学年人教版 九年级物理 第十四章 内能的利用 综合训练含答案.docx

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学年人教版九年级物理第十四章内能的利用综合训练含答案

人教版九年级物理第十四章内能的利用综合训练

一、选择题

1.汽油机的一个工作循环分为四个冲程，每个冲程都伴随着能量的转移或转化，其中主要将机械能转化为内能的冲程是（　　）

A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程

2.如图所示是四冲程汽油机一个工作循环中的三个冲程，对于缺少的一个冲程的名称及顺序，下列判断正确的是（　　）

A．吸气冲程，应在图甲之前B．压缩冲程，应在图甲、乙之间

C．做功冲程，应在图乙、丙之间D．排气冲程，应在图丙之后

3.2018·株洲木炭的热值为3.4×107J/kg，它表示1kg木炭（　　）

A．具有3.4×107J的热量

B．具有3.4×107J的内能

C．完全燃烧对外做功3.4×107J

D．完全燃烧放出热量3.4×107J

4.如图，给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，这个过程与四冲程汽油机的哪一个冲程中的能量转化是相同的（　　）

A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程

5.四冲程汽油机的剖面图如图所示，依靠飞轮惯性使活塞向上运动完成的冲程是（　　）

①吸气冲程②压缩冲程③做功冲程④排气冲程

A．①和②　B．③和④　C．①和③　D．②和④

6.有甲、乙两台汽油机，甲的功率是乙的1.5倍，甲的效率为20%，乙的效率为25%，那么甲与乙每小时消耗油量之比为（　　）

A．6∶5B．15∶8C．5∶6D．8∶15

7.（多选）下列说法正确的是（　　）

A.构成物质的大量分子无规则运动的剧烈程度与温度无关

B.汽油机做功冲程中将机械能转化为内能

C.热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，从而节能减排

D.质量为10kg的水，温度升高10℃，吸收的热量为4.2×105J[c水=4.2×103J/（kg·℃）]

8.小明将铁丝快速弯折十余次，铁丝弯折处的温度会升高，如图7所示四个事例中能量转化与之相同的是（　　）

A．甲、丙B．甲、丁

C．乙、丙D．乙、丁

二、填空题

9.如图所示，瓶子里装有少量的水，用力打气，瓶塞向上跳起，瓶内有白雾产生．白雾是________________形成的．瓶塞向上跳起过程中，瓶内气体______________________________，温度降低，内能减小；其能量转化情况与四冲程汽油机的__________冲程相同．

10.在火力发电站内，锅炉是将燃料的________转化为内能，蒸汽轮机是将内能转化为机械能。

燃料的能量经锅炉、蒸汽轮机和发电机最终转化为________能。

若锅炉、蒸汽轮机和发电机的效率分别为η1＝50%、η2＝70%和η3＝80%，则火力发电站的效率为______。

11.2019年6月5日，我国首次用固体燃料运载火箭把“文昌物联一号”卫星成功送上太空。

火箭发射时要选用热值　　　（选填“大”或“小”）的固体燃料，燃料的质量减少，热值　　　（选填“变小”或“不变”）。

12.四冲程汽油机在工作过程中，将内能转化为机械能的是________冲程，如果汽油机的转速表显示3000r/min，那么该汽油机每秒内做________次功。

给汽车加油时能闻到汽油的味道说明_________________________________________________________________。

13.2019·扬州改编如图0所示是汽油机的________冲程。

若汽油机飞轮的转速为3000r/min，则1s内汽油机完成______个冲程，对外做功______次。

14.如图所示是汽油机两个冲程的示意图，其中图____________中的冲程为汽车提供了动力。

汽油机在吸气冲程吸入汽缸的是__________（选填“空气”或“汽油和空气的混合物”）。

15.截至2019年4月14日，泸州云龙机场已开通31条航线。

从云龙机场飞往北京的某航班在水平跑道上加速的初始阶段，牵引力沿水平方向，大小为9.2×104N，经过的路程为1000m，则牵引力所做的功为　　　　　J;若飞机发动机的效率为25%，在此过程中，消耗的汽油为　　　kg，这些汽油的体积为　　　　m3。

