2021-2022学年度人教版物理九年级全册第十四章内能的利用同步测试试卷（含答案详解）

人教版物理九年级全册第十四章内能的利用同步测试
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、下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况。关于对图中①②③④的补充正确地是（　　）
A．①做功冲程 ②内能转化为机械能 ③压缩冲程 ④机械能转化为内能
B．①压缩冲程 ②内能转化为机械能 ③做功冲程 ④机械能转化为内能
C．①做功冲程 ②机械能转化为内能 ③压缩冲程 ④内能转化为机械能
D．①压缩冲程 ②机械能转化为内能 ③做功冲程 ④内能转化为机械能
2、小聪在老师指导下，用如图所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图，乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精（q酒精=3×107J/kg）。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，c水=4.2×103J/（kg·℃），则下列说法中正确的是（　　）
A．酒精燃烧的过程是内能转化为化学能
B．c乙=2.4×103J/（kg·℃）
C．0-8min乙吸收的热量为3.36×104J
D．该酒精灯的加热效率为28%
3、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
4、如图所示是汽油机的能量流向，对照此图，下列说法正确的是（　　）
A．由于能量守恒，热机的效率可以达到100%
B．排放的废气不会造成环境的污染
C．该汽油机的热机效率为70%
D．废气的排放所占比例最大，减少该部分能量损失是提高热机效率的有效手段
5、如图所示，是我国载有“天问一号”的火箭发射升空时的情景，下列描述正确的是（　　）
A．燃气做功使火箭上升，燃气的内能增大
B．火箭喷出燃气后周围空气分子的热运动减缓
C．火箭点火升空过程中是由内能转化为机械能
D．火箭发射时出现的大量“白气”是汽化现象
6、关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（　　）
A．我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多
B．在汽油机的压缩冲程中，内能转化为机械能
C．用锯条锯木板，锯条的温度升高，是由于锯条从木板吸收了热量
D．把零下10oC的冰块放在0oC的冰箱保鲜室中，一段时间后，冰块的内能会增加
7、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
8、如图是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（　　）
A．压缩冲程，将化学能转化成内能 B．压缩冲程，将机械能转化成内能
C．做功冲程，将内能转化成机械能 D．做功冲程，将机械能转化成内能
9、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
10、下列说法正确的是（　　）
A．热值大的燃料完全燃烧，放出的热量一定多 B．一块0℃的冰熔化成0℃的水，内能增大
C．物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量 D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
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、汽油机和柴油机在构造上的主要区别是：汽油机气缸顶部有火花塞，而柴油机气缸顶部是______ ，在吸气冲程中的不同是：汽油机吸入气缸里的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入气缸里的是______。
2、把两块表面很平且干净的铅压紧，两块铅就结合在一起，甚至下面吊一个重物都不能把它拉开，这一现象说明______；给自行车打气时，打气筒会发热，这是通过______的方法使打气筒的内能增加；完全燃烧______kg酒精能产生1.5×107J的热量。（酒精的热值是3.0×107J/kg）
3、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。
4、某品牌汽车在高速公路上以110km/h的速度行驶了100km，共消耗汽油的质量为6kg，已知汽油的热值为4.6×107J/kg，则完全燃烧这些汽油所放出的热量为______J，若此时汽油机曲轴转速为3600r/min，则汽油机每秒内对外做功______次。在刹车的过程中，伴随着能量从机械能转化为内能散失到空气中，此过程能量的总和______（填“增大”、“不变”或“缩小”）。
