第十四章《内能的利用》测试卷 2021—2022学年人教版物理九年级全一册（有解析）

第十四章《内能的利用》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.关于热值的下列说法中正确的是(　　)
A． 燃料燃烧时，随着不断放热，它的热值越来越小
B． 采取措施使燃料燃烧更充分，就可以提高燃料的热值
C． 任何燃料实际燃烧时放出的热量，都比按热值计算出来的数值小
D． 煤油的热值比酒精大，就是说煤油完全燃烧放出的热量比酒精多
2.如图所示为生活中常用的热水瓶，注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞常会跳起来．内燃机的哪个冲程与这一现象的能量转化相同(　　)
A． 吸气冲程
B． 压缩冲程
C． 做功冲程
D． 排气冲程
3.在进行如图所示的实验或有关装置工作时，能量转化情况相同的是(　　 )
A． 丙和丁
B． 甲和丙
C． 甲和乙
D． 乙和丁
4.如图是某科技馆的一台“永动机”．由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，进入热水后因叶片伸展“划水”而转动，离开热水后叶片形状迅速复原．关于该“永动机”的说法正确的是(　　)
A． 科技发展制造出了永动机
B． 转动会使水温升得更高
C． 记忆合金是一种新型化合物
D． 水的内能转化为转轮的机械能
5.如图是美国“宾夕法尼亚”号核潜艇在水下30 m深处发射导弹的示意图．固定在缸上的火箭尾部燃料燃烧，喷出高温燃气，水因过热而顿时转化为蒸汽，蒸汽推送导弹穿越海面，导弹在空气中点火升空．关于水下发射导弹，下列说法中，不正确的是(　　)
A． 水变为水蒸气，是热传递的结果
B． 水变为水蒸气，使缸内内能增加
C． 水蒸气推送导弹后，缸内内能减小
D． 水蒸气推送导弹，导弹机械能不变
6.把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部(如图所示)，松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上．乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加．下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是(　　)
A． 是由水的内能转化来的
B． 是由水的重力势能转化来的
C． 是由乒乓球的内能转化来的
D． 是由乒乓球的化学能转化来的
7.从漫画中我们看到由于热机的大量使用，在给人类社会带来进步的同时，使人类的生存也受到了威胁．下列关于热机和环境保护的说法中正确的是(　　)
A． 热机的效率是描述热机性能的重要指标
B． 当前热机的效率可以达到100%
C． 汽车排出的尾气越浓，汽油机的效率越高
D． 热机是通过燃料的燃烧获取的化学能并转化为机械能的装置
8.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
9.汽油机的工作过程由四个冲程组成，其中正确的是(　　)
A． 吸气冲程，进气门开，排气门关，活塞向上运动
B． 压缩冲程，进气门、排气门都关闭，活塞向下运动，机械能转化为内能
C． 做功冲程，进气门、排气门都关闭，活塞向下运动，内能转化为机械能
D． 排气冲程，进气门、排气门都打开，活塞向上运动
10.生活中能量转化的实例很多．下列描述中，错误的是(　　)
A． 摩擦生热是把机械能转化为内能
B． 摩擦起电是把电能转化为机械能
C． 电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能
D． 燃料燃烧放热是把化学能转化为内能
11.近几年煤炭价格较高，少数不法商贩将煤矸石、破碎石掺在优质煤中高价销售，客户为不上当，最恰当的方法是检测煤的(　　)
A． 温度
B． 质量
C． 热值
D． 比热容
12.使用天然气比管道煤气烧开同一壶水用的时间短一些，这是因为天然气的(　　)
A． 比热容大
B． 密度小
C． 内能大
D． 热值大
13.从本质上看，内燃机的工作能量来源于(　　)
A．机械能 B．化学能
C．内能 D．化学能和内能
14.如图所示，国产“和谐号”动车进站前的减速过程分两个阶段进行：第一阶段采用“再生刹车”技术，在这期间关闭动力，列车依靠惯性前行并带动发电机发电，速度从250 km/h减至90 km/h；第二阶段采用传统的“机械刹车”，速度从90 km/h不断减小直至停下来．国产“和谐号”动车在进站前减速的整个过程中，发生的能量转化情况主要是(　　)
A． 第一阶段：动能转化为电能；第二阶段：动能转化为内能
