2020_2021学年九年级物理全册第14章内能的利用单元重点题型精选含解析新版新人教版

《第14章内能的利用》单元重点题型精选

一．选择题（共14小题）

1．下列关于热现象说法正确的是（　　）

A．内燃机的做功冲程是将机械能转化为内能 

B．现代火箭用液态氢作燃料，是因为氢的比热容大 

C．高压锅是利用增大锅内气压来降低液体沸点工作的 

D．打气筒在打气时，筒壁发热主要是通过做功改变了内能

解：A、内燃机的做功冲程将内能转化为机械能，A错误；

B、现代火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，且氢气燃烧后的产物是无污染的水，B错误；

C、液体的沸点随液面上方气压的增大而升高，故高压锅是利用增大锅内气压来升高液体沸点工作的，C错误；

D、打气筒给轮胎打气时气筒壁发热，即通过做功的方式改变内能，机械能转化为内能，D正确；

故选：D。

2．如图所示，给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，这个过程与选项四冲程汽油机工作示意图中，哪一个冲程的能量转化过程是相同的（　　）

A． B． 

C． D．

解：水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，是水蒸气的内能转化为机械能，与做功冲程中的能量转化相同；

A、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；

B、图中，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程；

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，进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程。

故C符合题意，ABD不合题意。

故选：C。

3．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

解：

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与总功的比值越大；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。

4．如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列关于该冲程及其能量转化判断正确的是（　　）

A．做功冲程，将机械能转化为内能 

B．做功冲程，将内能转化为机械能 

C．压缩冲程，将机械能转化为内能 

D．压缩冲程，将内能转化为机械能

解：

由图可知，内燃机的两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，所以是做功冲程，该冲程是燃料燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞做功，是内能转化成机械能，故B正确，ACD错误。

故选：B。

5．如图所示，用酒精灯加热试管里的水，产生的水蒸气将试管塞冲向空中。在这个过程中，能量转化的顺序为（　　）

A．内能﹣机械能﹣化学能 B．化学能﹣内能﹣机械能 

C．机械能﹣内能﹣化学能 D．内能﹣化学能﹣机械能

解：

用酒精灯加热水的过程中，酒精的化学能转化为试管和水的内能；当水沸腾时产生大量的水蒸气，试管内的气体压强增大，大于外界大气压，就会将塞子冲出；此时试管内水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减小，转化为塞子的机械能，即能量转化的顺序为化学能→内能→机械能，故B正确。

故选：B。

6．关于能量的转化或转移过程，下列说法错误的是（　　）

A．地球上的化石能源归根结底来自远古时期的太阳能 

B．自然界中水能的循环再生过程不遵循能量守恒定律 

C．空调将室内空气的内能转移至高温的室外需要消耗电能 

D．热水自然变凉，能量自发的从高温物体转移至低温物体

解：A、远古时期生物体吸收利用太阳能，经过非常复杂的过程和漫长的时间形成化石能源，故A正确；

B、能量守恒定律普遍适用，自然界中水能的循环再生过程同样遵循能量守恒定律，故B错误；

C、空调将室内空气的内能转移至高温的室外需要利用压缩机来完成，消耗电能，故C正确；

D、能量转移具有方向性，热水自然变凉，说明能量自发的从高温物体转移至低温物体，故D正确。

故选：B。

7．“收官之作，星耀全球”。2020年6月23日，长征三号乙运载火箭搭载着北斗三号最后一颗全球组网卫星成功发射，标志着我国全面完成北斗全球卫星导航系统星座部署。下列说法正确的是（　　）

