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第十四章《内能的利用》培优试题 人教版物理九年级上学期
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人教版第十四章《内能的利用》培优试题一、选择题1．如图甲为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，如图乙为汽油机的工作冲程。下列判断不正确的是（ ）A．舰载机获得的牵引力是因为气缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞 B．气缸内的蒸汽推动活塞后，内能增加 C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图乙中C所示的原理相似 D．从能量转化角度讲，图乙中B冲程是把机械能转化为内能2．关于四冲程汽油发动机内部工作描述正确的是（ ）A．吸气冲程时，吸入的是空气 B．通过喷油嘴压燃点火，在压缩冲程时，将机械能转化为内能 C．做功冲程时，若每次对外做功1000J，则2400r/min的发动机的额定功率为20kW D．排气冲程时，排出的废气已经没有内能，全转化为机械能3．某单缸四冲程汽油机的转速是600r/min，则下列说法正确的是（ ）A．1min内燃机对外做了600次功 B．1s内完成了10个工作循环 C．燃气做一次功的时间间隔是0.2s D．1s内活塞共来回20次4．下面是小明同学的“物理学习笔记”中的摘录，其中不正确的是（ ）A．温度越高的物体含有的热量越多 B．燃料的热值与燃料的质量没有关系的 C．分子间相互作用的引力和斥力是同时存在 D．做功和热传递在改变物体的内能上是等效的5．一辆汽车在平直公路上匀速行驶6km，用时5min，消耗汽油0.8kg，已知汽车受到的阻力是2000N，汽油的热值为4.6×107J/kg，下列结果不正确的是（ ）A．汽车行驶速度是72km/h B．消耗的汽油完全燃烧放出的热量是3.68×107J C．汽车牵引力做功的功率是40kW D．汽车发动机的效率是26%6．某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30cm2，气缸容积为150mL；满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800r，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），若1min消耗汽油10g，汽油的热值为4.6×107J/kg，则下列说法正确的是（ ）A．做功冲程燃气的平均压力为270N B．飞轮1min转动1800周，做功450次 C．燃气对活塞做的总功为135J D．汽油机的效率为26.4% 7．某汽油机的效率是25%，某柴油机的效率是35%，如果它们的功率相同，则在相同时间内燃烧的汽油和柴油产生的热量之比为（ ）A．5：7 B．7：5 C．80：7 D．7：808．如图所示，某学习小组设计实验来比较酒精、煤油和汽油的热值大小。甲、乙、丙三个装置中水的质量和初温及三种燃料的质量均相同。当三种燃料完全燃烧后，水的末温（均未沸腾）关系为t甲＝t丙＞t乙，由此可粗略判断出它们热值q的大小关系为（ ）A．q甲＞q乙＞q丙 B．q甲＞q乙＝q丙 C．q甲＝q乙＞q丙 D．q甲＝q丙＞q乙9．如图所示为小艳家新买的一辆小汽车。周末，爸爸开车带着小艳出去游玩，途中，这辆汽车在lh的时间内，在水平路面上匀速行驶了72km，消耗汽油6kg。若已知该汽车发动机的功率（即牵引力的功率）为23kW，汽车（包括车上的人和物品）质量为1.5t，汽油的热值为4.6×107J/kg，g＝10N/kg。则关于上述lh的行驶过程，下列分析正确的是（ ）A．该汽车对路面的压力大于1.5×104 N B．该汽车克服阻力做的功是2.3×104 J C．该汽车的牵引力是1.15×104N D．该汽车发动机的效率是30%10．现有两个使用同一种燃料的加热器，用它们分别对甲、乙两种不同的物质加热。已知甲物质的比热是乙物质的2倍，甲物质的质量是乙物质的，当甲物质升高的温度是乙物质的时（甲、乙物质的物态都不发生改变），加热甲物质所用燃料是加热乙物质的，则两加热器利用热能的效率之比是（ ）A．1：1 B．1：2 C．3：2 D．2：1二、填空题11．图甲是四冲程汽油机工作过程中的 冲程，该过程的能量转化情况与图乙 （选填“相同”或“不同”）。若汽油机1s内对外做功15次，则其曲轴的转速为 r/min。