第十四章《内能的利用》测试卷——2021—2022学年人教版第一学期初三物理 （含答案）

第十四章《内能的利用》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.关于四冲程汽油机的工作过程，有以下几种说法：①在做功冲程中，活塞向上运动；②在排气冲程中，进气门关闭，排气门打开；③做功冲程火花塞产生电火花；④在一个冲程中对外做功两次．以上说法正确的是(　　)
A． 只有②③
B． 只有①③
C． 只有②④
D． 只有②③④
2.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
3.把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部(如图所示)，松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上．乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加．下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是(　　)
A． 是由水的内能转化来的
B． 是由水的重力势能转化来的
C． 是由乒乓球的内能转化来的
D． 是由乒乓球的化学能转化来的
4.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
5.“可燃冰”是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质．我国近期在南海海底发现了“可燃冰”．如图所示，燃烧1 m3可燃冰释放出的能量与燃烧164 m3天然气释放的能量相当，由此可判断“可燃冰”(　　)
A． 具有很高的热值
B． 具有较大的热量
C． 只有燃烧时才有内能
D． 未点燃时只具有化学能
6.如图所示是四冲程汽油机的其中一个冲程的剖面图，下列说法正确的是( )　
A． 该冲程是压缩冲程
B． 该冲程中活塞向上运动
C． 该冲程是内能转化为机械能的过程
D． 该冲程是机械能转化为内能的过程
7.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
8.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
9.从本质上来看，内燃机的工作能量来源于(　　)
A． 机械能
B． 热能
C． 化学能
D． 化学能和热能
10.一种叫做“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应．一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的．只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10 kV～20 kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体．上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是(　　)
A． 化学能转化为电能
B． 内能转化为电能
C． 光能转化为电能
D． 机械能转化为电能
11.如图所示，甲、乙是两个演示实验的示意图；，丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图．下列说法中，正确的是(　　)
A． 丙图所示的是做功冲程，其工作原理如甲图所示的实验
B． 丙图所示的是压缩冲程，其工作原理如乙图所示的实验
C． 丁图所示的是压缩冲程，其工作原理如甲图所示的实验
D． 丁图所示的是做功冲程，其工作原理如乙图所示的实验
12.从本质上来看，内燃机的工作能量来源于(　　)
A． 机械能
B． 热能
C． 化学能
D． 化学能和热能
13.四口之家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗量分别为：木柴约200 kg，烟煤约80 kg，液化石油气约30 kg，煤气约60 kg.这四种燃料中哪一种燃料的热值最高(　　)
A． 木柴
B． 烟煤
C． 液化石油气
D． 煤气
14.单缸四冲程汽油机完成一个工作循环，曲轴转过(　　)
A． 720°
B． 180°
C． 150°
D． 90°
15.下列关于能量转化的说法正确的是(　　)
A． 跳伞运动员在空中匀速下落过程中是将重力势能转化为动能
B． 拉弓射箭过程是将动能转化为弹性势能
C． 给电池充电是将化学能转化为电能
D． 核电站发电是将核能转化为电能
二、填空题(共3小题)
16.汽油机吸进汽缸的是________柴油机吸引汽缸的只有________，因此柴油机的压缩比较汽油机的压缩比例________，因而柴油机比汽油的效率________．
17.现在智能手机的屏幕做的越来越大，同时也带来了需要频繁充电的烦恼．于是，一种叫做“充电宝”的便携式充电设备应运而生，平时空闲时，可以通过家中的插座将其充满电，这样等到出门在外、手机没电时，就可以用它给手机充电．如图， “充电宝”正在给一台手机充电，其中主要涉及到能量转化过程为：_________能→电能→___________能．
18.如表中列出几种燃料的热值，单位是J、kg，我国航天事业用氢气作燃料是因为氢气的________大，放出2.8×108J热量需要完全燃烧________ kg氢气，相当于完全燃烧________ kg干木柴.
三、实验题(共3小题)
19.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________．
20.如表列出了几种燃料的热值，单位是J/kg.
