第十四章 内能的利用 单元测试卷 2022-2023学年人教版九年级物理全一册（有解析）

第十四章 内能的利用 单元测试卷
一、单选题
1．我们生活在能量的世界里。下列关于能量的说法不正确的是（　　）
A．不同形式的能量之间可以相互转化
B．给电瓶车充电是把化学能转化成机械能
C．龙卷风可以摧毁房屋，拉倒大树，所以龙卷风具有能量
D．从宏观到微观，物质运动的多样性，决定了能量形式的多样性
2．下图是热机的工作冲程图，其中将机械能转化成内能的冲程是（　　）
A． B．
C． D．
3．关于能量，下列说法错误的是（　　）
A．划过天际的流星具有机械能
B．冬天，用热水温牛奶的过程是内能的转移
C．风力发电是机械能转化为电能
D．充电宝给手机充电是电能转化为化学能
4．关于如图所示实验，下列说法错误的是（　　）
A．酒精灯燃烧，将化学能转化为内能
B．利用酒精灯给水加热是通过热传递的方式增大了水的内能
C．水蒸气对木塞做功的过程中，水蒸气内能增加
D．图示过程与内燃机的做功冲程原理相似
5．下列说法正确的是（　　）
A．燃料燃烧过程中燃料的内能转化为化学能
B．北极寒冷的冰川没有内能
C．中国空间站中的水球内部分子间没有作用力
D．同样在阳光照射下，沙子比海水烫是因为水的比热容比沙子大
6．对下列四幅图说法正确的是（　　）
A． 水蒸气驱动叶轮转动是将内能转化为机械能
B． 图中所示冲程是压缩冲程
C． 将玻璃板缓慢拉离水面时，弹簧测力计示数变大说明分子间存在斥力
D． 将活塞迅速下压，玻璃筒内硝化棉燃烧起来，压缩空气过程中将内能转化为机械能
7．关于四冲程内燃机，下列说法中正确的是（　　）
A．内燃机的一个工作循环有四个冲程，曲轴转动两周
B．四个冲程中只有做功冲程发生内能与机械能的相互转化
C．转速为1200r/min的内燃机每秒对外做功20次
D．内燃机的效率可以达到100%
8．将装有酒精的金属管固定在桌子上，并用塞子塞紧。快速来回拉动绕在管上的绳子，过一会儿塞子跳起来，如图所示，下列说法不正确的是（　　）
A．拉动绳子过程，金属管温度升高，内能增加
B．拉动绳子过程，机械能转化成内能
C．塞子跳起时，管内气体温度升高，内能增加
D．塞子跳起时，发生的能量转化与汽油机的做功冲程相同
9．关于热机，下列说法正确的是（　　）
A．效率越高的热机功率越大
B．汽油在汽油机气缸里燃烧越充分其热值越大
C．热机是通过燃料燃烧获得内能并转化为机械能的装置
D．在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量不能提高热机效率
10．关于以下实验的说法，正确的是（　　）
A．图甲：水蒸气对瓶塞做功，水蒸气的内能增加
B．图乙：活塞压缩空气，内能转化为机械能
C．图丙：烧水过程，通过热传递改变内能
D．图丁：做“比较不同燃料燃烧时放出热量”实验时烧杯内水的质量不需要相等
11．关于内能和内能的利用。下列说法中正确的是（　　）
A．5月的街头，杨花飞絮随风舞，好似雪花满天飞，说明分子在不停地做热运动
B．新能源汽车实现了“零排放”，其效率达到了100%
C．我国“长征五号B”大型运载火箭使用氢作燃料，是因为氢的密度小
D．内燃机的压缩冲程，主要通过做功的方式增大汽缸内物质的内能
12．喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图甲）；扭转瓶子（如图乙）；轻轻扰动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾（如图丙）。图乙和图丙所示的过程，分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似，这两个冲程是（　　）
A．吸气冲程和压缩冲程 B．压缩冲程和做功冲程
C．做功冲程和排气冲程 D．压缩冲程和排气冲程
13．煲汤沸腾时，锅盖不断被水蒸气顶起而发生“跳动”，在此过程中，涉及到的有关物理现象表述不正确的是（　　）
A．温度越高，水分子运动越剧烈，就有越多的水分子“外逃”到空气中
B．锅盖“跳动”过程的能量转化与内燃机的做功冲程相似
C．煲汤过程中，主要是通过热传递的方式改变内能的
D．汤沸腾时比沸腾前的温度高，含有的热量多
二、多选题
14．小汽车已成为大多数家庭出行代步的工具，其发动机大多数为四冲程汽油机，下列有关汽油机的说法正确的是（　　）
A．汽油机四个冲程依次为吸气、做功、压缩、排气
B．汽油机的做功冲程是把内能转化为机械能
C．改进技术，可以使汽油机的效率达到100%
D．用水循环来降低汽油机的温度，是因为水的比热容较大
15．如图所示是一款孔明灯，点燃底部的蜡烛后，它就会自动升空。在这一过程中，下列说法正确的是（　　）
A．孔明灯自动升空不遵循能量守恒定律
B．孔明灯内空气吸收热量，温度升高
C．孔明灯上升过程中将内能转化为机械能
D．孔明灯升空和热机工作原理相同
三、填空题
16．如图所示是一单缸四冲程汽油机的工作示意图。图中该汽油机正处于___________冲程；汽油机吸气冲程时，吸入气缸里的物质是___________。
