第十四章《内能的利用》测试卷 2021-2022学年人教版九年级物理上册（有解析）

第十四章《内能的利用》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.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
2.已知甲种燃料的热值大于乙种燃料的热值，下列说法中正确的是(　　)
A． 甲种燃料含有的热量比乙种燃料多
B． 完全燃烧一定质量的甲种燃料，刚好烧开一壶水，那么用同样质量的乙种燃料就不能烧开这壶水
C． 燃烧相同质量的两种燃料，甲种放出的热量多
D． 只要通风条件好，供氧充足，乙的热值可能大于甲的热值
3.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
4.为了提高热机效率，下列措施可行的是(　　)
A． 采用热值高的燃料
B． 降低热机功率
C． 保证良好的润滑减少摩擦
D． 加快热机运行的速度
5.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
6.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
7.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
8.下列实例中能量发生了转化的是(　　)
A． 壶中的水吸热升温
B． 电饭锅通电发热
C． 抱着热水袋取暖
D． 人在阳光照射下感到热
9.下列图形中，属于内能转化为机械能的是(　　)
A．滑下滑梯
B．弯折铁丝
C．做功冲程
D．压缩空气点火
10.甲、乙两汽车，甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高，这表明(　　)
A． 甲做功比乙多
B． 甲做功比乙快
C． 甲消耗的汽油比乙少
D． 以相同的牵引力行驶相同的路程，甲耗油比乙少
11.近年以来，安宁河谷地区大力发展风力发电，风力发电的过程中涉及到的能量转化说法正确的是(　　)
A． 太阳能转化为电能
B． 电能转化为风能
C． 水能转化为电能
D． 风能转化为电能
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.关于能量的转移和转化，下列判断正确的是(　　)
A． 热量可以从低温物体转移到高温物体
B． 能量转移和转化没有方向性
C． 电取暧器辐射到房间里的热量可以再利用
D． 汽车由于刹车散失的热量可以再自动地用来驱动汽车
14.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
15.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
二、填空题(共3小题)
16.太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备，某热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100 kg、初温为20 ℃的水温度升高到40 ℃.则：热水器中的水吸收的热量是________J；若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧________ kg煤气？(煤气的热值q＝4.2×107J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收， 水的比热容C水＝4.2×103J/(kg·℃))
17.天燃气热值约3.6×107J/m3，某段时间小秦家用了0.28 m3天然气，这些天然气全部完全燃烧放出的热量是________ J，若放出的热量有50%被利用，在标准大气压下可把________ kg的水从20 ℃加热至沸腾 [c水＝4.2×103J/(kg·℃)]．
18.中国金花李娜首获大满贯法网女子单打冠军，激励了无数中国人．如图是她击球的一个瞬间，在网球与球拍接触过程中，发生了________能和________能的相互转化．
三、实验题(共3小题)
19.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”)
20.物理小组的同学们组装了下图所示的装置，在完全相同的烧杯中分别装有质量相同的A、B两种液体，在完全相同的燃料盒中分别装有两种不同的燃料
(1)若要比较液体的吸热本领，应选________两图的实验装置进行实验
(2)实验过程中，若浸在液体中的温度计示数都升高50 ℃，加热时间较短的液体比热容较________．
(3)为了比较不同燃料的热值应选________两图的实验装置进行实验；实验过程中，加热时间相同，若浸存液体中的温度计小数升高多，说明这种燃料的热值________．
21.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”)
四、计算题(共3小题)
22.如图所示，简易太阳能热水器受光面积1.2 m2，内装80 kg水，太阳每分钟辐射到1 m2面积上的热量是7.56×104J，如果60%的热量被水吸收，问：
(1)20 ℃的水晒3 h后水温是多少摄氏度？
(2)煤气的热值是4.2×107J/kg，若煤气灶的效率为40%，则烧热这些水(达到上一问中水的末温)需燃烧多少煤气？
23.太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一．若某天太阳能热水器在有效照射时间内，将热水器中质量为 100 kg初温为 20 ℃的水温度升高到 50 ℃.则：
(1) 热水器中的水吸收的热量是多少(水的比热容4.2×103J/(kg·℃))
(2) 若改用燃气锅炉来加热这些水，需要完全燃烧 0.75 m3的燃气，请假该锅炉的效率(燃气热值q＝4.0×107J/m3)
24.发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质．若某台以93号汽油为燃料的汽车，其发动机的相关数据如下表所示．表中空燃比指汽缸内空气和燃油的质量比.