为了降低汽油机汽缸的温度，汽缸外有一个水箱体，使汽缸被水包围着，这是通过 的方式减少汽缸的内能。12．某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周，则汽油机1s对外做功 次；当汽油机满负荷工作时，汽油机的功率为 W。13．汽油机是一种最常见的热机，一台单缸四冲程汽油机工作时飞轮的转速为1800r/min，每次做功冲程中推动活塞对外做功1000J，则该汽油机对外做功的功率为 kW。14．某型号四冲程汽油机，曲轴的转速是3000转/分钟，每个冲程活器移动距离为0.23m，活塞受到的摩擦力为20N。汽油机工作1分钟，消耗汽油10g，燃气对活塞的推力F做功2.3×105J。汽油机一共完成了 个冲程，燃料燃烧产生的内能转化为推动活塞做功的效率为 ，推力F为 N，因为克服摩擦做功要消耗汽油为 g。（汽油的热值为4.6×107J/kg，假设汽油完全燃烧）15．如图为四缸发动机的工作原理图：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功冲程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气冲程。有一台四缸发动机，其主要技术指标如表所示。其中总排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（即冲程长）。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。（1）该发动机在1s内做功 J，单缸排量V＝ L；（2）在每个做功冲程里，发动机做功W＝ J。（3）在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W＝pV，式中p表示燃气对活塞的压强，则p＝ Pa。（1L＝10﹣3m3 ） 16．众所周知，爱因斯坦是一位伟大的理论科学家，他曾发明过“环保”不耗电的电冰箱。这种电冰箱内部有一种小型的浸入式致冷器，它能浸在需要冷却的液体中。这种电冰箱根本不需要常规电源，它的运行仅靠水龙头的压力，带动一台射水泵，从而在一个气室内产生真空，水和少量甲醇则在此处化为蒸气。管中甲醇会慢慢用完，但是这种液体不仅价格便宜，而且很容易弄到。这种冰箱在工作时，被冷却的液体内能 （选填“增大”、“减小”）。你认为这种不用电的冰箱 （选填“遵守”、“不遵守”）能量守恒定律。三、实验探究题37．为比较酒精和煤油这两种燃料的热值大小关系，小明采用了如图所示的装置进行实验：他将一定质量的酒精和煤油分别加入两灯中点燃它们，分别将装有质量相等的水的两个相同烧杯加热，直至酒精和煤油燃烧完。小明设计了一张记录数据的表格，并记录了数据：（1）组装仪器时，应先固定 （填“B”或“A”）的位置。（2）上面设计的表格中存在的不足之处是 。（3）分析表中数据可知，煤油和酒精两种燃料中，热值较大的是 。（4）实验后小明根据实验数据计算出了水吸收的热量Q，结合“10g酒精”这一数据，利用公式q＝，算出了酒精的热值，算出的酒精热值与真实值相比 （填“偏大”、“偏小”或“相等”），你这样判断的依据是 。38．阅读短文，回答问题：喷气发动机随着航天和航空事业的发展，普通的内燃机已经不能提供足够的动力，人们迫切需要大功率的发动机以提高飞行器的飞行速度，因此喷气发动机就应运而生，它主要有涡轮喷气发动机和火箭发动机。涡轮喷气发动机使压缩缩后的混合气体在燃烧室燃烧（如图甲），燃烧后剧烈膨胀的气体从尾部高速喷出，其巨大的反冲推力成为飞机的推进力，减小发动机的体积和质量，使用高能燃料，可以获得更人的推进力。火箭发动机和涡轮喷气发动机十分相似，主要的差别是：火箭自带燃料和氧化剂（如图乙），涡轮喷气发动机只带燃料，利用空气做氧化剂，同涡轮喷气发动机相比较，火箭发动机的最大特点是：它自身既带燃料，又带氧化剂，靠氧化剂来助燃，不需要从周围大气层中汲取氧气所以它不但能在大气层内也可以在大气层之外的宇宙真空中工作。火箭发动机可用于航天器推进，也可用于导弹等在大气层内飞行。迄今为止发射的人造卫星、月球飞船以及各种宇宙飞行器所用的推进装置，都是火箭发动机，火箭发动机基本都是内燃机。（1）喷气发动机把燃气的内能转化为 ，从而提供动力。（2）据中央电视台新闻联播报道，2017年4月20日19时41分长征七号火箭搭载“快递小哥”天舟一号（图丙）货运飞船成功发射升空。发射天舟一号的遥二运载火箭使用的燃料主要是液态氢，这是因为氢 。A．比热容大 B．凝固点低 C．热值大 D．沸点低（3）喷气压缩发动机使混合气体在燃烧室燃烧直到膨胀的气体再从尾部高速喷出过程中，燃气的温度是不断变化的，下列能大致反应燃气温度随时间而变化的是 。