精品试卷：人教版九年级物理第十四章-内能的利用 定向测试练习题（有解析）

人教版九年级物理第十四章-内能的利用 定向测试
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、提高热机效率的有效途径是（　　）
A．采用优质的燃料 B．减少热机的各种热损失，保证良好的润滑
C．使热机具有良好的散热 D．避免使用热机
2、航天工业的火箭常用液态氢作为燃料，这是因为液态氢具有较大的（　　）
A．热值 B．密度 C．热量 D．比热容
3、甲图是汽油机的工作原理，乙图是常见的生活现象，则（　　）
A．①冲程的原理和乙图所示一致 B．②冲程把气体的内能转化成机械能
C．③冲程气体被压缩内能增大 D．④冲程是汽油机的排气冲程
4、油箱内的汽油燃烧掉一半后，剩余的汽油（　　）
A．比热容和热值都变为原来的一半
B．比热容变为原来的一半，热值不变
C．比热容没有变化，热值变为原来的一半
D．比热容和热值都没有变化
5、图是单缸内燃机工作过程中气门与活塞位置关系图，在下列排列顺序中，符合四冲程内燃机工作循环顺序的是：（　　）
A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丁、丙
C．乙、丁、甲、丙 D．丙、丁、乙、甲
6、小柯在科技馆看到许多奇思妙想一六冲程引擎。这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。则第五冲程相当于图中四冲程汽油机的（　　）
A． B． C． D．
7、某同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯用完全相同的方式分别质量都是200g的沙子和水加热。他绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象分别如图a、图b所示。已知酒精的热值q＝3.0×107J/kg，加热时酒精灯平均每分钟消耗2.8g酒精。已知水的比热容 ，则下列说法正确的是（　　）
A．沙子的吸热能力大于水的吸热能力
B．加热2min时间内水吸收的热量Q吸水为4.2×105J
C．这2min时间内酒精灯的加热效率η为40%
D．沙子的比热容c沙约为
8、关于如图所示的热学实验，叙述不正确的是（　　）
A．甲图中，两铅块底部磨平并压紧，是为了减小分子间距，增大分子作用力
B．乙图中，试管内的水沸腾后，水蒸气将软木塞推出，能量转化类似做功冲程
C．丙图中，抽去玻璃隔板后，两瓶中的气体逐渐混合，这说明空气密度较大
D．丁图中，金属管装有乙醚，迅速拉动管外的皮绳，可使橡皮塞从管口飞出
9、下列说法正确的是（　　）
A．冬天用暖手袋暖手，是通过做功的方式改变内能
B．热机在压缩冲程中把机械能转化成内能
C．扫地时“尘土飞扬”，是由分子做无规则运动引起的
D．汽车发动机用水做冷却物质，是因为水的热值比较大
10、如果一瓶酒精用掉一部分后，对剩下的酒精而言，不变的物理量是（　　）
A．质量、体积、密度 B．密度、比热容、热值
C．质量、体积、比热容 D．质量、体积、热值
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、在汽油机的四个冲程中，机械能转化为内能的是 _____冲程。如图所示汽油机正在进行的是 _____冲程，若某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1s内，汽油机完成 _____个工作循环。
2、完全燃烧0.1kg煤油释放的热量为_________J，若这些热量的42%被水吸收，可以将10kg的水由20℃加热到___________℃ [q煤油=4.6×107J/kg，c水=4.2×103/(kg ℃)]
3、汽车在行驶时，发动机的温度会升得很高。为了确保安全，可用循环水进行冷却，用水来冷却是因为水的______较大，这是通过______的方式来改变发动机的内能，某品牌汽车行驶100km耗油8kg，这些汽油完全燃烧要放出的______J的热量。（汽油的热值q=4.6×107J/kg）
4、如图所示，2020年6月23日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第五十五颗导航卫星。运载火箭的发动机属于热机的一种，燃料燃烧后通过______（选填“做功”或“热传递”），把内能转化为______能。
