第十四章 内能的利用 测试卷2021—2022学年人教版九年级物理上学期（含解析）

第十四章 内能的利用 测试卷
一、单选题(共15小题)
1.下列四种现象中，只发生能的转移而不发生能的转化的过程是(　　)
A． 烧水时，水蒸气顶起壶盖
B． 闭合开关后，灯泡发光
C． 冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷
D． 给电动自行车的蓄电池充电
2.关于燃料燃烧时放出热量多少，下列说法正确的是(　　)
A． 只与燃料的种类有关
B． 只与燃料的多少有关
C． 只与燃料是否完全燃烧有关
D． 跟以上三种因素都有关
3.已知烟煤的热值是2.9×107J/kg，那么(　　)
A． 2 kg的烟煤燃烧时，一定能放出5.8×107J的热量
B． 1 kg的烟煤完全燃烧，一定能放出2.9×107J的热量
C． 2 kg的烟煤温度降低1 ℃时，放出2.9×107J的热量
D． 10 kg烟煤的热值是2.9×108J/kg
4.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
5.一种叫做“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
6.在汽油机的四个冲程中，都发生能量转化的一组冲程是(　　)
A． 吸气冲程和压缩冲程
B． 压缩冲程和做功冲程
C． 做功冲程和排气冲程
D． 排气冲程和吸气冲程
7.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
8.燃烧甲、乙两种燃料，甲放出的热量比乙多，则(　　)
A． 甲的质量一定大
B． 甲的热值一定大
C． 甲的比热容一定大
D． 条件不足无法判断
9.关于燃料的热值，以下说法正确的是(　　)
A． 燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
B． 容易燃烧的燃料，热值一定大
C． 煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
D． 0.5 g汽油和2 kg汽油，它们的热值是一样的
10.在内燃机的四个冲程中，发生内能和机械能相互转化的是(　　)
A． 吸气冲程和压缩冲程
B． 压缩冲程和做功冲程
C． 做功冲程和排气冲程
D． 排气冲程和吸气冲程
11.下列图形中，属于内能转化为机械能的是(　　)
A．滑下滑梯
B．弯折铁丝
C．做功冲程
D．压缩空气点火
12.下列叙述中，有的是经过科学证明的事实，有的是各抒己见的观点，其中属于观点的是(　　)
A． 核能是安全、洁净、廉价的能源
B． 太阳每天向地球辐射大量能量
C． 能量在转化或转移过程中总量保持不变
D． “永动机”不可能制成
13.关于热机的效率，下列说法正确的是(　　)
A． 蒸汽机的效率通常高于喷气发动机
B． 热机效率一定小于100%
C． 汽车排放的尾气，是城市环境污染的重要来源．目前有些新型燃料汽车，实现了“零排放”，它们的效率达到100%
D． 在完全无摩擦的道路上，汽车发动机可达到100%
14.如下图所示，是四冲程汽油机工作时的一个冲程，下列说法中正确的是(　　)
A． 这是做功冲程，此过程中机械能转化成内能
B． 这是做功冲程，此过程中内能转化成机械能
C． 这是压缩冲程，此过程中内能转化成机械能
D． 这是压缩冲程，此过程中机械能转化成内能
15.两台柴油机，甲的效率是40%，乙的效率是35%，这表明(　　)
A． 甲柴油机的功率大于乙柴油机的功率
B． 甲柴油机的功大于乙柴油机做的功
C． 在相同的时间里，甲柴油机的耗油量多一些
D． 在消耗等质量的柴油时，甲做的有用功多一些
二、填空题(共3小题)
16.随着城市的污染严重，更多的市民增强了环保意识，借此，各大车上也纷纷推出各式各样的新能源汽车，包括纯电动、混合动力汽车等．目前我国研发出一款新型空气动力汽车，它利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，这种新型发动机对汽车提供动力时将________能转化为________能．这种车与汽油机相比的优点是________．(说出一点即可)
17.如图是汽油机的剖面图，此时汽油机处于________冲程，和柴油机比，结构上的不同是________．
18.一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6×106J，这些能量相当于完全燃烧0.55kg的干木柴才能得到．则干木柴的热值为________ J/Kg，如果用掉一半后，干木柴的热值将________．(选填“变大”“变小”或“不变”)
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.学习了燃料的热值后，小王自己设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小．
(1)实验装置如图所示，你认为图中器件的安装顺序是________(由下而上/由上而下)．
(2)为保证实验结论的可靠，以及方便比较，小王同学在实验中应保持________、________、以及两个烧杯都应相同．
(3)实验数据记录如表，根据表中数据，计算出碎纸片的热值是________J/Kg.