为了探究燃料燃烧时放出热量的多少是否与燃料的种类有关，某同学设计了一个探究方案如下：
(1)实验时所选用燃料种类应________，质量应________．(选填“相同”或“不同”)
(2)若燃烧放出的热量用水吸收，则实验中，除了盛水容器相同，水的质量要相等外，你认为还应保持________相同．
(3)通过比较________，可以得出燃料燃烧放出的热量与燃料的种类有关．
21.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________________________________________．
四、计算题(共3小题)
22.安全、清洁、方便的太阳能越来越受到广泛利用，一太阳能热水器内装有250 kg，温度为20 ℃的水，在阳光照射一段时间后，水温升到80 ℃.(q＝1.2×107J/kg)
(1)水吸收的太阳能是多少？
(2)这些能量相当于完全燃烧多少千克干木柴放出的热量？
(3)储水箱很重，放在热水器的下部更稳定，为何太阳能热水器的水箱都在热水器上部？
23.一辆汽车以72 km/h的速度匀速行驶10 min，消耗的汽油为1.2 Kg.汽车匀速行驶时受到的牵引力F＝1.2×103N，汽油的热值q＝4.6×107J/Kg.问：
(1)这段时间内汽油完全燃烧放出的热量是多少？
(2)这段时间内汽车牵引力做功的功率是多少？
(3)该汽车的效率是多少？
24.据英国《每日邮报》网站的报道，德国大众汽车公司近日宣布他们研制出了“世界上最省油的汽车”，百公里油耗仅约为1.0升，据悉这辆名为XL1的汽车的动力由一台小型柴油发动机和一个独立的电动马达及电池组提供，采用碳纤维材料的XL1的整车重量仅为380 kg，由于该车的特殊造型和材料，车辆匀速行驶时受到的阻力约为200 N．(柴油的热值为4.0×107J/kg，密度为0.85×103kg/m3)
试求：(1)1.0升柴油完全燃烧时放出的热量；
(2)该汽车发动机的效率．
答案解析
1.【答案】A
【解析】①做功冲程中两个气门都关闭，此时活塞向下运动，故①错误；②排气冲程中进气门关闭，排气门打开，废气排出气缸，故②正确；③做功冲程中两个气门都关闭，火花塞点火，故③正确；④一个工作循环包括四个冲程，活塞往复2次，曲轴转动2周，对外做功1次，故④错误．
2.【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．
3.【答案】B
【解析】松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上．乒乓球在上升的过程中，水的重心不断降低，重力势能不断减小，重力势能转化为乒乓球的机械能，故乒乓球的机械能不断增加．
4.【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．
5.【答案】A
【解析】燃烧1 m3可燃冰释放出的能量与燃烧164 m3天然气释放的能量相当，由此可判断“可燃冰”具有很高的热值．
6.【答案】C
【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．
根据图示可知，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，气缸容积增大，因此是做功冲程；在做功冲程中将内能转化为机械能．
7.【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．
8.【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．
9.【答案】C
【解析】内燃机工作时，将燃料的化学能通过燃烧燃烧转化为内能，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．
10.【答案】D
【解析】“挤压或拉伸”动作后，就会产生放电现象， 说明消耗机械能，转化后得到了电能，所以为机械能转化为电能．
11.【答案】B
【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．
由图丙，气门都关闭，活塞向上运动，所以是汽油机的压缩冲程，机械能转化为内能；
由图丁，气门都关闭，活塞向下运动，所以是汽油机的做功冲程，内能转化为机械能．
图甲，往锥形瓶中打气后，瓶内压缩气体推动瓶塞做功，将内能转化为机械能；
由图乙，用力将活塞压下，活塞对空气做功，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．是将机械能转化为内能的过程．
由此可知，A、C、D错误，B正确．
12.【答案】C
【解析】内燃机工作时，将燃料的化学能通过燃烧燃烧转化为内能，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．
13.【答案】C
【解析】根据公式Q＝mq，同一家人每月需要的能量是基本相同的，所以用热值大的燃料需要的质量就少．
14.【答案】A
【解析】汽油机，完成一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，所以转动720°.
15.【答案】D
【解析】A项，跳伞运动员在空中匀速下落过程中，速度不变，动能不变，因此不是将重力势能转化为动能，故A错误；B项，拉弓射箭的过程是将弹性势能转化为箭的动能，故B错误；C项，给电池充电是将电能转化为化学能，储存在电池中，故C错误；D项，核电站发电是将核能转化为电能，故D正确．
16.【答案】汽油和空气的混合物　空气　大　高
【解析】(1)汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合气体，在压缩冲程中，机械能转化为内能，内能增大，温度升高，汽油机气缸顶端有个火花塞，此时火花塞喷出电火花，点燃汽油，产生高温高压的燃气推动活塞做功．
(2)柴油机在吸气冲程中吸入空气，在压缩冲程中，机械能转化为内能，空气的内能增大；柴油机气缸顶端有个喷油嘴，此时喷油嘴喷出雾状的柴油，柴油遇到高温的空气，达到着火点而燃烧，点燃方式是压燃式．燃烧产生高温高压的燃气推动活塞做功．柴油机的压缩比例更大、温度更高、做功更多，效率更高．
17.【答案】化学　化学
【解析】“充电宝”给手机充电的时候，先是将储存的化学能转化为电能，手机再将电能转化为化学能储存在手机中.
