2021-2022学年度人教版物理九年级全册第十四章内能的利用定向训练试题（含详解）

人教版物理九年级全册第十四章内能的利用定向训练
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、如图反映了一台机器正常工作时能量流向情况，下列说法错误的是（　　）
A．该图说明了能量可以发生转化
B．该图说明了能量可以发生转移
C．该机器遵循能量守恒定律
D．该机器的效率为75%
2、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
3、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
4、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
5、如图是某地区使用的“风光互补”景观照明灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是（　　）
A．光电池板是将太阳能转化为化学能
B．照明灯工作时，LED 灯是将内能转化为电能
C．利用风力发电时，“小风扇”将机械能转化为电能
D．蓄电池夜晚放电时，蓄电池将化学能转化为光能
6、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
7、热学知识在日常生活中有广泛的应用，下列说法正确的是（　　）
A．秋季的田野里瓜果飘香，说明分子间有引力
B．完全燃烧1kg的煤和1kg的干木柴放出的热量不同
C．热机通过压缩冲程将内能转化为机械能
D．暖气片内用水作为导热介质是因为水的沸点较高
8、下列对生产生活中的现象所包含的物理知识说法正确的是（　　）
A．雪花飞舞的美丽景象说明分子在不停地做无规则运动
B．冰熔化成水时，温度不变，但内能增大，比热容变大
C．用手捏海绵，海绵的体积缩小了，说明分子间有空隙
D．火箭用液态氢做燃料是因为氢含有的热量较多的缘故
9、下列说法正确的是（　　）
A．冬天用暖手袋暖手，是通过做功的方式改变内能
B．热机在压缩冲程中把机械能转化成内能
C．扫地时“尘土飞扬”，是由分子做无规则运动引起的
D．汽车发动机用水做冷却物质，是因为水的热值比较大
10、油箱内的汽油燃烧掉一半后，剩余的汽油（　　）
A．比热容和热值都变为原来的一半
B．比热容变为原来的一半，热值不变
C．比热容没有变化，热值变为原来的一半
D．比热容和热值都没有变化
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、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。
2、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______。
3、一台四冲程汽油机，运行时转速是3000r/min，各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占30%，废气带走的能量占30%，摩擦等能损耗占15%，则这台汽油机正常运行时每秒钟做功___________次，效率约为___________。
4、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。
5、如图所示，某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为S，一个冲程中活塞在气缸中移动的距离是L。满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p，t时间内曲轴转动N圈、消耗汽油的体积为V，已知汽油的密度为ρ，汽油的热值为q，不考虑大气压对计算的影响，不计摩擦损失。满负荷工作时，这种汽油机t时间内做功的次数是_______，汽油机把内能转化为机械能的效率是________%。
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、在一个标准大气压下，用炉子将10kg的水从20℃加热至沸腾（100℃），燃烧了0.5kg的焦炭，已知水的比热容为4.2×103 J/(kg ℃)，若热量有50%被吸收，求：
（1）水吸收多少热量？
（2）求焦炭的热值？
2、小宇家的太阳能热水器内装有80kg、的水。
（1）若经过一天照射后，温度升高到，求水吸收的热量是多少？
（2）若煤气的热值是4.2×107J/kg，煤气完全燃烧放出热量的80%被水吸收，小宇家利用太阳能热水器，一天可以节约多少煤气？（ ）
3、一台单缸四冲程柴油机活塞的横截面积为500cm2，活塞的行程是150mm，做功冲程的平均压强是4×105Pa，求：
（1）一个做功冲程中气体做的功。
（2）若柴油机每分钟完成600个工作循环，则柴油机的功率多大？
4、小星家的太阳能热水器，水箱容积是200L。小星进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为50℃。请你求解下列问题：
（1）水箱中的水吸收多少热量？
（2）如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为40%，求至少需要燃烧多少煤气？[，煤气的热值为q＝4.2×107J/kg]
-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
A．由图可知，有一部分内能转化为了机械能，这说明了能量可以发生转化，故A正确，不符合题意；
B．由图可知，内能输入后，有内能输出，说明了能量可以发生转移，故B正确，不符合题意；
C．机器发生了能量的转化和转移，在能量的转化和转移中，都要遵循能量守恒定律，故C正确，不符合题意；
D．该机器是利用内能来做功的，内能转化为机械能，效率为
