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  • 2021-11-10 发布

人教版九年级物理上册第14章内能的利用

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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。