九年级全一册《第十四章 内能的利用》同步训练（解析版） 一、填空题
1．如图所示，该汽油机的工作过程是________冲程，此冲程将_____转化为________能．
2．四冲程汽油机工作过程中，将机械能转化为内能的是 ________冲程．汽车的发动机选用水做冷却剂，主要是由于水的比热容较 ________的缘故．发动机冷却过程是通过 ________的方式来改变内能．
3．现在家庭厨房越来越多使用天然气，既方便生活又减少环境污染．每年从塔里木盆地的轮南油气田输送到东部地区的天然气可达1.2×1010m3，若这些天然气完全燃烧放出的热量是________ J．（天然气的热值是4×107J/ m3）
4．如图所示，巨型运载火箭将“神舟九号”飞船平地托起，直冲云霄：
火箭上升时，燃料的化学能通过燃烧转化为内能，然后再转化为火箭的________能． 运载火箭采用液态氢作为燃料是因为这种燃料的________较大． 5．天然气的使用大大改善了我们的生活环境。
在一个标准大气压下，把质量为200 kg、温度为20 ℃的水烧开，水吸收的热量为_____J，若天然气燃烧放出的热量只有50%被水吸收，则需要完全燃烧_______的天然气。(q天然气＝3.0×107 J/m3)
6．四冲程内燃机的一个工作循环内,对外做功__ 次,曲轴转动__ 圈。如图是汽油机工作过程中的__ 冲程。一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是3 600 r/min,则该汽油机每秒内对外做功__ 次。
7．某柴油机燃烧2.4kg柴油时，对外做的有用功为0.9×107J，该柴油机的效率为_____.（柴油的热值为3.3×107 J/kg）
8．氢的热值是1.4×108J/m3，5m3的氢完全燃烧一半，剩下一半的热值是 ______ J/m3．火箭常采用氢作燃料是因为氢的 ______ ，在完全燃烧一样多的燃料时，可以获得更多的能量．
9．一辆单缸四冲程汽油机，做功冲程中将________能转化为________能，以汽油为燃料的某品牌小汽车行驶100km发动机牵引力所做的功为1.15×108J，消耗汽油10kg，小汽车发动机的效率为________（汽油的热值q
汽油=4.6×10
7J/kg）
10．张斌是班里的小发明家，刚刚学了热机的他，制作了如图－1－13所示的模型，他在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒内滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后揿动电火花发生器的按钮……
（1）在此过程中，酒精燃烧后的燃气的________能转化为盒盖的机械能。 （2）在这一实验过程中，你应当注意观察的是________ A．揿动电火花发生器 B．盒内的酒精
C．盒盖跳起的现象 D．盒盖跳起的瞬间盒内出现的现象
（3）汽油机的工作过程的________冲程与这一实验过程中能量的转化是一致的。
二、单选题
11．在柴油机的压缩冲程中，气体的温度和内能变化情况是（ ） A．温度升高，内能增大 B．温度降低，内能减小 C．温度不变，内能不变 D．温度降低，内能增大 12．一台柴油机，功率为消耗的柴油是（ ）
，机械效率为
，已知柴油的热值为
，当它正常工作时，每分钟
A．0.25g B．250g C．0.4g D．400g
13．如图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（ ）
A．丁、甲、丙、乙 B．乙、甲、丁、丙 C．甲、乙、丙、丁 D．乙、丁、甲、丙 14．一个单缸四冲程柴油机的飞轮转速是
，则此柴油机每秒钟内完成（ ）
A．30个冲程，做功15次 B．60个冲程，做功15次 C．60个冲程，做功30次 D．80个冲程，做功20次
15．下列四种能量的传递和转化过程中，只有热传递方式的是（ ） A．植物吸收太阳光进行光合作用 B．水蒸气把壶盖顶起 C．冬天用手摸户外的金属时感到冷 D．闭合开关，电灯发光 16．已知烟煤的热值是2.9×107J/kg，那么（ ） A．2 kg的烟煤燃烧时，一定能放出5.8×107J的热量 B．1 kg的烟煤完全燃烧，一定能放出2.9×107J的热量 C．2 kg的烟煤温度降低1 ℃时，放出2.9×107J的热量 D．10 kg烟煤的热值是2.9×108J/kg
17．火力发电的原理是将煤燃烧，给水加热产生高温高压的水蒸气，水蒸气再推动发电机高速转动，然后产生电流；在这个过程中能量的转化是（ ）
A．化学能-内能-机械能-电能 B．化学能-重力势能-动能-电能 C．机械能-内能-化学能-电能 D．内能-化学能-机械能-电能
18．如图所示，晓彤和小雪自制了一些实验器材，关于它们的工作原理，下列说法正确的是（ ）