故D错误，符合题意。
故选：D。
2、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。
3、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。
4、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。
5、C
【详解】
A．光电池板是将太阳能转化为电能，而不是化学能，故A错误，不符合题意；
B．照明灯工作时，将电能转化为光能，故B错误，不符合题意；
C．利用风力发电时，“小风扇”将机械能转化为电能，故C正确，符合题意；
D．蓄电池夜晚放电，将化学能转化为电能，而不是将化学能转化为光能，故D错误，不符合题意。
故选C。
6、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。
7、B
【详解】
A．秋季的田野里瓜果飘香，是瓜果的芳香分子无规则运动的结果，故A错误；
B．由于不同燃料的热值不同，所以，完全燃烧1kg的干木材和煤，放出的热量不同，故B正确；
C．在热机（内燃机）的压缩冲程中，将机械能转化为内能，故C错误；
D．暖气片内用水作为导热介质是因为水的比热容较大，质量相同的水和其它物质相比，升高相同的温度，水吸热多，故D错误。
故选B。
8、B
【详解】
A．雪花是宏观物体，雪花飞舞是机械运动，不能说明分子在不停地做无规则运动，故A错误；
B．冰是晶体，冰熔化成水，需要吸收热量，内能增加，但温度不变；冰的比热容是2100J/(kg·°C)，水的比热容是4200J/(kg·°C)，因此比热容变大，故B正确；
C．用手捏海绵，海绵的体积缩小了，说明力可以改变物体的形状，故C错误；
D．由Q放=qm可知，相同质量的氢和其他燃料相比，氢的热值较大，完全燃烧放出的热量较多，火箭用液态氢做燃料是因为氢的热值大，热量是过程量，不能用含有来描述，故D错误。
故选B。
9、B
【详解】
A．冬天用暖手袋暖手，是通过热传递的方式改变内能，故A错误；
B．热机的压缩冲程是将机械能转化为内能的过程，做功冲程是将内能转化为机械能的过程，故B正确；
C．尘土是由大量分子组成的，尘土不是分子，尘土飞扬不是分子的无规则运动，故C错误；
D．水的比热容大，在相同条件下吸收的热量多，所以汽车发动机用水做冷却物质，故D错误。
故选B。
10、D
【详解】
物体所含物质的多少叫质量。汽油用掉一半后，质量变为原来的一半。而比热容是物质的特性，决定于物质的种类和状态；热值是燃料的特性，决定于燃料的种类，油箱内的汽油燃烧掉一半后，比热容、热值都不变，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
二、填空题
1、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。
2、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
3、2525%
【解析】
【详解】
[1]汽油机完成1个工作循环，飞轮转2转，对外做功1次，若飞轮的转速为
3000r/min=50r/s
即每秒完成25个工作循环，对外做功25次。
[2]各种能量损耗的总和是
30%+30%+15%=75%
所以它的机械效率为
η=100%-75%=25%
4、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。
5、
【解析】
【详解】
[1]每一个工作循环，四个冲程，飞轮转两圈，对外做功一次，此时在t时间曲轴转动N圈，在t时间做功的次数。
[2]满负荷工作时做功冲程燃气的平均压力为pS，某单缸四冲程汽油机一次做的功为
t时间内汽油机做的有用功为
汽油机燃料燃烧释放的热量为
汽油机把内能转化为机械能的效率是
三、计算题
1、（1）3.36×106J；（2）1.344×107J/kg
【详解】
解：（1）一个标准大气压下水的沸点为100℃，即将水从20℃加热至100℃，水吸收的热量
Q吸＝cm(t﹣t0)＝4.2×103J/(kg ℃)×10kg×(100℃﹣20℃)＝3.36×106J
（2）根据可得，0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量
则焦炭的热值
答：（1）水吸收的热量是3.36×106J；
（2）焦炭的热值为1.344×107J/kg。
2、（1）1.68×107J；（2）0.5kg
【详解】
解：（1）水吸收的热量为
（2）煤气完全燃烧放出热量的80%被水吸收，即；则煤气完全燃烧放出的热量为
由可得需要煤气的质量
答：（1）水吸收的热量是1.68×107J；
（2）一天可以节约煤气0.5kg。
3、（1）3×103J；（2）3×104W
【详解】
解：（1）活塞的横截面积
S＝500cm2＝5×10-2m2
燃气对活塞的平均压力
F＝pS＝4×105Pa×5×10﹣2m2＝2×104N
活塞的行程
s1＝150mm＝0.15m
则做功冲程中气体做的功
W1＝Fs1＝2×104N×0.15m＝3×103J
（2）因为一个工作循环做功一次，所以，每分钟完成600个工作循环，对外做功次数n＝600，该柴油机每分钟做的功
W＝nW1＝600×3×103J＝1.8×106J
t＝1min＝60s
则柴油机的功率
答：（1）做功冲程中气体做的功为3×103J；
（2）柴油机的功率为3×104W。
4、（1）2.52×107J；（2）1.5kg
【详解】
解：（1）根据题意，由密度公式得200L水的质量为
根据可得水吸收的热量为
（2）根据题意，煤气灶的效率为40%，煤气燃烧放出的热量为
根据Q＝qm可得煤气的质量至少为
答：（1）水箱中的水吸收的热量为2.52×107J；
（2）至少需要燃烧1.5kg的煤气。