人教版 九年级物理 第14章 内能的利用 综合训练（含答案解析）

人教版 九年级物理 第14章 内能的利用 综合训练
一、选择题（本大题共10道小题）
1. 下列说法不正确的是(　　)
A. 能量在转化过程中是守恒的，所以能源是“取之不尽，用之不竭”的
B. 植物的光合作用是将光能转化为化学能
C. 为节约能源，我们应该从小养成“人走灯关”的好习惯
D. 在能源的利用中，总会有一部分能量未被利用就损失了
2. 一台单缸四冲程汽油机飞轮的转速是800 r/min，做功冲程中燃气推动活塞一次做功1500 J，那么这台汽油机的功率为(　　)
A．10 kW B．15 kW
C．20 kW D．1200 kW
3. 有甲、乙两台汽油机，甲的功率是乙的1.5倍，甲的效率为20%，乙的效率为25%，那么甲与乙每小时消耗油量之比为(　　)
A．6∶5 B．15∶8 C．5∶6 D．8∶15
4. 2018·益阳 关于热机的效率，下列说法正确的是(　　)
A．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
B．热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越多
C．热机的效率越高说明做功越快
D．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的
5. 如图所示是某内燃机能量流向图，该内燃机的热机效率是(　　)
A．25% B．35% C．40% D．75%
6. 2018·济南 自然界的能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从一种形式转化为其他形式。以下事例中，能量发生了转移的是(　　)
A．用太阳能电池给十字路口的红绿灯供电
B．电动共享汽车在电动机驱动下加速前进
C．水库中的水从高处泻落冲击水轮机转动
D．流星从夜空快速地滑过发出耀眼的光亮
7. 下列关于内燃机说法正确的是(　　)
A.柴油机吸气冲程吸入的是柴油和空气的混合物
B.汽油机汽缸顶部有喷油嘴
C.做功冲程中内能转化为机械能
D.内燃机功率越大，效率越高
8. 四冲程汽油机的剖面图如图所示，依靠飞轮惯性使活塞向上运动完成的冲程是(　　)
①吸气冲程 ②压缩冲程 ③做功冲程 ④排气冲程
A．①和②　B．③和④　C．①和③　D．②和④
9. 某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9 km，用时5 min45 s，消耗燃油1.5 kg，已知汽车的牵引力是2000 N，燃油的热值为4.6×107 J/kg，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是(　　)
①汽车行驶速度是20 km/h
②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107 J
③汽车牵引力做功的功率是30 kW
④汽车发动机的效率是20%
A.只有①和② B.只有②和③
C.只有①和④ D.只有②和④
10. 小明将铁丝快速弯折十余次，铁丝弯折处的温度会升高，如图7所示四个事例中能量转化与之相同的是(　　)
A．甲、丙 B．甲、丁
C．乙、丙 D．乙、丁
二、填空题（本大题共8道小题）
11. 中华艺术“烙画”相传起源于秦朝，即用火烧铁杆(现代发展为烙铁)在物体上熨出烙痕作画。电烙铁通电升温的过程是能的________过程，“画布”升温的过程是能的________过程。(均选填“转化”或“转移”)
12. 如图所示为“长征六号”运载火箭，它首次采用了我国最新研制的大推力液氧煤油发动机。煤油燃烧推动火箭的过程中能量转化情况是________________________________________________________________________。
13. 如图所示，瓶子里装有少量的水，用力打气，瓶塞向上跳起，瓶内有白雾产生．白雾是________________形成的．瓶塞向上跳起过程中，瓶内气体______________________________，温度降低，内能减小；其能量转化情况与四冲程汽油机的__________冲程相同．
　　　　
14. 四冲程汽油机在工作过程中，将内能转化为机械能的是________冲程，如果汽油机的转速表显示3000 r/min，那么该汽油机每秒内做________次功。给汽车加油时能闻到汽油的味道说明_________________________________________________________________。
15. 在火力发电站内，锅炉是将燃料的________转化为内能，蒸汽轮机是将内能转化为机械能。燃料的能量经锅炉、蒸汽轮机和发电机最终转化为________能。若锅炉、蒸汽轮机和发电机的效率分别为η1＝50%、η2＝70%和η3＝80%，则火力发电站的效率为______。
16. 2019·绵阳 标准大气压下，将质量为1.0 kg的水从20 ℃加热到沸腾，水吸收的热量是______J。小明家天然气热水器的热效率是84%，他某次洗澡，耗水40 kg，自来水进热水器时的温度是24 ℃，出热水器时的温度是40 ℃，小明这次洗澡消耗天然气________m3。[已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值是3.2×107 J/m3]
