初三全一册《第十四章 内能的借助》同步练习（分析版）
1、填空题
1．如图所示，该汽油机的工作过程是________冲程，此冲程将_____转化为________能．
2．四冲程汽油机工作过程中，将机械能转化为内能的是 ________冲程．汽车的发动机使用水做冷却剂，主如果因为水的比热容较 ________的原故．发动机冷却过程是通过 ________的方法来改变内能．
3．目前家庭厨房愈加多用天然气，既便捷生活又降低环境污染．每年从塔里木盆地的轮南油气田输送到东部区域的天然气可达1.2×1010m3，若这类天然气完全燃烧放出的热量是________ J．（天然气的热值是4×107J/ m3）
4．如图所示，巨型运载火箭将“神舟九号”飞船平地托起，直冲云霄：
火箭上升时，燃料的化学能通过燃烧转化为内能，然后再转化为火箭的________能．
运载火箭使用液态氢作为燃料是由于这种燃料的________较大．
5．天然气的用法大大改变了大家的生活环境。
在一个标准大方压下，把水平为200 kg、温度为20 ℃的水烧开，水吸收的热量为_____J，若天然气燃烧放出的热量只有50%被水吸收，则需要完全燃烧_______的天然气。
6．四冲程内燃机的一个工作循环内,对外做功____________次,曲轴转动____________圈。如图是汽油机工作过程中的____________冲程。一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是3 600 r/min,则该汽油机每秒内对外做功____________次。
7．某柴油机燃烧2.4kg柴油时，对外做的有用功为0.9×107J，该柴油机的效率为_____.（柴油的热值为3.3×107 J/kg）
8．氢的热值是1.4×108J/m3，5m3的氢完全燃烧一半，剩下一半的热值是 ______ J/m3．火箭常使用氢作燃料是由于氢的 ______ ，在完全燃烧一样多的燃料时，可以获得更多的能量．
9．一辆单缸四冲程汽油机，做功冲程中将________能转化为________能，以汽油为燃料的某品牌小汽车行驶100km发动机牵引力所做的功为1.15×108J，消耗汽油10kg，小汽车发动机的效率为________（汽油的热值q汽油=4.6×107J/kg）
10．张斌是班里的小创造家，刚刚学了热机的他，制作了如图－1－13所示的模型，他在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒内滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后揿动电火花发生器的按钮……
（1）在此过程中，酒精燃烧后的燃气的________能转化为盒盖的机械能。
（2）在这一实验过程中，你应当注意察看的是________
A．揿动电火花发生器 B．盒内的酒精
C．盒盖跳起的现象 D．盒盖跳起的瞬间盒内出现的现象
（3）汽油机的工作过程的________冲程与这一实验过程中能量的转化是一致的。
2、单选题
11．在柴油机的压缩冲程中，气体的温度和内能变化状况是（ ）
A．温度升高，内能增大 B．温度减少，内能减小
C．温度不变，内能不变 D．温度减少，内能增大
12．一台柴油机，功率为
，机械效率为
，已知柴油的热值为
，当它正常工作时，每分钟消耗的柴油是（ ）
A．0.25g B．250g C．0.4g D．400g
13．如图是单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图，符合内燃机的工作循环顺序的（ ）
A．丁、甲、丙、乙 B．乙、甲、丁、丙
C．甲、乙、丙、丁 D．乙、丁、甲、丙
14．一个单缸四冲程柴油机的飞轮转速是，则此柴油机每秒钟内完成（ ）
A．30个冲程，做功15次 B．60个冲程，做功15次
C．60个冲程，做功30次 D．80个冲程，做功20次
15．下列四种能量的传递和转化过程中，只有热传递方法的是（ ）
A．植物吸收太阳光进行光合用途 B．水蒸气把壶盖顶起
C．冬季用手摸户外的金属时感到冷 D．闭合开关，电灯发光
16．已知烟煤的热值是2.9×107J/kg，那样（ ）
A．2 kg的烟煤燃烧时，肯定能放出5.8×107J的热量
B．1 kg的烟煤完全燃烧，肯定能放出2.9×107J的热量
C．2 kg的烟煤温度减少1 ℃时，放出2.9×107J的热量
