第十四章内能的利用单元测试卷2021—2022学年人教版九年级全一册物理（含答案）

第十四章《内能的利用》单元测试卷
一、单选题(共15小题)
1.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
2.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
3.如图是内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为(　　)
A．η＝×100%
B．η＝×100%
C．η＝×100%
D．η＝×100%
4.某机器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． 发电机
D． 电热水器
5.以下四幅图中，关于能量转化说法错误的是(　　)
A． 图甲所示，过山车向下运动时是重力势能转化为动能
B． 图乙所示，水电站将水的机械能转化为电能
C． 图丙所示，自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能
D． 图丁所示，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将内能转化为动能
6.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
7.下图中的四个冲程不是按照热机正常工作顺序排列的，你认为让汽车获得动力的冲程是(　　)
A．
B．
C．
D．
8.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
9.有关能量守恒定律，下列说法中正确的是(　　)
A． 能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B． 能量守恒定律只适用于能量转化过程
C． “摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律
D． 按照能量守恒定律，宇宙中的能量总和永远不会增减
10.汽油机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此时气体的温度和内能的变化情况是(　　)
A． 温度降低，内能增大
B． 温度不变，内能不变
C． 温度升高，内能增大
D． 温度降低，内能减小
11.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
12.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
13.有关四冲程内燃机的叙述中，不正确的是(　　)
A． 工作中只有做功冲程把内能转化为机械能
B． 工作开始时要靠外力启动
C． 工作中压缩冲程是把内能转化为机械能
D． 每一个工作循环，燃气只做功一次
14.关于热值的下列说法中正确的是(　　)
A． 燃料燃烧时，随着不断放热，它的热值越来越小
B． 采取措施使燃料燃烧更充分，就可以提高燃料的热值
C． 任何燃料实际燃烧时放出的热量，都比按热值计算出来的数值小
D． 煤油的热值比酒精大，就是说煤油完全燃烧放出的热量比酒精多
15.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
二、填空题(共3小题)
16.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．
17.请阅读下面的介绍，回答相关问题．
焦耳是一位伟大的物理学家，他成功地发现了焦耳定律，测出了热功当量…….但他在探索科学真理的道路上，也走过弯路．年轻的时候，焦耳也和许多人一样设想能制作出一种“永动机”——不需要给它提供任何动力(即不消耗任何能源)就能自动工作起来的机械装置．他曾通宵达旦地冥思苦想，不断地设计、制作，但没有一次是成功的．接连的失败引起了焦耳的深思，他没有像有些人那样“执迷不悟”，而是反思原来的设想，重新确定新的探究课题．经过不懈的努力，他终于在新的研究领域中取得了成功，发现了科学真理．
(1)“永动机”制造一直失败的原因是：它违背了________________________________________________________________________；
(2)你从焦耳科学探究的历程中得到的启示是：________________________________________________________________________.
18.永动机是________制造成功的(“可能”“不可能”)，因为它违反了________定律．能量的转化和转移是有________的．
三、实验题(共3小题)
19.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．(注：燃料完全燃烧放热用Q放＝mq计算，某燃料的热值用q表示；其质量用m表示)．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．他组装了图所示的装置进行实验，记录结果见下表：
(1)为了保证实验结论可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的________相同；另外，甲乙两烧杯内水的质量要________(选填“相等”或“不相等”)．
(2)分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________．
(3)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的实验仪器是：________.利用此实验方法计算出的热值将比真实值________(偏大或偏小)．
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.在比较不同燃料热值的实验中，小明利用图示两套完全相同的实验装置，分别在燃烧皿中放入质量相同的酒精和碎纸片，同时点燃后对质量和初温相等的水加热，记录燃烧相同时间水升高的温度Δt.
(1)小明设计的方案存在明显的缺陷，请你帮他指出来．答：________，理由是：________.
(2)小华针对小明方案中的缺陷进行修改．简要写出修改后正确的实验方案．答：________.
(3)小华按正确方法进行实验，发现用酒精作为燃料的水升高的温度Δt1是用纸作为燃料水升高的温度Δt2的2倍．由此，她能否得出“酒精的热值是碎纸片的2倍”的结论．答：________(能/不能)；简要说明理由________________．
四、计算题(共3小题)
22.小华家使用的天然气热水器，该热水器的铭牌标明了它的热效率，表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能，有多大比例转化为水的内能．小华尝试估测该热水器的热效率，以核对名牌上的数值是否准确．他把家里自动洗衣机的“水量”设置为40L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注水的体积达到40L的时候洗衣机会自动停止注水．已知当时自来水的温度是15 ℃，热水器输出热水的温度为40 ℃，注水前天然气表的示数是2365.89 m3，注水后变为2366.05 m3，天然气的热值为3.2×107J/m3.解决以下问题：(6分)
(1)注入洗衣机的水在热水器中所吸收的热量是多少J
(2)天然气热水器加热注入洗衣机里的水时，消耗了多少化学能？
(3)热水器的热效率？
23.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．
24.国际航空运输协会希望能在2050年实现飞行器的碳排放量为零，瑞士“阳光动力号”太阳能飞机(如图)在这方面作出了大胆的尝试．该飞机的机翼承载200 m2的光伏电池面板，太阳辐射功率约为1.44×106J/(m2·h)(太阳辐射功率是指1 h内辐射到1 m2面积上的太阳能)请解答：
(1)若飞机每天接受光照的时间为10 h，光伏电池面板每天接收的太阳能E为多少焦？
(2) 用光伏电池面板每天接收的太阳能替代航空燃油，每月(按30天)可节约航空燃油多少千克？(假设航空燃油完全燃烧，航空燃油的热值q＝4.32×107J/kg)
答案解析
1.【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．
2.【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．
3.【答案】B
【解析】由内燃机的能流图可以得到：
燃料完全燃烧放出的热量为E，有用机械能即有用功为E2,
所以内燃机的效率可表示为η＝×100%.
