科学九年级上册第5节 物体的内能达标测试

浙教版九年级上册第三章第五节

物体的内能-内燃机及相关计算

【同步练习】

一、选择题

1．如图所示的四个事例中，不是用做功方式改变内能的是（       ）

A．①② B．②③ C．③④ D．①④

2．用酒精灯给试管中的水加热，如下图所示，在软木塞被冲出试管口的过程中，下列说法不正确的是（       ）

A．水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能减小

B．水蒸气的内能转化为软木塞的机械能

C．能量的转化形式与热机压缩冲程能量转化相同

D．木塞的机械能变大

3．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，如图甲。汽油机的工作冲程，如图乙。下列哪种说法不符合实际（　　）

A．牵引索与蒸汽活塞连接的两个滑轮均是定滑轮

B．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

C．气缸内的蒸汽推动活塞后，内能增加

D．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

4．在如图所示的四幅图中，甲、乙是课堂上看到的两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的其中两个过程示意图。利用内能来做功的冲程是①图；与压缩冲程原理相同的是②图所示的演示实验（       ）

A．①丁②乙           B．①丙②甲

C．①丁②甲           D．①丙②乙

5．四冲程汽油机的转速为600r/min，则每秒钟内汽油机对外做功的次数（）

A．300次 B．600次  C．10次 D．5次

6．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

7．如图是最早的蒸汽汽车模型，工作原理是通过燃料燃烧产生水蒸气，高温水蒸气推动汽车前进。其工作原理中有关能量转化的叙述正确的是

A．内能→化学能→机械能 B．机械能→内能→化学能

C．化学能→内能→机械能 D．内能→机械能→化学能

8．如图所示描述的物理过程，下列分析正确的是（       ）

A．图甲：厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的温度升高，内能不变

B．图乙：瓶子内的空气推动塞子做功后，瓶子内空气的内能增大

C．图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增加

D．图丁：汽缸内的气体推动活塞向下运动，内能转化为机械能，气体内能减少

9．如图所示，把一个底部封闭的薄壁金属管固定在支座上，管中装一些酒精，然后用塞子塞紧管口。把根橡皮条缠在管子上并迅速来回拉动，很快会观察到塞子被顶出且在管口上方有大量“白气”产生下列说法中正确的是（       ）

A．来回拉动橡皮条的过程中，金属管的内能减少

B．来回拉动橡皮条的过程中，将机械能转化成内能

C．塞子被顶出后，酒精蒸气的内能增加

D．管口上方的“白气”是酒精蒸气

10．下列流程图表示四冲程汽油机的一个工作循环。对图中①②的补充正确的是（　　）

A．①是压缩冲程，机械能转化为内能 B．①是做功冲程，内能转化为机械能

C．②是做功冲程，机械能转化为内能 D．②是压缩冲程，机械能转化为内能

二、填空题

11．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，图乙为汔油机的工作冲程。

（1）图甲中两个滑轮的作用是___________

（2）蒸汽弹射装置工作时，气缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，内能___________（选填“增大”、“减小“或“不变"）。同时推动活塞，使舰载机获得巨大的动能。

（3）蒸汽弹射装置工作时的能量转化与图乙中的___________图（选填字母）所示冲程相同。

12．汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，其中在压缩冲程中，气体的温度升高，是________的方式增加气体内能的，汽缸外有一个水箱体，使汽缸被水包围着，这是通过_________的方式减少汽缸内能的，用水来包围汽缸是因为水的_________。

13．今年，我国自主研发了首款氢能发动机，它可以实现“零碳排放、零污染排放”。

（1）氢能发动机的工作原理与汽油机相同。如图所示为发动机的__________冲程，该冲程是将内能转化为__________能。

（2）完全燃烧10m3的氢气可以放出的热量为__________J。（氢气的热值为1.26×107J/m3）。

14．小金用如图1所示实验装置，加热试管使水沸腾，发现试管上方的小风车开始不停地转动。由此引出以下问题，请利用所学的知识回答。

（1）图1实验中能量转化方式与图2中汽油机的哪个冲程相同？______。

（2）若某四冲程汽油机的功率为36千瓦，做功冲程每次对外做功800焦耳，则该汽油机的飞轮的转速为______转/分。

（3）如图3所示的是等质量两种液体吸收的热量与温度变化情况的图象，请根据图中提供的信息，你认为选择______液体作为汽车冷却液效果更好。

15．发动机是汽车的核心部件，发动机的好坏决定了整车的驾驶性能，发动机内有四个汽缸，其相关数据如下表所示。

（1）汽车以速度匀速运动时发动机输出功率最大，则以此速度行驶1分钟，发动机做功为___________焦耳。

（2）在汽车内燃机单个气缸工作循环中___________冲程将内能转化为机械能。（选填字母）

16．如图所示，将活塞迅速下压，玻璃筒底的棉花被点燃，此过程是通过___________的方式（选填“热传递”或“做功”）增加了筒内空气的内能，能量转化方式与汽油机的___________冲程相同（选填“吸气”、“压缩”、“做功”或“排气”），某汽油机在一次工作中消耗了2kg油，对外做功为，则汽油机的效率是___________（汽油热值为）。

17．昆明冬天的早晨，会看到嘴里呼出的“白气”，这是_______现象。“卡路里”简称“卡”，是热量的另一个单位，现在仍被广泛使用在营养计量和健身手册中。1卡是这样规定的：在标准大气压下，1g水温度升高1℃吸收的热量。那么1卡＝ _______J。一辆汽车发动机的效率是35%，那么该车完全燃烧1kg汽油做的有用功是___________J。[c水＝4.2× 103J/（kg·℃），q汽油＝4.6×107J/kg]