A．图甲是简易的热机，它是利用机械能转化为内能来工作的 B．图乙是电磁秋千，它是利用磁极间的相互作用来工作的 C．图丙是皮筋动力小车，它是利用平衡力来使车前进的 D．图丁是泡沫塑料切割机，它是利用电流的磁效应来工作的
三、多选题
19．汽油机和柴油机有很多的异同点，下列有关四冲程汽油机和柴油机的异同点说法正确的是（ ） A．汽油机和柴油机都是内燃机
B．在吸气冲程中，汽油机吸入的只有空气，柴油机吸入的是柴油和空气的混合物 C．汽油机和柴油机的一个工作循环对外只做一次功，活塞往复两次
D．柴油机压缩冲程末的温度比汽油机高，燃料燃烧更完全，效率比汽油机高
20．将装有酒精的金属管固定在桌子上，并用塞子塞紧。快速来回拉动绕在管上的绳子，过一会儿塞子跳起来，则 ( )
A．拉动绳子过程，金属管温度升高，内能增加 B．拉动绳子过程，管内酒精温度升高，蒸发加快 C．塞子跳起时，管内气体温度升高，内能增加
D．塞子跳起时，管内气体内能全部转化为塞子的机械能
四、简答题
21．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？
五、计算题
22．某物理兴趣小组的同学，用天然气给lOkg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内天然气表的示数由3365.89m3变为了3366.05m3，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值约为3.2×107J/m3。求：
(1)天然气完全燃烧产生的热量：
(2)经过6min时间加热，水所吸收的热量； (3)天然气烧水时的热效率。
23．用煤气灶将50kg、20℃的水加热到60℃，需要燃烧热值为q=4.2×107J/kg的煤气0.8kg。已知水的比热容为c=4.2×103J/kg。求
(1) 0.8kg煤气完全燃烧放出的热量；
(2) 将50kg、20℃的水加热到60℃需要的煤气的质量。 (3) 煤气灶烧水的效率。
六、实验题
24．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同．燃料的质量都为10g，烧杯内的液体初温相同．
（1）比较不同燃料的热值，应选择_______两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择_________两图进行实验；在实验中，三烧杯中a、b液体的质量必须________（选填“相等”或“不同）． （2）在比较不同物质的比热容时，记录数据如下表：
升温10℃所需时间液体 质量/g /s a b
① 在此实验中，用________来表示两种液体吸收热量的多少．（选填“加热时间”或“升高温度”）． ② 你认为两种液体中，比热容较大的是液体______．（选填“a”或“b”）
25．小明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”，同时又探究了“不同燃料燃烧的放热能力”，他设计了两组实验装置如图所示：
30 30 64 96 /s 89 163 /s 124 220 升温20℃所需时间升温30℃所需时间
你认为研究不同燃料燃烧放热能力应选用________组器材（选填“甲”、“乙”）． 甲组实验是通过________来反映物质吸收热量的多少．
甲组实验中，正确操作后收集到如下实验数据，在图丙中画出水的温度随时间变化的图象____________ ．
甲实验中，需要控制某些变量，以下做法多余的是________ A．采用完全相同的加热方式
B．采用酒精灯加热时，酒精灯里所加的酒精量相同 C．取相同质量的水和沙子 D．盛放水和沙子的容器相同
（5）乙组实验中，将质量相等的两种燃料A和B放入燃烧皿中，点燃后对质量相等、初温相同的水加热，燃烧相同的时间后发现B加热的水升温多，此时________（“能”、“不能”）说明B燃料的热值大．
参考答案
1．做功 内 机械
【解析】由图知道，此时汽油机气缸的两个气阀都是关闭的，活塞向下运动，火花塞喷出电火花，所以，此过程是做功冲程；在此冲程中，燃气膨胀推动活塞做功，将内能转化成机械能。 2．压缩 大 热传递
【解析】发动机工作时，做功冲程将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能．
汽车发动机工作时产生大量热量，这些热量如果不迅速转移，就可能损害发动机，因此利用水的比热容大的特点把这些热迅速吸收，使发动机的温度不致升得太高；
发动机冷却过程中汽缸散热，水吸热，所以是通过热传递的方式来改变内能的． 3．4.8×1017J
【解析】根据题意知道，天然气的热值是q=4×107J/ m3，由
4．机械热值
【解析】（1）火箭上升时，燃料燃烧释放的化学能，使飞船的机械能在增加，即燃料燃烧释放的化学能转化为飞船的机械能；
