【单元练】人教版初中九年级物理第十四章【内能的利用】知识点总结(含答案解析)

一、选择题

1．下列关于温度、内能和热量的说法正确的是（ ） A．0℃的冰没有内能 B．做功可以改变物体的内能 C．物体放出热量，温度一定要降低

D．汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能B 解析：B

A．一切物体都具有内能，所以0℃的冰具有内能，故A错误；

B．改变内能的方式有：做功和热传递，所以做功可以改变物体的内能，故B正确； C．晶体凝固过程中，不断放热、温度不变、内能减小，故C错误； D．汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能，故D错误。 故选B。

2．小明做热学实验时将一瓶煤油用去一半，则剩下的一半（ ） A．比热容不变，热值变为原来的一半 C．热值不变，比热容变为原来的一半 解析：B

比热容是物质本身的一种性质和物质种类，物态有关，热值是燃料本身的一种性质，和燃料种类有关，一瓶煤油用去一半，物质的种类不变，物态不变，所以比热容和热值都不变。 故选B。

3．一桶水用去一半，剩下的半桶水不变的物理量是（ ） A．热值，内能 解析：B

A．热值是反应燃料燃烧时放热能力的物理量，与水无关；水的内能与质量有关，用去一半的水内能会改变，故A不符合题意；

B．比热容和密度均是物质的一种特性，与质量和体积无关，故B符合题意； C．水用去一半后，其质量和体积均变为原来的一半，故C不符合题意；

D．热量不是状态量，不能用具有来描述热量；水的温度受环境的影响，故有可能改变，故D不符合题意。 故选B。

4．下列说法正确的是（ ）

A．两个削平的铅块被紧压在一起不易分开，是因为分子间只有引力，没有斥力 B．腌制咸鸭蛋，利用了分子在不停地做有规则运动 C．火箭发动机常用液态氢作燃料是因为液态氢的热值大 D．常用水作汽车发动机的冷却液，是因为水容易传热C 解析：C

A．分子间同时存在引力与斥力，两个削平的铅块被紧压在一起不易分开，是因为分子间

B．比热容，密度

C．质量，体积

D．热量，温度B

B．比热容和热值都没有发生变化 D．比热容和热值都变为原来的一半B

此时主要表现为引力作用，故A错误；

B．腌制咸鸭蛋，利用了扩散现象，即分子在不停地做无规则运动，故B错误； C．火箭发动机常用液态氢作燃料是因为液态氢的热值大的特性，在燃烧相同质量时可以放出更多的热量，故C正确；

D．常用水作汽车发动机的冷却液，是因为水的比热容大，吸热相同热量时升高的温度较低，故D错误。 故选C。

5．图1为注射器，小芳迅速下压活塞，注射器内的封闭气体温度升高，接着松开手，活塞上升，注射器内的封闭气体温度下降，则（ ）

A．活塞下压时，是通过热传递改变气体的内能

B．由于活塞和筒壁之间存在摩擦，最终活塞静止时，活塞高度一定低于下压前的高度 C．活塞上升时的能量转化与题图2甲相同 D．活塞上升时封闭气体的分子动能减小D 解析：D

A．活塞下压时，是通过做功改变气体的内能，故A错误；

B．活塞高度不一定低于下压前的高度，因为有外界做功，也可能高于下压前的高度，故B错误；

C．活塞上升时，由于内能转化为机械能，在汽油机中应该是图2中丙所示的第三个做功冲程，故C错误；

D．活塞上升时，内能转化为机械能，温度降低，分子动能减小，故D正确。 故选D。

6．图示是甲、乙两台汽油机的能量流向及比例，下列说法正确的是（ ）

A．若将甲汽油机更换成乙汽油机，机械效率将减小 B．若将甲汽油机更换成乙汽油机，尾气带走的能量将减小 C．甲、乙汽油机尾气带走的能量占所有损失能量的比例最大 D．甲、乙汽油机摩擦损失的能量相同C 解析：C

A．题图中，对外做功的能量所占比例表示汽油机的效率。将甲汽油机更换成乙汽油机，效率由30%变成了43%，效率增大，故A错误；

B．尾气带走的能量由3525J变成3642J，该部分能量增大，故B错误； C．甲、乙汽油机尾气带走的能量占所有损失能量的比例最大，故C正确； D．摩擦损失的能量由381J变成502J，该部分能量增大，故D错误。 故选C。

7．我们日照市推行“环保节能新时尚”活动，下列原理分析正确的是（ ） A．骑行自行车上安装的发电机是把机械能转化为内能 B．实验室里的太阳能电池充电是把太阳能转化为电能 C．替代电热水器的太阳能热水器是将太阳能转化为电能 D．学校里使用的水冷空调是利用做功改变物体的内能B 解析：B

