2021-2022学年度人教版物理九年级全册第十四章内能的利用专题测试试题（Word版含答案）

人教版物理九年级全册第十四章内能的利用专题测试
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、下面关于汽油机和柴油机的说法中，错误的是（　　）
A．汽油机和柴油机使用的燃料不同
B．柴油机和汽油机做功冲程都是将内能转化为机械能
C．柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞
D．汽油机和柴油机的效率没有差别，完全相同
2、如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程，以下说法正确的是（　　）
A．它是柴油机的压缩冲程，将机械能转化成内能
B．它是汽油机的做功冲程，将内能转化成机械能
C．它是柴油机的做功冲程，将内能转化成机械能
D．它是汽油机的压缩冲程，将机械能转化成内能
3、用两只相同的电加热器，分别给相同体积的水和某种油加热，在开始和加热时各记录一次温度，如下表所示。已知kg/，c水=4.2103J/(kg)，油0.8103kg/m3，加热的效率都为90%，油的末温没有达到它的沸点，下列说法正确的是（　　）
加热时间（min） 0 3
水的温度（） 18 28
油的温度（） 18 43
A．这种油的比热容为1.68103J/（kg·）
B．这种油的比热容为2.1103J/（kg·）
C．因为这种油的密度比水小，所以它的比热容比水小
D．加热效率没有达到100%，是因为电加热器没有把电能全部转化为内能
4、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
5、如图所示分别为内燃机甲、乙的能量流向图，则下列说法正确的是（ ）
A．通过技术改进，可使甲的E4等于E1
B．若E4大于E4＇，则甲的热机效率一定高于乙
C．若E5小于E5＇，，则甲的热机效率一定高于乙
D．若甲、乙的热机效率相等且E1等于E1＇，则E4一定等于E4＇
6、我国大力发展火力发电，火电站进的是煤，出的是电，在这个过程中能量的转化是（　　）
A．机械能内能化学能电能
B．化学能内能机械能电能
C．化学能重力势能动能电能
D．内能化学能机械能电能
7、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．
8、如图所示是四冲程内燃机工作时各冲程的示意图，其中表示做功冲程的示意图是（　　）
A． B．
C． D．
9、图a所示为汽油机的两个冲程，关于图b所示的四个热学实验，下列说法正确的是（　　）
A．实验A与汽油机的甲冲程能量转化一致，内能转化为机械能
B．实验B与汽油机的甲冲程能量转化一致，机械能转化为内能
C．实验C所示装置中，一瓶装有空气，另一瓶装有二氧化氮气体（密度比空气的大），为说明两种气体混合均匀是由于分子热运动造成的，应将装二氧化氮气体的瓶子放在下面
D．实验D是将两个铅块的底面削平、削干净，然后紧紧地压一起，两铅块就会结合起来，甚至下面吊一个钩码都不能把它们拉开，这说明固体也能发生扩散现象
10、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%
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。
2、完全燃烧0.1kg煤油释放的热量为_________J，若这些热量的42%被水吸收，可以将10kg的水由20℃加热到___________℃ [q煤油=4.6×107J/kg，c水=4.2×103/(kg ℃)]
3、如图1这个设想曾得到不少人的赞许，并把这个装置誉为“永动机”。
（1）请运用你掌握的知识，说明这个装置是否真能“永动”：______（填“能”、“不能”）；
（2）如图2是内燃机的能流图，请你填出图中“？”的内容：______。
4、小娟荡秋千时，在从一侧的最高点荡到另一侧的最高点这一过程中，小娟的重力势能______（填变化情况），小娟荡起的高度越来越低，最后会停下来，说明小娟的______减少了，减少的那部分能量转化成了______能。
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（4小题，每小题10分，共计40分）
1、一水壶中装有体积为2L的水，在液化石油气炉上从20℃加热到100℃，在这过程中，共燃烧了液化石油气42g（壶吸收的热量忽略不计）， [ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/(kg·℃)，q气= 4.0×107J/kg] 求：
（1）水共吸收了多少热量？
（2）这些液化石油气完全燃烧共放出多少热量？
（3）炉子的效率。
