲程，试管内水蒸气的内能可以转化为塞子的机械能，与做功冲程相同。
14． 做功 B
【详解】[1][2]图中，把燃料放在带活塞的厚玻璃筒里，把活塞迅速上压，活塞会压缩空气做功，机械能转化为内能，使空气的内能增加，温度升高，说明做功可以改变物体的内能；这与汽油机的压缩冲程的能量转化情况相同，在压缩冲程中也是将机械能转化为内能，图A中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程；图B中两个气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；图C中两个气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程；图D中排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程。
15．15
【详解】汽油机飞轮的转速为1800r/min=30r/s，即飞轮每秒转30圈，由于汽油机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以该内燃机1s对外做功15次。
16． 汽油机 做功 比热容
【详解】（1）[1]由图可知，汽缸的顶部有个火花塞，是汽油机。
[2]两个气门关闭、活塞下行，为做功冲程。
（2）[3]水的比热容最大，和质量相同的其它物质比较，升高相同温度吸收热量多，所以内燃机散热器常用水作为冷却剂。
17．6×106
【详解】煤气完全燃烧放出的热量
Q放=Vq=0.15m3×4×107J/m3=6×106J
18．热值大
【详解】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。
19． 4.2×104J 小 酒精不能完全燃烧，酒精燃烧放出的热量不能全部被水吸收
【详解】[1]水吸收的热量为
[2][3]由于酒精不能完全燃烧，酒精燃烧放出的热量不能全部被水吸收，酒精燃烧放出的热量大于水吸收的热量，利用公式计算得到酒精的热值将偏小。
20． 压缩 变大 做功 4.6×105
【详解】[1]图中两气门关闭，活塞向上运动，所以是汽油机的压缩冲程。
[2][3]在这一冲程中，活塞压缩燃料混合物，对其做功，使燃料混合物的内能变大、温度升高，是通过做功的方式改变内能的。
[4]汽油完全燃烧释放的热量
21． 10 24%
【详解】[1]发动机正常怠速为
即1s内飞轮转动20周，因为单缸四冲程汽油机一个工作循环中，飞轮转动2周，对外做功1次，所以该汽油机1s内对外做功10次。
[2]该汽油机燃烧 10kg 汽油时，释放热量为
故机械效率为
22． 增加 做功 机械 内 化学 内
【详解】[1][2][3][4]如图所示，用力将活塞迅速下压，活塞对筒内空气做了功，将机械能转化为空气的内能，空气的内能增加，玻璃筒内的空气温度升高，空气的内能是通过做功的方式改变的。
[5][6]燃烧属于发光发热的化学变化，硝化棉燃烧时化学能转化为内能。
23． 乙丙 甲乙 温度计示数的变化 a 水
【详解】（1）[1]比较不同燃料的比值，应选择不同种类的燃料给相同的液体加热，所以选择乙丙两个装置。
[2]比较不同物质的比热容，应用相同的热源给不同的液体加热，所以选择甲乙两个装置。
（2）[3]比较不同燃料的热值时，燃烧不同燃料给水加热，水吸收的热量相同，则温度计的示数相同，吸收的热量不同，则温度计的示数不同，所以通过观察温度计的示数可比较燃料燃烧时放出热量的多少。
[4]由表格数据知，燃烧相同质量的燃料a、b给初温相同、质量相同的水加热，a燃料加热的水末温更高，水吸收的热量更多，说明a燃料放出的热量更多，据知，a燃料的热值更大。
（3）[5]加热相同时间时，相同热源放出的热量相等，水和食用油吸收的热量相同，食用油升温更高，说明食用油的吸热能力较弱，水的吸热能力较强。
24．（1）；（2）
【详解】解：（1）由可得，0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为
（2）由题意可知，水吸收的热量为
由得，水升高的温度为
答：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是4.2×107J；
（2）若这些热量全部被质量为200kg的水吸收，则水升高的温度是50℃。
25．8.4×109J；2×104kg
【详解】解：每储存100m3的天然气相当于储存的能量
由题意可知，水吸收的热量
由得水的质量
答：从物理角度来看，则每储存100m3的天然气就相当于储存了8.4×109J的能量；若这些天然气完全燃烧放出热量的80%被水吸收，可以使2×104kg的水从20℃升高到100℃。
26．（1）；（2）20000
【详解】解：（1）125kg燃料油完全燃烧能放出的热量为
（2）水吸收的热量
由
得
答：（1）125kg燃料油完全燃烧能放出热量；
（2）如这些热量的84%被水吸收，可将的水从20℃升高到70℃。
27．（1）3.15×109J；（2）1.0×104kg
【详解】解：（1）由题意可知，1m3可燃冰分解后，可释放出约150m3天然气，则1m3可燃冰释放出的天然气完全燃烧，放出的热量约为
（2）若上述热量 80%被水吸收，水吸收的热量为
由可得，水的质量为
答：（1）1m3可燃冰释放出的天然气完全燃烧，放出的热量约是3.15×109J；
（2）若上述热量 80%被水吸收，可将1.0×104kg的水从25℃加热至85℃。
28．（1）；（2）50%
【详解】解：（1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为
（2）某氢能源公交车所做的有用功为
则该氢能源公交车的效率为
答：（1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为；
（2）该氢能源公交车的效率为50%。
29．(1)4.2×107J；(2)2.1×107J；(3)50%
【详解】解：(1)由热值计算公式可知，0.6m3天然气完全燃烧放出的热量为
Q放=Vq=0.6m3×7.0×107J/m3=4.2×107J
(2)由吸热公式可知水吸收的热量为
(3)燃气灶的效率为
答：(1)0.6m3天然气完全燃烧放出的热量Q放为4.2×107J；
(2)水吸收的热量Q吸为2.1×107J；
(3)燃气灶的效率为50%。