(4)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)
21.某实验小组利用如图所示的实验装置粗略测量蜡烛的热值q，图中A为穿有小木棍的容器(内装有水)，B为下部开了许多通气孔的罩子．
(1)观察实验装置可知，实验小组同学是通过测量___________间接测量蜡烛燃烧放出的热量；
(2)要完成本实验，除了图中的实验器材，还必需的测量工具是___________和__________；
(3)某次实验测得的数据如下表，则粗略测得这支蜡烛的热值q＝___________ J/kg.
(4)本实验测出的热值会比真实值更__________，造成这一偏差的原因是_________________________________(写一条即可)．
四、计算题(共3小题)
22.10升天然气完全燃烧放出的热量是多少？ (天然气的热值q为7.5×107J/m3)
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.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)
答案解析
1.【答案】C
【解析】A项，烧水时，水蒸气顶起壶盖是内能转化为机械能，是能量的转化过程，不符合题意；B项，闭合开关后，灯泡发光，是通过电流做功改变物体的内能，是能量的转化过程，不符合题意；C项，冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷，是通过热传递改变了手的内能，是能量的转移过程，符合题意；D项，给电动自行车的蓄电池充电，是电能转化为化学能储存起来，是能量的转化过程，不符合题意．
2.【答案】D
【解析】1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量，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、C项，燃料燃烧放出的热量，与燃料的种类、燃料的多少以及是否完全燃烧有关，故不符合题意；D项，跟以上三种因素都有关；符合题意．
3.【答案】B
【解析】1 kg某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值．热值是燃料的一种特性，与燃料的质量体积以及是否完全燃烧都无关．A项，2 kg的烟煤完全燃烧时，根据Q＝mq＝2 kg×2.9×107J/kg＝5.8×107J，所以2 kg的烟煤燃烧时不一定完全燃烧，则放出的热量不一定是5.8×107J，故A错误；B项，因为烟煤的热值是2.9×107J/kg，所以1 kg的烟煤完全燃烧，一定能放出2.9×107J的热量，故B正确；C项，2 kg的烟煤温度降低放出的热量与物质的热值无关，所以C错误；D项，10 kg烟煤的热值不变，仍是2.9×107J/kg，不是2.9×108J/kg；故D错误．
4.【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．
5.【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．
6.【答案】B
【解析】内燃机的四个冲程中吸气和排气冲程不发生能量转化，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能．
7.【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．
8.【答案】D
【解析】根据燃料燃烧放出热量的公式Q＝mq可知燃料在燃烧时放出的热量与热值，燃料的质量，燃料是否完全燃烧有关；
根据Q＝cmΔt可知，放出的热量与物体的比热容、质量和降低的温度有关；
只知其中一个物理量不能做出判断．
9.【答案】D
【解析】1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量，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项，燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度无关，故A错；B项，热值大小与燃料是否容易燃烧无关，故B错；C项，煤的热值比干木柴大，说明1 kg的煤完全燃烧放出的热量比1 kg干木柴完全燃烧放出的热量多．本选项的说法中不一定完全燃烧，故C错；D项，燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，故D正确．
10.【答案】B
【解析】内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程，压缩冲程活塞向上运动，压缩气体对气体做功，将机械能转化为内能；做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能；吸气和排气冲程不发生能量转化．
11.【答案】C