A． B． C． D．（4）涡轮喷气发动机 （能/不能）在大气层外工作；（5）美F﹣1是有史以来人类制造的推力最大的火箭发动机，F﹣1设计海平面平均推力约为6.8×106牛，这样大的竖直向上推力能够在5台并联的时候，将起飞质量3000多吨的土星5号火箭在150秒的时间内推到约6.4×104米的高度，同时最大速度达到2.76千米/秒。美F﹣1I火箭发动机的设计海平面推力的平均功率约为 W。四、计算题19．某单缸四冲程汽油机的活塞横截面积为5×10﹣3m2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是80mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9×105Pa，曲轴转速为2400r/min，当汽油机满负荷工作时，求：（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力；（2）汽油机的功率；（3）若汽油机在吸气冲程中吸入的空气质量与燃油质量之比为14：1，吸入的油气混合物的平均密度为1.5kg/m3，汽油的热值取4.5×107J/kg，则该汽油机的效率为多大？20．液化石油气的热值高达4.6×107J/kg，一些不法商贩为牟取暴利，常将液化石油气与价格低廉、热值仅为2.9×107J/kg的二甲醚混合装入钢瓶内销售给客户。小李家使用的是液化气热水器，该热水器的铭牌标明了它的热效率为75%，表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能有多大比例转化成水的内能。为测定家中瓶装液化石油气是否掺混的二甲醚。小李把家里的自动洗衣机的水量设置为55L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的体积达到55L时，洗衣机便会自动停止注水，已知当时自来水的温度是20℃，热水器输出热水的温度是48℃，这次测定实验共消耗瓶内液化石油气的质量为0.2kg。请用以上数据求：（1）加热55L水共吸收多少热量？（2）该瓶装液化石油气的热值是多少？（3）通过计算后说明，该瓶装液化石油气掺混的二甲醚质量百分比是多少？ 总排量1.6L输出功率80kW转速6000r/min燃料加热前的水温加热后的水温10g酒精205010g煤油2043
人教版第十四章《内能的利用》培优试题一、选择题1．如图甲为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，如图乙为汽油机的工作冲程。下列判断不正确的是（ ）A．舰载机获得的牵引力是因为气缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞 B．气缸内的蒸汽推动活塞后，内能增加 C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图乙中C所示的原理相似 D．从能量转化角度讲，图乙中B冲程是把机械能转化为内能2．关于四冲程汽油发动机内部工作描述正确的是（ ）A．吸气冲程时，吸入的是空气 B．通过喷油嘴压燃点火，在压缩冲程时，将机械能转化为内能 C．做功冲程时，若每次对外做功1000J，则2400r/min的发动机的额定功率为20kW D．排气冲程时，排出的废气已经没有内能，全转化为机械能3．某单缸四冲程汽油机的转速是600r/min，则下列说法正确的是（ ）A．1min内燃机对外做了600次功 B．1s内完成了10个工作循环 C．燃气做一次功的时间间隔是0.2s D．1s内活塞共来回20次4．下面是小明同学的“物理学习笔记”中的摘录，其中不正确的是（ ）A．温度越高的物体含有的热量越多 B．燃料的热值与燃料的质量没有关系的 C．分子间相互作用的引力和斥力是同时存在 D．做功和热传递在改变物体的内能上是等效的5．一辆汽车在平直公路上匀速行驶6km，用时5min，消耗汽油0.8kg，已知汽车受到的阻力是2000N，汽油的热值为4.6×107J/kg，下列结果不正确的是（ ）A．汽车行驶速度是72km/h B．消耗的汽油完全燃烧放出的热量是3.68×107J C．汽车牵引力做功的功率是40kW D．汽车发动机的效率是26%6．某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30cm2，气缸容积为150mL；满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800r，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），若1min消耗汽油10g，汽油的热值为4.6×107J/kg，则下列说法正确的是（ ）A．