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人教版九年级物理第十四章-内能的利用 专项练习
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、生活中的热现象随处可见，下列说法不正确的是（　　）
A．端午节米棕飘香，说明分子不停做热运动
B．夏天洒水降温，是利用水蒸发吸热
C．柴油机在压缩冲程完成后，利用火花塞产生电火花点燃燃料
D．海边昼夜温差小，是因为海水的比热容大
2、潍柴集团于2020年正式发布全球首款热机效率突破50%的商用柴油机，世界内燃机发展出现历史性新突破。关于对此柴油机的说法正确是（　　）
A．它必须用热值较高的燃油才能提高其热机效率
B．对比其他柴油机，相同时间内对外做功更快
C．对比其他柴油机，对外做同样的功消耗的燃料减少
D．随着技术的进步，集团生产的内燃机效率能达到100%
3、关于如图所示的热学实验，叙述不正确的是（　　）
A．甲图中，两铅块底部磨平并压紧，是为了减小分子间距，增大分子作用力
B．乙图中，试管内的水沸腾后，水蒸气将软木塞推出，能量转化类似做功冲程
C．丙图中，抽去玻璃隔板后，两瓶中的气体逐渐混合，这说明空气密度较大
D．丁图中，金属管装有乙醚，迅速拉动管外的皮绳，可使橡皮塞从管口飞出
4、用两只相同的电加热器，分别给相同体积的水和某种油加热，在开始和加热时各记录一次温度，如下表所示。已知kg/，c水=4.2103J/(kg)，油0.8103kg/m3，加热的效率都为90%，油的末温没有达到它的沸点，下列说法正确的是（　　）
加热时间（min） 0 3
水的温度（） 18 28
油的温度（） 18 43
A．这种油的比热容为1.68103J/（kg·）
B．这种油的比热容为2.1103J/（kg·）
C．因为这种油的密度比水小，所以它的比热容比水小
D．加热效率没有达到100%，是因为电加热器没有把电能全部转化为内能
5、如图为四冲程汽油机工作过程中某一冲程的示意图，此冲程的名称及能量转化是（　　）
A．吸气冲程，机械能转化为内能 B．压缩冲程，机械能转化为内能
C．做功冲程，内能转化为机械能 D．排气冲程，内能转化为机械能
6、下面关于汽油机和柴油机的说法中，错误的是（　　）
A．汽油机和柴油机使用的燃料不同
B．柴油机和汽油机做功冲程都是将内能转化为机械能
C．柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞
D．汽油机和柴油机的效率没有差别，完全相同
7、如图所示的某单缸四冲程汽油机说法正确的是（　　）
A．飞轮惯性完成冲程的是甲、乙、丁
B．四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙甲乙
C．丙图中气缸内气体温度会上升
D．飞轮转速3000r/min则该汽油机1s钟能做功25次
8、如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（　　）
A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大
C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少
D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大
9、如图所示是物理老师的自制火箭，他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出。关于此实验分析正确的是（　　）
A．酒精无法完全燃烧，所以热值变小
B．酒精燃烧是电能转化成了内能
C．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程
D．纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，温度降低
10、如图所示，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，四冲程汽油机的能量转化情况与这一过程相似的冲程是（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程
C．做功冲程 D．排气冲程
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、已知木炭的热值为3.4×107J/kg，一箱质量为20kg的木炭，若用掉一半，则剩下木炭的热值为______J/kg。如图所示是A、B两种燃料完全燃烧释放的热量Q与其质量m的关系图，从图中可看出A燃料的热值______（选填“大于”、“小于”或“等于”，下同）B燃料的热值，若要放出相等的热量，则需完全燃烧燃料A的质量______B的质量。