(1)汽车以120 km/h的速度匀速运动时发动机的输出功率最大，此时汽车1 min内做的有用功是多少？
(2)汽车完成一个工作循环时，燃料完全燃烧放出的热量是多少？
(3)当汽车以120 km/h的速度匀速行驶时，发动机的效率是多大？
答案解析
1.【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．
2.【答案】B
【解析】A项，热值是1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量，热量只存在于热传递的过程之中，不能说含有热量，故A错误；B项，由于甲种燃料的热值大于乙种燃料的热值，所以完全燃烧一定质量的甲种燃料放出的热量，比完全燃烧相同质量的乙种燃料放出的热量要多，故B正确；C项，甲的热值虽然大，但如果燃烧不充分，它放出的热量也未必多，故C错误；D项，热值与燃料的种类有关，跟通风条件和供氧情况无关，故D错误．
3.【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．
4.【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．A项，采取热值高的燃料，其利用率不一定高，所以不一定能提高热机的效率，故A错误；B项，降低热机的功率，减少热机在单位时间内做的功，其效率不一定提高，故B错误；C项，保证良好的润滑，减小摩擦，可以减少因摩擦损失的能量，所以可以提高热机的效率，故C正确；D项，加快热机运行的速度，即增加热机在单位时间内做的功，其效率不一定提高，故D错误．
5.【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．
6.【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.
7.【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．
8.【答案】B
【解析】A项，壶中的水吸热升温，是热量发生了传递，属能量的转移，不合题意；B项，电饭锅通电发热，是电流做功，将电能转化为内能，是能量的转化，符合题意；C项，抱着热水袋取暖，是热量发生了传递，属能量的转移，不合题意；D项，人在阳光照射下感到热，是通过热传递使内能增加，属能量的转移，不合题意．
9.【答案】C
【解析】A项，滑下滑梯时，与滑梯发生摩擦做功，将机械能转化为内能，不合题意；B项，弯折铁丝时，是通过做功将机械能转化为内能，不合题意；C项，在内燃机的做功冲程中，燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能，符合题意；D项，压缩点火，属压缩气体做功，将机械能转化为内能，不合题意．
10.【答案】D
【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．效率高说明比值大．汽油机的效率是汽油机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高，所以消耗相同的油，甲做的功多；做同样多的功，甲消耗的油少．A、B、C没有注意控制变量．D正确．
11.【答案】D
【解析】风力发电的过程中，消耗了风能，产生了电能，因此该过程将风能转化为了电能．
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】A
【解析】A项，热量不可以自发的从低温物体转移到高温物体，在外界的影响下，热量可以从低温物体转移到高温物体，例如电冰箱在压缩机消耗电能的情况下，热量可以从低温物体转移到高温物体，故A正确．B项，能量转移和转化有方向性，故B错误；C项，电取暧器辐射到房间里的热量被人和房间吸收，不可以再利用，故C错误；D项，汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为地面、空气的内能，这些能量会散发到周围的环境中，无法再回收利用，因此不能驱动汽车，故D错误．
14.【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．
15.【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．
16.【答案】8.4×106　0.2
【解析】(1)热水器中的水吸收的热量：
Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×100 kg×(40 ℃－20 ℃)＝8.4×106J；
(2)煤气燃烧放出的热量全部被水吸收，即Q放＝Q吸＝8.4×106J，
由Q＝mq可知完全燃烧煤气的质量：
m＝＝＝0.2 kg.
