2020-2021学年人教版 九年级 物理 第十四章 内能的利用 综合训练（含答案）

人教版 九年级 物理 第十四章 内能的利用 综合训练
一、选择题
1. 世界上还有许多欠发达地区至今用不上电．美国哈佛大学的学生设计制作了一种发电足球．球在被踢的过程中，其内部装置能够发电，并将产生的电能储存在蓄电池中，用来点亮LED灯．该过程中的能量转化形式是（ ）
A. 动能→电能→化学能→光能
B. 电能→动能→化学能→光能
C. 动能→电能→光能→化学能
D. 电能→动能→光能→化学能
2. 2019年8月19日晚20时03分，我国在西昌卫星发射中心成功发射中星18号卫星。发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有(　　)
A．较低的凝固点 B．较低的沸点
C．较大的比热容 D．较大的热值
3. 下图是两个演示实验的示意图，图甲是在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉，用力把活塞迅速下压，硝化棉就会立即燃烧；图乙是给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡胶塞迅速冲出试管口。根据实验现象判断下列说法中正确的是(　　)
A．图甲中活塞下压过程中，筒内气体的内能减小
B．图甲中活塞下压过程的能量转化与内燃机压缩冲程能量转化相同
C．图乙中水蒸气推动橡胶塞迅速冲出试管口的过程中，水蒸气的内能增加
D．图乙中水蒸气推动橡胶塞过程的能量转化与内燃机压缩冲程的能量转化相同
4. 有经验的柴油机维修师，不用任何仪器，只是靠近柴油机排气管口观察和用鼻子闻一下，并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度，就能初步判断这台柴油机的节能效果。在同样负荷的情况下，关于柴油机的节能效果，下列判断正确的是(　　)
A．尾气的温度越高，柴油机越节能
B．尾气的温度越低，柴油机越节能
C．尾气的柴油味越浓，柴油机越节能
D．尾气的颜色越黑，柴油机越节能
5. 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
6. 2018·内江 根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是(　　)
A．随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的
B．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后冲上右斜面
C．电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去
D．出枪膛的子弹射穿木板后，以更大的速度继续运动
7. 如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是(　　)
A．吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸
B．压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小
C．做功冲程中，燃料释放的能量绝大部分转化为机械能
D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分
8. 2019·江西 如图所示是小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作，由此他联想到热机的四个冲程，以下与做功冲程最相似的是(　　)
二、填空题
9. 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”)
10. 2019年6月5日，我国首次用固体燃料运载火箭把“文昌物联一号”卫星成功送上太空。火箭发射时要选用热值　　　(选填“大”或“小”)的固体燃料，燃料的质量减少，热值　　　(选填“变小”或“不变”)。?
11. 2018·黑龙江 一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6×106 J，这些能量相当于完全燃烧0.55 kg的干木柴才能得到，则干木柴的热值为__________J/kg，干木柴用掉一半后，剩余干木柴的热值将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
12. 2019·宜昌 汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为________能，这些能量不能自动地用来驱动汽车；而有些新能源汽车有“动能回收装置”，即在刹车时带动发电机工作，将汽车的动能转化为________能并为电池充电，之后电池又可以再次驱动汽车。
13. 如图所示是汽油机的　　　冲程。在压缩冲程中，是通过　　　　方式增加燃气的内能。汽油机的转速为3000 r/min，则1 s内汽油机对外做功　　　　次。?
14. 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]
15. 合理分类和利用垃圾可以保护环境、变废为宝。在一定条件下，1 t生活垃圾能“榨”出140 kg燃料油。若燃料油的热值为4.0×107 J/kg，某城镇每天产生50 t生活垃圾，则这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量为　　　　　J。在标准大气压下，这些热量的30%被500 m3、30 ℃的水吸收，则水温能升高　　　　℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)，ρ水=1.0×103 kg/m3]?