5、如图所示，在试管中装些水，用软木塞塞住。加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出去，这一过程与汽油机的______冲程的能量转化过程相同。酒精的热值是3.0×107J/kg，从开始加热到木塞冲出，燃烧10g酒精，酒精燃烧放出的热量是______J，若水蒸气对木塞做功是3×103J，该装置作为热机的效率是______。
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、一个容器中装有40kg温度是10℃的冷水，若用某一热水器把它加热到温度为60℃时，共用了0.6m3的天然气，已知天然气的热值为2.8×108J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。求：
（1）这次加热过程中，水吸收的热量是多少？
（2）该热水器的实际效率是多少？
2、为了探究某物质在固态和液态时的吸热能力，小芳同学用酒精灯（火焰大小保持不变）均匀加热0.4kg该种固体，根据实验数据绘制出的图像如图所示。通过查阅资料，已知该物质液态（BC阶段）时的比热容为3×103J/（kg ℃）。
（1）求该物质在BC段共吸收了多少热量？
（2）经测量，BC阶段消耗热值为3.0×107J/kg的酒精10g（酒精完全燃烧），求在BC阶段的热转化效率为多大？
（3）该物质在固态（OA阶段）时的比热容为多大？
3、一台大型推土机的推力约为3×104 N，匀速推土总行程达10 km，消耗柴油约30.3 kg；
（1）求推土机做的功；
（2）消耗柴油放出的热量是多少？
（2）求推土机柴油机的热机效率（q煤油＝4.3×107 J/kg）
4、燃烧了0.5kg的焦炭，已知焦炭的热值为3.0×107J/kg。求放出多少热量？
5、在冬天的时候一家人聚在一起吃上一顿美美的火锅不是一种很让人舒心的事情吗？爱吃火锅的细心食客不难发现，现在市里一些火锅店、饭店、酒店等都选用了一种配备丁烷气罐的一种新型便携式的燃气炉。丁烷气罐外形小巧，火力也很大，最重要的是方便干净，适用于短时间内吃火锅的顾客，也适用于野外郊游野炊用。如图所示为亨味达牌便携式丁烷气炉。[q丁烷=5.0×107J/kg，c合金=0.8×103J/(kg·℃)]
其参数如表
耗气量 发热量 热效率 产品净重 产品毛重 说明
192g/h 2.9kW 65% 1.5kg 2.0kg 250g猛火力燃烧80min
某火锅店使用此燃气炉给顾客煮羊肉，盛肉的锅为1kg的合金锅，其内装有20℃、2kg的温水。计算结果保留小数点后两位
（1）完全燃烧0.2kg的丁烷气体可释放出多少J的热量？
（2）要使锅内的水烧开（当地为1标准大气压），水和锅一共需要吸收多少J的热量？
（3）若燃气炉以最大的火力工作，要把锅内的水烧开，燃气要持续燃烧多少h？
---------参考答案-----------
一、单选题
1、B
【详解】
BC．热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，所以，减少热量的损失可以提高热机的效率；使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率，故B符合题意，C不符合题意；
AD．采用优质燃料、使热机具有良好的散热不能提高热机效率，不使用热机更不现实，故AD不符合题意。
故选B。
2、A
【详解】
航天工业的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液态氢和其它燃料相比，液态氢可以释放出更多的热量。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3、D
【详解】
A．图乙中，保温瓶内温度较高，内能较大，瓶内气体体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，瓶内气体的内能转化为塞子的机械能；而图甲①，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是汽油机的吸气冲程，其原理与乙图不同，故A不符合题意；
B．图甲②，两气门都关闭，活塞向上运动，是汽油机的压缩冲程，活塞压缩气缸内气体，气体内能增加，温度升高，机械能转化为内能，故B不符合题意；
