第十四章 内能的利用 测试卷 2021—2022学年人教版物理九年级（有答案）

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
2.甲、乙两汽车，甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高，这表明(　　)
A． 甲做功比乙多
B． 甲做功比乙快
C． 甲消耗的汽油比乙少
D． 以相同的牵引力行驶相同的路程，甲耗油比乙少
3.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
4.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
5.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
6.下列用电器工作时，能量转化的主要形式与电饭锅相同的是(　　)
A． 电烤箱
B． 空调
C． 电风扇
D． 洗衣机
7.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
8.汽油机在压缩冲程中，汽缸中空气的温度、内能和体积的变化情况是(　　)
A． 温度升高，内能增加，体积减小
B． 温度升高，内能增加，体积增大
C． 温度降低，内能减少，体积减小
D． 温度降低，内能减少，体积增大
9.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
10.学习了“能量的转化和守恒”的知识后，同学们提出了下面的一些关于利用和开发能源的建议，其中不可行的是(　　)
A． 我国煤炭资源丰富，应研究并采用如何让燃料充分燃烧，以减少热量损失的措施
B． 电力部门应加快进行将内能直接转化为电能的研究，以减少内能在多次转化过程中的损失
C． 我国应进一步开发利用江河水利资源
D． 随着资源的不断消耗，应研究出一种既可以不消耗或少消耗能量，又能不断对外多做功的机器
11.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
12.人们发现内能可以做功，并制造出各种利用内能做功的机械－热机，下面这些机械中不属于热机的是(　　)
A． 电动机
B． 柴油机
C． 汽油机
D． 蒸汽机
13.下列用电器工作时，能量转化的主要形式与电饭锅相同的是(　　)
A． 电烤箱
B． 空调
C． 电风扇
D． 洗衣机
14.据中央电视台新闻联播报道，2016年7月，我国将发射全球首颗量子通信卫星．发射卫星的火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料的(　　)
A． 热值大
B． 比热容大
C． 密度大
D． 以上说法都不正确
15.使用天然气比管道煤气烧开同一壶水用的时间短一些，这是因为天然气的(　　)
A． 比热容大
B． 密度小
C． 内能大
D． 热值大
二、填空题(共3小题)
16.如图所示，是世界上早期的蒸汽汽车模型，燃料燃烧使水温升高，水的________能增加，再转化为汽车的________能，使汽车前进．
17.一台四冲程汽油机的转速为3000 r/min，则4 s内活塞往复________次，曲轴转动________周，对外做功________次，完成________个冲程．
18.汽车刹车时，由于摩擦，汽车的机械能转化为地面、空气的______能，这些能量不能自动地用来再次开动汽车，这说明能量的转化、转移具有__________性．
三、实验题(共3小题)
19.小明想比较不同燃料的热值．他利用图示完全相同的两套实验装置装了质量相同的酒精和碎纸片分别同时给质量和初温相同的水加热，比较相同时间内水升高的温度．
(1)小明实验方案中存在明显问题，请你帮他指出来．
(2)小华针对小明方案中存在的问题，对方案的错误部分进行修改．简要写出修改后正确的实验方案．
(3)为了正确完成实验，除了图示装置还需要的一个测量器材是________．
(4)小华按正确方法进行实验后，发现(a)中温度计最后的示数是(b)中温度计最后示数的2倍，小华就认为酒精的热值是碎纸片的2倍的结论．这个结论是________．(选填“正确的”或“错误的”)
20.小明同学学习了燃料的热值后，自己设计一个实验来探究煤油和酒精的热值的大小关系．他组装了图所示的装置进行实验，记录结果见下表：
(1)为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还需控制______相同、________相同．
(2)分析表中数据，煤油和酒精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酒精的热值，是否可行：_________.
