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文档介绍
2020九年级物理知识点专项练习——专题十四:内能的利用
2020九年级物理知识点专项练习——专题十四:内能的利用 【专题一:热机】 【例1】某四冲程汽油机飞轮转速为3 000 r/min,则 A. 该汽油机每秒钟对外做功50次 B. 该汽油机每秒钟活塞完成50个冲程 C. 图中是压缩冲程,机械能转化为内能 D. 图中是做功冲程,内能转化为机械能 【沙场点兵】 1.汽油机工作时,汽缸内燃气温度最高、压强最大的时刻是 A. 吸气冲程结束 B. 做功冲程结束 C. 压缩冲程结束,火花塞点火前的瞬间 D. 压缩冲程结束,火花塞点火后的瞬间 2.下列关于热机的说法中不正确的是 A. 热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程 B. 为了防止热机过热,通常用水来降温,是利用水的比热容大的特性 C. 机械能转化为内能的过程是做功冲程 D. 热机的一个工作循环中,飞轮和曲轴都要转两圈 3.下列关于热机和环境保护的说法中正确的是 A. 热机的大量使用会造成环境污染 B. 所有的热机都是用汽油作燃料 C. 汽车排出尾气都是有毒气体 D. 热机所产生的噪声,可以被热机上的消声器完全消除 4.关于四冲程汽油机和柴油机,下列说法正确的是 A. 在吸气冲程中,吸入汽缸的都是空气 B. 在压缩冲程末,汽油机汽缸内气体温度比柴油机的高 C. 在做功冲程初,都是火花塞点火 D. 在排气冲程中,排气都依靠飞轮的惯性完成 【专题二:能量的转化与守恒】 【例2】如图所示,其中能量转化形式相同的是 A. 甲和乙 B. 乙和丙 C. 丙和丁 D. 甲和丙 【沙场点兵】 1.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.下列各种现象中,既发生能量的转化又发生能量转移的是 A. 将热水和冷水混合在一起,变成温水 B. 冬天用嘴呵气,使冰凉的手变暖 C. 用打气筒给轮胎打气时,气筒壁会发热 D. 一杯热茶慢慢变凉 3.双响炮是一种爆竹,燃放时里面的火药发生爆炸并将它推动飞上高空.图所示是燃放双响炮的情景,那么燃放双响炮时主要的能的转化有 A. 内能→机械能→化学能 B. 化学能→内能→机械能 C. 化学能→机械能→内能 D. 机械能→化学能→内能 4.如图所示实验,试管口木塞冲出过程 A. 试管口出现的白雾是水蒸气 B. 试管口出现白雾说明水蒸气内能增加 C. 能量转化情况与内燃机压缩冲程相同 D. 水蒸气对木塞做功,水蒸气的内能减少 5.如图所示,小刚对子弹击穿木板靶心前后,子弹能量变化的问题进行思考.有如下四点看法: ①动能减少,因为有部分机械能转化成内能 ②动能减少,是因为子弹的机械能增加了 ③动能减少,是因为子弹克服摩擦做了功 ④子弹的机械能不变 你认为他的看法中,正确的有 A. ①② B. ②③ C. ①③ D. ②④ 6.如图所示是著名物理学家焦耳发现的伟大定律(能量守恒定律)的一个简易实验装置.装置中两个配重质量不相同,释放后大配重下降,小配重上升,通过反复对调左右两个配重,会使动叶轮不停地转动,从而导致热量计中水的温度________,原因是________. 实现的能量转化是:________. 【专题三:热值】 【例3】关于燃料的热值,下列说法正确的是 A. 燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值 B. 燃料燃烧时,质量越大,热值越大 C. 燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小 D. 燃料的热值与燃料的种类有关系,与燃料的质量和燃烧状况无关 【沙场点兵】 1.航空生物燃油,是利用“地沟油”等提炼的生物燃油,一个油箱的航空生物燃油用去一半,则剩下半箱的航空生物燃油的热值,比热容,密度,质量的情况是 A.质量、密度、热值和比热容不变 B.质量和密度变为原来的一半,热值和比热容不变 C.质量变为原来的一半,密度、热值和比热容不变 D.质量和热量变为原来的一半,密度和比热容不变 2.由于国家原油价格和煤价格上涨,少数不法商人把一种黑色石头掺在优质煤中高价出售,客户为了不上当受骗,辨别煤中是否掺杂的最恰当的方法是检测煤的 A. 质量 B. 温度 C. 热值 D. 比热容 【专题四:比较不同燃料的热值】 【例4】学习了燃料的热值后,一位同学自己设计了一个比较煤油和菜籽油热值大小关系的实验。实验时,他组装了如图甲、乙所示的两套规格完全相同的装置。 (1)图甲中,在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是:先调整固定______(A/B)的位置; (2)为保证实验结论的可靠性,该实验还需要的测量器材是______,在本实验中使用该器材目的有①______;②______。 (3)当油料都燃尽时,发现甲杯中水的温度较高,则煤油和菜籽油两种油料中,______的热值较大。 【沙场点兵】 1.如图所示是为了比较酒精和碎纸片燃烧时放出热量多少的实验装置.在两相同规格的烧杯中装有质量相等的水,取________相等的酒精和碎纸片分别放入两个燃烧皿中,点燃后对烧杯里的水加热,直到酒精和碎纸片完全燃烧,通过比较________,从而确定酒精和碎纸片的热值大小关系. 2.某同学学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系.他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置,并每隔1分钟记录了杯中水的温度(见上表). (1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(如图甲中) :先调整固定____的位置,再调整固定______的位置(选填“A”或“B”). (2)为保证实验结论的可靠,实验时应控制两套装置中相同的量有:加热时间和水的________和______. (3)通过表中记录的数据,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是______. (4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量,并记录的数据、利用公式Q吸=cm (t-to)计算出了水吸收的热量,他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值.你认为他的计算结果可靠吗?_________; 为什么?______________. 【专题五:热量、热效率的计算】 【例5】一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量约为8.4×106 J,这些能量相当于完全燃烧0.7kg的干木柴才能得到.将这些干木材放在煤炉中用来烧水,可以使8kg的水温度升高50℃,已知水的比热容为4.2×l 03 J/(kg.℃).求: (1)干木材的热值. (2)8kg的水温度升高50℃所吸收的热量. (3)此煤炉烧水时的效率. 【沙场点兵】 1.在一个标准大气压下,用炉子将10 kg的水从20 ℃加热至沸腾,燃烧了0.5 kg的焦炭,已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),焦炭的热值为3.0×107 J/kg。 求:(1)水吸收的热量; (2)0.5 kg焦炭完全燃烧释放的热量; (3)炉子烧水的效率。 2.某家庭用燃气热水器将质量为100kg,温度为20℃的自来水加热到50℃,消耗的天然气体积为1m3(假设天然气完全燃烧).已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为3.2×107J/m3.求: (1)天然气完全燃烧放出的热量; (2)水吸收的热量; (3)该热水器工作时的效率. 2020九年级物理知识点专项练习——专题十四:内能的利用参考答案 【专题一:热机】 【例1】某四冲程汽油机飞轮转速为3 000 r/min,则 A. 该汽油机每秒钟对外做功50次 B. 该汽油机每秒钟活塞完成50个冲程 C. 图中是压缩冲程,机械能转化为内能 D. 图中是做功冲程,内能转化为机械能 【答案】D 【解析】 汽油机的一个冲程包括四个工作循环,曲轴转动两周,对外做功一次.汽油机的转速是3000r/min=50r/s,表示的是每秒飞轮转动50圈,完成100个冲程,对外做功25次,故AB错误;由图知道,两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,所以是做功冲程,此过程将内能转化为机械能,故C错误,D正确,故选D. 【沙场点兵】 1.汽油机工作时,汽缸内燃气温度最高、压强最大的时刻是 A. 吸气冲程结束 B. 做功冲程结束 C. 压缩冲程结束,火花塞点火前的瞬间 D. 压缩冲程结束,火花塞点火后的瞬间 【答案】D 【解析】 吸气冲程结束时,没有使得气缸内气体温度升高、压强增大,故A不符合题意;做功冲程结束时,气缸内的气体的温度不是最高,故B不符合题意;压缩冲程结束,电火花点火后的瞬间,燃料燃烧产生高温高压的燃气,此时气缸中的温度最高、压强最大,故C不符合题意,D符合题意,故选D. 2.下列关于热机的说法中不正确的是 A. 热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程 B. 