A．燃料燃烧时，将化学能转化为内能 

B．火箭加速升空时，将动能转化为重力势能 

C．卫星上的太阳能电池板将太阳能转化为机械能 

D．卫星与地面之间通过超声波传递信息

解：A、燃料燃烧时，消耗化学能，得到内能，将化学能转化为内能；故A正确；

B、火箭在加速上升的过程中，利用内能做功，将内能转化为动能和重力势能；故B错误；

C、卫星上的太阳能电池板将太阳能转化为电能；故C错误；

D、卫星与地面之间通过电磁波传递信息；故D错误。

故选：A。

8．下列对有关现象的描述，正确的是（　　）

A．图甲，水蒸气冲开橡胶塞，内能转化为机械能 

B．图乙，海波正在熔化时，温度上升 

C．图丙，寒冷的冬天，人们常搓手是利用热传递方式改变内能 

D．图丁，向上拉浸没在水中的玻璃板直至脱离水面的过程，测力计示数保持不变

解：A、给装水的试管加热，水沸腾后水蒸气将橡胶塞冲开，水蒸气的内能转化成橡胶塞的机械能，故A正确；

B、海波属于晶体，海波在熔化时不断吸收热量，但温度不变，故B错误；

C、寒冷的冬天，人们双手摩擦时，双手克服摩擦做功，机械能转化为手的内能，此过程是通过做功的方式改变手的内能。故C错误；

D、因为玻璃分子和水分子之间存在引力，所以向上拉浸没在水中的玻璃板直至脱离水面的过程，测力计示数将变大，故D错误。

故选：A。

9．2019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（　　）

A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程

解：影片“流浪地球”开启了中国科幻元年，其中“点燃木星”将地球推开，内能转化为机械能，相当于内燃机的做功冲程。

故选：C。

10．前不久，据河南南阳炒作很热的“水氢发动机”的宣传说，“水氢发动机”可以利用水来制取氢气，从而为发动机提供高能燃料。中央电视台对此作了专题报道，认为目前的技术尚不成熟，所谓的“水氢发动机”要真正投入使用还有很长的路要走。对此，下列分析不正确的是（　　）

A．氢气燃烧无污染是“水氢发动机”备受关注的原因之一 

B．氢气是发动机的一种理想燃料，是因为氢气的热值大 

C．“水氢发动机”是利用内能做功的机械 

D．目前利用水制取氢气耗能高，因此“水氢发动机”的效率很高

解：

A、氢气燃烧生成水，其燃烧无污染是最大的优点，因此也是“水氢发动机”备受关注的原因之一，故A正确；

B、因为氢气的热值高、密度小，所以氢气是发动机的一种理想燃料，故B正确；

C、“水氢发动机”是利用氢气燃烧释放的内能来对外做功，从而推动机器运转，故C正确；

D、利用水制取氢气耗能高，即消耗其他形式的能量多于氢气燃烧释放的内能，且内能不可能全部转化为机械能，所以“水氢发动机”的效率较低，这也是它没有真正投入使用的重要原因，故D错误。

故选：D。

11．下列说法正确的是（　　）

A．热机消耗的燃料越多，效率就越低 

B．热传递中温度总是从热的物体传给冷的物体 

C．同一物体，温度降低的越多，放出热量就越多 

D．人体内水的比例很高，有助于调节体温，以免温度变化太快对身体造成危害

解：A、热机消耗的燃料多、燃烧放出的热量多，但用来做有用功的能量可能更多，即效率可能更高，所以据消耗燃料的多少是不能判断热机效率大小的，故A错误；

B、热传递中，热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体，传递的不是温度，故B错误；

C、由Q＝cm△t可知，没有外界做功时，同一物体，温度降得越多，放出的热量就越多，若物体的状态改变，c也随之改变，故C错误；

D、生物体内水的比例很高，在外界环境温度升高时，生物体即使吸收较多的热量，由于水的比热容较大，体温不会升的过高；同理在外界环境温度降低时，由于水的比热容较大，即使放出较多的热量，体温也不会过低，所以生物体内的水分有助于调节生物体自身的温度，以免温度变化太快对生物体造成损害。故D正确。

故选：D。

12．如图是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的热机效率是（　　）

A．25% B．35% C．40% D．75%

解：因热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，

所以，由内燃机的能量流向图可得，内燃机的热机效率：

η＝1﹣25%﹣40%＝35%。

故选：B。

13．以下四幅图中，关于能量转化说法错误的是（　　）

A．图甲所示，过山车向下运动时是重力势能转化为动能 

B．图乙所示，水电站将水的机械能转化为电能 

C．图丙所示，自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能 

D．图丁所示，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将内能转化为动能

解：

A、图甲所示，过山车向下运动时高度减小，速度增大，是重力势能转化为动能，故A正确；

B、图乙所示，水力发电，将机械能转化为电能，故B正确；

C、图丙所示，自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能，故C正确；

D、图丁所示，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将动能转化为内能，故D错误。

故选：D。

14．如图所示是某老师的自制教具，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，分析不正确的是（　　）