5、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 ℃)]
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日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家，一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为46 kW，若小汽车行驶的距离为100km，汽油的热值q=4.6 ×107J/kg，小汽车发动机的效率为25%。求小汽车在这段路程中：
（1）运动的时间；
（2）发动机所做的功；
（3）消耗汽油的质量。
2、某学校为学生供应开水，用锅炉将340kg的水从60℃加热到100℃，燃烧了4.2kg的无烟煤。[已知水的比热容是4.2×103J/(kg ℃)，无烟煤的热值是3.4×107J/kg]。试求：
（1）锅炉内340kg的水吸收的热量是多少？
（2）4.2kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
（3）此锅炉的效率是多少？
3、为了减少环境污染、山西部分地区严禁烧煤烧炭，为响应政府号召，小亮父母自主经营的饼干店也对烤炉等进行了换代升级，升级后使用的燃料为液化气。某规格钢瓶可装液化气15kg，已知液化气的热值为4.2×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）。
（1）若小亮家每月要用这样的液化气两瓶，请你帮小亮计算这些液化气完全燃烧可放出多少热量。
（2）若店内烤炉的效率为40%，请你计算一个月未被有效利用的热量可将多少kg初温为20℃的水烧开？（当地气压为标准气压）
4、汽车在行驶中由于路况和车速的不同，发动机（汽车的发动机实际上是一个热机）的实际功率也不同，通常情况下实际功率要小于它的最大功率。如表是某型号轿车的相关数据：
发动机最大功率 30kW
百公里油耗（100km/h匀速行驶） 6L（某标号汽油）
最大车速 170km/h
（某标号汽油的密度约为0.8×103 kg/m3，热值约为4.5×107 J/kg）
若该轿车以100km/h的速度匀速行驶，问：
（1）该轿车行驶1h消耗的汽油是多少千克？
（2）该轿车行驶1h消耗的汽油完全燃烧放出的热量是多少焦耳？
（3）该轿车发动机的效率是30%，发动机的实际功率是多少瓦？
-参考答案-
一、单选题
1、A
【详解】
根据内燃机的工作过程可知，第二个冲程是压缩冲程，在此过程中活塞压缩气缸内的气体，将机械能转化为内能，气缸内的气体温度升高。第三个冲程是做功冲程，此时燃料燃烧生成的高温高压的燃气推动活塞对外做功，将内能转化为机械能。
综上所述A正确，BCD错误。
故选A。
2、C
【详解】
A．酒精燃烧的过程是化学能转化为内能，故A错误；
B．由图乙可知，甲的沸点为100℃，所以，甲液体为水；由于单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，由乙图可知，质量相等的甲乙两种液体升高相同的温度甲吸收的热量是乙吸收热量的2倍，由 可知，乙的比热容为甲比热容的一半，即c乙=2.1×103J/（kg·℃），故B错误；
C．0-8min乙吸收的热量为与甲（水）吸收的热量相同为
故C正确；
D．乙从20℃加热至沸腾需要10min，吸收的热量
4g酒精完全燃烧放出的热量为
该酒精灯的加热效率为
故D错误。
故选C。
3、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。
4、D
【详解】
A．热机工作时由于要克服机械间的摩擦做额外功、同时也存在热散失、并且废气带走大部分能量，所以热机的效率较低，不能达到100%，故A错误；
B．汽车排放的废气是空气污染的主要原因之一，故B错误；
C．该汽油机的热机效率为
η＝100%﹣33%﹣30%﹣7%＝30%
故C错误；
D．用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率。由图示知，废气带走了大部分的能量，所以减少该部分的能量损失是提高热机效率的有效手段，故D正确。
故选D。
5、C
【详解】
A．燃气对外做功，温度降低，内能减小，故A错误；
B．燃气温度高，周围低温的空气吸热，内能增大，温度升高，温度越高分子运动越剧烈，故B错误；
C．火箭升空消耗燃料产生高温高压的气体，推动火箭向上加速运动，内能转化为机械能，故C正确；
D．白气是小水滴，是由水池里的水先吸热汽化再上升后遇冷液化形成的，故D错误。
故选C。
6、D
【详解】
A．我们不敢大口地喝热气腾腾的汤，是因为热汤的温度高；热量是一个过程量，不能用“含有”来描述，故A错误；
B．在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物，机械能转化为内能，故B错误；
C．用锯条锯木板，摩擦生热，机械能转化成内能，锯条的温度升高，是通过做功的方式增加了锯条和木板的内能，故C错误；