为了防止热机过热,通常用水来降温,是利用水的比热容大的特性 C. 机械能转化为内能的过程是做功冲程 D. 热机的一个工作循环中,飞轮和曲轴都要转两圈 【答案】C 【解析】 A、热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程,故A正确; B、为了防止热机过热,通常用水来降温,是利用水的比热大的特性,故B正确; C、热机的做功冲程是将内能转化为机械能;压缩冲程是将机械能转化为内能;故C错误; D、热机一个工作循环,包含4个冲程,飞轮和曲轴转动2圈,活塞往复2次,对外做功1次,故D正确. 故选C. 3.下列关于热机和环境保护的说法中正确的是 A. 热机的大量使用会造成环境污染 B. 所有的热机都是用汽油作燃料 C. 汽车排出尾气都是有毒气体 D. 热机所产生的噪声,可以被热机上的消声器完全消除 【答案】A 【解析】 A.热机的大量使用会排出大量废气,造成环境污染,A对; B.热机燃料油汽油和柴油,B错; C.汽车排出的尾气 大部分都是有毒气体,C错; D.热机所产生的噪声,部分可以被热机上的消声器消除,D错. 4.关于四冲程汽油机和柴油机,下列说法正确的是 A. 在吸气冲程中,吸入汽缸的都是空气 B. 在压缩冲程末,汽油机汽缸内气体温度比柴油机的高 C. 在做功冲程初,都是火花塞点火 D. 在排气冲程中,排气都依靠飞轮的惯性完成 【答案】D 【解析】 在吸气冲程中,汽油机吸入的是燃料混合物,柴油机吸入的是空气,故A错误;在压缩冲程末,柴油机将燃料混合物压缩得程度更大,温度更高,故B错误;在做功冲程初,汽油机是通过火花塞点火,而柴油机是由喷油嘴喷出雾状柴油而燃烧,故C错误;除了做功冲程,吸气、压缩、排气三个冲程都是靠飞轮的惯性完成,故D正确,故选D. 【专题二:能量的转化与守恒】 【例2】如图所示,其中能量转化形式相同的是 A. 甲和乙 B. 乙和丙 C. 丙和丁 D. 甲和丙 【答案】B 【解析】 由甲知道,活塞压缩空气做功,使其内能增大,机械能转化成内能;由乙知道,对试管内的水加热,使其温度升高,内能增大,当内能增大到一定程度,就把塞子推出来,即内能转化成机械能;由丙知道,汽油瞬间燃烧,产生高温高压燃气,燃气推动活塞做功,内能转化成机械能;由丁知道,白炽灯工作时消耗电能,并发光发热,是电能转化成光能和内能,综上所述,能量转化形式相同的是乙和丙,故选B. 【沙场点兵】 1.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 【答案】C 【解析】 A、钻木取火过程中,消耗机械能,转化为内能,使木头的内能增加、温度升高,从而燃烧,不符合题意; B、瓶塞被水蒸气顶开,是水蒸气对瓶塞做功,内能转化为机械能,是能量的转化过程,不符合题意; C、钢铁在火炉中熔化,是因为内能由火传递给钢铁,使钢铁的内能增大,温度升高,到达熔点而熔化,故C符合题意; D、人造地球卫星的太阳能光电池工作时消耗太阳能,得到了电能,故它在工作时把太阳能转化为电能,不符合题意.选项C正确,故选C. 2.下列各种现象中,既发生能量的转化又发生能量转移的是 A. 将热水和冷水混合在一起,变成温水 B. 冬天用嘴呵气,使冰凉的手变暖 C. 用打气筒给轮胎打气时,气筒壁会发热 D. 一杯热茶慢慢变凉 【答案】C 【解析】 A.能量的转移发生在热传递过程,将热水和冷水混合在一起,变成温水,发生的是能量的转移,故A不符合题意; B.冬天用嘴呵气,使冰凉的手变暖,发生的是能量的转移,故B不符合题意; C.用打气筒给轮胎打气时,气筒壁会发热,先发生的是机械能转化为内能,后又发生能量的转移,故C符合题意; D.一杯热茶慢慢变凉,发生的是能量的转移,故D不符合题意。 3.双响炮是一种爆竹,燃放时里面的火药发生爆炸并将它推动飞上高空.图所示是燃放双响炮的情景,那么燃放双响炮时主要的能的转化有 A. 内能→机械能→化学能 B. 化学能→内能→机械能 C. 化学能→机械能→内能 D. 机械能→化学能→内能 【答案】B 【解析】 根据题意知道,燃放双响炮时,里面的火药发生爆炸并将它推动飞上高空,即此过程是通过燃料燃烧将化学能转化为内能,而后通过内能做功,即将内能转化为机械能,故符合题意的是B,故选B. 4.如图所示实验,试管口木塞冲出过程 A. 试管口出现的白雾是水蒸气 B. 试管口出现白雾说明水蒸气内能增加 C. 能量转化情况与内燃机压缩冲程相同 D. 水蒸气对木塞做功,水蒸气的内能减少 【答案】D 【解析】 A.试管口的“白雾”是水沸腾产生的水蒸气液化成的小水滴,故A错误; B.水蒸气对木塞做功,内能减少,温度降低,水蒸气液化成小水滴,出现白雾,故B错误; C.在此过程中,水蒸气的内能转化为软木塞的机械能,与热机的做功冲程能量转化相同,故C错误; D.