17.【答案】1.008×107　15
【解析】(1)天然气完全燃烧放出的热量：
Q放＝Vq＝0.28 m3×3.6×107J/m3＝1.008×107J
(2)因为Q吸＝cmΔt，所以
m＝＝＝15 kg.
18.【答案】动　弹性势．
【解析】在网球与球拍接触过程中，球遇到球拍的阻力速度逐渐减小，动能减小，球拍受到球的作用力发生了弹性形变具有了弹性势能，此时球的动能转化成了球拍的弹性势能．
19.【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．
20.【答案】(1)甲、丙　(2)小　(3)甲乙　大
【解析】(1)要比较不同物质的吸热本领，必须保证不同物质的质量相等，相同时间吸收的热量相同，所以选择甲丙；(2)实验过程中，若浸在液体中的温度计示数都升高了50 ℃，加热时间较短的液体比热容较小；(3)甲、乙两图，被加热的物质相同，燃料的种类不同，通过温度计的变化可以比较不同燃料的热值；实验过程中，加热时间相同，若浸在液体中的温度计示数升高多，说明这种燃料的热值大．
21.【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．
22.【答案】解：(1)∵太阳每分钟辐射到1 m2面积上的热量是7.56×104J,
∴太阳能热水器3 h得到太阳的辐射热量为：Q＝1.2 m2×3×60 min×7.56×104J/(m2·min)＝16329600 J,
而Q吸＝Qη＝16329600 J×60%＝9797760 J,
又∵C＝4.2×103J/(kg·℃)，m＝80 kg,
∴Δt＝＝＝29.2 ℃，
从而可知t＝Δt＋t0＝29.2 ℃＋20 ℃＝49.2 ℃.
(2)∵Q吸＝9797760 J，η热＝40%，
∴煤气燃烧放出的热量为：
Q放＝＝＝24494400 J,
又∵q气＝4.2×107J/kg,
∴m气＝＝＝0.5832 kg.
答：(1)20 ℃的水晒3 h后水温是49.2 ℃.(2)烧热这些水需燃烧0.5832 kg煤气．
【解析】(1)已知太阳每分钟辐射到1 m2面积上的热量是7.56×104J，便可以计算出太阳能热水器3 h得到太阳的辐射热量Q，已知60%的热量被水吸收，从而可利用公式Q吸＝Qη求出水吸收的热量，已知水的质量和比热容，可利用公式Δt＝计算出温度变化，已知水的初温，可利用公式t＝Δt＋t0计算出末温．
(2)已知水吸收的热量和煤气灶的效率，可利用公式Q放＝计算出煤气燃烧放出的热量，已知煤气的热值，可利用公式m气＝计算质量．
23.【答案】解：(1)热水器中的水吸收的热量：
Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×100 kg×(50 ℃－20 ℃)＝1.26×107J；
(2)完全燃烧煤气放出的热量：
Q放＝V煤气q＝0.75 m3×4.0×107J/m3＝3.0×107J，
锅炉的效率：
η＝×100%＝×100%＝42%.
答：(1)热水器中的水吸收的热量为1.26×107J；
(2)锅炉的效率为42%.
【解析】(1)根据Q＝cm(t－t0)求出水吸收的热量；
(2)根据Q＝mq求出完全燃烧煤气放出的热量；根据η＝×100%求出锅炉的效率．
24.【答案】解：(1)汽车以120 km/h速度匀速运动时，1 min中内做的有用功：
W有用＝Pt＝82.8×103W×60 s＝4.968×106J；
(2)1 min内汽油燃烧释放的热量：
Q放＝mq＝ρVq＝1.3 kg/m3×4.6×107J/kg＝8.28×103J；
(3)发动机的效率：
η＝×100%＝×100%＝25%.
答：(1)汽车1 min内做的有用功是4.968×105J；
(2)燃料完全燃烧放出的热量是8.28×103J；
(3)发动机的效率是25%.
【解析】(1)已知发动机的最大功率，直接根据W＝Pt即可求出汽车1 min内做的有用功；
(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，再利用放热公式求出燃料放出的热量；
(3)发动机的效率是有用功跟汽油燃烧释放热量的比值．