第十四章内能的利用单元测试 2020-2021学年人教版九年级全一册物理（word解析版）

湖南武冈市展辉学校2020-2021学年九上学期物理第十四章内能的利用单元测试（人教版Word版，含答案）
考试范围：第十四章内能的利用 考试时间：80分钟；命题人：唐
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、单选题(共36分)
1．(本题2分)如图为汽油机某一冲程示意图，进气门、排气门关闭，下列选项中与其能量转化过程完全相同的是（　　）
A．用手反复弯折铁丝 B．用热水壶将水烧开
C．压缩空气棉花燃烧 D．水蒸气弹出活塞
2．(本题2分)火箭喷气发动机自带液态氢燃料和氧化剂，它工作时不需要空气，由燃料燃烧产生的强大动力助推火箭升空。使用液态氢作燃料是利用氢的（　　）
A．含有的热量多 B．热值大 C．比热容大 D．密度大
3．(本题2分)汽油机工作的四个冲程中，将机械能转化为内能的是（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
4．(本题2分)以下关于热机效率，说法正确的是（　　）
A．热机做的有用功越多，效率就越高 B．热机的功率大，效率就越高
C．热机消耗的燃料越多，效率就越低 D．热机效率是描述热机性能的重要指标
5．(本题2分)下面关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是（　　）
A．柴油机与汽油机除使用的燃料不同外，在构造上完全相同
B．柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火
C．柴油机的效率一般比汽油机要高
D．柴油机气缸顶部有个喷油嘴，汽油机气缸顶部有个火花塞
6．(本题2分)下面关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是（　　）
A．汽油机与柴油机使用的燃料不同
B．柴油机气缸顶部有个喷油嘴，汽油机气缸顶部有个火花塞
C．汽油机的热机效率高于柴油机，所以得到了更广泛的应用
D．柴油机在吸气冲程中只吸入空气，不需要吸入燃料
7．(本题2分)如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是（　　）
A．该内燃机汽缸顶部有喷油嘴 B．乙图冲程吸入燃料和空气混合物
C．一个工作循环的正确顺序是：乙甲丁丙 D．丁图冲程内能转化为机械能，机器获取动力
8．(本题2分)我国将面向2030年部署一批与国家战略长远发展和人民生活紧密相关的重大科技项目。其中，航空发动机和燃气轮机专项已经启动，下列我国“陆、海、空、天”装备中不属于热机（利用内能做功的机械）的是（ ）
A．中国高铁交流异步牵引电动机
B．052D型导弹驱逐舰燃气轮机
C．歼20战机涡扇15煤油发动机
D．长征五号火箭液液氧发动机
9．(本题2分)如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析正确的是（　　）
A．如图，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少
B．如图，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能减小
C．如图，水蒸气推动了塞子冲出时，试管口有“白雾”产生，温度升高
D．如图，汽油机此冲程中，机械能转化为内能
10．(本题2分)生活中处处有物理，下列现象主要从密度角度考虑的是(　　)
A．冰壶比赛运动员蹬冰脚鞋底用橡胶制成，滑行脚的鞋底用塑料制成
B．交通管理部门规定，货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t
C．用塑料泡沫做电影场景中倒塌的“墙壁”
D．现代火箭用液态氢作燃料
11．(本题2分)下面是小明同学“物理学习笔记”中的摘录，其中不正确的是（　　）
A．物体温度升高，一定吸收了热量
B．做功和热传递在改变物体内能上是等效的
C．单位质量的某种燃料在完全燃烧时所放出的热量叫做这种燃料的热值
D．甲效率比乙的低，是指乙将燃料燃烧放出的能变成有用功的那部分能的比例比甲大
12．(本题2分)下列有关热和能的说法中，正确的是（　　）
A．发生热传递时，温度总是从高温物体传递给低温物体
B．内燃机的压缩冲程，主要通过热传递增加了汽缸内物质的内能
C．一块0℃的冰熔化成0℃的水后，温度不变，内能变大
D．燃料的热值越大，燃烧过程放出的热量越多
13．(本题2分)下列说法正确的是（　　）
A．热机效率越高，做功越快
B．火箭用液态氢作燃料，是因为氢的比热容大
C．热量一定从内能大的物体向内能小的物体传递
D．在做功相同情况下，热机效率越高消耗燃料越少
14．(本题2分)关于热机，下列说法正确的是（　　）
