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1、人教版九年级物理第十四章-内能的利用 难点解析 考试时间：90分钟；命题人：物理教研组考生注意：1、本卷分第I卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。第I卷（选择题 30分）一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）1、如图所示是物理老师的自制火箭，他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并
2、盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出。关于此实验分析正确的是（）A酒精无法完全燃烧，所以热值变小B酒精燃烧是电能转化成了内能C燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程D纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，温度降低2、下列说法正确的是（）A热值大的燃料完全燃烧，放出的热量一定多B一块0的冰熔化成0的水，内能增大C物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量D热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递3、2020年11月24日，我国搭载“嫦娥五号”月球探测器的长征五号火箭成功发射升空，液氢是长征五号运载火箭的主要燃料之一，其热值q氢=1.4108J/kg，下列说法正确的是（）A
3、用液氢作为燃料，是因为其热值大B火箭升空过程中，液氢的热值不断减小C燃烧5g液氢产生7108J的热量D液氢燃烧过程是内能向机械能转化4、关于热机效率，下列说法中正确的是（）A热机效率越高，即热机做的有用功越多B热机单位时间内耗费的燃料少，效率一定高C要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要保证良好的润滑D通过技术改进，热机效率可达100%5、如图是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（）A压缩冲程，将化学能转化成内能B压缩冲程，将机械能转化成内能C做功冲程，将内能转化成机械能D做功冲程，将机械能转化成内能6、如图所示是家居装修的一种空气锤，它是利用压缩空气使活塞迅速推出，产生巨大压力，能将
4、铁钉打入木板，甚至能将混凝土压碎。下列关于空气锤的使用，说法错误的是（）A压缩空气对外做功时，自身的内能会减小B空气被压缩时，密度增大，压强增大C木板可以被铁钉打入，说明力可以改变物体的形状D反复捶打，铁钉会发热，这与内燃机的做功冲程能量转化相同7、下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况。关于对图中的补充正确地是（）A做功冲程 内能转化为机械能 压缩冲程 机械能转化为内能B压缩冲程 内能转化为机械能 做功冲程 机械能转化为内能C做功冲程 机械能转化为内能 压缩冲程 内能转化为机械能D压缩冲程 机械能转化为内能 做功冲程 内能转化为机械能8、如果一瓶酒精用掉
5、一部分后，对剩下的酒精而言，不变的物理量是（）A质量、体积、密度B密度、比热容、热值C质量、体积、比热容D质量、体积、热值9、如图是热机四冲程工作原理的示意图，将内能转化为机械能的冲程是（）ABCD10、如图甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，我们会看到硝化棉燃烧；如图乙所示，试管内装有少量的水，用橡皮塞子塞紧，用酒精灯对试管加热，会观察到塞子跳起来。下列说法不正确的是（）A图甲中，活塞的机械能直接转化为硝化棉的内能B图乙所示实验中能量转化和内燃机的做功冲程相同C图乙中，当塞子跳起时可以观察到管口出现白雾D甲乙两图都说明了做功可以改变物体的内能第卷（非选择题 7
6、0分）二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）1、如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的_示意图。C图是_冲程，与它原理相同的是_图所示的演示实验。汽油机的工作示意图中机械能转化为内能的冲程是_图。（后两空选填字母）2、如图所示，在试管中装些水，用软木塞塞住。加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出去，这一过程与汽油机的_冲程的能量转化过程相同。酒精的热值是3.0107J/kg，从开始加热到木塞冲出，燃烧10g酒精，酒精燃烧放出的热量是_J，若水蒸气对木塞做功是3103J，该装置作为热机的效率是_。3、如图a快速将活塞下压，使活塞对_做功，最终使玻璃桶底部棉花
