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

第十四章《内能的利用》同步测试
一、单选题(共15小题)
1.下列过程中，物体的重力势能转化为动能的是(　　)
A． 热气球上升的过程
B． 铅球自由下落的过程
C． 跳水运动员将跳板踏弯的过程　
D． 跳伞运动员在空中匀速下落的过程
2.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
3.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
4.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
5.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
6.以下机械属于热机的是(　　)
A． 火箭发动机
B． 发电机
C． 滑轮组
D． 洗衣机
7.目前，大连地区电能的主要来源是火力发电．关于火力发电过程中的能量转化，下列说法正确的是(　　)
A． 化学能→内能→动能→电能
B． 化学能→内能→机械能→电能
C． 内能→机械能→电能
D． 化学能→内能→电能
8.图中是汽油机上作的四个冲程的示意图，其中表示做功冲程的是(　　)
A．
B．
C．
D．
9.如图2所示汽油机工作时各冲程的示意图，从能量转化的角度看，其中与如图1实验相同的是________．
A．
B．
C．
D．
10.下列实例中能量发生了转化的是(　　)
A． 壶中的水吸热升温
B． 电饭锅通电发热
C． 抱着热水袋取暖
D． 人在阳光照射下感到热
11.在一定的条件下，各种形式的能量是可以互相转化的．在它们互相转化的过程中，下面说法正确的是(　　)
A． 机械能一定守恒
B． 各种形式的能都守恒
C． 各种形式的能量的总和一定守恒
D． 内能一定守恒
12.向酒精灯内添加适量酒精后，燃料的热值与灯内原来的部分相比较(　　)
A． 变大
B． 不变
C． 变小
D． 无法确定
13.2013年某天，一颗数十吨的陨石落向地球，在加速下落的过程中，陨石与大气剧烈摩擦而燃烧，犹如一颗火球扑向地面．陨石下落过程中，其能量的变化情况是(　　)
A． 动能增加、内能增加
B． 动能增加、内能减小
C． 动能减小、内能增加
D． 动能减小、内能减小
14.如图所示为四冲程内燃机工作时的示意图，一个工作循环的正确顺序为()
A． 甲丁乙丙
B． 甲乙丙丁
C． 丙乙丁甲
D． 丙丁乙甲
15.近几年煤炭价格较高，少数不法商贩将煤矸石、破碎石掺在优质煤中高价销售，客户为不上当，最恰当的方法是检测煤的(　　)
A． 温度
B． 质量
C． 热值
D． 比热容
二、填空题(共3小题)
16.如图所示是达·芬奇设想的永动机．你认为能实现吗？________.请说明理由：________________________________________________________________________.
17.按如图所示装置进行实验，把试管中的水加热至沸腾，试管上方的小叶轮会转动起来，此过程中能量的转化与热机工作中的________冲程能量的转化相同．
18.在四冲程汽油机中，将机械能转化为内能的冲程是________冲程，如图所示的是汽油机的________冲程．四个冲程中利用飞轮惯性工作的冲程是________．
三、实验题(共3小题)
19.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)
20.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)．
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.如图所示，简易太阳能热水器受光面积1.2 m2，内装80 kg水，太阳每分钟辐射到1 m2面积上的热量是7.56×104J，如果60%的热量被水吸收，问：
(1)20 ℃的水晒3 h后水温是多少摄氏度？
(2)煤气的热值是4.2×107J/kg，若煤气灶的效率为40%，则烧热这些水(达到上一问中水的末温)需燃烧多少煤气？
23.一台汽油机，活塞面积是50 cm2，活塞行程是25 cm，做功冲程燃气产生的平均压强为9.84×105Pa，若飞轮的转速是600 r/min，效率为30%，求汽油机在一小时内要消耗多少汽油？(汽油的燃烧值为4.6×107J/kg)
24.完全燃烧70 g的酒精可以释放出2.1×106J的热量，如果所放出的热量中有60%被质量为5 kg温度为 20 ℃的水所吸收，试求：
(1)酒精的热值；
(2)水温可以升高多少？
答案解析
1.【答案】B
【解析】A项，热气球上升的过程，高度增加，是空气对气球做功，机械能增加，故A不符合题意；B项，铅球自由下落的过程中，高度下降，速度增加，是重力势能转化为动能，故B符合题意；C.跳水运动员将跳板踏弯的过程中，跳板形变的程度增加，弹性势能增加，并非减小转化成动能，故C不符合题意；D项，跳伞运动员在空中匀速下落的过程，速度不变，高度下降，是动能不变，重力势能减小，故D不符合题意．
2.【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．
3.【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．
4.【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．
5.【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.
6.【答案】A
【解析】热机是把内能转化成机械能的装置．火箭发动机是把内能转化成机械能，属于热机；发电机是把电能转化为机械能，不属于热机；滑轮组是简单的机械，不属于热机；洗衣机是电能转化为机械能，不属于热机．
7.【答案】B
【解析】火力发电是通过煤、石油等燃料的燃烧，将燃料的化学能转化为水的内能，水蒸气膨胀做功转化为汽轮机的机械能，汽轮机带动发电机转动将机械能转化为电能．
8.【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．A项，进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程；不符合题意；B项，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，不符合题意；C项，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，火花塞喷出电火花，是做功冲程，符合题意；D项，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程；不符合题意．
9.【答案】B
【解析】图1是压缩空气引火仪实验，下压活塞时，活塞压缩气体做功，机械能转化为内能，使气体的内能增大、温度升高，当达到棉花的燃点，使棉花燃烧．能量转化过程是机械能转化为内能．在内燃机的四个冲程中，压缩冲程是机械能转化为内能．A项，进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程；B项，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程；把机械能转化为内能；C项，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；把内能转化为机械能；D项，排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；因此与图1能量转化相同的是压缩冲程，即选项B.
