2023年中考物理专题训练 内能的利用

2023初中物理内能的利用专题训练

一．选择题（共5小题）

1．下面几个物理实验或现象解读不正确的是（　　）

A．实验（1）中若把二氧化氮放在上面，不能充分说明发生了扩散现象 

B．实验（2）中表面干净的铅块紧压在一起悬挂起来，下面还能挂重物，说明分子间有引力 

C．实验（3）实则相当于火箭发动机燃烧室工作时的压缩冲程 

D．实验（4）中玻璃板拉离水面的一瞬间，测力计示数变大是大气压作用的结果

2．能量守恒是自然界的基本规律之一，下列能量转化或转移的过程中，属于内能的转移的是（　　）

A．光合作用 B．用电灯照明 

C．用暖水袋取暖 D．天然气的燃烧

3．双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料，以下说法正确的是（　　）

A．天然气与汽油相比，燃烧时天然气对环境的污染较小 

B．在做功冲程中，燃料混合物的温度升高，内能增大 

C．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100% 

D．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多

4．近年来，我国科技高速发展，航天事业成果辉煌！未来，国人畅游月球将成为现实。未来的你将驾驶自己设计的月球车在月球上畅游，但月球上没有大气，你设计的月球车做动力装置的设备应为（　　）

A．柴油机 B．汽油机 

C．空气喷气发动机 D．电动机

5．某品牌汽车以72km/h的速度匀速行驶时，仪表盘显示发动机转速是1800r/min，若做功冲程每次做功6000J，则下列有关该汽车发动机的说法错误的是（　　）

A．每秒完成60个冲程 

B．每秒对外做功15次 

C．发动机提供的牵引力为4500N 

D．发动机的输出功率是80kW

二．填空题（共3小题）

6．如图为我国南海神狐海域进行天然气水合物试采作业时，“蓝鲸一号”钻探平台。天然气水合物又称作为“可燃冰”，“可燃冰”的主要成份是甲烷，1m3的可燃冰可转化生成164m3的甲烷气体和0.8m3成的水，则可燃冰的热值大约为 　   　J/m3，4.2m3甲烷完全燃烧放出的热量可以使 　   　m3、10℃的水温度升高72℃（假设甲烷完全燃烧放出的热量全部被水吸收，已知甲烷气体的热值为3.6×107J/m3）。

7．2018年5月18日，我国第二艘航母001A号完成首次出海试验任务，返回大连造船厂码头。

（1）航行过程中，热机的 　   　冲程使航母获得动力；航母排水量达65000吨，它满载时排开水的体积是 　   　m3（海水密度近似取1.0×103kg/m3）；

（2）001A号航母计划搭载40架歼﹣15型舰载机，当舰载机加速升空时，动能 　   　，重力势能 　   　（两空均选填“增大”“减小”或“不变”）。

8．小婷在保温瓶中装入大半瓶刚烧开的水，盖上软木塞后，观察到软木塞很容易跳起。小婷分析是因为瓶内气体受热膨胀，使瓶内气体的压强 　   　（填“大于”“小于”或“等于”）外界大气压造成的。软木塞跳起时能量转化与四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同；该汽油机工作时飞轮转速为2400r/min，则每秒钟做功 　   　次。

三．作图题（共5小题）

9．如图所示，甲为热机的能量流向图，请在乙图中画出该热机的有用机械能和损失能量比例扇形统计图，只要求画出：有用机械能和损失能量，并在图中注明文字和比例。

10．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、排气门的开闭和活塞运动的方向情况。请参照甲图，在图乙画出压缩冲程中进气门、排气门的开闭情况和活塞运动的方向（用“↑”或“↓”表示）。

11．如图甲所示，这是四冲程汽油机的吸气冲程示意图，请在图乙中画出做功冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。

12．如图1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和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。请在图2中，画出做功冲程中曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况，并在括号内画出活塞的运动方向。

13．请在图中，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。

四．实验探究题（共3小题）

14．如图所示，用甲、乙、丙三套装置完成如下两个实验：实验一是探究不同物质吸热升温的现象：实验二是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量。