2、如图所示的是四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在_______冲程；为了降低汽油机内汽缸的温度，汽缸外有一个水箱将汽缸包围住，这是通过____________的方式减少汽缸的内能。
3、一柴油机的转速是2400r/min，它1秒钟对外做功______次，完成______个冲程，它完成吸气冲程时，吸入汽缸里的物质是______。
4、如图所示，提起水平接触水面的玻璃板，需要的力大于玻璃板的重力，说明_____。酒精的热值是3.0×107J/kg，物理意义是_____。
5、2021年10月16日长征二号运载火箭将神舟十三号载人飞船成功送入太空空间站，火箭发射时用液体氢作燃料，这是因为液态氢的______大，返回舱进入大气层落回地面过程中温度会升高，这主要是通过______方法使返回舱内能增加。
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、太阳能具有清洁无污染、可再生等优点，是最有开发前景的新能源之一。小明家新安装了一台容积为200L的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的照射，水温由原来的20℃升高到40℃，则：
（1）在这4h内水吸收了多少热量？
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少焦炭？[水的密度为ρ=1.0×103kg/m3、水比热容、焦炭的热值q=3.0×107J/kg]
2、 “运20”是我国自主研发的大型运输机，它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，若“运20”在高空中飞行时，在恒定的水平推力1.5×105N作用下，沿水平方向匀速航行了360km，用时0.5h，需要燃烧航空煤油2250kg，已知航空煤油的热值为q=4.0×107J/kg。在这一次航行中，求：
（1）运输机航行的速度；
（2）航空煤油完全燃烧放出的热量；
（3）运输机发动机的热机效率。
3、2021年北京世园会园区主要场馆之一的“中国馆”房顶采用了非晶硅薄膜发电技术，屋顶安装了1056块光伏玻璃，将园区打造为绿色新理念的典范。太阳能发电已成为实现节能减排、可持续发展的重要举措。如图所示的太阳能热水器，它的水箱容积为120L。热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上，每平方米得到的太阳辐射功率约为P0=1400W，如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5h，求：
（1）一整箱水的质量是多少千克？
（2）一整箱水温度从20℃加热到70℃需要吸收的热量是多少？
（3）热水器上集热器的面积至少要多大？[水的比热容是：]
4、太阳能热水器是把太阳能转化为内能的清洁设备，在我国得到广泛应用。某型号太阳能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5h的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃。[水的比热容]求：
（1）热水器中的水吸收的热量Q吸；
（2）热水器的效率η。
5、用天然气灶给4kg的水加热，水温升高了时，消耗了的天然气。天然气的热值为，水的比热容为。试求：
（1）水吸收的热量为多少？
（2）的天然气完全燃烧放出的热量是多少？
（3）天然气灶烧水的效率为多少？
---------参考答案-----------
一、单选题
1、C
【详解】
A．端午粽子飘香，说明粽子的香味分子在做永不停息的无规则运动，故A正确，不符合题意；
B．炎热的夏天，往室内地面上洒水，水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度，故B正确，不符合题意；
C．柴油机压缩冲程结束时，喷油嘴喷出雾状柴油遇到高温的空气发生剧烈的燃烧，化学能转化为内能，故C错误，符合题意；
D．沿海地区和内陆地区相比，沿海地区水多，水的比热容大，在相同的吸放热条件下，水的温度变化小，冬暖夏凉，昼夜温差小，故D正确，不符合题意。
故选C。
2、C
【详解】
A．热机效率是有用功与燃料完全燃烧所放出的热量的比，与燃料的热值无关，故A错误；
B．柴油机效率高，只表明有用功与总功的比值大，相同时间做功快指功率，效率与功率没有必然联系，故B错误；
C．柴油机效率高，根据效率公式，当有用功一定时，效率越高，所需要总功更少，即燃烧同种燃料时，需要的燃料更少，故C正确；
D．柴油机属于热机，在工作过程中不可避免会存在燃料燃烧不完全等因素导致能量损失，不可能达到100%，故D错误。
故选C。
3、C
【详解】
A．甲图表示的是将接触面被削平的两个铅块用力压紧，可以使它们结合在一起，这样可使两铅块更紧密结合，让两铅块间的分子距离减小，达到分子作用力能起作用的距离，且这时的距离越小，分子间的作用力便越大，即使在下面挂重物，铅块也不会分开，是因为此时分子间的作用力表现为引力，故A正确，不符合题意；