7、燃烧，下压过程类似于图b中汽油机的_（选填“甲”或“乙”）能量转化情景，该冲程称为_冲程。4、我国航空航天科技，达世界领先水平，其中自行研制的长征系列运载火箭，发射成功率达到95.17%，高出美国火箭发射成功率4个百分点。部分长征系列运载火箭所用燃料为液态的氢，是因为氢的_大。常温下氢是气态的，科技人员是采用_的方法使其液化后装入火箭的。5、一台四冲程汽油机，运行时转速是3000r/min，各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占30%，废气带走的能量占30%，摩擦等能损耗占15%，则这台汽油机正常运行时每秒钟做功_次，效率约为_。三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）1、燃烧了0.5kg的
8、焦炭，已知焦炭的热值为3.0107J/kg。求放出多少热量？2、小星家的太阳能热水器，水箱容积是200L。小星进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20 C，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45 C。请你求解下列问题：（1）水箱中水的质量；（2）水吸收的热量（）；（3）如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为40%，求至少需要燃烧多少煤气？（煤气的热值为q4.2107J/kg）3、为了减少环境污染、山西部分地区严禁烧煤烧炭，为响应政府号召，小亮父母自主经营的饼干店也对烤炉等进行了换代升级，升级后使用的燃料为液化气。某规格钢瓶可装
9、液化气15kg，已知液化气的热值为4.2107J/kg，水的比热容为4.2103J/（kg）。（1）若小亮家每月要用这样的液化气两瓶，请你帮小亮计算这些液化气完全燃烧可放出多少热量。（2）若店内烤炉的效率为40%，请你计算一个月未被有效利用的热量可将多少kg初温为20的水烧开？（当地气压为标准气压）4、小明用如图所示的便携式丁烷气炉（内置一瓶新的燃气瓶，相关参数见下表）烧水，测出本地水温为20，气压为标准大气压，水的比热容为4.2103J/（kg），设丁烷气体完全燃烧，求：气炉热效率燃气消耗量气瓶净含量m丁烷热值q40%210g/h500g9107 J/kg（1）燃气瓶中丁烷完全燃烧可以放出的
10、热量；（2）气炉持续燃烧8min，能够烧开的水的质量；（3）若将气炉热效率提高10%，同样烧开第（2）问中的水可节约的时间。5、如图是我国自行研制的大型运输机“运20”将首次参加珠海航展。“运20”的部分参数如表：机长/m47最大飞行速度/km/h720高/m15最大飞行速度的平均阻力/N500000最高载重量/t66燃料航空燃油着地支撑轮子个数/个6发动机效率40%最大起飞重量/t225翼展长/m45最长航程/km4000每个轮着地面积/m20.25若“运20”从某基地起飞以最大飞行速度飞到珠海，飞行时间为2.5h，求：（1）基地到珠海的航程是多大？（2）“运20”以最大起飞重量降落在地面时
11、对地面的压强是多大？（3）“运20”在此飞行过程中做了多少功？（4）若航空燃料的热值是4.5107J/kg，则飞机在起飞前至少要装载多少kg的航空燃料？-参考答案-一、单选题1、D【详解】A热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃烧的情况无关，所以酒精不完全燃烧时热值是不变的，故A错误；B燃料本身具有化学能，因此酒精燃烧时将化学能转化为内能，故B错误；C燃气推动纸筒飞出的过程中，内能转化为机械能，与内燃机做功冲程的能量转化相同，故C错误；D纸筒飞出时，瓶内气体的内能转化为纸筒的机械能，则瓶内气体的内能减小，温度降低，故D正确。故选D。2、B【详解】A相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量