17．某同学在做探究水沸腾时温度变化的特点实验时，完全燃烧了2.8g酒精，使烧杯中初温20℃、体积为200mL的水温度升高到100℃，该过程中水吸收了 ___________J热量，该装置的效率是 ___________。[已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，酒精的热值为3.0×107J/kg]
18．内燃机是将内能转化为 ___________能的机器，四冲程汽油机工作时，将机械能转化为内能的冲程是 ___________冲程。用水来给内燃机降温，是因为水的 ___________比较大。
19．第七届世界军人运动会开幕式上，主火炬塔的点燃采用“水火交融”的方式点燃，让现场观众无不惊叹！其实火炬燃烧的是天然气，天然气密度小，通过水这一介质把燃气托到水柱的上方进行燃烧，天然气燃烧时将燃料的_____能转化为内能和光能。若水池中有质量为1t的20℃水，这个过程中水的温度升高20℃，则水吸收热量为_____J。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
四、实验题
20．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内液体a、b的质量和初温也相同，液体a、b的密度不同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择___________两图进行实验，燃料燃烧放出热量的多少，是通过___________来反映的；
（2）木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧，得到了下表的数据：
燃料的质量m/g 100 200 300 400
燃料完全燃烧放出的热量 Q木柴/J 1.3×106 2.6×106 3.9×106 5.2×106
Q焦炭/J 3.0×106 6.0×106 9.0×106 12.0×106
Q木炭/J 3.4×106 6.8×106 10.2×106 13.6×106
①从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是不同的；对于同种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越___________；
②从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料___________和___________的比值是不变的，这个不变的比值，反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称之为___________，它是用来描述燃料完全燃烧时，释放热量能力大小的物理量。
（3）比较不同物质吸热升温的特点：
①应选择___________两图进行实验；
②不同物质吸热的多少是通过___________来反映的（选填“温度计示数变化的多少”或“加热时间的长短”）；
③如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，由图可以看出，___________液体的温度升高得较慢，___________液体的比热容较大。
21．某实验小组用如图甲所示的装置比较水和煤油的吸热本领。
（1）取两个相同的试管，分别装入_______相等、初温相同的水和煤油；这么做目的是为了_______（便于比较/控制变量）。
（2）用两个相同规格的电加热器来加热水和煤油，每隔1min记录一次温度，整个实验操作无误。图乙中，若图线②反映水的温度随时间的变化规律，则图线_______（填序号）可以反映煤油的温度随时间的变化规律。加热过程中，煤油的热值_______。
（3）同时停止加热，在相同质量的水和煤油温度降低的过程中，水放出的热量与降低的温度之比_______（填“大于”、“等于”或“小于”）煤油放出的热量与降低的温度之比。
五、计算题
22．小明家新买来一台天然气热水器。小明学习了热效率的知识后，尝试估测该热水器的热效率，他把“进水量”设置为40kg，“出水温度”设置为40℃后，开始加热。当水温达到40℃时，自动停止加热。己知当时自来水的温度是20℃，加热前天然气表的示数为129.96m3，停止加热后变为130.06m3，天然气的热值q天然气=4.2×107J/m3，求：
（1）天然气放出的热量；
（2）水箱中水吸收的热量；
（3）该热水器的热效率。
23．奶奶用柴火灶烧水，把一锅体积为5L初温为10℃的水温度升高了60℃，共消耗了3kg的干木柴，已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg ℃），水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，干木材的热值1.2×107J/kg。求：
（1）水吸收的热量；
（2）完全燃烧3kg干木柴放出的热量；