做功冲程燃气的平均压力为270N B．飞轮1min转动1800周，做功450次 C．燃气对活塞做的总功为135J D．汽油机的效率为26.4% 7．某汽油机的效率是25%，某柴油机的效率是35%，如果它们的功率相同，则在相同时间内燃烧的汽油和柴油产生的热量之比为（ ）A．5：7 B．7：5 C．80：7 D．7：808．如图所示，某学习小组设计实验来比较酒精、煤油和汽油的热值大小。甲、乙、丙三个装置中水的质量和初温及三种燃料的质量均相同。当三种燃料完全燃烧后，水的末温（均未沸腾）关系为t甲＝t丙＞t乙，由此可粗略判断出它们热值q的大小关系为（ ）A．q甲＞q乙＞q丙 B．q甲＞q乙＝q丙 C．q甲＝q乙＞q丙 D．q甲＝q丙＞q乙9．如图所示为小艳家新买的一辆小汽车。周末，爸爸开车带着小艳出去游玩，途中，这辆汽车在lh的时间内，在水平路面上匀速行驶了72km，消耗汽油6kg。若已知该汽车发动机的功率（即牵引力的功率）为23kW，汽车（包括车上的人和物品）质量为1.5t，汽油的热值为4.6×107J/kg，g＝10N/kg。则关于上述lh的行驶过程，下列分析正确的是（ ）A．该汽车对路面的压力大于1.5×104 N B．该汽车克服阻力做的功是2.3×104 J C．该汽车的牵引力是1.15×104N D．该汽车发动机的效率是30%10．现有两个使用同一种燃料的加热器，用它们分别对甲、乙两种不同的物质加热。已知甲物质的比热是乙物质的2倍，甲物质的质量是乙物质的，当甲物质升高的温度是乙物质的时（甲、乙物质的物态都不发生改变），加热甲物质所用燃料是加热乙物质的，则两加热器利用热能的效率之比是（ ）A．1：1 B．1：2 C．3：2 D．2：1二、填空题11．图甲是四冲程汽油机工作过程中的 冲程，该过程的能量转化情况与图乙 （选填“相同”或“不同”）。若汽油机1s内对外做功15次，则其曲轴的转速为 r/min。为了降低汽油机汽缸的温度，汽缸外有一个水箱体，使汽缸被水包围着，这是通过 的方式减少汽缸的内能。12．某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周，则汽油机1s对外做功 次；当汽油机满负荷工作时，汽油机的功率为 W。13．汽油机是一种最常见的热机，一台单缸四冲程汽油机工作时飞轮的转速为1800r/min，每次做功冲程中推动活塞对外做功1000J，则该汽油机对外做功的功率为 kW。14．某型号四冲程汽油机，曲轴的转速是3000转/分钟，每个冲程活器移动距离为0.23m，活塞受到的摩擦力为20N。汽油机工作1分钟，消耗汽油10g，燃气对活塞的推力F做功2.3×105J。汽油机一共完成了 个冲程，燃料燃烧产生的内能转化为推动活塞做功的效率为 ，推力F为 N，因为克服摩擦做功要消耗汽油为 g。（汽油的热值为4.6×107J/kg，假设汽油完全燃烧）15．如图为四缸发动机的工作原理图：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功冲程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气冲程。有一台四缸发动机，其主要技术指标如表所示。其中总排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（即冲程长）。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。（1）该发动机在1s内做功 J，单缸排量V＝ L；（2）在每个做功冲程里，发动机做功W＝ J。（3）在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W＝pV，式中p表示燃气对活塞的压强，则p＝ Pa。（1L＝10﹣3m3 ） 16．众所周知，爱因斯坦是一位伟大的理论科学家，他曾发明过“环保”不耗电的电冰箱。这种电冰箱内部有一种小型的浸入式致冷器，它能浸在需要冷却的液体中。这种电冰箱根本不需要常规电源，它的运行仅靠水龙头的压力，带动一台射水泵，从而在一个气室内产生真空，水和少量甲醇则在此处化为蒸气。管中甲醇会慢慢用完，但是这种液体不仅价格便宜，而且很容易弄到。这种冰箱在工作时，被冷却的液体内能 （选填“增大”、“减小”）。你认为这种不用电的冰箱 （选填“遵守”、“不遵守”）能量守恒定律。三、实验探究题37．