第十四章《內(nèi)能的利用》培優(yōu)試題 人教版物理九年級上學(xué)期

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人教版第十四章《內(nèi)能的利用》培優(yōu)試題 一、選擇題 1．如圖甲為航母上簡化的蒸汽彈射裝置，能帶動艦載機(jī)在兩秒鐘內(nèi)達(dá)到起飛速度，如圖乙為汽油機(jī)的工作沖程。下列判斷不正確的是（　　） A．艦載機(jī)獲得的牽引力是因?yàn)闅飧變?nèi)的蒸汽體積膨脹，從而推動活塞 B．氣缸內(nèi)的蒸汽推動活塞后，內(nèi)能增加 C．從能量轉(zhuǎn)化角度講，蒸汽彈射裝置工作時與圖乙中C所示的原理相似 D．從能量轉(zhuǎn)化角度講，圖乙中B沖程是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 2．關(guān)于四沖程汽油發(fā)動機(jī)內(nèi)部工作描述正確的是（　?。?A．吸氣沖程時，吸入的是空氣 B．通過噴油嘴壓燃點(diǎn)火，在壓縮沖程時，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C．做功沖程時，若每次對外做功1000J，則2400r/min的發(fā)動機(jī)的額定功率為20kW D．排氣沖程時，排出的廢氣已經(jīng)沒有內(nèi)能，全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 3．某單缸四沖程汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速是600r/min，則下列說法正確的是（　?。?A．1min內(nèi)燃機(jī)對外做了600次功 B．1s內(nèi)完成了10個工作循環(huán) C．燃?xì)庾鲆淮喂Φ臅r間間隔是0.2s D．1s內(nèi)活塞共來回20次 4．下面是小明同學(xué)的“物理學(xué)習(xí)筆記”中的摘錄，其中不正確的是（　?。?A．溫度越高的物體含有的熱量越多 B．燃料的熱值與燃料的質(zhì)量沒有關(guān)系的 C．分子間相互作用的引力和斥力是同時存在 D．做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的 5．一輛汽車在平直公路上勻速行駛6km，用時5min，消耗汽油0.8kg，已知汽車受到的阻力是2000N，汽油的熱值為4.6×107J/kg，下列結(jié)果不正確的是（　?。?A．汽車行駛速度是72km/h B．消耗的汽油完全燃燒放出的熱量是3.68×107J C．汽車牽引力做功的功率是40kW D．汽車發(fā)動機(jī)的效率是26% 6．某單缸四沖程汽油機(jī)的汽缸活塞面積為30cm2，氣缸容積為150mL；滿負(fù)荷工作時做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)為9.0×105Pa，飛輪1min轉(zhuǎn)動1800r，當(dāng)汽油機(jī)滿負(fù)荷工作時（不計(jì)摩擦），若1min消耗汽油10g，汽油的熱值為4.6×107J/kg，則下列說法正確的是（　　） A．做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋毫?70N B．飛輪1min轉(zhuǎn)動1800周，做功450次 C．燃?xì)鈱钊龅目偣?35J D．汽油機(jī)的效率為26.4% 7．某汽油機(jī)的效率是25%，某柴油機(jī)的效率是35%，如果它們的功率相同，則在相同時間內(nèi)燃燒的汽油和柴油產(chǎn)生的熱量之比為（　?。?A．5：7 B．7：5 C．80：7 D．