上海培明中学初中物理九年级全册第十四章《内能的利用》检测(答案解析)

一、选择题
1．下列所举的事例中，属于机械能转化为内能的是（）
A．冬天双手摩擦生热取暖B．用电水壶给水加热
C．衣服在阳光下暴晒升温D．火箭起飞加速升空
2．四冲程柴油机的转数是960r/min，那么它每秒对外做功的次数是（）
A．8次B．16次C．480次D．960次
3．下列热现象的描述，说法正确的是（）
A．敲碎煤块使煤充分燃烧能提高煤的热值
B．将0℃的冰块放在0℃的冰箱内，一段时间后，冰的内能会增加
C．锯条锯木板，锯条温度升高，是由于锯条从木板吸收了热量
D．质量、初温相同的水和酒精，放出相同热量后混在一起，热量将从水传给酒精
4．60吨级目前世界上最先进的我国YF-75液氧甲烷火箭发动机。

这主要是因为甲烷具有（）
A．较小的密度B．较高的热值C．较大的比热容D．较低的沸点5．2020年11月23日嫦娥五号发射升空，12月17日圆满完成探月任务返回地面，关于它的说法下列错误的是（）
A．发射时用的燃料热值越大，燃烧时放出的热量越多
B．发射塔下大水池中装有水，利用水的比热容大特性
C．发射时，发射塔周围出现大量白气，是液化形成的
D．嫦娥五号返回器外表面的材料，具有良好的耐高温性和隔热性
6．为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施中能提高热机效率的是（）A．尽量减少热机部件间的摩擦
B．尽量增加热机的工作时间
C．尽量燃烧一些热值大的燃料
D．尽量增加所用燃料的质量
7．如图a为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，如图b 为四冲程汽油机的工作示意图。

下列判断不正确的是（）
A．图a中气缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力
B．气缸内的蒸汽推动活塞时，内能减小
C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图甲所示的原理相似
D．汽油机一个工作循环的正确顺序是，甲乙丙丁
8．2020年2月25日，我国在酒泉卫星发射中心用捷龙一号运载火箭，以“一箭三星”的方式成功将“千乘一号01星”、“星时代-5”卫星和“天启二号”卫星发射升空，如图。

对此，下列说法正确的是（）
A．火箭加速上升时机械能不断增大
B．火箭加速上升时将动能不断转化为势能
C．火箭加速上升，将机械能转化为内能
D．卫星入轨后绕地球高速旋转，是将光能转化为动能
9．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
10．关于四冲程内燃机，下列说法正确的是（）
A．内燃机一个工作循环曲轴转两周，做功两次
B．若转速为4800 r/min，则1 s完成80个冲程
C．进气门和排气门既不能同时关闭，也不能同时打开
D．在做功冲程中，燃料燃烧产生的高温燃气推动活塞向下运动，内能转化为机械能11．以下说法正确的是（）
A．炎热的夏天海边的沙子烫脚而海水却很凉爽是因为水的比热容比沙子大
B．燃料燃烧不完全时的热值小于完全燃烧时的热值
C．四冲程内燃机工作时四个冲程都需要靠燃料来完成
D．荡秋千时越荡越低最后静止不动，所以在这个过程中能量是不守恒的
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．汽油机是热机的一种，如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此冲程的能量转化情况与______（选填“乙”或“丙”）图相同，如果此汽油机每秒内对外做功20次，飞轮的转速为______r/min。

14．“六冲程引擎”曾被《大众科学》杂志评为年度奇思妙想十大发明，这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。

第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。

其中
第五冲程相当于四冲程汽油机的________冲程。

若一台汽油机运行时各种能量损耗占总能量的百分比大致为：汽缸散热损失占25%，废气带走的能量占30%，摩擦等机械损耗占10%，则该汽油机的效率为________。

15．家庭轿车的发动机是四冲程内燃机，内燃机在工作过程中将内能转化为机械能的是______冲程；某款轿车百公里耗油6kg ，这些汽油完全燃烧放出______J 的热量，油箱里的汽油用去一半中，则剩余汽油热值大小______；比热容大小______（均填“增大”、“减
小”或“不变”）（汽油的热值是4.6×
107J/kg ）。