16. 如图所示是小孩子在玩滑梯时的情景。
(1)若不计摩擦和空气阻力，小孩在下滑过程中机械能________。
(2)若小孩从滑梯上匀速滑下，在这一过程中，他的机械能________。
(3)若小孩从滑梯上滑下时，臀部有灼热感，在这一过程中，________能转化为________能。
(4)根据能量守恒定律，若小孩开始下滑时具有1400 J的机械能，而滑到中点时他只剩1150 J的机械能，设小孩受到的摩擦力大小不变，那么滑到滑梯底部时他的动能为________J；整个过程有________J的机械能转化为内能。
三、实验题
17. (1)完全燃烧1.4 g酒精释放的热量是完全燃烧0.7 g酒精释放热量的________倍。0.7 g酒精完全燃烧释放的热量是2.1×104 J，这些热量全部被100 g的液体A吸收，液体的温度升高了50 ℃；若完全燃烧1.4 g酒精释放的热量全部被200 g的液体A吸收，则液体的温度升高了Δt＝________℃(不考虑散热)。
(2)现用如图所示装置加热200 g的液体A，燃烧了1.4 g酒精，液体升高的温度小于Δt，有哪些原因会导致这个结果？____________________________________________________________________。
18. 如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10 g，烧杯内的液体质量也相同。
(1)比较不同燃料的热值，应选择________两图进行实验，实验中通过观察__________________比较两种燃料的热值；比较不同物质的比热容，应选择________两图进行实验，实验中通过比较____________________来比较液体吸热的多少。
(2)比较不同物质的比热容，选用图中适合的装置加热相同时间后，液体a升温多，由此可知：质量相同的液体a与b，升高相同的温度时，液体a吸收的热量________(选填“大于”“等于”或“小于”)液体b吸收的热量。
(3)若图甲烧杯中为50 mL的水，10 g酒精完全燃烧使温度计示数升高了20 ℃。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
①水吸收的热量为____________。
②若酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则计算出酒精的热值是____________。
③算出的酒精的热值与标准值相比________(选填“偏大”“偏小”或“一样大”)。
四、解答题
19. 混合动力汽车具有节能、低排放等优点，成为汽车研究与开发领域的重点．某新型混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量．当需要高速行驶或蓄电池的电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电．车速与所受阻力的关系如图所示．在某次测试中，由内燃机提供能量，汽车以50 km/h的速度匀速行驶了0.5 h，同时蓄电池的电能增加了5.4×107 J，求：
(1)汽车牵引力做的功；
(2)若所用燃料的热值是4.5×107 J/kg，测试过程中消耗8 kg的燃料(假设燃料完全燃烧)，则放出的总热量是多少？
(3)内燃机工作时转化成电能的效率．
20. 某台单缸四冲程内燃机的活塞面积是120 cm2，一个冲程长是0.3 m，做功冲程中燃气对活塞的平均压强是5×105 Pa，曲轴的转速是300 r/min。求：
(1)内燃机每分钟做的功。
(2)内燃机的功率是多大。
21. 如图所示是一款新型四轮沙滩卡丁车，其满载时的质量为600 kg，每个车轮与沙滩接触的面积为500 cm2，卡丁车满载时在水平沙滩上匀速直线运动，10 min行驶6 km，它的发动机功率恒为11.5 kW。(g取10 N/kg)
(1)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时，它对沙滩的压强为多大?
(2)此次行驶中卡丁车所受的阻力为多大?
(3)该卡丁车以汽油为燃料，若在这次行驶中消耗汽油0.6 kg，求该卡丁车汽油机的效率。(q汽油=4.6×107 J/kg)
人教版 九年级 物理 第十四章 内能的利用 综合训练-答案
一、选择题
1. 【答案】A　【解析】本题考查能量转化情况．被踢的足球由于运动而具有动能，球在被踢的过程中，内部装置能够发电，是将动能转化为电能；将产生的电能储存在蓄电池中，是将电能转化为化学能；用蓄电池来点亮LED灯，是将化学能转化为光能．故选A.
