2020九年级物理全册14内能的利用分类综合训练（二）（新版）新人教版

2020九年级物理全册14内能的利用分类综合训练（二）（新版）新人教版

内能的利用 分类综合训练(二)‎ 中考真题链接 ‎►类型一　热机 ‎1．[2017·乌鲁木齐]目前我国已将发动机研发列为国家重大科技专项。下列我国“陆、海、空、天”装备中动力机械不属于热机(利用内能做功的机械)的是(　　)‎ A．中国高铁交流异步牵引电动机 B．052D型导弹驱逐舰燃气轮机 C．歼20战机涡扇15煤油发动机 D．“长征五号”火箭液氢液氧发动机 ‎2．[2017·百色]四冲程汽油机正常工作时，把机械能转化为内能的冲程是(　　)‎ A．吸气冲程 ‎ B．压缩冲程 C．做功冲程 ‎ D．排气冲程 ‎3．[2017·烟台]如图14－F－6所示是汽油机工作时的四个冲程，其中属于做功冲程的是(　　)‎ 图14－F－6‎ ‎4．[2017·江西]在汽油机的做功冲程中，高温、高压的燃气推动活塞运动做功，则下列说法中正确的是(　　)‎ A．燃气的内能减少，温度升高 B．燃气的内能增加，温度升高 C．燃气的内能减少，温度降低 D．燃气的内能增加，温度降低 ‎5．2017·威海如图14－F－7所示是四冲程汽油机某工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在________冲程，当燃料混合物在汽缸内燃烧时将________能转化为内能。‎ 图14－F－7‎ ‎►类型二　热值、热机的效率 ‎6．[2017·庆阳]2016年8月，我国发射了全球首颗量子卫星，为纪念墨子，这个全球首颗量子卫星被命名为“墨子号”。发射卫星和火箭常使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有(　　)‎ A．较小的密度 ‎ B．较大的比热容 6‎ C．较低的沸点 ‎ D．较高的热值 ‎7．[2017·天门]有经验的柴油机维修师，不用任何仪器，只是靠近柴油机排气管口观察和用鼻子闻一下，并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度，就能初步判断这台柴油机的节能效果。在同样负荷的情况下，关于柴油机的节能效果，下列判断正确的是(　　)‎ A．尾气的温度越高，柴油机越节能 B．尾气的温度越低，柴油机越节能 C．尾气的柴油味越浓，柴油机越节能 D．尾气的颜色越黑，柴油机越节能 ‎8．2017·枣庄如图14－F－8所示是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的热机效率是(　　)‎ 图14－F－8‎ A．25%　 　‎ B．35% 　　‎ C．40%　 　‎ D．75%‎ ‎9．[2017·岳阳]随着人们生活水平的提高，汽车走进了千家万户。关于小汽车涉及的知识，下列说法正确的是(　　)‎ A．用甘油做发动机的冷却剂 B．发动机做功冲程将内能转化为机械能 C．精心保养可使发动机的效率达到100%‎ D．排出的尾气对环境没有任何污染 ‎10．[2017·枣庄]新农村建设中正在大力推广使用瓶装液化气。如果每瓶装‎10 kg液化气，液化气的热值取4.2×107 J/kg，则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是________J，若放出的热量有40%被水吸收，在标准大气压下可把________kg的水从‎20 ℃‎加热至沸腾。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]‎ 图14－F－9‎ ‎11．[2017·东营]‎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 m3‎可燃冰可以分解释放出‎160 m3‎以上的天然气。完全燃烧‎5 m3‎可燃冰产生的热量至少为________(天然气热值取3.2×107 J/m3)。试写出可燃冰具备的两条优点：____________、____________。‎ ‎12．[2017·聊城]‎2017年5月18日，中国科学家首次在南海试采可燃冰取得圆满成功，实现了我国天然气水合物开发的历史性突破。可燃冰清洁无污染，储量巨大，‎ 6‎ 是一种非常理想的新型能源。可燃冰的热值很大，是天然气热值的10倍以上，若按15倍计算，求：[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值q＝7.0×107 J/m3]‎ ‎(1)体积为‎0.01 m3‎的可燃冰完全燃烧放出的热量为多少。‎ ‎(2)若这些热量的90%被质量为‎100 kg的水吸收，则水升高的温度是多少。‎ ‎►类型三　能量的转化和守恒 ‎13．