（3）柴火灶烧水的效率η。
24．从前每到夏收季节，大量农作物秸秆在田间被随意焚烧，这不仅造成资源浪费、环境污染，而且极易引发火灾等事故。为解决这一问题，科技人员已研制出利用秸秆生产节能环保型的燃料——秆浆煤。若燃烧秆浆煤给水加热，使50kg、20℃的水温度升高到80℃。（c水=4.2×103J/（kg·℃），q杆=2.4×107J/kg）求：
（1）水吸收的热量；
（2）如果秆浆煤完全燃烧释放的热量有35%被水吸收，求秆浆煤完全燃烧放出的热量；
（3）这些热量需要完全燃烧多少千克秆浆煤。
参考答案：
1．B【详解】A．自然界中的能量可以从一种形式转化为另一种形式，不同形式的能量间可以相互转化，故A正确；
B．给电瓶车充电时，是电能转化为化学能，故B错误；
C．物体能对外做功，我们就说物体具有能量，剧烈运动的空气能形成龙卷风，可以摧毁房屋，拉倒大树，说明龙卷风具有能量，故C正确；
D．一切物质都在运动，而能量是与运动密切联系的物理量，不同的运动形式对应着不同的能量形式，所以，从宏观到微观，物质运动的多样性，决定了能量形式的多样性，故D正确。
故选B。
2．D【详解】A．图中活塞向下运动，进气门开启，排气门关闭，是吸气冲程，故A不符合题意；
B．图中活塞向下运动，两个气门都关闭，是做功冲程，将内能转化为机械能，故B不符合题意；
C．图中活塞向上运动，排气门开启，进气门关闭，是排气冲程，故C不符合题意；
D．图中活塞向上运动，两气门关闭，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故D符合题意。
故选D。
3．D【详解】A．划过天际的流星具有动能和重力势能，即具有机械能，故A正确，不符合题意；
B．用热水温牛奶的过程是通过热传递改变内能，即内能的转移，故B正确，不符合题意；
C．根据能量的转化特点，风力发电是机械能转化为电能，故C正确，不符合题意；
D．根据能量的转化特点，充电宝给手机充电是化学能转化为电能，故D说法错误，符合题意。
故选D。
4．C【详解】A．酒精燃烧时，酒精的化学能转化为内能，故A正确，A不符合题意；
B．利用酒精灯给水加热，水吸收热量，是通过热传递的方式增大了水的内能，故B正确，B不符合题意；
C．水蒸气对瓶塞做功，水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能，水蒸气对外做功，内能会减小，故C错误，C符合题意；
D．燃料燃烧，化学能转化为内能，而后内能转化为机械能，故该过程与内燃机的做功冲程原理相似，故D正确，D不符合题意。
故选C。
5．D【详解】A．燃料燃烧时将燃料的化学能转化为内能，故A错误；
B．分子都在不停地做无规则运动，所以北极寒冷的冰川具有内能，故B错误；
C．中国空间站中的水球内部分子间存在相互作用力，故C错误；
D．因为水的比热容较大，同样受热或冷却的情况下，吸收或放出相同热量，但水的温度变化比沙小。因此，在受太阳照射条件相同时，沙滩比海水的温度高，故D正确。
故选D。
6．A【详解】A．燃料燃烧时将化学能转化为内能，内能通过热传递方式给水，水沸腾汽化为水蒸气，高温的水蒸气对小叶轮做功，驱动小叶轮转动，水蒸气自身的温度降低，内能减少，转化成了小叶轮的机械能，是内能做功的结果，故A正确；
B．两气门关闭，活塞向下运动，是汽油机的做功冲程，故B错误；
C．缓慢向上提拉与水面接触的玻璃板，弹簧测力计示数变大，说明分子间存在引力，故C错误；
D．下压活塞时，活塞对筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能，故D错误。
故选A。
7．A【详解】A．四冲程内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，曲轴转两周，对外做功一次，故A正确；
B．内燃机的压缩冲程活塞向上运动，压缩气体对气体做功，将机械能转化为内能；做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能。吸气和排气冲程不发生能量转化，故B错误；
C．四冲程内燃机飞轮的转速为
1200r/min＝20r/s
即1s内飞轮转过20圈，因为在一个工作循环中，飞轮每转动两周，对外做功一次，所以该内燃机每秒对外做功10次，故C错误；
D．热机在工作过程中总有能量的损耗，所以热机的效率总是小于100%，故D错误。
故选A。
8．C【详解】AB．拉动绳子过程，绳子克服摩擦力对金属管做功，机械能转化成内能，使金属管温度升高，内能增加，故AB正确，不符合题意；
C．塞子跳起时，管内气体对塞子做功，内能转化为机械能，管内气体内能减小，温度降低，故C错误，符合题意；
D．塞子跳起时，管内气体对塞子做功，内能转化为机械能；汽油机做功冲程过程中，进气门和排气门关闭，汽缸内气体推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，因此塞子跳起时，发生的能量转化与汽油机的做功冲程相同，故D正确，不符合题意。
故选C。