A．酒精不完全燃烧时热值不变 

B．能闻到酒精的气味说明分子在永不停息的做无规则运动 

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

解：A、热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧无关，故A叙述正确；

B、能闻到酒精的气味说明分子酒精分子在永不停息的做无规则运动，故B叙述正确；

C、燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的做功冲程，故C叙述错误；

D、纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，温度降低，故D叙述正确。

故选：C。

二．填空题（共6小题）

15．在汽油机的一个工作循环中，内能转化为机械能的是　做功　冲程；某品牌汽车行驶100km消耗汽油7kg，这些汽油完全燃烧能放出　3.22×108　J的热量。（汽油的热值q＝4.6×107J/kg）

解：（1）内燃机的四个冲程中，实现将内能转化成机械能的是做功冲程；

（2）7kg汽油完全燃烧要放出的热量：Q放＝mq＝4.6×107J/kg×7kg＝3.22×108J。

故答案为：做功；3.22×108。

16．如图所示，将活塞迅速下压，玻璃筒底的棉花被点燃。此过程是通过　做功　的方式增加了筒内空气的内能，能量转化方式与汽油机的　压缩　冲程相同。某汽油机在一次工作中消耗了2kg汽油，对外做功为2.3×107J，则汽油机的效率是　25%　（汽油热值为4.6×107J/kg）。

解：

（1）在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞迅速向下压，棉絮燃烧起来；说明将活塞迅速下压，活塞对桶内空气做功，使筒内空气的内能增加，温度升高；压缩过程中，活塞的机械能转化为空气的内能，故该过程中，与内燃机的压缩冲程相同；

（2）汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝2kg×4.6×107J/kg＝9.2×107J；

汽油机的效率η＝×100%＝×100%＝25%。

故答案为：做功；压缩；25%。

17．一台汽油机飞轮的转速为3600r/min，在1s内汽油机对外做了　30　次功。如果汽油机在一段时间内消耗了0.5kg汽油，若这些汽油完全燃烧，可放出热量　2.3×107　J．汽油机用水作冷却液，是利用水的　比热容　大的特点。（q汽油＝4.6×107J/kg）

解：

汽油机飞轮转速是3600r/min＝60r/s，每秒钟飞轮转动60圈，完成30个工作循环，对外做功30次；

0.5kg汽油完全燃烧放出的热量：

Q放＝mq＝0.5kg×4.6×107J/kg＝2.3×107J；

因为水的比热容较大，所以常用来作为冷却液使用。

故答案为：30；2.3×107；比热容。

18．2020年1月18日，第十届江苏“台湾灯会”在常州恐龙城开幕。如图所示为展会中的“走马灯”，点燃底部蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来。热空气上升驱动扇叶转动的能量转化方式为　内能转化为机械能　，这与四冲程汽油机的　做功　冲程相同。

解：点燃蜡烛时，气体温度升高，气体的密度变小，热空气就会向上运动，运动的热空气推动扇叶转动，运动的热空气对外做功，将内能转化为机械能，该冲程和四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同。

故答案为：内能转化为机械能；做功。

19．青海油田涩北天然气田连续10年保持稳产，为西宁人民的生产、生活用气提供了有力保障。已知天然气的热值是7×108J/m3，若小明家完全燃烧0.01m3的天然气，放出的热量为　7×106　J；做饭时会闻到饭香，从物理学角度来看，属于　扩散　现象。

解：（1）完全燃烧0.01m3天然气，放出的热量：

Q放＝Vq＝0.01m3×7×108J/m3＝7×106J；

（2）做饭时会闻到饭香，说明了分子在不停地做无规则运动，是扩散现象。

故答案为：7×106；扩散。

20．2017年5月18日，我国首次海域可燃冰（天然气水合物）试采成功，实现了历史性突破。可燃冰分布于深海沉积物或陆域永久冻土中，是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水。根据测算，1立方米可燃冰可以分解释放出160立方米以上的天然气。完全燃烧5立方米可燃冰产生的热量至少为　2.56×1010J　（天然气热值为3.2×107J/m3）。试写出可燃冰具备的两条优点　热值大　、　污染小　。

解：

（1）1m3的“可燃冰”相当于的天然气的体积为：V＝1×160m3＝160m3，

完全燃烧5立方米可燃冰产生热量：Q放＝Vq＝5m3×160×3.2×107J/m3＝2.56×1010J；

（2）可燃冰的热值约为5.12×109J，天然气的热值约为3.2×107J/m3，与传统燃料相比，可燃冰的优点是热值大、污染小。

故答案为：2.56×1010J；热值大；污染小。

三．实验探究题（共2小题）

21．世界上很多发明都是受到生活现象的启发而萌生的。比如蒸汽机和汽油机都是热机，它们工作时，能的转化过程是　内能转化为机械能　，喜欢探究的小明同学做了如图甲、乙所示的实验，其中　乙　（选填“甲”或“乙”）图可以反映汽油机的工作原理。如图丙所示，来回摩擦绳甲乙使金属筒的温度升高，这是通过　做功　的方式改变了金属筒的内能；当筒内的酒精蒸气将软木塞弹开后，周围的人能闻到酒精的气味，这个扩散现象说明了　分子在不停地做无规则运动　。