【解析】A项，滑下滑梯时，与滑梯发生摩擦做功，将机械能转化为内能，不合题意；B项，弯折铁丝时，是通过做功将机械能转化为内能，不合题意；C项，在内燃机的做功冲程中，燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能，符合题意；D项，压缩点火，属压缩气体做功，将机械能转化为内能，不合题意．
12.【答案】A
【解析】“太阳每天向地球辐射大量能量”是明显存在的事实，“能量在转化或转移过程中总量保持不变”和““永动机”不可能制成”经过科学证明的事实，而核能存在安全问题和污染问题，这种说法只能是一种观点．
13.【答案】B
【解析】用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，在工作过程中，损失的能量越少，热机的效率越高；A项，蒸汽机的燃料是在机器的外部燃烧，热损失最多，效率最低；故A错误；B项，热机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率不会达到100%；故B正确；C项，目前有些新型燃料汽车，实现了“零排放”，减少了污染，提高了效率，但效率不会达到100%；故C错误；D项，在完全无摩擦的道路上，汽车发动机的效率可以提高，但不可能达到100%；故D错误．
14.【答案】D
【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．
图中的进气门与排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，把机械能转化为内能，故D选项说法正确．
15.【答案】D
【解析】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放出的能量之比．比值越大，热机的效率越高．A项，功率是表示物体做功快慢的物理量，与热机的效率是完全不同的概念，故A错误；B项，做功的多少与功率和做功时间的长短有关，与效率无关，故B错误；C项，耗油量的多少不仅与工作的时间有关，还与功率有关，与效率没有直接关系，故C错误；D项，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放出的能量之比，因此，在消耗等质量的柴油时，甲的效率高，所以做的有用功多一些，故D正确．
16.【答案】内　机械　无污染，有利于环境保护(答案不唯一)．
【解析】新型空气动力汽车，它利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，这种车在开车时将空气的内能转化为车的机械能；
该车的排放物为空气，汽油机排放的废气中中含有大量对环境不利的杂质，所以这种车与汽油机相比优点是无污染，有利于环境保护．
17.【答案】压缩　汽油机顶部有个火花塞，柴油机顶部有个喷油嘴
【解析】如图所示，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩成高温高压气体，所以是压缩冲程；
汽油机和柴油机在构造上的区别是：汽油机顶部有个火花塞，柴油机顶部有个喷油嘴．
18.【答案】1.2×107　不变
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)由下而上　(2)酒精和碎纸片的质量；两杯水的质量　(3)1.2×106　(4)小　存在热损失或者燃料没有完全燃烧
【解析】(1)图中器件的安装顺序是由下而上；
(2)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；
(3)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1.2×106J/kg；
(4)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．
21.【答案】(1)水吸收的热量　 (2)天平　 温度计
(3)1.575×107　 (4)小　 蜡烛燃烧产生的热量中，有部分散失于空气中
【解析】(1)由实验装置可知，蜡烛燃烧给水加热，通过测量A容器中水升高的温度和水的质量可以间接测量蜡烛燃烧放出的热量；
(2)要完成本实验，需要测量水的温度与水和蜡烛的质量，因此还需要温度计与天平；
(3)这支蜡烛的热值：
q＝＝＝
＝＝1.575×107J/kg.
(4)实验过程中蜡烛燃烧放出的热量没有全部被水吸收，因此实验测出的热值比真实值小
22.【答案】解：天然气的体积：
V＝10L＝10×10－3m3，
天然气完全燃烧放出的热量：
Q＝Vq＝ 10×10－3m3×7.5×107J/m3＝7.5×105J.
答：10升天然气完全燃烧放出7.5×105J的热量．
【解析】已知天然气的体积和热值，可利用公式Q＝Vq计算热量．
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)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．