A．热机的效率越高说明热做功越快
B．在做功同样多的情况下，消耗的燃料越多，热机的效率越高
C．采用热值高的燃料，可有效提高热机的效率
D．做功冲程既存在化学能转化为内能，也存在内能转化为机械能
15．(本题2分)下列有关热学知识的说法中正确的是（　　）
A．固体很难被压缩是因为分子间没有间隙
B．燃料燃烧越充分，其热值越大
C．物体吸收热量，温度不一定升高
D．比热容与物体吸收热量的多少有关
16．(本题2分)下列关于汽车的说法中不正确的是（　　）
A．给汽车加油时能闻到汽油的味道，说明分子在不停地做无规则运动
B．常用水作汽车发动机的冷却液，是因为水的比热容较大
C．汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能
D．汽车在刹车过程中，刹车片温度升高，是做功改变了它的内能
17．(本题2分)做同样的功，甲柴油机用3h，消耗2kg柴油；乙柴油机用2h，消耗掉3kg柴油，下列说法中正确的是（　　）
A．甲的功率大，效率低 B．甲的功率大，效率高
C．乙的功率大，效率低 D．乙的功率大，效率高
18．(本题2分)以下对物理概念或原理描述正确的是（　　）
A．塑料吸盘能够牢牢的吸附在光滑的玻璃表面，是因为分子间存在引力
B．热机效率越高，它将内能转化为机械能的比例越大
C．燃料的热值是指某种燃料燃烧放出的热量与其质量的比值
D．压缩冲程是将机械能转化为内能
第II卷（非选择题）
二、填空题(共18分)
19．(本题3分)天然气热水器消耗了0.25kg的天然气将100kg的水由22℃加热到42℃，此过程中天然气的______能转化成水的内能，水的内能增加了_______，天然气热水器的效率是_______。已知，。
20．(本题3分)内燃机一个工作循环有四个冲程，其中将机械能转化为内能的是_____冲程。若某单缸四冲程汽油机每秒对外做功20次，则该汽油机飞轮的转速为_____r/min。柴油机在吸气冲程吸入缸内的物质______
21．(本题3分)据测算，一场全程马拉松比赛，运动员身体消耗的能量约为1.2×107J，若焦炭的热值为3.0×107kg，则这些能量需要完全燃烧_______kg的焦炭才能得到。
22．(本题3分)天然气的热值为 4.0×107J/m3，表示 ______，用天然气灶烧水的过程中水的比热容 ______（选填“变大”、“变小”或“不变”），水的内能增加是通过______方式实现的。
23．(本题3分)破镜难圆的原因是___________。炎炎夏季，都市气温往往比郊外要高3℃～5℃，这就是热岛效应，人们在小区内修建人工湖、喷水池，主要利用水的___________大来调节气温。实验室有1.5kg酒精，测得其热值是3.0×107J/kg，从中取0.5kg酒精完全燃烧，剩下的酒精热值是___________J/kg。
24．(本题3分)如图是某种内燃机某一冲程的示意图，若此内燃机的飞轮转速为2400r/min，则在1s内，内燃机完成______个冲程，对外做功______次。
三、实验题(共24分)
25．(本题10分)如图，在“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验中，小林选用碎纸片和酒精为燃料进行了实验。
燃料 加热前的水温/°C 燃料燃尽后的水温/°C
酒精 15 35
碎纸片 15 25
（1）实验除了温度计，还需要的测量工具是___________。
（2）烧杯中液体的种类____________（选填“相同”或“不同”）。
（3）实验是通过___________（填“加热时间”或“温度计升高的示数”）比较两种燃料完全燃烧放出热量的多少。
（4）燃料完全燃烧后___________（选填“酒精”或“碎纸片”）放出的热量更多。
26．(本题14分)小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知。自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果如表：
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
（1）取质量______（选填“相等”或“不相等”）的煤油和菜籽油做燃料，制成煤油灯和菜籽油灯；
（2）安装实验器材时，应按照______（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序安装。为了保证实验结论的可靠，小明同学应该选择两套完全相同的装置，在实验中还应控制水的质量和______；
（3）分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是______；
（4）实验中燃料燃烧放出的热量，通过______的方式使内能增大（选填“做功”或“热传递”）。
四、计算题(共22分)
