人教版九年级物理上册第14章内能的利用

人教版九年级物理上册第14章内能的利用

检测内容：第十四章内能的利用 得分________卷后分________评价________ 一、选择题(本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分) 1．下列交通工具中，动力设备不是利用热机的是(B) A．远洋轮船 B．电动摩托车 C．战斗机 D．载重汽车 2．下面是汽油机工作时的各个冲程示意图，其中将机械能转化为内能的是(B) 3．关于内燃机，下列说法正确的是(C) A．内燃机的实际工作效率可达 100%B．汽油机和柴油机使用同种燃料 C．汽油机和柴油机均属于内燃机 D．在压缩冲程中，内能转化为机械能 4．热机效率的高低，决定于(C) A．热机功率的大小，功率越大，热机效率越高 B．热机的燃料的热值，燃料热值大的放出热量多，效率就高 C．热机对燃料的利用率，利用率高的热量损失少，效率就高 D．热机做功的本领，做功本领大的效率就一定高 5．下列常见的现象中，能量转化的描述正确的是(C) A．弯折铁丝——内能转化为机械能 B．保温瓶的瓶盖蹦起——机械能转化为内能 C．燃料燃烧——化学能转化为内能 D．干电池供电——电能转化为化学能 6．(2019·宁夏)2019 年春节期间热映的《流浪地球》被誉为开启了中国科幻电影元年。 这部电影讲述了多年以后太阳急速衰老膨胀，无法再给地球提供能量，人类为了拯救地球而 点燃木星周围的可燃气体，逃离太阳系的故事。其中“点燃木星”将地球推开相当于内燃机 的(C) A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 7．如图所示是某科技馆的一台“永动机”，它由 5 根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装 有形状记忆合金制成的叶片，进入热水后因叶片伸展“划水”而转动，离开热水后形状记忆 合金迅速复原。关于该“永动机”的说法正确的是(D) A.科技发展制造了永动机 B．转动会使水温升得更高 C．“永动机”依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量 D．水的内能转化为转轮的机械能 8．下列说法中错误的是(A) A．能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化 B．只要有能的转化和转移，就一定遵循能量守恒定律 C．能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器 D．任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中，消耗多少某种形式的能量，就 能得到多少其他形式的能量，而能的总量保持不变 9．关于汽油机的做功冲程，下列说法正确的是(C) A．该冲程活塞往复运动两次 B．该冲程机械能转化为内能 C．该冲程内能转化为机械能 D．随着汽油的燃烧，汽油的热值会减小 10．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，金属管中有雾。如图所示，关于这一过程，下列说法中错误的是(C) A.拉动绳子的过程，绳子对金属管做功，使温度升高，内能增加 B．塞子跳起的现象和热机中的做功冲程相似 C．“雾”是酒精气体对外做功后温度降低，液化成小液滴造成的 D．塞子跳起时，管内气体的内能转化为塞子的机械能 二、填空题(本大题共 8 小题，每空 1 分，共 20 分) 11．(2019·海南)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大(填“大”或“小”)的固体燃料，燃料的质量 减少，热值不变(填“变小”或“不变”)。 12．(2019·菏泽期中)世界上很多发明都是受到生活现象的启发而萌生的创意，比如：蒸 汽机和汽油机，它们工作时，能的转化过程是内能转化为机械能，图中乙(填“甲”或“乙”) 是汽油机的工作原理图。 第 12 题图 第 13 题图 13．(2019·广东)某汽油机工作过程有吸气、压缩、做功和排气四个冲程。如图所示为压 缩冲程工作示意图，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，在这个过程中机械能转化为内能。 14．焦炭的热值为 3.0×107J/kg，它的物理意义是__1_kg 的焦炭完全燃烧放出的热量为 3.0×107_J__；完全燃烧__0.42__kg 的焦炭放出的热量能使 50kg 水的温度升高 60℃。[不计 热量损失，水的比热容为 4.2×103J/(kg·℃)] 15．转速为 1800r/min 的四冲程内燃机，每秒对外做功__15__次，每秒完成__60__个冲 程；若每次做功 750J，则该内燃机的功率为__11.25__kW。 16．一台四冲程汽油机，除了__做功__冲程，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性来完成 的；已知所用汽油的热值是 4.6×107J/kg，完全燃烧 2g 汽油所释放的热量是__9.2×104__J； 若热机效率为 40%，燃烧 2g 汽油转化的机械能是__3.68×104__J。 17．如图所示是一种新能源——可燃冰。2017 年 5 月 18 日，我国在南海开采可燃冰获 得成功！1m3 可燃冰可分解释放约 168m3 的天然气。完全燃烧 168m3 的天然气可以释放的热 量为__6.72×109__J，若这些热量全部被水吸收，可以将质量为__32__t 的水由 20℃加热到 70℃。