2021-2022学年人教版物理九年级全册第十四章内能的利用专项测评练习题（有解析）

人教版物理九年级全册第十四章内能的利用专项测评
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、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
2、单缸四冲程汽油机和柴油机工作时，下面哪个说法是正确的（　　）
A．完成一个工作循环，曲轴转动一周
B．吸气冲程汽缸吸进的物质，在汽油机中是汽油，柴油机中的是柴油
C．做功冲程中的点火方式：汽油机是点燃式，柴油机是压燃式
D．压缩冲程中，汽油机对燃气产生的压强最大，燃气升高的温度也比柴油机更大
3、下列与热有关的现象，解释正确的是（　　）
A．冰箱内食物的温度为0℃时，其内能为0J
B．马路上尘土飞扬，说明分子在不停地做无规则运动
C．内燃机的做功冲程是将机械能转化为内能
D．内燃机用水做冷却液利用了水比热容大的特性
4、下列有关能量的转化和守恒的说法正确的是（　　）
A．洗衣机工作时是将动能转化为电能
B．水沸腾时，水蒸气将壶盖顶起，是机械能转化为内能
C．能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少
D．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一
5、某同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯用完全相同的方式分别质量都是200g的沙子和水加热。他绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象分别如图a、图b所示。已知酒精的热值q＝3.0×107J/kg，加热时酒精灯平均每分钟消耗2.8g酒精。已知水的比热容 ，则下列说法正确的是（　　）
A．沙子的吸热能力大于水的吸热能力
B．加热2min时间内水吸收的热量Q吸水为4.2×105J
C．这2min时间内酒精灯的加热效率η为40%
D．沙子的比热容c沙约为
6、如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中错误的是（ ）
A．酒精灯中酒精用掉一半后，剩余酒精的热值、比热容、密度均不变
B．抽出玻璃板，上方瓶中的空气逐渐变红，说明分子在不停地做无规则运动
C．活塞向上运动时，是内燃机的压缩冲程，此时内能转化为机械能
D．玻璃筒内的空气被压缩是通过做功的方式使空气的内能增加
7、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%
8、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
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、潍柴集团于2020年正式发布全球首款热机效率突破50%的商用柴油机，世界内燃机发展出现历史性新突破。关于对此柴油机的说法正确是（　　）
A．它必须用热值较高的燃油才能提高其热机效率
B．对比其他柴油机，相同时间内对外做功更快
C．对比其他柴油机，对外做同样的功消耗的燃料减少
D．随着技术的进步，集团生产的内燃机效率能达到100%
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、天然气热水器将40kg的水由22℃加热到42℃，水的内能增加了_____J，水的内能增加是通过_____方式实现的，若天然气燃烧放出的热量有84%被水吸收，需要消耗_____kg的天然气。已知c水=4.2×103J/(kg·℃)，q天然气=4×107J/kg。
2、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。
3、小明在检查爸爸驾驶的汽车时，发现发动机气缸顶部有火花塞，由此可以确定汽车的发动机是______油机。如题图所示是______冲程，该冲程是将______能转化为内能。
4、在燃料燃烧的过程中，燃料的______能转化为______能。
5、小华在燃烧皿中放入14g酒精，对200g水加热，待酒精燃尽后水温升高了50℃。（水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），酒精的热值为3.0×107J/kg）。此过程中，酒精燃烧放出的热量为______J，水吸收的热量为______J，酒精烧水时的热效率______%。
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、太阳能具有清洁无污染、可再生等优点，是最有开发前景的新能源之一。小明家新安装了一台容积为200L的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的照射，水温由原来的20℃升高到40℃，则：
（1）在这4h内水吸收了多少热量？
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少焦炭？[水的密度为ρ=1.0×103kg/m3、水比热容、焦炭的热值q=3.0×107J/kg]
2、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）
3、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？
4、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？
-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、C
