第十四章《内能的利用》检测卷 2021—2022学年 人教版物理九年级（有解析）

第十四章《内能的利用》检测卷
一、单选题(共15小题)
1.在内燃机的四个冲程中，发生内能和机械能相互转化的是(　　)
A． 吸气冲程和压缩冲程
B． 压缩冲程和做功冲程
C． 做功冲程和排气冲程
D． 排气冲程和吸气冲程
2.目前，大连地区电能的主要来源是火力发电．关于火力发电过程中的能量转化，下列说法正确的是(　　)
A． 化学能→内能→动能→电能
B． 化学能→内能→机械能→电能
C． 内能→机械能→电能
D． 化学能→内能→电能
3.下列有关能量转化的实例中，说法不正确的是(　　)
A． 不计空气阻力和摩擦，滚摆上升的过程中，动能转化为重力势能
B． 汽油机在做功冲程中，机械能转化为内能
C． 干电池、蓄电池对外供电时，化学能转化为电能
D． 植物吸收太阳光进行光合作用时，光能转化为化学能
4.下列四种能量的传递和转化过程中，只有热传递方式的是(　　)
A． 植物吸收太阳光进行光合作用
B． 水蒸气把壶盖顶起
C． 冬天用手摸户外的金属时感到冷
D． 闭合开关，电灯发光
5.下列说法中错误的是(　　)
A． 能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化
B． 只要有能的转化和转移，就一定遵守能量守恒定律
C． 能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器
D． 任何一种形式的能在转化为其它形式的能的过程中，消耗了多少某种形式的能量，就能得到多少其它形式的能量，而能的总量保持不变
6.如图是四冲程汽油机工作状态示意图，下列说法不正确的是(　　)
A． 该冲程是内能转化为机械能的过程
B． 该图表示汽油机的压缩冲程．该冲程是将汽油和空气的混合物进行压缩
C． 该冲程中汽缸内气体温度升高，分子运动剧烈程度加剧
D． 该冲程中主要是通过做功的方式改变汽缸内物质的内能
7.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
8.在一定的条件下，各种形式的能量是可以互相转化的．在它们互相转化的过程中，下面说法正确的是(　　)
A． 机械能一定守恒
B． 各种形式的能都守恒
C． 各种形式的能量的总和一定守恒
D． 内能一定守恒
9.在汽油机的四个冲程中，都发生能量转化的一组冲程是(　　)
A． 吸气冲程和压缩冲程
B． 压缩冲程和做功冲程
C． 做功冲程和排气冲程
D． 排气冲程和吸气冲程
10.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
11.据中央电视台新闻联播报道，2016年7月，我国将发射全球首颗量子通信卫星．发射卫星的火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料的(　　)
A． 热值大
B． 比热容大
C． 密度大
D． 以上说法都不正确
12.从能量转换的角度看，一台四冲程内燃机在一个循环中，存在着机械能转化为内能过程的是(　　)
A． 吸气冲程
B． 压缩冲程
C． 做功冲程
D． 排气冲程
13.关于四冲程内燃机，下面说法错误的是(　　)
A． 内燃机是利用内能来做功的机器
B． 在做功冲程，内能转化为机械能
C． 在压缩冲程，内能转化为机械能
D． 四个冲程依次为吸气、压缩、做功、排气冲程
14.下列关于能量的转化和守恒的说法正确的是(　　)
A． 人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生
B． 因为能量是守恒的，所发不存在能源危机
C． 高山上滚下的石块越来越快，说明动能转化为重力势能
D． 酒精燃烧时，将化学能转化为内能，但内能不会自发的转化为酒精的化学能
15.关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法：
①在压缩冲程中，是机械能转化为内能　②在做功冲程中，是内能转化为机械能　③只有做功冲程是燃气对外做功　④汽油机和柴油机的点火方式相同
以上说法中正确的是(　　)
A． 只有②③
B． 只有①②③
C． 只有②④
D． 只有①③
二、填空题(共3小题)
16.氢的热值是1.4×108J/m3,5 m3的氢完全燃烧一半，剩下一半的热值是________ J/m3.火箭常采用氢作燃料是因为氢的________，在完全燃烧一样多的燃料时，可以获得更多的能量．
17.我国南海海底探明有大量的“可燃冰”，在同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达到煤气的数十倍，这说明“可燃冰”的________很大；以10倍的关系粗略计算，1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量是________ J．(q煤气＝4.2×107J/kg)．
18.目前，“节能减排”已引起全球的关注．如何减少能耗，提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视．
(1)大多数家用汽车的发动机均为汽油机，它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能，再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶．请你将图中汽油机工作时的能流图补充完整．
(2)请你为提高发动机的效率提出2条建议：A：________，B：________.