[q 天然气＝4×107J/m3，c 水＝4.2×103J/(kg·℃)] 18．(2019·广州)(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 2 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℃；完全燃烧 1.4g 酒精释放的热量全部被 200g 的液体 A 吸收，液体的温度升 高了Δt＝50℃(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？加热过程中的各种热损失；燃料没有完全燃烧。(合理即可) 三、作图题(6 分) 19．如图所示，图甲为四冲程内燃机吸气冲程的示意图，图中画出了吸气冲程中活塞与 曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。请在图乙中画出压缩冲程中活塞运动的方向(用 “↑”或“↓”表示)和进气门、排气门的开闭情况。 如图所示： 四、简答题(6 分) 20．人类的生存和发展离不开各种能源，随着世界人口的急剧增加和经济的不断发展， 能源的消耗持续增长，而地壳里储存的能源是有限的，如果长期大规模开采，不久的将来会 消耗殆尽，所以开发新能源是可持续发展的趋势。我国某地建立大型风力发电场，如图所示。 请你根据风力发电的特点和所学物理知识提出相关问题并回答。 (1)问题：风力发电中的能量转化是怎样的？回答：将风能转化为电能。 (2)问题：风叶转动是由什么能转化为什么能 ? 回答：风能转化为风叶的机械能。 五、实验探究题(本大题共 2 小题，共 26 分) 21．(10 分)改变内能有两种不同的方式，如图所示，是通过__热传递__的方式将试管里 的水进行加热的，水沸腾后，水蒸气推动活塞迅速冲出，水蒸气的内能__减小__(填“增大” 或“减小”)，温度降低；在活塞被推动的过程中，能量的转化情况与内燃机__做功__冲程 相同，试管口出现了白雾，这是__液化__(填物态变化名称)现象。 22．(16 分)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 一次杯中水的温度(见下表)： 加热的时间/min 0 1 2 3 4 5 6 甲杯水温/℃ 25 27 29 31 33 35 37 乙杯水温/℃ 25 26 27 28 29 30 31 (1)在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是(甲图中)：先调整固定__B__的位置， 再调整固定__A__的位置。(均填“A”或“B”) (2)为了保证实验结论的可靠性，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的 __质量__、__初温__。 (3)本实验是通过温度计示数变化来反映热值大小的，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__煤油__。 (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，并由记录的数 据，利用公式 Q 吸＝cm(t－t0)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？__不可靠__，__燃料并没有完 全燃烧，且燃烧后所产生的热量并没有全部传递给水，有热量损失__。 六、计算题(本大题共 2 小题，共 22 分) 23．(10 分)某物理兴趣小组的同学，用煤炉给 10kg 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 内完全燃烧了 2kg 的煤，水的比热容为 4.2×103J/(kg·℃)，煤的热值约为 3×107J/kg。求： (1)煤完全燃烧放出的热量。 (2)经过 6min 时间加热，水所吸收的热量。 (3)煤炉烧水时的热效率。 解：(1)Q 放＝m 煤 q 煤＝2kg×3×107J/kg＝6×107J。 (2)Q 吸＝c 水 m 水(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×10kg×(80℃－20℃)＝2.52×106J。 (3)η＝Q 吸 Q 放 ×100%＝2.52×106J 6×107J ×100%＝4.2%。 24．(12 分)如图所示为某型号压路机，整机质量 18t，行驶速度 27km/h，发动机功率 110kW。已知柴 油的热值 q＝4.3×107J/kg，请回答下列问题： (1)该压路机以 27km/h 的速度匀速通过 150m 的距离需要多长时间？ (2)该压路机通过此段路程所受的阻力为多大？ (3)若该压路机的柴油发动机的效率为 40%，则通过此段路程需要完全燃烧多少千克柴 油？(保留两位小数) 解：(1)压路机行驶的速度：v＝27km/h＝7.5m/s， 行驶的距离：s＝150m， 需要时间：t＝s v ＝ 150m 7.5m/s ＝20s。 (2)压路机的发动机功率：P＝1.1×105W， 行驶速度：v＝7.5m/s，由 W＝Pt＝Fs＝Fvt 得， 牵引力：F＝P v ＝1.1×105W 7.5m/s ≈1.47×104N， 因为压路机处于匀速行驶状态，根据二力平衡可知，所受阻力：f＝F＝1.47×104N。 (3)所需有用功：W 有用＝Pt＝1.1×105W×20s＝2.2×106J， 由η＝W 有用 W 总 得，W 总＝W 有用 η 故 mq＝W 有用 η ，m＝W 有用 ηq ＝ 2.2×106J 40%×4.3×107J/kg ≈0.13kg。