27．(本题10分)小楷同学用家用天然气烧水时，将的水从加热到，燃烧了的天然气。已知水的比热容是，天然气的热值约为。试求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）的天然气完全燃烧时所放出的热量是多少？
（3）此次烧水时的热效率为多少？
28．(本题12分)某型号汽车在车型测试中，在一段平直公路上以80km/h的速度匀速行驶了6km，消耗汽油2L，已知汽油的密度为0.7×103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/kg。假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为40%，求该型号汽车在以此速度行驶过程中，
（1）汽油完全燃烧放出多少热量？
（2）汽车受到的阻力是多大？
参考答案
1．D
【详解】
根据图示可知，两个气门都关闭，活塞下行，因此该冲程为做功冲程，将内能转化为机械能；
A．用手反复弯折铁丝做功，把机械能转化为内能，内能增加，故A不符合题意；
B．用热水壶将水烧开，是热传递，是内能的转移，故B不符合题意；
C．用力将活塞压下，活塞对筒内空气做功，筒内空气的内能增大、温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，此过程中机械能转化为内能，故C不符合题意；
D．烧开水时，水蒸气膨胀将塞子弹出，是水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，故D符合题意。
故选D。
2．C
【详解】
利用液态氢作燃料是利用氢的热值大，完全燃烧相同质量的燃料时，氢放出的热量更多，故C符合题意。
故选C。
3．B
【详解】
汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩气缸内气体，气体的温度升高，内能增大，此冲程中，活塞的机械能转化为气体的内能。故选B。
4．D
【详解】
A．热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，热机的有用功多，与燃料完全燃烧放出的能量之比不一定大，故A错误；
B．功率是物体做功快慢的物理量，与效率是两个完全不同的概念，故B错误；
C．热机消耗的燃料多、燃烧放出的热量多，但用来做有用功的能量可能更多，即效率可能更高，所以据消耗燃料的多少是不能判断热机效率大小的，故C错误；
D．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，所以热机效率是描述热机性能的重要指标，故D正确。
故选D。
5．A
【详解】
A．汽油机和柴油机除使用的燃料不同，其构造、点火方式等还有多处不同，故A不正确，符合题意；
B．汽油机与柴油机的点火方式不同，柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火，故B正确，不符合题意；
C．柴油机在压缩冲程中，压缩的程度比汽油机大，燃烧更充分，燃气产生的压强更大，转化成的有用功更多，故柴油机的效率比汽油机的效率高，故C正确，不符合题意；
D．柴油机气缸顶部有个喷油嘴，汽油机气缸顶部有个火花塞，故D正确，不符合题意。
故选A。
【点睛】
此题主要考查柴油机和汽油机的联系和区别，为基础性题目。
6．C
【详解】
A．汽油机与柴油机使用的燃料不同，汽油机使用的燃料是汽油，柴油机使用的燃料是柴油，故A说法正确，不符合题意；
B．柴油机气缸顶部有个喷油嘴，用来喷柴油，汽油机气缸顶部有个火花塞，用来点燃气缸内的汽油，故B说法正确，不符合题意；
C．汽油机的热机效率低于柴油机，但汽油机相对于柴油机更加轻巧，所以得到了更广泛的应用，故C说法不正确，符合题意；
D．工作过程中柴油机吸入的是空气，不需要吸入燃料，由喷油嘴喷柴油，汽油机吸入的空气和汽油的混合物，故D说法正确，不符合题意。
故选C。
7．B
【详解】
A．甲图内燃机气缸顶部火花塞点燃，活塞向下运动，可以判断这是汽油内燃机的做功冲程，柴油内燃机气缸顶部才是喷油嘴，故A错误；
B．根据甲图判断这是汽油内燃机，汽油内燃机吸入的是燃料和空气的混合物，故B正确；
C．甲图火花塞点燃，是做功冲程；乙图进气口打开，是吸气冲程；丙图排气口打开排出废气，是排气冲程；丁图活塞向上运动，进气口和排气口均关闭，是压缩冲程。内燃机一个工作循环的顺序是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，所以正确顺序是：乙丁甲丙，故C错误；
D．丁图是压缩冲程，活塞向上推动压缩混合物，是机械能转化成内能，故D错误。
故选B。
8．A
【详解】
热机是把内能转化成机械能的装置，燃气轮机、煤油发动机和火箭工作时把内能转化成机械能，都是热机，而电动机是把电能转化成机械能，不符合热机的特点，故A符合题意。
故选A。
