石家庄市精英中学初中物理九年级全册第十四章《内能的利用》检测(包含答案解析)

一、选择题
1．面点师傅炸油条时，用天然气将油加热至沸腾，把和好的面拉成长条放入油中炸至金黄。

关于涉及的物理知识，下列说法正确的是（）
A．刚出锅的油条烫手，是由于油条含有的热量多
B．闻到了油条的香味，说明分子在不停地做无规则运动
C．天然气燃烧越充分，放出的热量越多，热值越大
D．油条温度升高，是通过做功的方式来增大内能
2．下列关于内能、热量、温度和做功的说法中正确的是（）
A．在汽油机的压缩冲程中，内能转化为机械能
B．物体的比热容跟物体的质量、吸收或放出的热量、温度有关
C．物体从外界吸收了热量，温度一定升高
D．一个物体温度升高，内能一定增加
3．根据所学物理知识，下列描述正确的是（）
A．“破镜”不能“重圆”的原因是破损处的分子间只有斥力没有引力
B．一桶菜籽油用掉一半后，剩余菜籽油密度和比热容都不变但热值减小
C．在内燃机的一个工作循环四个冲程中，有两次做功过程
D．甲、乙两台汽油机，甲的效率比乙高，甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少
4．下列关于热机的描述正确的是（）
A．汽油机和柴油机点火都靠的是火花塞
B．汽油机的活塞运动一个周期对外做一次功
C．柴油机比汽油机功率高，是因为它对空气的压缩比更大
D．热机在工作过程中，把活塞的内能转化为机械能
5．光发动机是一种把光能转化为机械能的装置，主要结构如下图所示。

在太阳光照射下，化学反应室内密封着的气态物质N2O4发生反应：N2O4（光照)=O2+2NO，导致室内气压增大；在无光条件下，室内发生“逆向反应”，导致室内气压减小。

当窗口无光射入时，活塞移动，该过程相当于下图汽油机四个冲程中的（）
A．B．
C．
D．
6．2020年11月24日4时30分，我国在海南文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭将重达8.2吨的嫦娥五号探测器顺利送入预定轨道，开启我国首次地外天体采样返回之旅.下列说法正确的是（）
A．火箭加速升空过程中，动能转化为重力势能，机械能增大
B．长征五号火箭的发射过程中，燃料燃烧过程中热值不断增大
C．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的密度小
D．嫦娥五号探测器在环月椭圆轨道由近月点运动到远月点的过程中，速度减小，机械能不变.
7．下列说法正确的是（）
A．水的比热容和它吸收或放出的热量多少有关
B．当2kg的水比200g的水内能大时，其温度也一定更高
C．烧红的铁丝放入冷水中后，铁丝的温度转移到水中，使水的温度升高
D．煤油的热值比酒精的热值大，煤油完全燃烧放出的热量不一定比酒精多
8．下列说法正确的是（）
A．汽油的热值比柴油的热值大，完全燃烧时比柴油产生的热量多
B．用锯条锯木头时温度升高，是通过热传递改变内能
C．塑料吸盘能“吸”在墙壁上，说明分子间存在引力
D．闻到远处的花香，说明分子在不停地做无规则运动
9．如图是汽油机工作时的四个冲程，下列说法正确的是（）
A．汽油机吸气冲程汽缸吸进物质是汽油
B．甲是压缩冲程是将内能转化为机械能，丁是做功冲程是将机械能转化为内能
C．该车内燃机的四个冲程正确的工作顺序是乙→甲→丁→丙
D．活塞在汽缸内往复运动一次，该汽油机对外做功一次
10．下列是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中内能转化为机械能的是（）A．B．C．D．
11．关于热机的效率，下列说法正确的是（）
A．在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
C．热机的效率越高说明做功越快
D．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的
12．如图是内燃机的某个冲程。

下列四种现象中与该冲程能量转化方式一致的是（）
A．滚摆上升
B．火箭升空
C．钻木取火
D．山中瀑布
二、填空题
13．如图所示，给试管内水加热至一定程度，发现试管口木塞会被推出。