【详解】
A．在汽油机和柴油机的一个工作循环中，完成四个冲程，曲轴、飞轮转两圈，活塞来回往复运动2次，对外做功1次，故A错误；
B．在吸气冲程，汽油机吸入的是汽油和空气的混合物；柴油机吸入的只有空气，故B错误；
C．做功冲程中点火方式：汽油机是点燃式，柴油机是压燃式，故C正确；
D．柴油机压缩冲程末的温度远远高于汽油机压缩冲程末的温度，因此柴油机的压缩程度要比汽油机的压缩程度大，故D错误。
故选C。
3、D
【详解】
A．任何温度的物体都有内能，内能不可能为零，故A错误；
B．尘土看得见，属细小颗粒物，尘土飞扬是机械运动，故B错误；
C．内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能，故C错误；
D．内燃机用水做冷却液利用了水比热容大的特性，与其他液体相比，相同情况下，吸收的热量更多，故D正确。
故选D。
4、D
【详解】
A．洗衣机工作时是将电能转化为机械能，故A错误；
B．水沸腾时，水蒸气将壶盖顶起，是内能转化为机械能，故B错误；
C．根据能量守恒定律，能量无论是转化还是转移，能量总和不会改变，故C错误；
D．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，一切能量的转移和转化都遵循这一规律，故D正确。
故选D。
5、D
【详解】
A．由图像知加热相同的时间水和沙子吸收的热量相同，沙子的温度升高的多，根据 可知，水的比热容大，水的吸热能力大于沙子的吸热能力，故A错误；
B．由图b可知，加热2min水温度升高
则加热2min时间内水吸收的热量
故B错误；
C．因为酒精灯平均每分钟消耗2.8g酒精，加热2min时间内消耗酒精的质量
则酒精完全燃烧放出的热量
酒精灯的加热效率
故C错误；
D．因为两酒精灯完全相同、加热方式也相同，所以相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，则在2min的时间内，沙子吸收的热量
由图a可知加热2min，沙子的温度从20上升到250，即
沙子的质量
由可得，沙子的比热容
故D正确。
故选D。
6、C
【详解】
A．热值是燃料的一种特性，密度、比热容都是物质的特性，都与物质的质量、体积无关，所以，酒精灯中酒精用掉一半后，剩余酒精的热值、比热容、密度均不变，所以A正确，故A不符合题意；
B．抽出玻璃板，上方瓶中的空气逐渐变红，但是二氧化氮的密度大于空气，说明分子在不停地做无规则运动，所以B正确，故B不符合题意；
C．两个气门关闭，活塞向上运动时，是内燃机的压缩冲程，机械能转化为内能，所以C错误，故C符合题意；
D．图中玻璃筒内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加，所以D正确，故D不符合题意。
故选C。
7、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。
8、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。
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、C
【详解】
A．热机效率是有用功与燃料完全燃烧所放出的热量的比，与燃料的热值无关，故A错误；
B．柴油机效率高，只表明有用功与总功的比值大，相同时间做功快指功率，效率与功率没有必然联系，故B错误；
C．柴油机效率高，根据效率公式，当有用功一定时，效率越高，所需要总功更少，即燃烧同种燃料时，需要的燃料更少，故C正确；
D．柴油机属于热机，在工作过程中不可避免会存在燃料燃烧不完全等因素导致能量损失，不可能达到100%，故D错误。
故选C。
二、填空题
1、3.36×106热传递0.1
【解析】
【详解】
[1]水吸收的热量为
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(42℃-22℃)=3.36×106J
[2]水从火吸收热量，内能增加、温度升高，是利用热传递改变水的内能。
[3]由得，天然气完全燃烧放出的热量为
由Q放=mq得，需要天然气的质量为
2、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。
3、汽压缩机械
【解析】
【详解】
[1]汽油机顶部有个火花塞，柴油机顶部有个喷油嘴，发现发动机气缸顶部有火花塞，由此可以确定汽车的发动机是汽油机。
[2][3]由图知，两个气门都关闭，活塞向上运动，此冲程为压缩冲程，将机械能转化为内能。
4、化学内
【解析】
【详解】
[1][2]燃料的燃烧是一种化学变化，燃料通过燃烧将化学能转化为内能。
5、4.2×1054.2×10410
【解析】
【详解】
[1][2]水吸收的热量为
酒精燃烧放出的热量为
[3]酒精烧水时的热效率
三、计算题
1、（1）1.68×107J；（2）2.8kg
【详解】
解：（1）水的体积为
V水=V容=200L=200dm3=0.2m3
由可得水的质量
m水=ρV水=1.0×103kg/m3×0.2m3=200kg
水吸收的热量
（2）根据可知，焦炭完全燃烧放出的热量
由Q放=mq得需要燃烧焦炭的质量
答：（1）在这4h内水吸收了1.68×107J的热量；
（2）需要燃烧2.8kg的焦炭。
2、（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。
3、（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%。
4、（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。