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 综合测试试题（含答案解析）

人教版九年级物理第十四章-内能的利用 综合测试
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、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
2、如图所示是某四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
3、有一个转速为3600r/min的四冲程汽油机，如图所示为该汽油机某冲程的示意图，则下列说法不正确的是（　　）
A．汽油机的效率越高，做功越快 B．这是汽油机的压缩冲程，机械能转化为内能
C．汽油机的该冲程是靠飞轮惯性完成的 D．汽油机正常工作时1s对外做功30次
4、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．甲的功率比乙大
B．消耗相同的汽油，乙做的功多
C．甲消耗的汽油比乙少
D．做相同的功，甲耗油比乙少
5、下面是汽油机工作时的各个冲程示意图，其中将机械能转化为内能的是（ ）
A． B． C． D．
6、如图所示，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，四冲程汽油机的能量转化情况与这一过程相似的冲程是（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程
C．做功冲程 D．排气冲程
7、小宇学习了热学知识后，下列对于相关概念理解正确的是（　　）
A．内能与温度的关系：温度高的物体，内能一定多
B．热传递：热量可能从内能少的物体传给内能多的物体
C．热值：当质量相等的两种燃料燃烧时，热值大的燃料放出热量一定多
D．比热容：比热容是物质的一种性质，其大小只与物质的种类有关
8、如图为汽油机的做功和压缩冲程，下列说法正确的是（　　）
A．压缩冲程进气门打开 B．做功冲程气体内能增大
C．做功冲程活塞向下运动 D．压缩冲程气体分子热运动减慢
9、如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中错误的是（ ）
A．酒精灯中酒精用掉一半后，剩余酒精的热值、比热容、密度均不变
B．抽出玻璃板，上方瓶中的空气逐渐变红，说明分子在不停地做无规则运动
C．活塞向上运动时，是内燃机的压缩冲程，此时内能转化为机械能
D．玻璃筒内的空气被压缩是通过做功的方式使空气的内能增加
10、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
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、某单缸四冲程内燃机的其中一个冲程剖面图如图所示，由图可知。该内燃机在吸气冲程中吸入的物质是_______，所示冲程是_______冲程，若该内燃机飞轮转动速度为3600r/min，则每秒完成涉及能量转化的冲程有_______次。
2、汽车发动机冷却系统分为风冷型和水冷型两种。风冷型发动机以空气为冷却介质，当风高速吹过发动机时，利用______的方式改变的发动机的内能；水冷型发动机则是利用水的______较大的特性。某水冷四冲程柴油发动机工作时转速表如图甲所示，则该发动机12s内经历压缩冲程______次，若该柴油机每完全燃烧柴油1kg，输出机械能1.376×107J，则该柴油机的效率为______。如图乙______是某水冷四冲程汽油机中的做功冲程示意图。（q煤油＝4.3×107J/kg）。
3、汽油的热值为4.6×107J/kg，现有汽油2kg，若其中一半的汽油完全燃烧，放出的热量为_______ J，剩余汽油的热值为___________J/kg。
4、转速为6000r/min的单缸四冲程内燃机，10秒钟经过______个冲程，做功______次，转______圈。
5、汽车发动机常用水做冷却剂，主要是因为水的___________大；火箭发射升空用液态氢做燃料，这是因为氢___________大。
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、燃气热水器的优点是加热较快、热效率高。某品牌燃气热水器采用天然气做燃料，当只有该热水器工作时，把40kg的水从20℃加热到60℃，天然气表的示数增加了，已知水的比热容为。天然气的热值为。试求：
（1）此过程中，水吸收的热量是多少？
（2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量是多少？
（3）该热水器本次加热的效率是多少？