12、越多的热值越大；因题中燃料的质量未知、燃烧的情况未知，所以不能比较放出热量的多少，故A错误；B一块0的冰熔化成0的水，虽然温度不变，但是熔化过程中要吸收热量，所以内能增大，故B正确；C物体的内能增加，可能是从外界吸收了热量，也可能外界对物体做了功，故C错误；D据热传递的定义可知，热量总是从温度高的物体向温度低的物体转移，故D错误。故选B。3、A【详解】A用液氢作为燃料，是因为液氢的热值较大，与其它燃料相比，燃烧相同质量的液氢放出的热量更多，故A正确；B燃料的热值是燃料本身的一种属性，与燃料的质量无关，故可知火箭升空过程中，液氢的热值不变，故B错误；C由题意可知，燃烧5g液氢产生的热量为Q=mq
13、=0.005kg1.4108J/kg=7105J故C错误；D液氢燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能，故D错误。故选A。4、C【详解】A热机的效率可知，热机的效率由两个因素决定，即消耗相同的燃料，热机效率越高的，热机做的有用功多，故A错误；B热机单位时间内耗费的燃料少，如果做的有用功也非常少，那么热机效率也不一定高，故B错误；C要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要保证良好的润滑，故C正确；D由于燃料燃烧释放的热量不能全部转化为机器的有用功，总有能量损耗，所以热机效率总小于100%，故D错误。故选C。5、C【详解】图中的气门关闭，活塞下行，并且电火花打火，这是做功冲程的特点；在做功冲程
14、中，能量转化关系是气体的内能转化为机械能，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。6、D【详解】A压缩空气对外做功时，内能转化为机械能，自身的内能会减小，故A正确，不符合题意；B根据可知，一定质量的空气被压缩时，体积减小，密度增大，压强增大，故B正确，不符合题意；C铁钉被打入木板，木板的形状发生改变，说明力可以改变物体的形状，故C正确，不符合题意；D反复敲打铁钉会发热，是将机械能转化为内能的过程，内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能，故D错误，符合题意。故选D。7、A【详解】根据内燃机的工作过程可知，第二个冲程是压缩冲程，在此过程中活塞压缩气缸内的气体，将机械能转化为内能，气缸内的气体温度升高
15、。第三个冲程是做功冲程，此时燃料燃烧生成的高温高压的燃气推动活塞对外做功，将内能转化为机械能。综上所述A正确，BCD错误。故选A。8、B【详解】一瓶酒精用掉一部分后，所含物质总量减少，所以质量减少；所占空间体积减小；密度、比热容和热值都表示物质的特性，是从不同的角度来描述物质的特性，只与物质的种类和状态有关。所以一瓶酒精用去一部分，则剩下的酒精密度、比热容和热值都不变。故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。9、B【详解】内燃机的四个冲程中，将内能转化为机械能的冲程是做功冲程。A排气门打开，活塞向上运动，为排气冲程，故A不符合题意； B两个气门都关闭，活塞向下运动，为做功冲程，故B符合题意；C
16、进气门打开，活塞向下运动，为吸气冲程，故C不符合题意；D两个气门都关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，故D不符合题意。故选B。10、A【详解】A下压活塞时，活塞对筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能，使气体的内能增加，空气的内能通过热传递的方式传递到硝化棉，故A错误，A符合题意；B木塞冲出的过程中，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，能量转化情况与内燃机做功冲程相同，故B正确，B不符合题意；C图乙中，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少，温度降低，发生液化现象，变成小水滴，出现“白雾”，故C正确，C不符合题意；D甲图说明对物体做功，机械能转化为内能，乙图说明物体对外做功
17、，内能转化为机械能，总之做功可以改变物体的内能，故D正确，D不符合题意。故选A。二、填空题1、原理做功FB【解析】【详解】1234A图中，进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程；B图中，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能；C图中，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；D图中，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程；E图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程；F图是水蒸气膨胀对外做功，将