B． 第一阶段：电能转化为动能；第二阶段：动能转化为内能
C． 第一阶段：动能转化为电能；第二阶段：内能转化为动能
D． 第一阶段：电能转化为动能；第二阶段：内能转化为动能
15.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
二、填空题(共3小题)
16.在我国西藏高原，有一个羊八井地热区，地热电厂担负着拉萨市一部分电力供应．工作流程如图所示，经过地下井→汽轮机→发电机，其能量转化过程是：将内能转化为________能再转化为________能．
17.有一种新型太阳能公共卫生间落户北京郊民巷，该卫生间的能源全部来自于顶部的太阳能电池板，它还能将多余的能储存在蓄电池里，这种能源转化是先将太阳能转化为________．多余能量的储存是________能．
18.食物也是一种“燃料”，它在体内释放的能量主要转化为了维持人体恒温的_______ 能和供人体运动的________能．
三、实验题(共3小题)
19.学习了燃料的热值后，小王自己设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小．
(1)实验装置如图所示，你认为图中器件的安装顺序是________(由下而上/由上而下)．
(2)为保证实验结论的可靠，以及方便比较，小王同学在实验中应保持________、________、以及两个烧杯都应相同．
(3)实验数据记录如表，根据表中数据，计算出碎纸片的热值是________J/Kg.
(4)通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏________(大/小)，出现这样情况的主要原因是________．(写出一点)
20.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.比较不同燃料的热值实验：
(1)为保证实验结论的可靠，小王同学在实验中应保持水的质量、________、以及两个烧杯等都应相同．
(2)实验数据记录如下表，根据表中数据，估算出燃料2的热值是________ J/kg.
(3)通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏________(大/小)，出现这样情况的主要原因是________________________________________________________________________．(写出一点)
四、计算题(共3小题)
22.一台汽油机，活塞面积是50 cm2，活塞行程是25 cm，做功冲程燃气产生的平均压强为9.84×105Pa，若飞轮的转速是600 r/min，效率为30%，求汽油机在一小时内要消耗多少汽油？(汽油的燃烧值为4.6×107J/kg)
23.某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10 kg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6 min内完全燃烧了0.2 kg的煤，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，煤的热值约为3×107J/kg.求：
(1)煤完全燃烧产生的热量；
(2)经过6 min时间加热，水所吸收的热量；
(3)煤炉烧水时的热效率．
24.小明同学用如图所示装置测量酒精热值，他在烧杯中加入质量为 300 g，温度 20 ℃的水，调好装置后，加热使水温升高到 70 ℃，整个过程中消耗了6 g酒精，若酒精燃烧放出的热量完全被水吸收，则：[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]
(1)水需要吸收的热量为多少焦？
(2)测得酒精热值为多少？
(3)小明查表得到q酒精＝3.0×107J/kg，发现和测量值偏差较大，你认为其中的原因可能是什么？
答案解析
1.【答案】C
【解析】1 kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关．A、B项，燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料的燃烧程度无关，故AB都错；C项，因为燃料实际燃烧时，总是不能完全燃烧，所以实际燃烧时放出的热量，都比按热值计算出来的数值小，故C正确；D项，煤油的热值比酒精大，就是说相同质量的煤油完全燃烧放出的热量比酒精多，故D错．
2.【答案】C
【解析】瓶塞跳起来，机械能增大，这是由于暖瓶内气体膨胀做功造成的，水蒸气的内能转化成瓶塞的机械能；在汽油机在做功冲程中，气缸内高温气体膨胀推动活塞做功，内能转化为机械能．