给水加热是通过______方式使水的内能增加；木塞被推出后水蒸气的内能________（选填“增大”“减小”或“不变”）。

燃油汽车的核心部件是热机，通过______冲程将废气排出气缸，造成大气污染。

一台四冲程汽油机正常工作时曲轴和飞轮的转速是2400r/min，它每秒完成
______个冲程，对外做功________次。

14．一台单缸四冲程汽油机正常工作时飞轮的转速为2400r/min，则汽油机每秒对外做功______次。

15．(1)2020年11月24日，我国在文昌航天发射场用长征五号遥五运载火箭成功发射了探月工程嫦娥五号月球探测器。

运载火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料
______大的特性。

(2)如图甲所示，科幻大片《流浪地球》中地球为摆脱木星，主人公点燃了木星上的可燃气体，从而将地球推离木星。

在推离过程中______能转化为______能，与图乙所示四冲程内燃机正处于某一冲程的能量转化方式______（选填“相同”或“不同”）。

16．如图是四冲程汽油机工作的部分冲程示意图，其中______图是做功冲程，另外一图是依靠飞轮的______来完成的冲程。

17．2020年11月24日，搭载“嫦娥五号”探测器的“长征五号”火箭成功发射。

火箭从地面向上发射过程中，火箭外壳和大气摩擦后温度越来越高，内能逐渐______（选填“增大”或“减小”）；火箭的燃料是液态氢，氢的热值为1.4×108J/kg，完全燃烧2kg的氢，放出的热量是______ J。

18．如图所示，工作中的四冲程汽油机正处于______冲程，该冲程消耗了燃气的______能。

若该汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功______次、飞轮转过______圈。

19．一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min，每秒钟完成___个工作循环，每秒钟做功_____次。

如图所示，汽油机正处于___冲程。

20．一台四冲程汽油机正常工作时曲轴和飞轮的转速是2400r/min，它每秒完成_________个冲程，对外做功______次。

三、解答题
21．某兴趣小组的同学用煤炉给 20kg的水加热，同时他们绘制了加热过程中水温随时间变化的图线如图所示。

若在6min内燃烧了1kg煤，已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤的热值约为3×107J/kg。

则
(1)1kg煤完全燃烧放出的热量是多少？
(2)经过6min加热，水吸收的热量是多少？
(3)煤炉烧水时的效率是多少？
22．张新家使用的是天然气热水器，他尝试估测该热水器的效率，以核对铭牌上的数值是否准确。

当只有该热水器使用天然气时。

把60kg 的水从25℃加热到55℃，天然气表的示
数由1375.05m 3变为1375.21m 3，已知水的比热容c =4.2×
103J/（kg·℃），天然气的热值q =7.0×107J/m 3。

求：
(1)水吸收的热量；
(2)消耗的天然气完全燃烧放出的热量；
(3)该热水器的效率。

23．在“探究水的沸腾”实验中，用酒精灯给水进行加热，完全燃烧了5.6g 酒精，则：
(1)酒精燃烧放出了多少了热量？
(2)若这些热量的30%被150g 、25℃的水吸收，则水升高的温度是多少℃？（已知水的比热
容为()3
4.210J/kg ⨯⋅℃，酒精的热值为73.010J/kg ⨯环境为一个标准大气压） 24．如图所示，是一款最新的无人驾驶汽车。

该汽车以72km/h 的速度在一段平直的公路上匀速直线行驶了8km 时，消耗汽油1.5L 。

假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%。

（已知ρ汽油=0.8×103kg/m 3，q 汽油=4.5×107J/kg ）
求：(1)该汽车在这段运动过程中，其发动机所做的有用功大小；
(2)在上述运动过程中，该无人驾驶汽车的输出功率大小（即该汽车有用功功率大小）。

25．“垃圾分类，绿色环保”，合理分类并利用垃圾可以变废为宝。

某垃圾处理厂处理垃圾时，在一定条件下，1t 分类后的垃圾能“榨”出140kg 燃料油。

若某小区每天产生3t 垃
圾，[该燃料油的热值q =4.0×
107J/kg ，q 煤 =3×107J/kg ，c 水＝4.2×103J/（kg•℃）]。

求： (1)这3t 垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧能释放多少热量；
(2)这些热量相当于完全燃烧多少煤；
(3)若这些热量有30%被初温为20℃、质量为105 kg 的水吸收，则水的温度升高多少。

26．将100kg 的水从20℃加热到50℃。

（1）水吸收的热量是多少？[水的比热容c 水=4.2×
103J/（kg·℃）] （2）这些热量相当于多少千克的焦碳完全燃烧释放出来的？（焦碳的热值q 焦碳
=3.0×107J/kg ）
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．B
解析：B
A ．刚出锅的油条烫手，是因为油条的温度较高，故A 错误；
B ．闻到了油条的香味，是一种扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故B 正确；
C ．燃料的热值只与燃料种类有关，与是否燃烧或充分燃烧无关，故C 错误；
D ．油条温度升高，是通过热传递的方式来增大内能，故D 错误。

