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（含解析）

第十四章 内能的利用 单元测试卷
一、单选题(共15小题)
1.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
2.某机器工作时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． 电热水器
D． 发电机
3.我们平时在买煤球时，总要问一下这种煤“耐不耐烧”，这里所说的“耐”在物理学上是指煤的(　　)
A． 内能
B． 比热容
C． 热值
D． 热量
4.如图是四冲程汽油机工作的示意图，其中不是靠惯性完成的是(　　)
A．
B．
C．
D．
5.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
6.下列实例中，属于内能转化成机械能的是(　　)
A． 太阳能热水器
B． 用电风扇吹风
C． 陨石进入大气层成为流星
D． 暖瓶塞被热气弹开
7.大力发展核能是解决能源危机的主要出路之一．下图是核电站工作流程图，关于流程中各装置的能量转化，不正确的是(　　)
―→―→―→
A． 核反应堆：核能转化为内能
B． 蒸汽轮机：内能转化为机械能
C． 发电机：电能转化为机械能
D． 电采暖：电能转化为内能
8.1964年人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯．它的气室示意图如图所示，其工作原理是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机带动发电机发电．那么(　　)
A． 当海水下降时，阀门K1开启，阀门K2关闭
B． 当海水上升时，阀门K1关闭，阀门K2开启
C． 航标灯消耗的电能是空气的机械能转化来的
D． 航标灯消耗的电能是海水的机械能转化来的
9.如图是某科技馆的一台“永动机”．由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，进入热水后因叶片伸展“划水”而转动，离开热水后叶片形状迅速复原．关于该“永动机”的说法正确的是(　　)
A． 科技发展制造出了永动机
B． 转动会使水温升得更高
C． 记忆合金是一种新型化合物
D． 水的内能转化为转轮的机械能
10.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
11.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
12.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
13.下列关于热值说法正确的是(　　)
A． 燃料燃烧越充分热值越大
B． 2 kg的煤完全燃烧比1 kg的煤完全燃烧热值大
C． 1 kg煤燃烧放出3×105 J的热量，则煤的热值为3×105 J/kg
D． 热值是燃料的一种属性与燃料的质量无关，不同的物质热值一般不同
14.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
15.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
二、填空题(共3小题)
16.2015年10月河南省濮阳中学食堂锅炉房发生爆炸事故．如图所示，我们用实验室的一些器材简单演示一下爆炸的过程．在试管内装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾，会看到塞子被弹出．在塞子被弹出的过程中，水蒸气的内能转化成塞子的_________能．如果塞子塞得过紧，则可能会发生爆炸．
17.常用的打火机从打火方式上可分为两种，一种是用一个粗糙的小轮摩擦“火石”打火；一种是能产生高电压的装置打火．从能量转化角度看，前者是把________能转化为内能；后者是把________能转化为内能．
18.人类生存和发展离不开各种能源，随着世界人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持续增长，而化石能源开发利用后不能再生，如果长期大规模开采，不久的将来会消耗殆尽，所以开发新能源是可持续发展的趋势．我州某地建立大型风力发电场，如图所示．请你根据风力发电的特点和所学物理知识提出相关问题并回答．
示例：
问题：风叶转动是由什么能转化为什么能？回答：风能转化为风叶的机械能．
(1)问题：________________？回答：________________________________________________________________________
(2)问题：________________？回答：________________________________________________________________________
