第十四章《内能的利用》检测题 2021-2022学年人教版九年级物理全一册（含解析）

第十四章《内能的利用》检测题
一、单选题(每小题3分，共45分)
1.汽油机的一个工作循环分为四个冲程，每个冲程都伴随着能量的转移或转化，其中主要将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
2.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
3.某机器工作时的能量流向图如图所示，据此推测该机器可能是(　　)
A．
热机
B．
电动机
C．
电热水器
D．
发电机
4.根据能量守恒定律可知，下列说法正确的是(　　)
A．
随着科技的发展，永动机是可能制成．.
B．
太阳照射到地球上的光能转化为其他形式的能量，但照射到宇宙的能量就消失了
C．
“既要马儿跑，又让马儿不吃草”的想法是违背能量转化和守恒定律的
D．
有种“全自动”手表，不上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量也可以无条件的产生
5.冲击钻是一种打孔的工具．工作时，钻头在电动机带动下不断地冲击墙壁打出圆孔(如图所示)．冲击钻在工作的过程中(　　)
A．
只有电能和内能的转化
B．
只有电能和机械能的转化
C．
有电能、机械能和内能的转化
D．
没有机械能和内能的转化
6.如图所示是四冲程汽油机的其中一个冲程的剖面图，下列说法正确的是(
)　
A．
该冲程是压缩冲程
B．
该冲程中活塞向上运动
C．
该冲程是内能转化为机械能的过程
D．
该冲程是机械能转化为内能的过程
7.如图是某地使用的“风光互补”景观照明灯．它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池．下列解释合理的是(　　)
A．
光电池板是将电能转化为光能
B．
小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能
C．
照明灯是将内能转化为电能
D．
蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能
8.如图所示的四幅图片是生活和生产中的场景，对其能量变化的描述，正确的是(　　)
A．货物被举高后内能增加了
B．列车进站速度减小后内能增加
C．握力计被握扁后其弹性势能减小
D．飞机升空后高度增加内能变大
9.甲、乙两台热机，甲的效率比乙的低，其含义是(　　)
A．
甲比乙做的有用功少
B．
做相同有用功，甲消耗的燃料多
C．
甲比乙消耗的燃料多
D．
甲热机的功率比乙热机的小
10.2013年某天，一颗数十吨的陨石落向地球，在加速下落的过程中，陨石与大气剧烈摩擦而燃烧，犹如一颗火球扑向地面．陨石下落过程中，其能量的变化情况是(　　)
A．
动能增加、内能增加
B．
动能增加、内能减小
C．
动能减小、内能增加
D．
动能减小、内能减小
11.在“比较质量相等的不同燃料充分燃烧时放出的热量”的活动中，同学们发现分别使5
g的酒精和
5
g的碎纸片充分燃烧后，被它们加热的各
100
g、25
℃
的水的温度分别上升到80
℃
和
45
℃
，这说明(　　)
A．
酒精的热值比碎纸片的热值大
B．
酒精含有的热量比碎纸片大得多
C．
燃烧酒精总比燃烧碎纸片放出的热量多
D．
酒精的内能比碎纸片内能大得多
12.如图所示的四种交通工具，不用热机作为动力机械的是(　　)
A．自行车
B．轮船
C．卡车
D．飞机
13.下列关于各种形式能的转化，说法错误的是(　　)
A．
水电站里水轮机带动发电机发电，机械能转化为电能
B．
摩擦生热，化学能转化为内能
C．
燃料燃烧时发热，化学能转化为内能
D．
电动机带动水泵把水送到高处，电能转化为机械能
14.一种叫做“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应．一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的．只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10
kV～20
kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体．上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是(　　)
A．
化学能转化为电能
B．
内能转化为电能
C．
光能转化为电能
D．
机械能转化为电能
15.如图所示的四幅图片是生活和生产中的场景，对其能量变化的描述，正确的是(　　)
A．货物被举高后内能增加了
B．列车进站速度减小后内能增加
C．握力计被握扁后其弹性势能减小
D．飞机升空后高度增加内能变大
二、填空题(每空2分，共12分)
16.汽车刹车的过程，伴随着能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和________(选填“增大”、“不变”或“缩小”)．散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动骑车，这是因为能量的转移和转化具有________性．
17.现在智能手机的屏幕做的越来越大，同时也带来了需要频繁充电的烦恼．于是，一种叫做“充电宝”的便携式充电设备应运而生，平时空闲时，可以通过家中的插座将其充满电，这样等到出门在外、手机没电时，就可以用它给手机充电．如图，
“充电宝”正在给一台手机充电，其中主要涉及到能量转化过程为：_________能→电能→___________能．