9．B
【详解】
A．图中，厚玻璃内的空气被压缩时，活塞压缩空气做功，筒内空气温度升高、内能增加，故A错误；
B．图中，瓶子内的空气推动塞子跳起时，瓶内空气对活塞做功，空气的内能减小，故B正确；
C．图中，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少，温度降低，故C错误；
D．图中，汽缸内的气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，气缸内气体的内能减少，故D错误。
故选B。
10．C
【详解】
A．冰壶比赛运动员蹬冰脚鞋底用橡胶制成，是通过增大接触面的粗糙程度，从而增大摩擦力，故A不符合题意；
B．货车限重的目的是通过减小压力，减小压强，减小货车对路面的损坏程度，故B不符合题意；
C．用塑料泡沫做电影场景中倒塌的“墙壁”要采用密度比较小的道具材料制成，防止造成意外事故的发生，故C符合题意；
D．现代火箭用液态氢作燃料是利用液氢热值大的特点，故D不符合题意。
故选C。
11．A
【详解】
A．物体的温度升高，可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，故A错误，符合题意；
B．做功以能量转化的方式改变物体的内能，热传递用能量转移的方式改变物体的内能，它们在改变物体内能上是等效的，故B正确，不符合题意；
C．单位质量的燃料完全燃烧时释放出的热量是燃料的热值，故C正确，不符合题意；
D．甲柴油机的效率比乙柴油机的效率低，说明乙柴油机用来做有用功的能量占总能量的百分比大，故D正确，不符合题意。
故选A。
12．C
【详解】
A．热传递时，热量是由温度高的物体向温度低的物体传递，故A错误；
B．内燃机的压缩冲程中，是活塞对气缸内物质做功，温度升高，内能增大，故B错误；
C．0摄氏度的冰要熔化成0摄氏度的水，需要吸收热量，所以内能增大，但温度不变，故C正确；
D．相同质量的燃料完全燃烧，热值越大，则放出的热量越多，而热值大，质量小的燃料在完全燃烧时，放出的热量不一定就多，故D错误。
故选C。
13．D
【详解】
A．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，功率越大表示热机做功越快，功率与效率无关，故A错误；
B．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B错误；
C．热量一定是从温度高的物体传向温度低的物体，与物体内能的大小无关，故C错误；
D．热机的效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比，效率高的热机做相同的有用功消耗的燃料少，故D正确。
故选D。
14．D
【详解】
A．热机效率是有用能量在燃料完全燃烧放出热量中所占比值，功率是物体做功的快慢，两者没有必然联系，故A错误；
B．热机的效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多，故B错误；
C．热机的效率与燃料的热值没有关系，提高燃料的利用率是提高热机效率的关键，故C错误；
D．在做功冲程中，燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能，高温高压燃气的内能推动活塞做功，转化为机械能，故D正确。
故选D。
15．C
【详解】
A．固体很难被压缩是因为分子间存在斥力，故A错误；
B．热值与燃料燃烧是否越充分无关，故B错误；
C．物体吸收热量，温度不一定升高，如晶体熔化时吸热，温度不变，故C正确；
D．比热容与物体吸收热量的多少无关，只与物质的种类和状态有关，故D错误。
故选C。
16．C
【详解】
A．给汽车加油时能闻到汽油的味道，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故A正确，不符合题意；
B．水的比热容大，和质量相同的其它液体相比，升高相同的温度水吸热多，冷却效果好，故常用水作汽车发动机的冷却液，是因为水的比热容较大，故B正确，不符合题意；
C．汽油机在做功冲程中把内能转化为机械能，故C不正确，符合题意；
D．做功可改变物体的内能。汽车在刹车过程中，要克服摩擦力做功，故刹车片内能变大，温度升高，是做功改变了它的内能，故D正确，不符合题意。
故选C。
17．C
【详解】
由Q=mq可知，消耗柴油产生的热量之比等于质量之比，则
Q甲放:Q乙放=m甲:m乙=2:3
时间之比为
t甲:t乙=3:2
则由可求功率之比为
做同样的功，则由可求效率之比为
综合可得，乙的功率大，甲的效率高。
故选C。
18．D
【详解】
A．塑料吸盘能够牢牢的吸附在光滑的玻璃表面，是因为大气压强，故A错误；
B．热机效率越高，它将内能转化为机械能的比例越大，有效利用的机械能占燃料完全燃烧放出的热量的占比越大，故B错误；