D．将-10℃的冰块放在冰箱的0℃保鲜室中，冰块温度低于保鲜室内温度，冰块吸收热量，内能增加，故D正确。
故选D。
7、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。
8、C
【详解】
图中的气门关闭，活塞下行，并且电火花打火，这是做功冲程的特点；在做功冲程中，能量转化关系是气体的内能转化为机械能，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
9、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。
10、B
【详解】
A．相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量越多的热值越大；因题中燃料的质量未知、燃烧的情况未知，所以不能比较放出热量的多少，故A错误；
B．一块0℃的冰熔化成0℃的水，虽然温度不变，但是熔化过程中要吸收热量，所以内能增大，故B正确；
C．物体的内能增加，可能是从外界吸收了热量，也可能外界对物体做了功，故C错误；
D．据热传递的定义可知，热量总是从温度高的物体向温度低的物体转移，故D错误。
故选B。
二、填空题
1、喷油嘴空气
【解析】
【详解】
[1]汽油机和柴油机在构造上没有完全相同，主要区别是：汽油机气缸顶部有火花塞，而柴油机气缸顶部是喷油嘴。
[2]在吸气冲程里，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，而柴油机只吸入空气。
2、分子间存在引力做功0.5
【解析】
【详解】
[1]把两块表面很平且干净的铅压紧，两块铅就结合在一起，甚至下面吊一个重物都不能把它拉开，这一现象说明分子之间存在引力。
[2]给自行车打气时，打气筒压缩空气做功以及和筒壁摩擦生热,打气筒会发热，这是通过做功的方法使打气筒的内能增加。
[3]由可得
3、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。
4、2.76×10830不变
【解析】
【详解】
[1]汽油完全燃烧产生的热量
[2]四冲程汽油机的飞轮转速是
也就是1s飞轮转动60r，因为完成一个工作循环，要经过四个冲程，燃气对外做功一次，飞轮转动两周，所以该汽油机每秒内完成120个冲程，对外做功30次。
[3]据能量的守恒定律可知，汽车刹车的过程，通过做功，将机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和是不变的。
5、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℃
三、计算题
1、（1）5000s；（2）2.3×108J；（3）20kg
【详解】
解：（1）由知道，小汽车运动的时间为
（2）发动机的实际功率为
P=46kW=46000W
发动机做的功为
W=Pt=46000W×5000s=2.3×108J
（3）由知道，燃料燃烧放出的热量
由知道，消耗汽油的质量
答：（1）运动的时间是5000s；
（2）发动机所做的功2.3×108J；
（3）消耗汽油的质量是20kg。
2、（1）5.712×107J；（2）1.428×108J；（3）40%
【详解】
解：（1）锅炉内340kg的水吸收的热量
Q吸＝cm(t﹣t0)＝4.2×103J/(kg ℃)×340kg×(100℃﹣60℃)＝5.712×107J
（2）4.2kg无烟煤完全燃烧放出的热量
Q放＝m煤q＝4.2kg×3.4×107J/kg＝1.428×108J
（3）此锅炉的效率
答：（1）锅炉内340kg的水吸收的热量是5.712×107J；
（2）4.2kg无烟煤完全燃烧放出的热量是1.428×108J；
（3）此锅炉的效率是40%。
3、（1）1.26×109J；（2）2250kg
【详解】
解：（1）由题可知每月消耗液化气的质量为
m＝15kg×2＝30kg
则这些液化气完全燃烧可放出的热量为
Q放＝qm＝4.2×107J/kg×30kg＝1.26×109J
（2）已知烤炉的效率为40%，则一个月未被有效利用的能量为
Q＝Q放（1﹣η）＝1.26×109J×（1﹣40%）＝7.56×108J
水吸收的热量为
Q吸＝Q＝7.56×108J
标准大气压下水的沸点为100℃，由Q吸＝cmΔt可知加热的水的质量为
答：（1）若小亮家每月要用这样的液化气两瓶，这些液化气完全燃烧可放出1.26×109J热量；
（2）若店内烤炉的效率为40%，则一个月未被有效利用的热量可将2250kg初温为20℃的水烧开。
4、（1） 4.8kg；（2） 2.16×108 J；（3） 1.8×104 W
【详解】
解：（1）百公里消耗汽油的体积
由知道，该轿车行驶1h消耗的汽油质量
（2）汽车运行1h汽油完全燃烧放出的热量
（3）由知道，有用功
由 知道，发动机的实际功率
答：（1）该轿车行驶1h消耗的汽油是4.8kg；
（2）该轿车行驶1h消耗的汽油完全燃烧放出的热量是2.16×108 J；
（3）发动机的实际功率是。