故选B 。

2．D
解析：D
A ．汽油机在压缩冲程中，将机械能转化为内能，故A 错误；
B ．物质的比热容与物质的种类和状态有关，与物体的质量大小、吸收或放出的热量多少、温度高低是无关的，故B 错误；
C ．晶体熔化时，吸收热量，内能增加，但温度不变，故C 错误；
D ．一个物体的温度升高，物体内能增加，故D 正确。

故选D 。

3．C
解析：C
A ．破损处的分子依然有引力和斥力，破镜不能重圆的原因是分子间的距离过大，当分子之间的距离大于1010m 的10倍时，分子间的作用力变得十分微弱，分子间的引力不足以使物体恢复原状，故A 错误；
B ．密度、比热容、热值都是物质的属性，均与物体的质量和体积无关，所以剩余菜籽油的密度、比热容、热值都不会改变，故B 错误；
C ．在内燃机的一个工作循环四个冲程中，压缩冲程活塞会对气缸内的燃料或气体做功，做功冲程气缸内的燃料被点燃后对活塞做功，所以有两次做功的过程，故C 正确；
D ．热机效率是指用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的热量之比，所以虽然甲的效率比乙高，但没有其它条件无法判断消耗汽油的多少，故D 错误。

故选C 。

4．C
解析：C
A ．柴油机是直接把空气和油的混合气体压缩到燃点，自动着火，称之为压燃式，故A 错误；
B．四冲程汽油机的一个工作循环包括四个冲程，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，故B错误；
C．柴油机热效率更高，虽然柴油的燃烧值比汽油略低一点，但每一次喷入的燃料能比汽油机更充分的燃烧（因为压缩比高），热效率几乎达到了40%，这是汽油机不能企及的，故C正确；
D．热机在工作过程中，燃气的内能转化为活塞运动的动能，故D错误。

故选C。

5．D
解析：D
当窗口无光射入时，室外气压大于室内气压，活塞向左移动，机械能转化为化学能。

此过程相当于汽油机4个冲程当中的压缩冲程，在压缩冲程中，活塞向上移动，压缩空气，将机械能转化为内能，发动机的压缩冲程中，活塞向上运动气门关闭。

故选D。

6．D
解析：D
A．火箭加速升空过程中，燃料的内能转化成机械能，所以火箭的机械能增大，故A错误；
B．热值是燃料的根本属性，其数值大小不变，故B错误；
C．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的热值大，在和其它燃料同等质量的情况下，液氢的燃烧能获取更多的能量，故C错误；
D．嫦娥五号探测器在环月椭圆轨道由近月点运动到远月点的过程中，是动能向重力势能转化的过程，所以其速度减小，但机械能守恒，故D正确。

故选D。

7．D
解析：D
A．水的比热容是它的一种特性，和它吸收或放出的热量多少无关，故A错误；
B．物体的内能和它的质量、温度有关，当2kg的水比200g的水内能大时，其温度不一定更高，当2kg的水和200g的水温度相同时，2kg的水的内能就更大，故B错误；
C．烧红的铁丝放入冷水中后，铁丝向冷水放热，铁丝的内能转移到水中，使水的温度升高，故C错误；
可知，在不确定质量大小的情况下，煤油完D．煤油的热值比酒精的热值大，根据Q qm
全燃烧放出的热量不一定比酒精多，故D正确。

故选D。

8．D
解析：D
A．燃料燃烧放出热量的多少不仅和热值有关，还和燃烧燃料的质量有关，故A错误；B．用锯条锯木头时温度升高，是通过做功改变内能，故B错误；
C．塑料吸盘能“吸”在墙壁上原因是大气压强，故C错误；
D．闻到远处的花香，原因是分子在不停地做无规则运动，故D正确。

故选D。

9．C
解析：C
A．汽油机吸气冲程汽缸吸进物质是汽油和空气的混合物，故A错误；
B．甲是压缩冲程是将机械能转化为内能，丁是做功冲程是将内能转化为机械能，故B错误；
C．该车内燃机的四个冲程正确的工作顺序是乙→甲→丁→丙，故C正确；
D．活塞在汽缸内往复运动两次，该汽油机对外做功一次，故D错误。

