第十四章 内能的利用自我评估 课时练习 （含解析）2023-2024学年物理人教版九年级全一册

第十四章 内能的利用自我评估
注意事项:本试卷共4个大题,15小题,满分60分,考试时间45分钟。
一、填空题(本题共5小题,每空1分,共10分)
1.作为汽车发动机的汽油机,一个工作循环是由四个冲程组成的,其中压缩冲程是通过　 　的方式使汽缸内的气体内能增加。小明同学阅读了某牌号汽车发动机的说明书后,将内燃机的能量流向制成如图所示的图表,根据给出的信息可知,该内燃机的效率最大为　 　。
2.把易拉罐剪开,做成如图所示的热风车,点燃蜡烛会使它上方的风车旋转起来。请你从能量角度来解释这个实验现象:蜡烛燃烧,　 　转化为内能,使烛焰周围空气受热膨胀,形成上升的气流对风车做功,将内能转化为　 　,风车不断地转动。
3.如图1,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2中汽油机　　　　(填字母)冲程的能量转化情况相同。
4.双能源(汽油和天然气)汽车以其经济、污染小等优点备受人们青睐。(已知汽油的热值为3.2 ×107 J/L、天然气的热值为7.2×107 J/m3)
(1)内燃机是汽车的“心脏”,它是把内能转化为　 　能的机器;
(2)完全燃烧9 L汽油放出的热量与完全燃烧 　 　m3的天然气放出的热量相等。
5.柴油机的飞轮转速是3600转/分,则每秒钟柴油机完成　 　次工作循环、燃气对活塞做功　 　次。
二、选择题(本题共6小题,每小题3分,共18分,每小题只有一个选项符合题目要求)
6.冬季煤炭的需求量增加,判定煤炭价格高低需根据一个重要物理量是 ( )
A.密度 B.比热容
C.热值 D.热量
7.关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法:
①在做功冲程中,是机械能转化为内能;
②在做功冲程中,是内能转化为机械能;
③只有做功冲程是燃气对外做功;
④汽油机和柴油机的点火方式相同。
以上说法正确的是 ( )
A.只有②③
B.只有①③
C.只有②④
D.只有②③④
8.图为一台四缸发动机,其主要技术指标如表所示。其中排量等于四个汽缸工作容积的总和;汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积,又称单缸排量,它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(即冲程长);转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。下列计算不正确的是 ( )
排量 2.0 L
输出 功率 120 kW
转速 6000 r/min
A.该发动机在1 s内做功1.2×105 J
B.单缸排量V为0.5 L
C.在每个做功冲程里,发动机做功600 J
D.在做功冲程里,燃气对活塞的压强为1.2×105 Pa
9.公园改善了城市生活环境,提高了市民生活质量。夏天公园内鸟语花香、气温宜人、游人如织,下列对人们在湿地公园的感知解释错误的是 ( )
A.闻到公园内阵阵花香,是分子无规则运动的结果
B.走在五彩缤纷路上,觉得路面热得发烫,而在湖边感到湖水凉爽,是因为水的比热容比沙石的比热容大
C.摆渡船的内燃机使用的燃料属于不可再生能源
D.游客手里的冰棒吸热,内能增加,温度一定会升高
10.陨石落向地球,在加速下落的过程中,陨石与大气剧烈摩擦而燃烧,犹如一颗火球扑向地面。陨石下落过程中,其能量的变化情况是 ( )
A.动能增大、内能增大
B.动能增大、内能减小
C.动能减小、内能增大
D.动能减小、内能减小
11.小叶同学用酒精灯对冰块加热,研究冰的熔化现象。图中,甲、乙两条图线中的一条,是他依据实验数据绘制而成。已知m冰=0.1 kg,c水=4.2×103 J/(kg·℃),c冰=2.1×103 J/(kg·℃)。下列分析正确的是 ( )
A.小叶绘制的是乙图线
B.0~1 min内冰块吸收的热量为2.1×103 J
C.1~3 min内温度不变,说明冰块没有吸收热量
D.如果酒精完全燃烧,酒精灯的加热效率可以达到100%
三、实验探究题(本题共2小题,第12题10分,第13题6分,共16分)
12.阅读短文,回答问题。
在我国,随着人民生活水平的不断提高,汽车已经走进了很多普通的家庭。汽车上许多地方都用到了物理知识,下面关于汽车的一些问题,请你补充完整。
(1)下列现象所对应的解释不合理的是　。
A.打开油箱盖会闻到汽油的味道——扩散现象
B.环保汽车使用气体燃料——减少对大气的污染
C.空调车车窗玻璃设计为双层——减少车内外热量的传递
D.小排量的车一般经济省油——发动机的效率低