9．C【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，功率是指做功的快慢，效率与功率无关，故A错误；
B．热值是燃料的一种性质，只与燃料的种类有关，与燃料燃烧得是否充分等因素无关，故B错误；
C．热机是通过燃料燃烧获得内能并转化为机械能的装置，故C正确；
D．在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量，可以减少能量的散失，所以，可以提高热机效率，故D错误。
故选C。
10．C【详解】A．甲图中，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少，温度降低，故A错误；
B．乙图中，迅速向下压活塞，由于压缩玻璃筒内的空气对其做功，使得空气的内能增加，温度升高，将机械能转化为内能，故B错误；
C．烧水时水从火焰中吸收热量，温度升高，是利用热传递的方式改变物体内能的，故C正确；
D．做“比较不同燃料燃烧时放出热量”实验时，根据控制变量法可知，实验中需要控制水的质量相同，根据水升高的温度判定燃料燃烧放热的多少，故D错误。
故选C。
11．D【详解】A．杨花飞絮随风舞，杨花飞絮不是分子，故其运动也不是分子运动，故A错误；
B．新能源汽车实现了“零排放”，其效率不可能达到了100%，因为必然有克服摩擦力的做功而损失的内能，故B错误；
C．我国“长征五号B”大型运载火箭使用氢作燃料，是因为氢的热值大，相同质量的燃烧，氢燃烧放出的热量多，故C错误；
D．内燃机的压缩冲程，对气体做功，气体的内能增大，机械能转化为内能，故D正确。
故选D。
12．B【详解】扭转瓶子（如图乙），对气体做功，机械能转化为内能，相当于为压缩冲程；如图丙，膨胀的气体对外做功，内能转化为机械能，相当于热机的做功冲程，故B符合题意；ACD不符合题意。
故选B。
13．D【详解】A．分子的热运动与温度有关，温度越高，水分子运动越剧烈，就有越多的水分子“外逃”到空气中，故A正确，不符合题意；
B．锅盖“跳动”时，水蒸气对锅盖做功，将内能转化为机械能；内燃机的做功冲程中，也是内能转化为机械能，二者的能量转化相同，故B正确，不符合题意；
C．做功和热传递可以改变物体的内能，煲鸡汤过程中，主要是通过热传递的方式改变内能的，故C正确，不符合题意；
D．鸡汤沸腾时比沸腾前的温度高，但不能说其含有热量多，因为热量是一个过程量，故D错误，符合题意。
故选D。
14．BD【详解】A．汽油机四个冲程依次为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，故A错误；
B．汽油机在做功冲程中，高温高压的燃气对活塞做功，将内能转化为机械能的过程，故B正确；
C．热机工作时，要散失热量、要克服摩擦做功，使得燃料完全燃烧放出的热量并不能全用来做有用功，所以热机的效率总小于100%，故C错误；
D．水的比热容比较大，相同质量的水和其它物质比较，升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多，所以利用水来降低热机的温度，故D正确。
故选BD。
15．BCD【详解】A．任何的能量转化和转移都遵循能量守恒定律，因此，孔明灯自动升空也遵循能量守恒定律，故A错误；
B．点燃底部的蜡烛后，孔明灯内空气吸收热量，温度升高，故B正确；
CD．孔明灯上升过程中，将蜡烛燃烧释放的内能转化为孔明灯的机械能；热机是将内能转化为机械能的机器，由此可知孔明灯升空和热机的工作原理相同，故CD正确。
故选BCD。
16． 压缩 空气和汽油的混合物【详解】[1]由图甲可知，进气门、排气门均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程。
[2]汽油机完成吸气冲程时，吸入气缸里的物质是空气和汽油的混合物；而柴油机只吸入空气。
17． 6.72×104 80%【详解】[1]水的质量
m水=ρ水V=1.0×103kg/m3×200×10-6m3=0.2kg
水吸收的热量为
Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(100℃-20℃)=6.72×104J
[2]2.8g酒精完全燃烧放出的热量
Q放=m酒精q酒精=2.8×10-3kg×3.0×107J/kg=8.4×104J
则该装置的热效率为
18． 机械 压缩 比热容【详解】[1]内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，将机械能转化为内能的是压缩冲程，将内能转化为机械能的是做功冲程。所以，内燃机是将燃料燃烧的内能转化为机械能的机器。
[2]内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程，压缩冲程活塞向上运动，压缩气体对气体做功，将机械能转化为内能；做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，故填压缩。