4.【答案】A
【解析】热机：将内能转化为机械能；电动机：将电能转化为机械能；发电机：将机械能转化为电能；电热水器：将电能转化为内能．由流程图可以看出：该机器将一部分内能转化成了机械能，还有一大部分内能散失掉了，所以该机器是热机．
5.【答案】D
【解析】A项，图甲所示，过山车向下运动时高度减小，速度增大，是重力势能转化为动能，故A正确；B项，图乙所示，水力发电，将机械能转化为电能，故B正确；C项，图丙所示，自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能，故C正确；D项，图丁所示，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将动能转化为内能，故D错误．
6.【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．
7.【答案】C
【解析】A图：气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，不符合题意；B图：排气门打开，活塞向上运行，气缸容积减小，是排气冲程，不符合题意；C图：气门都关闭，火花塞喷出电火花，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，符合题意；
D图：进气门打开，活塞向下运动，气缸容积增大，是吸气冲程，不符合题意．
8.【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．
9.【答案】D
【解析】A项，能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化，故错误；B项，能量守恒定律既适用能量转化过程，又适用于能量的转移过程，故错误；C项，“摩擦生热”是将机械转化为内能的过程，所以它也是符合能量守恒定律的，故错误；D项，据能量守恒定律，宇宙中的能量总和不变，故正确．
10.【答案】D
【解析】汽油机在做功冲程中，汽油机内部的高温气体迅速膨胀对外做功时，内能转化为机械能，故气体的内能会减小，气体的温度会降低．
11.【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．
12.【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．
13.【答案】C
【解析】四冲程内燃机一个工作循环由四个冲程包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成完成一个循环只做一次功；在内燃机的四个冲程中，压缩冲程活塞压缩气体对其做功，将机械能转化为内能；做功冲程高温高压的燃气对活塞做功，将内能转化为机械能，在开始启动时需要外界动力．故A、B、D正确；C错误．
14.【答案】C
【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．A、B项，燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料的燃烧程度无关，故AB都错；C项，因为燃料实际燃烧时，总是不能完全燃烧，所以实际燃烧时放出的热量，都比按热值计算出来的数值小，故C正确；D项，煤油的热值比酒精大，就是说相同质量的煤油完全燃烧放出的热量比酒精多，故D错．
15.【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．
16.【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.
17.【答案】能量守恒定律　科学探究要善于思考，认清方向，经常反思，不懈努力．
【解析】永动机违背了能量守恒定律；焦耳科学探究的历程给我们的启示：科学探究要善于思考，认清方向，经常反思，不懈努力．
18.【答案】不可能　能量守恒　方向性
【解析】根据能量守恒定律可知，能量不会凭空产生，也不会凭空消灭，只能从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一物体，但是能在转化的过程中要有一定的消耗，故永动机是不可能制造成功的，因为它违反了能量守恒定律．能量的转化和转移是有方向性的．
19.【答案】(1)质量　相等　(2)煤油　(3)天平　偏小　燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸
【解析】(1)因燃料放出的热量与质量有关，必须控制燃料的质量相等，由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中应控制水的质量相等．
(2)由图表数据可知在相同时间内甲杯中的水温度升高的快，所以煤油的热值较大．
(3)实验中，要控制质量相等，所以需要用天平来测量物质的质量；由于燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸，依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些．
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)不应比较相同时间内水升高的温度；不同燃料燃烧速度不一定相同，相同时间内消耗燃料质量不一定相等　(2)比较燃料完全燃尽后水升高的温度　(3)不能　两种燃料释放的热量不可能完全被水吸收
【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)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．
22.【答案】解：
(1)水的质量：
m＝ρV水＝1.0×103kg/m3×40×10－3m3＝40 kg，
水吸收的热量：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×40 kg×(40 ℃－15 ℃)＝4.2×106J；
(2)天然气释放的能量：
Q＝qv＝3.2×107J/m3×(2366.05 m3－2365.89 m3)＝5.12×106J；
(3)该热水器的热效率：
η＝×100%＝×100%≈82%.
【解析】(1)热水器加热过程中天然气释放的能量根据Q＝qv即可求出；
(2)直接根据Q＝cmΔt即可求出洗衣机中的水所吸收的热量；
(3)机械效率等于水吸收的热量与消耗总的能量之比．
23.【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．
24.【答案】解：(1)每天接收的太阳能：
E＝PSt＝1.44×106J/(m2·h)×200 m2×10 h＝2.88×109J，
(2)每月航空燃油完全燃烧放出的热量：
Q放＝30E＝30×2.88×109J＝8.64×1010J，
由Q＝mq得：
节约航空燃油的质量：
m＝＝＝2 000 kg.
答：(1)光伏电池面板每天接受的太阳能E为2.88×109J
(2)可节约的航空燃油2000 kg.
【解析】(1)知道太阳的辐射功率，根据W＝Pt求出接收的太阳能；(2)求出一个月接收的太阳能，即为航空燃油完全燃烧放出的热量，根据Q＝mq求出消耗燃油的质量．