第十四章 内能的利用 检测卷 2021-2022学年人教版九年级物理（含答案）

第十四章 内能的利用 培优卷
一、选择题（本大题共12小题，每小题3分，共36分）
1．蹦床运动是运动员从蹦床弹向空中表演技巧动作的一项体育活动．当运动员离开蹦床弹向空中的过程中，运动员具有的
A．动能增加，势能减少 B．动能增加，势能增加
C．动能减少，势能减少 D．动能减少，势能增加
2．某四冲程汽油机工作时，飞轮每分钟转动600转，则该四冲程汽油机每秒钟经历的冲程数
A．60 B．2400 C．1200 D．20
3．下列说法正确的是（ ）
A．物体的内能增加，它的温度一定升高
B．汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是汽油和空气的混合物
C．外界对物体做功，它的温度一定升高
D．“黄沙漫天”说明分子在永不停息地做无规则运动
4．一台四冲程内燃机的飞轮转速为3600 r/min，以下说法正确的是（ ）
A．工作过程中能量转化顺序是内能→化学能→机械能
B．它在1 s内完成了120个冲程
C．完成一个工作循环所花的时间为
D．每个做功冲程对活塞做功1500 J，则它的平均功率为10 kW
5．汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用四缸汽油发动机，每个气缸都进行四冲程循环。如图所示是汽油机工作的四个冲程示意图，其中表示做功冲程的是（ ）
A．B．C．D．
6．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　）
A．0℃的冰块内能为0
B．汽油机做功冲程气缸内燃气的内能增加
C．存在温度差的两个物体相接触会发生热传递
D．出笼的馒头变凉的过程中所含的热量在减少
7．质量、初温相同的水和铜块，吸收相等的热量后，再将铜块投入水中，则会出现（ ）
A．铜块与水之间不发生热传递 B．铜块吸热，水放热
C．铜块放热，水吸热 D．水的内能传递到铜块上
8．“高处不胜寒”，意指山越高气温越低，对其成因的解释错误的是（ ）．
A．高山的森林茂密，若石多，比热容小，温度变化较小
B．高山的空气比平地稀薄干净透明，吸收太阳的热量少
C．高山的风速较大，加速山上水分蒸发，带走了大量热量
D．热空气因膨胀上升，膨胀对外做功，山上空气内能减少
9．将100g酒精用掉一半，下列说法正确的是：( )
A．比热容、热值都变为原来的一半 B．比热容变为原来的一半、热值不变
C．比热容不变，热值变为原来的一半 D．比热容、热值都不变
10．下列说法正确的是（　　）
A．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
B．雪花纷飞，说明分子不停地做无规则运动
C．同一物体，温度降低得越多，放出的热量越多
D．汽油机的压缩冲程，汽缸内的混合物内能增加，温度升高
11．古语道:“人要实，火要虚”。此话的意思是说做人要脚踏实地，才能事业有成；可燃物要架空一些，才能燃烧更旺。“火要虚”的目的是
A．提高了可燃物的利用率 B．降低了可燃物的着火点
C．能使可燃物完全燃烧 D．增大了可燃物的热值
12．关于能量守恒定律的下列说法中。正确的是（　　）
A．能量既可以凭空消失
B．能量也可以凭空产生
C．热机的工作过程不遵循能量守恒定律
D．能量转化和转移过程中，能量的总量保持不变
二、填空题（本大题共5小题，每小题3分，共15分）
13．如图所示，A是_______冲程；B是_____冲程；C是_______冲程；D是_______冲程。其中_______冲程是内能转化为机械能，__冲程是机械能转化为内能。
14．运用知识解决问题：
（1）如图所示是汽油机的______冲程：此时进气门关闭，排气门______（选填“打开”或“关闭”），活塞向上运动，活塞对燃料混合物______，燃料混合物的内能______．
（2）水的比热容较大，水和干泥土相比，在同样受热或冷却吸收或放出的热量相同时，水的温度变化比干泥土______，因此沿海地区温差比内陆地区______．
（3）如图，将弹簧测力计缓慢向上拉起时，发现弹簧测力计示数变大，说明分子间存在相互作用的______力．