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.如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同．燃料的质量都为10g，烧杯内的液体初温相同．
(1)比较不同燃料的热值，应选择_______两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择_________两图进行实验；在实验中，三烧杯中a、b液体的质量必须________(选填“相等”或“不同)．
(2)在比较不同物质的比热容时，记录数据如下表：
① 在此实验中，用________来表示两种液体吸收热量的多少．(选填“加热时间”或“升高温度”)．
② 你认为两种液体中，比热容较大的是液体______．(选填“a”或“b”)
21.某实验小组利用如图所示的实验装置粗略测量蜡烛的热值q，图中A为穿有小木棍的容器(内装有水)，B为下部开了许多通气孔的罩子．
(1)观察实验装置可知，实验小组同学是通过测量___________间接测量蜡烛燃烧放出的热量；
(2)要完成本实验，除了图中的实验器材，还必需的测量工具是___________和__________；
(3)某次实验测得的数据如下表，则粗略测得这支蜡烛的热值q＝___________ J/kg.
(4)本实验测出的热值会比真实值更__________，造成这一偏差的原因是_________________________________(写一条即可)．
四、计算题(共3小题)
22.天然气灶烧水，燃烧 0.5 m3的天然气，使 100 kg的水从 20 ℃升高到 70 ℃.已知水的比热容为C＝4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为q＝7.0×107J/m3.求：
(1) 0.5 m3天然气完全燃烧放出的热量Q放．
(2)燃气灶的效率．
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】B
【解析】内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程，压缩冲程活塞向上运动，压缩气体对气体做功，将机械能转化为内能；做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能；吸气和排气冲程不发生能量转化．
2.【答案】B
【解析】火力发电是通过煤、石油等燃料的燃烧，将燃料的化学能转化为水的内能，水蒸气膨胀做功转化为汽轮机的机械能，汽轮机带动发电机转动将机械能转化为电能．
3.【答案】B
【解析】A项，滚摆在上升的过程中，不计空气阻力和摩擦，机械能守恒，动能转化为重力势能，叙述正确，不符合题意；B项，汽油机在做功冲程中，内能转化为机械能，叙述错误，符合题意；C项，干电池、蓄电池对外供电时，将化学能转化为电能，叙述正确，不符合题意；D项，植物吸收太阳光进行光合作用时，将光能转化为化学能贮存在体内，叙述正确，不符合题意．
4.【答案】C
【解析】A项，植物进行光合作用，是光能转化为化学能，不符合题意；B项，水蒸气顶起壶盖，是水蒸气膨胀做功，水蒸气的内能转化为机械能，不符合题意；C项，冬天手摸户外的金属时感到冷，手的温度高，而金属的温度低，手接触金属，把热量传递给金属，是热传递，属于能量的转移，符合题意；D项，闭合开关，灯泡发光，是电能转化为光能，不符合题意．
5.【答案】A
【解析】A项，能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化，这句话是错误的，因为该定律适用于任何能量的变化．B项，只要有能的转化和转移，就一定遵守能量守恒定律，正确．C项，能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器，正确，我们可以利用它为人类服务．D项，任何一种形式的能在转化为其它形式的能的过程中，消耗了多少某种形式的能量，就能得到多少其它形式的能量，而能的总量保持不变．正确，它是能的专化和守恒定律的体现．
6.【答案】A
【解析】A项，图中，汽油机两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，此机械能转化为内能，故A错误；B项，汽油机在吸气冲程中吸进汽油和空气的混合物，所以在压缩冲程中是将汽油和空气的混合物进行压缩压缩，故B正确；C项，压缩冲程中压缩气体做功，温度升高，内能增加，分子热运动变剧烈，故C正确；D项，压缩冲程压缩气体做功，所以是通过做功的方式改变物体的内能，故D正确．
7.【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．
8.【答案】C
【解析】各种能量形式互相转换是有方向和条件限制的，能量互相转换时其量值不变，表明能量是不能被创造或消灭的．因此各种形式能的总量一定守恒，单一的某一种形式的能或几种能不一定守恒，故C选项说法正确．
9.【答案】B
【解析】内燃机的四个冲程中吸气和排气冲程不发生能量转化，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能．
10.【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．
11.【答案】A
【解析】发射火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故A正确．
