第十四章 内能的利用 单元练习 2021---2022学年上学期人教版九年级物理（含答案）

内能的利用
单元练习
类型1　热机
1.某单缸四冲程汽油机每秒对外做功25次,则该汽油机飞轮的转速为　
　r/min。?
2.国外有个“六冲程引擎”的奇妙发明,这种引擎在完成普通四冲程工作后,将水注入汽缸,水会瞬间变成水蒸气,从而再次推动活塞运动,产生第五冲程。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器,变成可再次注入汽缸的水。下列说法中不正确的是(
)
A.第五冲程相当于吸气冲程
B.第五冲程中是内能转化为机械能
C.第六冲程主要是将水蒸气压入冷凝器,要依靠飞轮的惯性来完成
D.耗油差不多时该引擎的效率比普通内燃机引擎的效率高些
3.[烟台中考改编]如图所示,给试管里的水加热,水沸腾后,水蒸气推动橡皮塞冲出试管口,这个过程中能量的转化与下列选项中相同的是(
)
类型2　燃料的热值及热机效率的相关计算
4.我国自主研制的“红旗HQ3”无人驾驶汽车在某段平直公路上进行测试,汽车以18
m/s的速度匀速行驶了5
min,消耗燃油0.3
kg,汽车发动机的牵引力是1000
N。已知燃油的热值为4.5×107
J/kg,则消耗的燃油完全燃烧产生的热量是　　
　J,发动机的效率是　　
。?
5.一台单缸四冲程汽油机在一个工作循环中的平均功率是9.2
kW,该汽油机每分钟需燃烧汽油50
g,则该汽油机的效率是　
　(汽油的热值是4.6×107
J/kg)。?
6.“涡轮增压”是目前在各种汽油机和柴油机中采用的一项节能、提高热机功率的技术。它是利用热机排出的废气带动涡轮旋转,先将新鲜空气压缩后再送入内燃机的进气口。这样做的好处是　　
　(选填“增大”或“减小”)排出废气所带走的能量,　
　
　(选填“提高”或“降低”)内燃机的效率。?
7.蒸汽机是将燃料的化学能经锅炉、蒸汽轮机最终转化为机械能的机器。若锅炉、蒸汽轮机的效率分别为20%和60%,则蒸汽机的效率为　　
　。?
8.关于热机效率,下列说法正确的是(
)
A.热机效率越高,热机消耗的燃料越少
B.热机效率越高,热机做的有用功越多
C.热机效率越高,获得相同的有用功时,消耗的燃料就越多
D.热机效率越高,消耗相同的燃料时,获得的有用功就越多
9.如图所示是用于对外做机械功的某机器的能量流向图,根据图中数据判断下列说法中不正确的是(
)
A.此机器可能是热机
B.此机器用于做有用功的效率为35%
C.输入100
J的内能,有65
J的能量浪费了
D.将此机器改进,效率可以达到100%
10.核能来源于核反应时原子核裂变或聚变所释放的能量。1
g铀235全部裂变释放的能量相当于2800
kg的煤完全燃烧放出的热量。已知水的比热容为4.2×103
J/(kg·℃),煤的热值为3×107
J/kg。问:
(1)1
g铀235全部裂变释放的能量是多少?
(2)这些能量最多可以将多少千克的水从0
℃加热至沸腾(1个标准大气压下)?
11.全球汽车保有量在迅速增长,全球处于使用状态的汽车数量已突破10亿辆。如果每辆汽车每天耗油量为5
kg,汽油的热值为4.6×107
J/kg。求:
(1)假设汽油完全燃烧,每辆汽车每天消耗汽油所产生的热量是多少?
(2)如果汽车匀速行驶通过的路程是46
km,受到的阻力为2000
N,求汽车的效率是多少?
(3)如果汽车牵引力所做的功保持不变,将汽车内燃机的效率提高10%,求汽车每天消耗汽油多少千克?
