人教版物理九年级全一册同步练习：第十四章　内能的利用 单元测试（有答案）

第十四章　
一、选择题(每题3分,共30分)
1.如图所示的现象或过程中都涉及能量的转化,下列分析正确的是 (　　)
A.图甲:塞子被弹出时,热水瓶内水蒸气对塞子做功,瓶内气体内能增大
B.图乙:表示汽油机处于压缩冲程,从能量转化角度看,与图甲相似
C.图丙:表示汽油机处于压缩冲程,从能量转化角度看,与图甲相似
D.图丙:燃料的化学能转化成燃气的内能,再转化成机械能
2.如图所示是四冲程汽油机工作时某一冲程的示意图,汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动。在活塞向下运动的过程中,关于汽缸内的气体,下列说法错误的是(　　)
A.内能减小 B.温度降低 C.密度减小 D.分子热运动加快
3.如图所示是汽油机工作时的四个冲程,下列说法正确的是 (　　)
A.汽油机吸气冲程汽缸吸进物质是汽油
B.活塞在汽缸内往复运动一次,该汽油机对外做功一次
C.该内燃机的四个冲程正确的工作顺序是乙→甲→丁→丙
D.甲是压缩冲程,将内能转化为机械能,丁是做功冲程,将机械能转化为内能
4.关于热机的效率,以下说法中正确的是 (　　)
A.热机做的有用功越多,效率就一定越高
B.热机的功率大,效率就一定高
C.热机在单位时间内耗费的燃料少,效率就一定高
D.热机做的有用功占燃料完全燃烧放出的热量的比值越大,热机的效率就越高
5.下列有关热机的说法中不正确的是 (　　)
A.热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化为机械能的过程
B.为了防止热机过热,通常用水来降温,这利用了水的比热容较大的特性
C.可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率
D.热机的大量使用会造成环境污染
6.如图所示是用于对外做机械功的某机器的能量流向图,根据图中数据判断,下列说法中不正确的是 (　　)
A.此机器可能是热机 　
B.此机器用于做有用功的效率为35%
C.输入100 J的内能,有65 J的能量浪费了 　
D.将此机器改进,效率可以达到100%
7.关于能量的转化和守恒,下列说法正确的是 (　　)
A.风力发电机发电时,将电能转化为机械能
B.电热水器给水加热时,效率可以达到100%
C.在酒精燃烧放热的过程中,内能转化为化学能
D.植物吸收太阳光进行光合作用,光能转化为化学能
8.有人设计制作了一种发电“足球”,球在被踢的过程中,其内部装置能够发电,并将产生的电能储存在蓄电池中,用来点亮LED灯,该过程中的能量转化形式是 (　　)
A.动能→电能→光能→化学能→电能 B.电能→动能→化学能→电能→光能
C.动能→电能→化学能→电能→光能 D.电能→动能→光能→化学能→电能
9.西昌卫星发射中心用“长征三号”运载火箭,于2019年4月20日将第44颗北斗导航卫星成功送上太空,如图所示。下列说法中正确的是 (　　)
A.火箭使用液氢燃料,主要是利用了液氢的比热容较大
B.燃料燃烧时用液氧助燃提高热值
C.火箭穿越大气层时,火箭克服摩擦,将机械能转化为内能
D.燃料燃烧时将内能转化为化学能
10.有甲、乙两台汽油机,甲的效率与乙的效率之比是5∶4,相同时间内甲做的有用功是乙做的有用功的2倍,则在相同的时间内,甲、乙两台汽油机消耗的汽油的质量之比为 (　　)
A.5∶2 　　 B.2∶5
C.8∶5 D.5∶8
二、填空题(每空2分,共30分)
11.汽油机是热机的一种,汽油在汽缸内燃烧时将　　　　能转化为　　　　能。如图所示是四冲程汽油机的一个工作状态示意图,由图可以看出,此时它正处在　　　　冲程。
12.一台单缸四冲程汽油机,飞轮的转速是3000 r/min,则它1 s对外做功　　　　次,该汽油机燃烧5 kg汽油时,对外做的有用功为6.9×107 J,该汽油机的效率为　　　。(q汽油=4.6×107 J/kg)
13.“可燃冰”作为新型能源,有着巨大的开发使用潜力。若100 g“可燃冰”完全燃烧放出的热量为4.2×107 J,则可燃冰的热值是　　　　J/kg。若这些热量被水完全吸收,可使2 t水温度升高　　　　℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
14.一台柴油机运行时各种能量损耗大致为:汽缸散热损失占25%,废气带走的能量占30%,摩擦等机械损耗占15%,当该柴油机完全燃烧2 kg柴油时,放出的热量为　　　　　J,这些热量通过该柴油机的转化,对外做的有用功为　　　　　J。(柴油的热值为3.3×107 J/kg)
15.我国每年消耗数千万桶原油用于制造塑料袋。已知原油的热值为4.4×107 J/kg,完全燃烧1 kg原油,能释放出　　　　　　J的热量。若这些热量有42%被水吸收,则可以使常温下
　　　　kg的水温度升高20 ℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
16.如图所示是上海世博会中国馆展出名为“叶子”的小型低碳化未来汽车。车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器,它可将　　　　　能转化为电能;同时,该汽车还能将光电转换中排放的高浓度二氧化碳转化为电能并供车内照明或转化为车内的空调制冷剂,不但是“零排放”,还实现了“负排放”。以上能量的转化过程中,能的总量　　　　(选填“增大”“减少”或“不变”)。