3.【答案】D
【解析】甲是将机械能转化内能；乙为做功冲程，则为内能转化为动能的过程；丙消耗电能转化为内能，为电能转化为内能的过程；丁通过加热使活塞飞出，为内能转化为动能的过程；
故能量转化相同的为乙与丁．
4.【答案】D
【解析】自然界中的能量是守恒，它既不会消灭，也不会创生，但由于能量的转化或转移具有方向性(如水只能从高处流向低处；热量只能从高温物体传向低温物体)，所以无法制造“永动机”．由于能量的转化或转移具有方向性，如果不给它提供热水，消耗热能(或者如果热水变成了冷水)，它也就不转了，因此永动机违背了能量守恒定律．
5.【答案】D
【解析】A项，固定在缸上的火箭尾部燃料燃烧，喷出高温燃气使得水变成水蒸气，故是热传递的结果，故不符合题意；B项，水变为水蒸气，其温度升高，同时其分子间的距离变大，故使缸内内能增加，故不符合题意；C项，水蒸气推动导弹做功，其本身的内能减小，温度降低，故缸内内能减小，故不符合题意；D项，导弹有静止变为运动时，其质量不变，速度变快，故动能变大，同时其高度增加，故其重力势能也变大，故其机械能增加，故该选项符合题意．
6.【答案】B
【解析】松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上．乒乓球在上升的过程中，水的重心不断降低，重力势能不断减小，重力势能转化为乒乓球的机械能，故乒乓球的机械能不断增加．
7.【答案】A
【解析】A项，热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，因此热机的效率是热机性能的重要指标，故A正确．B项，热机工作时由于要克服机械间的摩擦做额外功、同时也存在热散失、并且废气带走大部分能量，所以热机的效率很低，不能达到100%，故B不正确．C项，热机工作时，燃料燃烧放出的废气会带走大部分能量，汽车排出的尾气越浓，汽油机的效率越低，故C不正确．D项，热机是通过燃料的燃烧获取的内能并转化为机械能的装置，故D不正确．
8.【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.
9.【答案】C
【解析】汽油机的一个工作循环由如图所示的四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；根据气门的状态、活塞运动的方向确定冲程的种类．A项，吸气冲程，进气门开，排气门关，活塞向下运动，故A错误；B项，压缩冲程，进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，机械能转化为内能；故B错误；C项，做功冲程，进气门、排气门都关闭，活塞向下运动，内能转化为机械能，故C正确；D项，排气冲程，进气门关闭，排气门都打开，活塞向上运动，故D错误．
10.【答案】B
【解析】A项，摩擦生热是克服摩擦做功，把机械能转化为内能，故A正确；B项，摩擦起电是电子的转移，可以把机械能转化为电能，故B错误；C项，电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能，故C正确；D项，燃料燃烧放热是把自身蕴含的化学能转化为内能，故D正确．
11.【答案】C
【解析】热值是燃料的一种特性，是指1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时放出的热量越多，掺假后煤的热值降低，所以可以用热值来区分．而从比热容、质量、温度无法区分．
12.【答案】D
【解析】因为天然气的热值大于煤气的热值，所以燃烧相同质量的天然气和煤气，天然气放热多，也就是放出相等的热量，燃烧天然气要少一些．
13.【答案】B
【解析】内燃机工作时，将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，燃气推动活塞做功，把内能转化为机械能．所以说从本质上来看，内燃机的工作能量来源于燃料的化学能．
14.【答案】A
【解析】(1)第一阶段减速过程中，由于速度变小，所以动能变小，由于继续行驶并带动发电机发电，故将一部分动能转化为电能；
(2)列车在第二阶段机械制动过程中，列车的质量不变，其速度减小，其动能减小，故其所具有的机械能减小，据摩擦生热知，所以该过程中减小机械能转化成了内能．
15.【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．
16.【答案】机械　电
【解析】地热发电站发电时，先利用地下井获得地热，将水加热成水蒸气，水蒸气膨胀推动活塞，使汽轮机转动工作，将水蒸气的内能转化为机械能，汽轮机带动发电机工作，将机械能转化为电能；所以整个过程能量的转化是：内能→机械能→电能．