(2)汽油机的压缩冲程中能量转化是　 　。
(3)一台单缸四冲程汽油机,若飞轮转速是1200 r/min,该汽油机每秒钟内完成　 　个冲程,做功　 　次。
(4)若汽车油箱的容积为 60 dm3, 油箱内装的是密度为0.71×103 kg/m3、热值为4.6 ×107 J/kg的汽油,当该车以20 m/s的速度匀速行驶 100 km时所消耗的汽油为5 kg,汽车发动机的输出功率为12 kW,则汽车发动机的效率为　 　。
13.在“比较不同燃料燃烧时放出的热量”实验中,小明选用了酒精和煤油为燃料进行实验。
(1)小明使用测量工具量取了等　　　　(选填“质量”或“体积”)燃料利用如图甲和乙的实验装置进行实验。
(2)待燃料燃烧相同时间后,小明发现图乙中的水升高的温度较高,这　　　　(选填“能”或“不能”)说明煤油的热值大。
(3)小明利用如图丙器材继续实验,并对比图丙和图甲探究水和煤油的比热容大小。经过正确的数据采集,小明得到了如图丁所示的图像,根据图像,他得出了与事实相反的实验结论,你认为他在实验中遗漏的操作是　　　　(选填“没有控制酒精燃料的质量相同”或“没有控制水和煤油的质量相同”)。
四、计算题(本题共2小题,第14题7分,第15题9分,共16分)
14.2022年11月,神舟十五号载人飞船与长征二号F运载火箭组合体发射升空。本次发射任务是把三名航天员送上太空,完成为期三个月的在轨驻留任务,参与建设我国空间站。若长征二号F运载火箭在此次发射任务中,以8×106 N的推力将起飞质量480吨的火箭在100秒的时间内沿直线推到6×104 m的高度。已知火箭燃料的热值q=4×107 J/kg。
(1)求火箭发动机推力的平均功率。
(2)在上述过程中总共消耗30 t燃料,则火箭发动机的效率是多少
15.汽车出厂前需要测试,某次检测过程中,汽车保持恒定功率在水平路面做直线运动,测得其速度随时间变化的图像如图所示,汽车运动中所受阻力不变,发动机效率为40%,加速至2 s时牵引力为3000 N,10 s后油箱还剩10 L汽油(汽油热值q=3.3×107 J/L)。求:
(1)10 s内牵引力做的功。
(2)运动中汽车受到的阻力。
(3)10 s后该车最多还能继续行驶的路程。
第十四章 内能的利用自我评估参考答案
1.做功　30%
2.化学能　机械能
3.做功　B
【解析】图1,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B是汽油机的压缩冲程。
4.(1)机械
(2)4
5.30　30
6.C　7.A
8.D　【解析】W=Pt=1.2×105 W×1 s=1.2×105 J,故A正确;单缸的排量为2.0 L÷4=0.5 L,故B正确;转速为6000 r/min,所以每秒转100圈,四缸每转2圈对外做功4次,每转1圈做功2次,所以1秒做功200次,每次做功W'==600 J,故C正确;由W=Fs=pS·2l=pV可得: p===1.2×106 Pa,故D错误。
9.D　10.A　11.A
12.(1)D
(2)机械能转化为内能
(3)40　10
(4)26%
13.(1)质量
(2)不能
(3)没有控制水和煤油的质量相同
14.【解】(1)推力做功:W=Fs=8×106 N×6×104 m=4.8×1011 J
推力的平均功率:P===4.8×109 W
(2)燃料完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=30×103 kg×4×107 J/kg=1.2×1012 J
则发动机的效率:
η=×100%=×100%=40%
15.【解】(1)加速至2 s时牵引力F1=3000 N,由图知此时速度v1=15 m/s,汽车功率:
P=F1v1=3000 N×15 m/s=4.5×104 W
由题知,汽车保持恒定功率在水平路面做直线运动,10 s内牵引力做的功:
W牵=Pt=4.5×104 W×10 s=4.5×105 J
(2)由图知,汽车在10 s后做匀速直线运动,速度v2=30 m/s,
由P=Fv得此时牵引力:
F2===1.5×103 N
此时汽车受到的牵引力和阻力为一对平衡力,则:
阻力f=F2=1.5×103 N
(3)10 s时剩余汽油的体积V=10 L,完全燃烧放出的热量:
Q放=Vq=10 L×3.3×107 J/L=3.3×108 J
由η=×100%得,做的有用功:
W=η×Q放=40%×3.3×108 J=1.32×108 J
由W=F2s得,行驶路程:
s===8.8×104 m=88 km
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