7：80 8．如圖所示，某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來比較酒精、煤油和汽油的熱值大小。甲、乙、丙三個裝置中水的質(zhì)量和初溫及三種燃料的質(zhì)量均相同。當(dāng)三種燃料完全燃燒后，水的末溫（均未沸騰）關(guān)系為t甲＝t丙＞t乙，由此可粗略判斷出它們熱值q的大小關(guān)系為（　?。?A．q甲＞q乙＞q丙 B．q甲＞q乙＝q丙 C．q甲＝q乙＞q丙 D．q甲＝q丙＞q乙 9．如圖所示為小艷家新買的一輛小汽車。周末，爸爸開車帶著小艷出去游玩，途中，這輛汽車在lh的時間內(nèi)，在水平路面上勻速行駛了72km，消耗汽油6kg。若已知該汽車發(fā)動機(jī)的功率（即牽引力的功率）為23kW，汽車（包括車上的人和物品）質(zhì)量為1.5t，汽油的熱值為4.6×107J/kg，g＝10N/kg。則關(guān)于上述lh的行駛過程，下列分析正確的是（　?。?A．該汽車對路面的壓力大于1.5×104 N B．該汽車克服阻力做的功是2.3×104 J C．該汽車的牽引力是1.15×104N D．該汽車發(fā)動機(jī)的效率是30% 10．現(xiàn)有兩個使用同一種燃料的加熱器，用它們分別對甲、乙兩種不同的物質(zhì)加熱。已知甲物質(zhì)的比熱是乙物質(zhì)的2倍，甲物質(zhì)的質(zhì)量是乙物質(zhì)的，當(dāng)甲物質(zhì)升高的溫度是乙物質(zhì)的時（甲、乙物質(zhì)的物態(tài)都不發(fā)生改變），加熱甲物質(zhì)所用燃料是加熱乙物質(zhì)的，則兩加熱器利用熱能的效率之比是（　　） A．1：1 B．1：2 C．3：2 D．2：1 二、填空題 11．圖甲是四沖程汽油機(jī)工作過程中的　 　沖程，該過程的能量轉(zhuǎn)化情況與圖乙　 ?。ㄟx填“相同”或“不同”）。若汽油機(jī)1s內(nèi)對外做功15次，則其曲軸的轉(zhuǎn)速為　 　r/min。為了降低汽油機(jī)汽缸的溫度，汽缸外有一個水箱體，使汽缸被水包圍著，這是通過　 　的方式減少汽缸的內(nèi)能。 12．某單缸四沖程汽油機(jī)的汽缸活塞面積為30cm2，一個沖程活塞在汽缸中移動的距離是50mm，滿負(fù)荷工作時做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)為9.0×105Pa，飛輪1min轉(zhuǎn)動1800周，則汽油機(jī)1s對外做功 　 　次；當(dāng)汽油機(jī)滿負(fù)荷工作時，汽油機(jī)的功率為 　 　W。 13．汽油機(jī)是一種最常見的熱機(jī)，一臺單缸四沖程汽油機(jī)工作時飛輪的轉(zhuǎn)速為1800r/min，每次做功沖程中推動活塞對外做功1000J，則該汽油機(jī)對外做功的功率為 　 　kW。 14．某型號四沖程汽油機(jī)，曲軸的轉(zhuǎn)速是3000轉(zhuǎn)/分鐘，每個沖程活器移動距離為0.23m，活塞受到的摩擦力為20N。汽油機(jī)工作1分鐘，消耗汽油10g，燃?xì)鈱钊耐屏做功2.3×105J。汽油機(jī)一共完成了 　 　個沖程，燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為推動活塞做功的效率為 　 　，推力F為 　 　N，因?yàn)榭朔Σ磷龉σ钠蜑?　 　g。（汽油的熱值為4.6×107J/kg，假設(shè)汽油完全燃燒） 15．如圖為四缸發(fā)動機(jī)的工作原理圖：內(nèi)燃機(jī)通過連桿把四個汽缸的活塞連在一根曲軸上，并使各汽缸的做功沖程錯開，在飛輪轉(zhuǎn)動的每半周里，都有一個汽缸在做功，其他三個汽缸分別在做吸氣、壓縮和排氣沖程。 