17.【答案】电能　化学能
【解析】太阳能电池板把太阳能转化成电能，多余的电能通过化学反应转化成化学能储存在蓄电池里．
18.【答案】内　机械
【解析】食物所提供的化学能可以转化为人体需要的内能，维持身体能量平衡及人体运动的机械能．
19.【答案】(1)由下而上　(2)酒精和碎纸片的质量；两杯水的质量　(3)1.2×106　(4)小　存在热损失或者燃料没有完全燃烧
【解析】(1)图中器件的安装顺序是由下而上；
(2)为了比较相同质量的酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少，必须控制二者的质量相等、烧杯内水的质量相等、两个烧杯相同；
(3)相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热，酒精燃烧放出的热量可以将水的温度升高20 ℃，碎纸片燃烧放出的热量可以将水的温度升高10 ℃，可见酒精的热值是碎纸片的2倍，所以碎纸片的热值为1.2×106J/kg；
(4)因为烧杯、空气也吸收热量，并且燃料不可能完全燃烧，所以测得的热值会偏小．
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)燃料的质量　(2)1.2× 107　(3)小　燃料燃烧放出的热不能被水全部吸收
【解析】(1)为了比较相同质量的酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少，必须控制二者的质量相等、烧杯内水的质量相等、两个烧杯相同；
(2)相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热，酒精燃烧放出的热量可以将水的温度升高20 ℃，碎纸片燃烧放出的热量可以将水的温度升高10 ℃，可见酒精的热值是碎纸片的2倍，所以碎纸片的热值为1.2×107J/kg；
(3)因为烧杯、空气也吸收热量，并且燃料不可能完全燃烧，所以测得的热值会偏小．
22.【答案】解：发动机做功一次所做的功：
W＝Fs＝pSL＝9.84×105Pa×5×10－3m2×0.25 m＝1230 J,
汽油机在一小时内做的总功：
W总＝60×300×1230 J＝2.214×107J,
发动机做功的平均功率：
p＝＝＝6150 W；
∵η＝
∴汽油完全燃烧放出的总能量：
Q＝＝＝7.38×107J,
∵Q＝mq
∴完全燃烧汽油的质量：
m＝＝≈1.60 kg.
答：汽油机在一小时内要消耗1.60 kg的汽油．
【解析】飞轮的转速是600 r/min，意思是飞轮1 min转600 r，对外做功300次；
根据W＝Fs和p＝可得出W＝Fs＝pSL求出发动机做的功，再求出1 min做的总功，根据p＝求出功率；
求出汽油机工作一小时做的功，根据η＝求出燃烧汽油放出的热量，根据Q＝mq求出汽油的质量．
23.【答案】解：(1)煤完全燃烧产生的热量：
Q放＝mq＝0.2 kg×3×107J/kg＝6×106J，
(2)由图可知，经过6 min时间加热后水温由20 ℃达到80 ℃，
则水吸收的热量：
Q吸＝cm(t﹣t0)
＝4.2×103J/(kg·℃)×10 kg×(80 ℃﹣20 ℃)
＝2.52×106J；
(3)煤炉烧水时的热效率：
η＝×100%＝×100%＝42%；
答：(1)煤完全燃烧产生的热量为6×106J；
(2)经过6min时间加热，水所吸收的热量为2.52×106J；
(3)煤炉烧水时的热效率为42%.
【解析】(1)已知煤的质量和热值，利用Q放＝mq可求得煤完全燃烧产生的热量；
(2)由图象可知，经过6 min时间加热，水升高的温度值，利用吸热公式Q吸＝cmΔt求水吸收的热量；
(3)利用η＝×100%计算煤炉的热效率．
24.【答案】解：(1)水的质量m＝300 g＝0.3 kg,
水吸收的热量：
Q吸＝cm水Δt
＝4.2×103J/(kg·℃)×0.3kg×50 ℃
＝6.3×104J.
(2)酒精的质量m酒精＝6 g＝0.006 kg，
由于酒精燃烧放出的热量与水吸收的热量相等，则Q放＝Q吸＝6.3×104J；
所以酒精热值：
Q酒精＝＝＝1.05×107J/kg.
(3)与酒精的实际热值q酒精＝3.0×107J/kg小得多，原因是：酒精燃烧时不一定完全燃烧，酒精燃烧时释放的热量不能完全被水吸收等．
【解析】(1)已知水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸＝cmΔt求出水吸收的热量；(2)知道酒精燃烧放出的热量与水吸收的热量相等，根据Q放＝mq求出酒精热值；(3)酒精燃烧时不一定完全燃烧和酒精燃烧时释放的热量不能完全被水吸收都会造成酒精完全燃烧释放的热量大于水吸收的热量．