17. 2019·无锡 用煤气灶将质量为4 kg的水，从25 ℃加热到50 ℃，水吸收的热量为__________J。若水吸收的热量等于煤气燃烧所放出的热量，则需要完全燃烧________kg的煤气。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q煤气＝4.2×107 J/kg]
18. 如图所示是汽油机两个冲程的示意图，其中图____________中的冲程为汽车提供了动力。汽油机在吸气冲程吸入汽缸的是__________(选填“空气”或“汽油和空气的混合物”)。
三、实验题（本大题共2道小题）
19. 小柯同学自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系，他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1 min记录一次杯中水的温度(见下表)。
(1)在安装、调整图甲中实验器材时，合理的顺序是先调整固定________的位置，再调整固定________的位置。(均选填图中的“A”或“B”)
(2)为保证实验便捷、可靠，实验时应控制两套装置中的一些量相同，主要有：加热时间、水的________和________。
(3)通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________。
(4)小柯同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量并记录了数据，利用公式Q吸＝cm(t－t0)计算出水吸收的热量，同组的小红同学认为通过这些数据不能准确地计算出煤油和菜籽油的热值，她的理由是
________________________________________________________________________。
(5)已知酒精的热值为3.0×107 J/kg，完全燃烧20 g酒精放出的热量是________J。
20. 木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧，得到了下表的数据：
(1)从表中的数据可以得到：相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是________的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越________。
(2)从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料，______________________和________的比值是不变的，这个不变的比值反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称为________，它是用来描述燃料完全燃烧时，释放热量能力大小的物理量。
(3)完全燃烧0.01 m3的天然气放出的热量是________J；如果这些热量完全用于加热水，可使________kg的水温度升高10 ℃；实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多，原因是用燃气灶烧水时，除了水吸收的热量外，一部分传给了盛水的容器，另外一部分传给了________(答一个即可)。[q天然气＝4.2×107 J/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(4)在烧水过程中，人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收，为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例，物理中引入________来描述，我们总是希望它的值越________越好。
人教版 九年级物理 第14章 内能的利用 综合训练-答案
一、选择题（本大题共10道小题）
1. 【答案】A　【解析】能量在转化过程中是守恒的，但能源不是“取之不尽，用之不竭”的，故A错误．故选A.
2. 【答案】A　[解析] 汽油机飞轮的转速为800 r/min，即每分钟飞轮转动800圈，完成400个工作循环，对外做功400次。做功冲程中，推动活塞一次做功1500 J，1 min做功为W＝1500 J×400＝6×105 J，这台汽油机的功率：P＝＝＝1×104 W＝10 kW。
3. 【答案】B　[解析] 因为＝20%，＝25%，所以＝×＝×＝。
4. 【答案】A　[解析] 柴油机的效率一般要高于汽油机，柴油机多用在重型机器上，故A正确；热机效率越高，所做有用功与燃料完全燃烧放出的能量的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多，故B错误；热机效率是指有用能量在燃料完全燃烧放出的热量中所占的比值，功率表示热机做功的快慢，两者没有必然联系，故C错误；在热机的各种能量损失中，废气带走的热量最多，故D错误。
