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.冲击钻是一种打孔的工具．工作时，钻头在电动机带动下不断地冲击墙壁打出圆孔(如图所示)．冲击钻在工作的过程中(　　)
A． 只有电能和内能的转化
B． 只有电能和机械能的转化
C． 有电能、机械能和内能的转化
D． 没有机械能和内能的转化
2.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
3.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
4.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
5.汽油机吸气冲程吸入气缸内的物质是(　　)
A． 柴油
B． 汽油和空气
C． 汽油
D． 空气
6.下列过程中，物体的重力势能转化为动能的是(　　)
A． 热气球上升的过程
B． 铅球自由下落的过程
C． 跳水运动员将跳板踏弯的过程　
D． 跳伞运动员在空中匀速下落的过程
7.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
8.太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是(　　)
A． 图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B． 图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能
C． 图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D． 图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
9.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
10.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
11.能量转化与守恒定律是自然界的基本规律之一，关于下列现象中的能量转化，说法正确的是(　　)
A． 发电机工作时，将电能转化为机械能
B． 给手机电池充电，是将化学能转化为电能
C． 电动机工作时，消耗的动能大部分转化为内能
D． 汽油机的做功冲程，主要将内能转化为机械能
12.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
13.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
14.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
15.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
二、填空题(共3小题)
16.一位同学阅读了某牌号汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图所示的图表，请你根据给出的信息，计算该内燃机的效率为________至________．
17.内燃机是用燃料燃烧的内能来做功的．图甲中问号部分的能量是表示________热量．如图所示的设计是上面水箱里的水冲到叶轮上，带动水泵旋转把下面水箱的水又抽到上面水箱中，从而实现了能量的转化和守恒．这样的设计________实现(填“能”或“不能”)．
18.如图所示，该汽油机的工作过程是________冲程，此冲程将_____转化为________能．
三、实验题(共3小题)
19.比较不同燃料的热值实验：
(1)为保证实验结论的可靠，小王同学在实验中应保持水的质量、________、以及两个烧杯等都应相同．
(2)实验数据记录如下表，根据表中数据，估算出燃料2的热值是________ J/kg.
(3)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.为比较酒精和汽油热值的大小，小小制定了以下实验方案：
(1)取质量相同的酒精和汽油作燃料，制成酒精灯和汽油灯．
(2)两灯同时点燃后分别给两杯质量和初温都相同的水加热(烧杯质量也相同)如图所示
(3)通过观察水温的变化，由此判断两种燃料热值的大小．
请根据小小的设计方案回答：
①当两灯的燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是80 ℃，而乙装置的读数是90 ℃.由此判断________的热值比较大．
②实验中燃料燃烧放出的热量，通过________方式使水的内能增大．
③根据Q吸＝cm水(t－t0)计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出汽油的热值，发现结果与资料中给出的汽油热值相比________(选填：“偏大”或“偏小”)．结合装置图，分析原因：________.(只写出一个即可)
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.用某锅炉把50 kg的水从20 ℃加热到100 ℃.水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)．试求：
(1)水吸收的热量是多少？
(2)这些热量相当于完全燃烧多少千克酒精放出的热量？(酒精的热值是3.0×107J/kg)
23.一台汽油机，活塞面积是50 cm2，活塞行程是25 cm，做功冲程燃气产生的平均压强为9.84×105Pa，若飞轮的转速是600 r/min，效率为30%，求汽油机在一小时内要消耗多少汽油？(汽油的燃烧值为4.6×107J/kg)
24.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·℃)]
答案解析
1.【答案】C
【解析】(1)当电流通过电动机时，电流做功，消耗电能转化为机械能和内能；
(2)钻头冲击墙壁，克服摩擦做功，将机械能转化为内能；由此分析可知，在该过程中存在电能、机械能和内能的转化．
2.【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．
3.【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.