D．10 kg烟煤的热值是2.9×108J/kg
17．火力发电的原理是将煤燃烧，给水加热产生高温高压的水蒸气，水蒸气再推进发电机高速转动，然后产生电流；在这个过程中能量的转化是（ ）
A．化学能-内能-机械能-电能 B．化学能-重力势能-动能-电能
C．机械能-内能-化学能-电能 D．内能-化学能-机械能-电能
18．如图所示，晓彤和小雪自制了一些实验器材，关于它们的工作原理，下列说法正确的是（ ）
A．图甲是浅易的热机，它是借助机械能转化为内能来工作的
B．图乙是电磁秋千，它是借助磁极间的相互用途来工作的
C．图丙是皮筋动力小车，它是借助平衡力来使车前进的
D．图丁是泡沫塑料切割机，它是借助电流的磁效应来工作的
3、多选题
19．汽油机和柴油机有不少的异同点，下列有关四冲程汽油机和柴油机的异同点说法正确的是（ ）
A．汽油机和柴油机都是内燃机
B．在吸气冲程中，汽油机吸入的只有空气，柴油机吸入的是柴油和空气的混合物
C．汽油机和柴油机的一个工作循环对外只做一次功，活塞往复两次
D．柴油机压缩冲程末的温度比汽油机高，燃料燃烧更完全，效率比汽油机高
20．将装有酒精的金属管固定在桌子上，并用塞子塞紧。迅速来回拉动绕在管上的绳子，过一会儿塞子跳起来，则
A．拉动绳子过程，金属管温度升高，内能增加
B．拉动绳子过程，管内酒精温度升高，蒸发加快
C．塞子跳起时，管内气体温度升高，内能增加
D．塞子跳起时，管内气体内能全部转化为塞子的机械能
4、简答卷
21．在炎热的夏季，赤脚走在河岸边，你会感到砂石烫脚，再走入河中时，感觉河水凉快，这是为何？
5、计算题
22．某物理兴趣小组的同学，用天然气给lOkg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内天然气表的示数由3365.89m3变为了3366.05m3，水的比热容为4.2×103J/，天然气的热值约为3.2×107J/m3。求：
天然气完全燃烧产生的热量：
经过6min时间加热，水所吸收的热量；
天然气烧水时的热效率。
23．用煤气灶将50kg、20℃的水加热到60℃，需要燃烧热值为q=4.2×107J/kg的煤气0.8kg。已知水的比热容为c=4.2×103J/kg。求
0.8kg煤气完全燃烧放出的热量；
将50kg、20℃的水加热到60℃需要的煤气的水平。
煤气灶烧水的效率。
6、实验题
24．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置一模一样．燃料的水平都为10g，烧杯内的液体初温相同．
（1）比较不同燃料的热值，应选择_______两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择_________两图进行实验；在实验中，三烧杯中a、b液体的水平需要________（选填“相等”或“不同）．
（2）在比较不同物质的比热容时，记录数据如下表：
液体 | 水平/g | 升温10℃所需时间/s | 升温20℃所需时间/s | 升温30℃所需时间/s |
a | 30 | 64 | 89 | 124 |
b | 30 | 96 | 163 | 220 |
① 在此实验中，用________来表示两种液体吸收热量的多少．（选填“加热时间”或“升高温度”）．
② 你觉得两种液体中，比热容较大的是液体______．（选填“a”或“b”）
25．小明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”，同时又探究了“不同燃料燃烧的放热能力”，他设计了两组实验装置如图所示：
你觉得研究不同燃料燃烧放热能力应使用________组器材（选填“甲”、“乙”）．
甲组实验是通过________来反映物质吸收热量的多少．
甲组实验中，正确操作后采集到如下实验数据，在图丙中画出水的温度随时间变化的图象____________ ．
甲实验中，需要控制某些变量，以下做法多余的是________
A．使用一模一样的加热方法
B．使用酒精灯加热时，酒精灯里所加的酒精量相同
C．取相同水平的水和沙子
D．盛放水和沙子的容器相同
（5）乙组实验中，将水平相等的两种燃料A和B放入燃烧皿中，点燃后对水平相等、初温相同的水加热，燃烧相同的时间后发现B加热的水升温多，此时________（“能”、“不可以”）说明B燃料的热值大．
参考答案
1．做功 内 机械