（2）运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以放出更多的热量。 5．6.72×1074.48m3
【解析】水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×200kg×(100℃-20℃)=6.72×107J； 由题知，Q吸=50%Q放，则由Q放=qV得： 需要天然气的体积V=6．12 吸气 30
知道，这些天然气完全燃烧放出的热量是：
【解析】在四冲程内燃机的工作过程中曲轴转2圈，完成4个冲程，完成一个工作循环，1个工作循环外做功1次；由图可知，当气门打开、活塞向下运动时，该冲程是汽油机的吸气冲程； 3 600 r/min相当于60r/s，所以工30个工作循环，共做功30次。 7．11.36%
【解析】因为柴油的热值是：q=3.3×107 J/kg，所以2.4kg柴油完全燃烧放出的热量是：Q=mq=2.4kg×3.3×107 J/kg=7.92×107 J，由η=W/Q知道，该柴油机的效率是：η=W/Q×100%=0.9×107J/7.92×107J×100%≈11.36%
8．1.4×108热值大
【解析】氢的热值是1.4×108J/m3，热值是燃料的属性，5m3的氢完全燃烧一半，剩下一半的热值不变，仍为1.4×108J/m3；
运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因就是液态氢具有较高的热值，根据的氢时，可以释放出更多的热量。 9．内 机械 25%
【解析】内燃机的一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，其中压缩冲程将机械能转化成内能，做功冲程将内能转化成机械能；根据题意知道，小汽车发动机100km牵引力所做的功是：W=1.15×108 J，消耗汽油10 kg ，而10kg汽油放出的热量是：Q=mq=10kg×4.6×107 J/kg=4.6×108 J；所以，小汽车发动机的效率是：η=W/Q×100%=1.15×108J/4.6×108J×100%≈25%。 10．内 D 做功
【解析】（1）根据题意知道，酒精燃烧后会产生的高温高压的燃气，且体积膨胀，对外做功，使盒盖飞出去，即燃气的内能转化为盒盖的机械能；
（2）在这一实验过程中，应当注意观察的是瓶塞跳起的瞬间盒内出现的现象，故选D； （3）与这一实验过程中能量的转化是一致的是汽油机的做功冲程。
11．A【解析】压缩冲程中两气门关闭，活塞向上运动压缩气体，机械能转化为气体的内能，气体内能增大，
知，完全燃烧相同质量
温度升高。
12．B【解析】每分钟柴油机做的功：W=Pt=70×103W×60s=4.2×106J， 每分钟消耗柴油完全燃烧释放的热量：每分钟消耗柴油的质量：
。
，
13．A【解析】甲图中两气门都关闭，活塞向上移动，是压缩冲程；乙图中排气门开启，活塞向上移动，是排气冲程；丙图中两气门都关闭，活塞向下移动，是做功冲程；丁图中进气门开启，活塞下移，是吸气冲程；正确的顺序是：丁甲丙乙。
14．D【解析】四冲程内燃机的一个工作循环，曲轴转过两周，由四个冲程组成，对外做功一次。单缸四冲程柴油机的飞轮转速是对外做功20次．
15．C【解析】A.植物进行光合作用，是光能转化为化学能，故A不符合题意； B.水蒸气顶起壶盖，是水蒸气膨胀做功，水蒸气的内能转化为机械能，故B不符合题意；
C.冬天手摸户外的金属时感到冷，手的温度高，而金属的温度低，手接触金属，热量上后传递给金属，是热传递，属于能量的转移，故C符合题意；
D.闭合开关，灯泡发光，是电能转化为光能，故D不符合题意. 16．B
【解析】1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值．热值是燃料的一种特性，与燃料的质量体积以及是否完全燃烧都无关．
A、2kg的烟煤完全燃烧时，根据Q=mq=2kg×2.9×107J/kg=5.8×107J，但是2kg的烟煤燃烧时不一定是完全燃烧，则放出的热量不一定是5.8×107J，故A错误；
B、因为烟煤的热值是2.9×107J/kg，所以1kg的烟煤完全燃烧时，一定能放出2.9×107J的热量，故B正确； C、2kg的烟煤温度降低放出的热量与物质的热值无关，所以C错误；
D、10kg烟煤的热值不变，仍是2.9×107J/kg，不是2.9×108J/kg，故D错误；
，即此柴油机每秒钟飞轮转40圈，则完成20个工作循环，80个冲程，
17．A【解析】煤燃烧的过程将化学能转化为内能；高温高压的水蒸气推动发电机高速转动，内能转化为机械能；利用电磁感应现象，机械能转化为电能。故能的转化过程为：化学能-内能-机械能-电能。 18．B