21.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)
四、计算题(共3小题)
22.某学习小组想研究酒精灯烧水时的热效率．他们用酒精灯给100 g初温为20 ℃的水加热，经过一段时间测得水温升高了60 ℃、消耗了4.2 g酒精．已知：水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，酒精的热值为3×107J/kg.求：
(1)此过程中水吸收的热量；
(2)4.2g酒精完全燃烧放出的热量；
(3)酒精灯烧水时的热效率．
23.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)
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】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．
2.【答案】D
【解析】热机的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．效率高说明比值大．汽油机的效率是汽油机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高，所以消耗相同的油，甲做的功多；做同样多的功，甲消耗的油少．A、B、C没有注意控制变量．D正确．
3.【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．
4.【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．
5.【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．
6.【答案】A
【解析】电饭锅工作时，主要将电能转化为内能．A项，电烤箱是将电能转化为内能，与电饭锅的能量转化相同，符合题意；B项，空调依靠压缩机工作，将电能转化为机械能，不合题意；C项，电风扇主要将电能转化为机械能，不合题意；D项，洗衣机主要将电能转化为机械能，不合题意．
7.【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．
8.【答案】A
【解析】在压缩冲程中，活塞由下向上运动，压缩汽缸内的混合气体，使其体积减小，活塞对汽缸中的混合气体做功，使混合气体的内能增大，温度升高．
9.【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．
10.【答案】D
【解析】A项，煤炭在燃烧的过程中，由于燃烧不够充分，导致散失的热量较多，故研究并采用如何让燃料充分燃烧，以减少热量损失的措施是必要的，此项说法正确；B项，现在我国的发电主要是火力发电，故研究内能直接转化为电能，以减少内能在多次转化过程中的损失，也是非常必要的．此项说法正确；C项，根据我国地利特点，进一步的开发潮汐能，也是可行的．此项说法正确；D项，能量既不会消灭，也不会产生，能量在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变；此项说法错误．
11.【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．
12.【答案】A
【解析】蒸汽机、汽油机、柴油机都是利用热机工作的，工作过程中都是将内能转化为机械能．而电动机是利用电能转化成机械能的．
13.【答案】A
【解析】电饭锅工作时，主要将电能转化为内能．A项，电烤箱是将电能转化为内能，与电饭锅的能量转化相同，符合题意；B项，空调依靠压缩机工作，将电能转化为机械能，不合题意；C项，电风扇主要将电能转化为机械能，不合题意；D项，洗衣机主要将电能转化为机械能，不合题意．
14.【答案】A
【解析】发射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A正确．
15.【答案】D
【解析】因为天然气的热值大于煤气的热值，所以燃烧相同质量的天然气和煤气，天然气放热多，也就是放出相等的热量，燃烧天然气要少一些．
16.【答案】内　机械
【解析】燃料燃烧放出热量，是化学能转化为内能，水吸收热量，内能增加；蒸汽通过对外做功，再将内能转化为机械能，推动蒸汽汽车前进．
17.【答案】200　200　100　400
【解析】热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周．若飞轮转速是3000 r/min＝50 r/s，表示每秒飞轮转动50圈，故4 s转动200圈，飞轮每转动1圈，活塞往复1次，故4 s内活塞往复100次；曲轴转动200周；且飞轮每转动1圈，就完成两个冲程，故共做了200×2＝400个冲程，每四个冲程做功1次，故做功的次数是：＝100，故做功100次．
18.【答案】内　方向
【解析】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；摩擦生热时内能以热量的形式散发掉，所以能量转化和转移具有方向性，这些内能不能自动地再次开动汽车．
19.【答案】(1)不应比较相同时间内水升高的温度　(2)比较燃料完全燃尽后水升高的温度　(3)天平　(4)错误
【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)实验需要用天平测酒精、纸、水的质量．
(4)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．
20.【答案】(1)水的质量、燃料的质量　(2)煤油　(3)不可行
【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)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和酒精的热值，是不可行的，要控制质量相等，需要用天平来测量煤油和酒精的质量．
21.【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．
22.【答案】解：(1)水吸收的热量：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×0.1 kg×60 ℃＝2.52×104J；
(2)酒精完全燃烧产生的热量：
Q放＝mq＝0.0042 kg×3×107J/kg＝1.26×105J；
(3)酒精灯烧水时的热效率：.
η＝×100%＝×100%＝20%.
答：(1)水吸收的热量是2.52×104J；
(2)4.2 g酒精完全燃烧放出的热量是1.26×105J；
(3)酒精灯烧水时的热效率是20%.
【解析】(1)根据题意，可以首先利用吸热公式求水吸收的热量；
(2)已知酒精的质量和热值，利用Q＝mq可求酒精完全燃烧产生的热量；
(3)烧水时的热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比．
23.【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．
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．