18.内燃机是用燃料燃烧的内能来做功的．图甲中问号部分的能量是表示________热量．如图所示的设计是上面水箱里的水冲到叶轮上，带动水泵旋转把下面水箱的水又抽到上面水箱中，从而实现了能量的转化和守恒．这样的设计________实现(填“能”或“不能”)．
三、实验题(共28分)
19.（10分）小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知．(注：燃料完全燃烧放热用Q放＝mq计算，某燃料的热值用q表示；其质量用m表示)．自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系．他组装了图所示的装置进行实验，记录结果见下表：
(1)为了保证实验结论可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的________相同；另外，甲乙两烧杯内水的质量要________(选填“相等”或“不相等”)．
(2)分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________．
(3)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的实验仪器是：________.利用此实验方法计算出的热值将比真实值________(偏大或偏小)．
20.（8分）小明想比较不同燃料的热值．他利用图示完全相同的两套实验装置装了质量相同的酒精和碎纸片分别同时给质量和初温相同的水加热，比较相同时间内水升高的温度．
(1)小明实验方案中存在明显问题，请你帮他指出来．
(2)小华针对小明方案中存在的问题，对方案的错误部分进行修改．简要写出修改后正确的实验方案．
(3)为了正确完成实验，除了图示装置还需要的一个测量器材是________．
(4)小华按正确方法进行实验后，发现(a)中温度计最后的示数是(b)中温度计最后示数的2倍，小华就认为酒精的热值是碎纸片的2倍的结论．这个结论是________．(选填“正确的”或“错误的”)
21.（10分）小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知．(注：燃料完全燃烧放热用Q放＝mq计算，某燃料的热值用q表示；其质量用m表示)．自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系．他组装了图所示的装置进行实验，记录结果见下表：
(1)为了保证实验结论可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的________相同；另外，甲乙两烧杯内水的质量要________(选填“相等”或“不相等”)．
(2)分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________．
(3)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的实验仪器是：________.利用此实验方法计算出的热值将比真实值________(偏大或偏小)．
四、计算题(每小题5分，共15分)
22.为了倡导低碳生活，太阳能热水器被广泛应用于现代生活中．现有一种太阳能、电能两用热水器，晴天时，它用太阳能加热，能将接收的部分太阳能转换为水的内能，如果遇到雨天，可以用电加热．[ρ水＝1.0×103kg∕m3，C水＝4.2×103J/(kg·℃)]
(1)当容量为100
L的太阳能热水器注满水时，水温从20
℃上升到70
℃，水吸收的热量是多少？
(2)如果这些热量由完全燃烧焦炭放出，需要燃烧多少kg的焦炭？
(3)若在水温从20
℃上升到70
℃这段时间内，获得的太阳能是5.25×107J，则该太阳能的效率是多少？
23.国际航空运输协会希望能在2050年实现飞行器的碳排放量为零，瑞士“阳光动力号”太阳能飞机(如图)在这方面作出了大胆的尝试．该飞机的机翼承载200
m2的光伏电池面板，太阳辐射功率约为1.44×106J/(m2·h)(太阳辐射功率是指1
h内辐射到1
m2面积上的太阳能)请解答：
(1)若飞机每天接受光照的时间为10
h，光伏电池面板每天接收的太阳能E为多少焦？
(2)
用光伏电池面板每天接收的太阳能替代航空燃油，每月(按30天)可节约航空燃油多少千克？(假设航空燃油完全燃烧，航空燃油的热值q＝4.32×107J/kg)
24.一辆小汽车以108
km/h的速度在水平路面上匀速行驶了6.9
min，已知汽车的质量是1400
kg，汽车受到的阻力是汽车重力的0.05倍，汽车在这段时间内消耗了0.63
kg汽油，汽油的热值q＝4.6×107J/kg，g取10
N/kg，试求汽车发动机的：
(1)牵引力；(2)功率；(3)效率．
答案解析
1.【答案】B
【解析】在汽油机一个工作循环的四个冲程中，压缩冲程活塞向上运动，压缩燃料混合物对其做功，使气缸内的气体的内能增加，温度升高，故是将机械能转化为内能，故B正确．
2.【答案】D
【解析】A项，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项，图乙所示，水力发电，将机械能转化为电能，故B正确；C项，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项，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．
3.【答案】B
【解析】如图该机器将一部分电能转化成了机械能，还有一部分电能转化成了内能，
A项，热机工作时将内能转化为机械能，故A不符合题意；B项，电动机是将大部分的电能转化为了机械能，还将一少部分电能转化为了内能，故B符合题意；C项，发电机工作时将其它形式的能转化为电能，故C不符合题意；D项，电热水器工作时将电能转化为内能，不产生机械能，故D不符合题意.