类型3　能量的转化和守恒
12.指出下列过程中,能量是如何转化的。
(1)流星划过夜空:　
　
　→　　
　;?
(2)飞流直下三千尺:
　
　→　　
　;?
(3)汽车匀速爬坡:　
　
　→　　
　。?
13.英国的科学家研发出一种“激光橡皮”,专门用来去除白纸上的黑色炭粉字迹。激光照射下,纸张上的黑色炭粉直接升华为高温炭蒸气,同时字迹消失,这是　　
　能转化为　　
　能的过程。为防止高温对纸张的破坏,激光照射时间需严格控制。?
14.学习了内能及能量的转化和守恒后,同学们在一起梳理知识时交流了以下想法,你认为其中不正确的是(
)
A.能量在转化和转移的过程中总会有损耗,但能量的总量保持不变
B.热传递改变物体的内能是不同形式的能的相互转化
C.各种形式的能在一定条件下都可以相互转化
D.能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律
15.有一种叫做“压电陶瓷”的电子元件。当对它挤压和拉伸时,它的两端就会形成一定的电压,这种现象叫做压电效应。有一种打火机,就是应用了该元件的压电效应制成的,只要用大拇指压一下打火机上的按钮,压电陶瓷片就会产生10~20
kV的高压,形成火花放电,从而点燃气体。其中压电陶瓷片完成的能量转化是(
)
A.内能转化为电能
B.化学能转化为电能
C.机械能转化为内能
D.机械能转化为电能
内能的利用
单元练习
类型1　热机
1.某单缸四冲程汽油机每秒对外做功25次,则该汽油机飞轮的转速为　3000　r/min。?
2.国外有个“六冲程引擎”的奇妙发明,这种引擎在完成普通四冲程工作后,将水注入汽缸,水会瞬间变成水蒸气,从而再次推动活塞运动,产生第五冲程。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器,变成可再次注入汽缸的水。下列说法中不正确的是(
A
)
A.第五冲程相当于吸气冲程
B.第五冲程中是内能转化为机械能
C.第六冲程主要是将水蒸气压入冷凝器,要依靠飞轮的惯性来完成
D.耗油差不多时该引擎的效率比普通内燃机引擎的效率高些
3.[烟台中考改编]如图所示,给试管里的水加热,水沸腾后,水蒸气推动橡皮塞冲出试管口,这个过程中能量的转化与下列选项中相同的是(
C
)
类型2　燃料的热值及热机效率的相关计算
4.我国自主研制的“红旗HQ3”无人驾驶汽车在某段平直公路上进行测试,汽车以18
m/s的速度匀速行驶了5
min,消耗燃油0.3
kg,汽车发动机的牵引力是1000
N。已知燃油的热值为4.5×107
J/kg,则消耗的燃油完全燃烧产生的热量是　1.35×107　J,发动机的效率是　40%　。?
5.一台单缸四冲程汽油机在一个工作循环中的平均功率是9.2
kW,该汽油机每分钟需燃烧汽油50
g,则该汽油机的效率是　24%　(汽油的热值是4.6×107
J/kg)。?
6.“涡轮增压”是目前在各种汽油机和柴油机中采用的一项节能、提高热机功率的技术。它是利用热机排出的废气带动涡轮旋转,先将新鲜空气压缩后再送入内燃机的进气口。这样做的好处是　减小　(选填“增大”或“减小”)排出废气所带走的能量,　提高　(选填“提高”或“降低”)内燃机的效率。?
7.蒸汽机是将燃料的化学能经锅炉、蒸汽轮机最终转化为机械能的机器。若锅炉、蒸汽轮机的效率分别为20%和60%,则蒸汽机的效率为　12%　。?
