第十四章《内能的利用》单元测试卷2021—2022学年人教版物理九年级（有解析）

第十四章《内能的利用》单元测试卷
一、单选题(共15小题)
1.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°
2.关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法：
①在压缩冲程中，是机械能转化为内能　②在做功冲程中，是内能转化为机械能　③只有做功冲程是燃气对外做功　④汽油机和柴油机的点火方式相同
以上说法中正确的是(　　)
A． 只有②③
B． 只有①②③
C． 只有②④
D． 只有①③
3.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
4.根据能量守恒定律可知，下列说法正确的是(　　)
A． 随着科技的发展，永动机是可能制成．.
B． 太阳照射到地球上的光能转化为其他形式的能量，但照射到宇宙的能量就消失了
C． “既要马儿跑，又让马儿不吃草”的想法是违背能量转化和守恒定律的
D． 有种“全自动”手表，不上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量也可以无条件的产生
5.下列四种能量的传递和转化过程中，只有热传递方式的是(　　)
A． 植物吸收太阳光进行光合作用
B． 水蒸气把壶盖顶起
C． 冬天用手摸户外的金属时感到冷
D． 闭合开关，电灯发光
6.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
7.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
8.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%
9.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
10.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
11.我国大多数家庭烧水做饭所需内能是通过燃料燃烧获得的．三明市计划将煤气改为天然气，如改造工程完成后，可以节省烧水做饭时间，这是因为天然气与煤气相比(　　)
A． 比热容高
B． 密度大
C． 热值高
D． 污染小
12.从本质上看，内燃机的工作能量来源于(　　)
A．机械能 B．化学能
C．内能 D．化学能和内能
13.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
14.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
15.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
二、填空题(共3小题)
16.植物吸收太阳光进行光合作用，在这个过程中，________能转化为________能，但当前尚不能用人工方法实现这一转化，是我们要努力研究的课题之一．
17.下表列出了几种燃料的热值，单位是J/kg，从表中可以看出酒精的热值是3.0×107J/kg，那么完全燃烧1 g的酒精可放出热量________J．放出相同的热量，完全燃烧干木柴与煤油的质量之比是________.
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.小明采用如下图所示的装置进行进行探究“质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”：
(1)探究过程中，要控制两套装置中燃料的质量和水的________(初始温度/质量)一定要相等．
(2)实验后，可以通过比较________(填“加热时间”或“水升高的温度”)来比较酒精和碎纸片放出的热量多少．
(3)从表格中数据可以发现，质量相同的酒精和碎纸片都充分燃烧后，________放出的热量多 .
(4)通过实验表明，质量相等的不同燃料，充分燃烧所放出的热量一般是________(填“相同”或“不同”)的．
(5)在学习时，我们把燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比称为为热值，用q表示，这里定义热值的方法，我们称之为比值法，热值是能够燃烧的物质的属性．下列几个用比值法定义，并反映物质属性的物理量有：________(填写序号)
①速度　②功率 　③密度　④压强
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.某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系．他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度(见表)．
(1)在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是(甲图中)：先调整固定_______的位置(选填“A”或“B”)．
(2)为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的__________、____________.
(3)通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是___________________．(假设煤油和菜籽油的燃烧速度相同)
(4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并记录的数据、利用公式Q吸＝cm(t－t0)计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值．你认为他的计算结果是______的(选填“可靠”或“不可靠”)，原因是：_____________________________.
四、计算题(共3小题)
22.发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质．若某台以93号汽油为燃料的汽车，其发动机的相关数据如下表所示．表中空燃比指汽缸内空气和燃油的质量比.
(1)汽车以120 km/h的速度匀速运动时发动机的输出功率最大，此时汽车1 min内做的有用功是多少？
(2)汽车完成一个工作循环时，燃料完全燃烧放出的热量是多少？
(3)当汽车以120 km/h的速度匀速行驶时，发动机的效率是多大？
23.小明同学用如图所示装置测量酒精热值，他在烧杯中加入质量为 300 g，温度 20 ℃的水，调好装置后，加热使水温升高到 70 ℃，整个过程中消耗了6 g酒精，若酒精燃烧放出的热量完全被水吸收，则：[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]
(1)水需要吸收的热量为多少焦？
(2)测得酒精热值为多少？
(3)小明查表得到q酒精＝3.0×107J/kg，发现和测量值偏差较大，你认为其中的原因可能是什么？
答案解析
1.【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°.
2.【答案】B
【解析】(1)汽油机四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，将内能转化为机械能，在压缩冲程中将机械能转化为内能，故①②③正确；
(2)汽油机中有火花塞，采用的是点燃式点火；而柴油机是喷油嘴喷出雾状柴油，进行压燃式点火，故④错误．
3.【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．
4.【答案】C
【解析】A项，永动机违背了热力学第二定律，是不可能制成的．故A错误；B项，能量在转化的过程中，即不能凭空产生，也不能凭空消失，光能转化为其他形式的能量也是如此，不会消失，故B错误；C项，既要马儿跑，就要为马儿补充能量，故C正确；D项，“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，是因为有把其他形式的能转化为手表的能量的方式，能量是不能凭空产生，故D错误．
5.【答案】C
【解析】A项，植物进行光合作用，是光能转化为化学能，不符合题意；B项，水蒸气顶起壶盖，是水蒸气膨胀做功，水蒸气的内能转化为机械能，不符合题意；C项，冬天手摸户外的金属时感到冷，手的温度高，而金属的温度低，手接触金属，把热量传递给金属，是热传递，属于能量的转移，符合题意；D项，闭合开关，灯泡发光，是电能转化为光能，不符合题意．
6.【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．
7.【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．
8.【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%.