18．生活处处有科学，留心观察皆学问。厨房中也包含着很多科学知识，例如：

（1）炸油条、炸土豆用菜油；煮玉米、煮鸡蛋用水，这样可以对不同烹饪手段提供各自所需的______（洗填“热量”或“温度”）。

（2）如图所示，用炖盅炖汤，在大煲内的水沸腾过程中，煲盖不断跳动，这一过程中的能量转化情况与四冲程汽油机的______冲程相似。

19．一台某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为3×10-3m²，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是0.04m，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圈，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），若1min消耗汽油9克，汽油的热值为4.6×107J/kg。请计算：

（1）一个做功冲程中燃气对活塞做的功为_____J；

（2）该汽油机的效率为_____（保留一位小数）。

20．在如图所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机关工作过程中的两个冲程示意图。与压缩冲程原理相同的是演示实验____图：汽油机利用内能来做功的冲程是____图。

若某型号单缸四冲程汽油机的活塞面积S=3.0×10-3m2，活塞冲程长度为L=0.06m，某种工作状态下做功冲程燃气的平均压强为p＝1.0×108Pa，飞轮转速1500次/分钟，则汽油机在此工作状态下的功率是____瓦。

三、简答题

21．国产165型单缸四冲程汽油机的汽缸横截面积为0.003米2，活塞冲程长50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为106Pa，飞轮的转速是1500R/min。

（1）求这种汽油机满负荷工作时做功的功率（不计摩擦损失）；

（2）如果满负荷工作时每分钟消耗15g汽油，这种汽油机把内能转化为机械能的效率是多少？汽油的热为4.6×107J/kg）

（3）若水箱中装了20L的水，初始温度为20℃，汽油机工作一段时间后，水温上升到80℃，求水吸收的热量。水的比热容为4.2×103J/（kg·℃））

22．随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓入家。一辆质量为1.5吨，使用汽油为燃料的小汽车，以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20kW。若小汽车行驶的距离为46km，汽油的热值，小汽车发动机的效率为25%，求小汽车在这段路程中：

(1)发动机所做的功；

(2)消耗汽油的质量。

(3)若在一标准大气压下这些汽油全部用来加热20℃的水，能使730kg的水温度升高多少？

23．今年“十一”期间，爸爸开车带着鲁鲁去旅游，汽车（包括车上的人和物品）质量为1.6×103kg，汽车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶230km，所受的平均阻力是汽车总重的0.05倍，汽车发动机的效率为25%，汽油的热值是4.6×107J/kg（假设汽油完全燃烧）。

（1）汽车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，汽车发动机的牵引力是多少？_________

（2）汽车行驶230km牵引力做了多少功？_________

（3）汽车全程消耗汽油多少千克？_________

24．发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能与品质，现代汽车主要分汽油与柴油两类发动机，其中汽油发动机提供动力的是内燃机的气缸。某台以汽油为燃料的汽车，发动机内有四个气缸，其相关数据如下表所示：

（1） 如果汽车以100Km/h的速度匀速运动时发动机的输出功率最大，则1min内汽车所做的有用功为        J。

（2）汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个气缸正常工作四个冲程的顺序是       （对甲、乙、丙、丁重新排序），其中              冲程内燃机给汽车提供动力。

（3）汽车的排气量是指发动机气缸的工作容积，汽车排气量越大，功率越大。空燃比指汽缸内空气和燃油的质量比。当汽车以100Km/h的速度匀速行驶时，根据表中数据求汽车发动机的效率。（计算结果保留一位小数）

25．汽车给人民生活带来便捷的同时，也带来了空气污染、道路拥挤等社会问题随着杭州G20峰会的召开，杭州多地实施机动车“环保行动”，更多的“杭州蓝”出现在我们的视野中。（q汽油＝4．6×107J/kg）

（1）燃油汽车的发动机通常是汽油机，如图所示汽油机的四个冲程，让汽车获得动力的冲程是下图中的______。如果飞轮1min转动1800周，则1s内汽油机对外做______次功。

（2）一台汽油机的功率为33W，工作8h共消耗汽油80kg，求此汽油机的效率为多少？(      )

26．随着人们生活水平的提高，汽车已经成为大家重要的代步工具。某型号汽车发动机是四冲程的汽油机，做功冲程推动活塞一次做功1380J，在1分钟内火花塞点火1000次，气缸内共燃汽油0.1kg。

（1）下图是汽油机的一个工作循环，其中做功冲程是____。

（2）1分钟内汽油机做了多少功？____

（1）0.1千克汽油完全燃烧能释放出4.6×106焦能量，远大于1分钟内该汽油机所做的功。请根据数据计算该汽油机的能量转化效率，并分析汽油机能量损耗的原因。____

27．一辆小汽车在高速公路上匀速行驶了200千米，用时2小时，消耗汽油20千克。已知小汽车发动机的输出功率为30千瓦，假设发动机对外做功全是克服阻力做功。请运用所学的知识解答下列问题（汽油热值4．6×107J/kg）

（1）汽车匀速行驶时所受的牵引力多大？___

（2）汽车发动机的效率是多少？___（保留3位有效数字）

（3）不考虑能量损失，则30℃室温下，20千克汽油完全燃烧释放的热量可以使质量为2．5吨的水温度升高_______℃（气压为一个标准大气压）。

28．随着经济的发展，汽车已成为人们常用的交通工具．一辆使用汽油为燃料的小汽车，在路面水平的高速公路上以100km/h的速度匀速行驶时，百公里油耗为8L，发动机的效率为25%。设汽车通过50km的路程，汽油的密度ρ＝0.75×103kg/m3，汽油热值为q＝4.5×107J/kg。求：

（1）通过该路段，汽车行驶的时间。________

（2）该路段上消耗汽油的质量。__________

（3）该路段上发动机给汽车行驶提供的牵引力。______