考点解析：人教版九年级物理第十四章-内能的利用 专项测试练习题（无超纲）

人教版九年级物理第十四章-内能的利用 专项测试
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、如图是汽油机的某个冲程，下列说法错误的是（　　）
A．电火花塞点火是把电能转化为内能
B．活塞向下加速运动，是因为有气体对活塞做功
C．这个冲程的能量转化与烧水时水蒸气把壶盖顶起来相同
D．柴油机做功冲程不用点火是因为柴油不需要燃烧就可以放出热量
2、下列有关热现象的说法中，正确的是（　　）
A．做功和热传递都可以改变物体的内能，但功和热量是不同的物理量，单位也不同
B．燃料的热值越大，完全燃烧放出的热量越多
C．用燃气灶烧开同一壶水时，夏天与冬天的效率是相等的
D．蒸汽机、汽油机和喷气发动机的热机效率分别是η1、η2和η3，则有η1＜η2＜η3
3、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
4、关于下图所示的热学实验，叙述正确的是（　 　）
A．甲图中，压紧的两铅块，下面悬挂钩码而不分开，这是由于大气压强的作用
B．乙图中，试管内的水沸腾后，水蒸气将软木塞推出，汽油机吸气冲程应用到此原理
C．丙图中，抽去玻璃隔板后，两瓶中的气体逐渐混合，这说明上面瓶中的空气密度较大
D．丁图中，金属管装有少量乙醚，迅速拉动缠在金属管外的皮绳，可使橡皮塞从管口飞出
5、四冲程汽油机飞轮转速为，那么汽油机每秒钟（　　）
A．完成80个冲程，对外做功40次 B．完成160个冲程，对外做功80次
C．转80圈，对外做功40次 D．转40圈，对外做功20次
6、关于内能，有以下四个观点，你认为正确的是（　　）
A．汽油机在做功冲程中将机械能转化为内能
B．沿海地区昼夜温差较小，主要原因是水的比热容较大
C．物体温度越低，内能越小，所以0℃的物体没有内能
D．两物体相互接触时，热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
7、如图所示是探究能量转化的装置，下列相关说法错误的是（　　）
A．水蒸气驱动叶轮转动，水蒸气的内能减小了
B．实验过程中，燃料的化学能直接转化为叶轮的机械能
C．对水加热过程中是通过热传递使水的内能增大的
D．此实验展现了热机工作时的能量转化过程
8、为减少大气污染，我国正逐步减少使用煤炭能源，判断煤炭品质的优劣，最科学的方法是检验煤炭的（　　）
A．比热容 B．密度 C．热值 D．温度
9、甲热机的效率比乙热机的高，以下说法正确的是（　　）
A．甲热机做的有用功多
B．甲热机做功更快
C．甲热机消耗的燃料少
D．甲热机做的有用功占燃料完全燃烧放出热量的比更大
10、如图所示是物理老师的自制火箭，他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出。关于此实验分析正确的是（　　）
A．酒精无法完全燃烧，所以热值变小
B．酒精燃烧是电能转化成了内能
C．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程
D．纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，温度降低
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、一辆使用汽油为燃料的小汽车，功率为2.3×104W，在水平路面上匀速行驶了300s，在这段时间内消耗了0.5kg汽油（q汽油＝4.6×107J/kg）。请问：
（1）若汽油机飞轮的转速为3600r/min，在1s内汽油机对外做了______次功。
（2）若这些汽油完全燃烧，可放出热量是多少？__( )__
（3）汽车发动机的效率是多少？__( )__
2、如图所示是几种不同的燃料在烧烧，下表列出了几种燃料的热值。
干木柴 无烟煤 酒精 煤油 氢气
1.2×107J/kg 3.4×107J/kg 3.0×107J/kg 4.6×107J/kg 1.4×108 J/kg
（1）从表中可以看出酒精的热值是3.0×107J/kg，它的物理意义是___________；
（2）燃烧4kg的酒精可放出的热量是___________J。航天器发动机用氢做燃料，这是因为氢的________很大。
3、2021年10月16日0时23分长征2F火箭托举神舟13号飞船成功发射。火箭中用氢气做燃料主要的优点是它的______高，火箭中的燃料燃烧时，将燃料______能转化为燃气的______能。
4、图中单缸四冲程汽油机正处在_______冲程，若该汽油机转速为1800r/min，则它每秒钟完成________个冲程。用水循环带走汽油机产生的热量，这是利用了_______方式改变内能，并且利用了水的_______较大的特性。
5、如图所示，给试管内水加热至一定程度，发现试管口木塞会被推出。木塞被推出后水蒸气的内能______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。水蒸气将木塞推出的过程与内燃机______程的原理相同。
