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综合测评试卷（Word版含答案）

人教版物理九年级全册第十四章内能的利用综合测评
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、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
2、生活中的热现象随处可见，下列说法不正确的是（　　）
A．端午节米棕飘香，说明分子不停做热运动
B．夏天洒水降温，是利用水蒸发吸热
C．柴油机在压缩冲程完成后，利用火花塞产生电火花点燃燃料
D．海边昼夜温差小，是因为海水的比热容大
3、关于热机的效率，下列说法正确的是（　　）
A．热机的有用功多，效率就一定高
B．热机的功率大，效率就一定高
C．热机工作的时间长，效率就一定高
D．热机的有用功占燃料完全燃烧放出的能量的比例大效率就高
4、对于的理解，下列说法正确的是（　　）
A．热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比
B．燃料燃烧不充分时，部分能量将被浪费掉，热值将减小
C．燃料燃烧时，放出的热量越多，燃料的热值越大
D．某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关
5、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
6、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．
7、关于热机的效率，下列说法正确的是（　　）
A．总功一定，额外功越少，效率就越高
B．热机做的有用功越多，效率就越高
C．热机消耗的燃料越多，效率就越低
D．热机的功率越大，效率就越高
8、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
9、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
10、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
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、2021年10月16日0时23分长征2F火箭托举神舟13号飞船成功发射。火箭中用氢气做燃料主要的优点是它的______高，火箭中的燃料燃烧时，将燃料______能转化为燃气的______能。
2、汽车发动机冷却系统分为风冷型和水冷型两种。风冷型发动机以空气为冷却介质，当风高速吹过发动机时，利用______的方式改变的发动机的内能；水冷型发动机则是利用水的______较大的特性。某水冷四冲程柴油发动机工作时转速表如图甲所示，则该发动机12s内经历压缩冲程______次，若该柴油机每完全燃烧柴油1kg，输出机械能1.376×107J，则该柴油机的效率为______。如图乙______是某水冷四冲程汽油机中的做功冲程示意图。（q煤油＝4.3×107J/kg）。
3、已知1kg无烟煤的热值是，则2kg无烟煤不完全燃烧时的热值是______。
4、如图所示，给试管内水加热至一定程度，发现试管口木塞会被推出。木塞被推出后水蒸气的内能______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。水蒸气将木塞推出的过程与内燃机______程的原理相同。
5、阅读短文，回答问题，
由于城市化的速度加快，城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率和更小的比热容，使得相同的日照情况下，城市地区升温较快，并向四周和大气中大量辐射，造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温，高温的城区处于低温的郊区包园之中，如同汪洋大海中的岛屿，人们把这种现象称之为城市“热岛效应”。
在“热岛效应”的作用下，呈现出一个个闭合的高温中心。在这些高温区内，空气密度小，气压低，容易产生气旋式上升气流，使得周围各种废气和化学有害气体不断对高温区进行补充。在这些有害气体作用下，高温区的居民极易患上呼吸系统或神经系统疾病。
（1）保护并增大城区的绿地、水体面积，多植树，城区的水体、绿地对减弱夏季城市热岛效应起着十分可观的作用，这主要是利用了水的______的特性；
（2）人工蒸发补偿，解决城市大气热污染的首要办法是增大蒸发量，受城市安装条件的限制，采用喷雾系统是一种高效且经济的办法，这是利用了水______（填物态变化名称），有______（选填“吸热”或“放热”）的作用；
（3）研究表明，现在城市机动车保有量越来越大，机动车也是造成热岛效应因素之一：以四冲程发动机小车为例，回答下列问题：
①四冲程汽油机在工作过程中，实现机械能转化为内能的是______；
②在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过______的方式增加物体的内能；
③某品牌汽车的百公里油耗为8L，则此汽车行驶100km时汽油完全燃烧放出的热量为______J（已知：1L=1dm3，汽油的密度为0.75×103kg/m3，热值为4.6×107J/kg）。
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、某物理兴趣小组的同学，用煤炉给60kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了1.2kg的煤。水的比热容为，煤的热值约为3×107J/kg。求：
（1）煤完全燃烧产生的热量；
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量；
（3）煤炉烧水时的热效率。
2、燃气热水器的优点是加热较快、热效率高。某品牌燃气热水器采用天然气做燃料，当只有该热水器工作时，把40kg的水从20℃加热到60℃，天然气表的示数增加了，已知水的比热容为。天然气的热值为。试求：
（1）此过程中，水吸收的热量是多少？
（2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量是多少？
（3）该热水器本次加热的效率是多少？
3、为保护环境，我国多个城市采用了氢燃料新能源公交车代替传统燃油公交车。若某氢能源公交车以150kW的恒定功率匀速行驶50min消耗了5kg的氢燃料。（q氢=1.4×108J/kg）求：
（1）完全燃烧5kg的氢燃料放出的热量；
（2）公交车行驶50min所做的功；
（3）公交车的热机效率。
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 °C，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45 °C。请你求解下列问题：
（1）水箱中水的质量；
（2）水吸收的热量（）；
（3）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、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。
2、C
【详解】
A．端午粽子飘香，说明粽子的香味分子在做永不停息的无规则运动，故A正确，不符合题意；
