第十四章内能的利用测试卷2021-2022学年人教版九年级全一册物理（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
2.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
3.市场上有一种装有太阳能电风扇的帽子，如图所示，阳光照射太阳能电池板，扇叶快速转动，能 在炎热的夏季给人带来一丝凉意．该装置的能量转化情况是(　　)
A． 机械能→太阳能→电能
B． 太阳能→机械能→电能
C． 电能→太阳能→机械能
D． 太阳能→电能→机械能
4.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
5.如图所示试管中装有水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个纸做的小叶轮，加热试管使水沸腾后，小叶轮转动，下列说法正确的是(　　)
A． 小叶轮的转动是热传递的结果
B． 小叶轮的转动是内能转化为机械能
C． 小叶轮的转动是机械能转化为内能
D． 内燃机中的压缩冲程与此相同
6.根据能量守恒定律，下列说法正确的是(　　)
A． 电水壶烧水电能转化内能，水增加的内能小于电水壶消耗的电能
B． 给机械钟上发条是为了减少机械钟的能量损失
C． 热传递过程是双向的，即甲物体向乙物体传热的同时乙物体也向甲物体传热
D． 出膛的子弹射穿木板，由于摩擦生热会使它以更快的速度继续前进
7.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
8.下列用电器工作时，能量转化的主要形式与电饭锅相同的是(　　)
A． 电烤箱
B． 空调
C． 电风扇
D． 洗衣机
9.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
10.煤油的热值大于酒精的热值，下列说法中正确的是(　　)
A． 煤油比酒精含有的热量多
B． 燃烧相同质量的煤油和酒精，煤油放出的热量要多些
C． 完全燃烧相同质量的煤油和酒精，利用煤油刚好能烧开一壶水，那么利用酒精则不能烧开这壶水(效率相同条件下)
D． 通风条件越好，供氧越充足，两种燃料的热值就越大
11.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
12.煤炭是一种重要能源，区别优劣煤最科学的办法是检测煤炭的(　　)
A． 比热容
B． 密度
C． 热值
D． 温度
13.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
14.在“比较质量相等的不同燃料充分燃烧时放出的热量”的活动中，同学们发现分别使5 g的酒精和 5 g的碎纸片充分燃烧后，被它们加热的各 100 g、25 ℃ 的水的温度分别上升到80 ℃ 和 45 ℃ ，这说明(　　)
A． 酒精的热值比碎纸片的热值大
B． 酒精含有的热量比碎纸片大得多
C． 燃烧酒精总比燃烧碎纸片放出的热量多
D． 酒精的内能比碎纸片内能大得多
15.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
二、填空题(共3小题)
16.如图所示是太阳能LED照明路灯，它主要由太阳能电池板、LED灯头等部分构成．LED是一种发光二极管，通过电流能够发光，可以把电能直接转化成________能，水利发电站是将________能直接转化成________能．
17.按如图所示装置进行实验，把试管中的水加热至沸腾，试管上方的小叶轮会转动起来，此过程中能量的转化与热机工作中的________冲程能量的转化相同．
18.中华艺术“烙画”相传源于秦朝，即用火烧铁杆(现代发展为电烙铁)在物体上熨出烙痕作画．电烙铁通电升温的过程是能的________过程，“画布”升温的过程是能的________过程．(均选填“转化”或“转移”)．
三、实验题(共3小题)
19.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
20.如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量和烧杯内液体的质量也相同．
(1)比较不同燃料的热值，则应选________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．
(2)有同学猜想物体温度升高吸收热量的多少可能与质量和物质的种类有关．要研究物体温度升高吸收热量的多少与质量的关系，需要选取质量________(选填“相同”或“不同”)的________(选填“同种”或“不同种”)物质进行研究．
(3)若要研究物体温度升高吸收热量的多少与物质种类的关系，需要选用质量相同的________(选填“同种”或“不同种”)物质进行研究，这种研究物理问题的方法叫________________________________________．
21.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
四、计算题(共3小题)
22.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？
23.已知某品牌校车在正常行驶时，汽油完全燃烧释放的能量转化为校车做功的效率是30%(汽油热值q＝4.6×107J/kg，汽油密度0.7×103kg/m3)．试求：
(1)10L汽油完全燃烧释放的热量为多少焦耳？
(2)当汽车以最高时速(1080 km/h)在水平地面上匀速行驶时，所受阻力为3000 N，则连续行驶5 min，汽车所做的有用功是多大？这个过程消耗的汽油是多少千克？(保留两位小数)
24.某学习小组想研究酒精灯烧水时的热效率．他们用酒精灯给100 g初温为20 ℃的水加热，经过一段时间测得水温升高了60 ℃、消耗了4.2 g酒精．已知：水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，酒精的热值为3×107J/kg.求：
(1)此过程中水吸收的热量；
(2)4.2g酒精完全燃烧放出的热量；
(3)酒精灯烧水时的热效率．
答案解析
1.【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．
2.【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．
3.【答案】D
【解析】帽子上的太阳能电池板将太阳能转化为电能，供小电扇工作．小电扇工作时消耗电能，将电能转化为扇叶的机械能．
4.【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．