15．下列四句话中的“热”字各表示什么物理量：
（1）太阳晒得好热________；（2）物体吸热发烫了________；（3）冬天搓手会发热________；（4）一碗热汤________（填“温度”“内能”或“热量”）
16．若可燃冰的热值为4.2×107J/m3，完全燃烧1m3的可燃冰放出的热量是_____J，这些热量有60%被水吸收，可把_____kg的水从20℃加热到80℃。[水的比热容 ]
17．墨水滴入清水中，很快整杯水变红了，这说明了组成物质的分子在_________，进一步分析此现象，还能说明组成物质的分子间存在________。在烧杯中装入300g初温为20℃的水，测得水的温度，然后用酒精灯给水加热，直至水沸腾（标准大气压下），则水的内能增加了_____J。设酒精灯放出的热量全部被水吸收，则需要燃烧______g的酒精。（，）三、简答题（本大题共2小题，每小题3分，共6分）
18．一支向高空瞄准的步枪，扣动扳机后射出一颗子弹，子弹没有击中目标，最后下落陷在土地中，请你说出以上过程中发生了哪些能量转化．
19．如图所示，2015年3月31日，无需一滴燃料的世界最大太阳能飞机“阳光动力”2号降落在重庆江北国际机场，并于当天在重庆巴蜀中学开启中国首个地面科普活动．“阳光动力”2号机翼呈流线型，翼展长达72米，上面安装有17248块超薄、高效太阳能电池板，它们能在白天吸收能量．此外，飞机上还载有633块超轻薄的锂电池，白天，飞机“汲取”太阳能并储存足够多的能量，到了晚上，依靠储存在电池里的多余电能持续飞行．虽然“阳光动力”2号体积庞大，堪比波音747客机，但由于机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料，其总重仅为2.3吨，与一辆家用汽车相当，其最大飞行高度可达8500m，最高时速为140km/h．请参照示例写出一个“阳光动力”2号所涉及的物理信息和对应的物理知识（不得与示例重复）．
例：物理信息：“阳光动力”2号降落在江北国际机场
物理知识：降落过程中机械能减小
作答：物理信息：____________________________________
物理知识：____________________________________
四、实验题（本大题共1小题，每空2分，共22分）
20．为了“比较水和沙子吸热升温情况”，小明做了下列的实验：在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下：
加热时间/min 0 1 2 3 4
温度/℃ 沙子 20 22 24 26 28
水 20 21 22 23 24
(1)在此实验中，用加热时间的长短来表示物质______的多少。
(2)如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，_______（选填“沙子”或“水”）升高的温度更高。
(3)针对表格中特别标注的两个数据和对应的时间进行分析，可以得出结论：质量相同的水和沙子，_________。
(4)通过实验可以得到不同物质的吸热升温情况不同的结论，物质的这种属性用______这个物理量来描述。
(5)下列事实能用上述实验结果解释的是_______
A．夏天给教室洒水，感觉凉爽
B．用盐水腌蛋，一段时间后蛋会变咸
C．长期堆放煤的水泥地面变成黑色
D．沿海地区昼夜温差会比内陆地区小
(6)由以上实验探究结论可以判断，假如白天在海滩游玩时，进入海边的荒山后迷了路，他应该选择_____（选填“顺风”或“逆风”）返回到海边。
21．“比较质量相等的不同燃料充分燃烧时放出的热量”：用天平分别测量出质量均为10g的酒精和碎纸片，将其分别放入两个燃烧皿中，点燃它们，分别给装有等质量水的烧杯加热。本实验通过观察比较______来比较燃料燃烧放出的热量的；实验过程中，_______（选填“需要”或“不需要”）加热相同的时间；直至燃料_______，实验才能结束。本实验中若采用Q放＝Q吸来计算酒精或纸片的热值，则计算结果偏_______（选填“大”或“小”），理由是：_______________.