[2017·兰州]从能量转化的角度来看，下列说法错误的是(　　)‎ A．电风扇工作时主要将电能转化为机械能 B．铅蓄电池充电时化学能转化为电能 C．发电机工作时主要将机械能转化为电能 D．电热水壶工作时电能转化为内能 ‎14．[2017·株洲](多选)据报道，我国正在建造的第二艘国产航母将安装弹射器。航母弹射器能推动舰载机增大起飞速度，缩短滑跑距离。舰载机弹射起飞有蒸汽弹射和电磁弹射两种，从能量转化的角度看，它们工作时(　　)‎ A．蒸汽弹射是将内能转化为机械能 B．蒸汽弹射是将机械能转化为内能 C．电磁弹射是将电能转化为机械能 D．电磁弹射是将机械能转化为电能 ‎15．[2017·烟台]各种形式的能在一定的条件下可以相互转化，请你仿照图14－F－10中给出的两个示例，写出电能转化为机械能、化学能转化为电能、光能转化为内能的实例。‎ 图14－F－10‎ ‎16．2017·吉林急刹车时，汽车的轮胎会在地面上留下黑色的痕迹。请说出其中的能量转化过程。‎ 6‎ ‎►类型四　综合应用 ‎17．[2017·辽阳]下列关于热现象的说法中正确的是(　　)‎ A．火箭使用液态氢做燃料，是因为它含有的热量多 B．在汽油机的压缩冲程中，内能转化为机械能 C．海边昼夜温差比内陆小，是因为水的比热容较大 D．‎0 ℃‎的水变成‎0 ℃‎的冰，温度不变，内能不变 ‎18．[2017·咸宁]‎2017年5月18日，我国宣布在南海进行的可燃冰试采获得成功。可燃冰是一种固态晶体，在常温常压下会迅速________(填物态变化)为气态。它的热值约为1.4×1010 J/m3，‎2 m3‎的可燃冰完全燃烧后可放出____________J的热量，若这些热量的60%被水吸收，可以将________kg的水从‎0 ℃‎加热到‎100 ℃‎。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]‎ ‎19．[2016·陕西]如图14－F－11所示为“长征六号”运载火箭，它首次采用了我国最新研制的大推力液氧煤油发动机。‎ 图14－F－11‎ ‎(1)煤油燃烧过程中，其热值大小________。‎ ‎(2)火箭起飞时，煤油燃烧产生大量高温、高压的燃气，燃气对火箭的推力达1.2×106 N，这个力可举起质量为________t的物体。(g取10 N/kg)‎ ‎(3)燃气对火箭做功，燃气的内能会________(选填“增大”“减小”或“不变”) 。‎ ‎20．[2017·常州]如图14－F－12甲所示，标准大气压下，普通煤炉把壶内‎20 ℃‎、‎5 kg水烧开需完全燃烧一定质量的煤，此过程中，烧水效率为28%，为提高煤炉效率，浙江大学创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在消耗等量煤烧开壶内初温相同、等量水的过程中，还可额外把炉壁间‎10 kg水从‎20 ℃‎加热至‎40 ℃‎，q煤＝3×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，以上过程中：‎ ‎(1)普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大？‎ ‎(2)双加热煤炉的烧水效率有多大？‎ 图14－F－12‎ 6‎ 详解详析 ‎1．A　[解析] 燃气轮机、煤油发动机和液氢液氧发动机都是热机，工作时把内能转化为机械能，而电动机是把电能转化为机械能，不符合热机的特点，故选A。‎ ‎2．B　‎ ‎3．C　[解析] A图，进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程，不符合题意；B图，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，不符合题意；C图，两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，符合题意；D图，排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程，不符合题意。故选C。‎ ‎4．C　[解析] 在汽油机的做功冲程中，高温、高压的燃气推动活塞向下运动做功，燃气自身的温度降低，内能减少。‎ ‎5．压缩　化学　[解析] (1)从图中可以看出，两气门都关闭，活塞向上运动，可以判断这个冲程是压缩冲程。(2)汽油机工作时，汽油在汽缸内燃烧时将化学能转化为内能。‎ ‎6．D　[解析] 发射卫星的火箭采用液态氢作为燃料，是因为液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液态氢时，可以释放出更多的热量。‎ ‎7．