5. 【答案】B　[解析] 热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，即做有用功的能量在燃料完全燃烧产生的能量中所占的百分比，所以该内燃机的热机效率应为η＝1－25%－40%＝35%。
6. 【答案】C　[解析] 水库中的水从高处泻落冲击水轮机转动，是水的机械能变成水轮机的机械能，能量的形式没有变化。
7. 【答案】C　
8. 【答案】D　[解析] 依靠飞轮惯性完成的冲程有吸气冲程、压缩冲程和排气冲程。活塞向上运动，且靠飞轮惯性完成的冲程是压缩冲程和排气冲程，故D正确。
9. 【答案】D　[解析]汽车行驶的速度为v===20 m/s=72 km/h，故①错误;消耗的燃油完全燃烧放出热量Q=qm=4.6×107 J/kg×1.5 kg=6.9×107 J，故②正确;汽车牵引力的功率P=Fv=2000 N×20 m/s=40×103 W=40 kW，故③错误;汽车发动机的效率η====20%，故④正确。故选D。
10. 【答案】A　[解析] 反复弯折铁丝，铁丝弯折处温度升高，这是机械能转化为内能，使铁丝的内能增加。
甲：迅速将活塞下压，活塞对空气做功，使空气的内能增大，温度升高，达到棉花的着火点后，棉花就会燃烧，此过程机械能转化为内能。
乙：酒精燃烧后产生的高温高压的燃气，对外做功，使盒盖飞出去，此过程内能转化为机械能。
丙：汽油机压缩冲程中，活塞压缩汽缸内混合物，使混合物的内能增加，此过程机械能转化为内能。
丁：汽油机做功冲程中，高温高压的燃气体积膨胀，对外做功，此过程内能转化为机械能。
故与弯折铁丝，弯折处温度升高能量转化相同的是甲和丙。
二、填空题（本大题共8道小题）
11. 【答案】转化　转移　[解析] 电烙铁通电升温的过程中，将电能转化为内能，所以属于能量的转化过程；“画布”升温的过程中，能量的形式不变，因此是能的转移过程。
12. 【答案】化学能先转化为内能，内能再转化为机械能
[解析] 煤油燃烧过程中将化学能转化为燃气的内能；燃气对火箭做功，内能又转化为机械能。
13. 【答案】水蒸气液化　膨胀对外做功(或部分内能转化为瓶塞的机械能)　做功
14. 【答案】做功　25　汽油分子在不停地做无规则运动
15. 【答案】化学能　电　28%
[解析] (1)在火力发电站内，锅炉是将燃料的化学能转化为内能，蒸汽轮机是将内能转化为机械能。燃料的化学能经锅炉、蒸汽轮机和发电机最终转化为电能。
(2)已知锅炉、蒸汽轮机和发电机的效率分别为η1＝50%、η2＝70%和η3＝80%，所以火力发电站的效率为η＝η1η2η3＝50%×70%×80%＝28%。
16. 【答案】3.36×105　0.1　[解析] 水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1.0 kg×(100 ℃－20 ℃)＝3.36×105 J。他某次洗澡时水吸收的热量：Q吸′＝cm′Δt′＝4.2×103 J/(kg·℃)×40 kg×(40 ℃－24 ℃)＝2.688×106 J；由η＝可得，天然气放出的热量：Q放＝＝＝3.2×106 J，由Q放＝Vq可得，消耗天然气的体积：V＝＝＝0.1 m3。
17. 【答案】4.2×105　0.01　[解析] 水吸收的热量Q吸＝c水m1Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)×4 kg×(50 ℃－25 ℃)＝4.2×105 J；若水吸收的热量等于煤气燃烧所放出的热量，即Q吸＝Q放＝4.2×105 J，由Q放＝qm可得，煤气质量m2＝＝＝0.01 kg。
18. 【答案】乙　汽油和空气的混合物
[解析] 由图可知，图甲中两个气门都关闭，活塞上行，为压缩冲程；图乙中，两个气门都关闭，活塞下行，为做功冲程。为汽车提供动力的冲程是做功冲程；在吸气冲程中汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物。
三、实验题（本大题共2道小题）
19. 【答案】(1)B　A　(2)质量　初温　(3)煤油　
(4)燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收　
(5)6×105
[解析] (1)实验前，首先调整好实验装置，根据酒精灯外焰的高度调整铁架台的高度，根据烧杯和烧杯中水的高度调整温度计的高度，因此是先固定B，再固定A。
(3)甲、乙两套装置中，水的质量和初温相同，由Q＝cmΔt知，加热相同时间，末温高的物质吸收的热量较多；相同的加热设备，相同时间内，消耗的燃料质量相同，由Q＝qm知，水的末温越高，对应燃料的热值较大。
(4)因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收，存在热损失，所以通过计算得出的热值比实际值要小，因此这样的计算结果不可靠。
(5)完全燃烧20 g酒精放出的热量：Q放＝mq＝20×10－3 kg×3.0×107 J/kg＝6×105 J。
20. 【答案】(1)不同　多　(2)完全燃烧放出的热量　质量　热值
(3)4.2×105　10　空气(或燃气灶)
(4)热效率　高