4.【答案】C
【解析】A项，永动机违背了热力学第二定律，是不可能制成的．故A错误；B项，能量在转化的过程中，即不能凭空产生，也不能凭空消失，光能转化为其他形式的能量也是如此，不会消失，故B错误；C项，既要马儿跑，就要为马儿补充能量，故C正确；D项，“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，是因为有把其他形式的能转化为手表的能量的方式，能量是不能凭空产生，故D错误．
5.【答案】C
【解析】(1)当电流通过电动机时，电流做功，消耗电能转化为机械能和内能；
(2)钻头冲击墙壁，克服摩擦做功，将机械能转化为内能；由此分析可知，在该过程中存在电能、机械能和内能的转化．
6.【答案】C
【解析】在内燃机的四个冲程中，进气阀和排气阀均关闭的只有压缩冲程和做功冲程，而在压缩冲程中活塞向上运动，做功冲程中活塞向下运动；一个气阀打开，另一个气阀关闭的是吸气冲程和排气冲程，而在吸气冲程中活塞向下运动，排气冲程中活塞向上运动．
根据图示可知，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，气缸容积增大，因此是做功冲程；在做功冲程中将内能转化为机械能．
7.【答案】B
【解析】A项，这种新能源的路灯，“肩扛”太阳能电池板也可以把太阳能转化为电能，故A说法错误；B项，“头顶”的小风扇可以把风能转化为电能，风能属于机械能的一种，故B说法正确；C项，照明灯工作时，将电能转化为光能，故C说法错误；D项，蓄电池夜晚放电，将化学能转化为电能，而不是将电能转化为化学能，故D说法错误．
8.【答案】B
【解析】A项，货物被举高后，重力势能增加了，但内能不会改变，故A说法错误；B项，列车速度减小，质量不变，所以列车的动能减小，在刹车减速过程中，克服摩擦做功，机械能转化为内能，内能增加，故B说法正确；C项，握力计发生形变后弹性势能增加，故C说法错误；D项，飞机升空后，高度增大，所以其重力势能增加，但内能不会改变，故D说法错误．
9.【答案】B
【解析】热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．甲的效率低，则甲用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比小，即甲对燃料释放的热能的利用率比乙低．
10.【答案】A
【解析】陨石在下落过程中，高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，动能增加；陨石下落过程与大气剧烈摩擦导致温度升高，这是通过克服摩擦做功的方法改变其内能的，机械能转化为内能，内能增加．
11.【答案】A
【解析】相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出的热量越多，则这种燃料的热值越大.5
g的酒精和5
g的碎纸片充分燃烧后，产生的热量被相同质量、相同初温的水吸收，酒精加热的水温上升的高，反映了酒精产生的热较多；说明酒精的热值比碎纸片的热值大，故A正确；热量是过程量，含有热量的说法是错误的，故B错误；在质量不确定的情况下，无法确定物体燃烧放出的热量，故C错误；内能是与物质种类、质量、温度等因素相关的物理量，与燃烧放热无关，故D错误．
12.【答案】A
【解析】自行车是消耗人的生物质能，转化为自行车的机械能；轮船、卡车、飞机工作时都要使用化石能源作燃料，燃料燃烧时将内能转化为机械能驱使它们运动，所以它们都是使用热机工作的．
13.【答案】B
【解析】A项，水电站里水轮机带动发电机发电，机械能转化为电能，故A正确；不符合题意；B项，摩擦生热，机械能转化为内能，故B错误；符合题意；C项，燃料燃烧时发热，化学能转化为内能，故C正确；不符合题意；D项，电动机带动水泵把水送到高处，电能转化为机械能，故D正确；不符合题意．
14.【答案】D
【解析】“挤压或拉伸”动作后，就会产生放电现象，
说明消耗机械能，转化后得到了电能，所以为机械能转化为电能．
15.【答案】B
【解析】A项，货物被举高后，重力势能增加了，但内能不会改变，故A说法错误；B项，列车速度减小，质量不变，所以列车的动能减小，在刹车减速过程中，克服摩擦做功，机械能转化为内能，内能增加，故B说法正确；C项，握力计发生形变后弹性势能增加，故C说法错误；D项，飞机升空后，高度增大，所以其重力势能增加，但内能不会改变，故D说法错误．
16.【答案】不变　方向
【解析】据能量的守恒定律可知，汽车刹车的过程，伴随着能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和是不变的；散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动骑车，这是因为能量的转移和转化具有方向性．
17.【答案】化学　化学
【解析】“充电宝”给手机充电的时候，先是将储存的化学能转化为电能，手机再将电能转化为化学能储存在手机中.