2. 【答案】D
3. 【答案】B　
4. 【答案】B　[解析] 尾气的温度高，说明散失的热量多，柴油机的效率低；反之，尾气的温度低，说明柴油机的效率高，即节能。尾气的柴油味浓、颜色黑都说明柴油没有充分燃烧，浪费了燃料，这种情况下柴油机的效率较低。
5. 【答案】B　[解析] 因为＝20%，＝25%，所以＝×＝×＝。
6. 【答案】B　[解析] 永动机违反了能量守恒定律，不可能制成，故A错误；两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，由于具有动能，会继续冲上右斜面，故B正确；沸腾是一种吸热的物态变化，断电后，水不能再吸收热量，水的沸腾会停止，故C错误；子弹射穿木板时，由于摩擦做功会使它的动能减小，速度变小，故D错误。
7. 【答案】A　[解析] 汽油机在吸气冲程中，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸，故A正确；在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，气体的内能变大，此过程是机械能转化为内能的过程，故B错误；在做功冲程中，燃料燃烧释放的内能大部分需要克服摩擦、发生热传递而散失，只有少部分转化为机械能，故C错误；在排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的大部分，故D错误。
8. 【答案】C　[解析] 小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作中，鼻孔吸气相当于吸气冲程，气沉丹田相当于压缩冲程，打完收工相当于排气冲程，排山倒海时对外做功，相当于做功冲程。
二、填空题
9. 【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。
10. 【答案】大　不变
11. 【答案】1.2×107　 不变
[解析] (1)干木柴的热值：q＝＝＝1.2×107 J/kg；(2)热值是燃料本身的特性，其大小与燃料的质量无关，用掉一半后，干木柴的热值仍为1.2×107 J/kg。
12. 【答案】内　电
13. 【答案】做功　做功　25
[解析]进气门、出气门关闭，活塞向下，为做功冲程;压缩冲程中通过做功的方式增加燃气的内能;转速为3000 r/min，则每秒钟转50转，一个完整的工作循环包含四个冲程、曲轴和飞轮转动两周、一次对外做功，则可知1 s内汽油机对外做功25次。
14. 【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。
15. 【答案】2.8×1011　40
16. 【答案】(1)守恒　(2)减小　
(3)机械　内　(4)900　500
三、实验题
17. 【答案】(1)2　50
(2)加热过程中的各种热损失、燃料没有完全燃烧等
[解析] (1)热值是燃料的一种特性，同种燃料热值相同，根据Q＝mq可知，1.4 g是0.7 g的2倍，所以完全燃烧1.4 g酒精释放的热量是完全燃烧0.7 g酒精释放热量的2倍；液体A的比热容不变，则完全燃烧1.4 g酒精释放的热量使200 g液体A升高的温度与完全燃烧0.7 g酒精释放热量使100 g液体A升高的温度相等。(2)液体实际升高的温度小于Δt的原因：加热过程中有各种热损失；燃料没有完全燃烧等。
18. 【答案】(1)甲、乙　温度计示数的变化　甲、丙
加热时间的长短
(2)小于
(3)①4.2×103 J　②4.2×105 J/kg　③偏小
[解析] (3)①50 mL水的质量：m水＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×50×10－6m3＝0.05 kg；水吸收的热量：Q吸＝cm水Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.05 kg×20 ℃＝4.2×103 J。②根据题意可知，Q吸＝Q放，由Q放＝qm可知，酒精的热值为q＝＝＝4.2×105 J/kg。③实际上，酒精不能完全燃烧，且燃烧放出的热量不能全部被水吸收，所以算出的热值比标准值小。
燃料完全燃烧放出的热量全部被吸收时，有Q吸＝Q放；燃料完全燃烧放出的热量部分被吸收时，有Q吸＝ηQ放。
四、解答题
19. 【答案】
解：(1)由v＝得：s＝vt＝50 km/h×0.5 h＝25 km＝2.5×104 m，
由图像可知，汽车速度为50 km/h时，所受阻力为4 000 N,
由于汽车匀速行驶，汽车的牵引力：F＝f＝4 000 N,
牵引力做功：W＝Fs＝4 000 N×2.5×104 m＝1×108 J；
(2)燃料完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝8 kg×4.5×107 J/kg＝3.6×108 J；
(3)增加的电能：W电＝5.4×107 J，
内燃机工作时转化为电能的效率：η＝×100%＝×100%＝15%.
20. 【答案】
(1)燃气对活塞的平均压力：
F＝pS＝5×105 Pa×120×10－4 m2＝6000 N，
一个做功冲程中燃气对活塞做的功：
W1＝Fs＝6000 N×0.3 m＝1800 J，
内燃机每分钟做功的次数：
n＝＝150次，
内燃机每分钟做的功：
W2＝nW1＝150×1800 J＝2.7×105 J。
(2)内燃机的功率：
P＝＝＝4500 W。
21. 【答案】
解:(1)卡丁车对沙滩的压强p=====3×104 Pa。
(2)由于卡丁车做匀速直线运动，则所受的阻力与发动机的牵引力大小相等，
卡丁车匀速行驶的速度v===10 m/s，
则卡丁车所受的阻力f=F牵===1.15×103 N。
(3)该卡丁车汽油机的效率η====25%。