人教版九年级物理第十四章-内能的利用 专项测评试卷（无超纲带解析）

人教版九年级物理第十四章-内能的利用 专项测评
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“神州十三号”发射时的情境，关于飞船发射，下列说法正确的是（　　）
A．火箭在发射升空的过程中，机械能守恒
B．发射火箭用液体氢作燃料是因为氢的密度小
C．返回舱返回时，返回舱与大气层摩擦做功将外壳烧黑
D．燃料燃烧过程中，将燃料的化学能直接转化成机械能
2、汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，如图所示是汽油机工作的四个冲程示意图，其中表示做功冲程的是（　　）
A． B． C． D．
3、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
4、如图，甲、乙、丙三图的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内液体的初温与质量也相同，不考虑热量损失，下列说法不正确的是（　　）
A．对比甲、乙两图，如果燃料2的热值较高，燃尽后图乙液体内能较大
B．对比乙、丙两图里液体最终升高的温度，可以比较两种液体的比热容
C．对比乙、丙两图，即便液体b最终升温较高，也不能说明燃料1的热值大
D．对比甲、丙两图，如果液体b比液体a的比热容大，那么要升高相同温度，图甲装置需要加热时间较短
5、关于热机效率，下列说法中正确的是（　　）
A．热机效率越高，即热机做的有用功越多
B．热机单位时间内耗费的燃料少，效率一定高
C．要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要保证良好的润滑
D．通过技术改进，热机效率可达100%
6、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
7、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
8、如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（　　）
A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大
C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少
D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大
9、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%
10、下列说法正确的是（　　）
A．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率
B．“钻木取火”是通过热传递的方式改变物体的内能
C．日常生活中使燃料燃烧更充分，可以增大热值
D．海边昼夜温差变化比沙漠中小，是因为水的比热容比沙石的小得多
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，用老式煤妒将质量为500kg的水从80 ℃加热到100℃，需要完全燃烧5kg的煤，在这个过程中这些水吸收的热量是______J，燃烧这些煤所放出的热量是______J，此煤炉的效率是______[q煤=3×107J/kg，c水=4.2×103J/(kg·℃)]。
3、如图所示实验，木塞冲出时，试管口出现白雾，说明水蒸气内能______，（选填“增大”“减小”或“不变”），此过程能量转化情况与内燃机______冲程相同。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3×104J，该装置作为热机的效率是______。（酒精的热值是3.0×107J/kg）
4、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。
5、如图所示的四幅图，甲、乙实验中与汽油机压缩冲程原理相同的是______图所示的演示的实验；一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是4800r/min，该汽油机每秒对外做功______次。
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、随着科技的发展，氢燃料新能源公交车慢慢在投放使用，氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源，（；）。求：
（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；
（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，求水升高的温度；
（3）若某次该氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶了1h，共消耗了7.2kg的氢燃料，则该公交车此次工作的效率是多少？
2、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？
3、2020年1月27日。为抗击新型冠状病毒肺炎疫情，安徽医科大学各附属医院紧急派出22名医护人员，他们与其他省属医院的白衣战士一起，组成安徽省第一批支援武汉的医疗队伍，出征武汉。假设客车（包括车上的人和物资）总质量为5×103kg，在某段平直的高速公路上，客车以90km/h的速度匀速行驶了200km，平均每百公里油耗为20L，所受的平均阻力是客车总重的0.04倍，汽油的热值是4.6×107J/kg（假设汽油完全燃烧，汽油的密度为0.75×103kg/m3，g取10N/kg）。求：
（1）客车行驶200km，牵引力做了多少功？
（2）客车发动机的效率是多少？（百分比后保留一位小数）
（3）如果将效率提高百分之一，则同样消耗20L汽油可以比原来多行驶多少km？
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、小明用如图所示的便携式丁烷气炉（内置一瓶新的燃气瓶，相关参数见下表）烧水，测出本地水温为20℃，气压为标准大气压，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），设丁烷气体完全燃烧，求：
气炉热效率η 燃气消耗量 气瓶净含量m 丁烷热值q
40% 210g/h 500g 9×107 J/kg
（1）燃气瓶中丁烷完全燃烧可以放出的热量；
（2）气炉持续燃烧8min，能够烧开的水的质量；
（3）若将气炉热效率提高10%，同样烧开第（2）问中的水可节约的时间。
---------参考答案-----------
一、单选题
1、C
【详解】
A．火箭在发射升空的过程中，燃料燃烧释放出的内能转化为机械能，所以机械能增加，故A错误；
B．发射火箭用液体氢作燃料是因为氢的热值大，完全燃烧相同质量的氢可以释放更多的热量，故B错误；
C．返回舱返回时，由于空气阻力，返回舱与大气层摩擦做功，外壳内能增大，外壳被烧黑，故C正确；
D．燃料燃烧过程中，将燃料的化学能先转化为内能，内能再转化成机械能，故D错误。
故选C。
2、D
【详解】
A．进气门开启，活塞下行，燃料和空气的混合物进入汽缸，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，故B不符合题意；
C．排气门开启，活塞上行，废气被排出汽缸，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，火花塞喷出电火花，是做功冲程，故D符合题意。
故选D。
3、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。
4、B
【详解】