【解析】A、热机是利用内能来工作的机器，将内能转化为机械能，故A错误； B、电磁秋千是利用同名磁极相互排斥原理工作的，故B正确；
C、转动螺旋桨，与其连接的皮筋扭转并绷紧，橡皮筋的弹性势能增大，松手后，橡皮筋的弹性势能转化为螺旋桨的动能，小车的前进利用了力的作用相互，不是利用平衡力来使车前进的，故C错误； D、泡沫塑料切割机，它是利用电流的热效应工作的，故D错误。
19．ACD【解析】A、柴油机和汽油机都属于内燃机，工作过程中将燃料燃烧释放出的内能转化为活塞的机械能，故A正确；
B、工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气，故B错误；
C、汽油机和柴油机的一个工作循环，共有四个冲程，活塞往复运动两次，曲轴连杆转两周，飞轮转两周，只有做功冲程对外做功一次，其它三个冲程靠飞轮的惯性完成，故C正确；
D、柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油机在吸气冲程中吸入的是空气，在压缩冲程中压缩程度大，做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值大，故D正确。 故选ACD。 20．AB
【解析】A、拉动绳子过程，绳子与金属管相互摩擦做功，金属管温度升高，内能增加，故A正确；B、拉动绳子过程，管内酒精温度升高，蒸发加快，故B正确；C、塞子跳起时，管内气体对塞子做功，内能减小，温度降低，故C错误；D、塞子跳起时，管内气体内能部分转化为塞子的机械能，部分会通过热传递散发到空气中，故D错误。
21．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。
【解析】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. 22．（1）5.12×106J； （2）2.52×106J； （3）49.2% 【解析】（1）根据题意知，消耗的燃烧天为：
天然气的热值q天然气=3.2×107J／m3，天然气完全燃烧产生的热量：
；
（2）水的质量m水=10kg，由图知水温度升高
；
（3）烧水时的热效率：
。
23．(1) 3.36×107J；(2) 8.4×106；(3) 25%
【解析】（1）由Q放=mq 知道，0.8kg煤气完全燃烧放出的热量是：
，水吸收的热量：
Q放=mq=0.8kg×4.2×107 J/kg=3.36×107 J；
（1）由Q吸=cm△t知道，水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103 J/（kg•℃）×50kg×（60℃-20℃）=8.4×106 J
（3）由以上计算知道，燃气灶烧水的效率是：24．甲乙 甲丙 相等 加热时间 b
【解析】（1）由控制变量法知道，当比较不同燃料的热值时，需要用不同的燃料，加热同一种液体，且液体的质量相等，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，所以，应该选择甲乙两图进行实验； 当比较两种液体的比热容时，则需要燃烧相同的燃料，加热质量相同的液体，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系，所以，应选择甲丙两图进行实验；
（2）①在此实验中，用相同的酒精灯加热，在相等时间内物质吸收的热量相等，所以，可以用加热时间来表示两种液体吸收热量的多少；
②由表中实验数据知道，质量相同的a和b，升高相同的温度，b需要的加热时间较长，由此可知b吸热多一些；
25．乙；加热时间的多少；见解析所示；B； 不能．
【解析】（1）研究不同燃料燃烧放热能力应用不同的燃料，加热相同的物质，因此选乙组器材． （2）甲组实验，相同的加热装置，可以通过加热时间的多少来反映物质吸收热量的多少； （3）根据表中实验数据在坐标系内描出对应的点，然后作出图象，如图所示：
；
（4）A、实验中，应采用完全相同的加热方式，保证在相同的时间内提供相同的热量，故有必要，不合题意； B、实验中，酒精灯里所加的酒精量对升温的快慢不会造成影响，属多余的量，符合题意； C、实验中，必须取相同质量的水和沙子，符合控制变量法的要求，故有必要，不合题意；
D、实验中，盛放水和沙子的容器也会影响其吸热与升温的情况，故应使容器保持相同，故有必要，不合题意． 故选B．
（5）将质量相等的两种燃料A和B放入燃烧皿中点燃后，由于不清楚两种燃料的燃烧情况和燃料的质量，发现加热的水升温多，可能是火焰大造成的，故无法判定热值的大小． 【点睛】
研究比热容和热值的实验，要知道两实验都采用了控制变量法和转换法，两种方法都是初中物理常用的研究方法，注意理解体会两种实验方法的精髓所在。
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