初中物理人教版九年级全册第十四章 内能的利用综合与测试习题

第十四章 内能的利用 期末备考必刷卷

一、单选题

1．汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成的，下列四个选项图中表示做功冲程的是（　　）

A． B． C． D．

2．下列关于四冲程内燃机的说法中正确的是（　 　）

A．热机效率越高，所做的有用功就越多

B．一个工作循环对外做功一次

C．汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是空气

D．汽油机在压缩冲程中将内能转化为机械能

3．如图所示，是四冲程汽油机的剖面图，以下说法正确的是（　　）

A．完成1个冲程，活塞往复运动1次

B．吸气冲程，活塞向上运动

C．压缩冲程，气缸内气体内能减少

D．做功冲程，内能转化为机械能

4．将100g酒精用掉一半，下列说法正确的是：(     )

A．比热容、热值都变为原来的一半 B．比热容变为原来的一半、热值不变

C．比热容不变，热值变为原来的一半 D．比热容、热值都不变

5．厦门国际马拉松比赛的跑道有黄金赛道之称，主要是这条赛道在海边，环境优美，温差小．这条跑道温差比内陆跑道小的主要原因是（    ）．

A．位于海边通风好，散热快 B．环境优美，人不觉得热

C．海边阳光比内陆小，吸热少 D．海边水资源丰富，能起调温的作用

6．蹦床运动是运动员从蹦床弹向空中表演技巧动作的一项体育活动．当运动员离开蹦床弹向空中的过程中，运动员具有的

A．动能增加，势能减少 B．动能增加，势能增加

C．动能减少，势能减少 D．动能减少，势能增加

7．下列关于热值的说法正确的是（  ）

A．燃料越多，它的热值就越大

B．燃料燃烧时放出的热量越多，它的热值就越大

C．相同质量的燃料，完全燃烧时放出的热量越多，热值越大

D．同一种燃料，燃烧的情况不同，它的热值就不一样

8．前段时间，“加水就能跑的神车”事件一度成为舆论热点，该汽车实际是利用车内水解制氢技术获得氢气，通过氢燃料电池给车提供动力（该技术成本很高，目前仍处在试验阶段），但被曲解为“加水就能跑”．下列对该事件的看法错误的是（　　）

A．氢燃料电池是将氢气的化学能转化为电能

B．水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量

C．对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从更不能以讹传讹

D．该车行驶的能量最终来源于水，水是一种能源

9．小李家使用的燃气热水器，将30 kg的水从20 ℃加热到45 ℃，消耗了0.15 m3的天然气．已知水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃），天然气的热值为4×107 J/m3．则下列与该过程有关的计算结果和分析正确的是

A．水吸收的热量与水的温度成正比

B．水吸收的热量是3.15×105 J

C．热水器的能量转化效率是52.5%

D．热水器的能量转化效率与环境温度无关

10．关于燃料的热值，以下说法正确的是

A．容易燃烧的燃料热值一定大

B．使用热值高的燃料可以放出更多的热量

C．煤的热值大于干木材的热值，燃烧煤放出的热量比燃烧干木材放出的热量多

D．燃料的热值与燃料的燃烧情况无关

11．如图所示的实验或机器均改变了物体的内能，其中与另外三个改变内能方法不同的是（ ）

A． 观察水的沸腾 B． 空气推动塞子时，内能减少

C． 空气被压缩时内能增大 D． 内燃机压缩冲程

12．用酒精灯给试管加热，如图所示，试管口软木塞冲出的过程中，下列说法正确的是 ( )

A．水蒸气对软木塞做功，水蒸气内能增大

B．水蒸气的内能转化为软木塞的机械能

C．能量的转化与热机压缩冲程能量转化相同

D．试管口的"白气"是水蒸气汽化形成的

二、填空题

13．热机是各种将燃气或蒸汽的______能转化为______能的发动机，汽油机和柴油机统称为______。

14．航天飞机用氢作燃料，这是因为氢的 ________较大．人们用冷水冷却汽车发动机，用热水取暖，主要是因为水的 ________较大．通常情况下，与同等质量的其他物质构成的物体相比，升高或降低相同温度，水吸收或放出的热量较 ________（填“多”或“少”）．

15．最近，在全国各地传播着一个关于“永动机”的录像资料．这份录像前面有一段前言，是这样说的：我国青年科学家王某，一个名不见经传，没有受过系统高等教育的小人物在前人无数次失败的基础上，经过无数次地探索，不断地追求，以惊人的毅力，大无畏的精神敢于向科学上的传统观念挑战，敢于向著名的科学权威挑战，攻克了“永动机”－－这一世界尖端科学的新技术．看过这则新闻报道，我相信人类梦想的永动机是________存在的(填“可能”或“不可能”)，这是因为________．