(3)问题：________________？回答：________________________________________________________________________
三、实验题(共3小题)
19.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________________________________________．
20.如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同．燃料的质量都为10g，烧杯内的液体初温相同．
(1)比较不同燃料的热值，应选择_______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；在实验中，三烧杯中a、b液体的质量必须________(选填“相等”或“不同)．
(2)在比较不同物质的比热容时，记录数据如下表：
① 在此实验中，用________来表示两种液体吸收热量的多少．(选填“加热时间”或“升高温度”)．
② 你认为两种液体中，比热容较大的是液体______．(选填“a”或“b”)
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.某型号汽车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶了6 km，消耗汽油2 kg，汽油的热值q汽油＝4.5×107J/kg.假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为40%，则该型号汽车在此过程中，受到的阻力是多大？
23.用某锅炉把50 kg的水从20 ℃加热到100 ℃.水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)．试求：
(1)水吸收的热量是多少？
(2)这些热量相当于完全燃烧多少千克酒精放出的热量？(酒精的热值是3.0×107J/kg)
24.小洪同学家原来用液化石油气烧水，每天约用60 ℃的热水100 kg.她参加“探究性学习”活动后，在老师指导和同学帮助下，制作了一台简易的太阳能热水器．
(1)若这台热水器夏天平均每天可将100 kg的水从20 ℃加热到60 ℃，这些水吸收的热量为多少？
(2)若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收，她家改用太阳能热水器后，平均每天可节约液化石油气多少千克？(液化石油气的热值为8.0×107J/kg)
(3)请你说出使用太阳能热水器的优点．(至少说出一点)
答案解析
1.【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．
2.【答案】B
【解析】如图该机器将一部分电能转化成了机械能，还有一部分电能转化成了内能， A项，热机工作时将内能转化为机械能，故A不符合题意；B项，电动机是将大部分的电能转化为了机械能，还将一少部分电能转化为了内能，故B符合题意；C项，发电机工作时将其它形式的能转化为电能，故C不符合题意；D项，电热水器工作时将电能转化为内能，不产生机械能，故D不符合题意.
3.【答案】C
【解析】燃料的好坏取决于燃料热值的大小，因此我们平时所说的煤“耐不耐烧”是指煤的热值大小．
4.【答案】B
【解析】汽油机的一个工作循环由四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．内燃机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程中机械能转化为内能，压缩冲程是依靠飞轮的惯性完成的；二是做功冲程中内能转化为机械能．判断出是哪个冲程，再判断能量是怎样转化的．A项，图中的气门关闭，活塞上行，所以是压缩冲程，压缩冲程是将机械能转化为内能的过程；是依靠飞轮的惯性完成的冲程；不符合题意；B项，图中的气门关闭，活塞下行，所以是做功冲程，做功冲程是将内能转化为机械能的过程，不是依靠飞轮的惯性完成的冲程；符合题意；C项，图中的进气门关闭，排气门打开，活塞上行，所以是排气冲程；是依靠飞轮的惯性完成的冲程；不符合题意；D项，图中的进气门打开，排气门关闭，活塞下行，所以是吸气冲程；是依靠飞轮的惯性完成的冲程；不符合题意．
5.【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．
6.【答案】D
【解析】A项，太阳能热水器是将太阳能转化为水的内能，A不合题意；B项，用电风扇吹风，是将电能转化为机械能，B不合题意；C项，陨石进入大气层成为流星，是陨石与空气摩擦，将机械能转化为内能，C不合题意；D项，暖瓶塞被热气弹开，是气体膨胀对外做功，将内能转化为机械能，D符合题意.