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、小凡同学所在学校为住校学生提供热水，需要燃烧天然气给锅炉提供热量，每天要将2000kg的水从25℃加热到60℃。[c水＝4.2×103J/（kg ℃），q气＝3.5×107J/m3]求：
（1）将2000kg的水从25℃加热到60℃需吸收的热量；
（2）如果不考虑热量的损失，每天需至少完全燃烧多少天然气？
2、2021年北京世园会园区主要场馆之一的“中国馆”房顶采用了非晶硅薄膜发电技术，屋顶安装了1056块光伏玻璃，将园区打造为绿色新理念的典范。太阳能发电已成为实现节能减排、可持续发展的重要举措。如图所示的太阳能热水器，它的水箱容积为120L。热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上，每平方米得到的太阳辐射功率约为P0=1400W，如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5h，求：
（1）一整箱水的质量是多少千克？
（2）一整箱水温度从20℃加热到70℃需要吸收的热量是多少？
（3）热水器上集热器的面积至少要多大？[水的比热容是：]
3、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）。
4、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？
5、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？
---------参考答案-----------
一、单选题
1、D
【详解】
A．由图可知，两个气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程，电火花塞点火是把电能转化为内能，故A正确，不符合题意；
B．做功冲程中，气体推动活塞向下加速运动，对活塞做功，故B正确，不符合题意；
C．烧水时水蒸气把壶盖顶起来，是内能转化为机械能，做功冲程中能量的转化是内能转化为机械能，故C正确，不符合题意；
D．柴油机的点火方式是压燃式，柴油需要燃烧才可以放出热量，故D错误，符合题意。
故选D。
2、D
【详解】
A．做功和热传递都可以改变物体的内能，功和热量虽然是不同的物理量，但单位相同，都是焦耳，故A错误；
B．燃料的热值越大，质量未知，完全燃烧放出的热量不一定越多，故B错误；
C．烧开同一壶水需要吸收的热量是相同的，夏天环境温度较高，向外散失的热量就会少一些，这样需要燃烧燃气放出的热量就会少一些，根据可知，夏天的效率会高一些，故C错误；
D．汽油机和喷气式发动机都是内燃机，由热机的特点可知，汽油机的效率低于喷气式发动机的效率，由于蒸汽机的燃料是在机器的外部燃烧，热损失最多，效率最低，则有
η1＜η2＜η3
故D正确。
故选D。
3、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。
4、D
【详解】
A．铅块被压紧，下面悬挂钩码而不分开，是因为铅分子之间有相互作用的引力，故A错误；
B．水蒸气将软木塞推出，水蒸气对软木塞做了功，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，和汽油机的做功冲程原理相同，故B错误；
C．抽去玻璃隔板，两瓶气体逐渐混合，是因为空气分子二氧化氮分子不停运动发生了扩散，空气的密度小于二氧化氮的密度，故C错误；
D．迅速拉动金属管外面的皮绳，皮绳克服金属管的摩擦做功，机械能转化为内能，金属管及乙醚温度升高，乙醚汽化产生大量乙醚蒸汽，内部压强增大，乙醚蒸汽对橡皮塞做功，把橡皮塞顶出，故D正确。
故选D。
5、D
【详解】
1个工作循环，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2圈，完成4个冲程。四冲程汽油机飞轮转速为
表示飞轮每秒转动40圈，所以每秒完成80个冲程，对外做功20次，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
6、B
【详解】
A．汽油机在做功冲程中将内能转化为机械能，故A错误；
B．沿海地区水多，内陆地区水少、沙石多，因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得沿海地区昼夜的温差小，故B正确；
C．一切物体在任何温度下都具有内能，所以0℃的物体仍具有内能，故C错误；
D．发生热传递的条件是有温度差，热量总是从温度高的物体转移到温度低的物体，故D错误。
故选B。
7、B
【详解】
ABC．燃料燃烧将化学能转化为内能，水吸收热量沸腾汽化为水蒸气，高温的水蒸气可以驱动叶轮转动，水的内能转化成了叶轮的机械能，水蒸气自身的温度会降低，内能会减少，故AC正确，不符合题意，B错误，符合题意；
D．热机工作时，将内能转化为机械能，因此此实验展现了热机工作时能量转化过程，故D正确，不符合题意。