10.【答案】B
【解析】A项，壶中的水吸热升温，是热量发生了传递，属能量的转移，不合题意；B项，电饭锅通电发热，是电流做功，将电能转化为内能，是能量的转化，符合题意；C项，抱着热水袋取暖，是热量发生了传递，属能量的转移，不合题意；D项，人在阳光照射下感到热，是通过热传递使内能增加，属能量的转移，不合题意．
11.【答案】C
【解析】各种能量形式互相转换是有方向和条件限制的，能量互相转换时其量值不变，表明能量是不能被创造或消灭的．因此各种形式能的总量一定守恒，单一的某一种形式的能或几种能不一定守恒，故C选项说法正确．
12.【答案】B
【解析】向酒精灯内添加适量酒精后，酒精的质量增加，但是燃料的热值与质量无关，热值不变．
13.【答案】A
【解析】陨石在下落过程中，高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，动能增加；陨石下落过程与大气剧烈摩擦导致温度升高，这是通过克服摩擦做功的方法改变其内能的，机械能转化为内能，内能增加．
14.【答案】A
【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．
由甲图可知，进气门打开，活塞下行，所以是吸气冲程，故排除C、D；
由丙图可知，排气门打开，活塞上行，是排气冲程，排在四个冲程的后面，所以排除B.
15.【答案】C
【解析】热值是燃料的一种特性，是指1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时放出的热量越多，掺假后煤的热值降低，所以可以用热值来区分．而从比热容、质量、温度无法区分．
16.【答案】不能　违背能量守恒定律
【解析】给永动机一个动力后，由于水银的流动，永动机在一定时间内能够保持转动，但由于摩擦力的存在，将有一部分能量以热量的形式散失掉，如果不补充能量，则机器不能永远运动，所以自然界中不可能存在永动机，它违背了能量守恒定律．
17.【答案】做功
【解析】由图可知，从玻璃管口喷出的水蒸气驱动叶轮转动，水蒸气会对叶轮做功，将水蒸气的内能会转化为塞子的机械能；此过程与汽油机的做功冲程类似，在做功冲程中也是燃气的内能转化为活塞的机械能．
18.【答案】压缩　做功　吸气冲程、压缩冲程和排气冲程
【解析】在四冲程汽油机中，将机械能转化为内能的冲程是压缩冲程；
根据图示可知，进气门和排气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，气缸容积增大，因此是做功冲程．四个冲程中，对外提供内能的冲程只有做功冲程，其它三个冲程都是依靠惯性完成的，因此利用飞轮惯性工作的冲程有：吸气冲程、压缩冲程和排气冲程.
19.【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．
20.【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．
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)∵太阳每分钟辐射到1 m2面积上的热量是7.56×104J,
∴太阳能热水器3 h得到太阳的辐射热量为：Q＝1.2 m2×3×60 min×7.56×104J/(m2·min)＝16329600 J,
而Q吸＝Qη＝16329600 J×60%＝9797760 J,
又∵C＝4.2×103J/(kg·℃)，m＝80 kg,
∴Δt＝＝＝29.2 ℃，
从而可知t＝Δt＋t0＝29.2 ℃＋20 ℃＝49.2 ℃.
(2)∵Q吸＝9797760 J，η热＝40%，
∴煤气燃烧放出的热量为：
Q放＝＝＝24494400 J,
又∵q气＝4.2×107J/kg,
∴m气＝＝＝0.5832 kg.
答：(1)20 ℃的水晒3 h后水温是49.2 ℃.(2)烧热这些水需燃烧0.5832 kg煤气．
【解析】(1)已知太阳每分钟辐射到1 m2面积上的热量是7.56×104J，便可以计算出太阳能热水器3 h得到太阳的辐射热量Q，已知60%的热量被水吸收，从而可利用公式Q吸＝Qη求出水吸收的热量，已知水的质量和比热容，可利用公式Δt＝计算出温度变化，已知水的初温，可利用公式t＝Δt＋t0计算出末温．
(2)已知水吸收的热量和煤气灶的效率，可利用公式Q放＝计算出煤气燃烧放出的热量，已知煤气的热值，可利用公式m气＝计算质量．
23.【答案】解：发动机做功一次所做的功：
W＝Fs＝pSL＝9.84×105Pa×5×10－3m2×0.25 m＝1230 J,
汽油机在一小时内做的总功：
W总＝60×300×1230 J＝2.214×107J,
发动机做功的平均功率：
p＝＝＝6150 W；
∵η＝
∴汽油完全燃烧放出的总能量：
Q＝＝＝7.38×107J,
∵Q＝mq
∴完全燃烧汽油的质量：
m＝＝≈1.60 kg.
答：汽油机在一小时内要消耗1.60 kg的汽油．
24.【答案】解：(1)∵Q放＝mq，
∴酒精的热值：
q＝＝＝3×107J/kg.
(3)水吸收的热量：
Q吸＝60%×Q放＝60%×2.1×106J＝1.26×106J,
∵Q吸＝cmΔt,
∴水升高的温度：
Δt＝＝＝60 ℃.
答：(1)酒精的热值为3×107J/kg；(2)水温可以升高60 ℃.
【解析】(1)根据公式Q＝mq求出酒精的热值；
(2)根据Q吸＝60%×Q放求出水吸收的热量，再根据公式Q吸＝cmΔt求出水升高的温度．