2、随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家，一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为46 kW，若小汽车行驶的距离为100km，汽油的热值q=4.6 ×107J/kg，小汽车发动机的效率为25%。求小汽车在这段路程中：
（1）运动的时间；
（2）发动机所做的功；
（3）消耗汽油的质量。
3、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℃？
4、一辆汽车以72km/h的速度匀速行驶10min，消耗的汽油为1.2kg。汽车匀速行驶时受到的阻力为1.2×103 N，汽油的热值q=4.6×107J/kg。问：
（1）汽车牵引力做的功；
（2）假设燃料完全燃烧，则放出的总热量是多少？
（3）内燃机的效率；
（4）这段时间内汽车牵引力做功的功率是多少？
5、一台柴油机的效率为25%，用这台柴油机工作时，完全燃烧2kg的柴油。
（1）柴油机完全燃烧放出的热量？（柴油的热值为3.3×107 J/kg）
（2）这台柴油机可做多少有用功？
---------参考答案-----------
一、单选题
1、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。
2、B
【详解】
由图可知，进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，即为压缩冲程，机械能转化为内能，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
3、A
【详解】
A．热机的效率越高说明用来做有用功的能量占燃料完全燃烧产生的能量之比越大，做功越快是指功率大，功率和效率没有关系，故A错误，符合题意；
B．由图可知，两个气门都是关闭的，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能，故B正确，不符合题意；
C．依靠飞轮惯性完成的冲程有：吸气、压缩和排气三个冲程，故C正确，不符合题意；
D．转速为3600r/min的四冲程内燃机，则每秒转60圈，两圈做一次功，共做30次功，故D正确，不符合题意。
故选A。
4、D
【详解】
A．功率是指做功快慢的物理量，热机效率是能量的利用率，与功率大小无关，故A不符合题意；
B．已知甲汽油机的效率高于乙汽油机的效率，因此消耗相同的汽油，甲做的功多，故B不符合题意；
C．机器做功多少未知，因此不能确定甲消耗的汽油比乙少，故不符合题意；
D．已知甲汽油机的效率高于乙汽油机的效率，因此做相同的功，甲消耗的汽油比乙少，故D符合题意。
故选D。
5、B
【详解】
A．进气门开启，活塞下移，空气和汽油混合物流入汽缸，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，将机械能转化为内能。故B符合题意；
C．两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，将内能转化为机械能。故C不符合题意；
D．排气门开启，活塞上行，排出废气，是排气冲程。故D不符合题意。
故选B。
6、C
【详解】
由图可知，试管内的水蒸气当用酒精灯加热一定程度时，水蒸气膨胀会对塞子做功，将塞子推出，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。故ABD错误，不符合题意；C正确，符合题意。
故选C。
7、B
【详解】
A．因为内能的大小跟质量、温度、状态有关，所以温度高的物体内能不一定大，故A错误；
B．热量是从温度高的物体传向温度低的物体，内能的大小跟质量、温度、状态有关，内能少的物体可能温度高，所以热量可能从内能少的物体传给内能多的物体，故B正确；
C．质量相等的两种燃料完全燃烧，热值大的燃料放出的热量多，如果热值大的燃料不完全燃烧，放出的热量不一定多，故C错误；
D．比热容是物质本身的一种特性，与物质的物质种类和状态有关，故D错误。
故选B。
8、C
【详解】
A．在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，故A错误；
BC．做功冲程，高温高压气体对活塞做功，推动活塞向下运动，将内能将机械能，所以气缸内的气体内能减小，故B错误，C正确；
D．压缩冲程，活塞向上运动，压缩气缸内的气体，将机械能转化为气体的内能，则气体的内能增大，温度升高，分子的热运动加快，故D错误。
故选C。
9、C
【详解】
A．热值是燃料的一种特性，密度、比热容都是物质的特性，都与物质的质量、体积无关，所以，酒精灯中酒精用掉一半后，剩余酒精的热值、比热容、密度均不变，所以A正确，故A不符合题意；