在软木塞被冲出试管口的过程中,水蒸气的内能转化为软木塞的机械能,所以水蒸气的内能减少,故D正确. 5.如图所示,小刚对子弹击穿木板靶心前后,子弹能量变化的问题进行思考.有如下四点看法: ①动能减少,因为有部分机械能转化成内能 ②动能减少,是因为子弹的机械能增加了 ③动能减少,是因为子弹克服摩擦做了功 ④子弹的机械能不变 你认为他的看法中,正确的有 A. ①② B. ②③ C. ①③ D. ②④ 【答案】C 【解析】 子弹击穿木板的过程中,子弹会克服摩擦做功,动能减少,使内能增大,所以是机械能转化成内能,故①③说法是正确,②④说法是错误;综上所述,正确的只有C,故选C. 6.如图所示是著名物理学家焦耳发现的伟大定律(能量守恒定律)的一个简易实验装置.装置中两个配重质量不相同,释放后大配重下降,小配重上升,通过反复对调左右两个配重,会使动叶轮不停地转动,从而导致热量计中水的温度________,原因是________. 实现的能量转化是:________. 【答案】 (1). 升高 (2). 对水做功,水的内能增加 (3). 机械能转化为内能 【解析】 根据题意知道,反复对调左右两个配重,会使动叶轮不停地转动,由于不断对水做功,水的内能增加,从而导致热量计中水的温度升高,此过程是机械能转化为内能. 【专题三:热值】 【例3】关于燃料的热值,下列说法正确的是 A. 燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值 B. 燃料燃烧时,质量越大,热值越大 C. 燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小 D. 燃料的热值与燃料的种类有关系,与燃料的质量和燃烧状况无关 【答案】D 【解析】 1kg某种燃料完全燃烧放出的能量,叫做这种燃料的热值.热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等均无关,所以,只有D正确,故选D. 【沙场点兵】 1.航空生物燃油,是利用“地沟油”等提炼的生物燃油,一个油箱的航空生物燃油用去一半,则剩下半箱的航空生物燃油的热值,比热容,密度,质量的情况是 A.质量、密度、热值和比热容不变 B.质量和密度变为原来的一半,热值和比热容不变 C.质量变为原来的一半,密度、热值和比热容不变 D.质量和热量变为原来的一半,密度和比热容不变 【答案】C 2.由于国家原油价格和煤价格上涨,少数不法商人把一种黑色石头掺在优质煤中高价出售,客户为了不上当受骗,辨别煤中是否掺杂的最恰当的方法是检测煤的 A. 质量 B. 温度 C. 热值 D. 比热容 【答案】C 【解析】 1kg某种燃料完全燃烧放出的能量,叫做这种燃料的热值,它只与燃料的种类有关,它代表燃料的优劣,热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时放出的热量越多,所以,可以用热值来区分煤炭的优劣,故选C. 【专题四:比较不同燃料的热值】 【例4】学习了燃料的热值后,一位同学自己设计了一个比较煤油和菜籽油热值大小关系的实验。实验时,他组装了如图甲、乙所示的两套规格完全相同的装置。 (1)图甲中,在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是:先调整固定______(A/B)的位置; (2)为保证实验结论的可靠性,该实验还需要的测量器材是______,在本实验中使用该器材目的有①______;②______。 (3)当油料都燃尽时,发现甲杯中水的温度较高,则煤油和菜籽油两种油料中,______的热值较大。 【答案】(1)B;(2)天平;①确保两烧杯中水的质量相等;②确保煤油和菜籽油质量相等;(3)煤油。 【沙场点兵】 1.如图所示是为了比较酒精和碎纸片燃烧时放出热量多少的实验装置.在两相同规格的烧杯中装有质量相等的水,取________相等的酒精和碎纸片分别放入两个燃烧皿中,点燃后对烧杯里的水加热,直到酒精和碎纸片完全燃烧,通过比较________,从而确定酒精和碎纸片的热值大小关系. 【答案】 (1). 质量 (2). 温度计示数的变化 【解析】 燃料燃烧释放的热量的多少既与燃料的质量多少有关,又与燃料的热值大小有关,所以在设计实验时应控制酒精和碎纸片的质量相同;又因为燃料的热值不能直接测量,但燃烧放出的热量被水吸收后,可以使水温发生变化,所以可以通过温度计示数的变化来比较燃料热值的大小关系. 2.某同学学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系.