第十四章 内能的利用 章末综合试题 2024-2025学年上学期初中物理人教版九年级

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内能的利用 章末综合试题
2024-2025学年上学期初中物理人教版九年级
一、单选题
1．如图所示描述的物理过程，下列分析正确的是（　　）
A．图甲：厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的温度升高，内能不变
B．图乙：瓶子内的空气推动塞子做功后，瓶子内空气的内能增大
C．图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增加
D．图丁：汽缸内的气体推动活塞向下运动，内能转化为机械能，气体内能减少
2．如图所示，将一盖好瓶盖的空矿泉水瓶的下半截用力拧几圈，瓶内上半截的气体被挤压导致体积变小、压强变大，此时再缓慢拧动瓶盖，某一瞬间瓶盖突然被猛烈弹出、同时瓶内出现了白雾。对此过程的下列分析正确的是（　　）
A．甲图中，用力拧瓶子下半截时，上半截的气体内能减小
B．甲图中，能量转化的过程和内燃机的做功冲程基本一致
C．乙图中，瓶盖被弹出时的原理和内燃机的排气冲程相同
D．乙图中，瓶内出现白雾是由瓶子内的水蒸气液化形成的
3．小明回到农村的奶奶家发现炉灶是用砖砌成的，在烧水做饭时砖的温度很高，于是他设想将炉灶壁改装成装水的容器，如图所示，这样在烧水做饭时也加热了炉灶壁内的水，下列说法正确的是（　　）
A．改装后燃料燃烧更充分 B．改装后提高了炉灶的加热效率
C．砖的温度很高，含有的热量很多 D．砖的温度很高，是通过做功改变内能的
4．下列提高燃料的利用率、节约燃料的措施中正确的是（　　）
A．充分利用余热，减少烟气带走热量
B．增大燃料燃烧面积，提供充足氧气
C．增大受热面积，受热物体尽量使用良导体
D．以上措施都正确
5．关于热机的效率，下列说法正确的是（　　）
A．热机的效率越高说明做功越快
B．热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越少
C．热机损失的能量中，主要是由于机械摩擦损失的，废气带走的能量较少
D．一般情况下蒸汽机的效率比汽油机的高
6．关于能量的转化和转移，下列说法错误的是（　　）
A．电池充电，电能转化为化学能
B．暖瓶塞被热气冲开，机械能转化为内能
C．电饭锅工作，电能转化为内能
D．冬天用热水袋捂手取暖，内能发生了转移
7．关于热机和能量守恒定律的说法中不正确的是（　　）
A．汽油机做功冲程中内能转化为机械能
B．汽油机的效率低于柴油机的效率
C．任何一种热机工作时要遵守能量守恒定律
D．蒸汽机的效率为6%～15%，工作时不遵守能量守恒定律
8．2023年10月31日北京航天飞行控制中心向“神舟十六号”飞船发出返回指令，“神舟十六号”穿过大气层时会进入黑障区（如图所示）。下列说法正确的是（　　）
A．返回舱与大气摩擦过程中，是通过热传递的方式增大内能的
B．返回舱进入黑障区的过程中，主要是将化学能转化为内能
C．返回舱在返回过程中会发生能量转化和转移，但能量的总量保持不变
D．返回舱减速下降过程中，返回舱的机械能增加
二、填空题
9．如图所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉，迅速向下压活塞，硝化棉就燃烧起来了，这一过程是通过 的方式将 能转化为内能的。汽油机的 冲程也发生了同样的能量转化。
10．小赫爸爸购买了一款户外燃气炉，准备周末和家人一起去户外野炊，该燃气炉烧水时，把1kg初温为20℃的水加热到100℃，燃烧了丁烷，则水吸收的热量为 J，假设丁烷完全燃烧，则燃气炉的效率为 。[水的比热容为，丁烷的热值为]
11．小军用天然气将体积为2L、初温为20℃的水加热到100℃，水吸收的热量是 J；若此过程的热效率为40%，则消耗天然气 m3。[，，q天然气＝4.0×107J/m3]
12．如图，这是班里的“智多星”小明同学制作的一款由形状记忆合金、5根轻杆、转轮、转轴、热水设计而成的装置，他设想轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动；离开热水，叶片形状迅速恢复。由此转轮便可以永不停息地自主转动下去。你认为这个设想 （选填“能”或“不能”）实现，判断的依据是： 定律。
13．小明书桌上摆放了一个有趣的科学玩具——牛顿摆，如图。当最左边的小球撞击紧密排列的另外四个球后，最右边的小球向右摆动；当最右边的小球撞击后，最左边的小球向左摆……，小明发现随着时间的推移两侧小球摆动的幅度越来越小，最后全部静止。上述现象中，能量是不是逐渐消失了？ 说说你的理由 。