故选C。

10．C
解析：C
A．由图可知，进气阀打开，排气阀关闭，活塞向下，是吸气冲程，没有能量的转化，故A 不符合题意；
B．由图可知，进气阀、排气阀关闭，活塞向上，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故B 不符合题意；
C．由图可知，进气阀、排气阀关闭，活塞向下，是做功冲程，将内能转化为机械能，故C 符合题意；
D．由图可知，进气阀关闭，排气阀打开，活塞向上，是排气冲程，没有能量的转化，故D 不符合题意。

故选C。

11．B
解析：B
A．热机的效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多，故A错误。

B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高，多用在重型机器上，故B正确；
C．热机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值，热机的效率越高说明有用功占的比值越大，功率表示做功的快慢，功率越高说明做功越快，效率和功率是两个不同的物理量，二者之间没有必然联系，故C错误；
D．根据内燃机的能量流向，热机损失的能量中，废气带走的能量较多，故D错误。

故选B。

12．B
解析：B
如图，进气门和排气门都是关闭的，活塞下行，因此是做功冲程，内能转化为机械能：A.滚摆上升时，质量不变，速度减小，高度增加，故将动能转化为了重力势能，故A不符合题意；
B．火箭升空时，将内能转化为机械能，故B符合题意；
C．钻木取火是克服摩擦做功，将机械能转化为了内能，故C不符合题意；
D．瀑布是将水的重力势能转化为了水的动能，故D不符合题意。

故选B。

二、填空题
13．热传递减小排气8020
解析：热传递减小排气8020
[1]用酒精灯加热水的过程中，水从酒精灯火焰吸收热量，是通过热传递的方式使水的内能增加的。

[2]软木塞冲出试管口时，水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，则水蒸气内能变小。

[3]燃油汽车的热机工作一个循环有4个冲程，其中排气冲程将废气排出气缸。

[4][5]四冲程汽油机飞轮转速是2400r/min，合40r/s，表示每秒钟飞轮转动40圈；因为四冲程汽油机一个工作循环完成四个冲程，活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转动2圈，对外做功1次，所以，该汽油机每秒完成80个冲程，对外做功20次。

14．20
解析：20
四冲程汽油机一个工作循环包括四个冲程，飞轮转两转，对外做一次功。

该四冲程汽油机正常工作时飞轮的转速为2400r/min，即每秒40转，故对外做功20次。

15．热值内机械不同
解析：热值内机械不同
[1]火箭使用的燃料主要是液态氢，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液态氢时，可以释放出更多的热量。

[2][3][4]点燃木星上的可燃气体，将地球推开，燃烧后的燃气对地球做功，燃料的内能转化为地球的机械能，四冲程内燃机中的做功冲程就是利用内能来做功的冲程，将内能转化为机械能。

图乙为内燃机的压缩冲程，是将机械能转化为内能，故与燃气将地球推离木星的能量转化方式不同。

16．乙惯性
解析：乙惯性
[1]甲排气孔开，故是排气冲程，而乙图活塞向下，进气口和出气口都关闭，故乙图是做功冲程。

[2]甲图是排气冲程，是依靠飞轮的惯性来完成的。

17．增大28×108
解析：增大 2.8×108
[1]火箭外壳和大气摩擦的过程，是克服摩擦做功，令内能增大。

[2]完全2kg的氢放出的热量
Q放=mq=2kg×1.4×108J/kg=2.8×108J
18．做功内1020
解析：做功内 10 20
[1]如图所示，进气门、排气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动是做功冲程。

[2]做功冲程把内能转化为机械能，消耗了燃气的内能。

[3][4]一次做功完成4个冲程，飞轮转2圈；该汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功10次，飞轮转过20圈。

19．10做功
解析：10 做功
[1]飞轮转速为1200r/min ，则每秒钟飞轮转20转，飞轮每转两转，汽油机就完成一个工作循环，故每秒钟完成10个工作循环。

[2]每个循环发动机完成四个冲程，对外做一次功，故发动机每秒钟对外做10次功。

[3]有图可知，汽油机排气阀和吸气阀关闭，火花塞点燃，气体推动活塞向下运动对外做功，为做功冲程。

20．20
解析：20
[1][2]飞轮转速是2400r/min ，合40r/s ，表示每秒钟飞轮转动40圈，因为一个工作循环完成四个冲程，活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转动2周，对外做功1次，所以，该汽油机每秒完成80个冲程，对外做功20次。