12.【答案】B
【解析】在内燃机的四个冲程中，做功冲程是气缸内高温高压的燃气对活塞做功，将内能转化为机械能，压缩冲程是将机械能转化为内能的过程．
13.【答案】C
【解析】内燃机是利用内能来做功的机器；四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程；
四个冲程中的能量转化情况：吸气和排气冲程不发生能量转化，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能．A项，内燃机是利用内能来做功的机器，故A正确；B项，做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，故B正确；C项，压缩冲程活塞向上运动，压缩气体对气体做功，将机械能转化为内能，故C错误；D项，内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程，故D正确．
14.【答案】D
【解析】A项，能量是不能凭空产生的，此说法违背了能量守恒定律，故A错误．B项，燃料的燃烧得产生的能量才能利用，而燃料一旦消耗完，不能得到补充，因此能源存在危机；故B错误；C项，高山上滚落的石头，高度降低重力势能减小，速度加快，动能增大，所以是重力势能转化为动能．故C错误；D项，酒精燃烧时温度升高，所以是得到了内能，但内能不会自发的转化为酒精的化学能，故D正确．
15.【答案】B
【解析】(1)汽油机四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，将内能转化为机械能，在压缩冲程中将机械能转化为内能，故①②③正确；
(2)汽油机中有火花塞，采用的是点燃式点火；而柴油机是喷油嘴喷出雾状柴油，进行压燃式点火，故④错误．
16.【答案】1.4×108　热值大
【解析】氢的热值是1.4×108J/m3,5 m3的氢完全燃烧一半，剩下一半的热值不变，仍为1.4×108J/m3；
运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量．
17.【答案】热值　4.2×108
【解析】(1)在同等条件下，包含质量相同，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的热值很大；
(2)1 kg煤气气完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝1 kg×4.2×107J/kg＝4.2×107J,
1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量：Q放′＝Q放×10＝4.2×107J×10＝4.2×108J.
18.【答案】(1)如上图　(2)保证良好润滑减少摩擦　尽量使燃料充分燃烧
【解析】燃料燃烧放出的热量，一部分要克服机械摩擦，一部分由气缸直接向外散热，大部分由废气带走，剩余的是用来做有用功的能量．如图所示：
热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．要提高效率，首先使燃料充分燃烧，然后减少燃烧产生能量的损失，保证良好润滑减少摩擦；尽量降低散热；提高其利用率．
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)甲乙　甲丙　相等　(2)加热时间　b
【解析】(1)为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲乙两图进行实验；
为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲丙两图进行实验；
在实验中，三烧杯中a、b液体的质量必须相等；
(2)①不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的；②质量相同的两个物体，升高相同温②度，加热时间越长，吸收的热量越多，则比热容越大，因此b的比热容大．
21.【答案】(1)水吸收的热量　 (2)天平　 温度计
(3)1.575×107　 (4)小　 蜡烛燃烧产生的热量中，有部分散失于空气中
【解析】(1)由实验装置可知，蜡烛燃烧给水加热，通过测量A容器中水升高的温度和水的质量可以间接测量蜡烛燃烧放出的热量；
(2)要完成本实验，需要测量水的温度与水和蜡烛的质量，因此还需要温度计与天平；
(3)这支蜡烛的热值：
q＝＝＝
＝＝1.575×107J/kg.
(4)实验过程中蜡烛燃烧放出的热量没有全部被水吸收，因此实验测出的热值比真实值小
22.【答案】解(1)0.5 cm3天然气完全燃烧放出的热量：
Q放＝Vq＝0.5m3×7.0×107J/m3＝3.5×107J
(2)100 kg水从20 ℃升高到70 ℃吸收的热量：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×100 kg×(70 ℃－20 ℃)＝2.1×107J
燃气灶的效率：
η＝×100%＝×100%＝60%
答：(1) 0.5 m3天然气完全燃烧放出的热量3.5×107J；(2)燃气灶的效率为60%.
【解析】(1)利用公式Q放＝Vq计算天然气完全燃烧放出的热量；(2)首先利用Q吸＝cmΔt计算出水吸收的热量，然后利用公式η＝×100%得到燃气灶的效率．
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．