C．图甲③，两气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是汽油机的做功冲程，内能转化为机械能，气体内能减小，故C不符合题意；
D．图甲④，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是汽油机的排气冲程，故D符合题意。
故选D。
4、D
【详解】
物体所含物质的多少叫质量。汽油用掉一半后，质量变为原来的一半。而比热容是物质的特性，决定于物质的种类和状态；热值是燃料的特性，决定于燃料的种类，油箱内的汽油燃烧掉一半后，比热容、热值都不变，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
5、C
【详解】
四冲程内燃机工作循环顺序的是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，对应图中的乙、丁、甲、丙，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
6、C
【详解】
做功冲程是高温高压的燃气推动活塞对其做功，将内能转化为机械能；六冲程引擎中的第五冲程，是水变为水蒸气推动活塞做功，从而为汽车提供动力；
A．进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，没有能量转化，故A不符合题意；
B．两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故B不符合题意；
C．两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，故C符合题意；
D．排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程，没有能量转化，故D不符合题意。
故选C。
7、D
【详解】
A．由图像知加热相同的时间水和沙子吸收的热量相同，沙子的温度升高的多，根据 可知，水的比热容大，水的吸热能力大于沙子的吸热能力，故A错误；
B．由图b可知，加热2min水温度升高
则加热2min时间内水吸收的热量
故B错误；
C．因为酒精灯平均每分钟消耗2.8g酒精，加热2min时间内消耗酒精的质量
则酒精完全燃烧放出的热量
酒精灯的加热效率
故C错误；
D．因为两酒精灯完全相同、加热方式也相同，所以相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，则在2min的时间内，沙子吸收的热量
由图a可知加热2min，沙子的温度从20上升到250，即
沙子的质量
由可得，沙子的比热容
故D正确。
故选D。
8、C
【详解】
A．甲图表示的是将接触面被削平的两个铅块用力压紧，可以使它们结合在一起，这样可使两铅块更紧密结合，让两铅块间的分子距离减小，达到分子作用力能起作用的距离，且这时的距离越小，分子间的作用力便越大，即使在下面挂重物，铅块也不会分开，是因为此时分子间的作用力表现为引力，故A正确，不符合题意；
B．在软木塞被冲出试管口的过程中，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，能量转化类似做功冲程，故B正确，不符合题意；
C．抽去玻璃隔板后，两瓶中的气体逐渐混合，属于扩散现象，表明分子在不停地做无规则运动，故C错误，符合题意；
D．金属管装有少量乙醚，迅速拉动缠在金属管外的皮绳，克服摩擦做功，金属管和内部乙醚的温度升高，达到乙醚燃点燃烧，产生的高温燃气推动橡皮塞做功，内能转化为机械能，可使橡皮塞从管口飞出，故D正确，不符合题意。
故选C。
9、B
【详解】
A．冬天用暖手袋暖手，是通过热传递的方式改变内能，故A错误；
B．热机的压缩冲程是将机械能转化为内能的过程，做功冲程是将内能转化为机械能的过程，故B正确；
C．尘土是由大量分子组成的，尘土不是分子，尘土飞扬不是分子的无规则运动，故C错误；
D．水的比热容大，在相同条件下吸收的热量多，所以汽车发动机用水做冷却物质，故D错误。
故选B。
10、B
【详解】
一瓶酒精用掉一部分后，所含物质总量减少，所以质量减少；所占空间体积减小；密度、比热容和热值都表示物质的特性，是从不同的角度来描述物质的特性，只与物质的种类和状态有关。所以一瓶酒精用去一部分，则剩下的酒精密度、比热容和热值都不变。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