B　[解析] 尾气的温度高，说明散失的热量多，柴油机的效率低，反之，说明柴油机的效率高，即节能。尾气的柴油味浓、颜色黑都说明柴油没有充分燃烧，浪费了燃料，这样柴油机的效率会低。‎ ‎8．B　[解析] 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，该内燃机的热机效率：η＝1－25%－40%＝35%。‎ ‎9．B　[解析] 汽车发动机是用水来做冷却剂的，这是利用了水的比热容大的性质，A错误；发动机工作时，做功冲程将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能，B正确；无论科技如何发展，热机的效率可以提高，但由于总存在摩擦、要做额外功，所以效率一定不会达到100%，C错误；汽车排放的废气中还含有二氧化碳、二氧化硫等有害物质，会污染环境，D错误。‎ ‎10．4.2×108　500‎ ‎[解析] (1)整瓶液化气完全燃烧释放的热量：‎ Q放＝mq＝‎10 kg×4.2×107 J/kg＝4.2×108 J。‎ ‎(2)由题知，水吸收的热量：‎ Q吸＝Q放×40%＝4.2×108 J×40%＝1.68×108 J，‎ 由Q吸＝c水m水(t－t0)得水的质量：‎ m水＝＝‎ ＝‎500 kg。‎ ‎11．2.56×1010 J　热值大　污染小 ‎[解析] (1)‎1 m3‎的“可燃冰”相当于的天然气的体积为V＝1×‎160 m3‎＝‎160 m3‎，‎ 完全燃烧‎5 m3‎可燃冰产生热量：Q放＝Vq＝5×‎160 m3‎×3.2×107 J/m3＝2.56×1010 J。‎ ‎(2)可燃冰的热值约为160×3.2×107 J/m3＝5.12×109 J/m3，天然气的热值约为3.2×107 J/m3，与传统燃料相比，可燃冰的优点是热值大、污染小。‎ ‎12．(1)由题意可得，可燃冰的热值：q可燃冰＝15q天然气＝15×7.0×107 J/m3＝1.05×109 J/m3；‎0.01 m3‎“可燃冰”完全燃烧放出的热量：‎ Q放＝Vq可燃冰＝‎0.01 m3‎×1.05×109 J/m3＝1.05×107 J。‎ ‎(2)由η＝得被水吸收的热量：‎ 6‎ Q吸＝ηQ放＝90%×1.05×107 J＝9.45×106 J；‎ 由Q吸＝cmΔt可得，水升高的温度：‎ Δt＝＝＝‎22.5 ℃‎。‎ ‎13．B　[解析] 电风扇工作时，消耗电能，主要得到机械能，所以主要将电能转化为机械能，A正确；铅蓄电池充电的过程，消耗电能，得到化学能，所以将电能转化为化学能，B错误；发电机工作时，消耗了机械能，得到了电能，所以主要将机械能转化为电能，故C正确；电热水壶工作时，消耗了电能，使水的温度升高，得到内能，故将电能转化为内能，D正确。故选B。‎ ‎14．AC　‎ ‎15．图略(提示：电风扇在工作过程中消耗电能，转化为机械能；干电池在使用过程中消耗化学能，得到电能；太阳能热水器工作过程中将光能转化为内能。)‎ ‎16．急刹车时，轮胎要克服地面摩擦做功，机械能转化为内能，轮胎内能急剧增加，温度升高而焦化，所以会在地面上留下黑色的痕迹。‎ ‎17．C　[解析] 火箭使用液态氢做燃料，是因为它的热值大，A错误；汽油机的压缩冲程中，机械能转化为内能，混合气体的内能增大，温度升高，B错误；因为水的比热容较大，相同质量的水和其他物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度变化小，所以海边昼夜温差比内陆小，C正确；‎0 ℃‎的水变成‎0 ℃‎的冰，温度不变，但凝固需要放热，所以内能减小，D错误。故选C。‎ ‎18．升华　2.8×1010　4×104‎ ‎[解析] (1)可燃冰在常温常压下会迅速变为气态，此过程为升华过程。‎ ‎(2)‎2 m3‎的可燃冰完全燃烧释放的热量：‎ Q放＝Vq＝‎2 m3‎×1.4×1010 J/m3＝2.8×1010 J；‎ 由η＝可得，水吸收的热量：‎ Q吸＝ηQ放＝60%×2.8×1010 J＝1.68×1010 J，‎ 由Q吸＝cm(t－t0)可得，可加热水的质量：‎ m＝＝‎ ＝4×‎104 kg。‎ ‎19．(1)不变　(2)120　(3)减小 ‎20．(1)水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×‎5 kg×‎80 ℃‎＝1.68×106 J，‎ 一定质量的煤完全燃烧放出的热量：Q放＝＝＝6×106 J，‎ 煤的质量：m＝＝＝‎0.2 kg。‎ ‎(2)壶内水和炉壁间的水总共吸收的热量：Q吸′＝Q吸＋c水m′Δt′＝1.68×106 J＋4.2×103 J/(kg·℃)×‎10 kg×‎20 ℃‎＝2.52×106 J，‎ 烧水效率：η′＝×100%＝×100%＝42%。‎ 6‎