A．发电机是把机械能转化为电能的装置，故A错误； B．太阳能电池充电时把太阳能转化为电能，故B正确； C．太阳能热水器是将太阳能转化为内能，故C错误；

D．学校里使用的水冷空调是利用热传递改变环境的内能，故D错误。 故选B。

8．下列关于热现象的说法正确的是（ ） A．四冲程内燃机的做功冲程将内能转化为机械能 B．内能和温度有关，0 ℃以上的物体才有内能 C．固体很难被压缩，说明固体分子间无间隙

D．扫地时尘土飞扬是因为分子在不停地做无规则运动A 解析：A

A．四冲程内燃机的做功冲程将内能转化为机械能，其余冲程皆由飞轮的惯性完成工作，故A正确；

B．一切物体皆有内能，故B错误；

C．固体很难被压缩，说明固体分子间存在斥力，故C错误；

D．扫地时尘土飞扬是机械运动，不能说明分子在不停地做无规则运动，故D错误。 故选A。

9．周末，小明同学在家与父母一起做清洁卫生，美化家居环境。小明用扫帚扫动地面上一小块果皮的过程中

A．扫帚对果皮做功改变了果皮的内能 B．扫帚对果皮做功消耗了扫帚的内能 C．小明对扫帚做功改变了扫帚的内能 D．小明对扫帚做功消耗了体内的化学能D 解析：D

小明用扫帚扫动地面上一小块果皮的过程中，小明对扫帚做功消耗了体内的化学能并将其转化为扫帚的机械能；扫帚运动时对果皮做功，果皮运动，在此过程中改变了扫帚与果皮的机械能；故D符合题意。 故选D。

10．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B 解析：B

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占的比值越大，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。

二、填空题

11．烧开同样一壶水，需要完全燃烧的干木材与完全燃烧的无烟煤质量不同，是因为干木材和无烟煤具有不同的_________；从壶嘴喷出的“白气”是由水蒸气_________形成的（填物态变化名称）。热值液化 解析：热值 液化

[1]烧开同样一壶水，需要的干木材与无烟煤的质量不同，而水吸收的热量相同，说明质量不同的干木材和无烟煤放出的热量不同，这是因为两者的热值不同。 [2]壶嘴喷出的白气是由于水蒸气遇到冷的空气液化形成。

12．汽车是常见的交通工具，随着人们生活水平的提高，汽车也走进了寻常百姓家。汽车在新冠疫情期间运输物资，对疫情的防控起了重大作用。

(1)如图甲所示，汽油机一个工作循环包括四个冲程，一个气缸正常工作四个冲程的顺序是________（对图甲中 A、B、C、D重新排序）。

(2)一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为1800 r/min，该汽油机每分钟做功_______次，图甲中D所示的汽油机冲程是通过_______的方式改变燃气内能的。除此之外，通过_______也可改变物体内能。

(3)图乙所示为某汽油机的能流图，若E=1000J，E1=350J，E2=250 J，E3=300J，则E4=________J，则该汽油机的效率为η =___________；

(4)以前的汽车发动机经常会很热，人们经常会用水来给汽车的发动机降温，原因是水的________很大。BADC900做功热传递10025比热容 解析：BADC 900 做功 热传递 100 25% 比热容

(1)[1]甲中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是第二个冲程；乙中的进气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一个冲程；丙中的排气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四个冲程；丁中的两个气阀都关闭，火花塞点火，活塞下运动，所以为做功冲程，是第三个冲程；故先后顺序为：BADC。

(2)[2]若飞轮转速是1800r/min，表示每分钟飞轮转动1800圈，因为飞轮转2圈，对外做功1次，所以，飞轮转1800圈，对外做功900次。

[3][4]图甲中D所示的汽油机冲程中燃气对外做功，则其内能减小即通过做功的方法改变物体的内能，除此之外通过热传递也可改变物体内能。 (3)[5]由能流图可知

E4=E-E1-E2-E3=1000J-350J-250J-300J=100J

[6]燃料完全燃烧放出的热量为E，有用机械能即有用功为E2，所以内燃机的效率

η=

E2250J=25% E1000J(4)[7]因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以人们用冷水冷却发动机。

13．家庭轿车的发动机是四冲程内燃机，内燃机在工作过程中将内能转化为机械能的是______冲程；某款轿车百公里耗油6kg，这些汽油完全燃烧放出______J的热量，油箱里的汽油用去一半中，则剩余汽油热值大小______；比热容大小______（均填“增大”、“减