B．抽出玻璃板，上方瓶中的空气逐渐变红，但是二氧化氮的密度大于空气，说明分子在不停地做无规则运动，所以B正确，故B不符合题意；
C．两个气门关闭，活塞向上运动时，是内燃机的压缩冲程，机械能转化为内能，所以C错误，故C符合题意；
D．图中玻璃筒内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加，所以D正确，故D不符合题意。
故选C。
10、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。
二、填空题
1、空气和汽油的混合物压缩60
【解析】
【详解】
[1]由图可知，内燃机顶部是火花塞，是汽油机，汽油机在吸气冲程中吸入气缸的是空气和汽油的混合物。
[2]图中两个气门关闭，活塞上行，是压缩冲程。
[3]一个工作循环包括四个冲程，曲轴转动2周，做功1次；内燃机飞轮转动速度为3600r/min，则每秒转过60r，30个工作循环，30个压缩冲程和做功冲程，完成涉及能量转化的冲程有60次。
2、热传递比热容15032%B
【解析】
【详解】
[1]改变物体内能方法是做功和热传递。风冷型发动机以空气为冷却介质，当风高速吹过发动机时，利用热传递的方式改变的发动机的内能。
[2]水冷型发动机则是利用水的比热容比较大，相同质量的水和其它物质相比，升高相同的温度时，水可以吸收更多的热量。
[3]水冷四冲程柴油发动机工作时转速表如图所示，转速为
15×100r/min=1500r/min
表示1min转1500r，即1秒转25r，因飞轮转2r，经历4个冲程，做功一次，压缩冲程一次，所以飞轮转25r，经历压缩冲程50次，12s内经历冲程为
（次）
[4]柴油完全燃烧能放出的热量
Q放＝mq煤油＝1kg×4.3×107J/kg＝4.3×107J
则柴油机的效率
[5]如图乙中B图，进气门和排气门都是关闭的，活塞下行，火花塞打火，可以判断是做功冲程。
3、4.6×1074.6×107
【解析】
【详解】
[1]现有汽油2kg，若其中一半的汽油完全燃烧，即燃烧1kg，所放出热量为
[2]汽油的热值与燃烧状况、燃烧质量无关，因此剩下汽油的热值为。
4、20005001000
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2][3]已知转速为6000r/min＝100r/s，即飞轮每秒转100圈，所以内燃机每秒钟完成50个工作循环，经过200个冲程，做功50次；则10秒钟经过2000个冲程，做功500次，转1000圈。
5、比热容热值
【解析】
【详解】
[1]用水做冷却剂是因为水的比热容较大，在相同质量的情况下，升高相同的温度是，水能吸收更多的热量。
[2]运载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氢时，可以释放出更多的热量。
三、计算题
1、（1）；（2）；（3）80%
【详解】
解：（1）水吸收的热量是
（2）天然气完全燃烧放出的热量是
（3）该热水器本次加热的效率是
答：（1）此过程中，水吸收的热量是；
（2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量是；
（3）该热水器本次加热的效率是80%。
2、（1）5000s；（2）2.3×108J；（3）20kg
【详解】
解：（1）由知道，小汽车运动的时间为
（2）发动机的实际功率为
P=46kW=46000W
发动机做的功为
W=Pt=46000W×5000s=2.3×108J
（3）由知道，燃料燃烧放出的热量
由知道，消耗汽油的质量
答：（1）运动的时间是5000s；
（2）发动机所做的功2.3×108J；
（3）消耗汽油的质量是20kg。
3、（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℃。
4、（1）1.44×107 J；（2）5.52×107 J；（3）26.1%；（4）24000W
【详解】
解：（1）已知汽车匀速行驶时受到的阻力为，牵引力和阻力是平衡力，由二力平衡可知汽车的牵引力
汽车行驶的速度
行驶的时间
则汽车行驶的路程为
汽车牵引力做的功为
（2）燃料完全燃烧放出的总热量为
（3）内燃机的效率为
（4）这段时间内汽车牵引力做功的功率为
答：（1）汽车牵引力做的功为；
（2）假设燃料完全燃烧，则放出的总热量是；
（3）内燃机的效率为；
（4）这段时间内汽车牵引力做功的功率是24000W。
5、（1） 6.6×107 J；（2） 1.65×107 J
【详解】
解：（1）由题意可知，完全燃烧2kg的柴油柴油放出的热量为
（2）由题意可知，该柴油机的效率为25%，故做的有用功为
答：（1）柴油机完全燃烧放出的热量为6.6×107J；
（2）这台柴油机可做有用功为1.65×107J。