7.【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．
8.【答案】D
【解析】海水下降时，阀门K1关闭，阀门K2开启，将空气吸入气室；海水上升时，阀门K1开启，阀门K2关闭，压缩后将空气推入工作室．整个过程是海水推动活塞做功，将海水的机械能转化成了电能．
9.【答案】D
【解析】自然界中的能量是守恒，它既不会消灭，也不会创生，但由于能量的转化或转移具有方向性(如水只能从高处流向低处；热量只能从高温物体传向低温物体)，所以无法制造“永动机”．由于能量的转化或转移具有方向性，如果不给它提供热水，消耗热能(或者如果热水变成了冷水)，它也就不转了，因此永动机违背了能量守恒定律．
10.【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．
11.【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．
12.【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．
13.【答案】D
【解析】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、质量都无关，故AB错误；C项，由于不确定燃料是否完全燃烧，故C错误；D项，热值是燃料的一种属性与燃料的质量无关，不同的物质热值一般不同，说法正确．
14.【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．
15.【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．
16.【答案】机械能
【解析】做功改变物体内能．对物体做功，物体内能会增加，物体对外做功，物体内能会减小．水蒸气会把软皮塞冲出．水蒸气对塞子做了功，水蒸气的内能转化为软皮塞的机械能，水蒸气内能减少，温度降低．水蒸气发生液化形成小水珠，瓶口出现“白雾”．
17.【答案】机械　电
【解析】小轮摩擦“火石”的过程，消耗了机械能，产生高电压的电火花实际是消耗的是电能，它们都可以转化成内能．
从能量转化的角度看，摩擦点火，是将机械能转化为内能；高电压火花点火，是电能转化为内能．
18.【答案】(1)风力发电中的能量转化是怎样的？将风能转化为电能；
(2)风能属于可再生能源还是不可再生能源？风能是可再生能源(合理即可)．
【解析】(1)问题：风力发电中的能量转化是怎样的？回答：将风能转化为电能；
(2)问题：风能属于可再生能源还是不可再能能源？回答：风能是可再生能源；
(3)问题：与化石能源相比，风能有哪些优点？回答：清洁无污染，可重复利用等．
19.【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．
20.【答案】(1)甲乙　甲丙　相等　(2)加热时间　b
【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；
在实验中，三烧杯中a、b液体的质量必须相等；
(2)①不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的；②质量相同的两个物体，升高相同温②度，加热时间越长，吸收的热量越多，则比热容越大，因此b的比热容大．
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：(1)Q放＝mq汽油＝2 kg×4.5×107J/kg＝9×107J,
由效率公式η＝可得，
牵引力做的功：
W＝ηQ放＝40%×9×107J＝3.6×107J.
(2)由功的公式W＝Fs可得，
汽车的牵引力：F＝＝＝6×103N,
∵汽车做匀速直线运动，
∴阻力f＝F＝6.0×103N.
答：汽车在此过程中，受到的阻力是6.0×103N.
【解析】(1)知道消耗汽油的质量和汽油的热值，利用Q放＝mq求汽油完全燃烧放出的热量，再利用效率公式的变形公式W＝ηQ放可求出牵引力做的功．
(2)知道前进的距离，利用公式W＝Fs求出汽车的牵引力．根据汽车做匀速直线运动时，受到的牵引力等于阻力，可求阻力．
23.【答案】解：
(1)水吸收的热量为：
Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×50 kg×(100 ℃－20 ℃)＝1.68×107J.
(2)∵Q放＝mq，q＝3.0×107J/kg，
∴需要燃烧酒精的质量：
m＝＝＝0.56 kg.
答：(1)水吸收的热量是1.68×107J；(2)这些热量相当于完全燃烧0.56千克酒精放出的热量．
【解析】(1)知道水的质量、比热容、初温和末温，根据公式Q吸＝cm(t－t0)可求出水吸收的热量；(2)根据Q放＝mq可求出酒精的质量．
24.【答案】解：(1)水吸收的热量：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×100 kg×(60 ℃－20 ℃)＝1.68×107J；
(2)∵Q吸＝Q放×70%,
∴Q放＝＝＝2.4×107J,
又∵Q放＝m气q气，
∴m气＝＝＝0.3 kg.
(3)太阳能热水器是将太阳能转化为内能，被水吸收，温度升高，供人使用，对环境无污染．
答：(1)水吸收的热量为1.68×107J；(2)平均每天可节约液化石油气0.3千克；(3)对环境无污染．
【解析】(1)知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸＝cmΔt求水吸收的热量；
(2)由题知，液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收，即Q吸＝Q放×70%，再利用Q放＝mq求需要完全燃烧的液化石油气的质量，即每天节约的液化石油气质量；
(3)从环保、节约能源(省钱)、取之不尽等方面列举太阳能热水器的优点．