2021-2022学年基础强化人教版物理九年级全册第十四章内能的利用同步训练试卷（有解析）

人教版物理九年级全册第十四章内能的利用同步训练
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
2、下列有关内燃机和热机效率的说法错误的是（　　）
A．使用热值大的燃料就可以提高热机效率
B．即使合理利用能源，也无法使内燃机的效率达到 100%
C．汽油机定期更换润滑油有助于提高热机效率
D．如图所示装置的能量转化过程与柴油机工作时做功冲程的能量转化过程相同
3、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
4、关于热值和热机效率，下列说法正确的是（　　）
A．使热机做功越快，热机的效率越高
B．使燃料燃烧更充分，可以增大热值
C．使热机做功越多，热机的效率越高
D．燃料燃烧充分与否，热值不变
5、下列关于热机说法正确的是（ ）
A．热机是利用热量做功的机械 B．吊车上使用的滑轮组是一种热机
C．热机是将内能转化为机械能的机械 D．随着技术的进步，热机的效率能达到100%
6、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
7、如果一瓶酒精用掉一部分后，对剩下的酒精而言，不变的物理量是（　　）
A．质量、体积、密度 B．密度、比热容、热值
C．质量、体积、比热容 D．质量、体积、热值
8、将一瓶酒精用去 ，则剩余部分酒精的密度、比热容和热值（　　）
A．都不变
B．密度、比热容不变，热值变为原来的
C．都变为原来的
D．热值不变，密度、比热容变为原来的
9、如图为汽油机的做功和压缩冲程，下列说法正确的是（　　）
A．压缩冲程进气门打开 B．做功冲程气体内能增大
C．做功冲程活塞向下运动 D．压缩冲程气体分子热运动减慢
10、如图所示的某单缸四冲程汽油机说法正确的是（　　）
A．飞轮惯性完成冲程的是甲、乙、丁
B．四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙甲乙
C．丙图中气缸内气体温度会上升
D．飞轮转速3000r/min则该汽油机1s钟能做功25次
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、有200g酒精，其中的一半完全燃烧，放出的热量是3×106J，则酒精的热值为______J/kg，余下一半酒精的热值是______J/kg；若完全燃烧1.4kg酒精放出的热量全部被水吸收，可使质量为250kg、初温为70℃的水温度升高______oC。[c水＝4.2×103J/（kg·oC），气压为一标准大气压]。
2、如图所示，2020年6月23日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第五十五颗导航卫星。运载火箭的发动机属于热机的一种，燃料燃烧后通过______（选填“做功”或“热传递”），把内能转化为______能。
3、冬天，我们经常用热水袋暖手，这是利用热介质的___________较大的特性持续4~5小时放热；2021年1月29日，我国在酒泉卫星发射中心成功将遥感三十一号02组卫星发射升空，所用长征四号丙运载火箭使用液态氢作燃料，这是因为液态氢具有较高的___________（选填“热值”或“比热容”）。
4、汽车在行驶时，发动机的温度会升得很高。为了确保安全，可用循环水进行冷却，用水来冷却是因为水的______较大，这是通过______的方式来改变发动机的内能，某品牌汽车行驶100km耗油8kg，这些汽油完全燃烧要放出的______J的热量。（汽油的热值q=4.6×107J/kg）
5、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。
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、太阳能具有环保、可再生等优点，某品牌太阳能热水器在一天的有效照射时间内，将热水器中质量为50kg、初温为15的水升高到55。水的比热容c水=4.2103J/（kg·），求：
（1）热水器中水吸收的热量Q；
（2）若改用焦炭来加热这些水，需要完全燃烧多少千克焦炭？焦炭的热值q=3107J/kg，设焦炭放出的热量40%被水吸收
2、如图是我国自行研制的大型运输机“运20”将首次参加珠海航展。“运20”的部分参数如表：
机长/m 47 最大飞行速度/km/h 720
高/m 15 最大飞行速度的平均阻力/N 500000
最高载重量/t 66 燃料 航空燃油
着地支撑轮子个数/个 6 发动机效率η 40%
最大起飞重量/t 225 翼展长/m 45
最长航程/km 4000 每个轮着地面积/m2 0.25