2、某家庭用燃气热水器将质量为10kg，温度为10oC的自来水加热到50oC消耗的天然气体积为0.1m3（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×103J/（kg oC），天然气的热值为3.2×107J/m3。求：
（1）天然气完全燃烧放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）该热水器工作时的效率。
3、如图所示是某太阳能热水器，向其中注入0.05m3的水，阳光照射一段时间后，温度从10 ℃升高到50℃。水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），水的密度为1×103kg/m3。试求：
（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？
（2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是E＝2.8×107J，则这段时间该热水器的效率是多少？
（3）若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧多少千克煤？（煤的热值为3.5×107J/kg）
4、亮亮家里新安装了一台煤气灶，利用煤气灶烧水，将20kg、20℃的水加热到60℃作为生活用热水，需燃烧0.16kg煤气。已知煤气的热值q=4.2×107J/kg，求：
（1）把20kg、20℃的水加热到60℃需吸收的热量是多少？
（2）完全燃烧0.16kg煤气放出的热量是多少？
（3）煤气灶烧水的效率是多少？
-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
A．汽油机和柴油机使用的燃料不同，汽油机使用汽油，柴油机使用柴油，故A正确，不符合题意；
B．柴油机和汽油机做功冲程都是将燃料燃烧释放内能推动活塞运动，将内能转化为机械能，故B正确，不符合题意；
C．汽油机气缸顶部有个火花塞，采用点燃式点火，柴油机气缸顶部有个喷油嘴，采用压燃式点火，故C正确，不符合题意；
D．一般柴油机的压缩比比汽油的大得多，且气缸内柴油燃烧要比汽油燃烧更充分，所以柴油机的效率更高一些，故D错误，符合题意。
故选D。
2、B
【详解】
AC．由图可知，汽缸顶部有个火花塞，火花塞点火，是汽油机，故AC错误；
BD．图中的进、排气门都关闭，活塞向下运动，因此这是做功冲程，将内能转化为机械能，故B正确，D错误。
故选B。
3、B
【详解】
AB．取两种液体都加热了3分钟为研究对象，因为是用的两个相同的电加热器，且加热效率都为90%，所以Q水=Q油，设它们的体积为V，则水的质量
m水=水V
油的质量
因为
Q水=c水m水（t水-t0）， Q油=c油油（t油-t0）
所以
c水水V（t水-t0）=c油油V（t油-t0）
4.2103J/(kg)1.0103kg/m3(28-18)=c油0.8103kg/m3(43-18)
解得
c油=2.1103J/（kg·）
故A错误、B正确；
C．密度和比热容都是物质的一种属性，二者的大小之间没有必然的联系，故C错误；
D．加热效率没有达到100%，主要是因为电加热器产生的热量没有全部被液体吸收，而是存在一定的损失，而不是因为电加热器没有把电能全部转化为内能，故D错误。
故选B。
4、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。
5、D
【详解】
A．无论怎样技术改进，额外功的产生不可避免，有用功E4总是小于总功E1。故错误；
BC．根据公式知，若E4大于E4＇，只有E1等于E1＇时，甲的热机效率一定高于乙；若E5小于E5＇，甲的热机效率不一定高于乙。故BC错误；
D．根据知，若甲、乙的热机效率相等且E1等于E1＇，则E4一定等于E4＇。故D正确，
故选D。
6、B
【详解】
火力发电是通过煤的燃烧，将燃料的化学能转化为水的内能，水蒸气膨胀做功转化为涡轮的机械能，涡轮带动发电机转动将机械能转化为电能，故整个过程的能量转化是：化学能内能机械能电能，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
7、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。
8、D
【详解】
A．由图知，进气门打开，排气门关闭，活塞下行，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．进气门关闭，排气门打开，活塞上行，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，是做功冲程，故D符合题意。
故选D。
9、C
【详解】
A．图甲中排气门打开，为排气冲程，没有能量转化，故A错误；
B．实验B中活塞对气体做功，将机械能转化为内能，甲冲程是排气冲程，没有能量的转化，故B错误；