有一臺四缸發(fā)動機(jī)，其主要技術(shù)指標(biāo)如表所示。其中總排量等于四個汽缸工作容積的總和，汽缸工作容積指活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過的容積，又稱單缸排量，它取決于活塞的面積和活塞上下運(yùn)動的距離（即沖程長）。轉(zhuǎn)速表示每分鐘曲軸或飛輪所轉(zhuǎn)的周數(shù)。 （1）該發(fā)動機(jī)在1s內(nèi)做功 　 　J，單缸排量V＝　 　L； （2）在每個做功沖程里，發(fā)動機(jī)做功W＝　 　J。 （3）在做功沖程里，燃?xì)鈱钊龅墓杀硎緸閃＝pV，式中p表示燃?xì)鈱钊膲簭?qiáng)，則p＝　 　Pa。（1L＝10﹣3m3 ） 16．眾所周知，愛因斯坦是一位偉大的理論科學(xué)家，他曾發(fā)明過“環(huán)?！辈缓碾姷碾姳洹＿@種電冰箱內(nèi)部有一種小型的浸入式致冷器，它能浸在需要冷卻的液體中。這種電冰箱根本不需要常規(guī)電源，它的運(yùn)行僅靠水龍頭的壓力，帶動一臺射水泵，從而在一個氣室內(nèi)產(chǎn)生真空，水和少量甲醇則在此處化為蒸氣。管中甲醇會慢慢用完，但是這種液體不僅價格便宜，而且很容易弄到。這種冰箱在工作時，被冷卻的液體內(nèi)能　 ?。ㄟx填“增大”、“減小”）。你認(rèn)為這種不用電的冰箱　 ?。ㄟx填“遵守”、“不遵守”）能量守恒定律。 三、實(shí)驗(yàn)探究題 37．為比較酒精和煤油這兩種燃料的熱值大小關(guān)系，小明采用了如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： 他將一定質(zhì)量的酒精和煤油分別加入兩燈中點(diǎn)燃它們，分別將裝有質(zhì)量相等的水的兩個相同燒杯加熱，直至酒精和煤油燃燒完。小明設(shè)計(jì)了一張記錄數(shù)據(jù)的表格，并記錄了數(shù)據(jù)： （1）組裝儀器時，應(yīng)先固定 　 ?。ㄌ睢癇”或“A”）的位置。 （2）上面設(shè)計(jì)的表格中存在的不足之處是 　 　。 （3）分析表中數(shù)據(jù)可知，煤油和酒精兩種燃料中，熱值較大的是 　 　。 （4）實(shí)驗(yàn)后小明根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出了水吸收的熱量Q，結(jié)合“10g酒精”這一數(shù)據(jù)，利用公式q＝，算出了酒精的熱值，算出的酒精熱值與真實(shí)值相比 　 ?。ㄌ睢捌蟆?、“偏小”或“相等”），你這樣判斷的依據(jù)是 　 　。 38．閱讀短文，回答問題： 噴氣發(fā)動機(jī) 隨著航天和航空事業(yè)的發(fā)展，普通的內(nèi)燃機(jī)已經(jīng)不能提供足夠的動力，人們迫切需要大功率的發(fā)動機(jī)以提高飛行器的飛行速度，因此噴氣發(fā)動機(jī)就應(yīng)運(yùn)而生，它主要有渦輪噴氣發(fā)動機(jī)和火箭發(fā)動機(jī)。 渦輪噴氣發(fā)動機(jī)使壓縮縮后的混合氣體在燃燒室燃燒（如圖甲），燃燒后劇烈膨脹的氣體從尾部高速噴出，其巨大的反沖推力成為飛機(jī)的推進(jìn)力，減小發(fā)動機(jī)的體積和質(zhì)量，使用高能燃料，可以獲得更人的推進(jìn)力。 火箭發(fā)動機(jī)和渦輪噴氣發(fā)動機(jī)十分相似，主要的差別是：火箭自帶燃料和氧化劑（如圖乙），渦輪噴氣發(fā)動機(jī)只帶燃料，利用空氣做氧化劑，同渦輪噴氣發(fā)動機(jī)相比較，火箭發(fā)動機(jī)的最大特點(diǎn)是：它自身既帶燃料，又帶氧化劑，靠氧化劑來助燃，不需要從周圍大氣層中汲取氧氣所以它不但能在大氣層內(nèi)也可以在大氣層之外的宇宙真空中工作。 