14初三物理第十四章内能的利用知识点测试及答案.docx

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14初三物理第十四章内能的利用知识点测试及答案

14-初三物理第十四章-内能的利用-知识点测试及答案

人教版九年级物理（上）第十四章《内能的利用》知识点

第一节热机

1、内能的利用方式：

⑴利用内能来加热；从能的角度看，这是内能的转移过程。

⑵利用内能来做功；从能的角度看，这是内能转化为机械能。

2、热机：

利用燃料的燃烧来做功的装置。

 内能转化为机械能（蒸气机——内燃机——喷气式发动机）

3、内燃机：

将燃料燃烧移至机器内部燃烧，转化为内能且利用内能来做功的机器叫内燃机。

它主要有汽油机和柴油机。

4、内燃机工作过程：

吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

在这四个阶段，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由内能转化为机械能。

另外压缩冲程将机械能转化为内能。

5、汽油机和柴油机的比较：

汽油机

柴油机

不同点

构造：

顶部有一个火花塞。

顶部有一个喷油嘴。

吸气冲程

吸入汽油与空气的混合气体

吸入空气

点燃方式

点燃式

压燃式

效率

低

高

应用

小型汽车、摩托车

载重汽车、大型拖拉机

相同点

冲程：

活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端。

一个工作循环活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转动2周，经历四个冲程，做功1次。

第二节：

热机

1、热机：

定义：

热机是利用内能来做功，把内能转化为机械能的机器。

热机的种类：

蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机等

2、内燃机：

内燃机活塞在汽缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。

四冲程内燃机包括四个冲程：

吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。

在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功，而其它三个冲程（吸气冲程、压缩冲程和排气冲程）是依靠飞轮的惯性来完成的。

压缩冲程将机械能转化为内能。

做功冲程是由内能转化为机械能。

①汽油机工作过程：

②柴油机工作过程：

3、汽油机和柴油机的比较：

①汽油机的气缸顶部是火花塞；

柴油机的气缸顶部是喷油嘴。

②汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气组成的燃料混合物；

柴油机吸气冲程吸入气缸的是空气。

③汽油机做功冲程的点火方式是点燃式；

柴油机做功冲程的点火方式是压燃式。

④柴油机比汽油及效率高，比较经济，但笨重。

⑤汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅助启动。

4、热值

燃料燃烧，使燃料的化学能转化为内能。

定义：

1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。

用符号q表示。

单位：

固体燃料的热值的单位是焦耳每千克（J/kg）、气体燃料的热值的单位是焦耳每立方米（J/m3）。

热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧等无关。

公式：

、

①Q＝qmm=

q=

Q——放出的热量——焦耳（J）；q——热值——焦耳每千克（J/kg）；m——燃料质量——千克（kg）。

②Q＝qVV=

q=

Q——放出的热量——焦耳（J）；q——热值——焦耳每立方米（J/m3）；V——燃料体积——立方米（m3）。

物理意义：

酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：

1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。

煤气的热值是3.9×107J/m3，它表示：

1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。

第二节热机的效率

1、热值：

1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。

单位：

J/kg，酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：

1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。

关于热值的理解：

①　注重“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。

1kg：

如果燃料的质量不是1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。

某种燃料：

说明热值与燃料的种类有关。

完全燃烧：

表明要完全烧尽

②热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。

2、热值公式：

Q=mq或Q=Vq（其中m为燃料的质量，V为燃料的体积，q为燃料的热值）。

火箭常用液态氢做燃料，是因为：

液态氢的热值大，体积小便于储存和运输

3、热机的效率：

热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。

公式：

η=W有用/Q总=W有用/qm

热机效率低的原因：

第一，燃料并未完全燃烧；第二，热机工作的排气冲程要将废气排出，而排出的气体中还具有内能，另外气缸壁等也会传走一部分内能；第三，由于热机的各部分零件之间有摩擦，需要克服摩擦做功而消耗部分能量；第四，曲轴获得的机械能也未完全用来对外做功，而有一部分传给飞轮以维持其继续转动，这部分虽然是机械能，但不能称之为有用功