解：

（1）蒸汽机和汽油机都属于热机，工作时将内能转化为机械能；

（2）由图甲可知，燃料燃烧，将燃料的化学能转化为水和水蒸气的内能，从玻璃管口喷出的水蒸气驱动叶轮转动，水蒸气会对叶轮做功，将水蒸气的内能转化为叶轮的机械能；此过程与蒸汽机的工作过程相似，反映了蒸汽机的工作原理。

在图乙中，火焰使上方空气温度升高、上升，热空气带动叶轮转动，内能转化为机械能，与汽油机的工作原理相同。图中的工作过程是内能转化为机械能，是汽油机的做功冲程。

（3）来回拉绕在金属筒上的绳子，绳子对筒做功时，机械能转化为筒的内能，筒的温度升高，筒内酒精蒸气的温度也会升高，内能增加；当酒精蒸气的内能足够大时会将塞子喷出，酒精蒸气的内能转化为塞子的机械能，周围的人也能闻到酒精味，说明了分子在不停地做无规则运动，属于扩散现象。

故答案为：内能转化为机械能；乙；做功；分子在不停地做无规则运动。

22．小明和小辉学习了燃料的热值后，他们一起设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系，他们组装了如图1和2所示的装置进行实验，记录结果如表：

（1）为了保证实验结论的可靠性，小明和小辉选择了两套完全相同的装置，并且控制油的质量以及水的质量　相等　。但对于两杯水的初温他们的看法却不同。请将下列他们的想法补充完整。

①小辉认为实验中是直接用　水温升高的多少　来表示煤油和菜籽油放出热量的多少。所以，实验中两杯水的初温可以不同。

②小明认为因为探究过程中他们采用了　控制变量　法，所以只有燃料的　种类　不同，其他因素都必须控制相同。如果两杯水的初温不同，那么水的蒸发快慢以及水与周围环境的温差都不相同，于是两杯水的　散热　就不相同，就有可能会出现燃料燃烧放出的热量多，而水吸收的热量少、水温变化低的情况。所以，实验时必须控制水的初温相同。

③你认为　小明　（选填“小明”或“小辉”）的想法更合理。

（2）根据他们的实验记录，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大是　煤油　。

（3）小明和小辉在实验前用天平分别测出了烧杯中水的质量以及燃油的质量。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。小辉他想通过这些数据计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果是否可靠并说明理由？　不可靠，燃油不可能完全燃烧且燃油燃烧放出的热量不能完全被水吸收　。

解：

（1）根据Q放＝mq，燃料燃烧放出热量的多少与物体的质量和热值有关，所以要探究热值的大小，需使菜籽油和煤油的质量相等；

水吸收热量后温度的变化，与吸热的多少及质量有关，所以还要控制两杯水的质量相等；

①质量相同的水，温度变化越大，说明吸收热量越多，所以实验中通过水温升高的多少来表示煤油和菜籽油放出热量的多少；

②要探究不同燃料热值的大小，应使其它条件相同，只有燃料的种类不同，即用到控制变量法；

根据热传递的条件，水温与周围环境温度相差越大，越容易发生热传递，若水的初温不同，便可造成水的散热情况不同，所以实验中应控制水的初温相同；

③由上分析知，小明的分析更加合理；

（2）根据表格中数据，相同质量的两种燃料燃烧完后，煤油的水温升高较大，说明煤油放出的热量较多，即煤油的热值较大；

（3）在实验过程中，燃油不可能完全燃烧，且燃料燃烧放出的热量一部分直接散失掉、一部分被烧杯吸收，同时水也会向外散热，所以不能通过水温的变化得出燃料燃烧放出的热量，计算结果不准确。

故答案为：

（1）相等；①水温升高的多少；②控制变量；种类；散热；③小明；

（2）煤油；

（3）不可靠，燃油不可能完全燃烧且燃油燃烧放出的热量不能完全被水吸收。