A．对比甲、乙两图，液体的初温与质量相同，且燃料的质量相同，若燃料2的热值较高，最终燃料2放出的热量多，则乙图液体吸收的热量多，液体的末温更高，所以图乙液体内能更大，故A正确，不符合题意；
B．比较两种液体的比热容大小，要控制热源（加热器）相同，即燃料应相同，而乙、丙两图中燃料不同，放出的热量不相等，不能比较比热容大小，故B错误，符合题意；
C．对比乙、丙两图，燃料不同、液体的种类不同（比热容不同），不能判断液体a、b吸收热量的多少，则不能判断燃料1、2放出热量的多少，所以不能判断热值大小，故C正确，不符合题意；
D．对比甲、丙两图，燃料相同，相同时间内放出的热量相同；若液体b比热容比液体a大，则液体b升温慢、液体a升温快，那么要升高相同温度，甲图装置需要时间较短，故D正确，不符合题意。
故选B。
5、C
【详解】
A．热机的效率可知，热机的效率由两个因素决定，即消耗相同的燃料，热机效率越高的，热机做的有用功多，故A错误；
B．热机单位时间内耗费的燃料少，如果做的有用功也非常少，那么热机效率也不一定高，故B错误；
C．要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要保证良好的润滑，故C正确；
D．由于燃料燃烧释放的热量不能全部转化为机器的有用功，总有能量损耗，所以热机效率总小于100%，故D错误。
故选C。
6、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。
7、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。
8、C
【详解】
A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加，故A错误；
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能减小，故B错误；
C．图丙，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，故C正确；
D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，气缸内气体的内能减少，故D错误。
故选C。
9、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。
10、A
【详解】
A．热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，比值越大，效率越高；使燃料燃烧更充分，可以提高燃料的利用率，可以提高热机效率，故A正确；
B．“钻木取火”是将机械能转化为内能，因此是通过做功的方式改变物体的内能，故B错误；
C．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料燃烧是否充分等因素无关，故C错误；
D．由可知，质量相同的水和沙石吸收或放出相同的热量，水的温度变化得小，是因为水的比热容比沙石的大得多，故D错误。
故选A。
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、4.2×1071.5×10828%
【解析】
【详解】
[1]水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×500kg×(100℃-80℃)=4.2×107J
[2]5kg的煤完全燃烧产生的热量
Q放=m′q煤=5kg×3×107J/kg=1.5×108J
[3]煤炉烧水时的热效率
3、减小做功3.0×10510%
【解析】
【详解】
[1]木塞冲出时，水蒸气膨胀对塞子做功，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，从而液化形成白雾。
[2]内燃机的做功冲程也是将内能转化为机械能的过程。
[3]酒精燃烧放出的热量
[4]热机的效率
4、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。
5、乙40
【解析】
【详解】
[1]甲图对试管中的水加热，使水汽化，水蒸气内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能；乙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，机械能转化为内能，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧；汽油机压缩冲程是把机械能转化为内能的过程，故甲、乙实验中与汽油机压缩冲程原理相同的是乙图所示的演示的实验。
[2]汽油机飞轮转速是4800r/min＝80r/s，所以此汽油机每秒钟转80圈，可完成40个工作循环，160个冲程，对外做40次功。
三、计算题
1、（1）4.2×107J；（2）50℃；（3）50%
【详解】
解：（1）0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量
（2）水吸收的热量
Q吸=Q放=4.2×107J
由得水升高温度
（3）7.2kg的氢燃料完全燃烧放出的热量
公交车的功率
由得，公交车所做的功
公交车工作的效率
答：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出4.2×107J热量；
（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，则水升高50℃；
（3）公交车此次工作的效率是50%。
2、（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。
3、（1）4×108J；（2）29.0%；（3）3.45km
【详解】
解：（1）由题知客车所受的阻力为
f＝0.04G＝0.04mg＝0.04×5×103kg×10N/kg＝2000N
由二力平衡的条件可知客车的牵引力为
F＝f＝2000N
则客车牵引力做的功为
W＝Fs＝2000N×200×103m＝4×108J
（2）已知平均每百公里油耗为20L，则200km耗油的体积为
V＝2×20L＝40L＝40dm3＝4×10-2m3
耗油的质量为
m＝ρV＝0.75×103kg/m3×4×10-2m3＝30kg
消耗的汽油完全燃烧放出的热量为
Q放＝qm＝4.6×107J/kg×30kg＝1.38×109J
则客车发动机的效率为
（3）已知消耗的汽油体积
V′＝20L＝20dm3＝2×10-2m3
消耗的汽油质量为
m′＝ρV′＝0.75×103kg/m3×2×10-2m3＝15kg
消耗的汽油完全燃烧放出的热量为
Q放′＝qm′＝4.6×107J/kg×15kg＝6.9×108J
将效率提高1%后，提高的有用功为
ΔW＝Q放′Δη＝6.9×108J×1%＝6.9×106J
由W＝Fs可知比原来多行驶的距离为
答：（1）客车行驶200km，牵引力做了4×108J的功；
（2）客车发动机的效率是29.0%；
（3）如果将效率提高百分之一，则同样消耗20L汽油可以比原来多行驶3.45km。
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）4.5×107J；（2）3kg；（3）1.6min
【详解】
解：（1）由题意可知，燃气瓶中丁烷完全燃烧可以放出的热量为
（2）由表中数据可知，燃烧消耗燃气的质量为
故该燃气完全燃烧放出的热量为
由表中数据可知，水吸收的热量为
故由可得，烧开水的质量为
（3）由题意可知，气炉热效率提高10%，变为50%，则此时燃气完全燃烧放出的热量为
由可得，燃气的质量为
由题意可知，燃烧22.4g燃气需要的时间为
故节约的时间为
答：（1）燃气瓶中丁烷完全燃烧可以放出的热量为4.5×107J；
（2）气炉持续燃烧8min，能够烧开的水的质量为3kg；
（3）若将气炉热效率提高10%，同样烧开第（2）问中的水可节约的时间为1.6min。