他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置,并每隔1分钟记录了杯中水的温度(见上表). (1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(如图甲中) :先调整固定____的位置,再调整固定______的位置(选填“A”或“B”). (2)为保证实验结论的可靠,实验时应控制两套装置中相同的量有:加热时间和水的________和______. (3)通过表中记录的数据,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是______. (4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量,并记录的数据、利用公式Q吸=cm (t-to)计算出了水吸收的热量,他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值.你认为他的计算结果可靠吗?_________; 为什么?______________. 【答案】 (1). B (2). A (3). 质量 (4). 初温 (5). 煤油 (6). 不可靠 (7). 煤油和菜籽油不可能完全燃烧,且有热量损失,(烧杯、石棉网、铁圈等要吸热,水、烧杯等向周围环境散热)故无法准确计算燃料的热值 【解析】 (1)使用酒精灯加热的实验中在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是从下到上,便于一次性安装成功,所以先调整固定B的位置,再调整固定A的位置. (2)根据控制变量的思想,为了保证实验结论的可靠,实验时应控制两套装置中相同的量有:相同的加热时间,水的质量和初温相同. (3)通过表中记录的数据,两种燃料燃烧相同时间时,甲杯的温度升高的更高,所以酒精的热值更大一些. (4)根据实验过程只能粗略的比较热值的大小,要计算出热值是不可靠的; 因为:一燃烧时不能保证燃料完全燃烧; 二是火焰的内能会大量散发到空气中,即燃料燃烧释放的内能只有一部分被水吸收,所以根据水吸收的热量计算热值是不可靠的. 【专题五:热量、热效率的计算】 【例5】一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量约为8.4×106 J,这些能量相当于完全燃烧0.7kg的干木柴才能得到.将这些干木材放在煤炉中用来烧水,可以使8kg的水温度升高50℃,已知水的比热容为4.2×l 03 J/(kg.℃).求: (1)干木材的热值. (2)8kg的水温度升高50℃所吸收的热量. (3)此煤炉烧水时的效率. 【答案】(1)1.2×107J/kg;(2)1.68×106J;(3)20% 【解析】 (1)因为Q放=mq,所以q==1.2×107J/kg, (2)8kg的水温度升高50℃所吸收的热量Q吸=cm△t=4.2×l 03 J/(kg⋅℃)×8kg×50℃=1.68×106J, (3)煤炉烧水时的效率:η=×100%=20% 【沙场点兵】 1.在一个标准大气压下,用炉子将10 kg的水从20 ℃加热至沸腾,燃烧了0.5 kg的焦炭,已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),焦炭的热值为3.0×107 J/kg。 求:(1)水吸收的热量; (2)0.5 kg焦炭完全燃烧释放的热量; (3)炉子烧水的效率。 【答案】解:(1)由热量公式得,水吸收的热量: Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×10 kg×(100 ℃-20 ℃)=3.36×106 J; (2)0.5 kg焦炭完全燃烧释放的热量:Q放=mq=0.5 kg×3.0×107 J/kg=1.5×107 J; (3)炉子烧水的效率:η= ×100%=×100%=22.4% 2.某家庭用燃气热水器将质量为100kg,温度为20℃的自来水加热到50℃,消耗的天然气体积为1m3(假设天然气完全燃烧).已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为3.2×107J/m3.求: (1)天然气完全燃烧放出的热量; (2)水吸收的热量; (3)该热水器工作时的效率. 【答案】(1) 3.2×107J;(2) 1.26×107J;(3) 39.4%. 【解析】 (1)天然气完全燃烧放出的热量: Q放=Vq=1m3×3.2×107J/m3=3.2×107J; (2)水吸收的热量: Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(50℃-20℃)=1.26×107J; (3)燃气灶的效率: . 答:(1)天然气完全燃烧放出的热量为3.2×107J; (2)水吸收的热量为1.26×107J; (3)该热水器工作时的效率是39.4%.查看更多