提供：三种供选择的液体分别用a、b、c表示，三种燃料分别用1、2、3表示。

（1）为了完成实验二，应选用 　   　两套装置，实验时通过比较 　   　来反映燃料燃烧放热多少；

（2）为了两个实验都完成，对图中器材进行以下几种调整，其中可行的有 　   　。

A.将甲图中的液体换成c

B.将乙图中的燃料换成1

C.将乙图中的燃料换成3

D.将丙图中的液体换成b

（3）小明使用未调整的甲、乙图示装置进行实验，收集数据并作出液体a、b的温度随加热时间的变化图线如图丁所示（假设两燃料均在5分钟后燃尽）。若燃料充分燃烧放出的热量全部被液体吸收，燃料1热值是燃料2的0.2倍，则液体a的比热容是液体b的 　   　倍。

15．为了探究燃料燃烧时放出热量的多少是否与燃料种类有关，小明同学设计了一个探究方案。

（1）小明同学在实验时应选用质量 　   　（选填“相同”或“不同”）的不同种类的燃料。

（2）若燃烧放出的热量用水吸收，则实验中除了水的质量要相等外，你认为还应注意的问题：　   　。（只要回答一种）

（3）通过比较 　   　，可以得出燃料燃烧放出的热量与燃料的种类有关。

（4）为什么只能通过实验比较燃料热值大小，而不能通过实验来测定热量与燃料的热值呢？若正确选择装置来测定燃料热值，则测出的热值将比真实值偏大还是偏小？　   　其原因是：　   　。

16．如图所示，小明利用甲、乙、丙三套完全相同的装置，完成下面两个热学实验。

（1）为了比较水和煤油的吸热本领的大小，他应选择 　   　两套装置。小明通过 　   　（选填“加热时间”或“温度计上升的示数”）来比较水和煤油吸收热量的多少；

（2）经过实验得出了水和煤油温度随时间变化的图象如图丁所示，则 　   　（选填“a”或“b”）为水的温度随时间变化的图象。

（3）为比较不同燃料的热值，小明应选择 　   　两套装置；小明认为该实验不能准确算出燃料的热值，原因是：　   　。

2023初中物理内能的利用专题训练

参考答案与试题解析

一．选择题（共5小题）

1．下面几个物理实验或现象解读不正确的是（　　）

A．实验（1）中若把二氧化氮放在上面，不能充分说明发生了扩散现象 

B．实验（2）中表面干净的铅块紧压在一起悬挂起来，下面还能挂重物，说明分子间有引力 

C．实验（3）实则相当于火箭发动机燃烧室工作时的压缩冲程 

D．实验（4）中玻璃板拉离水面的一瞬间，测力计示数变大是大气压作用的结果

【解答】解：

A．若把二氧化氮放在上面，由于二氧化氮气体的密度比空气大，实验结果会受到自重的影响，就不能充分说明发生了扩散现象，故A正确；

B．表面干净的铅块紧压在一起悬挂起来，下面挂重物后两个铅块仍没有分开，证明分子间存在引力，故B正确；

C．由图3可知，实验正在压缩空气，使试管内空气内能增大从而点燃棉花，因此与火箭发动机燃烧室工作时的压缩冲程相同，故C正确；

D．玻璃板拉离水面的一瞬间，测力计示数变大是因为分子之间存在引力，与大气压作用无关，故D错误。

故选：D。

2．能量守恒是自然界的基本规律之一，下列能量转化或转移的过程中，属于内能的转移的是（　　）

A．光合作用 B．用电灯照明 

C．用暖水袋取暖 D．天然气的燃烧

【解答】解：A、光合作用是太阳能转化为化学能；

B、电灯照明是电能转换为光能；

C、用暖水袋取暖是内能的转移；

D、天然气的燃烧是化学能转化为内能。

故选：C。

3．双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料，以下说法正确的是（　　）

A．天然气与汽油相比，燃烧时天然气对环境的污染较小 

B．在做功冲程中，燃料混合物的温度升高，内能增大 

C．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100% 

D．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多

【解答】解：A、用天然气作燃料，目的是减少对环境的污染，故A正确；

B、在压缩冲程中，压缩燃料的混合物做功，将机械能转化为内能，温度升高、内能增加，故B错误；

C、以天然气为燃料时，仍有热散失、仍需克服摩擦做额外功，其机械效率不能达到100%，故C错误；

D、由Q放＝mq可知，燃烧时放出的热量与燃料的热值和质量有关，故D错误。

故选：A。

4．近年来，我国科技高速发展，航天事业成果辉煌！未来，国人畅游月球将成为现实。未来的你将驾驶自己设计的月球车在月球上畅游，但月球上没有大气，你设计的月球车做动力装置的设备应为（　　）

