第十四章《内能的利用》检测卷 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》检测卷
一、单选题(共15小题)
1.内燃机工作过程中，关于能量转化的下列说法中错误的是(　　)
A． 燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能
B． 在压缩冲程中将飞轮的机械能转化为燃气的内能
C． 在做功冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能
D． 在压缩冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能
2.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
3.下列现象中，属于内能转化为机械能的是(　　)
A． 用打气筒打气，气筒壁发热
B． 锯木头时，锯条发热
C． 用电熨斗烫衣服，电熨斗发热
D． 被点燃的冲天炮腾空而起
4.大力发展核能是解决能源危机的主要出路之一．下图是核电站工作流程图，关于流程中各装置的能量转化，不正确的是(　　)
―→―→―→
A． 核反应堆：核能转化为内能
B． 蒸汽轮机：内能转化为机械能
C． 发电机：电能转化为机械能
D． 电采暖：电能转化为内能
5.某同学为提高热机效率提出了四种办法，其中不正确的是(　　)
A． 尽量减少各种热损失
B． 尽量减少克服摩擦额外消耗的功
C． 尽量减少输出功
D． 尽量使燃料充分燃烧
6.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
7.利用如图所示的装置，运用控制变量法，通过现察现象即可比较酒精和碎纸热值的大小，为完成实验，要求(　　)
A． 酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量相同
B． 酒精和碎纸的质量不同，两只烧杯内水的质量不同
C． 酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量不同
D． 酒精和碎纸的质量不同，两只烧杯内水的质量相同
8.现代火箭用液态氢作燃料，是因为液态氢具有(　　)
A． 较大的热值
B． 较高的凝固点
C． 较低的沸点
D． 较大的比热容
9.烧开同样一壶水，若分别用干木柴和无烟煤做燃料且都完全燃烧，所需干木材与无烟煤的质量不同，是因为干木材和无烟煤具有不同的(　　)
A． 热量
B． 热值
C． 内能
D． 比热容
10.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
11.关于燃料燃烧时放出热量多少，下列说法正确的是(　　)
A． 只与燃料的种类有关
B． 只与燃料的多少有关
C． 只与燃料是否完全燃烧有关
D． 跟以上三种因素都有关
12.关于燃料的热值，下列说法中正确的是(　　)
A． 燃烧1 kg某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值
B． 燃料燃烧时，质量越大，热值越大
C． 燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
D． 燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关
13.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
14.下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况．关于对图中①②③④的补充正确的是(　　)
A． ①做功冲程　②内能转化为机械能　③压缩冲程　④机械能转化为内能
B． ①压缩冲程　②内能转化为机械能　③做功冲程　④机械能转化为内能
C． ①做功冲程　②机械能转化为内能　③压缩冲程　④内能转化为机械能
D． ①压缩冲程　②机械能转化为内能　③做功冲程　④内能转化为机械能
15.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
二、填空题(共3小题)
16.干木柴的热值比焦炭的热值小，表示的意思是：________的干木柴和焦炭，在________时，干木柴比焦炭________．
17.如图所示，是世界上早期的蒸汽汽车模型，燃料燃烧使水温升高，水的________能增加，再转化为汽车的________能，使汽车前进．
18.在一个标准大气压下做“探究水的沸腾”实验时，把初温为20 ℃质量为100g的水加热到沸腾，水至少需要吸收________J的热量．如果酒精完全燃烧所放出的热量有40%被水吸收，则需要________ g酒精．(c水＝4.2×103J/(kg·℃)，q酒＝3.0×107J/kg)
三、实验题(共3小题)
19.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”)
20.小明采用如下图所示的装置进行进行探究“质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”：
(1)探究过程中，要控制两套装置中燃料的质量和水的________(初始温度/质量)一定要相等．
(2)实验后，可以通过比较________(填“加热时间”或“水升高的温度”)来比较酒精和碎纸片放出的热量多少．
(3)从表格中数据可以发现，质量相同的酒精和碎纸片都充分燃烧后，________放出的热量多 .
(4)通过实验表明，质量相等的不同燃料，充分燃烧所放出的热量一般是________(填“相同”或“不同”)的．
(5)在学习时，我们把燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比称为为热值，用q表示，这里定义热值的方法，我们称之为比值法，热值是能够燃烧的物质的属性．下列几个用比值法定义，并反映物质属性的物理量有：________(填写序号)
①速度　②功率 　③密度　④压强
21.某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系．他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度(见表)．
(1)在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是(甲图中)：先调整固定_______的位置(选填“A”或“B”)．
(2)为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的__________、____________.
(3)通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是___________________．(假设煤油和菜籽油的燃烧速度相同)
(4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并记录的数据、利用公式Q吸＝cm(t－t0)计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值．你认为他的计算结果是______的(选填“可靠”或“不可靠”)，原因是：_____________________________.
