2021-2022学年度强化训练人教版物理九年级全册第十四章内能的利用单元测试试卷（有解析）

人教版物理九年级全册第十四章内能的利用单元测试
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、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
2、2020年11月24日，我国搭载“嫦娥五号”月球探测器的长征五号火箭成功发射升空，液氢是长征五号运载火箭的主要燃料之一，其热值q氢=1.4×108J/kg，下列说法正确的是（　　）
A．用液氢作为燃料，是因为其热值大
B．火箭升空过程中，液氢的热值不断减小
C．燃烧5g液氢产生7×108J的热量
D．液氢燃烧过程是内能向机械能转化
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、下列说法正确的是（　　）
A．使用天然气做燃料，燃烧越充分，热值越大
B．汽油机的做功冲程是将机械能转化为内能
C．汽车发动机采用冷水进行冷却，是利用水的比热容较大的性质
D．摩托车上的热机工作时提供动力的是吸气冲程
5、一台单缸四冲程柴油机转速为2400转/min，则柴油机1s内（　　）
A．完成40个冲程，做功40次 B．完成80个冲程，做功80次
C．完成80个冲程，做功20次 D．完成40个冲程，做功20次
6、下列关于热值的说法正确的是（　　）
A．2kg煤的热值大于1kg煤的热值
B．燃料热值越大，燃烧放出的热量越多
C．燃料燃烧不完全时热值变小
D．燃料的热值是燃料本身的特性，与质量无关
7、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
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、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
10、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
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题6分，共计30分）
1、如图所示，快速下压活塞时，可以看到筒内的棉花燃烧，这是因为活塞对______做功，使温度达到了棉花的着火点，汽油机的______冲程能量转化与这个实验相同。
2、完全燃烧42g焦炭所放出的热量，若有50%被2kg、30℃的水吸收，则水温可升高___________。[c水=4.2×103J/(kg ℃)、q焦炭=3.0×107J/kg、此时外界为1个标准大气压]
3、抚松县小区的液化气逐渐入户，液化气的热值取4.2×107J/kg，若一月内燃烧10kg的液化气，则液化气全部完全燃烧放出的热量是______J，若放出的热量有40%被利用，在标准大气压下可把______kg的水从20℃加热至沸腾[c水=4.2×103J/(kg·℃)]。
4、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。
5、为了减少大气污染，可对秸秆进行回收加工制成秸秆煤，完全燃烧200g秸秆煤可放出热量是_______。若这些热量只有50%被水吸收，可使质量为10kg、初温20℃的水温度升高_______℃。燃烧一半后，秸秆煤的热值_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）[已知c水＝4.2×103J/（kg ℃），q秸秆煤＝2.1×107J/kg]。
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、随着人们生活水平的提高，小汽车已经成为一种普遍的代步工具，小伟家新买了一辆小汽车。国庆节他和家人准备前往青青草原吃手抓羊肉，在出发前到加油站加了40L的汽油，假设他们一直以90km/h的速度匀速行驶，汽车受到的平均阻力为1150N，汽油的密度约为0.7×103kg/m3，汽油的热值为4.6×107J/kg。
（1）小汽车匀速行驶时，牵引力的功率是多少？
（2）若这次旅游全程往返400km，所加的汽油也刚好用完（假设汽油能完全燃烧），求这辆小汽车发动机的热机效率（结果保留1位小数）。
2、用燃气灶烧水时，把100kg初温为20℃的水加热到70℃，共燃烧了0.5m3天然气（天然气完全燃烧），天然气热值为q＝7.0×107J/m3，水的比热容为c水＝4.2×103J/（kg ℃），在此过程中，试计算：
（1）水吸收的热量；
（2）0.5m3天然气燃烧放出的热量；
（3）燃气灶烧水的效率。
3、小明用酒精炉将一壶质量为2kg、温度为40℃的水加热至90℃，水吸收的热量是多少J？若这一过程中酒精完全燃烧了0.02kg的酒精，求该过程酒精炉的加热效率[q酒精=3.0×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg ℃）]。
4、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：]
-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、A
【详解】
A．用液氢作为燃料，是因为液氢的热值较大，与其它燃料相比，燃烧相同质量的液氢放出的热量更多，故A正确；
B．燃料的热值是燃料本身的一种属性，与燃料的质量无关，故可知火箭升空过程中，液氢的热值不变，故B错误；
C．由题意可知，燃烧5g液氢产生的热量为
Q=mq=0.005kg×1.4×108J/kg=7×105J
故C错误；
D．液氢燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能，故D错误。