18.【答案】高温废气带走的　不能
【解析】内燃机燃料燃烧释放的能量分配：有一小部分是克服机械之间的摩擦消耗的能量，一大部分是高温废气带走的能量，剩余的才是转化为有用机械能的能量．
高处水池中水的重力势能，只有部分转化为叶轮的动能；而叶轮的动能部分用来打磨物体及转动部分摩擦做功，不会全部提供给水泵用来提升水．或简答为“用于水泵提升水的能量只是从上面流下的水的动能的一部分”．由于从上面流到下面水池过程中，由于用来打磨物体消耗能量，故流下来的水不能全部被抽送到上面的水池中．即流下来的水要比抽上去的水多，随着时间的推移，上面水池中的水越来越少，一定时间后便不再有水从上面流下来，所以这个装置不能够“永动”．
19.【答案】(1)质量　相等　(2)煤油　(3)天平　偏小　燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸
【解析】(1)因燃料放出的热量与质量有关，必须控制燃料的质量相等，由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中应控制水的质量相等．
(2)由图表数据可知在相同时间内甲杯中的水温度升高的快，所以煤油的热值较大．
(3)实验中，要控制质量相等，所以需要用天平来测量物质的质量；由于燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸，依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些．
20.【答案】(1)不应比较相同时间内水升高的温度　(2)比较燃料完全燃尽后水升高的温度　(3)天平　(4)错误
【解析】(1)实验应燃烧相等质量的酒精与纸，比较水升高的温度，然后比较酒精与纸的热值大小，而不是用酒精与纸对水加热，比较相同时间内水升高的温度比较酒精与纸的热值大小．
(2)由(1)可知，实验时应：比较相同质量的酒精与纸完全燃尽后水升高的温度，根据水升高的温度比较酒精与纸的热值大小．
(3)实验需要用天平测酒精、纸、水的质量．
(4)用酒精与纸对水加热时，两种燃料释放的热量不可能完全被水吸收，不能根据水升高的温度直接得出酒精的热值是纸的热值的两倍的结论．
21.【答案】(1)质量　相等　(2)煤油　(3)天平　偏小　燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸
【解析】(1)因燃料放出的热量与质量有关，必须控制燃料的质量相等，由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中应控制水的质量相等．
(2)由图表数据可知在相同时间内甲杯中的水温度升高的快，所以煤油的热值较大．
(3)实验中，要控制质量相等，所以需要用天平来测量物质的质量；由于燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸，依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些．
22.【答案】解：(1)由ρ＝可得：
m＝ρv＝1.0×103kg/m3×100×10－3m3＝100
kg
水吸收的热量为：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×100
kg×(70
℃－20
℃)＝2.1×107J
(2)因为Q＝mq，Q吸＝Q放，则需要燃烧煤的质量为：
m＝＝＝0.7
kg.
(3)太阳能的热效率为：
η＝×100%＝×100%＝40%.
答：(1)当容量为100L的太阳能热水器注满水时，水温从20
℃上升到70
℃，水吸收的热量是2.1×107J；(2)如果这些热量由完全燃烧焦炭放出，需要燃烧0.7
kg的焦炭；(3)若在水温从20
℃上升到70
℃这段时间内，获得的太阳能是5.25×107J，则该太阳能的效率是40%.
【解析】(1)利用密度公式求出水的质量，再利用Q＝cmΔt求出吸收的热量；(2)根据Q＝mq求出需要的煤的质量；(3)利用效率公式求出效率．
23.【答案】解：(1)每天接收的太阳能：
E＝PSt＝1.44×106J/(m2·h)×200
m2×10
h＝2.88×109J，
(2)每月航空燃油完全燃烧放出的热量：
Q放＝30E＝30×2.88×109J＝8.64×1010J，
由Q＝mq得：
节约航空燃油的质量：
m＝＝＝2
000
kg.
答：(1)光伏电池面板每天接受的太阳能E为2.88×109J
(2)可节约的航空燃油2000
kg.
【解析】(1)知道太阳的辐射功率，根据W＝Pt求出接收的太阳能；(2)求出一个月接收的太阳能，即为航空燃油完全燃烧放出的热量，根据Q＝mq求出消耗燃油的质量．
24.【答案】解：(1)汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的阻力：
f＝0.05G＝0.05mg＝0.05×1400
kg×10
N/kg＝700
N,
因汽车匀速行驶时阻力和牵引力是一对平衡力，
所以，发动机的牵引力：
F＝f＝700
N；
(2)汽车行驶的速度：
v＝108
km/h＝30
m/s,
汽车发动机的功率：
P＝Fv＝700
N×30
m/s＝2
1000
W＝21
kW；
(3)由p＝可得，发动机做的功：
W＝Pt＝2
1000
W×6.9×60
s＝8.694×106J,
汽油完全燃烧释放的热量：
Q放＝m′q＝0.63
kg×4.6×107J/kg＝2.898×107J,
汽车发动机的效率：
η＝×100%＝×100%＝30%.
答：(1)汽车发动机的牵引力为700
N；
(2)汽车发动机的功率为21
kW；
(3)汽车发动机的效率为30%.