14．让一系于橡皮筋一端的小球从某悬挂点O的正下方P点由静止释放如图甲所示，整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示；小球下落的速度v与下落高度h的关系如图丙所示（不考虑空气阻力）。已知该轻质橡皮筋每受到0.1N的拉力就伸长1cm，经测量小球从P点下落到a、b、c三点的距离分别为：ha=0.4m，hb=0.5m，hc=0.7m。
（1）小球从a点到c点的过程中，小球动能变化情况是 （变大/变小/先变大再变小/不变/先变小再变大）；
（2）当橡皮筋弹性势能最大时，小球处于 状态（平衡/非平衡）；
（3）实验中所用小球的重力为 N。由a点到b点，动能变化量 （大于/小于/等于）重力势能变化量。
三、实验题
15．如图所示，小悦用完全相同的甲、乙、丙三个装置研究不同物质的热学性质。三图中燃料的质量相同，烧杯内液体的质量和初温均相同。燃料a、b全部燃烧完所用的时间分别为8min、10min，且液体都未沸腾。
（1）甲图中，在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是：先调整固定 （选填“A”或“B”）的位置；
（2）为了比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验，实验中通过比较 （选填“加热时间”或“液体升高的温度”）来比较燃料燃烧放出热量的多少。若同时加热，则记录并比较两支温度计示数的最合理的时刻是 ；
A．5min时　　B．8min时　　C．10min时　　D．各自刚燃烧完时
（3）为了比较两种液体的比热容，需让它们升高相同的温度，通过比较 知道两种液体吸收热量的多少。
四、简答题
16．为了纪念伟大的物理学家爱因斯坦在100年前完成的三项重大科学发现，联合国把2005年定为“国际物理年”，在纪念活动中，小伟展示给大家一幅“特殊烧水装置”图，表达了他对自然界中能量转化规律的理解。
（1）请结合本图内容，说明能量在自然界中的转化规律。
（2）在生产、生活中有许多涉及多次能量转化的事例，请试举一例（至少涉及两次能量转化）
五、计算题
17．小汽车在平直的公路上匀速行驶6.9km，消耗汽油0.5kg，已知小汽车匀速直线行驶时受到的阻力为1000N。（汽油的热值）求：
（1）在此过程中该小汽车牵引力所做的功；
（2）该小汽车发动机的效率。
18．某汽车在水平地面上以25m/s的速度匀速行驶，行驶600s汽车发动机产生的牵引力所做的功为，消耗汽油1kg（假设汽油在发动机汽缸内完全燃烧，汽油热值取，）。针对这一过程，求：
（1）汽车行驶的路程；
（2）汽车受到的阻力；
（3）汽车发动机的效率。
参考答案：
1．D
A．图甲中厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加，故A错误；
B．图乙中瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，内能转化为机械能，空气的内能减小，故B错误；
C．试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气对活塞做功，内能转化为机械能，水蒸气的内能减小，故C错误；
D．图丁中汽缸内的气体推动活塞向下运动时，即做功冲程，内能转化为机械能，气体的内能减少，故D正确。
2．D
A．用力拧瓶子下半截时，外界对气体做功，上半截的气体内能增大，故A错误；
B．甲图中外界对气体做功，机械能转化为内能，能量转化的过程和内燃机的压缩冲程基本一致，做功冲程是将内能转化为机械能，故B错误；
C．瓶盖被弹出时的原理是气体对外做功，内能转化为机械能和内燃机的做功冲程相同，故C错误；
D．瓶内出现白雾是由瓶子内的水蒸气向外放热、温度降低后液化形成的，故D正确。
3．B
AB．由题意知，改装后还额外加热了炉灶壁内的水，减少了热量的散失，提高了炉灶的加热效率，但对燃料的充分燃烧没有影响，故A错误，B正确；
C．热量是过程量，不能“含有”，故C错误；
D．砖的温度很高，是因为砖吸收了热量，是通过热传递改变内能的，故D错误。
4．D
充分利用余热，减少烟气带走热量，可以减少额外功；增大燃料燃烧面积，提供充足氧气，可以使燃料充分燃烧，放出更多的热量；增大受热面积，受热物体尽量使用良导体，可以充分利用热量，可以减少热量散失。以上三种措施都可以提高燃料的利用率、节约燃料。
5．B
A．热机效率越高，代表能量利用率越高，与做功快慢无关，功率才是表示做功快慢的物理量，故A错误；
B．热机效率越高，代表做有用功的能量占燃料完全燃烧释放的能量的比例越高，所以做同样的功，即有用功相同，热机效率越高需要消耗的能量就越少，故B正确；
C．热机工作过程中废气带走的热量最多，故C错误；
D．汽油机的热机效率高于蒸汽机的热机效率，故D错误。
6．B
A．电池充电，将电能转化为化学能，储存在电池中，故A正确，不符合题意；
B．暖瓶塞被热气弹开，气体对外做功，将内能转化为机械能，故B错误，符合题意；
C．电饭锅工作电能转化为内能，故C正确，不符合题意；；