16．页岩气是一种以游离或吸附状态藏身于页岩层或泥岩层中的非常规天然气，被国际能源界称之为“博弈改变者”的气体，正在改写世界的能源格局。

而我国的页岩气可采储量居世界首位。

如果用1.4m 3的页岩气烧水，可将40kg 的水从20℃加热到100℃。

水的比热
容是4.2×103J/（kg·℃），页岩气的热值约为3×
107J/m 3，热效率是______%。

17．煤、石油等化石燃料燃烧越充分，热值_____（选填“越大”、“越小”或“不变”）；燃料燃烧时______能转化成____能，内燃机除做功冲程外其它三个冲程是利用飞轮的______来工作的。

18．合理分类和利用垃圾可以保护环境、变废为宝。

在一定条件下，1t 生活垃圾“榨”出140kg 燃料油。

若燃料油的热值为4.0×107 J/kg ，某城镇每天产生50t 生活垃圾，则这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量为______J 。

在标准大气压下，这些热量的30%被500t 的水吸收，则水吸收的热量是______J ，水温能升高______℃。

[c 水=4.2×103 J/(kg·℃)，ρ水=1.0×103 kg/m 3]
19．某太阳能热水器装有100kg 初温为20℃的水，经过一天的太阳照射，水温升高到90℃，则这些水吸收的热量是______J ；这相当于完全燃烧________3m 天然气所放出的热量。

[()34.210/k J g c =⨯⋅水℃，73
2.110J /m q =⨯天然气]。

20．如图1是汽油机的___________冲程，一台四冲程汽油机每秒钟做功 20 次，则它的飞轮转速为 ___________r/min ；某品牌汽车在某路段以 1500N 的恒定牵引力匀速行驶 80km ，牵引力做的功是___________J ；如果发动机将获得的机械能用来推进汽车行驶做功的效率为 80%，汽车汽油机的能量流程图如图2所示，则此次运行过程中需要完全燃烧___________kg 的汽油（汽油的热值为 q =5.0×107 J/kg ）。

三、解答题
21．小明用干木柴进行烧水，完全燃烧5kg 干木柴，使初温为20℃、50kg 的水升高了40℃。

已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），干木柴的热值为1.2×107J/kg 。

求： （1）干木柴完全燃烧所放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）该过程干木柴燃烧效率。

22．一款新型汽车以某一速度在一段平直的公路上匀速行驶一段距离，消耗了2kg 汽油，其发动机的效率为30%，则在这段运动过程中，[已知：汽油的热值为74.610J/kg ⨯，水的比热容为34.210J/(kg )⨯⋅℃，环境为1标准大气压]求：
(1)汽油完全燃烧放出的热量；
(2)该汽车发动机做的有用功；
(3)若发动机耗损的能量全部被初温25℃质量200kg 的水吸收，则水升高的温度。

23．小华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。

把50kg 的水从20℃加热到54℃，消耗0.12m 3的天然气，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。

24．氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源大同市实现氢能源公交车投放使用。

某氢能源公交车以10m/s 的度在平直公路上匀速行驶，发动机的功
率为200kW ，每行驶1.4km 消耗氢燃料0.4kg 求：（q 氢=1.4×
108J/kg ） (1)0.4kg 的氢燃料完全燃烧放出的热量。

(2)该公交车发动机的效率。

25．全球汽车保有量在迅速增长，截止2020年，全球处于使用状态的汽车数量较世纪初翻了两番，石油能耗大幅增加，提高汽车内燃机的效率成为节约能源的有效措施，假设全球汽车数量为n ，平均每辆车每年的里程数为s ，平均每辆汽车每年耗油量为m ，油料的热值为q 。

采用新技术可将汽车内燃机的效率从1η提高到2η，这样每年可以节约的油料质量m ∆=？
26．一辆汽车以72km/h 的速度在平直公路上匀速行驶4×104m 消耗了汽油2kg 。

求：
(1)汽车在平直公路上匀速行驶的时间是多少？
(2)2kg 汽油完全燃烧放出的热量是多少？（q 汽油=4.6×107J/kg ）
(3)若汽车以72km/h 的速度匀速行驶时，牵引力的功率为1.15×104W ，则汽车受到的牵引力大小为多少？
(4)汽车发动机的效率为多少？
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．A
解析：A
A ．冬天双手摩擦生热取暖将机械能转化为内能，故A 符合题意；
B ．用电水壶给水加热将电能转化为内能，故B 不符合题意；
C ．衣服在阳光下暴晒升温是通过热传递的方式增加衣服的内能，故C 不符合题意；
D ．火箭起飞加速升空是将内能转化为机械能，故D 不符合题意。