16．有一种电水壶，其铭牌标志如图所示．现将一满壶20℃的水加热到65℃需时14min，已知水的比热容c＝4.2×10J/(kg·℃)．则水吸收的热量是________ J；该电热壶的效率是________ ．

17．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___________B燃料的热值（选填：“大于“、”小于”或“等于”）．在标准大气压下，若一定质量的B燃料完全燃烧释放的热量为4.9×106J，其中有60%的热量被质量为10kg、初始温度为38℃的水吸收，c水=4.2×103J/（kg•℃），则水的温度将升高__________℃．

三、实验题

18．某物理兴趣小组对热现象的有关实验进行如下探究：在两个同样的烧杯中分别装等质量的水和煤油，用同样的热源分别对它们加热，实验装置如图甲、乙所示。

(1)安装实验器材时，应按照________（选填“自上而下”成“自下而上”）的顺序进行；注意调节温度计的高度，使温度计的玻璃泡_________；

(2)图丁是小明在实验中观察到的情景，其中图__________是水沸腾时的现象（选“a”或“b”）；

(3)为比较不同物质吸热的情况，小明用如图甲，乙所示的实验装置完成实验。根据实验数据，小明作出了如图丙所示的水和煤油的温度随加热时间变化的图像，由图丙可知，_________的吸热能力强，理由是___________；

(4)小明在完成实验整理器材时不小心将酒精灯打翻了，一部分酒精泼洒在桌子上，灯内剩下酒精的热值_________（选填“变大”“变小”或“不变”）。

19．物理小组的同学们组装了如图1所示的装置，在完全相同的烧杯中分别装有质量相同的A、B两种液体，在完全相同的燃料盒中分别装有两种不同的燃料。

(1)若要比较液体的吸热本领，应选____两图的实验装置进行实验。

(2)实验过程中，若浸在液体中的温度计示数都升高了50℃，加热时间较短的液体比热容较____。

(3)实验过程中，若消耗质量相同的两种燃料，甲中温度升高较多，不考虑热损失，则可知燃料___的热值大。

(4)根据实验数据同学们绘制出如图2所示的图像。由图像可知：液体__的比热容较大。

四、计算题

20．某家庭用的煤气热水器，将 4 kg 的水从20℃加热到45℃，完全燃烧了0.021m3的煤气。已知 c水=4.2×103J/（kg·℃），q煤气=4×107J/m3，求：

（1）煤气完全燃烧放出的热量；

（2）水吸收的热量；

（3）该热水器烧水的效率。

21．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18m/s的速度匀速行驶了5min，消耗燃油0.3kg，汽车发动机的牵引力是1000N．已知燃油的热值为4.5×107J/kg。试求：

（1）消耗的燃油完全燃烧产生的热量是多少？

（2）汽车牵引力所做的功是多少？

（3）发动机的效率是多少？

22．现代家庭装修中浴室大多用燃气热水器提供热水，小芳家安装了燃气热水器。已知水进入热水器前的温度是10℃，洗澡时热水器输出热水的温度设定为40℃；水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃），如果小芳洗一次澡用热水0.05m3。求：

(1)所用热水的质量为多少？

(2)水从热水器中吸收多少热量？

(3)若天然气完全燃烧释放热量的70%被水吸收，需要消耗多少m3的天然气？（天然气的热值q=4×107J/m3，气体完全燃烧放出的热量的公式Q=qV，式中V表示燃烧气体的体积）

参考答案

1．C

【解析】做功冲程中两气门关闭，活塞向下运动，标志是气缸上方的火花塞产生电火花。

故选C。

2．B

【解析】A．热机效率越高，只能说明有用功在总功中的比例多。不能说明有用功多，故A项错误；

B．四冲程内燃机一个工作循环四个冲程，对外做功一次。故B项正确；

C．汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是空气和汽油的混合物。故C项错误；

D．汽油机在压缩冲程中将机械能转化为内能。故D项错误。

故选B。

3．D

【解析】A．内燃机活塞在往复运动中从气缸的一端运动到另一端叫冲程；因为一个工作循环飞轮转2圈，曲轴转动2周，完成四个工作冲程，活塞往复两次，故A错误；

B．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B错误；

C．在压缩冲程中，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，内能变大，此过程是机械能转化为内能的过程，故C错误；