B．炎热的夏天，往室内地面上洒水，水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度，故B正确，不符合题意；
C．柴油机压缩冲程结束时，喷油嘴喷出雾状柴油遇到高温的空气发生剧烈的燃烧，化学能转化为内能，故C错误，符合题意；
D．沿海地区和内陆地区相比，沿海地区水多，水的比热容大，在相同的吸放热条件下，水的温度变化小，冬暖夏凉，昼夜温差小，故D正确，不符合题意。
故选C。
3、D
【详解】
热机的效率是指：热机做的有用功与燃料完全燃烧放出的能量之比。
A．热机做的有用功多，与燃料完全燃烧放出的能量之比不一定多，效率不一定大，故A错误；
B．功率是物体做功快慢的物理量，与效率是两个完全不同的概念，热机的功率大，效率不一定高，故B错误；
C．热机工作的效率与工作时间无关，故C错误；
D．热机所做有用功占燃料完全燃烧放出的能量的比例越大热机的效率越高，故D正确。
故选D。
4、D
【详解】
A．热值是质量为1kg的燃料完全燃烧时所释放出的热量，热值是燃料本身的特性，与热量无关，故A错误；
B．热值的大小只与燃料的种类有关，与燃烧程度无关，故B错误；
C．热值是燃料的一种特性，与放出的热量无关，故C错误；
D．热值是由燃料本身特性决定的，与燃料是否充分燃烧无关，故D正确。
故选D。
5、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。
6、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。
7、A
【详解】
A．效率是有用功与总功的比值乘以100%，总功一定，额外功越少，有用功就越多，有用功与总功的比值就越大，即效率就越高，故A正确；
B．热机做的有用功越多，但总功不知道，有用功与总功的比值就不确定，因此效率不一定高，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，当热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高；做功的多少不确定，热机效率的高低也不一定，故C错误；
D．热机效率是有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值，热机做的有用功多，但不知道燃料完全燃烧放出的热量，无法确定效率一定高，故D错误。
故选A。
8、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。
9、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。
10、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。
二、填空题
1、热值化学内
【解析】
【详解】
[1]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。
[2][3]燃料燃烧是一种化学变化，将化学能转化为燃气的内能。
2、热传递比热容15032%B
【解析】
【详解】
[1]改变物体内能方法是做功和热传递。风冷型发动机以空气为冷却介质，当风高速吹过发动机时，利用热传递的方式改变的发动机的内能。
[2]水冷型发动机则是利用水的比热容比较大，相同质量的水和其它物质相比，升高相同的温度时，水可以吸收更多的热量。
[3]水冷四冲程柴油发动机工作时转速表如图所示，转速为
15×100r/min=1500r/min
表示1min转1500r，即1秒转25r，因飞轮转2r，经历4个冲程，做功一次，压缩冲程一次，所以飞轮转25r，经历压缩冲程50次，12s内经历冲程为
（次）
[4]柴油完全燃烧能放出的热量
Q放＝mq煤油＝1kg×4.3×107J/kg＝4.3×107J
则柴油机的效率
[5]如图乙中B图，进气门和排气门都是关闭的，活塞下行，火花塞打火，可以判断是做功冲程。
3、
【解析】
【详解】
热值是某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，其大小只与燃料的种类有关，与质量的大小、与燃烧程度无关，每种燃料的热值是固定不变的。
4、减小做功
【解析】
【详解】
[1]软木塞被推出试管口时，水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，则水蒸气内能减小。
[2]四冲程内燃机在做功冲程中燃气的内能转化为活塞的机械能，与木塞被推出过程中能量的转化相同，所以内燃机的做功冲程与这个原理相同。
5、比热容大汽化吸热压缩冲程做功2.7×108
【解析】
【详解】
（1）[1]因为水的比热容较大，相同质量的水和其他物质（沙石、土壤等）比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少，所以保护并增大城区的绿地、水体面积，多植树，可以大大减弱该城市的“热岛效应”。
（2）[2][3]采用喷雾系统是利用了水汽化能够从周围物体中吸收热量，能起到降温的作用。
（3）[4]在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩气体做功，使气体的内能增大，温度升高，机械能转化为内能。
[5]刹车片发热，是刹车片克服摩擦做功，使刹车片的内能增加、温度升高，是通过做功的方式改变物体内能。
[6]由得，汽油的质量
汽油完全燃烧放出的能量
三、计算题
1、（1）3.6×107J；（2）1.512×107J；（3）42%
【详解】
解：（1）1.2kg煤完全燃烧释放的热量为
（2）由图像知，经过6min时间加热，水温度从20℃升高到80℃，水吸收的热量为
（3）锅炉的效率为
答：（1）煤完全燃烧放热为3.6×107J；
（2）水吸收的热量为1.512×107J；
（3）锅炉烧水的效率是42%。
2、（1）；（2）；（3）80%
【详解】
解：（1）水吸收的热量是
（2）天然气完全燃烧放出的热量是
（3）该热水器本次加热的效率是
答：（1）此过程中，水吸收的热量是；
（2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量是；
（3）该热水器本次加热的效率是80%。
3、（1）7×108J；（2）4.5×108J；（3）64.3%
【详解】
解：（1）由题意可知，完全燃烧5kg的氢燃料放出的热量为
Q放=q氢m=1.4×108J/kg×5kg=7×108J
（2）由题意可知，公交车的功率为
P=150kW=1.5×105W
行驶时间为
t=50min=3000s
则公交车行驶50min所做的功为
W=Pt=1.5×105W×3000s=4.5×108J
（3）由（1）（2）中可知，公交车的热机效率为
答：（1）完全燃烧5kg的氢燃料放出的热量为7×108J；
（2）公交车行驶50min所做的功为4.5×108J；
（3）公交车的热机效率为64.3%。
4、（1）200kg；（2）2.1×107J；（3）1.25kg
【详解】
解：（1）水的体积
V＝200L＝200×10-3m3＝0.2 m3
水的质量
m＝ρV＝1×103kg/m3×0.2m3＝200kg
（2）水吸收的热量
（3）根据得
又由于可得煤气的质量
答：（1）水箱中水的质量为200kg；
（2）水吸收的热量为2.1×107J；
（3）至少需要燃烧1.25kg煤气。