C．二氧化氮气体的颜色是红棕色的，而且比空气的密度大，因此必须放在下面的瓶子中。将两个瓶口对在一起，二氧化氮气体分子会向空气中运动，所以下面瓶内的气体颜色会变淡，上瓶内的气体颜色会变红，故C正确；
D．将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压一起，两铅块就会结合起来，甚至下面吊一个钩码都不能把它们拉开，说明分子间存在引力，故D错误。
故选C。
10、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。
二、填空题
1、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。
2、4.6×10666
【解析】
【详解】
[1]由Q放=mq可得，0.1kg煤油完全燃烧释放的热量为
Q放=mq=0.1kg×4.6×107J/kg=4.6×106J
[2]若这些热量的42%被水吸收，则水吸收的热量为
Q吸=ηQ放=42%×4.6×106J=1.932×106J
由公式Q吸=cmΔt可得
所以可以将10kg的水由20℃加热到
t=20℃+46℃=66℃
3、不能散热损失
【解析】
【详解】
（1）[1]不能。由于从上面流到下面水池过程中，用来打磨物体消耗能量，还有一部分重力势能转化为掉入水池中的水的动能，故流下来的水不能全部被抽送到上面的水池中。即流下来的水要比抽上去的水多，随着时间的推移，上面水池中的水越来越少，一段时间后便不再有水从上面流下来，所以这个装置不能够“永动”。
（2）[2]因为热机的大量能量会通过散热的方式损耗，因此图中“？”的内容表示散热损失。
4、先减小后增大机械内
【解析】
【详解】
[1]小娟在荡秋千的过程中质量不变，到达最高点时，高度最高，速度为零，重力势能最大，动能最小。小娟在最低点，速度最大，高度最小，重力势能最小，动能最大。整个过程动能先增大后减小，重力势能先减小后增大。
[2][3]小娟荡起的高度越来越低，最后后停下来，即动能变小，同时重力势能也变小，故机械能变小；由于秋千克服摩擦阻力做功，有部分机械能转化为内能，即减小的机械能转化成了内能。
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）6.72×105J；（2）1.68×106J；（3）40%
【详解】
解：（1） 根据题意知道，水壶中水的体积
2L=2000ml=2000cm3
水的质量为
m=ρV=1g/cm3×2000cm3=2000g=2kg
水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J
（2）燃烧的液化石油的质量
m气=42g=0.042kg
这些液化石油气完全燃烧放出的热量
Q放=mq=0.042kg×4×107J/kg=1.68×106J
（3）炉子的效率
答：（1）水共吸收热量6.72×105J；
（2）这些液化石油气完全燃烧共放出的热量是1.68×106J；
（3）炉子的效率是40%。
2、（1）3.2×106J；（2）1.68×106J；（3）52.5%
【详解】
解：（1）天然气完全燃烧放出的热量为
（2）水吸收的热量为
（3）该热水器工作时的效率为
答：（1）天然气完全燃烧放出的热量为3.2×106J。
（2）水吸收的热量为1.68×106J。
（3）该热水器工作时的效率为52.5%。
3、（1）8.4×106J；（2）30%；（3）0.8kg
【详解】
（1）由知道，热水器中水的质量
m水＝ρV＝1×103kg/m3×0.05m3＝50kg
这段时间该热水器中的水吸收的热量
Q吸＝cm水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×50kg×（50℃﹣10℃）＝8.4×106J
（2）热水器的效率
（3）由Q放＝mq知道，若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧煤的质量
答：（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是8.4×106J；
（2）这段时间该热水器的效率是30%；
（3）若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧0.8kg的煤。
4、（1）3.36×106J；（2）6.72×106J；（3）50%
【详解】
解：（1）水吸收的热量
Q吸=cm水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×20kg×(60℃-20℃)=3.36×106J
（2）0.16kg煤气完全燃烧放出的热量
Q放=m煤q=0.16kg×4.2×107J/kg=6.72×106J
（3）煤气灶烧水的效率
答：（1）把20kg、20℃的水加热到60℃需吸收的热量是3.36×106J；
（2）完全燃烧0.16kg煤气放出的热量是6.72×106J；
（3）煤气灶烧水的效率是50%。