精品解析2021-2022学年人教版九年级物理第十四章-内能的利用 专项训练试卷

人教版九年级物理第十四章-内能的利用 专项训练
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、如图甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，我们会看到硝化棉燃烧；如图乙所示，试管内装有少量的水，用橡皮塞子塞紧，用酒精灯对试管加热，会观察到塞子跳起来。下列说法不正确的是（　　）
A．图甲中，活塞的机械能直接转化为硝化棉的内能
B．图乙所示实验中能量转化和内燃机的做功冲程相同
C．图乙中，当塞子跳起时可以观察到管口出现白雾
D．甲乙两图都说明了做功可以改变物体的内能
2、下列说法正确的是（　　）
A．热值大的燃料完全燃烧，放出的热量一定多 B．一块0℃的冰熔化成0℃的水，内能增大
C．物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量 D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
3、2021年10月16日，中国在酒泉卫星发射中心升空的神舟十三号载人飞船将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送入太空，发射取得圆满成功，下列说法正确的是（ ）
A．火箭点火加速升空时，将机械能转化为内能
B．火箭选用液态氢作燃料是因为氢的热值大
C．燃料的质量越大，热值越大
D．火箭发动机的效率可以达到100%
4、下列说法正确的是（　　）
A．温度高的物体一定比温度低的物体放出的热量多
B．物质的比热容与物体的质量、吸收的热量及温度变化有关
C．物体对外做功，其内能可能减少
D．热值大的燃料完全燃烧放出的热量一定多
5、对于的理解，下列说法正确的是（　　）
A．热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比
B．燃料燃烧不充分时，部分能量将被浪费掉，热值将减小
C．燃料燃烧时，放出的热量越多，燃料的热值越大
D．某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关
6、下列有关热和能的说法中，正确的是（　　）
A．燃料的热值越大，燃烧过程放出的热量越多
B．物体的温度不变，内能一定不变
C．温度高的物体含有的热量比温度低的物体多
D．发生热传递时，能量从一个物体转移到另一个物体
7、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
8、关于热机，下列说法正确的是（　　）
A．吸气冲程中，汽油机吸入的是空气
B．做功冲程是把机械能转化为内能
C．柴油机有喷油嘴而没有火花塞
D．做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的
9、随着人们生活水平的提高，小汽车逐步进入家庭。汽车使用的能源主要是汽油，那么，一桶汽油和一滴汽油相比，它们具有不同的（　　）
A．密度 B．比热容 C．热值 D．质量
10、如图所示是四冲程内燃机工作时各冲程的示意图，其中表示做功冲程的示意图是（　　）
A． B．
C． D．
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、我国航空航天科技，达世界领先水平，其中自行研制的长征系列运载火箭，发射成功率达到95.17%，高出美国火箭发射成功率4个百分点。部分长征系列运载火箭所用燃料为液态的氢，是因为氢的______大。常温下氢是气态的，科技人员是采用______的方法使其液化后装入火箭的。
2、有一箱木炭，它的质量为10kg，热值为3.4×107J/kg，若用掉一半，剩下的木炭的热值为______。半箱木炭燃烧最多能放出的热量是______。城市绿化中要修建许多人工湖以降低“热岛效应”造成的高温，这里利用了水______大的特性。
3、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 ℃)]
4、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______。
5、现在的城市基本实现了天然气清洁能源的使用。用天然气灶具加热水时，完全燃烧0.021m3的天然气，放出的热量是______J；如果这些热量的90%被水所吸收，可以使______kg的水温度从15 °C升高到95 °C。[天然气的热值为8×107J/m3，c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、新冠病毒使2020年春的中国成为了一个没有硝烟的战场，负压救护车（如图所示）则是众多“逆行者”中的一员。所谓负压就是利用技术手段，使车内气压低于外界大气压，车的医疗舱每小时可换气20次，能过滤分离病毒高达99.97%，既对车内人员起到防护的作用，也避免了感染车外更多的人。已知该车平均输出功率50kW，平均速度90km/h。