（汽油的密度ρ=0.7×103kg/m3，汽油的热值q=4.6×107J/kg） 

16.为了倡导低碳生活，太阳能热水器被广泛应用于现代生活。

小明家的太阳能热水器吸热板面积S＝3m2，水箱内装有质量m＝100kg的水。

小明观察发现：

这些水在t＝10h时间内温度由20℃升高到80℃。

查阅资料获知：

当天当地的太阳辐射平均功率P0＝1.68×106J/（m2·h）（太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能），c水＝4.2×103J/（kg·℃）。

求：

（1）水箱内所装的水吸收的热量Q1。

（2）吸热板吸收的太阳辐射能量Q2。

（3）该太阳能热水器的能量转化效率η。

三、实验题

17.

（1）完全燃烧1.4g酒精释放的热量是完全燃烧0.7g酒精释放热量的________倍。

0.7g酒精完全燃烧释放的热量是2.1×104J，这些热量全部被100g的液体A吸收，液体的温度升高了50℃；若完全燃烧1.4g酒精释放的热量全部被200g的液体A吸收，则液体的温度升高了Δt＝________℃（不考虑散热）。

（2）现用如图所示装置加热200g的液体A，燃烧了1.4g酒精，液体升高的温度小于Δt，有哪些原因会导致这个结果？

____________________________________________________________________。

18.木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧，得到了下表的数据：

（1）从表中的数据可以得到：

相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是________的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越________。

（2）从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料，______________________和________的比值是不变的，这个不变的比值反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称为________，它是用来描述燃料完全燃烧时，释放热量能力大小的物理量。

（3）完全燃烧0.01m3的天然气放出的热量是________J；如果这些热量完全用于加热水，可使________kg的水温度升高10℃；实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多，原因是用燃气灶烧水时，除了水吸收的热量外，一部分传给了盛水的容器，另外一部分传给了________（答一个即可）。

[q天然气＝4.2×107J/m3，c水＝4.2×103J/（kg·℃）]

（4）在烧水过程中，人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收，为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例，物理中引入________来描述，我们总是希望它的值越________越好。

四、解答题

19.某太阳能热水器中装有40kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到60℃，已知c水＝4.2×103J/（kg·℃），求：

（1）热水器中的水所吸收的热量．

（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少立方米的天然气（天然气的热值为8.4×107J/m3，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收）?

20.用炉子烧水时，将10kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了0.5kg的焦炭．水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），焦炭的热值是3.0×107J/kg.试求：

（1）水吸收的热量是多少？

（2）0.5kg焦炭完全燃烧放出的热量是多少？

（3）炉子烧水的效率是多少？

21.小明用电热水壶来加热水，将2kg的水温度从20℃加热到100℃。

试问：

（1）此过程中水需吸收多少热量？

（2）已知该电热水壶每分钟可以产生1.68×105J的热量，若不计热量损失，要将2kg的水温度从20℃加热到100℃，需要多长时间？

22.2019·聊城2019年5月6日，聊城首批30辆氢燃料新能源公交车（如图所示）投放使用。

氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源。

求：

[c水＝4.2×103J/（kg·℃），q氢＝1.4×108J/kg]

（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量。

（2）若这些热量全部被质量为200kg、温度为15℃的水吸收，则水升高的温度是多少。

（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量的焦耳数和公交车所做的功相等，则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间。

23.参加2019年国庆阅兵的运20是我国自主发展的大型运输机，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F作用下，以720km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，需要燃烧航空煤油4800kg。