17.常用的打火机从打火方式上有两种:一种是用一个粗糙的小轮摩擦“火石”打火;一种是通过按压能产生高压电的装置打火。从能量转化角度看,前者是把　　　　能转化为内能;后者是把　　　　　能转化为内能。
三、简答与实验探究题(共22分)
18.(6分)图甲是小明从家到学校的一条水平公路,爱动脑筋的他做了这样的设想:要是把从家到学校的路挖成一个“V”字形,如图乙所示,那么只要从家骑上自行车后,不用刹车也不用蹬脚踏板,等车停下来就可以到达学校了。请你根据所学的物理知识解释:
(1)在他设想的过程中机械能如何转化
(2)他的设想在现实中为什么不能实现 请写出一条让这个设想实现的方法。
19.(16分)如图所示,甲、乙、丙三个实验装置完全相同,燃料的质量都为10 g,烧杯内液体的质量都相同。
(1)比较不同燃料的热值应选择　　　　两个装置,比较不同物质的比热容应选择　　　　两个装置,选择的理由是物理中研究问题时常用到的一种方法:　　　　　　法。
(2)在“比较不同燃料的热值”实验中,通过观察温度计　　　　　　　　比较燃料燃烧放出热量的多少,这种研究问题的方法叫做　　　　　　法。
(3)若图甲烧杯中为500 g水,10 g酒精完全燃烧使温度计的示数升高了20 ℃,则水吸收的热量是　__J,如果认为酒精完全燃烧且放出的热量全部被水吸收,那么酒精的热值是　　　J/kg,这样算出的热值与标准值相比　　　　(选填“偏大”“偏小”或“一样大”)。[水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)]
四、计算题(共18分)
20.(8分)现有A、B两个物体,它们吸收的热量如图甲所示,其中物体A是用酒精灯来加热的,酒精完全燃烧,实验中共用了25 g酒精;物体B的质量为12.5 kg,它吸收热量后,其温度变化如图乙所示。求:(酒精的热值为3×107 J/kg)
(1)用酒精灯给物体A加热的效率。
(2)物体B的比热容。
21.(10分)近年来,我国汽车工业发展迅猛,各种新型汽车不断投放市场。以下是我国某品牌轿车的测试报告:
车型 某品牌轿车
测试道路 标准水平国道
测试距离 100 km
测试速度 80 km/h匀速直线行驶
整车质量 900 kg
消耗汽油 9 L
受到阻力 整车重的0.08
汽油的热值为3.3×107 J/L,燃料完全燃烧放出热量的公式Q=qV,式中V表示燃料的体积。请计算该品牌轿车在本次测试过程中:(g取10 N/kg)
(1)汽车发动机做了多少机械功。
(2)9 L汽油完全燃烧放出的热量。
(3)假设汽油燃烧,则轿车在测试过程中,汽油机的效率为多少。(结果精确到0.1%)
答案
1.D　2.D　3.C　4.D　5.C　
6.D　 由图可知此机器将内能转化为机械能,则可能是热机,A正确;机器转化为机械能的部分是有用功,输入100 J的内能,转化为机械能35 J,则有65 J的能量浪费了,故用于做有用功的效率为35%,B、C正确;由于机器排出的废气一定会带走一部分能量,所以效率不可能达到100%,D错误。
7.D　8.C　9.C
10.C　 由热机效率公式η=可得:Q总甲=,Q总乙=,
所以=∶=∶=8∶5,
又因为Q=mq,即甲、乙两台汽油机消耗的汽油质量之比是8∶5。
11.化学　内　排气
12.25　30%
13.4.2×108　5
14.6.6×107　1.98×107
完全燃烧2 kg柴油放出的热量:Q放=qm=3.3×107 J/kg×2 kg=6.6×107 J;
由题意可知,柴油机运行时各种能量损耗的总和:25%+30%+15%=70%,
所以该柴油机的热机效率:η=100%-70%=30%。
该柴油机对外做的有用功:W有=η×Q放=30%×6.6×107 J=1.98×107 J。
15.4.4×107　220　16.太阳　不变
17.机械　电
18.(1)将路挖成一个“V”字形后,自行车下坡时重力势能转化为动能,上坡时动能转化为重力势能。
(2)因为自行车在运动过程中受到阻力的作用,部分机械能转化为内能,机械能减少,所以设想不能实现;若让设想实现,可以将起始点位置抬高,高于学校的位置,这样有更多的重力势能转化为动能。
19.(1)乙、丙　甲、乙　控制变量　
(2)示数的变化　转换　
(3)4.2×104　4.2×106　偏小
20.(1)由图甲可知,物体A吸收的热量为Q吸A=3×105 J,
酒精完全燃烧放出的热量:Q放=m酒精q=25×10-3 kg×3×107 J/kg=7.5×105 J,
用酒精灯给物体A加热的效率:
η=×100%=×100%=40%。
(2)由图甲可知,物体B吸收的热量为Q吸B=2×105 J,
由图乙可知,物体B的温度变化量为Δt=40 ℃-20 ℃=20 ℃,
由Q吸=cmΔt得,物体B的比热容:
cB===0.8×103 J/(kg·℃)。
21.(1)由于汽车做匀速直线运动,在水平方向上受到的牵引力和阻力是一对平衡力,则F=f=0.08G=0.08mg=0.08×900 kg×10 N/kg=720 N;
所做的机械功:W=Fs=720 N×100×1000 m=7.2×107 J。
(2)汽油完全燃烧放出的热量:Q放=Vq汽油=9 L×3.3×107 J/L=2.97×108 J。
(3)轿车在测试过程中,汽油机的效率:
η=×100%=×100%=24.2%。