【分析】由图了解，此时汽油机气缸的两个气阀都是关闭的，活塞向下运动，火花塞喷出电火花，所以，此过程是做功冲程；在此冲程中，燃气膨胀推进活塞做功，将内能转化成机械能。
2．压缩 大 热传递
【分析】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．
汽车发动机工作时产生很多热量，这类热量假如不飞速转移，就可能损害发动机，因此借助水的比热容大的特征把这类热飞速吸收，使发动机的温度不致升得太高；
发动机冷却过程中汽缸散热，水吸热，所以是通过热传递的方法来改变内能的．
3．4.8×1017J
【分析】依据题意了解，天然气的热值是q=4×107J/ m3，由
了解，这类天然气完全燃烧放出的热量是：
4．机械热值
【分析】（1）火箭上升时，燃料燃烧释放的化学能，使飞船的机械能在增加，即燃料燃烧释放的化学能转化为飞船的机械能；
（2）运载火箭使用液态氢作为火箭的燃料，缘由是液态氢具备较高的热值，完全燃烧相同水平的氢时，可以放出更多的热量。
5．6.72×1074.48m3
【分析】水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/×200kg×=6.72×107J；
由题知，Q吸=50%Q放，则
由Q放=qV得：
需要天然气的体积V=
6．12 吸气 30
【分析】在四冲程内燃机的工作过程中曲轴转2圈，完成4个冲程，完成一个工作循环，1个工作循环外做功1次；由图可知，当气门打开、活塞向下运动时，该冲程是汽油机的吸气冲程； 3 600 r/min等于60r/s，所以工30个工作循环，共做功30次。
7．11.36%
【分析】由于柴油的热值是：q=3.3×107 J/kg，所以2.4kg柴油完全燃烧放出的热量是：Q=mq=2.4kg×3.3×107 J/kg=7.92×107 J，由η=W/Q了解，该柴油机的效率是：η=W/Q×100%=0.9×107J/7.92×107J×100%≈11.36%
8．1.4×108热值大
【分析】氢的热值是1.4×108J/m3，热值是燃料的属性，5m3的氢完全燃烧一半，剩下一半的热值不变，仍为1.4×108J/m3；
运载火箭使用液态氢作为火箭的燃料，缘由就是液态氢具备较高的热值，依据
知，完全燃烧相同水平的氢时，可以释放出更多的热量。
9．内 机械 25%
【分析】内燃机的一个工作循环包含吸气、压缩、做功、排气四个冲程，其中压缩冲程将机械能转化成内能，做功冲程将内能转化成机械能；依据题意了解，小汽车发动机100km牵引力所做的功是：W=1.15×108 J，消耗汽油10 kg ，而10kg汽油放出的热量是：Q=mq=10kg×4.6×107 J/kg=4.6×108 J；所以，小汽车发动机的效率是：η=W/Q×100%=1.15×108J/4.6×108J×100%≈25%。
10．内 D 做功
【分析】（1）依据题意了解，酒精燃烧后会产生的高温高压的燃气，且体积膨胀，对外做功，使盒盖飞出去，即燃气的内能转化为盒盖的机械能；
（2）在这一实验过程中，应当注意察看的是瓶塞跳起的瞬间盒内出现的现象，故选D；
（3）与这一实验过程中能量的转化是一致的是汽油机的做功冲程。
11．A【分析】压缩冲程中两气门关闭，活塞向上运动压缩气体，机械能转化为气体的内能，气体内能增大，温度升高。
12．B【分析】每分钟柴油机做的功：W=Pt=70×103W×60s=4.2×106J，
每分钟消耗柴油完全燃烧释放的热量：
，
每分钟消耗柴油的水平：
。
13．A【分析】甲图中两气门都关闭，活塞向上移动，是压缩冲程；乙图中排气门开启，活塞向上移动，是排气冲程；丙图中两气门都关闭，活塞向下移动，是做功冲程；丁图中进气门开启，活塞下移，是吸气冲程；正确的顺序是：丁甲丙乙。
14．D【分析】四冲程内燃机的一个工作循环，曲轴转过两周，由四个冲程组成，对外做功一次。单缸四冲程柴油机的飞轮转速是，即此柴油机每秒钟飞轮转40圈，则完成20个工作循环，80个冲程，对外做功20次．
15．C【分析】A.植物进行光合用途，是光能转化为化学能，故A不符合题意；
B.水蒸气顶起壶盖，是水蒸气膨胀做功，水蒸气的内能转化为机械能，故B不符合题意；
C.冬季手摸户外的金属时感到冷，手的温度高，而金属的温度低，手接触金属，热量上后传递给金属，是热传递，是能量的转移，故C符合题意；
D.闭合开关，灯泡发光，是电能转化为光能，故D不符合题意.