提高热机效率的途径：

（1）使燃料充分燃烧 

（2）尽量减小各种热量损失 （3）机件间保持良好的润滑、减小摩擦。

第三节：

热机效率

影响燃料有效利用的因素：

一是燃料很难完全燃烧，二是燃料燃烧放出的热量散失很多，只有一小部分被有效利用。

有效利用燃料的一些方法：

把煤磨成粉末状、用空气吹进炉膛（提高燃烧的完全程度）；以较强的气流，将煤粉在炉膛里吹起来燃烧（减少烟气带走的热量）。

热机的效率：

热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。

热机的效率是热机性能的一个重要标志，与热机的功率无关。

公式：

Q总=

Q有用=Q总η

由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1。

热机能量损失的主要途径：

废气内内、散热损失、机器损失。

提高热机效率的途径：

①使燃料充分燃烧，尽量减小各种热量损失；②机件间保持良好的润滑，减小摩擦。

③在热机的各种能量损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。

常见热机的效率：

蒸汽机6%～15%、汽油机20%～30%、柴油机30%～45%

内燃机的效率比蒸汽机高，柴油机的效率比汽油机高。

第三节能量的转化和守恒

1、能量的转移与转化：

能量可以从一个物体转移到另一个物体，如发生碰撞或热传递时;也可以从一种形式转化为另一种形式，如太阳能电池、发电机等。

2、能量守恒定律：

能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。

能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。

大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律

3、“第一类永动机”永远不可能实现，因为它违背了能量守恒定律。

九年级物理第十四章内能的利用单元测试题

一、单项选择题（每小题3分，共36分）

1、在火炉上烧饭，主要是利用内能来（　　）

A．做功B．加热C．做功并加热D．以上说法都不对

2、一杯酒精减少一半后，则（　　）

A．热值和比热都不变B．热值减半、比热不变

C．热值和比热都减半D．热值不变、比热减半

3、下图所示是汽油机工作时各种冲程的示意图，其中表示做功冲程的是（　　）

4、以下交通工具中，常用汽油机作为动力装置的是

A．小轿车B．载重卡车C．远洋轮船D．吊车

5、下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况．关于对图中①②③④的补充正确的是（　　）

A．①做功冲程②内能转化为机械能③压缩冲程④机械能转化为内能

B．①压缩冲程②内能转化为机械能③做功冲程④机械能转化为内能

C．①做功冲程②机械能转化为内能③压缩冲程④内能转化为机械能

D．①压缩冲程②机械能转化为内能③做功冲程④内能转化为机械能

6、关于内能，下列说法中正确的是（）

A．运动的物体具有内能，静止的物体没有内能

B．热的物体具有内能，冷的物体没有内能

C．一切物体都有内能

D．温度高的物体具有的内能一定多

7、下面关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是（）

A．汽油机与柴油机使用的燃料不同

B．柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火

C．柴油机气缸顶部有个喷油嘴，汽油机气缸顶部有个火花塞

D．柴油机与汽油机除使用的燃料不同外，在构造上完全相同

8、为了提高锅炉的效率，某工厂的工人想了以下一些方法，其中正确的是（）

A．把大的煤块送进炉膛，并加大送风量B．把煤粉送进炉膛，并加大送风量

C．把大的煤块送进炉膛，并减小送风量D．把煤粉送进炉膛，并减小送风量

9、一台内燃机的转速是1440转／分，那么在每秒钟内（）

A．转轴转动24转，燃气对活塞做功12次，活塞完成48个冲程

B．转轴转动1440转，燃气对活塞做功720次，活塞完成2880个冲程

C．转轴转动1440转，燃气对活塞做功1440次，活塞完成1440个冲程

D．转轴转动24转，燃气对活塞做功24次，活塞完成24个冲程

10、甲、乙两个物体间发生热传递，甲物体温度升高，乙物体温度降低，结果甲、乙两物体温度相同，在这一过程中甲物体内能增加了100J，则（）

A．甲物体的热量也增加了100JB．乙物体放出100J内能，热量减少100J

C．乙物体的内能减少了100JD．热传递后，甲、乙两个物体的内能相等

11、下列关于能量的转化和守恒的说法中错误的是（）

A．钻木取火是将机械能转化成内能

B．酒精燃烧时，将化学能转化为内能

C．发电机发电时，将机械能转化为电能

D．人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生

12、下列现象中属于能量转移的是（）

A古人钻木取火B热水瓶中的水蒸气把瓶塞顶开

C钢铁在火炉中熔化D人造地球卫星的太阳能光电池充电

2、填空题（每空1分，共36分）

13、汽油的燃烧值是4.6×107焦／千克，氢的燃烧值是1.4×108焦／千克．在燃烧单位质量这两种燃料时，________放出的热量多，因此，发射火箭时常用________做燃料．

14、热机是把________能转为________能的机器．燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机叫做内燃机，常见的内燃机有和两种。

四冲程内燃机的一个工作循环是由、、和四个冲程组成的。

在一个工作循环中，曲轴转动周，燃气对活塞做功次。

在内燃机工作的四个冲程中，只有冲程对外做功，其他三个辅助冲程要靠飞轮的来完成。

15、利用内能的主要途径是________和________．日常生活中生火煮饭是通过________的方式利用内能的，而喷气式飞机是通过________的方式利用内能的．