五、计算题（本大题共3小题，共21分）
22．太阳能热水器被广泛应用于现代生活，即节约了能源，又能保护环境。下表提供的是一装满水的太阳能热水器在太阳照射下的相关信息。请根据表中信息解答下列问题：
太阳照射时间/h 太阳能转换为水的内能的效率 热水器最大水容量/L
10 50% 100
水升高的温度/℃ 水的比热容/[] 水的密度/[]
60 4.2×103 1.0×103
(1)热水器中的水增加的内能；
(2)此次热水器接收到的太阳能如果由燃气燃烧来提供，那么需要多少燃气？（燃气的热值为4.2×107J/kg）
23．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给8kg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4min内完全燃烧了的煤，水的比热容为（），煤的热值约为
求：(1)经过4min时间加热，水所吸收的热量。(2)在4min内煤完全燃烧放出的热量。(3)煤炉烧水时的热效率。
24．认识自然，亲近自然．初春学校组织学生到桂东北的猫儿山山脚下一农庄进行社会实践活动，小明携带一个质量为1kg的合金锅、一台如图甲所示的便携式丁烷气炉（内置一瓶新的燃气，参数如表格所示），爱探究的小明通过手机上网查到便携式燃气炉的热效率为30%，丁烷气体的燃烧效率为90%，野炊地水的沸点为96℃，测出当地水的温度为26℃，[水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），锅的比热容为0.8×103J/（kg ℃）]
品名 便携式丁烷气炉 质量 1.88kg（不含气瓶）
型号 WZL.168．A 尺寸 343×284×113mm
用途 野外用 点火方式 电子点火
使用燃气 液化丁烷气 燃气消耗量 150g/h（最大火力时）
气瓶规格（尺寸/容量）
品名 总质量 净质量 主要成份 热值
神州 354g 250g 丁烷 9×107J/kg
（1）完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出多少焦耳的热量？
（2）需多少焦耳的热量，才能使合金锅内2kg的水温度升高50℃？
（3）如果燃气炉以最大火力工作，一瓶燃气最多能持续燃烧1.4h，这样能够把质量为多少千克的水烧开？（最后结果保留1位小数）．
参考答案
1．D
【解析】运动员被弹起时，质量不变，速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大．故选D．
2．D
【解析】热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，飞轮转动2圈，飞轮转速是600r/min=10r/s，表示每秒飞轮转动10圈，要经过20个冲程，故D符合题意，ABC不符合题意．
3．B
【解析】A. 物体的内能增加，温度不一定升高，如晶体熔化过程中，内能增加，温度不变，故A项与题意不相符；
B. 在吸气冲程中，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项与题意相符；
C. 在没有其他热传递的情况下，外界对物体做功，它的温度会升高，故C项与题意不相符；
D. 黄沙是很多分子组成的固体小颗粒，“黄沙漫天”是固体小颗粒在做机械运动，不能说明分子在永不停息地做无规则运动，故D项与题意不相符．
4．B
【解析】A．内燃机工作过程中燃料燃烧化学能转化为内能，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，因此能量转化顺序是化学能→内能→机械能，故A错误；
BC．已知内燃机的飞轮转速是3600 r/min，即每秒钟转60圈，完成30个工作循环，120个冲程，因此完成一个工作循环时间为，故B正确，C错误；
D．已知每个做功冲程对活塞做功l500 J，则它的平均功率
故D错误．
5．C
【解析】A．进气门开启，活塞下行，燃料和空气的混合物进入汽缸，是吸气冲程，故A不符合题意；
B．两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，故B不符合题意；