A．柴油机 B．汽油机 

C．空气喷气发动机 D．电动机

【解答】解：月球表面没有空气，燃料不能燃烧，所以柴油机、汽油机、空气喷气发动机都不能使用，故应该使用电动机，故ABC错误、D正确。

故选：D。

5．某品牌汽车以72km/h的速度匀速行驶时，仪表盘显示发动机转速是1800r/min，若做功冲程每次做功6000J，则下列有关该汽车发动机的说法错误的是（　　）

A．每秒完成60个冲程 

B．每秒对外做功15次 

C．发动机提供的牵引力为4500N 

D．发动机的输出功率是80kW

【解答】解：AB、发动机转速是1800r/min＝30r/s，即发动机的飞轮每秒转30圈，由于汽车发动机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以该汽车发动机每秒完成60个冲程，对外做功15次，故AB正确；

CD、发动机的输出功率：P＝＝＝9×104W＝90kW，汽车的速度v＝72km/h＝20m/s，

由P＝＝＝Fv可知，发动机提供的牵引力：F＝＝＝4500N，故C正确、D错误。

故选：D。

二．填空题（共3小题）

6．如图为我国南海神狐海域进行天然气水合物试采作业时，“蓝鲸一号”钻探平台。天然气水合物又称作为“可燃冰”，“可燃冰”的主要成份是甲烷，1m3的可燃冰可转化生成164m3的甲烷气体和0.8m3成的水，则可燃冰的热值大约为 　5.904×109　J/m3，4.2m3甲烷完全燃烧放出的热量可以使 　0.58　m3、10℃的水温度升高72℃（假设甲烷完全燃烧放出的热量全部被水吸收，已知甲烷气体的热值为3.6×107J/m3）。

【解答】解：1m3的可燃冰可转化生成164m3的甲烷气体和0.8m3的水时，释放的热量为：

Q放＝q甲烷V甲烷＝3.6×107J/m3×164m3＝5.904×109J，

可知1m3的可燃冰释放的热量大约为5.904×109J，根据热值定义可知可燃冰的热值大约为5.904×109J/m3，

4.2m3甲烷完全燃烧放出的热量：

Q放'＝q甲烷V甲烷'＝3.6×107J/m3×4.2m3＝1.512×108J，

依题意得，水吸收的热量为：

Q吸＝Q放'＝1.512×108J，

由Q吸＝cm（t﹣t0）得，被加热水的质量为：

m＝＝＝500kg，

被加热的水的体积为：

V＝＝＝0.5m3。

故答案为：5.904×109；0.5。

7．2018年5月18日，我国第二艘航母001A号完成首次出海试验任务，返回大连造船厂码头。

（1）航行过程中，热机的 　做功　冲程使航母获得动力；航母排水量达65000吨，它满载时排开水的体积是 　6.5×104　m3（海水密度近似取1.0×103kg/m3）；

（2）001A号航母计划搭载40架歼﹣15型舰载机，当舰载机加速升空时，动能 　增大　，重力势能 　增大　（两空均选填“增大”“减小”或“不变”）。

【解答】解：（1）在热机的做功冲程中，燃料燃烧生成高温高压的燃气，燃气推动活塞运动，活塞从而带动曲轴转动，使轮船获得动力，在此过程中，将内能转化为机械能；

满载时受到的浮力：F浮＝G排＝m排g＝65000×103kg×10N/kg＝6.5×108N；

由公式F浮＝ρgV排得，V排＝＝＝6.5×104m3；

（2）舰载机离机起飞过程中，质量不变，速度增大，动能增大；质量不变，高度增大，重力势能增大。

故答案为：（1）做功；6.5×104；（2）增大；增大。

8．小婷在保温瓶中装入大半瓶刚烧开的水，盖上软木塞后，观察到软木塞很容易跳起。小婷分析是因为瓶内气体受热膨胀，使瓶内气体的压强 　大于　（填“大于”“小于”或“等于”）外界大气压造成的。软木塞跳起时能量转化与四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同；该汽油机工作时飞轮转速为2400r/min，则每秒钟做功 　20　次。