4.【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．
5.【答案】B
【解析】四冲程汽油机的吸气冲程中，吸入的气缸的气体是汽油和空气的混合物．
6.【答案】B
【解析】A项，热气球上升的过程，高度增加，是空气对气球做功，机械能增加，故A不符合题意；B项，铅球自由下落的过程中，高度下降，速度增加，是重力势能转化为动能，故B符合题意；C.跳水运动员将跳板踏弯的过程中，跳板形变的程度增加，弹性势能增加，并非减小转化成动能，故C不符合题意；D项，跳伞运动员在空中匀速下落的过程，速度不变，高度下降，是动能不变，重力势能减小，故D不符合题意．
7.【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．
8.【答案】A
【解析】太阳能的利用方式：一是利用太阳能热水器给它里面的水等物质加热，把太阳能转化为内能(光热转化)；二是利用光电转换装置，把太阳能转化为电能(光电转化)；三是植物光合作用转化化学能(光化转化)．
A项，绿色植物的光合作用是将光能转化为化学能，储存在植物体内，故A正确；B项，太阳能热水器内的水从太阳吸收热量，内能增加、温度升高，是通过热传递的方式增加水的内能，故B错误；C项，太阳能信号灯先将太阳能先转化为电能，再转化为光能，故C错误；D项，太阳能飞机是先将太阳能转化为电能，再转化为机械能，故D错误．
9.【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．
10.【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．
11.【答案】D
【解析】A项，发电机工作时，将机械能转化为电能，故A错误；B项，给手机电池充电，是将电能转化为化学能储存在电池中，故B错误；C项，电动机工作时，消耗的动能大部分转化为机械能，少部分转化为内能，故C错误；D项，汽油机的做功冲程，主要将内能转化为机械能，故D正确.
12.【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．
13.【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．
14.【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．
15.【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．
16.【答案】24%　30%
【解析】当损失的各种能量在总能量中占的百分比最大时，该内燃机的效率最低．即为：100%－35%－32%－9%＝24%.
当损失的各种能量在总能量中占的百分比最小时，该内燃机的效率最高．即为：100%－33%－30%－7%＝30%.
17.【答案】高温废气带走的　不能
【解析】内燃机燃料燃烧释放的能量分配：有一小部分是克服机械之间的摩擦消耗的能量，一大部分是高温废气带走的能量，剩余的才是转化为有用机械能的能量．
高处水池中水的重力势能，只有部分转化为叶轮的动能；而叶轮的动能部分用来打磨物体及转动部分摩擦做功，不会全部提供给水泵用来提升水．或简答为“用于水泵提升水的能量只是从上面流下的水的动能的一部分”．由于从上面流到下面水池过程中，由于用来打磨物体消耗能量，故流下来的水不能全部被抽送到上面的水池中．即流下来的水要比抽上去的水多，随着时间的推移，上面水池中的水越来越少，一定时间后便不再有水从上面流下来，所以这个装置不能够“永动”．
18.【答案】做功　内、机械
【解析】在内燃机的四个冲程中，进气阀和排气阀均关闭的只有压缩冲程和做功冲程，而在压缩冲程中活塞向上运动，做功冲程中活塞向下运动；一个气阀打开，另一个气阀关闭的是吸气冲程和排气冲程，而在吸气冲程中活塞向下运动，排气冲程中活塞向上运动．
如图汽油机气缸中活塞向下运动，两个气阀都关闭，火花塞喷出电火花，是做功冲程；此冲程，燃气膨胀推动活塞做功，将内能转化成机械能．
19.【答案】(1)燃料的质量　(2)1.2× 107　(3)小　燃料燃烧放出的热不能被水全部吸收
【解析】(1)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；
(2)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1.2×107J/kg；
(3)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汽油　②热传递　③偏小　烧杯没有加盖，在进行热传递时，有部分内能直接散失了
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)水吸收的热量为：
Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×50 kg×(100 ℃－20 ℃)＝1.68×107J.
(2)∵Q放＝mq，q＝3.0×107J/kg，
∴需要燃烧酒精的质量：
m＝＝＝0.56 kg.
答：(1)水吸收的热量是1.68×107J；(2)这些热量相当于完全燃烧0.56千克酒精放出的热量．
【解析】(1)知道水的质量、比热容、初温和末温，根据公式Q吸＝cm(t－t0)可求出水吸收的热量；(2)根据Q放＝mq可求出酒精的质量．
23.【答案】解：发动机做功一次所做的功：
W＝Fs＝pSL＝9.84×105Pa×5×10－3m2×0.25 m＝1230 J,
汽油机在一小时内做的总功：
W总＝60×300×1230 J＝2.214×107J,
发动机做功的平均功率：
p＝＝＝6150 W；
∵η＝
∴汽油完全燃烧放出的总能量：
Q＝＝＝7.38×107J,
∵Q＝mq
∴完全燃烧汽油的质量：
m＝＝≈1.60 kg.
答：汽油机在一小时内要消耗1.60 kg的汽油．
【解析】飞轮的转速是600 r/min，意思是飞轮1 min转600 r，对外做功300次；
根据W＝Fs和p＝可得出W＝Fs＝pSL求出发动机做的功，再求出1 min做的总功，根据p＝求出功率；
求出汽油机工作一小时做的功，根据η＝求出燃烧汽油放出的热量，根据Q＝mq求出汽油的质量．
24.【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．