故选A 。

2．A
解析：A
由题意知，柴油机每秒的转数
960r 16r/s 60s
= 而飞轮每转两圈，对外做功一次，所以此柴油机每秒对外做功8次。

故选A 。

3．D
解析：D
A ．燃料的热值是物质的一种属性，与燃料种类有关，与形状、是否充分燃烧无关，所以敲碎煤块使煤充分燃烧并不能提高煤的热值，故A 错误；
B ．0℃的冰块放在0℃冰箱中，因为没有温度差所以不能发生热传递，冰不能吸收热量，所以冰的内能不变，故B 错误；
C ．锯条锯木板，是由于做功的原因使锯条温度升高，故C 错误；
D ．因为水的比热容大于酒精的比热容，所以质量、初温相同的水和酒精，放出相同热量后混在一起后，根据Q t cm
∆=
可知，水的温度变化小，末温高，热量将从水传给酒精，故D 正确。

故选D 。

4．B
解析：B
液氧甲烷火箭发动机，是作为燃料的，故是因为甲烷具有较高的热值，故B 选项正确。

故选B 。

5．A
解析：A
A ．根据公式Q qm =放可知：燃料燃烧放出的热量除了与燃料的热值有关，还跟燃料的质量有关，故A 错误但符合题意；
B ．发射塔下大水池中装有水，就是利用水的比热容大，吸热能力强，吸收火箭升空时放出的大量热量，故B 正确但不符合题意；
C ．发射时，发射塔周围出现大量白气，是高温水蒸气遇冷，放热液化形成的，故C 正确但不符合题意；
D ．返回器外表面的材料，具有良好的耐高温性和隔热性，是为了防止返回器返回地球时与空气摩擦产生大量热量而被烧坏，故D 正确但不符合题意。

故选A 。

6．A
解析：A
A．减少热机部件间的摩擦可以减小额外功，提高能量的利用率，故A符合题意；BCD．热机的效率等于用来做有用功的那部分能量和燃料燃烧放出热量之比，增加热机的工作时间、燃烧一些热值大的燃料及增加所用燃料的质量，只能增大燃料燃烧放出的热量，不能提高热机的效率，故BCD不符合题意。

故选A。

7．C
解析：C
A．图 a 中气缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞，拉动牵引绳，使舰载机获得牵引力，故A正确，不符合题意；
B．气缸内的蒸汽推动活塞时，气体对外做功，内能减小，故 B正确，不符合题意；C．蒸汽弹射装置是内能转化为机械能，与丙图做功冲程相似，故C错误，符合题意；D．甲是吸气冲程、乙是压缩冲程、丙是做功冲程、丁是排气冲程，故D正确，不符合题意。

故选C。

8．A
解析：A
AC．火箭加速上升时，内能转化为机械能，机械能不断增大，故A正确，C错误；
B．火箭加速上升时，将内能转化为动能和重力势能，动能和重力势能都在不断增大，故B 错误；
D．卫星入轨和绕地球高速旋转，动能和重力势能不断相互转化，故D错误。

故选A。

9．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。

10．D
解析：D
A．内燃机一个工作循环曲轴转两周，做功一次，故A错误；
B．若转速为4800 r/min，则
4800r
==
4800r/min80r/s
60s
一圈为两个冲程，1 s转速80圈，完成160个冲程，故B错误；
C．当在吸气冲程与排气冲程过程中，进气门和排气门同时关闭，故C错误；
D．在做功冲程中，燃料燃烧产生的高温燃气推动活塞向下运动，内能转化为机械能，故D正确。

故选D。

11．A
解析：A
A．炎热的夏天海边的沙子烫脚而海水却很凉爽，是因为水的比热容比沙子大，吸收相同热量时沙子的温度升高更大，故A正确；
B．热值是物质的一种属性，与燃料燃烧是否充分无关，故B错误；
C．四冲程内燃机工作时只有做功冲程需要靠燃料来完成，其余三个冲程靠飞轮的惯性完成，故C错误；
D．荡秋千时越荡越低最后静止不动，在这个过程中能量是守恒的，机械能转化为其他形式的能，故D错误。