5.【答案】B
【解析】燃料燃烧的过程是化学能转化为内能，这种内能传递给水，水沸腾汽化为水蒸气，高温的水蒸气可以驱动叶轮转动，水蒸气自身的温度会降低，内能会减少，转化成了叶轮的机械能，是内能做功的结果；故选项AC错误，选项B正确；内燃机的压缩冲程是压缩空气做功，将机械能转为内能，故D错误．
6.【答案】A
【解析】A项，在电水壶的使用过程中，消耗了电能，而水的温度升高，内能增加，故是电能转化为内能，但有一部分消耗掉并不是全部转化为水的内能，故水增加的内能小于电水壶消耗的电能，正确；B项，卷紧的发条具有弹性势能，带动指针走动，使指针具有了动能．这个过程是弹性势能转化为动能，故错误；C项，热传递的特点是：高温物体放出热量，内能减少，温度降低．低温物体吸收热量，内能增加，温度升高．直到温度相同，故错误；D项，子弹射穿木板的情景，子弹高速运动，说明子弹具有动能，由于摩擦生热会使动能减小，它的速度减慢，故错误．
7.【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．
8.【答案】A
【解析】电饭锅工作时，主要将电能转化为内能．A项，电烤箱是将电能转化为内能，与电饭锅的能量转化相同，符合题意；B项，空调依靠压缩机工作，将电能转化为机械能，不合题意；C项，电风扇主要将电能转化为机械能，不合题意；D项，洗衣机主要将电能转化为机械能，不合题意．
9.【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．
10.【答案】C
【解析】A项，热值是单位质量的燃料完全燃烧时所释放出的热量，说法错误；B项，煤油的热值比酒精大，在完全燃烧相同质量的煤油和酒精，煤油放出的热量要多些，题目中没有完全燃烧，说法错误；C项，煤油的热值比酒精大，所以完全燃烧相同质量的两种燃料时，煤油释放的热量多，符合题意；D项，因为热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧无关，不符合题意；
11.【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．
12.【答案】C
【解析】衡量燃料优劣的方法是比较它们的热值，热值是指某种燃料完全燃烧时放出的热量与质量之比，反映了完全燃烧相同质量的不同种燃料时放出热量的多少，优质的煤炭热值较高．
13.【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．
14.【答案】A
【解析】相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出的热量越多，则这种燃料的热值越大.5 g的酒精和5 g的碎纸片充分燃烧后，产生的热量被相同质量、相同初温的水吸收，酒精加热的水温上升的高，反映了酒精产生的热较多；说明酒精的热值比碎纸片的热值大，故A正确；热量是过程量，含有热量的说法是错误的，故B错误；在质量不确定的情况下，无法确定物体燃烧放出的热量，故C错误；内能是与物质种类、质量、温度等因素相关的物理量，与燃烧放热无关，故D错误．
15.【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．
16.【答案】光　水　电
【解析】太阳能电池板是把太阳转化成电能．LED是一种发光二极管，通过电流时不用经过加热灯丝直接能够发光，即把电能直接转化成光能．水利发电站是将水能直接转化成电能．
17.【答案】做功
【解析】由图可知，从玻璃管口喷出的水蒸气驱动叶轮转动，水蒸气会对叶轮做功，将水蒸气的内能会转化为塞子的机械能；此过程与汽油机的做功冲程类似，在做功冲程中也是燃气的内能转化为活塞的机械能．
18.【答案】转化　转移
【解析】电烙铁通电升温的过程中，是电流做功，将电能转化为内能，所以属于能量的转化过程；“画布”升温的过程中，能量的形式不变，因此是能的转移过程．
19.【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．
20.【答案】(1)甲、乙　甲、丙　(2)不同，同种　(3)不同种，控制变量法．
【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．
(2)猜想物体温度升高吸收热量的多少可能与质量和物质的种类有关．要研究物体温度升高吸收热量的多少与质量的关系，需要选取质量不同的同种物质进行研究．
(3)若要研究物体温度升高吸收热量的多少与物质种类的关系，需要选用质量相同的不同种物质进行研究，这种研究物理问题的方法叫控制变量法．
21.【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．
22.【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．
23.【答案】解：(1)由ρ＝可得，汽油的质量m＝ρV＝0.7×103kg/m3×10×10－3m3＝7 kg,
完全燃烧释放的热量Q＝mq＝7 kg×4.6×107J/kg＝3.22×108J；
(2)已知v＝1080 km/h＝30 m/s，t＝5 min＝300 s,
由v＝可得，s＝vt＝30 m/s×300 s＝9000 m
匀速行驶时，F＝f＝3000 N,
则汽车所做的有用功W有用＝Fs＝3000 N×9000 m＝2.7×107J,
已知η＝×100%＝30%，则Q＝＝＝9×107J,
由Q＝mq可得，m＝＝≈1.96 kg.
答：(1)10 L汽油完全燃烧释放的热量为3.22×108J；
(2)汽车所做的有用功是2.7×107J，这个过程消耗的汽油是1.96千克．
【解析】(1)已知汽油的体积，利用密度公式变形可求得其质量，再利用Q＝mg可求得完全燃烧释放的热量；
(2)由平衡条件求出汽车牵引力，由W＝Fs求出汽车做的有用功．
24.【答案】解：(1)水吸收的热量：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×0.1 kg×60 ℃＝2.52×104J；
(2)酒精完全燃烧产生的热量：
Q放＝mq＝0.0042 kg×3×107J/kg＝1.26×105J；
(3)酒精灯烧水时的热效率：.
η＝×100%＝×100%＝20%.
答：(1)水吸收的热量是2.52×104J；
(2)4.2 g酒精完全燃烧放出的热量是1.26×105J；
(3)酒精灯烧水时的热效率是20%.
【解析】(1)根据题意，可以首先利用吸热公式求水吸收的热量；
(2)已知酒精的质量和热值，利用Q＝mq可求酒精完全燃烧产生的热量；
(3)烧水时的热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比．