[3]内燃机工作过程中会产生大量的热，需要及时散去。与其它液体相比较，水的比热容大，在质量和升高的温度相同时，水吸收的热量最多，制冷效果最好。
19． 化学 8.4×107【详解】[1]天然气燃烧时，消耗了天然气的化学能，获得了内能和光能，将化学能转化为内能和光能。
[2]由题意可知，水的质量为
m=1t=1000kg
水吸收的热量为
20． 甲、乙 温度计示数的变化 多 完全燃烧放出的热量 燃料的质量 热值 甲、丙 加热时间的长短 b b【详解】（1）[1]为了比较不同燃料的热值，要用不同的燃料，加热质量相同的同种液体，根据可知，液体温度升高越多，吸收的热量越多，即燃料放出的热量越多，燃料热值越大，故应选择甲、乙两图进行实验。
[2]燃料燃烧放出热量的多少，是通过液体温度升高的多少来反映的，即通过温度计示数的变化来反映的。
（2）①[3]由表格中数据可知，完全燃烧同种燃料（木材、焦炭或木炭），质量越大，释放的热量越多。
②[4][5]由表格中数据可知，对于同一种燃料（木材、焦炭或木炭），质量增大为原来的几倍，则燃料完全燃烧放出的热量也增大为原来的几倍，即燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量的比值是不变的。
[6]这个不变的比值，反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称之为热值，用它来描述燃料完全燃烧时，释放热量能力的大小；完全燃烧相同质量的燃料，热值越大，释放的热量越多。
（3）①[7]根据，液体升高的温度与吸热多少、物质的种类和质量有关，比较不同物质吸热升温的特点，由控制变量法，要控制吸热多少与质量相同，只改变物质的种类；本实验中，用相同的热源加热相同时间即可实现相同时间吸热相同的目的，故应选择甲、丙两图进行实验。
②[8]相同的热源，相同时间内放出的热量相同；加热时间越长，液体吸收热量越多；故不同物质吸热的多少是通过加热时间的长短来反映的。
③[9]由图丁可以看出，加热相同时间，b液体的温度升高得少，即b液体的温度升高得较慢。
[10]由知，相同质量的a、b两种液体，吸收相同的热量，b液体的温度升高得少，则b液体的比热容较大，b液体吸热能力较强。
21． 质量 控制变量 ① 不变 大于【详解】（1）[1][2]根据比较不同物质吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，故实验中应取质量相等的水和食用油倒入两个相同的烧杯中；这么做的目的是控制变量。
（2）[3][4]可观察图像，在加热时间相同的情况下，①的温度变化量大，故①的吸热能力弱。又因②是水的温度随时间的变化规律图像，水的比热容又大于煤油的比热容，故①为煤油；热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，所以加热过程中，其热值大小不变。
（3）[5]由Q＝cmΔt可知：放出的热量与降低的温度之比，所以在质量和放出热量相同的情况下，降低的温度与比热容成反比，故水放出的热量与降低的温度之比大于煤油放出的热量与降低的温度之比。
22．（1）4.2×106J；（2）3.36×106J；（3）80%【详解】解：（1）使用天然气的体积
V气=130.06m3-129.96m3=0.1m3
天然气完全燃烧释放的热量
Q放=V气q天然气=0.1m3×4.2×107J/m3=4.2×106J
（2）水吸收的热量
Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(40℃-20℃)=3.36×106J
（3）该热水器的热效率
答：（1）天然气放出的热量是4.2×106J；
（2）水箱中水吸收的热量是3.36×106J；
（3）该热水器的热效率是80%。
23．（1）1.26×106J；（2）3.6×107J；（3）3.5%【详解】解：（1）水的体积
V水=5L=5dm3=5×10-3m3
由得水的质量
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×5×10-3m3=5kg
水吸收的热量
Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg ℃)×5kg×60℃=1.26×106J
（2）干木柴完全燃烧时放出的热量
Q放=qm=1.2×107J/kg×3kg=3.6×107J
（3）柴火灶烧水时的效率
答：（1）水吸收的热量为1.26×106J；
（2）完全燃烧3kg干木柴放出的热量为3.6×107J；
（3）柴火灶烧水的效率为3.5%。
24．（1）1.26×107J；（2）3.6×107J；（3）1.5【详解】解：（1）水需要吸收的热量为
（2）秆浆煤完全燃烧放出的热量为
（3）这些热量需要完全燃烧的秆浆煤质量为
答：（1）水需要吸收的热量是1.26×107J；
（2）如果秆浆煤完全燃烧释放的热量有30%被水吸收，秆浆煤完全燃烧放出的热量是3.6×107J；
（3）这些热量需要完全燃烧1.5kg秆浆煤。