18、塞子冲出，是内能转化为机械能。故图E、F是演示实验的原理示意图，C图是做功冲程，与做功冲程原理相同的是F图所示的演示实验。2、做功3.01051%【解析】【详解】1木塞冲出时，水蒸气的内能对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能会减小，温度降低，内燃机的做功冲程也是将内能转化为机械能的过程。2酒精燃烧放出的热量3热机的效率3、空气甲压缩【解析】【详解】1由图a可知，将活塞下压时，活塞压缩筒内空气，对空气做功，气体内能增大，将机械能转化为内能。23图甲中进气门与排气门均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能；图乙中进气门与排气门均关闭，活塞向下运动，是做功冲程，将内
19、能转化为机械能；故可知下压过程类似于图b中汽油机的甲能量转化情景，该冲程称为压缩冲程。4、热值压缩体积【解析】【详解】1因为氢的热值大，完全燃烧相同质量的氢和其它燃料相比，氢放出的热量多，可以转化为更多的机械能，所以运载火箭用液态氢为燃料。2液化有两种途径，压缩体积和降低温度，氢、氧在常温下是气态，科技人员是在常温下采用压缩体积的方式使它们液化后装入火箭的。5、2525%【解析】【详解】1汽油机完成1个工作循环，飞轮转2转，对外做功1次，若飞轮的转速为3000r/min=50r/s即每秒完成25个工作循环，对外做功25次。2各种能量损耗的总和是30%+30%+15%=75%所以它的机械效率为=
20、100%-75%=25%三、计算题1、1.5107J【详解】解：0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量Q放mq0.5kg3.0107J/kg1.5107J答：燃烧0.5kg的焦炭放出1.5107J的热量。2、（1）200kg；（2）2.1107J；（3）1.25kg【详解】解：（1）水的体积V200L20010-3m30.2 m3水的质量mV1103kg/m30.2m3200kg（2）水吸收的热量（3）根据得又由于可得煤气的质量答：（1）水箱中水的质量为200kg；（2）水吸收的热量为2.1107J；（3）至少需要燃烧1.25kg煤气。3、（1）1.26109J；（2）2250kg【详解】解：（1）
21、由题可知每月消耗液化气的质量为m15kg230kg则这些液化气完全燃烧可放出的热量为Q放qm4.2107J/kg30kg1.26109J（2）已知烤炉的效率为40%，则一个月未被有效利用的能量为QQ放（1）1.26109J（140%）7.56108J水吸收的热量为Q吸Q7.56108J标准大气压下水的沸点为100，由Q吸cmt可知加热的水的质量为答：（1）若小亮家每月要用这样的液化气两瓶，这些液化气完全燃烧可放出1.26109J热量；（2）若店内烤炉的效率为40%，则一个月未被有效利用的热量可将2250kg初温为20的水烧开。4、（1）4.5107J；（2）3kg；（3）1.6min【详解】解
22、：（1）由题意可知，燃气瓶中丁烷完全燃烧可以放出的热量为（2）由表中数据可知，燃烧消耗燃气的质量为故该燃气完全燃烧放出的热量为由表中数据可知，水吸收的热量为故由可得，烧开水的质量为（3）由题意可知，气炉热效率提高10%，变为50%，则此时燃气完全燃烧放出的热量为由可得，燃气的质量为由题意可知，燃烧22.4g燃气需要的时间为故节约的时间为答：（1）燃气瓶中丁烷完全燃烧可以放出的热量为4.5107J；（2）气炉持续燃烧8min，能够烧开的水的质量为3kg；（3）若将气炉热效率提高10%，同样烧开第（2）问中的水可节约的时间为1.6min。5、（1）1800km；（2）1.5106Pa；（3）91011J；（4）5104kg【详解】解：（1）由，v720km/h，t2.5h，飞机飞行的路程（2）已知飞机的最大重量飞机在水平面时压力等于重力，即FG，最大起飞重量降落在地面时对地面的压强（3）已知飞机飞行时的动力等于飞机的平均阻力，F5105N，飞机飞行时做的功（4）汽油燃烧释放的能量飞机消耗的燃油质量答：（1）基地到珠海的航程是1800km；（2）“运20”以最大起飞重量降落在地面时对地面的压强是1.5106Pa；（3）“运20”在此飞行过程中做了91011J的功；（4）飞机共消耗燃油5104kg。