三、解答题
21．(1) 3×107J ；(2) 5.04×106J ；(3)16.8%
解：(1)1kg 煤完全燃烧放出的热量
Q 放=m 煤q =1kg×3×107J/kg=3×107J
(2)水吸收的热量
Q 吸=cm 水(t -t 0)=4.2×103J/(kg·℃)×
20kg×(80℃-20℃)=5.04×106J (3)煤炉烧水时的效率
675.0410J ==310J
Q Q η⨯⨯吸放=16.8% 答：(1)1kg 煤完全燃烧放出的热量是3×
107J ； (2)经过6 min 加热，水吸收的热量是5.04×106J ；
(3)煤炉烧水时的效率是16.8%。

22．(1)67.5610J ⨯；(2)71.12J 10⨯；(3)67.5%
解：(1) 水吸收的热量
()()364.210J /kg 60kg 55257.5610J Q cm t =∆=⨯⋅⨯⨯-=⨯吸℃℃℃
(2)消耗的天然气体积为
3331375.21m 1375.05m 0.16m V =-=
则放出的热量为
73370.16m 1J 7.0110J/m .210Q qV ==⨯=⨯⨯放
(3) 该热水器的效率为
67%7.56J
10100%=100%=100%=67.51.J 1012Q Q Q Q η=⨯⨯⨯⨯⨯有用吸总放 答：(1)水吸收的热量为67.5610J ⨯；
(2)消耗的天然气完全燃烧放出的热量为71.12J 10⨯；
(3)该热水器的效率为67.5%。

23．(1) 1.68×105J ；(2)75℃
解：(1)酒精燃烧放出的热量
Q 放=m 酒精q =5.6×10-3kg×3.0×107J/kg=1.68×105J
(2)由题意可得，水吸收的热量
Q 吸=30%Q 放=30%×1.68×105J=5.04×104J
水升高的温度
435.0410J 4.210J/(kg )0.15kg
Q t cm ⨯∆==⨯⋅⨯吸℃=80℃ 由于标准大气压下水的沸点为100℃，水的末温为100℃，水温度只能升高
Δt ′=t -t 0=100℃-25℃=75℃
24．(1)1.62×107J ；(2)4.05×104W
(1)汽油的质量为
33330.810kg /m 1.510m 1.2kg m V ρ-==⨯⨯⨯=
汽油完全燃烧放出的热量
774.510J /kg 1.2kg 5.410J Q qm ==⨯⨯=⨯
该汽车发动机做的有用功是
77 30% 5.410J 1.6210J W Q η==⨯⨯=⨯有用
(2)由于s v t
=可得汽车行驶时间 8km 11h 3600s 400s 72km /h 99
s t v =
===⨯= 则该汽车的输出功率为 741.6210J 4.0510W 400s
W P t ⨯===⨯ 答：(1)发动机所做的有用功大小为1.62×107J ；
(2)该无人驾驶汽车的输出功率大小为4.05×104W 。

25．(1)1.68⨯1010J ；(2)560kg ；(3)12℃
(1)这3t 垃圾“榨”出的燃料油质量为
3140kg 420kg m =⨯=
完全燃烧能释放的热量为
710420kg 4.010J/kg 1.6810J Q mq ==⨯⨯=⨯放
(2)根据热值计算公式可知，这些热量相当于完全燃烧煤的质量为
7101.6810J 56kg 3.010J/kg
0Q m q ⨯===⨯放
煤 (3)若这些热量有30%被初温为20℃、质量为105kg 的水吸收，则水吸热的热量为
10930% 1.6810J 5.0410J Q Q η⨯⨯=⨯==放吸
根据吸热公式Q c m t =∆吸水可知
93512C 4.210J/(kg 5.0C 410J 1k 0)g
Q t c m ⨯︒⨯⋅=︒⨯∆==吸水 且有
20C 12C 32C<100C t t t ︒︒=+∆=+=︒︒末初
答：(1)这3t 垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧能释放1.68⨯1010J 热量；
(2)这些热量相当于完全燃烧560kg 煤；
(3)若这些热量有30%被初温为20℃、质量为105 kg 的水吸收，则水的温度升高12℃。

26．(1)1.26×107J ；(2)0.42kg
(1)水吸收的热量
Q 吸=cm Δt =4.2×103J/(kg·℃）×100kg×(50℃-20℃)=1.26×107J
(2)没有热量的损失，则焦碳完全燃烧释放的热量
Q 放=Q 吸=1.26×107J
m 焦炭=771.2610J 3.010J /kg
Q Q ⨯=⨯放
焦炭==0.42kg 答：(1)水吸收的热量是1.26×
107J ； (2)这些热量相当于0.42kg 的焦碳完全燃烧释放出来的。