C．两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，火花塞喷出电火花，是做功冲程，故C符合题意；
D．排气门开启，活塞上行，废气被排出汽缸，是排气冲程，故D不符合题意。
故选C。
6．C
【解析】A．一切物体都有内能，0℃的冰块内能不为零，故A错误；
B．在汽油机的做功冲程中，燃烧产生的高温高压气体迅速膨胀，推动活塞向下运动，内能转化为机械能，内能减小，故B错误；
C．热传递的条件是温度差，存在温度差的两个物体相接触会发生热传递，故C正确；
D．出笼的馒头变凉的过程中温度降低，内能减小，热量是过程量，不能说“含有”，故D错误。
故选C。
7．C
【解析】铜块和水的质量相同，水的比热容大，吸收相等的热量，水的温度升高的少，而初温相同，水的末温低，将铜块投入水中，水将从铜块中吸收热量，即铜块放热，水吸热，故C符合题意，ABD不符合题意．
8．A
【解析】A．由于岩石比热容较小，所以，同样的条件下温度变化较大，故A错误，符合题意；
B．由于高山的空气比平地稀薄干净透明，吸收太阳热量少，所以，山越高温度越低，故B正确，不符合题意；
C．高山的风速大，可以加速山上水分蒸发，而带走大量热量，导致温度很低，故C正确，不符合题意；
D．热空气因膨胀上升，即膨胀对外做功，使山上内能减少，温度降低，故D正确，不符合题意．
9．D
【解析】比热容、热值都是物体本身的特性，它们与物体的质量、体积没有关系。所以酒精用掉一半后，比热容、热值都不变。
故选D。
10．D
【解析】A．热传递是有方向的，热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，故A错误；
B．雪花是宏观物体，雪花纷飞是宏观物体做的机械运动，不能说明分子的热运动，故B错误；
C．同一物体，物体质量一定，温度降低得多，不一定是放出热量，还有可能是物体对外做功，使物体温度降低，但是物体内能减小是一定的，故C错误；
D．汽油机的压缩冲程，曲轴由于惯性，使活塞向上运动，压缩气缸内燃气，汽缸内的混合物内能增加，温度升高，故D正确。
故选D。
11．A
【解析】可燃物要架空一些，才能燃烧更旺，“火要虚”的目的是增大了可燃物与空气的接触面积，燃烧更旺，尽可能的使可燃物燃烧，提高可燃物的利用率，故A正确，BCD错误。
12．D
【解析】AB．能量既不能凭空产生，也不会凭空消失，故AB错误；
C．能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化，热机的工作过程也遵循能量守恒定律，故C错误；
D．一个物体能量增加，必然伴随着别的物体能量减少，在能量转移和转化的过程中能量的总量是保持不变的，故D正确。
故选D。
13．压缩 吸气 做功 排气 做功 压缩
【解析】[1]图A进气门关闭，排气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程。
[2]图B进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程。
[3]图C进气门关闭、排气门关闭，火花塞打火，活塞向下运动，是做功冲程。
[4]图D进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程。
[5][6]其中做功冲程是内能转化为机械能，压缩冲程是机械能转化为内能。
14．压缩 关闭 做功 增大 小 小 引
【解析】(1)[1][2][3][4]图可见，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，因此是压缩冲程；在这个冲程中，活塞的机械能转化成混合气体的内能，因此气缸内的油气混合物的内能增加；
(2)[5][6]水的比热容大，与干泥土相比，在同样受热或冷却时，吸收或放出的热量相同，而水的温度变化比干泥土小，因此，在受太阳照射条件相同时，沿海地区的温差比内陆地区的小；
(3)[7]缓慢向上提拉与水面接触的玻璃板，弹簧测力计示数变大，说明分子水分子和玻璃分子间存在引力．
15．温度 热量 内能 温度