为比较酒精和煤油这两种燃料的热值大小关系，小明采用了如图所示的装置进行实验：他将一定质量的酒精和煤油分别加入两灯中点燃它们，分别将装有质量相等的水的两个相同烧杯加热，直至酒精和煤油燃烧完。小明设计了一张记录数据的表格，并记录了数据：（1）组装仪器时，应先固定 （填“B”或“A”）的位置。（2）上面设计的表格中存在的不足之处是 。（3）分析表中数据可知，煤油和酒精两种燃料中，热值较大的是 。（4）实验后小明根据实验数据计算出了水吸收的热量Q，结合“10g酒精”这一数据，利用公式q＝，算出了酒精的热值，算出的酒精热值与真实值相比 （填“偏大”、“偏小”或“相等”），你这样判断的依据是 。38．阅读短文，回答问题：喷气发动机随着航天和航空事业的发展，普通的内燃机已经不能提供足够的动力，人们迫切需要大功率的发动机以提高飞行器的飞行速度，因此喷气发动机就应运而生，它主要有涡轮喷气发动机和火箭发动机。涡轮喷气发动机使压缩缩后的混合气体在燃烧室燃烧（如图甲），燃烧后剧烈膨胀的气体从尾部高速喷出，其巨大的反冲推力成为飞机的推进力，减小发动机的体积和质量，使用高能燃料，可以获得更人的推进力。火箭发动机和涡轮喷气发动机十分相似，主要的差别是：火箭自带燃料和氧化剂（如图乙），涡轮喷气发动机只带燃料，利用空气做氧化剂，同涡轮喷气发动机相比较，火箭发动机的最大特点是：它自身既带燃料，又带氧化剂，靠氧化剂来助燃，不需要从周围大气层中汲取氧气所以它不但能在大气层内也可以在大气层之外的宇宙真空中工作。火箭发动机可用于航天器推进，也可用于导弹等在大气层内飞行。迄今为止发射的人造卫星、月球飞船以及各种宇宙飞行器所用的推进装置，都是火箭发动机，火箭发动机基本都是内燃机。（1）喷气发动机把燃气的内能转化为 ，从而提供动力。（2）据中央电视台新闻联播报道，2017年4月20日19时41分长征七号火箭搭载“快递小哥”天舟一号（图丙）货运飞船成功发射升空。发射天舟一号的遥二运载火箭使用的燃料主要是液态氢，这是因为氢 。A．比热容大 B．凝固点低 C．热值大 D．沸点低（3）喷气压缩发动机使混合气体在燃烧室燃烧直到膨胀的气体再从尾部高速喷出过程中，燃气的温度是不断变化的，下列能大致反应燃气温度随时间而变化的是 。A． B． C． D．（4）涡轮喷气发动机 （能/不能）在大气层外工作；（5）美F﹣1是有史以来人类制造的推力最大的火箭发动机，F﹣1设计海平面平均推力约为6.8×106牛，这样大的竖直向上推力能够在5台并联的时候，将起飞质量3000多吨的土星5号火箭在150秒的时间内推到约6.4×104米的高度，同时最大速度达到2.76千米/秒。美F﹣1I火箭发动机的设计海平面推力的平均功率约为 W。四、计算题19．某单缸四冲程汽油机的活塞横截面积为5×10﹣3m2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是80mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9×105Pa，曲轴转速为2400r/min，当汽油机满负荷工作时，求：（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力；（2）汽油机的功率；（3）若汽油机在吸气冲程中吸入的空气质量与燃油质量之比为14：1，吸入的油气混合物的平均密度为1.5kg/m3，汽油的热值取4.5×107J/kg，则该汽油机的效率为多大？20．液化石油气的热值高达4.6×107J/kg，一些不法商贩为牟取暴利，常将液化石油气与价格低廉、热值仅为2.9×107J/kg的二甲醚混合装入钢瓶内销售给客户。小李家使用的是液化气热水器，该热水器的铭牌标明了它的热效率为75%，表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能有多大比例转化成水的内能。为测定家中瓶装液化石油气是否掺混的二甲醚。小李把家里的自动洗衣机的水量设置为55L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的体积达到55L时，洗衣机便会自动停止注水，已知当时自来水的温度是20℃，热水器输出热水的温度是48℃，这次测定实验共消耗瓶内液化石油气的质量为0.2kg。请用以上数据求：（1）加热55L水共吸收多少热量？（2）该瓶装液化石油气的热值是多少？（3）通过计算后说明，该瓶装液化石油气掺混的二甲醚质量百分比是多少？ 总排量1.6L输出功率80kW转速6000r/min燃料加热前的水温加热后的水温10g酒精205010g煤油2043
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