D．在做功冲程中，高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，故D正确；

故选D。

4．D

【解析】比热容、热值都是物体本身的特性，它们与物体的质量、体积没有关系。所以酒精用掉一半后，比热容、热值都不变。

故选D。

5．D

【解析】由于厦门是个美丽的滨海城市，四面环海，而水的比热容较大，即相同质量的水和沙石相比，吸收相同的热量，水的温度升高的少；放出相同的热量，水的温度降低的少，使得该地区温差小，故只有D符合题意．

6．D

【解析】运动员被弹起时，质量不变，速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大．故选D．

7．C

【解析】A．燃料的热值仅与燃料的种类有关，燃料的质量无关，例如一堆煤和一块同样煤的热值相同，故A错误；

BD．热值就是1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，与燃烧情况无关，故BD错误；

C．相同质量的燃料，完全燃烧时放出的热量越多，热值越大，故C正确．

8．D

【解析】A．氢燃料电池是将氢气的化学能最终转化为电能，再用来驱动汽车的，故A正确；

B．根据能量守恒定律，水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量，故B正确；

C．由科学常识知道，对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从，更不能以讹传讹，故C正确；

D．该车行驶的能量最终来源于用水制出的氢气，但不能直接说水是这里的能源，故D错误．

9．C

【解析】A．由Q吸=cm（t-t0）知道，水吸收的热量与水的质量和升高的温度成正比，故A错误；

B．将30kg的水从20℃加热到45℃，水吸收的热量是：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103 J/（kg•℃）×30kg×（45℃-20℃）=3.15×106 J，故B错误；

C．天然气完全燃烧放出热量是：Q放 =V天然气 q=0.15m3 ×4×107 J/m3=6×106 J，热水器的能量转化效率是：  =52.5%，故C正确；

D．热水器的能量转化效率与环境温度有关，因为环境温度越低，加热的时间越长，其散失的热量越多，所以，热水器的能量转化效率越低，故D错误．

10．D

【解析】A、热值大小与燃料是否容易燃烧无关，故A错误；

B、燃料燃烧放出热量的多少不仅与燃料的热值大小有关，还与燃料的质量以及燃烧程度有关，故B错误；

C、煤的热值大于干木材的热值，由于放出的热量与燃料的质量以及燃烧程度有关，所以燃烧煤放出的热量不一定比燃烧干木材放出的热量多，故C错误；

D、热值与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，故D正确．

故选D．

11．A

【解析】改变内能的两种方法：做功和热传递．选项A是通过热传递的方式改变内能，改变了水的温度；选项B、C、D是通过做功的方式改变内能，A符合题意．

12．B

【解析】用酒精灯给试管加热， 试管口软木塞会冲出，此实验是模拟热机的小实验．在试管口软木塞冲出的过程中，水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能减小，温度降低，液化为小水雾，也就是在试管口的"白气"．水蒸气的内能转化为软木塞的机械能．在选项A中水蒸气对软木塞做功，水蒸气内能增大是错误的；在选项B中水蒸气的内能转化为软木塞的机械能的说法是正确的；在C选项中，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，是和热机的做功冲程的能量转化相同的；此选项的说法是错误的；在选项D中试管口的"白气"是水蒸气液化形成的．故选B．

13．内    机械    内燃机   

【解析】[1][2]各种将燃气或蒸汽的内能转化为机械能的发动机被称为热机。

[3]汽油机和柴油机都是燃料在汽缸内燃烧，统称为内燃机。

14．热值    比热容    多   

【解析】

【分析】

根据题中“用氢作燃料”可知，本题考查热值的概念；根据题中“用冷水冷却汽车发动机”可知，本题考查比热容的概念，根据水的比热容较大解答本题。

【解析】因为氢的热值较大，相同质量的氢和其它燃料相比，氢完全燃烧放出的热量多，所以航天飞机用氢作燃料；因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以常用水给汽车发动机降温，用热水取暖。根据水的比热容大可以得到：与同等质量的其他物质构成的物体相比，升高或降低相同温度，水吸收或放出的热量较多。