16、在用高压锅烧汤时，加压阀会被蒸气顶起来，这时蒸气对加压阀做了________，蒸气的内能会________，温度将________．

17、能量既不会凭空___________，也不会凭空___________，它只会从一种形式___________为其他形式，或者从一个物体___________到另一个物体，而在___________和___________的过程中，能量的总量保持___________。

这就是能量守恒定律。

18、指出下列过程中的能量转化：

（1）水力发电___________________________________；

（2）光合作用________________________________；

（3）电炉发热_________________________________；

（4）摩擦生热____________________________________；

（5）气体膨胀做功_______________________________；

（6）燃料燃烧_________________________________；

（7）电动机通电后转动起来___________________________；

（8）对蓄电池充电_________________________________

三、解答题（共4分）

19、在炎热的夏天，赤脚走在河岸边，你会感到砂石烫脚，再走入河中时，觉得河水凉快，这是为什么？

四、计算题（每小题8分，共24分）

20、小红同学家的一台太阳能热水器安装在楼顶上，现需要将初温为10℃、质量为80kg的水加热到60℃，则这些水需要吸收多少热量？

c水=4.2×103J/（kg·℃）

21、在冬天为使房间里保持一定的温度，每小时要供给4.2×106焦的热量，若进入散热器中水的温度是80℃，从散热器流出的水的温度是72℃，问每小时要供给散热器多少80℃的水？

22、现有一壶水要烧开需要吸收1.38×108J的热量，若不计热量损失，需要完全燃烧多少克煤油？

（煤油的燃烧值是4.6×107焦／千克）若实际燃烧了5千克的煤油，则该煤油炉的效率是多少？

参考答案：

一、选择题

1B.2A.3C.4A.5D.6C.7D.8B.9A.10C.11D.12C

二、填空题

13、氢，氢。

14、内，机械，汽油机，柴油机，吸气，压缩，做功，排气，2,1，做功，惯性。

15、做功，加热，加热，做功。

16、功，增大，升高。

17、消灭，产生，转化，转移，转化，转移，不变。

18、

（1）机械能转化为电能，

（2）光能转化为化学能，（3）电能转化为内能，（4）机械能转化为内能，（5）内能转化为机械能，（6）化学能转化为内能，（7）电能转化为机械能，（8）电能转化为化学能。

三、简答题

19、答：

砂石的比热小于水的比热，夏天在相同的日照即吸收相同的热量时，砂石升高的温度高于水升高的温度。

因此，人在砂石上感到烫脚，再走入水中，水的温度低于砂石温度，又会感觉凉快。

四、计算题

20、解：

Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×80kg×（60℃-10℃）=1.68×107J

21、解：

Q放=Cm（t0-t）

22、解：

因为Q放=qm,所以m煤=Q放/q=1.38×108J/4.6×107J/kg=3kg.

若实际燃烧5kg,则有Q吸=Q放=1.38×108J，

Q放'=qm=5kg×4.6×107J/kg=2.3×108J

所以η=Q吸╱Q放’=1.38×108J/2.3×108J=60%

内能的利用热机测试题

一、选择题（每小题3分，共36分）

1．下列关于燃料燃烧值的说法中正确的是

[]

A．燃烧值大的燃料燃烧时放出的热量一定多

B．燃烧值大的燃料完全燃烧时放出的热量一定多

C．燃料完全燃烧放出热量的多少，不仅和燃烧值的大小有关，而且和燃料的质量有关

D．以上说法都是错误的

2．一杯酒精减少一半后，则

[]

A．燃烧值和比热都不变

B．燃烧值减半、比热不变

C．燃烧值和比热都减半

D．燃烧值不变、比热减半

3．在火炉上烧饭，主要是利用内能来

[]

A．做功

B．加热

C．做功并加热

D．以上说法都不对

4．下列关于汽油机和柴油机的主要区别，其中错误的的是

[]

A．柴油机的气缸上是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞

B．在做功冲程中，柴油机的点火方式叫点燃式，汽油机的点火方式叫压燃式

C．柴油机比汽油机笨重，但燃料便宜

D．柴油机吸入气缸的只是空气，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物

5．内燃机工作过程中，关于能量转化的下列说法中错误的是

[]

A．燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能

B．在压缩冲程中将飞轮的机械能转化为燃气的内能

C．在做功冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能

D．在压缩冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能

6．提高热机效率的主要途径是

[]

A．保证燃料的完全燃烧

B．减少克服摩擦所做的功

C．减少废气所带走的内能

D．以上办法，效果相同

7．燃料采用压燃式点火的热机是

[]