9.【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.
10.【答案】C
【解析】A项，核反应堆，核能减少，内能增加，故核能转化为内能；B项，蒸汽轮机工作时，蒸汽冲击叶轮转动，内能转换为机械能；C项，发电机工作时，是机械能转化为电能；D项，电采暖：消耗电能，发出热量温度升高，是电能转化为内能．
11.【答案】B
【解析】A项，水电站里水轮机带动发电机发电，机械能转化为电能，故A正确；不符合题意；B项，摩擦生热，机械能转化为内能，故B错误；符合题意；C项，燃料燃烧时发热，化学能转化为内能，故C正确；不符合题意；D项，电动机带动水泵把水送到高处，电能转化为机械能，故D正确；不符合题意．
12.【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．
13.【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．
14.【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．
15.【答案】C
【解析】衡量燃料优劣的方法是比较它们的热值，热值是指某种燃料完全燃烧时放出的热量与质量之比，反映了完全燃烧相同质量的不同种燃料时放出热量的多少，优质的煤炭热值较高．
16.【答案】光　化学
【解析】植物可以通过光合作用，将太阳能直接转化为化学能，储存起来，但当前尚不能用人工方法实现这一转化，是我们要努力研究的课题之一．
17.【答案】3×104
【解析】完全燃烧1 g的酒精可放出的热量为：
Q＝mq＝1×10－3kg×3×107J/kg＝3×104J.
当放出相同的热量时，完全燃烧的干木柴与煤油的质量之比为：
＝＝＝＝.
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　(2)水升高的温度　(3)酒精　(4)不同　(5)③
【解析】(1)探究过程中，利用的实验方法是控制变量法，要控制两套装置中燃料的质量和水的质量一定要相等；(2)实验后，可以通过比较水升高的温度来比较酒精和碎纸片放出的热量多少；(3)从表格中数据可以发现，质量相同的酒精和碎纸片都充分燃烧后，酒精加热的水的温度升高的高，说明酒精放出的热量多；(4)通过实验表明，质量相等的不同燃料，充分燃烧所放出的热量一般是不同的；(5)用比值法定义，并反映物质属性的物理量有： ③ 密度是用比值定义，能够反映物质的属性．
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．
22.【答案】解：(1)汽车以120 km/h速度匀速运动时，1 min中内做的有用功：
W有用＝Pt＝82.8×103W×60 s＝4.968×106J；
(2)1 min内汽油燃烧释放的热量：
Q放＝mq＝ρVq＝1.3 kg/m3×4.6×107J/kg＝8.28×103J；
(3)发动机的效率：
η＝×100%＝×100%＝25%.
答：(1)汽车1 min内做的有用功是4.968×105J；
(2)燃料完全燃烧放出的热量是8.28×103J；
(3)发动机的效率是25%.
【解析】(1)已知发动机的最大功率，直接根据W＝Pt即可求出汽车1 min内做的有用功；
(2)根据m＝ρv算出燃气的质量，然后根据空燃比算出汽油的质量，再利用放热公式求出燃料放出的热量；
(3)发动机的效率是有用功跟汽油燃烧释放热量的比值．
23.【答案】解：(1)由ρ＝可得：
m＝ρv＝1.0×103kg/m3×100×10－3m3＝100 kg
水吸收的热量为：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×100 kg×(70 ℃－20 ℃)＝2.1×107J
(2)因为Q＝mq，Q吸＝Q放，则需要燃烧煤的质量为：
m＝＝＝0.7 kg.
(3)太阳能的热效率为：
η＝×100%＝×100%＝40%.
答：(1)当容量为100L的太阳能热水器注满水时，水温从20 ℃上升到70 ℃，水吸收的热量是2.1×107J；(2)如果这些热量由完全燃烧焦炭放出，需要燃烧0.7 kg的焦炭；(3)若在水温从20 ℃上升到70 ℃这段时间内，获得的太阳能是5.25×107J，则该太阳能的效率是40%.
【解析】(1)利用密度公式求出水的质量，再利用Q＝cmΔt求出吸收的热量；(2)根据Q＝mq求出需要的煤的质量；(3)利用效率公式求出效率．
24.【答案】解：(1)水的质量m＝300 g＝0.3 kg,
水吸收的热量：
Q吸＝cm水Δt
＝4.2×103J/(kg·℃)×0.3kg×50 ℃
＝6.3×104J.
(2)酒精的质量m酒精＝6 g＝0.006 kg，
由于酒精燃烧放出的热量与水吸收的热量相等，则Q放＝Q吸＝6.3×104J；
所以酒精热值：
Q酒精＝＝＝1.05×107J/kg.
(3)与酒精的实际热值q酒精＝3.0×107J/kg小得多，原因是：酒精燃烧时不一定完全燃烧，酒精燃烧时释放的热量不能完全被水吸收等．
【解析】(1)已知水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸＝cmΔt求出水吸收的热量；(2)知道酒精燃烧放出的热量与水吸收的热量相等，根据Q放＝mq求出酒精热值；(3)酒精燃烧时不一定完全燃烧和酒精燃烧时释放的热量不能完全被水吸收都会造成酒精完全燃烧释放的热量大于水吸收的热量．