火箭發(fā)動機(jī)可用于航天器推進(jìn)，也可用于導(dǎo)彈等在大氣層內(nèi)飛行。迄今為止發(fā)射的人造衛(wèi)星、月球飛船以及各種宇宙飛行器所用的推進(jìn)裝置，都是火箭發(fā)動機(jī)，火箭發(fā)動機(jī)基本都是內(nèi)燃機(jī)。 （1）噴氣發(fā)動機(jī)把燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為 　 　，從而提供動力。 （2）據(jù)中央電視臺新聞聯(lián)播報(bào)道，2017年4月20日19時41分長征七號火箭搭載“快遞小哥”天舟一號（圖丙）貨運(yùn)飛船成功發(fā)射升空。發(fā)射天舟一號的遙二運(yùn)載火箭使用的燃料主要是液態(tài)氫，這是因?yàn)闅?　 　。 A．比熱容大 B．凝固點(diǎn)低 C．熱值大 D．沸點(diǎn)低 （3）噴氣壓縮發(fā)動機(jī)使混合氣體在燃燒室燃燒直到膨脹的氣體再從尾部高速噴出過程中，燃?xì)獾臏囟仁遣粩嘧兓?，下列能大致反?yīng)燃?xì)鉁囟入S時間而變化的是 　 　。 A． B． C． D． （4）渦輪噴氣發(fā)動機(jī) 　 ?。?不能）在大氣層外工作； （5）美F﹣1是有史以來人類制造的推力最大的火箭發(fā)動機(jī)，F(xiàn)﹣1設(shè)計(jì)海平面平均推力約為6.8×106牛，這樣大的豎直向上推力能夠在5臺并聯(lián)的時候，將起飛質(zhì)量3000多噸的土星5號火箭在150秒的時間內(nèi)推到約6.4×104米的高度，同時最大速度達(dá)到2.76千米/秒。美F﹣1I火箭發(fā)動機(jī)的設(shè)計(jì)海平面推力的平均功率約為 　 　W。 四、計(jì)算題 19．某單缸四沖程汽油機(jī)的活塞橫截面積為5×10﹣3m2，一個沖程活塞在氣缸中移動的距離是80mm，滿負(fù)荷工作時做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)為9×105Pa，曲軸轉(zhuǎn)速為2400r/min，當(dāng)汽油機(jī)滿負(fù)荷工作時，求： （1）做功沖程中燃?xì)鈱钊钠骄鶋毫Γ?（2）汽油機(jī)的功率； （3）若汽油機(jī)在吸氣沖程中吸入的空氣質(zhì)量與燃油質(zhì)量之比為14：1，吸入的油氣混合物的平均密度為1.5kg/m3，汽油的熱值取4.5×107J/kg，則該汽油機(jī)的效率為多大？ 20．液化石油氣的熱值高達(dá)4.6×107J/kg，一些不法商販為牟取暴利，常將液化石油氣與價格低廉、熱值僅為2.9×107J/kg的二甲醚混合裝入鋼瓶內(nèi)銷售給客戶。小李家使用的是液化氣熱水器，該熱水器的銘牌標(biāo)明了它的熱效率為75%，表示該熱水器工作時，天然氣完全燃燒所消耗的化學(xué)能有多大比例轉(zhuǎn)化成水的內(nèi)能。為測定家中瓶裝液化石油氣是否摻混的二甲醚。小李把家里的自動洗衣機(jī)的水量設(shè)置為55L，用熱水器輸出的熱水注入洗衣機(jī)，當(dāng)注入水的體積達(dá)到55L時，洗衣機(jī)便會自動停止注水，已知當(dāng)時自來水的溫度是20℃，熱水器輸出熱水的溫度是48℃，這次測定實(shí)驗(yàn)共消耗瓶內(nèi)液化石油氣的質(zhì)量為0.2kg。請用以上數(shù)據(jù)求： （1）加熱55L水共吸收多少熱量？ （2）該瓶裝液化石油氣的熱值是多少？ （3）通過計(jì)算后說明，該瓶裝液化石油氣摻混的二甲醚質(zhì)量百分比是多少？ 總排量1.6L輸出功率80kW轉(zhuǎn)速6000r/min燃料加熱前的水溫加熱后的水溫10g酒精205010g煤油2043