人教版九年级物理全册第十四章 内能的利用 单元测试题

第十四章内能的利用

一、选择题(每题3分，共24分)

1．如图1所示为四冲程内燃机工作示意图，这四个冲程中活塞和曲轴的位置，进气门、排气门的开闭情况有错误的是()

图1

2．一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为600 r/min，则()

A．每分钟内做功100次，完成400个冲程

B．每分钟内做功200次，完成200个冲程

C．每秒内做功20次，完成10个冲程

D．每秒内做功5次，完成20个冲程

3．如图14－Z－3所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内的液体质量也相同。下列说法正确的是()

图14－Z－3

A．比较不同液体的比热容，可以选择甲、丙两图

B．比较不同液体的比热容，可以选择乙、丙两图

C．比较不同燃料的热值，可以选择乙、丙两图

D．比较不同燃料的热值，不可以选择甲、乙两图

4．电动自行车、电动摩托车、电动汽车、电动公交车等已广泛应用于现代生活中，它们都是利用电动机来工作的，电动机工作过程中能量转化情况主要是()

A．电能转化成内能B．电能转化成机械能

C．机械能转化成电能D．太阳能转化成机械能

5．汽油机工作时的热损失情况：汽缸散热损失30%，废气带走35%，机械摩擦损耗10%。则完全燃烧2 g汽油(热值为4.6×107 J/kg)获得的机械能是()

A．2.76×104 J B．3.22×104 J C．0.92×104 J D．2.3×104 J

6．如图14－Z－4所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是()

图14－Z－4

A．吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸

B．压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小

C．做功冲程中，燃料释放的能量绝大部分转化为机械能

D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分

7．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∶5 B．15∶8 C．5∶6 D．8∶15

8．我国北方地区冬季用燃煤取暖所造成的大气污染，已越来越引起人们的关注，现在有些家庭已经改用燃油取暖，以降低对大气的污染。小明家的住房面积约110 m2，若将住房的门窗关闭好，用燃烧柴油来取暖，并使室温升高10 ℃，已知柴油的热值为4.3×107 J/kg，空气的密度约为1.3 kg/m3，空气的比热容为1.0×103 J/(kg·℃)，所需的柴油质量约为(假设柴油完全燃烧)()

A．0.01 kg B．0.1 kg C．1 kg D．10 kg

二、填空题(每空2分，共32分)

9．我国于2019年5月17日在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功发射一颗“北斗”导航卫星。如图14－Z－5所示，“长征三号丙”运载火箭升空时，燃料燃烧后通过做功，把________能转化为________能。

图14－Z－5

10．四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3000 r/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_________________________________________________________________。

11．如果已知某氢燃料电池车输出功率为40 kW，以80 km/h的速度行驶100 km，则需要消耗氢气________kg(已知燃料电池车能量转化效率为60%，每千克氢气释放的能量为1.5×108 J)，这些氢气的总能量大约相当于________kg汽油完全燃烧放出的热量。(最后一空结果保留一位小数，已知汽油的热值为4.5×107 J/kg)

12．如图14－Z－6所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧。此过程中活塞对筒内气体做功，气体的内能________，这与四冲程汽油机的________冲程的能量转化相同。某台单缸四冲程汽油机飞轮的转速为2400 r/min，在1 min内，汽油机完成________个工作循环。

图14－Z－6

13．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______。

14.(1)完全燃烧1.4 g酒精释放的热量是完全燃烧0.7 g酒精释放热量的________倍。0.7 g 酒精完全燃烧释放的热量是2.1×104 J，这些热量全部被100 g的液体A吸收，液体的温度升高了50 ℃；若完全燃烧1.4 g酒精释放的热量全部被200 g的液体A吸收，则液体的温度升

高了Δt＝________℃(不考虑散热)。

图14－Z－7

(2)现用如图14－Z－7所示装置加热200 g的液体A，燃烧了1.4 g酒精，液体升高的温度小于Δt，有哪些原因会导致这个结果？____________________________________________________________________。

三、实验探究题(共29分)

15．(14分)小柯同学自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系，他实验时组装了如图14－Z－8所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1 min记录一次杯中水的温度(见下表)。

图14－Z－8

(1)在安装、调整图甲中实验器材时，合理的顺序是先调整固定________的位置，再调整固定________的位置。(均选填图中的“A”或“B”)

(2)为保证实验便捷、可靠，实验时应控制两套装置中的一些量相同，主要有：加热时间、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)小柯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了数据，利用公式Q吸＝cm(t－t0)计算出水吸收的热量，同组的小红同学认为通过这些数据不能准确地计算出煤油和菜籽油的热值，她的理由是

________________________________________________________________________。

(5)已知酒精的热值为3.0×107 J/kg，完全燃烧20 g酒精放出的热量是________J。

16．(15分)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0.01 m3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＝4.2×107 J/m3，c水＝4.2×103 J/(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、计算题(共15分)

17．(9分)太阳能热水器不用电、不烧气，利用太阳能，无任何污染，属于绿色环保产品。泰兴市许多住宅楼统一安装了太阳能热水器，某太阳能热水器水箱容量为100 L。[液化石油气的热值为8.0×107 J/kg，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]

(1)假如在一天的时间内热水器接收到的太阳能，使一箱水的温度从20 ℃升高到60 ℃，则水吸热是多少？

(2)若使用液化石油气给水加热，且液化石油气完全燃烧放热的70%被水吸收，则使同样多的水升高相同的温度，需消耗液化石油气多少千克？

18．(6分)某台单缸四冲程内燃机的活塞面积是120 cm2，一个冲程长是0.3 m，做功冲程中燃气对活塞的平均压强是5×105 Pa，曲轴的转速是300 r/min。求：

(1)内燃机每分钟做的功。

(2)内燃机的功率是多大。

答案

1．B 2．D 3．A 4．B 5．D 6．A 7．B 8．B 9．内 机械

10．做功 25 汽油分子在不停地做无规则运动 11．2 6.7

12．增加 压缩 1200 13．化学能 电 28% 14．(1)2 50

(2)加热过程中的各种热损失、燃料没有完全燃烧等 15．(1)B A (2)质量 初温 (3)煤油 (4)燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收 (5)6×105

16．(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

17．(1)由ρ＝m

V

可得，水的质量：

m ＝ρV ＝1.0×103 kg /m 3×100×10－

3 m 3＝100 kg ， 水吸收的热量：

Q 吸＝cm(t －t 0)＝4.2×103 J /(kg ·℃)×100 kg ×(60 ℃－20 ℃)＝1.68×107 J 。 (2)因为液化石油气完全燃烧放出热量的70%被水吸收， 所以，液化石油气完全燃烧放出的热量为 Q 放＝Q 吸η＝1.68×107 J 70%＝2.4×107 J ，

由Q 放＝mq 可得，消耗液化石油气的质量为 m ′＝Q 放q ＝ 2.4×107 J

8.0×107 J /kg ＝0.3 kg 。

18．(1)燃气对活塞的平均压力：

F ＝pS ＝5×105 Pa ×120×10－

4 m 2＝6000 N ， 一个做功冲程中燃气对活塞做的功：

W1＝Fs＝6000 N×0.3 m＝1800 J，内燃机每分钟做功的次数：

n＝300 r

2 r/次

＝150次，

内燃机每分钟做的功：

W2＝nW1＝150×1800 J＝2.7×105J。

(2)内燃机的功率：

P＝W2

t＝

2.7×105J

60 s＝4500 W。