故选A。

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．乙2400
解析：乙2400
[1]如图甲为汽油机的做功冲程，内能转化为机械能；图乙中，试管中的水蒸气对塞子做功，将内能转化为机械能；图丙中，向下压活塞，对筒内气体做功，机械能转化为内能；故图甲中的能量转化情况与图乙相同。

[2]如果此汽油机每秒内对外做功20次，则每秒完成20个工作循环，飞轮每秒转40圈，所以，飞轮的转速为2400r/min。

14．做功35
解析：做功35%
[1]由材料可知，第五冲程中产生了动力，相当于汽油机的做功冲程。

[2]该汽油机的效率为
η==
1-25%-30%-10%35%
15．做功276×108不变不变
解析：做功 2.76×
108 不变 不变 [1]在内燃机做功冲程中，高温高压的气体对活塞做功，将内能转化为机械能。

[2] 6kg 汽油完全燃烧放出的热量为
784.610J/kg 2.7610J 6kg Q mq ===⨯⨯⨯放
[3][4]热值和比热容是物质的基本属性，与物质的种类有关，与质量的大小无关，故油箱里的汽油用去一半后，汽油的质量减小一半，汽油的热值大小不变，比热容大小不变。

16．32
解析：32
水吸收的热量
Q 吸=cm (t -t 0)=4.2×103J/(kg·℃)×
40kg×(100℃-20℃)=1.344×107J 页岩气完全燃烧放出的热量
Q 放=Vq =1.4m 3×3×107J/m 3=4.2×107J
热效率
771.34410J =?100%=100%32%4.210J
Q Q η⨯⨯=⨯吸放 17．不变化学内惯性
解析：不变 化学 内 惯性
[1]热值是物质的一种属性，与燃烧是否充分无关。

[2][3]燃烧时燃料的化学能转化成内能。

[4]内燃机工作中，除做功冲程是将内能转化为机械能，其它三个冲程是利用飞轮的惯性来工作的。

18．8×1011J84×1010J40℃
解析：8×1011J 8.4×1010 J 40℃
[1]某城镇每天产生50 t 生活垃圾,则这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量为
7114.0=10J/kg=2.810J 50140kg Q mq ⨯⨯=⨯⨯放
故燃料油完全燃烧释放出的热量为112.810J ⨯。

[2]这些热量的30%被500 t 的水吸收，则水吸收的热量是
11102.830%1=300J=8.410J %Q Q ⨯⨯=⨯吸放
故水吸收的热量是108.410J ⨯。

[3]水温能升高
()10338.410J =404.210J/kg 500=10kg
Q t cm ⨯⨯⋅⨯⨯∆=吸℃℃ 水温升高的温度为40℃。

19．94×10714
解析：94×107 1.4
[1]水吸收的热量
()()()370 4.210J/kg 100kg 9020 2.9410J Q c m t t =-=⨯⋅⨯⨯-=⨯吸水℃℃℃；
[2]由题意可知
72.9410J Q Q ==⨯吸放，
由Q 放 =Vq 可得需要天然气的体积：
73732.9410J 1.4m 2.110J/m Q V q ⨯===⨯放。

20．排气240012×10810
解析：排气 2400 1.2×
108 10 [1]活塞向上运动，右边阀门打开，所以是排气冲程。

[2]四冲程汽油机每秒内对外做功20次，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功1次，所以1s 内，飞轮转40圈，1min 飞轮转动的圈数为2400圈。

[3][4]牵引力对汽车做的功
81500N 80000m 1.210J W Fs ==⨯=⨯
汽油产生的总能量
()881.210J 510J 100%33%30%7%80%W
Q η===⨯⨯⨯--- 燃烧汽油的质量为
87510J 5.0g 10J/10k kg
Q m q ==⨯=⨯ 三、解答题
21．（1）6×107J ；（2）8.4×106J ；（3）14%
(1)干木柴完全燃烧放出的热量
Q 放=mq =5kg ×1.2×107J/kg=6×107J
(2)由Q cm Δt =知道，水吸收的热量
36=4.210J /J kg 50kg 408.410Q cm t =∆⨯⋅⨯⨯=⨯吸（℃）℃
(3)该过程干木柴燃烧效率
678.410J 6.01=100%=0J
100%14%Q Q η⨯⨯⨯=⨯吸放 答：(1)干木柴完全燃烧所放出的热量是6×
107J ； (2)水吸收的热量是8.4×106J ；
(3)该过程干木柴燃烧效率是14%。