107J/kg）。做功276×108不变不变 小”或“不变”）（汽油的热值是4.6×108 不变 不变 解析：做功 2.76×

[1]在内燃机做功冲程中，高温高压的气体对活塞做功，将内能转化为机械能。 [2] 6kg汽油完全燃烧放出的热量为

Q放mq6kg4.6107J/kg2.76108J

[3][4]热值和比热容是物质的基本属性，与物质的种类有关，与质量的大小无关，故油箱里的汽油用去一半后，汽油的质量减小一半，汽油的热值大小不变，比热容大小不变。 14．燃料的热值与燃料的种类有关，与燃料的质量和燃烧状况______（选填“有关”或“无关”）；下水管道疏通剂的工作原理是与水发生化学反应，生成高温、高压气体，气体膨胀将管道疏通。高温、高压气体疏通管道的过程相当于四冲程汽油机的______冲程，某单缸四冲程汽油机飞轮的转速为1200r/min，它在1s内，汽油机完成______个冲程，对外做功______次。无关做功4010 解析：无关 做功 40 10

[1]燃料的热值是燃料的一种特性，与燃料的种类有关，与燃料质量多少和有无充分燃烧无关。

[2]由题意知，高温、高压气体疏通管道的过程是将内能转化为机械能的，相当于四冲程汽油机的做功冲程。

[3][4]汽油机的一个工作循环包括四个冲程，飞轮转两转，只做一次功。该汽油机飞轮的转速为1200r/min，即每秒20转，故在1s内，汽油机完成40个冲程，对外做功10次。 15．一台四冲程柴油机，活塞向上运动且没有能量转化的是___________冲程。如果飞轮转速为3600r/min，则该柴油机活塞1s对外做功___________次。若其效率为40%，完全燃烧5L的柴油转化成的机械能是___________J。（q柴油=3.3×107J/L）排气冲程3066×107 解析：排气冲程 30 6.6×107

[1]四冲程柴油机，活塞向上运动且没有能量转化的是排气冲程，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。

[2]四冲程柴油机对外做一次功时，飞轮转两圈，完成一次循环即四次冲程，如果飞轮转速为3600r/min即60r/s，则该柴油机活塞1s对外做功30次。 [3]完全燃烧5L的柴油产生的热量为

Q放mq柴油5L3.3107JL1.65108J

已知效率为40%，则转化成的机械能是

WQ放40%1.65108J6.6107J

16．“低碳生活”是当今社会所倡导的绿色生活方式。利用太阳能将2000kg的水从15℃加热到50℃，可以至少节约______kg烟煤。[烟煤的热值为2.94×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]10 解析：10

加热水需要太阳能为

Qcmt2t14.2103J/（kg℃）2000kg50℃15℃2.94108J

节约煤

Q2.94108Jm110kg

q2.94107J/kg17．质量为2kg的某种物体，温度由20℃升高到30℃，吸收了8.4104J的热量，该物质的比热容为______J/(kg℃)，若物体吸收的热量是由热值为3107J/kg的酒精完全燃烧来提供的，则至少需要完全燃烧______g酒精。2×10328 解析：2×103 2.8 [1]该物质的比热容为

Q8.4104Jc4.2103J

mt2kg(30℃-20℃)[2]需要完全燃烧酒精的质量为

Q8.4104Jm酒精=2.8103kg=2.8g 7q310J/kg18．2020年是全面建成小康社会目标的实现之年，乡亲们淘汰了柴炉改用了清洁干净的液化天然气炉。要将10kg初温为15℃的一壶水恰好加热到100℃水吸收的热量为_______J，若不计能量损失，烧开这壶水需要燃烧______m3天然气。使用天然气时，天然气没有充分燃烧，它的热值将会_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。[天然气热值为4.2×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]。57×1060085不变 解析：57×106 0.085 不变 [1]水吸收的热量

Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/(kg•℃)×10kg×(100℃-15℃)=3.57×106J

[2]不计能量损失，则

Q吸=Q放

由Q放=Vq得需要天然气的体积

3.57106JV0.085m3 73q4.210J/m[3]热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与是否完全燃烧无关，所以天然气如果没有充分燃烧，它的热值不变，仍等于4.2×107J/m3。

19．用天燃气灶将初温为20℃，质量为3kg的一壶水加热到100℃，水吸收的热量为______J；如果天燃气完全燃烧放出的热量只有60%被水吸收，则至少需要燃烧______kg107J/kg]。的天燃气。[水的比热容为4.210J/kgC ，天燃气的热值为4.2×