18.【答案】热值　2　23.3
【解析】根据表格中数据可知氢气的热值大，且燃烧后对环境无污染；
由Q放＝mq得，氢气的质量：
m氢＝＝＝2 kg；
干木材的质量：
m干木柴＝＝＝23.3 kg.
19.【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．
20.【答案】(1)不同　相同　(2)燃料的燃烧装置　(3)水升高的温度
【解析】探究燃料燃烧时放出热量的多少是否与燃料的种类有关，应当选用不同的物质，实验中应用控制变量法，保证物质的质量相同．由Q＝qm公式可判断，哪种物质放出的热量多，升高的温度高的热值就大．
(1)探究燃料燃烧时放出热量的多少是否与燃料的种类有关，就应该选择种类不同，质量相同；
(2)若燃烧放出的热量用水吸收，则实验中，除了水的质量要相等外，还应使燃料在同一装置内燃烧．
(3)通过比较水温升高的多少，可以得出燃料燃烧放出的热量与燃料的种类有关．
21.【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．
22.【答案】解：(1)水吸收的热量：
Q吸＝cm1Δt＝4.2×103J/(kg·℃)×250 kg×(80 ℃－20 ℃)＝6.3×107J，
(2)这些热量相当于完全燃烧m2千克干木柴：
根据Q吸＝Q放＝m2q得：
m2＝＝＝5.25 kg.
(3) 因为玻璃管中的水被加热后，体积变大，密度变小，会向上流动，所以水箱在上面．
答：(1)水吸收的热量是6.3×107J；
(2)这些能量相当于完全燃烧5.25 kg干木柴放出的热量；
(3) 因为玻璃管中的水被加热后，体积变大，密度变小，会向上流动，所以水箱在上面．
【解析】本题考查了太阳能热水器使用、吸热公式计算、燃料燃烧放热计算，通过做题使学生了解太阳能的优点，引导学生积极开发新能源．
(1)知道水的质量、水的初温和末温，根据吸热公式计算水吸收的热量；
(2)求出了水吸收的热量，由题知Q吸＝Q放，利用Q放＝mq计算需要完全燃烧多少干木柴；
23.【答案】解：(1)汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝qm＝4.6×107J/kg×1.2 kg＝5.52×107J；
(2)汽车的速度v＝72 km/h＝20 m/s,
汽车牵引力做功的功率：
P有＝Fv＝1.2×103N×20 m/s＝2.4×104W,
(3)在测试时间内汽车的有用功：
W有用＝P有t＝2.4×104W×600 s＝1.44×107J；
在测试时间内该汽车的效率：
η＝×100%＝×100%≈26%.
答：(1)汽油完全燃烧放出的热量是5.52×107J；
(2)汽车牵引力做功的功率是2.4×104W；
(3)汽车的效率是26%.
【解析】(1)根据燃料燃烧放出热量公式Q＝mq可计算汽油完全燃烧释放的热量．
(2)由P＝Fv可以求出汽车牵引力的功率．
(3)求出有用功，利用效率公式求汽油机的机械效率
24.【答案】解：(1)燃烧柴油的体积V＝1.0 L＝1.0×10－3m3,
由ρ＝得，柴油完全燃烧时放出的热量：
Q放＝mq＝ρVq＝0.85×103kg/m3×1.0×10－3m3×4.0×107J/kg＝3.4×107J；
(2)汽车行驶路程s＝100 km＝1.0×105m,
汽车克服阻力所做有用功
W有用＝Fs＝fs＝200 N×1.0×105m＝2×107J,
发动机效率：η＝×100%＝×100%≈58.8%.
答：(1)1.0升柴油完全燃烧时放出的热量为3.4×107 J；
(2)该汽车发动机的效率是58.8%.
【解析】(1)知道柴油的质量和热值，根据Q＝mq求出完全燃烧时所产生的热量；
(2)根据W＝Fs求出行驶100 km克服摩擦阻力做的功即为有用功，然后利用效率公式求出发动机的效率．