B．在软木塞被冲出试管口的过程中，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，能量转化类似做功冲程，故B正确，不符合题意；
C．抽去玻璃隔板后，两瓶中的气体逐渐混合，属于扩散现象，表明分子在不停地做无规则运动，故C错误，符合题意；
D．金属管装有少量乙醚，迅速拉动缠在金属管外的皮绳，克服摩擦做功，金属管和内部乙醚的温度升高，达到乙醚燃点燃烧，产生的高温燃气推动橡皮塞做功，内能转化为机械能，可使橡皮塞从管口飞出，故D正确，不符合题意。
故选C。
4、B
【详解】
AB．取两种液体都加热了3分钟为研究对象，因为是用的两个相同的电加热器，且加热效率都为90%，所以Q水=Q油，设它们的体积为V，则水的质量
m水=水V
油的质量
因为
Q水=c水m水（t水-t0）， Q油=c油油（t油-t0）
所以
c水水V（t水-t0）=c油油V（t油-t0）
4.2103J/(kg)1.0103kg/m3(28-18)=c油0.8103kg/m3(43-18)
解得
c油=2.1103J/（kg·）
故A错误、B正确；
C．密度和比热容都是物质的一种属性，二者的大小之间没有必然的联系，故C错误；
D．加热效率没有达到100%，主要是因为电加热器产生的热量没有全部被液体吸收，而是存在一定的损失，而不是因为电加热器没有把电能全部转化为内能，故D错误。
故选B。
5、B
【详解】
进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，气体被压缩，为压缩冲程，机械能转化为内能，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
6、D
【详解】
A．汽油机和柴油机使用的燃料不同，汽油机使用汽油，柴油机使用柴油，故A正确，不符合题意；
B．柴油机和汽油机做功冲程都是将燃料燃烧释放内能推动活塞运动，将内能转化为机械能，故B正确，不符合题意；
C．汽油机气缸顶部有个火花塞，采用点燃式点火，柴油机气缸顶部有个喷油嘴，采用压燃式点火，故C正确，不符合题意；
D．一般柴油机的压缩比比汽油的大得多，且气缸内柴油燃烧要比汽油燃烧更充分，所以柴油机的效率更高一些，故D错误，符合题意。
故选D。
7、D
【详解】
AB．甲图中两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；乙图中进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程；丙图中排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；丁图中两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，所以正确的排序是乙、丁、甲、丙；内燃机的一个工作循环有四个冲程，只有在做功冲程中使机车获得动力，内能转化为机械能，其它三个冲程均为辅助冲程，依靠惯性完成，即依靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁；故AB错误；
C．丙图是排气冲程，汽缸内的气体向外传递热量，内能减小，温度降低，故C错误；
D．四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min，则该飞轮1s转50圈，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以1s飞轮转50圈，共25个工作循环，共100个冲程，共做功25次，故D正确。
故选D。
8、C
【详解】
A．图甲，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，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能减小，故B错误；
C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少，故C正确；
D．图丁，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，气缸内气体的内能减少，故D错误。
故选C。
9、D
【详解】
A．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃烧的情况无关，所以酒精不完全燃烧时热值是不变的，故A错误；
B．燃料本身具有化学能，因此酒精燃烧时将化学能转化为内能，故B错误；
C．燃气推动纸筒飞出的过程中，内能转化为机械能，与内燃机做功冲程的能量转化相同，故C错误；
D．纸筒飞出时，瓶内气体的内能转化为纸筒的机械能，则瓶内气体的内能减小，温度降低，故D正确。
故选D。
10、C
【详解】