3Q放008×106004

解析：008×106 0.04 [1]水吸收的热量为

Q吸cm水t4.2103J/(kgC)3kg(100C20C)1.008106J

[2]天燃气完全燃烧放出的热量是

1.008106JQ放=1.68106J

60%Q吸至少需要天燃气的质量为

m气Q放q气1.68106J=0.04kg 4.2107J/kg20．如图所示是蹦床运动，当运动员从高处下落过程中________能转化为动能；与蹦床接触后，床面发生弹性形变，运动员的机械能转化为蹦床的________势能。

重力势能弹性

解析：重力势能 弹性

[1]蹦床运动员在下落过程中质量不变，高度不断减小，速度越来越快，所以重力势能不断减小，动能不断增加，因此，此过程是重力势能转化为动能。

[2]运动员与蹦床接触后，运动员的质量不变，速度越来越小，动能不断地减小；运动员与蹦床接触后蹦床发生形变越来越大，床的弹性势能越来越大，所以在这个过程中动能转化为蹦床的弹性势能。

三、解答题

21．某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧6kg的无烟10 7J/kg，试求： 煤，无烟煤的热值是3.4×

(1)锅炉内200kg的水吸收的热量是多少？ (2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？ (3)此锅炉的效率是多少？

解析：(1)6.3107J；(2)2.04108J；(3)30.9% 解：(1)水吸收的热量为

Q吸c水m水t4.2103kgm3200kg100℃25℃6.3107J

(2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量为

Q放m煤q6kg3.4107J/kg2.04108J

(3)锅炉的效率是

Q吸6.3107J100%100%30.9% 8Q放2.0410J答：(1)锅炉内200kg的水吸收的热量是6.3107J； (2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是2.04108J；

(3)此锅炉的效率是30.9%。

22．小明用干木柴进行烧水，完全燃烧5kg干木柴，使初温为20℃、50kg的水升高了40℃。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），干木柴的热值为1.2×107J/kg。求： （1）干木柴完全燃烧所放出的热量； （2）水吸收的热量； （3）该过程干木柴燃烧效率。

解析：（1）6×107J；（2）8.4×106J；（3）14% (1)干木柴完全燃烧放出的热量

Q放=mq=5kg×1.2×107J/kg=6×107J

(2)由QcmΔt知道，水吸收的热量

Q吸cmt=4.2103J（/kg℃）50kg40℃8.4106J

(3)该过程干木柴燃烧效率

Q吸8.4106J=100%=100%14% 7Q放6.010J107J； 答：(1)干木柴完全燃烧所放出的热量是6×(2)水吸收的热量是8.4×106J； (3)该过程干木柴燃烧效率是14%。

23．氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是22世纪最理想的能源，[c水=4.2×103J/（kg·℃）；q氢=1.4×108J/kg）求:

(1)质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，则水升高的温度；

(2)某氢能源公交车以140kW的恒定功率做匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量和公交车所做的功相等，则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间。 解析：(1)50℃；(2)300s

(1)0.3kg的燃料完全燃烧放出的热量

Qmq0.3kg1.4108J/kg=4.2107J

水吸收的热量

Q吸Q放4.2107J

由Q吸cmt得水升高温度

Q吸4.2107Jt50℃ 3cm4.210J/(kg℃)200kg(2)公交车所做的功

WQ放4.2107J

由PW得公交车行驶时间 tW4.2107Jt=300s

P1.4105W答：(1)水升高的温度50℃；

(2) 这些热量能让该公交车匀速行驶时间为300s。

24．某饰品加工厂用酒精喷灯加工饰品，张师傅在1min内用去5g酒精，被加工的一只质103J/量为36g的铜饰品温度从20C上升到1070C。已知铜的比热容为0.39×107J/kg，求： （kg•C），酒精的热值为3×(1)铜饰品吸收的热量是多少？ (2)酒精完全燃烧产生的热量是多少？ (3)酒精喷灯的效率是多少？

解析：(1)14742J；(2)1.5×105J；(3)9.8﹪ (1)铜饰品吸收的热量为

Q吸c铜m铜（tt0）0.39103J/kgC36103kg（1070C-20C）14742J

(2)酒精产生的热量为

Q放qm酒精3107J/kg5103kg1.5105J

(3)酒精喷灯的效率为

Q吸14742J9.8% Q放1.5105J答：(1)铜饰品吸收的热量是14742J。 (2)酒精完全燃烧产生的热量是1.5105J。 (3)酒精喷灯的效率是9.8%。