【解答】解：在保温瓶中装入大半瓶刚烧开的水，瓶内气体受热膨胀，使瓶内气体压强增大，当瓶内气体压强大于外界大气压时，内外产生向上的压力差，使软木塞跳起；

汽油机工作时飞轮转速为2400r/min＝40r/s，即汽油机飞轮每秒转40圈，

由于汽油机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以该汽油机每秒钟做功20次。

故答案为：大于；20。

三．作图题（共5小题）

9．如图所示，甲为热机的能量流向图，请在乙图中画出该热机的有用机械能和损失能量比例扇形统计图，只要求画出：有用机械能和损失能量，并在图中注明文字和比例。

【解答】解：（1）该热机的有用机械能所占百分比η＝100%﹣W机械损失﹣W散热损失﹣W废气内能＝100%﹣15%﹣15%﹣45%＝25%；

（2）该热机的有用机械能占25%，损失能量为100%﹣25%＝75%。

据此在乙图中画出该热机的有用机械能和损失能量比例扇形统计图，并在图中注明文字和比例，如图。

答：如图。

10．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、排气门的开闭和活塞运动的方向情况。请参照甲图，在图乙画出压缩冲程中进气门、排气门的开闭情况和活塞运动的方向（用“↑”或“↓”表示）。

【解答】解：在内燃机的压缩冲程中，两个气门都关闭，活塞向上运动；如下图所示：

11．如图甲所示，这是四冲程汽油机的吸气冲程示意图，请在图乙中画出做功冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。

【解答】解：图甲为吸气冲程，此时进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动；

在做功冲程中，两个气门都关闭，活塞也向下运动，因此，活塞和曲轴的位置与甲图相同。如下图所示：

故答案为：见上图。

12．如图1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和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。请在图2中，画出做功冲程中曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况，并在括号内画出活塞的运动方向。

【解答】解：做功冲程，两个气门都关闭，活塞向下运动，如图所示：

13．请在图中，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。

【解答】解：

在内燃机的压缩冲程中，两个气门都关闭，活塞向上运动；如下图所示：

四．实验探究题（共3小题）

14．如图所示，用甲、乙、丙三套装置完成如下两个实验：实验一是探究不同物质吸热升温的现象：实验二是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量。

提供：三种供选择的液体分别用a、b、c表示，三种燃料分别用1、2、3表示。

（1）为了完成实验二，应选用 　甲、丙　两套装置，实验时通过比较 　液体升高的温度　来反映燃料燃烧放热多少；

（2）为了两个实验都完成，对图中器材进行以下几种调整，其中可行的有 　BC　。

A.将甲图中的液体换成c

B.将乙图中的燃料换成1

C.将乙图中的燃料换成3

D.将丙图中的液体换成b

（3）小明使用未调整的甲、乙图示装置进行实验，收集数据并作出液体a、b的温度随加热时间的变化图线如图丁所示（假设两燃料均在5分钟后燃尽）。若燃料充分燃烧放出的热量全部被液体吸收，燃料1热值是燃料2的0.2倍，则液体a的比热容是液体b的 　0.4　倍。

【解答】解：（1）实验二是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，要保证选取相同质量的相同液体和相同质量的不同燃料进行实验，所以，为了完成实验二，应选用甲、丙两套装置；实验时通过比较液体升高的温度来反映燃料燃烧放热多少；

（2）实验一是探究不同物质吸热升温的现象，需要选取相同质量的相同燃料、相同质量的不同物质进行实验；实验二是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，需要选取相同质量的相同液体和相同质量的不同燃料进行实验。

A、将甲图中的液体换成c，甲、乙、丙三套装置的燃料都不相同，不能完成实验二；故A错误；

B、将乙图中的燃料换成1，甲、乙两套装置中，燃料的质量相同、种类相同，液体的种类不同，可以完成实验一；甲、丙两套装置中，燃料的质量相同、种类不同，液体的质量、种类相同，可以完成实验二；故B正确；