故选B。
8、C
【详解】
热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量，反映了燃料燃烧放热的本领，因此判断煤炭品质的优劣，最科学的方法是检验煤炭的热值，故C符合题意。
故选C。
9、D
【详解】
A．根据热机效率的概念，甲热机效率高于乙热机效率，但燃料完全燃烧放出的热量不知道，所以无法确定甲热机做的有用功多，故A错误；
B．功率是描述做功快慢的物理量，热机效率与功率无关，故B错误；
C．由于甲、乙热机做的有用功不确定，所以无法确定甲、乙热机消耗燃料的多少，故C错误；
D．根据热机效率的概念，甲热机效率高，说明甲热机做的有用功占燃料完全燃烧放出热量的比更大，故D正确。
故选D。
10、D
【详解】
A．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃烧的情况无关，所以酒精不完全燃烧时热值是不变的，故A错误；
B．燃料本身具有化学能，因此酒精燃烧时将化学能转化为内能，故B错误；
C．燃气推动纸筒飞出的过程中，内能转化为机械能，与内燃机做功冲程的能量转化相同，故C错误；
D．纸筒飞出时，瓶内气体的内能转化为纸筒的机械能，则瓶内气体的内能减小，温度降低，故D正确。
故选D。
二、填空题
1、302.3×l07J30%
【解析】
【详解】
[1]汽油机飞轮转动2圈为4个冲程，对外做1次功，现在飞轮的转速是3600r/min，每一秒飞轮转动圈数为
则一分钟内对外做功次数
[2]0.5kg汽油完全燃烧放出热量
[3]由得
2、1kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J1.2×108热值
【解析】
【详解】
（1）[1]热值是燃料的一种特性，反映了燃料燃烧时放热能力的大小，与燃料的种类有关。酒精的热值是3.0×107J/kg，表示1kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。
（2）[2]燃烧4kg的酒精可放出的热量
Q=mq=4kg×3.0×107J/kg=1.2×108J
[3]航天器发动机用氢做燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的不同燃料时，氢可以释放出更多的热量。
3、热值化学内
【解析】
【详解】
[1]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。
[2][3]燃料燃烧是一种化学变化，将化学能转化为燃气的内能。
4、做功60热传递比热容
【解析】
【详解】
[1]由图可见，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，因此该冲程是做功冲程。
[2]汽油机完成1个工作循环，完成四个冲程，飞轮转2转，对外做功1次，1800r/min，则1s转30转，即每秒完成15个工作循环，完成60个冲程，对外做功15次。
[3][4]水循环带走汽油机产生的热量，这是利用热传递的方式改变内能的，并且还利用了水的比热容较大的特性。
5、减小做功
【解析】
【详解】
[1]软木塞被推出试管口时，水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，则水蒸气内能减小。
[2]四冲程内燃机在做功冲程中燃气的内能转化为活塞的机械能，与木塞被推出过程中能量的转化相同，所以内燃机的做功冲程与这个原理相同。
三、计算题
1、（1）2.94×108J；（2）8.4m3
【详解】
解：（1）2000kg的水从25℃加热到60℃，水吸收的热量为
（2）若不考虑热量的损失，则天然气完全燃烧放出的热量为
Q放＝2.94×108J
由Q放＝qV可知每天至少完全燃烧天然气的体积为
答：（1）将2000kg的水从25℃加热到60℃需吸收的热量为2.94×108J；
（2）如果不考虑热量的损失，每天需至少完全燃烧8.4m3天然气。
2、（1）120kg；（2）；（3）2.5m2
【详解】
解：（1）整箱水的体积
120L=120dm3=0.12m3
由可得，一整箱水的质量为
（2）由可得，一整箱水温度从20℃加热到70℃需要吸收的热量为
（3）这台太阳能热水器获得的辐射功率为
P=P0S=1400W/m2×S
太阳照射5h所得到的太阳能为
由，可得
解得：S=2.5m2，即热水器上集热器的面积至少要2.5m2。
答：（1）一整箱水的质量是120kg；
（2）一整箱水温度从20℃加热到70℃需要吸收的热量是；
（3）热水器上集热器的面积至少要2.5m2。
3、（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。
4、（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。
5、（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。