四、计算题(共3小题)
22.一辆小汽车以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．
23.阿根廷科学家设计了一款“牛屁屁收集器”，在牛背上 装有个塑料袋，通过导管收集牛体内排放出的气体，从一头成年牛平均每天排放出的气体中可提取0.21 kg甲烷．若这些甲烷完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可使多少质量的水从20 ℃升高到70 ℃？
[q甲烷＝5.6×107J/kg，c水＝4.2×103J/(kg·℃)]
24.下表是某品牌小轿车的一些技术参数．其中排气量是指发动机气缸的工作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大．空燃比是指气缸内空气和燃油的质量比．汽油的热值表示每千克汽油完全燃烧放出的热量．该发动机以最大功率工作时，气缸内汽油和空气的混合密度为1.35 kg/m3,1 min内高温高压的燃气推动活塞做功2600次．请你计算发动机在最大功率工作时，
(1)1 min内做的有用功
(2)做一次功消耗汽油的质量
(3)发动机的效率
答案解析
1.【答案】D
【解析】内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，将机械能转化为内能的是压缩冲程，将内能转化为机械能的是做功冲程．A项，燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能，说法正确；B、D项，在压缩冲程中将飞轮的机械能转化为燃气的内能，故B说法正确，D说法错误；C项，在做功冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能，说法正确．
2.【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．
3.【答案】D
【解析】A项，筒壁发热，就是内能增加的具体表现．内能的增加表示其他形式的能转化成了内能，而打气时克服筒壁之间的摩擦做功，所以是机械能转化为内能．B项，锯木头时克服木头与锯条之间的摩擦做功，使锯条的内能增加，温度升高，机械能转化为内能．C项，用电熨斗烫衣服要消耗电能，电熨斗发热说明电熨斗的内能增加，所以是电能转化为内能．D项，被点燃的冲天炮燃烧火药产生大量的热，腾空而起是燃烧火药产生的推动力，所以是火药的内能转化成了冲天炮的机械能．
4.【答案】C
【解析】A项，核反应堆，核能减少，内能增加，故核能转化为内能；B项，蒸汽轮机工作时，蒸汽冲击叶轮转动，内能转换为机械能；C项，发电机工作时，是机械能转化为电能；D项，电采暖：消耗电能，发出热量温度升高，是电能转化为内能．
5.【答案】C
【解析】热机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，要提高热机的效率，就要提高燃料的利用率，减少热损失，让燃料充分燃烧．A项，尽量减少各种热散失，可以提高热机能量的利用率，即提高热机的效率，故A不符合题意；B项，尽量减少克服摩擦消耗的内能，可以增大有用能量与燃料完全燃烧放出总能量的比值，可以提高热机的效率，故B不符合题意；C项，减少输出功，及少做功，不会改变有用能量与燃料完全燃烧放出总能量的比值，不能提高热机的功率，故C错误，符合题意；D项，燃料燃烧得越充分，能量损失越少，有用能量与燃料完全燃烧放出总能量的比值越大，效率越高，故D不符合题意．
6.【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．
7.【答案】A
【解析】(1)该实验利用控制变量，应用天平分别测出等质量的酒精和碎纸屑，将其放入装置中的燃烧皿内；(2)因燃料的热值不能直接测量，但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收，从而使相同质量的水温发生变化；所以可以通过温度计示数的变化(水升高的温度)来比较燃料热值的大小关系；通过以上分析可知，实验中要控制酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量相同，故A正确．
8.【答案】A
【解析】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液态氢和其它燃料相比，液态氢可以释放出更多的热量．
9.【答案】B
【解析】热值指某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比．热值与物质的种类有关．
烧开同样一壶水，说明水吸收的热量相同，即燃料完全燃烧放出的热量相同，又因为完全燃烧的干木材与完全燃烧的无烟煤质量不同，说明完全燃烧相同质量的干木材和无烟煤放出的热量不同，即热值不同．
10.【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．
11.【答案】D
【解析】1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量，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、C项，燃料燃烧放出的热量，与燃料的种类、燃料的多少以及是否完全燃烧有关，故不符合题意；D项，跟以上三种因素都有关；符合题意．