22．(1)9.2×107J ；(2)2.76×107J ；(3)75℃
解：(1)汽油完全燃烧放出的热量
772kg 4.610J /kg 9.210J Q mq ==⨯⨯=⨯放
(2)根据100%W Q η=⨯有放
得有用功 7730%9.210J 2.7610J W Q η==⨯⨯=⨯放有
(3)由
ΔQ cm t =吸，(1)Q Q η=-吸放
得水升高的温度
()73(1)(130%)9.210J Δ76.74.210J /kg 200kg
Q t cm η--⨯⨯=
=≈⨯⋅⨯放℃℃ 水的末温 0Δ2576.7101.7t t t =+=+=℃℃℃
因为t 大于1标准大气压水的沸点是100℃，因此只升温到100℃，则水升高的温度
Δ1002575t =-'=℃℃℃
答：(1)汽油完全燃烧放出的热量是9.2×
107J ； (2)该汽车发动机做的有用功是2.76×107J ；
(3)若发动机耗损的能量全部被初温25℃质量200kg 的水吸收，则水升高的温度是75℃。

23．(1)7.14×106J ； (2)8.4×106J ； (3)85%
(1)由Q cm Δt =知道，水吸收的热量
()36=4.210J /kg J 50kg 7.1410Q c m t =∆⨯⋅⨯⨯=⨯吸水水（℃）54℃-20℃
(2)由Q mq =放知道，天然气完全燃烧放出的热量
Q 放=qV =7.0×107J/m 3×0.12m 3=8.4×106J
(3)由=100%Q Q η⨯吸放
知道，该热水器的热效率 667.1410=10J 80%=100%85.4%10J
Q Q η⨯⨯⨯⨯=吸放 答：(1)水吸收的热量为7.14×106J ；
(2)天然气完全燃烧放出的热量为8.4×106J ；
(3)该热水器的热效率为85%。

24．(1)5.6×107J ；(2)50%
解：(1)氢燃料完全燃烧放出的热量
870.4kg 1.410J/kg 5.610J Q mq ==⨯⨯=⨯氢
(2)氢能源公交车以10m/s 的速度行驶1.4km 需要的时间
1400m 140s 10m/s
s t v =
== 发动机做的功
57210W 140s 2.810J W Pt ==⨯⨯=⨯
发动机的效率为
772.810J %15.61100J
%00%500W Q η=⨯⨯⨯=⨯= 答：(1)0.4kg 的氢燃料完全燃烧放出的热量为5.6×
107J ； (2)该公交车发动机的效率为50%。

25．121nm ηη⎛⎫- ⎪⎝⎭
解：因为对于一辆车来说每年的里程数一定，所以每年内燃机做的有用功W 有用是一定的，即
1W mq η=
有用
所以 1W mq η=有用
提高内燃机的效率后
2W Mq η=
有用
用功W 有用一定，故 12mq Mq ηη=
即采用新技术后一辆车一年消耗的油料质量
12m M ηη=
这样一辆车一年节约的油料为 121m M m ηη⎛⎫-=- ⎪⎝⎭
所以全球所有的车辆每年节约的油料
121m nm ηη⎛⎫∆=- ⎪⎝⎭
答：每年可以节约的油料质量是121nm ηη⎛
⎫- ⎪⎝⎭。

26．(1) 2000s ；(2) 9.2×107J ；(3) 575N ；(4) 25%
(1)汽车行驶的速度
v =72km/h=20m/s 由s v t
=可知，汽车在平直公路上匀速行驶的时间
4410m t 2000s 20m/s
s v ⨯=== (2)2kg 汽油完全燃烧释放的热量
772kg 4.610J/kg 9.210J Q mq ==⨯⨯=⨯汽油
(3)根据P =Fv 可得，牵引力的大小
41.1510W 575N 20m/s
P F v ⨯=== (4)汽车所受牵引力做的功为
W =Fs =575N×4×104m=2.3×107J
发动机的效率为
772.310J 25%9.210J
W Q η⨯===⨯ 答：(1)汽车在平直公路上匀速行驶的时间是2000s ；
(2)2kg 汽油完全燃烧放出的热量是9.2×107J ；
(3)汽车受到的牵引力大小为575N ；
(4)汽车发动机的效率为25%。