D．用热水袋取暖，内能发生了转移，是通过热传递改变物体的内能，故D正确，不符合题意。
7．D
A．汽油机做功冲程中，高温高压的燃气对外做功，将内能转化为机械能，故A正确，不符合题意；
B．由热机的特点可知，汽油机的效率低于柴油机的效率，故B正确，不符合题意；
CD．任何一种热机工作时要遵守能量守恒定律，蒸汽机也不例外，故C正确，不符合题意，D错误，符合题意。
8．C
A．返回舱与大气摩擦过程中，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，故是通过做功的方式增大内能的，故A错误；
B．返回舱进入黑障区的过程中，返回舱与大气摩擦，通过做功的方式将机械能转化为内能，故B错误；
C．根据能量守恒定律，返回舱在返回过程中与空气摩擦，将机械能转化为内能，会发生能量转化和转移，但能量的总量保持不变，故C正确；
D．返回舱减速下降过程中，与空气摩擦，将机械能转化为内能，速度减小、高度减小，动能和重力势能都减小，故返回舱的机械能减小，故D错误。
9． 做功 机械 压缩
[1][2][3]活塞下压的过程中，压缩筒内空气做功，机械能转化为内能，这是通过做功的方法来改变内能的；而汽油机的压缩冲程中，也是机械能转化为内能，所以这与四冲程汽油机的压缩冲程的能量转化相同。
10． 22.4%
[1]水吸收的热量
[2]丁烷完全燃烧放出的热量
燃气炉的效率
11． 6.72105 0.042
[1]水吸收的热量
[2]天然气的体积
12． 不能 能量守恒
[1][2]由于能量的转化或转移具有方向性，如果不给它提供热水，消耗热能或者如果热水变成了冷水，它也就不转了，因此永动机违背了能量守恒定律。
13． 不是 见解析
[1][2]小球在空气中运动以及和其它小球碰撞过程中，一部分机械能转化成了小球与空气的内能，导致小球的机械能不断变小，因而摆动的幅度会越来越小。
14． 先变大再变小 非平衡 1 小于
（1）[1]小球在下落的过程中，橡皮筋逐渐发生弹簧形变，橡皮筋所受弹力由小变大，当重力大于弹力时，小球受到合力向下，小球加速下落；当弹力等于重力时，小球受到合力为0，速度达到最大；当弹力大于小球重力时，合力向上，小球开始做减速运动。由此可知小球下落速度的变化情况是：先变大后变小；由于小球的质量不变，因此小球动能变化情况是先变大再变小。
（2）[2]当橡皮筋伸长量最大即弹性势能最大时，小球速度减小为0，小球受力不平衡，所以处于非平衡状态。
（3）[3]由图可知，在b点处时小球的速度是最大的，重力等于弹力；此时橡皮筋的伸长量为
Δh=hb-ha=0.5m-0.4m=0.1m
橡皮筋每受到0.1N的拉力就伸长1cm，则弹力为
因此小球的重力为1N。
[4]根据能量守恒可知，由a点到b点，小球减少的重力势能转化为小球的动能和橡皮筋的弹性势能，则小球的动能变化量小于重力势能的变化量。
15． B 甲、丙 液体升高的温度 D 加热时间
（1）[1]在实验中，需要用外焰加热，所以需要根据燃料的位置，首先确定B的位置，然后根据温度计的使用规则确定A的位置。
（2）[2][3]甲、丙两图，被加热的液体相同，燃料的种类不同，通过液体升高的温度可以比较燃料燃烧放出热量的多少。
[4]要比较两种燃料的热值大小，需要完全燃烧质量相同的两种燃料，所以应将两种燃料均燃烧完，记录并比较刚烧完时温度计的示数。
故选D。
（3）[5]为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的温度变化相同，通过比较加热时间知道液体吸收热量的多少，进而判断两种液体比热容的大小关系。
16．见解析
（1）太阳→西红柿：太阳能转化为化学能；人→车轮：人的能量转化为车轮的机械能；车轮→发电机：机械能转化为电能；发电机→电炉子：电能转化为内能；气体发声：内能转化为声能。规律：自然界中的能量是守恒的；能量既不会消灭，也不会创生；它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体；在转化和转移过程中，能量的总量不变。
（2）举例：火电站在工作过程中：燃料燃烧，化学能转化为内能，热机把内能转化为机械能；发电机把机械能转化为电能。
17．（1）6.9×106J；（2）30%
解：（1） 汽车匀速直线行驶，受平衡力的作用，根据二力平衡的知识可知，汽车的牵引力等于其受到的阻力，为1000N，故牵引力所做的功为
（2） 汽油放出的热量
该小汽车发动机的效率
答：（1）在此过程中该小汽车牵引力所做的功为6.9×106J；
（2）该小汽车发动机的效率为30%。
18．（1）；（2）；（3）
解：（1）汽车行驶的路程
（2）汽车匀速行驶，受到的阻力和牵引力大小相等。由可知
（3）汽油完全燃烧放出的热量
汽车发动机的效率
答：（1）汽车行驶的路程为；
（2）汽车受到的阻力为；
（3）汽车发动机的效率为。
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