二、填空题
1、压缩做功20
【解析】
【详解】
[1]汽油机工作时，在压缩冲程中，活塞的机械能转化为汽油和空气混合物的内能。
[2]由图可知，该冲程中，进气门和排气门关闭，火花塞点火，燃气推动活塞向下运动，即该冲程为做功冲程。
[3]某汽油机的飞轮转速为
2400r/min=40r/s
即在1s内，该汽油机的飞轮转动40周，因为汽油机在一个工作循环中，飞轮转动两周，所以在1s内，该汽油机完成的工作循环数为20个。
2、4.6×10666
【解析】
【详解】
[1]由Q放=mq可得，0.1kg煤油完全燃烧释放的热量为
Q放=mq=0.1kg×4.6×107J/kg=4.6×106J
[2]若这些热量的42%被水吸收，则水吸收的热量为
Q吸=ηQ放=42%×4.6×106J=1.932×106J
由公式Q吸=cmΔt可得
所以可以将10kg的水由20℃加热到
t=20℃+46℃=66℃
3、比热容热传递3.68×108
【解析】
【详解】
[1][2]因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机用水来冷却；这是通过热传递的方式来降低发动机的温度，从而改变发动机的内能。
[3]由题意可知，汽油完全燃烧放出的热量为
Q放=qm=4.6×107J/kg×8kg=3.68×108J
4、做功机械
【解析】
【详解】
[1][2]火箭利用燃料燃烧，燃料的化学能先转化为内能，然后通过做功的方式把内能转化为火箭的机械能。
5、做功3.0×1051%
【解析】
【详解】
[1]木塞冲出时，水蒸气的内能对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能会减小，温度降低，内燃机的做功冲程也是将内能转化为机械能的过程。
[2]酒精燃烧放出的热量
[3]热机的效率
三、计算题
1、（1）；（2）
【详解】
解：（1）这次加热过程中，水吸收的热量是
（2）燃料完全燃烧释放的热量为
该热水器的实际效率是
答：（1）这次加热过程中，水吸收的热量是；
（2）该热水器的实际效率是。
2、（1）4.8×104J；（2）16%；（3）1.5×103J/（kg ℃）
【详解】
解：（1）由图像知，液体在第6min的温度为50℃，在第9min的温度为90℃，则该物质在BC段吸收的热量为
（2）10g酒精完全燃烧放出的燃料为
则热转化效率为
（3）用同一酒精灯加热，且火焰大小不变，物质从O到A用时2min，从B到C用时4min，物质在固态（OA阶段）时吸收的热量等于BC段吸热的一半，所以物质在固态（OA阶段）时吸收的热量为
则比热容为
答：（1）求该物质在BC段共吸收的热量为4.8×104J；
（2）在BC阶段的热转化效率为16%；
（3）该物质在固态（OA阶段）时的比热容为1.5×103J/(kg ℃)。
3、（1）3×108J；（2）1.3029×109J；（3）23%
【详解】
解：（1）根据可知，推土机所做的功为
（2）根据可知，消耗柴油放出的热量为
（3）根据可知，推土机柴油机的热机效率为
答：（1）推土机做的功为3×108J；
（2）消耗柴油放出的热量是1.3029×109J；
（3）推土机柴油机的热机效率为23%。
4、1.5×107J
【详解】
解：0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量
Q放＝mq＝0.5kg×3.0×107J/kg＝1.5×107J
答：燃烧0.5kg的焦炭放出1.5×107J的热量。
5、（1） 1.0×107 J； （2） 7.36×105 J；（3） 0.12h
【详解】
解：（1）完全燃烧0.2kg的丁烷气体放出的热量
（2）在一个标准大气压下，水的沸点是，所以将2kg、的水烧开，水的末温是，2kg、的水烧开需要吸收的热量
合金锅吸收的热量
水和锅一共吸收的热量
Q总=Q水吸+Q锅吸=6.72×105J+6.4×104J=7.36×105J
（3）燃气燃烧放出的热量
完全燃烧燃气的质量
由250g猛火力燃烧可知，猛火力燃烧燃气250g的时间是，所以猛火力燃烧燃气的速度是
燃气炉以最大的火力工作，要把锅内的水烧开，燃气要持续燃烧的时间
答：（1）完全燃烧的丁烷气体放出的热量是。
（2）水和锅一共吸收的热量是。
（3）燃气炉以最大的火力工作，要把锅内的水烧开，燃气要持续燃烧的时间为。