已知飞机发动机提供的机械功率是3.2×107W，航空煤油的热值为4×107J/kg。

试求，在这1h内：

（1）航空煤油完全燃烧放出的热量是多少。

（2）发动机获得的水平推力F是多大。

（3）该飞机发动机的热机效率是多大。

24.我国自主研制的某型新一代战斗机，具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为3.7×104kg，最大飞行高度达2×104m，最大航行速度达2.5倍声速，最大载油量为104kg。

飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：

已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是30%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg。

（1）飞机发动机完全燃烧6.4×103kg燃油放出的热量为多少焦？

（2）当飞机以400m/s的速度巡航时，这些燃油可以让飞机飞行多少千米？

飞机发动机的输出功率是多少千瓦？

人教版九年级物理第十四章内能的利用综合训练-答案

一、选择题

1.【答案】B　【解析】本题考查汽油机工作过程中的能量转化情况．汽油机的一个工作循环包括四个冲程，其中吸气和排气冲程没有能量转化，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能．故选B.

2.【答案】C　

3.【答案】D

4.【答案】C　【解析】图示是将内能转化为机械能的过程，在四冲程汽油机的工作过程中，吸气和排气冲程，只有能量的转移，没有能量的转化，故A和D均不符合题意；压缩冲程将机械能转化为内能，故B不符合题意；做功冲程将内能转化为机械能，C符合题意．故选C.

5.【答案】D　[解析]依靠飞轮惯性完成的冲程有吸气冲程、压缩冲程和排气冲程。

活塞向上运动，且靠飞轮惯性完成的冲程是压缩冲程和排气冲程，故D正确。

6.【答案】B　[解析]因为

＝20%，

＝25%，所以

＝

×

＝

×

＝

。

7.【答案】CD　

8.【答案】A　[解析]反复弯折铁丝，铁丝弯折处温度升高，这是机械能转化为内能，使铁丝的内能增加。

甲：

迅速将活塞下压，活塞对空气做功，使空气的内能增大，温度升高，达到棉花的着火点后，棉花就会燃烧，此过程机械能转化为内能。

乙：

酒精燃烧后产生的高温高压的燃气，对外做功，使盒盖飞出去，此过程内能转化为机械能。

丙：

汽油机压缩冲程中，活塞压缩汽缸内混合物，使混合物的内能增加，此过程机械能转化为内能。

丁：

汽油机做功冲程中，高温高压的燃气体积膨胀，对外做功，此过程内能转化为机械能。

故与弯折铁丝，弯折处温度升高能量转化相同的是甲和丙。

二、填空题

9.【答案】水蒸气液化　膨胀对外做功（或部分内能转化为瓶塞的机械能）　做功

10.【答案】化学能　电　28%

[解析]

（1）在火力发电站内，锅炉是将燃料的化学能转化为内能，蒸汽轮机是将内能转化为机械能。

燃料的化学能经锅炉、蒸汽轮机和发电机最终转化为电能。

（2）已知锅炉、蒸汽轮机和发电机的效率分别为η1＝50%、η2＝70%和η3＝80%，所以火力发电站的效率为η＝η1η2η3＝50%×70%×80%＝28%。

11.【答案】大　不变

12.【答案】做功　25　汽油分子在不停地做无规则运动

13.【答案】做功　100　25　[解析]汽油机飞轮的转速为3000r/min＝50r/s，说明每秒钟飞轮转动50圈，完成

＝25个工作循环，100个冲程，对外做功25次。

14.【答案】乙　汽油和空气的混合物

[解析]由图可知，图甲中两个气门都关闭，活塞上行，为压缩冲程；图乙中，两个气门都关闭，活塞下行，为做功冲程。

为汽车提供动力的冲程是做功冲程；在吸气冲程中汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物。

15.【答案】9.2×107　8　1.14×10-2

[解析]飞机行驶1000m的过程中牵引力做的功为W=Fs=9.2×104N×1000m=9.2×107J;由η=

可得，汽油完全燃烧放出的热量为Q=

=

=3.68×108J;由Q=mq可得，消耗的汽油质量为m=

=

=8kg;由ρ=

可得，这些汽油的体积V=

=

≈1.14×10-2m3。

16.【答案】

（1）水吸收的热量：

Q1＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg·℃）×100kg×（80℃－20℃）＝2.52×107J。