由图可知，试管内的水蒸气当用酒精灯加热一定程度时，水蒸气膨胀会对塞子做功，将塞子推出，水蒸气的内能会转化为塞子的机械能；此过程与汽油机的做功冲程类似，在做功冲程中也是燃气的内能转化为活塞的机械能。故ABD错误，不符合题意；C正确，符合题意。
故选C。
二、填空题
1、3.4×107大于小于
【解析】
【详解】
[1]燃料的热值是燃料本身的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、放出热量的多少以及是否完全燃烧无关，所有木炭用掉一半后，它的热值不变，还是3.4×107J/kg。
[2]由图可知，当燃烧相同质量的燃料A和燃料B时，燃料A放出的热量更多，根据可得，燃料A的热值更大。
[3]分析图像可知，过纵坐标作一条平行于横坐标的直线，直线上的点对应的纵坐标表示热量，大小相等；直线与OA、OB相交的点对应的横坐标表示燃料的质量，由图可知，直线与OB相交的点对应的横坐标的值更大，表示燃料B的质量更大，则需完全燃烧燃料A的质量小于B的质量。如下图
2、压缩热传递
【解析】
【详解】
[1]由图示可知，两气门都关闭，活塞向上运动，该冲程是压缩冲程。
[2]为了避免汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水箱，让汽缸被水包围着，即通过水吸收热量使得汽缸温度降低。这是通过热传递的方式改变内能的。
3、2080空气
【解析】
【详解】
[1]在柴油内燃机的一个工作循环中，飞轮转动2转，完成4次冲程运动，对外做功1次；由题意可知，飞轮转速是
每秒飞轮转动40转、完成80个冲程、对外做功20次。
[2]柴油机完成吸气冲程时，吸入气缸里的物质是空气。
4、分子间存在引力1kg的酒精完全燃烧放出的热量为3.0×107J
【解析】
【详解】
[1]当玻璃板与水面接触时，玻璃板与水分子之间存在作用力，当用力向上拉时，除玻璃板的重力外，还要克服水分子和玻璃分子间存在的引力作用，所以拉力比玻璃板的重力大，说明分子间存在引力。
[2]酒精的热值为3.0×107J/kg，物理意义为1kg的酒精完全燃烧放出的热量为3.0×107J。
5、热值做功
【解析】
【详解】
[1]运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。
[2]返回舱的外壳被烧焦，这是因为返回舱进入大气层时克服空气摩擦，这是通过的做功的方式增大了火箭的内能，温度升高，像火球一样把外壳烧焦了。
三、计算题
1、（1）1.68×107J；（2）2.8kg
【详解】
解：（1）水的体积为
V水=V容=200L=200dm3=0.2m3
由可得水的质量
m水=ρV水=1.0×103kg/m3×0.2m3=200kg
水吸收的热量
（2）根据可知，焦炭完全燃烧放出的热量
由Q放=mq得需要燃烧焦炭的质量
答：（1）在这4h内水吸收了1.68×107J的热量；
（2）需要燃烧2.8kg的焦炭。
2、（1）720km/h；（2）9×1010J；（3）60%
【详解】
解：（1）已知运输机航行的路程为
s=360km
航行时间
t=0.5h
则运输机航行的速度为
（2）已知消耗航空煤油的质量为
m=2250kg
则航空煤油完全燃烧放出的热量为
Q放=qm=4.0×107J/kg×2250kg=9×1010J
（3）已知运输机的水平推力为
F=1.5×105N
则运输机推力所做的功为
W=Fs=1.5×105N×360×103m=5.4×1010J
则运输机发动机的热机效率为
答：（1）运输机航行的速度为720km/h；
（2）航空煤油完全燃烧放出的热量为9×1010J；
（3）运输机发动机的热机效率为60%。
3、（1）120kg；（2）；（3）2.5m2
【详解】
解：（1）整箱水的体积
120L=120dm3=0.12m3
由可得，一整箱水的质量为
（2）由可得，一整箱水温度从20℃加热到70℃需要吸收的热量为
（3）这台太阳能热水器获得的辐射功率为
P=P0S=1400W/m2×S
太阳照射5h所得到的太阳能为
由，可得
解得：S=2.5m2，即热水器上集热器的面积至少要2.5m2。
答：（1）一整箱水的质量是120kg；
（2）一整箱水温度从20℃加热到70℃需要吸收的热量是；
（3）热水器上集热器的面积至少要2.5m2。
4、（1）8.4×106J；（2）40%
【详解】
解：（1）热水器中的水吸收的热量
（2）热水器5小时内接收的太阳能
E=4.2×106J/h×5h=2.1×107J
热水器的效率
答：（1）热水器中的水吸收的热量为8.4×106J；
（2）热水器的效率为40%。
5、（1）；（2）；（3）
【详解】
解：（1）由可得水吸收的热量
（2）由，可得天然气完全燃烧放出的热量
（3）由可得天然气灶烧水的效率
答：（1）水吸收的热量为；
（2）的天然气完全燃烧放出的热量是；
（3）天然气灶烧水的效率为。

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