C、将乙图中的燃料换成3，乙、丙两套装置中，燃料的质量相同、种类相同，液体的种类不同，可以完成实验一；甲、丙两套装置中，燃料的质量相同、种类不同，液体的质量、种类相同，可以完成实验二；故C正确；

D、将丙图中的液体换成b，甲、乙、丙三套装置的燃料都不相同，不能完成实验二；故D错误；

故选：BC；

（3）因Q放＝Q吸，所以，燃料1：camΔt1＝m'q1，则ca＝，燃料2：cbmΔt2＝m'q2，则cb＝，

＝＝＝0.2×＝0.4。

故答案为：（1）甲、丙；液体升高的温度；（2）BC；（3）0.4。

15．为了探究燃料燃烧时放出热量的多少是否与燃料种类有关，小明同学设计了一个探究方案。

（1）小明同学在实验时应选用质量 　相同　（选填“相同”或“不同”）的不同种类的燃料。

（2）若燃烧放出的热量用水吸收，则实验中除了水的质量要相等外，你认为还应注意的问题：　容器要相同　。（只要回答一种）

（3）通过比较 　水升高的温度　，可以得出燃料燃烧放出的热量与燃料的种类有关。

（4）为什么只能通过实验比较燃料热值大小，而不能通过实验来测定热量与燃料的热值呢？若正确选择装置来测定燃料热值，则测出的热值将比真实值偏大还是偏小？　偏小　其原因是：　燃料燃烧释放的能量不可能全部被水吸收　。

【解答】解：（1）燃料燃烧时放出热量与燃料的种类和质量有关，所以小明同学在实验时所选用的燃料种类应不同，质量应相同；

（2）若燃烧放出的热量用水吸收，则实验中，除了水的质量要相等外，考虑到可能会影响水升温，还应该保持水的初温相同，容器相同等；

（3）燃料燃烧放出的热量被水吸收，通过比较水温升高的多少可知燃料放热的多少，从面得出燃料燃烧放出的热量与燃料的种类有关；

（4）由于燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸，依此计算出燃料的热值比实际要偏小些。

故答案为：（1）相同；（2）容器要相同；（3）水升高的温度；（4）偏小；燃料燃烧释放的能量不可能全部被水吸收。

16．如图所示，小明利用甲、乙、丙三套完全相同的装置，完成下面两个热学实验。

（1）为了比较水和煤油的吸热本领的大小，他应选择 　甲、丙　两套装置。小明通过 　加热时间　（选填“加热时间”或“温度计上升的示数”）来比较水和煤油吸收热量的多少；

（2）经过实验得出了水和煤油温度随时间变化的图象如图丁所示，则 　a　（选填“a”或“b”）为水的温度随时间变化的图象。

（3）为比较不同燃料的热值，小明应选择 　乙、丙　两套装置；小明认为该实验不能准确算出燃料的热值，原因是：　燃料燃烧时有热量损失　。

【解答】解：（1）为了比较水和煤油的吸热本领的大小，应选用相同的燃料加热，目的是在相同的时间内使两种物质吸收的热量相同，所以他应选择甲、丙两套装置；用相同的燃料加热，燃料在相同的时间内，放出的热量相等，也就是说液体在相等时间内吸收的热量相等，因此小明通过加热时间来比较水和煤油吸收热量的多少；

（2）水的比热容比煤油的大，根据Q吸＝cmΔt可知，质量相等的水和煤油，吸收相同的热量（加热相同的时间），水升温慢，所以图中a为水的温度随时间变化的图像；

（3）为比较不同燃料的热值，需要通过升高温度比较液体吸收的热量，应使用初温和质量相同的同种液体；需要使相同质量的不同燃料完全燃烧，所以小明应选择乙、丙两套装置；

燃料燃烧放出的热量不可能完全被液体吸收，存在热量损失，所以小明认为该实验不能准确算出燃料的热值。

故答案为：（1）甲、丙；加热时间；（2）a；（3）乙、丙；燃料燃烧时有热量损失。

声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2023/3/31 8:16:40；用户：试用；邮箱：gtez@xyh.com；学号：41319600