25．质量为3t的小型载重汽车，额定功率为100kW，车上装有6t的砂石，汽车以36km/h的速度在平直公路上以22.5kW的功率匀速行驶了l0min，消耗汽油1.2kg，不计空气阻力。（已知汽油的热值为4.5×l07J/kg）求： (1)1.2kg的汽油完全燃烧放出的热量为多少？ (2)汽车在平直公路上匀速行驶时，受到的阻力为多少？

(3)汽油完全燃烧放出的热量转换为汽车牵引力所做功的效率为多少？ 解析：(1)5.4×107J；(2)2.25×103N；(3)25% (1)由Q放mq知道，汽油燃烧放出的热量为

Q=mq=1.2kg×4.5×107J/kg=5.4×107J

(2) 由于汽车匀速运动，则受到的阻力为f=F，由PFv 知道，受到的阻力

fF(3) 有用功为

P22.5kW22500W2.25103N v36km/h10m/sW有用=Pt=22.5kW ×10min=22500W×10×60s=1.35×107J

汽油完全燃烧放出的热量转换为汽车牵引力的做功的效率

W1.35107J100%100%25% 7Q5.410J答：(1)1.2kg的汽油完全燃烧放出的热量为5.4×107J；

(2)汽车在平直公路上匀速行驶时，受到的阻力为2.25×103N； (3)汽油完全燃烧放出的热量转换为汽车牵引力所做功的效率为25%。

26．近年来，我国多个城市成功实现氢燃料新能源公交车投放使用。氢燃料具有清洁无污℃）、q氢染、效率高等优点，被认为是22世纪最理想的能源，[c水=4.2×103J/（kg·=1.4×108J/kg]。求：

(1)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量。

(2)若这些热量全部被质量为400kg，温度为15℃的水吸收，则水升高的温度。 解析：(1)8.4×107J；(2)50℃

解：(1)0.6 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量

Q放＝m气q氢＝0.6 kg×1.4×108 J/kg＝8.4×107 J

(2)水吸收的热量

Q吸＝Q放＝8.4×107 J

水升高温度

Q吸8.4107JΔt50℃

cm4.2103J/kg℃400kg107J； 答：(1)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量8.4×

(2)若这些热量全部被质量为400kg，温度为15℃的水吸收，则水升高的温度50℃。 C加热到100°C，消耗了27．冬天到了，学校利用锅炉为学生提供热水。将100kg水从 10°

12.6kg的煤。[水的比热容为4.2×103J/(kg·°C)，煤的热值约为3×107J/kg]求： (1)水吸收的热量； (2)锅炉烧水时的效率。 解析：(1)3.78107J；(2)10% 解：(1)水吸收的热量

Q吸cmΔt4.2103J/kgC100kg100C10C3.78107J

(2)煤完全燃烧放出热量

Q放qm3107J/kg12.6kg3.78108J

锅炉烧水时的效率

Q吸3.78107J100%100%=10%

Q放3.78108J答：(1)水吸收的热量是3.78107J； (2)锅炉烧水时的效率是10%。

28．如图所示的负压舱救护车，空载质量为3.6吨，轮胎与地面的总接触面积为1200cm2，该车以108km/h的速度沿水平路面匀速直线行驶时的输出功率为90kW。（取g=10N/kg，柴油的热值q柴油=4.3×107J/kg） (1)空载的汽车静止时对水平路面的压强是多少？

(2)该军以108km/h的速度水平匀速直线行驶时所受的阻力是多少？

(3)若该车以90kW的恒定功率沿水平路面匀速直线行驶43分钟，共消耗燃料柴油12kg，

救护车发动机的效率是多少？

解析：(1)3×105Pa；(2)3000N；(3) 45% 解：(1)空载的汽车静止时对水平路面的压力

F=G=m车g=3.6×103kg×10N/kg=3.6×104N

对路面的压强

F3.6104Np=3105Pa -42S120010m(2)该车的速度

v=108km/h=30m/s

汽车的输出功率

P该车水平匀速直线行驶时所受的牵引力

WFsFv ttP90103W=3000N Fv30m/s汽车匀速直线运动，受到牵引力和阻力是平衡力，所以阻力

f=F=3000N

(3)柴油完全燃烧释放的热量

Q放=mq柴油=12kg×4.3×107J/kg=5.16×108J

该车做的功

W=Pt=90×103W×43×60s=2.322×108J

救护车发动机的效率

W2.322108J===45% Q放5.16108J答：(1)空载的汽车静止时对水平路面的压强是3×105Pa；

(2)该军以108km/h的速度水平匀速直线行驶时所受的阻力是3000N；

(3)若该车以90kW的恒定功率沿水平路面匀速直线行驶43分钟，共消耗燃料柴油12kg，救护车发动机的效率是45%。