12.【答案】D
【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．故A、B、C错误，D正确．
13.【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．
14.【答案】D
【解析】内燃机的一个工作循环包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，这四个冲程的顺序是固定的．
根据内燃机的工作过程可知，第二个冲程是压缩冲程，在此过程中活塞压缩气缸内的气体，将机械能转化为内能，气缸内的气体温度升高．
第三个冲程是做功冲程，此时燃料燃烧生成的高温高压的燃气推动活塞对外做功，将内能转化为机械能．
15.【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．
16.【答案】等质量；完全燃烧；放出热量少．
【解析】燃料的热值只与燃料的种类有关，干木柴的热值比焦炭的热值小，说明等质量的干木柴完全燃烧放出的热量比等质量的焦炭完全燃烧放出的热量少．
17.【答案】内　机械
【解析】燃料燃烧放出热量，是化学能转化为内能，水吸收热量，内能增加；蒸汽通过对外做功，再将内能转化为机械能，推动蒸汽汽车前进．
18.【答案】3.36×104J　2.8
【解析】(1)水吸收的热量
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×0.1 kg×(100 ℃－20 ℃)＝3.36×104J
(2)需要酒精的质量为：
∵Q吸＝Q放η
∴Q放＝＝＝8.4×104J
根据公式Q放＝mq得：
m＝＝＝0.0028 kg＝2.8 g
19.【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．
20.【答案】(1)质量　(2)水升高的温度　(3)酒精　(4)不同　(5)③
【解析】(1)探究过程中，利用的实验方法是控制变量法，要控制两套装置中燃料的质量和水的质量一定要相等；(2)实验后，可以通过比较水升高的温度来比较酒精和碎纸片放出的热量多少；(3)从表格中数据可以发现，质量相同的酒精和碎纸片都充分燃烧后，酒精加热的水的温度升高的高，说明酒精放出的热量多；(4)通过实验表明，质量相等的不同燃料，充分燃烧所放出的热量一般是不同的；(5)用比值法定义，并反映物质属性的物理量有： ③ 密度是用比值定义，能够反映物质的属性．
21.【答案】(1)B　(2)初温　质量　(3)煤油　(4)不可靠　燃料完全燃烧的热不能全部被水吸收
【解析】(1)实验前，首先调整好实验装置，根据酒精灯外焰的高度调整铁架台的高度，根据烧杯和烧杯中水的高度调整温度计的高度，所以应先调整、固定B的位置；
(2)实验时应控制两套装置中相同的量，加热时间，水的质量，水的初温．
(3)甲、乙两个装置中，水的质量和初温相同，由Q＝cmΔt知，末温高的吸收的热量较多；
在相同的加热设备下，相同时间内，消耗的燃料相同，由Q＝qm知，水温上升高的，对应的燃料的热值较大，所以是煤油的热值大；
(4)要考虑实验的严密性，实验时有可能燃料并没有完全燃烧，或燃烧后所产生的热量并没有全部传递给水，有热量损失，所以实验结果是不可靠的．
22.【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%.
【解析】(1)根据f＝0.05G求出汽车受到的阻力，汽车匀速行驶时阻力和牵引力是一对平衡力，二力大小相等；
(2)知道汽车牵引力的大小和行驶的速度，根据p＝＝＝Fv求出汽车发动机的功率；
(3)根据W＝Pt求出发动机做的功，根据Q放＝mq求出燃料完全燃烧释放的热量，利用η＝×100%求出效率．
23.【答案】解：甲烷完全燃烧放出的热量：
Q放＝m1q＝0.21 kg×5.6×107J/kg＝1.176×107J,
由题意可知，
Q吸＝Q放＝1.176×107J,
根据Q吸＝cm(t﹣t0)可得，
m＝＝＝56 kg.
答：若这些甲烷完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可使56kg的水从20 ℃升高到70 ℃.
【解析】(1)已知甲烷的热值和质量，根据Q＝mq求出完全燃烧0.21 kg的甲烷能放出的热量；(2)水吸收的热量和甲烷放出的热量相等，根据Q吸＝cm(t－t0)的变形式求出水的质量．
24.【答案】解：(1)1 min内做的有用功：W＝Pt＝7.5×104W×60 s＝4.5×106J.
(2)燃气的质量：m＝ρv＝1.35 kg/m3×1.8×10－3m3＝2.43×10－3kg,
因为空燃比是14∶1，所以燃油的质量是整个质量的，
做一次功消耗的汽油质量：2.43×10－3kg×＝1.62×10－4kg.
(3)1 min内汽油燃烧释放的热量：Q＝mq＝1.62×10－4kg×4.6×107J/kg×2600＝1.94×107J,
发动机的效率：
η＝×100%＝×100%＝23.2%.
答：(1)1 min内做的有用功为4.5×106J.
(2)做功一次消耗汽油的质量是1.62×10－4kg.
(3)发动机的效率是23.2%.
【解析】(1)根据公式W＝Pt进行计算，要注意把功率单位换算成W，把时间单位换算成s.
(2)根据m＝ρv算出燃气的质量，然后根据空燃比算出汽油的质量．
(3)发动机的效率是有用功跟汽油燃烧释放热量的比值．