（1）该车行驶百公里（100km）输出的机械功为多少？
（2）若汽车的效率为25%，则该车百公里（100km）消耗多少升汽油？（结果保留一位小数，汽油的密度为0.70×103kg/m3，热值4.6×107J/kg）。
2、国庆期间，小明一家去户外野炊。他们使用木炭作为燃料，已知这种木炭的热值是2.8×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），求：
（1）1kg木炭完全燃烧放出的热量是多少？
（2）若这些热量全部被锅内30℃的水吸收，可将多少kg水加热至100℃？
3、小明家买了新车，厂家提供的部分参数如下表。周末爸爸带着全家开车到海边游玩，车上的速度表如图所示，在高速公路上仪表盘显示百公里平均油耗12.5L。[水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)，水的密度为1.0×103kg/m3，92#汽油热值为4.5×107J/kg、密度为0.8×103kg/m3]。求：
品牌：一汽——红旗 整车型号：FA6500
发动机输出功率： kW 乘坐人数：5人
推荐使用燃油92#油 整车质量（kg）：1875
水箱容积（L）：10 制造年月：2021年10月
（1）在冷却发动机过程中，水的温度升高50℃，求水吸收的热量是多少
（2）若匀速行驶1h，轿车发动机的效率是20%，则发动机的输出功率是多少W
4、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）
5、（1）用燃气锅炉烧水时，把质量为500kg，初温为20℃的水加热到100℃，已知水的比热容，则：水吸收的热量是多少J；
（2）在（1）过程中，共燃烧了12m3天然气，天然气的热值q＝4.2×107J/m3），求燃气锅炉烧水时的效率；
（3）我国可燃冰已试采成功，技术处于世界领先，可燃冰的热值为同体积天然气的160倍，求可燃冰的热值；若换用可燃冰，应使用多少m3可燃冰就能等效（2）中的天然气？
---------参考答案-----------
一、单选题
1、A
【详解】
A．下压活塞时，活塞对筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能，使气体的内能增加，空气的内能通过热传递的方式传递到硝化棉，故A错误，A符合题意；
B．木塞冲出的过程中，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，能量转化情况与内燃机做功冲程相同，故B正确，B不符合题意；
C．图乙中，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少，温度降低，发生液化现象，变成小水滴，出现“白雾”，故C正确，C不符合题意；
D．甲图说明对物体做功，机械能转化为内能，乙图说明物体对外做功，内能转化为机械能，总之做功可以改变物体的内能，故D正确，D不符合题意。
故选A。
2、B
【详解】
A．相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量越多的热值越大；因题中燃料的质量未知、燃烧的情况未知，所以不能比较放出热量的多少，故A错误；
B．一块0℃的冰熔化成0℃的水，虽然温度不变，但是熔化过程中要吸收热量，所以内能增大，故B正确；
C．物体的内能增加，可能是从外界吸收了热量，也可能外界对物体做了功，故C错误；
D．据热传递的定义可知，热量总是从温度高的物体向温度低的物体转移，故D错误。
故选B。
3、B
【详解】
A．火箭点火加速升空时，燃料燃烧产生大量高温高压的气体，推动火箭向上运动，是内能转化为机械能，故A错误；
B．氢在常见燃料中热值较大，等质量的氢完全燃烧所放出的热比其它燃料要多得多，所以火箭选用液态氢作燃料是因为氢的热值大，故B正确；
C．燃料的热值只与燃料的种类有关，与质量、是否完全燃烧等无关，故C错误；
D．火箭发动机属于内燃机，使用过程中一定存在燃料无法完全燃烧、废气带走一部分热量等能量损失，效率不可能达到100%。故D错误。
故选B。
4、C
【详解】
A．放出热量的多少与温度的变化量有关，与温度高低无关，故A错误；
B．比热容是物体本身的一种特性，大小与吸收的热量、物体的质量及温度的变化等无关，与物质的种类有关，故B错误；
C．物体对外做功，则自身内能减少，温度降低，故C正确；
D．由Q放＝mq可知，质量未知，热值大的燃料完全燃烧放出的热量不一定多，故D错误。
故选C。
5、D
【详解】
A．热值是质量为1kg的燃料完全燃烧时所释放出的热量，热值是燃料本身的特性，与热量无关，故A错误；
B．热值的大小只与燃料的种类有关，与燃烧程度无关，故B错误；
C．热值是燃料的一种特性，与放出的热量无关，故C错误；
D．热值是由燃料本身特性决定的，与燃料是否充分燃烧无关，故D正确。
故选D。
6、D
【详解】
A．由可知，燃料燃烧时放出的热量与燃料的热值和质量有关，故A错误；