若“运20”从某基地起飞以最大飞行速度飞到珠海，飞行时间为2.5h，求：
（1）基地到珠海的航程是多大？
（2）“运20”以最大起飞重量降落在地面时对地面的压强是多大？
（3）“运20”在此飞行过程中做了多少功？
（4）若航空燃料的热值是4.5×107J/kg，则飞机在起飞前至少要装载多少kg的航空燃料？
3、一辆汽车对50km长的新建大桥进行通车测试。汽车总质量为1.5t，以100km/h的速度匀速通过大桥，受到的阻力是总重的0.08倍，全程消耗了4kg的汽油，g取10N/kg，求汽车通过大桥时，汽油机的效率。（q汽油＝4.6×107J/kg）
4、近些年牡丹江市有许多氢燃料新能源公交车投放使用。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[q氢=1.4×108J/kg]。求：
（1）质量为300g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，则水温升高后的温度；
（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶了150s，刚好燃烧300g的氢燃料，则这氢能源公交车的效率是多少？
-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、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，与热值大小等因素无关，故A错误，符合题意；
B．内燃机工作过程中不可避免地要克服机件间的摩擦而做额外功，因此即使合理利用能源，也无法使内燃机的效率达到100%，故B正确，不符合题意；
C．汽油机定期更换润滑油可以减少机件间的摩擦，从而减少因克服摩擦而产生的额外功，便可提高热机效率，故C正确，不符合题意；
D．由图所示，该装置的能量转化过程是由内能转化为机械能，而柴油机的做功冲程也是将内能转化为机械能，因此二者能量转化过程相同，故D正确，不符合题意。
故选A。
3、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。
4、D
【详解】
A．热机做功越快，功率越大，功率的大小与热机的效率无关，故A错误；
B．热值是燃料的特性，与燃料燃烧情况无关，故B错误；
C．热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，效率与做功的多少无关，故C错误；
D．热值是燃料的特性，与燃烧状况无关，故D正确。
故选D。
5、C
【详解】
AC．热机是将内能转化为机械能的机械，故A错误，C正确；
B．滑轮组是一种为了省力而使用的简单机械，并不需要使用内能，所以滑轮组不是热机，故B错误；
D．使用任何机械都不可避免的产生额外功，所以使用任何机械的效率都不能达到100%，故D错误。
故选C。
6、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。
7、B
【详解】
一瓶酒精用掉一部分后，所含物质总量减少，所以质量减少；所占空间体积减小；密度、比热容和热值都表示物质的特性，是从不同的角度来描述物质的特性，只与物质的种类和状态有关。所以一瓶酒精用去一部分，则剩下的酒精密度、比热容和热值都不变。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
8、A
【详解】
密度、比热、燃料的热值都是物质的一种特性，它们的大小与物体的质量和体积均无关系，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
9、C
【详解】
A．在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，故A错误；
BC．做功冲程，高温高压气体对活塞做功，推动活塞向下运动，将内能将机械能，所以气缸内的气体内能减小，故B错误，C正确；
D．压缩冲程，活塞向上运动，压缩气缸内的气体，将机械能转化为气体的内能，则气体的内能增大，温度升高，分子的热运动加快，故D错误。
故选C。
10、D
【详解】
AB．甲图中两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；乙图中进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程；丙图中排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；丁图中两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，所以正确的排序是乙、丁、甲、丙；内燃机的一个工作循环有四个冲程，只有在做功冲程中使机车获得动力，内能转化为机械能，其它三个冲程均为辅助冲程，依靠惯性完成，即依靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁；故AB错误；