C．燃料的热值是指某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量的比值，故C错误；
D．压缩冲程是将机械能转化为内能是正确的，故D正确。
故选D。
19．化学 84%
【详解】用天然气烧水的时候，天然气的化学能减少，水的内能增多，所以这个过程是天然气的化学能转化成水的内能。
根据比热容的定义式可知，水吸收的热量
0.25kg天然气完全燃烧放出的热量
天然气的效率为水吸收的热量与天然气放出的热量之比，故该天然气热水器的效率
20．压缩 2400 空气
【详解】
内燃机的一个工作循环包括：吸气、压缩、做功、排气四个冲程，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程是将内能转化为机械能。
某单缸四冲程汽油机每秒对外做功20次，活塞经过80冲程，飞轮转40圈，该汽油机飞轮的转速
40r/s=2400r/min
汽油机在吸气冲程吸入缸内的物质是空气和汽油的混合气体，柴油机在吸气冲程吸入缸内的物质是空气。
21．0.4
【详解】
由题意可知，焦炭完全燃烧放出的热量等于运动员身体消耗的能量为Q放＝1.2×107J，根据Q放＝mq可知需要焦炭的质量为
22．1m3的天然气完全燃烧时释放出的热量为 4.0×107J 不变 热传递
【详解】
天然气的热值为4.0×107J/m3，表示1m3的天然气完全燃烧时释放出的热量为 4.0×107J。
用天然气灶烧水的过程中水的温度升高，物质种类和状态不变，比热容是物质的固有特性，所以比热容不变。
天然气的火焰温度高于水壶和水的温度，天然气燃烧时释放的热量传递给水壶和水，所以水的内能是通过热传递的方式增加的。
23．分子间距离太大，分子间引力不起作用 比热容 3.0×107
【详解】
由于分子间作用力的作用距离很小，碎玻璃拼在一起时，碎玻璃块间的距离远大于分子间引力相互作用的距离，分子间引力不起作用，所以碎玻璃不能拼在一起。
人们在小区内修建人工湖、喷水池，因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得昼夜的温差小，即主要利用水的比热容大来调节气温。
[3]热值是燃料的一种性质，大小与燃料种类有关，而与质量大小无关，酒精的热值是3.0×107J/kg，从中取0.5kg酒精完全燃烧，剩下的酒精热值不变，仍是3.0×107J/kg。
24．80 20
【详解】
则在1s内，飞轮转的圈数为
在一个工作循环中，4个冲程，飞轮转2圈，对外做功一次，故冲程数为
故一共有80个冲程。
在一个工作循环中，4个冲程，飞轮转2圈，对外做功一次，现在飞轮在1s内转动40圈，故对外做功次数为20次。
25．天平 相同 温度计升高的示数 酒精
【详解】
（1）因为要称量质量相等的不同燃料，所以要天平。
（2）被加热的液体种类要相同，否则存在多个变量，无法探究。
（3）完全燃烧质量相等的不同燃料，同时去加热质量相同的同种液体，温度计升高的示数越高，说明放热越多。
（4）由表格可知，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℃，酒精放出的热量更多。
26．相等 自下而上 初温 煤油 热传递
【详解】
(1)为比较煤油和菜籽油热值的大小，实验过程中应采用控制变量法，需要控制煤油和菜籽油的质量相同。
(2)为保证用火焰的外焰加热，且温度计的玻璃泡不能接触容器底和容器壁，所以先安装下面器材，再安装上面器材，便于调节器材间的距离。
由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中还应控制水的质量和初温相等。
(3)用相同质量的煤油和菜籽油燃烧后加热相同的水，由表中数据可知，用煤油加热的水温度升得高，则说明煤油燃烧放出的热量多，煤油的热值大。
(4)燃料燃烧放出的热量，通过热传递的方式使物体的内能增大。
27．（1）；（2）；（3）
【详解】
解：（1）水的质量为
水吸收的热量是
（2）的天然气完全燃烧时所放出的热量是
（3）此次烧水时的热效率为
答：（1）水吸收的热量是；
（2）的天然气完全燃烧时所放出的热量是；
（3）此次烧水时的热效率为。
28．（1）6.3×107J；（2）4.2×103N
【详解】
解：（1）汽油的质量为
m=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×2×10-3m3=1.4kg
汽油完全燃烧放出热量为
Q放=mq汽油=1.4kg×4.5×107J/kg=6.3×107J
（2）牵引力做的功为
W=ηQ放=40%×6.3×107J=2.52×107J
由功的公式W=Fs可得，汽车的牵引力为
F==4.2×103N
因为汽车做匀速直线运动，所以受到的阻力
f=F=4.2×103N
答：（1）汽油完全燃烧放出热量为6.3×107J；
（2）汽车受到的阻力是4.2×103N。