（2）经过10h阳光的照射接收的太阳能：

Q2＝P0St＝1.68×106J/（m2·h）×3m2×10h＝5.04×107J。

（3）该太阳能热水器的能量转化效率：

η＝

＝

＝0.5＝50%。

三、实验题

17.【答案】

（1）2　50

（2）加热过程中的各种热损失、燃料没有完全燃烧等

[解析]

（1）热值是燃料的一种特性，同种燃料热值相同，根据Q＝mq可知，1.4g是0.7g的2倍，所以完全燃烧1.4g酒精释放的热量是完全燃烧0.7g酒精释放热量的2倍；液体A的比热容不变，则完全燃烧1.4g酒精释放的热量使200g液体A升高的温度与完全燃烧0.7g酒精释放热量使100g液体A升高的温度相等。

（2）液体实际升高的温度小于Δt的原因：

加热过程中有各种热损失；燃料没有完全燃烧等。

18.【答案】

（1）不同　多　

（2）完全燃烧放出的热量　质量　热值

（3）4.2×105　10　空气（或燃气灶）

（4）热效率　高

四、解答题

19.【答案】

解：

（1）热水器中的水所吸收的热量为：

Q吸＝cm（t－t0）＝4.2×103J/（kg·°C）×40kg×（60－10）°C＝8.4×106J

（2）需要燃烧天然气的体积为：

V＝

＝

＝0.1m3

20.【答案】

解：

（1）Δt＝100℃－20℃＝80℃

Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103J/（kg·℃）×10kg×80℃＝3.36×106J

（2）Q放＝m炭q＝0.5kg×3.0×107J/kg＝1.5×107J

（3）η＝

×100%＝

×100%＝

×100%＝22.4%

21.【答案】

（1）水吸收的热量：

Q吸＝cm（t－t0）＝4.2×103J/（kg·℃）×2kg×（100℃－20℃）＝6.72×105J。

（2）不计热量损失，则电热水壶产生的总热量：

Q＝Q吸＝6.72×105J，

且电热水壶每分钟可以产生1.68×105J的热量，

则加热时间：

t＝

＝4min。

22.【答案】

（1）0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量：

Q＝m氢q氢＝0.3kg×1.4×108J/kg＝4.2×107J。

（2）水吸收的热量：

Q吸＝Q放＝4.2×107J，

由Q吸＝cmΔt得水升高温度：

Δt＝

＝

＝50℃。

（3）公交车所做的功：

W＝Q放＝4.2×107J，

由P＝

得公交车行驶时间：

t＝

＝

＝300s。

23.【答案】

（1）航空煤油完全燃烧放出的热量：

Q放＝qm＝4×107J/kg×4800kg＝1.92×1011J。

（2）该飞机水平匀速飞行的速度v＝720km/h＝200m/s，

由P＝

＝

＝Fv得，发动机获得的水平推力：

F＝

＝

＝1.6×105N。

（3）该飞机沿水平方向匀速航行1h，发动机做的功：

W＝Pt＝3.2×107W×3600s＝1.152×1011J，

发动机的热机效率：

η＝

＝

＝0.6＝60%。

24.【答案】

（1）燃油完全燃烧放出的热量：

Q＝mq＝6.4×103kg×5×107J/kg＝3.2×1011J。

（2）有用功：

W＝ηQ＝30%×3.2×1011J＝9.6×1010J；

当飞机以400m/s的速度巡航时，由表格中的数据可知，受到的阻力为f＝4.8×104N；由于飞机做匀速直线运动，则F＝f；

由W＝Fs可知，飞机飞行的距离：

s＝

＝

＝2×106m＝2000km；

飞机发动机的输出功率：

P＝Fv＝4.8×104N×400m/s＝1.92×107W＝1.92×104kW。