16．B
【分析】1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值．热值是燃料的一种特质，与燃料的水平体积与是不是完全燃烧都无关．
A、2kg的烟煤完全燃烧时，依据Q=mq=2kg×2.9×107J/kg=5.8×107J，但2kg的烟煤燃烧时可能不是完全燃烧，则放出的热量可能不是5.8×107J，故A错误；
B、由于烟煤的热值是2.9×107J/kg，所以1kg的烟煤完全燃烧时，肯定能放出2.9×107J的热量，故B正确；
C、2kg的烟煤温度减少放出的热量与物质的热值无关，所以C错误；
D、10kg烟煤的热值不变，仍是2.9×107J/kg，不是2.9×108J/kg，故D错误；
17．A【分析】煤燃烧的过程将化学能转化为内能；高温高压的水蒸气推进发电机高速转动，内能转化为机械能；借助电磁感应现象，机械能转化为电能。故能的转化过程为：化学能-内能-机械能-电能。
18．B
【分析】A、热机是借助内能来工作的机器，将内能转化为机械能，故A错误；
B、电磁秋千是借助同名磁极相互排斥原理工作的，故B正确；
C、转动螺旋桨，与其连接的皮筋扭转并绷紧，橡皮筋的弹性势能增大，放手后，橡皮筋的弹性势能转化为螺旋桨的动能，小车的前进借助了力有哪些用途相互，不是借助平衡力来使车前进的，故C错误；
D、泡沫塑料切割机，它是借助电流的热效应工作的，故D错误。
19．ACD【分析】A、柴油机和汽油机都是内燃机，工作过程中将燃料燃烧释放出的内能转化为活塞的机械能，故A正确；
B、工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气，故B错误；
C、汽油机和柴油机的一个工作循环，共有四个冲程，活塞往复运动两次，曲轴连杆转两周，飞轮转两周，只有做功冲程对外做功一次，其它三个冲程靠飞轮的惯性完成，故C正确；
D、柴油机的效率比汽油机的效率高，是由于柴油机在吸气冲程中吸入的是空气，在压缩冲程中压缩程度大，做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值大，故D正确。
故选ACD。
20．AB
【分析】A、拉动绳子过程，绳子与金属管相互摩擦做功，金属管温度升高，内能增加，故A正确；B、拉动绳子过程，管内酒精温度升高，蒸发加快，故B正确；C、塞子跳起时，管内气体对塞子做功，内能减小，温度减少，故C错误；D、塞子跳起时，管内气体内能部分转化为塞子的机械能，部分会通过热传递散发到空气中，故D错误。
21．砂石的比热小于水的比热，夏季在相同的日照即吸收相同的热量时，砂石升高的温度高于水升高的温度。因此，人在砂石上感到烫脚，再走入水中，水的温度低于砂石温度，又会感觉凉快。
【分析】砂石的比热小于水的比热，夏季在相同的日照即吸收相同的热量时，砂石升高的温度高于水升高的温度.因此，人在砂石上感到烫脚，再走入水中，水的温度低于砂石温度，又会感觉凉快.
22．（1）5.12×106J； （2）2.52×106J； （3）49.2%
【分析】（1）依据题意知，消耗的燃烧天为：
天然气的热值q天然气=3.2×107J／m3，天然气完全燃烧产生的热量：
；
（2）水的水平m水=10kg，由图知水温度升高
，水吸收的热量：
；
（3）烧水时的热效率：
。
23． 3.36×107J； 8.4×106； 25%
【分析】（1）由Q放=mq 了解，0.8kg煤气完全燃烧放出的热量是：
Q放=mq=0.8kg×4.2×107 J/kg=3.36×107 J；
（1）由Q吸=cm△t了解，水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103 J/（kg•℃）×50kg×（60℃-20℃）=8.4×106 J
（3）由以上计算了解，燃气灶烧水的效率是：
24．甲乙 甲丙 相等 加热时间 b
【分析】（1）由控制变量法了解，当比较不同燃料的热值时，需要用不一样的燃料，加热同一种液体，且液体的水平相等，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，所以，应该选择甲乙两图进行实验；
当比较两种液体的比热容时，则需要燃烧相同的燃料，加热水平相同的液体，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系，所以，应选择甲丙两图进行实验；
（2）①在此实验中，用相同的酒精灯加热，在相等时间内物质吸收的热量相等，所以，可以用加热时间来表示两种液体吸收热量的多少；
②由表中实验数据了解，水平相同的a和b，升高相同的温度，b需要的加热时间较长，由此可知b吸热多一些；
25．乙；加热时间的多少；见分析所示；B； 不可以．
【分析】（1）研究不同燃料燃烧放热能力应用不一样的燃料，加热相同的物质，因此选乙组器材．
（2）甲组实验，相同的加热装置，可以通过加热时间的多少来反映物质吸收热量的多少；
（3）依据表中实验数据在坐标系内描出对应的点，然后作出图象，如图所示：
；
（4）A、实验中，应使用一模一样的加热方法，保证在相同的时间内提供相同的热量，故有必要，不合题意；
B、实验中，酒精灯里所加的酒精量对升温的快慢不会导致影响，属多余的量，符合题意；
C、实验中，需要取相同水平的水和沙子，符合控制变量法的需要，故有必要，不合题意；
D、实验中，盛放水和沙子的容器也会干扰其吸热与升温的状况，故应使容器维持相同，故有必要，不合题意．
故选B．
（5）将水平相等的两种燃料A和B放入燃烧皿中点燃后，因为不了解两种燃料的燃烧状况和燃料的水平，发现加热的水升温多，可能是火焰大导致的，故没办法断定热值的大小．
【点睛】
研究比热容和热值的实验，要了解两实验都使用了控制变量法和转换法，两种办法都是初中物理常见的研究办法，注意理解领会两种实验办法的精髓所在。