8.关于热机效率,下列说法正确的是(
D
)
A.热机效率越高,热机消耗的燃料越少
B.热机效率越高,热机做的有用功越多
C.热机效率越高,获得相同的有用功时,消耗的燃料就越多
D.热机效率越高,消耗相同的燃料时,获得的有用功就越多
9.如图所示是用于对外做机械功的某机器的能量流向图,根据图中数据判断下列说法中不正确的是(
D
)
A.此机器可能是热机
B.此机器用于做有用功的效率为35%
C.输入100
J的内能,有65
J的能量浪费了
D.将此机器改进,效率可以达到100%
10.核能来源于核反应时原子核裂变或聚变所释放的能量。1
g铀235全部裂变释放的能量相当于2800
kg的煤完全燃烧放出的热量。已知水的比热容为4.2×103
J/(kg·℃),煤的热值为3×107
J/kg。问:
(1)1
g铀235全部裂变释放的能量是多少?
(2)这些能量最多可以将多少千克的水从0
℃加热至沸腾(1个标准大气压下)?
解:(1)2800
kg煤完全燃烧释放的热量
Q放=m煤q=2800
kg×3×107
J/kg=8.4×1010
J
由题意可知,1
g铀235全部裂变释放的能量
Q铀放=Q放=8.4×1010
J
(2)由题意可知,Q吸=Q铀放=8.4×1010
J
1个标准大气压下水的沸点为100
℃,即水的末温t=100
℃
由Q吸=cm(t-t0)可得,水的质量m水==2×105
kg
11.全球汽车保有量在迅速增长,全球处于使用状态的汽车数量已突破10亿辆。如果每辆汽车每天耗油量为5
kg,汽油的热值为4.6×107
J/kg。求:
(1)假设汽油完全燃烧,每辆汽车每天消耗汽油所产生的热量是多少?
(2)如果汽车匀速行驶通过的路程是46
km,受到的阻力为2000
N,求汽车的效率是多少?
(3)如果汽车牵引力所做的功保持不变,将汽车内燃机的效率提高10%,求汽车每天消耗汽油多少千克?
解:(1)5
kg汽油完全燃烧放出的热量
Q放=qm=4.6×107
J/kg×5
kg=2.3×108
J
(2)汽车牵引力所做的功W有=Fs=2000
N×4.6×104
m=9.2×107
J
汽车发动机能量转化的效率η=×100%=40%
(3)每辆汽车每天做有用功所需汽油的质量
m有=5
kg×40%=2
kg
汽车内燃机效率提高后为40%+10%=50%
则效率提高后汽车每天消耗汽油的质量m'总==4
kg
类型3　能量的转化和守恒
12.指出下列过程中,能量是如何转化的。
(1)流星划过夜空:　机械能　→　内能　;?
(2)飞流直下三千尺:　重力势能　→　动能　;?
(3)汽车匀速爬坡:　内能　→　重力势能　。?
13.英国的科学家研发出一种“激光橡皮”,专门用来去除白纸上的黑色炭粉字迹。激光照射下,纸张上的黑色炭粉直接升华为高温炭蒸气,同时字迹消失,这是　光　能转化为　内　能的过程。为防止高温对纸张的破坏,激光照射时间需严格控制。?
14.学习了内能及能量的转化和守恒后,同学们在一起梳理知识时交流了以下想法,你认为其中不正确的是(
B
)
A.能量在转化和转移的过程中总会有损耗,但能量的总量保持不变
B.热传递改变物体的内能是不同形式的能的相互转化
C.各种形式的能在一定条件下都可以相互转化
D.能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律
15.有一种叫做“压电陶瓷”的电子元件。当对它挤压和拉伸时,它的两端就会形成一定的电压,这种现象叫做压电效应。有一种打火机,就是应用了该元件的压电效应制成的,只要用大拇指压一下打火机上的按钮,压电陶瓷片就会产生10~20
kV的高压,形成火花放电,从而点燃气体。其中压电陶瓷片完成的能量转化是(
D
)
A.内能转化为电能
B.化学能转化为电能
C.机械能转化为内能
D.机械能转化为电能