【解析】(1)[1]太阳晒得好热，是反映冷热程度，所以，这个“热”指温度；
(2)[2]物体吸热发烫，是指物体吸收热量后，温度增加，所以这里的“热”指的是热量；
(3)[3]冬天搓手会发热，是通过克服摩擦做功，使物体的内能增加，所以这里的“热”指内能；
(4)[4]一碗热汤是反映汤的冷热程度，所以这个“热”指温度．
16．4.2×l07 100
【解析】[1]1m3天然气完全燃烧产生热量：
；
[2]由题知，水吸收的热量：
；
由可得加热水的质量：
。
17．永不停息地做无规则运动 空隙 3.36
【解析】[1]在一杯水中滴入红墨水，静置一段时间后发现整杯水变红，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动。
[2]墨水的分子分布到水分子的间隙中，说明物质的分子间有间隙。
[3]水吸收的热量(水的内能增加值)
[4]由题知酒精灯放出的热量全被水吸收，即
根据
可知需要酒精的质量
18．子弹在上升的过程中质量不变，速度变小，动能变小；高度增大，重力势能变大，动能转化为重力势能；子弹在下落的过程中，质量不变，速度变大，动能变大；高度变小，重力势能变小，重力势能转为动能；下落泥土中的过程中，克服摩擦做功，子弹的机械能转化为内能．
【解析】(1)子弹在上升的过程中质量不变，速度变小，动能变小；高度增大，重力势能变大，动能转化为重力势能；(2)子弹在下落的过程中，质量不变，速度变大，动能变大；高度变小，重力势能变小，重力势能转为动能；(3)下落泥土中的过程中，克服摩擦做功，子弹的机械能转化为内能．
19．飞机“吸取”太阳能 太阳能转化为内能
20．吸热 沙子 升高相同温度，水吸热更多 比热容 D 逆风
【解析】(1)在此实验中用两个相同的酒精灯加热，采用转换法思想，用加热时间的长短来表示物质吸热的多少。
(2)由表中数据可知，如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，沙子升高的温度更高。
(3)针对表格中特别标注的两个数据和对应的时间进行分析，可以得出结论：质量相同的水和沙子，升高相同温度，水需要的加热时间更久，即水吸热更多。
(4)通过实验可以得到不同物质的吸热升温情况不同的结论，物质的这种属性用比热容这个物理量来描述，在热力学定义中，比热容是指没有相变化和化学变化时1kg均相物质温度升高1K所需的热量。
(5)夏天给教室洒水，感觉凉爽，是因为水蒸发需要吸热；用盐水腌蛋一段时间后蛋会变咸，长期堆放煤的水泥地面变成黑色，说明分子在不停地做无规则运动；沿海地区昼夜温差会比内陆地区小，是因为水的比热容较大，吸热或放出一定热量时温度变化较小；故D符合题意。
(6)由以上实验探究结论可以判断，假如白天在海滩游玩时，进入海边的荒山后迷了路，他应该选择逆风返回到海边；白天由于海洋上比大陆冷，海洋上气压较高，大陆上气压较低，所以空气就从海洋流向大陆，形成海风。
21．温度计升高的示数多少 不需要 充分燃烧/完全燃烧 小 有热量散失
【解析】这个实验的过程中，是用燃料燃烧放出的热量来加热水的，通过观察比较温度计升高的示数多少来比较燃料燃烧放出的热量的；
要比较质量相等的不同燃料充分燃烧时放出的热量，不需要加热相同时间，燃料充分燃烧后，实验才算是结束；
因为酒精和碎纸片充分燃烧时放出的热量不能被水完全吸收，有热量损失，即计算的Q放偏小，测量的酒精和碎纸片热值要比实际燃料的热值偏小。
22．(1)；(2)
【解析】(1)水的体积
V=100L=0.1 m3
由得，热水器中水的质量
热水器中的水增加的内能
(2)由可得此次热水器接收的太阳能
由题知
根据Q放= mq可得，这些太阳能由燃气提供时可节约的燃气
答：(1)热水器中的水增加的内能；
(2)此次热水器接收到的太阳能如果由燃气燃烧来提供，那么需要1.2kg燃气。
23．(1)；(2)；(3)
【解析】解：(1)经过时间加热，水所吸收的热量
(2)煤完全燃烧产生的热量
(3)煤炉烧水时的热效率
答：(1)经过时间加热，水所吸收的热量为；
(2)煤完全燃烧产生的热量为；
(3)煤炉烧水时的热效率为。
24．（1）9×106J；（2）4.2×105J；（3）17.4kg．