15．不可能    违背能量守恒定律   

【分析】

自然界中的能量是守恒的，它既凭空不会消灭，也不会凭空产生；

由于能量的转化或转移具有方向性（如水只能从高处流向低处，热量只能从高温物体传向低温物体），所以无法制造“永动机”．

【解析】自然界里无论什么运动都会产生热，热向四周扩散，成为无用的能量，如不补给能量，任何运动着的机器都会停下来，因此，永动机的制造过程违背了能量守恒定律．

16．3.78×105    90%   

【分析】

知道电水壶的容积，利用密度公式求水的质量，又知道水的初温和末温，利用公式求水吸收的热量（有用能量）；利用公式求消耗的电能（总能量），利用公式求电水壶的效率．

【解析】（1），，水吸收的热量：；

（2）消耗的电能：，电水壶的效率：

故答案为3.78×105，90%．

【点睛】

本题是一道电学与热学的综合应用题，与实际生活相联系，使学生觉得学了物理有用，从铭牌表上得到相关信息是本题的关键，注意，必须利用密度公式计算．

17．小于    62   

【解析】试题分析：单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值，在图象上取某一质量m0，

由图可知，QB＞QA，又因为Q=mq，所以qB＞qA．即A燃料的热值小于B燃料的热值；

由题意知水吸收的热量：Q吸=Q放η=4.9×106J×60%=2.94×106J；

由Q吸=cm△t，得水升高的温度：

△t===70℃，可得水的末温t=t0+△t=38℃+70℃=108℃，

在一标准大气压下水的沸点是100℃，水的温度升高到100℃，温度不再变化，因此水的温度将升高100℃﹣38℃=62℃．

考点：热平衡方程的应用

18．自下而上    与液体充分接触，且不与容器的底和壁接触    a    水    升高相同的温度，水加热时间长    不变   

【解析】(1)[1]因用酒精灯的外焰加热，故安装实验器材时，应先调节好石棉网的高度，按照自下而上的顺序进行。

[2]调节温度计的高度，使温度计的玻璃泡与液体充分接触，且不与容器的底和壁接触。

(2)[3]b图气泡在上升过程中体积逐渐减小，所以是沸腾前的现象；a图气泡在上升过程中，体积逐渐增大，所以是沸腾时的现象。

(3)[4][5]根据如图丙所示的水和煤油的温度随加热时间变化的图象知，质量相同的水和煤油，升高相同的温度，水加热时间长，故水的吸热能力强。

(4)[6]热值是燃料的一种特性，与燃料的种类有关，与质量和体积无关，在完成实验整理器材时不小心将酒精灯打翻了，一部分酒精泼洒在桌子上，灯内剩下酒精的热值不变。

19．甲丙    小    1    B   

【解析】(1)[1]要比较不同物质的吸热本领，必须保证不同物质的质量相等，相同时间吸收的热量相同，所以选择甲丙。

(2)[2]实验过程中，若浸在液体中的温度计示数都升高了50，加热时间较短的液体比热容较小。

(3)[3]若消耗质量相同两种燃料，甲中温度升高较多，不考虑热损失，则说明燃料1放出的热量较多，又燃料的质量相同，所以可得燃料1的热值较大；

(4)[4]质量和初始温度均相同的A. B两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图象如图2所示，由图可以看出，B液体的温度升高得较慢，B液体的比热容较大。

20．（1）8.4×105J； （2）4.2×105J； （3）50%

【解析】解：（1）由题意可知，煤气完全燃烧放出的热量为

Q放=Vq=0.021m3×4×107J/m3=8.4×105J

（2）由题意可知，水吸收的热量为

（3）由（1）（2）可知，该热水器烧水的效率为

答：（1）煤气完全燃烧放出的热量为8.4×105J；

（2）水吸收的热量为4.2×105J；

（3）热水器烧水的效率为50%。

21．（1）1.35×107J；（2）5.4×106J；（3）40%

【解析】解：（1）汽油完全燃烧放出的热量

Q放＝mq＝0.3kg×4.5×107J/kg＝1.35×107J

（2）汽车匀速行驶的时间

t＝5min＝300s

汽车运动的距离

s＝vt＝18m/s×300s＝5400m

汽车发动机所做的有用功

W＝Fs＝1000N×5400m＝5.4×106J

（3）汽油机的效率

答：（1）消耗的燃油完全燃烧产生的热量是1.35×107J；

（2）汽车牵引力所做的功是5.4×106J；

（3）发动机的效率是40%。

22．(1)50kg；(2)6.3×106J；(3)0.225m3

【解析】(1)所用热水的质量为

(2)水从热水器中吸收热量为

(3)天然气完全燃烧释放热量为

需要消耗的天然气为

答：(1)所用热水的质量为50kg；(2)水从热水器中吸收热量为6.3×106J；(3)需要消耗多少0.225m3的天然气。