B．物体的温度不变，但内能可能改变，比如一块0℃的冰熔化成0℃的水，吸收热量，温度不变，内能增大，故B错误；
C．热量不是状态量，是一个过程量，不能说含有或者具有热量，故C错误；
D．热传递的实质是能量从高温物体传向低温物体，或从一个物体的高温部分传向低温部分，故D正确。
故选D。
7、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。
8、C
【详解】
A．吸气冲程中，柴油机将空气吸入气缸，汽油机将空气和汽油的混合气体吸入气缸，故A错误；
B．汽油机和柴油机的做功冲程中，将内能转化成了机械能，故B错误；
C．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，故C正确；
D．汽油机和柴油机在做功冲程中，燃气推动活塞运动，其他冲程活塞都是靠飞轮的惯性运动的，故D错误。
故选C。
9、D
【详解】
因比热容、热值和密度均是物质的一种特性，这些量对于同种物质不随质量、体积的改变而改变，故一桶汽油和一滴汽油相比，它们的比热容、热值、密度均相同；而质量是指物体所含物质的多少，一桶汽油和一滴汽油相比，所含汽油的多少发生了变化，故质量不相同。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
10、D
【详解】
A．由图知，进气门打开，排气门关闭，活塞下行，是吸气冲程，故A不符合题意；
B．两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，故B不符合题意；
C．进气门关闭，排气门打开，活塞上行，是排气冲程，故C不符合题意；
D．两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，故D符合题意。
故选D。
二、填空题
1、热值压缩体积
【解析】
【详解】
[1]因为氢的热值大，完全燃烧相同质量的氢和其它燃料相比，氢放出的热量多，可以转化为更多的机械能，所以运载火箭用液态氢为燃料。
[2]液化有两种途径，压缩体积和降低温度，氢、氧在常温下是气态，科技人员是在常温下采用压缩体积的方式使它们液化后装入火箭的。
2、3.4×107J/kg1.7×108J比热容
【解析】
【详解】
[1]热值是燃料的特性，不随质量改变而改变，因此用掉一半，剩下木炭的热值仍然是3.4×107J/kg。
[2]半箱木炭燃烧最多放出热量
[3]水的比热容比较大，根据比热容的特点，相同质量的水在升高相同温度时比其他的物质吸收热量多，人工湖能够多吸收一些热量，以降低“热岛效应”。
3、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℃
4、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
5、1.68×1064.5
【解析】
【详解】
[1]由Q放＝Vq得完全燃烧0.021m3的天然气，放出的热量是
Q放＝Vq＝0.021m3×8×107J/m3＝1.68×106J
[2]由题意分析知被水吸收的热量
Q吸＝ηQ放＝1.68×106J×90%＝1.512×106J
由公式Q＝cm t得
三、计算题
1、（1）2×108J；（2）24.8升
【详解】
解：（1）已知该车的平均速度
行驶的路程
由得，则行驶的时间为
则该车行驶百公里输出的机械功为
（2）根据可得汽油完全燃烧放出的热量为
则该车百公里（100km）消耗的汽油质量为
消耗的汽油体积为
答：（1）该车行驶百公里（100km）输出的机械功为2×108J；
（2）该车百公里（100km）消耗24.8升汽油。
2、（1）2.8×107J；（2）95kg
【详解】
解：（1）1kg木炭完全燃烧放出的热量为
（2）上述的热量全部被水吸收，则有，水的质量为
答：（1）1kg木炭完全燃烧放出的热量是2.8×107J。
（2）若这些热量全部被锅内30℃的水吸收，可将95kg水加热至100℃。
3、（1）2.1×106J；（2）2×104W
【详解】
解：（1）由 可知，水的质量
水吸收的热量
（2）由图可知，汽车的行驶速度
由可知，汽车匀速行驶1h通过的路程
则汽车消耗的汽油的体积
由 可知，汽油的质量
汽油完全燃烧放出的热量
由可知，轿车发动机做的有用功
发动机的输出功率
答：（1）水吸收的热量是2.1×106J；
（2）发动机的输出功率是2×104W。
4、（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%。
5、（1）1.68×108；（2）33.3%；（3）6.72×109J/m3，0.075
【详解】
解：（1）水吸收的热量为
（2）12m3天然气完全燃烧释放的热量为
燃气锅炉烧水时的效率为
（3）因可燃冰的热值为同体积天然气的160倍，可燃冰的热值为
所以，需要可燃冰的体积为
答：（1）水吸收的热量是1.68×108J；
（2）燃气锅炉烧水时的效率为33.3%；
（3）可燃冰的热值为6.72×109J/m3，若换用可燃冰，应使用0.075m3可燃冰就能等效（2）中的天然气。