A．柴油机

B．汽油机

C．蒸气机

D．汽轮机

8．柴油机的效率比汽油机高，这说明

[]

A．在单位时间内柴油机消耗的燃料比汽油机少

B．在单位时间内柴油机消耗的燃料比汽油机多

C．柴油的燃烧值比汽油高

D．柴油机把柴油燃烧后的内能转化为机械能的比率比汽油机高

9．图3-5是单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图，符合内燃机的工作循环顺序的是

[]

A．丙、丁、乙、甲

B．乙、甲、丁、丙

C．甲、乙、丙、丁

D．乙、丁、甲、丙

10．一台内燃机的转速是1440转／分，那么在每秒钟内

[]

A．转轴转动24转，燃气对活塞做功12次，活塞完成48个冲程

B．转轴转动1440转，燃气对活塞做功720次，活塞完成2880个冲程

C．转轴转动1440转，燃气对活塞做功1440次，活塞完成1440个冲程

D．转轴转动24转，燃气对活塞做功24次，活塞完成24个冲程

11．汽油机的效率是25％，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内能之比为

[]

A．5∶7

B．7∶5

C．80∶7

D．7∶80

12．若将2千克、8℃的水烧开，用燃烧值为4.6×107焦／千克的煤油作燃料，设煤油完全燃烧放出的内能有25％被水吸收，需燃烧煤油的质量是[c水=4.2×107焦/（千克·℃）]

[]

A．16.8克

B．268.8克

C．67.2克

D．6.72克

二、填空题（每题3分，共30分）

13．汽油的燃烧值是4.6×107焦／千克，氢的燃烧值是1.4×108焦／千克．在燃烧单位质量这两种燃料时，________放出的热量多，因此，发射火箭时常用________做燃料．

14．热机是把________能转为________能的机器．

15．柴油机和汽油机属于热机中的________，它们都是靠活塞在________中作往复运动而工作的．

16．柴油机的效率为40％，用这台柴油机工作时，完全燃烧2千克的柴油可做有用功________焦．（柴油的燃烧值3.3×107焦／千克）

17．利用内能的主要途径是________和________．日常生活中生火煮饭是通过________的方式利用内能的，而喷气式飞机是通过________的方式利用内能的．

18．图3-6是内燃机工作过程的能量流向图．由图可知，在各种热损失中，________最多，因此，提高热机效率的主要途径是________．

19．一台柴油机的转速是2880转／分，这台柴油机的活塞每秒钟经过________个冲程，完成________个循环，燃气做了________次功．

20．热电站是利用________来供热的，与一般火电站相比，热电站大大提高了________．

21．在用高压锅烧汤时，加压阀会被蒸气顶起来，这时蒸气对加压阀做了________，蒸气的内能会________，温度将________．

22．汽油机和柴油机在压缩冲程完毕时，除点火方式不同外，柴油机中燃气的________和________都比汽油机的高，因而柴油机的________比汽油机的高．

三、综合题

23．

（1）将3千克、10℃的水烧开时，水总共吸收了多少热量？

（2）若不计热量损失，需要完全燃烧多少克煤油？

（煤油的燃烧值是4.6×107焦／千克）（3）若实际燃烧了80克的煤油，则该煤油炉的热效率是多少？

24．太阳光垂直照射到地面上，每平方米的面积上平均每分钟能得到8.4×107焦的热量，在10分钟内4米2面积上获得的热量是多少焦耳？

若其中的10％可以利用，那么，和燃烧多少克酒精放出的热量相等？

（酒精燃烧值为3.0×107焦／千克）

25．一台单缸四冲程汽油机在一个工作循环中的平均功率是8.64

千瓦，该汽油机每分钟需燃烧汽油50克，问该汽油机的效率是多大？

（汽油的燃烧值是4.6×107焦／千克）

26．一架飞机以720千米/时的速度飞行了1800千米，发动机的功率为1176千瓦，效率为30％，那么该飞机在飞行中消耗了多少汽油？

参考答案

一、

1．C　；2．A；　3．B；4．B；5．D；6．C；7．A；8．D；9．D10．A；11．B；12．C

二、

13．氢，氢．

14．内，机械．

15．内燃机，气缸．

16．2.64×107．

17．加热物体，做功，加热，做功．

18．废气带走的内能，减少废气带走的内能．

19．96，24，24．

20．废气，燃料的利用率．

21．功，减少，降低．

22．温度，压强，效率．

23．

（1）1.134×106焦．

（2）24.7克．（3）30.9％

24．3×106焦，11.2克

25．约22.5％

26．约767千克．