C．丙图是排气冲程，汽缸内的气体向外传递热量，内能减小，温度降低，故C错误；
D．四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min，则该飞轮1s转50圈，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以1s飞轮转50圈，共25个工作循环，共100个冲程，共做功25次，故D正确。
故选D。
二、填空题
1、3×1073×10730
【解析】
【详解】
[1]200g酒精，其中的一半完全燃烧，放出的热量是3×106J，则酒精的热值为
[2]热值的大小只与燃料的种类有关，与质量无关，所以余下一半酒精的热值仍为3×107J/kg。
[3]1.4kg酒精完全燃烧放出的热量
Q放＝mq＝1.4kg×3.0×107J/kg＝4.2×107J
水吸收的热量
Q吸＝Q放＝4.2×107J
根据，水升高的温度
因为一个标准大气压下水的沸点为100℃，70℃的水升高30℃时已经达到沸点，且沸腾是吸热过程，温度不再升高，所以水的温度只能升高30℃。
2、做功机械
【解析】
【详解】
[1][2]火箭利用燃料燃烧，燃料的化学能先转化为内能，然后通过做功的方式把内能转化为火箭的机械能。
3、比热容热值
【解析】
【详解】
[1]我们经常用热水袋暖手，这是利用热介质的比热容较大的特性，在温度改变量相同的情况下，可以释放更多的热量。
[2]所用长征四号丙运载火箭使用液态氢作燃料，这是因为液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液态氢可以释放更多的热量。
4、比热容热传递3.68×108
【解析】
【详解】
[1][2]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，所以汽车发动机用水来冷却；这是通过热传递的方式来降低发动机的温度，从而改变发动机的内能。
[3]由题意可知，汽油完全燃烧放出的热量为
Q放=qm=4.6×107J/kg×8kg=3.68×108J
5、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。
三、计算题
1、（1）8.4106J；（2）0.7千克
【详解】
解：（1）热水器中水吸收的质量
（2）由可知，焦炭完全燃烧放出的热量
由可知，需要焦炭的质量
答：（1）热水器中水吸收的热量为；
（2）若改用焦炭来加热这些水，需要完全燃烧0.7千克焦炭。
2、（1）1800km；（2）1.5×106Pa；（3）9×1011J；（4）5×104kg
【详解】
解：（1）由，v＝720km/h，t＝2.5h，飞机飞行的路程
（2）已知飞机的最大重量
飞机在水平面时压力等于重力，即F＝G，最大起飞重量降落在地面时对地面的压强
（3）已知飞机飞行时的动力等于飞机的平均阻力，F′＝5×105N，飞机飞行时做的功
（4）汽油燃烧释放的能量
飞机消耗的燃油质量
答：（1）基地到珠海的航程是1800km；
（2）“运20”以最大起飞重量降落在地面时对地面的压强是1.5×106Pa；
（3）“运20”在此飞行过程中做了9×1011J的功；
（4）飞机共消耗燃油5×104kg。
3、32.6%
【详解】
解：汽车总质量
m＝1.5t＝1.5×103kg
汽车的总重力
G＝mg＝1.5×103kg×10N/kg＝1.5×104N
汽车受到的阻力是总重的0.08倍，即
f＝0.08G＝0.08×1.5×104N＝1.2×103N
因为匀速通过大桥，所以牵引力
F＝f＝1.2×103N
牵引力所做的功
W＝Fs＝1.2×103N×5×104m＝6×107J
汽油完全燃烧放出的热量
Q＝mq＝4kg×4.6×107J/kg＝1.84×108J
汽油机的效率
答：汽油机的效率为32.6%。
4、（1）4.2×107J；（2）65℃；（3）50%
【详解】
解：（1）质量300g的氢燃料完全燃烧放出的热量为
Q放=q氢m=1.4×108J/kg×300×10﹣3kg=4.2×107J
（2）根据题意知道，水吸收的热量为
Q吸=Q放=4.2×107J
由知道，水升高的温度为
水的初温为t0=15℃，则水温升高后的温度为
（3）已知某氢能源公交车的功率为
P=140kW=1.4×105W
由 知道，匀速行驶了150s所做的功为
W=Pt=1.4×105W×150s=2.1×107J
则氢能源公交车的效率为
答：（1）质量为300g的氢燃料完全燃烧放出的热量为4.2×107J；
（2）水温升高后的温度为65℃；
（3）这氢能源公交车的效率是50%。