故选A。
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、C
【详解】
A．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度、放出热量的多少以及燃烧温度的高低等均无关，故A错误；
B．汽油机的做功冲程是燃气通过做功的方式将内能转化为机械能，故B错误；
C．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，所以汽车发动机冷却用水作为工作物质，故C正确；
D．摩托车上使用的是汽油机，汽油机工作时提供动力的是做功冲程，故D错误。
故选C。
5、C
【详解】
单缸四冲程柴油机的飞轮转速是
2400r/min＝40r/s
所以此柴油机每秒钟飞轮转40圈，可完成20个工作循环，80个冲程，对外做20次功。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
6、D
【详解】
A．燃料的热值仅与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，所以2kg煤和1kg煤的热值一样大，故A错误；
B．燃料的热值越大，只有在相同质量并且完全燃烧的情况下，放出的热量才越多，质量少、燃烧不完全放出的热量不一定多，故B错误；
C．热值的大小与燃料是否完全燃烧无关，只与燃料的种类有关，故C错误；
D．热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，与其他因素无关，故D正确。
故选D。
7、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。
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、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。
10、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。
二、填空题
1、空气压缩
【解析】
【详解】
[1]在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉花，用力将活塞迅速向下压，棉花燃烧起来；说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增加，筒内气体的温度升高，当温度达到了棉花的着火点而燃烧。
[2]空气压缩引火仪实验中，活塞的机械能转化为筒内空气的内能，内燃机的压缩冲程能量转化情况也是机械能转内能，与这个实验相同。
2、70℃
【解析】
【详解】
完全燃烧42g焦炭放出的热量
Q放=m焦炭q焦炭=42×10-3kg×3.0×107J/kg=1.26×106J
由题意可知，水吸收的热量
Q吸=Q放η=1.26×106J×50%=6.3×105J
由Q放=cm t知，水温度升高值
那么水的末温
t=t0+ t=30℃+75℃=105℃
而在一标准大气压下水的沸点为100℃，所以水温的末温为100℃，水升高的温度
t′=100℃-30℃=70℃
3、500
【解析】
【详解】
[1]液化气全部完全燃烧放出的热量
Q放=mq=10kg×4.2×107J/kg=4.2×108J
[2]水吸收的热量
Q吸=Q放η=4.2×108J×40%=1.68×108J
在标准大气压下水的沸点是100℃，水的质量
4、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。
5、4.2×106J50不变
【解析】
【详解】
[1]秸秆煤的质量
m＝200g＝0.2kg
秸秆煤完全燃烧释放的热量
Q放＝m秸秆煤q秸秆煤＝0.2kg×2.1×107J/kg＝4.2×106J
[2]由题意可知，水吸收的热量为
Q吸＝ηQ放＝50%×4.2×106J＝2.1×106J
由Q吸＝cmΔt可得，水升高的温度
[3]热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，秸秆煤的质量改变，热值不变。
三、计算题
1、（1）28750W；（2）35.7%
【详解】
解：（1）已知汽车受到的平均阻力为f＝1150N，
汽车匀速行驶，由二力平衡的条件可知汽车的牵引力为
F＝f＝1150N
汽车的行驶速度为
v＝90km/h＝25m/s
则汽车牵引力的功率为
（2）已知汽油的体积
V＝40L＝40dm3＝0.04m3
汽油的质量为
m＝ρV＝0.7×103kg/m3×0.04m3＝28kg
汽油完全燃烧放出的热量为
Q放＝qm＝4.6×107J/kg×28kg＝1.288×109J
汽车全程往返400km做的功为
W＝Fs＝1150N×400×103m＝4.6×108J
则汽车发动机的热机效率为
答：（1）小汽车匀速行驶时，牵引力的功率是28750W；
（2）这辆小汽车发动机的热机效率为35.7%。
2、（1）2.1×107J；（2）3.5×107J；（3）60%
【详解】
（1）水吸收的热量
（2）0.5m3天然气完全燃烧放出的热量
Q放＝Vq＝0.5m3×7.0×107J/m3＝3.5×107J
（3）燃气灶烧水的效率
答：（1）水吸收的热量为2.1×107J；
（2）0.5m3天然气燃烧放出的热量为3.5×107J；
（3）燃气灶烧水的效率为60%。
3、4.2×105J，70%
【详解】
解：由题意可知，水温度升高吸收的热量为
由题意可知，酒精完全燃烧释放的热量为
故该过程酒精炉的加热效率为
答：水吸收的热量是4.2×105J，该过程酒精炉的加热效率是70%。
4、（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。