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2022-2023人教版物理九年级第一学期第十四章单元测试卷
综合考试
考试时间:* *分钟 满分:* *分
姓名:__________ 班级:__________考号:__________
题号 一 二 三 四 五 六 总分
评分
注意事项:
1、填写答题卡的内容用2B铅笔填写
2、提前 xx 分钟收取答题卡
第Ⅰ卷 客观题
第Ⅰ卷的注释
阅卷人 一、单选题
得分
1.在“比较质量相等的不同燃料充分燃烧时放出的热量”的活动中,小明发现分别使5g的酒精和5g的碎纸片充分燃烧后,被它们加热的各100g、25℃的水的温度分别上升到80℃和45℃,这说明
A.燃烧酒精总比燃烧碎纸片放出的热量多
B.酒精含有的热量比碎纸片大得多
C.酒精的内能比碎纸片内能大得多
D.酒精的热值比碎纸片的热值大
【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【分析】燃料的热值是指1kg燃料完全燃烧放出的燃料;热值是燃料的一种特性,反映了燃料燃烧时产生热量方面的不同。热值是燃料的一种特性;5g的酒精和5g的碎纸片充分燃烧后,产生的热量被水吸收,水升温不同,反映了酒精产生的热较多;说明酒精的热值比碎纸片的热值大;
故ABC错误;D正确;
故选D。
【点评】深入理解热值的概念(燃料的一种性质)是解答此题的关键。
2.(2020·天河模拟)如图甲在配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉,迅速下压活塞,硝化棉燃烧。图乙是热机的做功冲程,下列说法正确的是( )
A.图甲实验只通过热传递来改变筒内空气的内能
B.图甲下压活塞,活塞的机械能转化为空气的内能
C.图甲和图乙的能量转化情况相同
D.随着技术的进步,图乙热机的效率能达到100%
【答案】B
【知识点】做功改变物体内能;内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A.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,使气体的内能增加,是通过做功的方式改变内能的,A不符合题意;
B.下压活塞的过程,活塞的机械能转化为空气的内能,B符合题意;
C.热机在做功冲程中将燃料燃烧产生的内能转化为机械能,图甲和图乙的能量转化情况不同,C不符合题意;
D.热机在工作时,废气会带走一部分热量、燃料不可能完全燃烧、克服部件之间的摩擦会消耗能量等,所以热机的效率不可能达到100%,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能,内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能。
3.(2021九上·榆次期中)2021年9月17日13时30分许,神舟十二号载人飞船返回舱反推发动机成功点火后,神十二安全降落在东风着陆场预定区域(如图所示为飞船返回过程模拟示意图)。下列有关说法正确的是( )
A.火箭的燃料燃烧的过程是内能转化为化学能
B.反推发动机点火后,发动机工作是机械能转化为内能
C.在大气层内的降落过程中,与空气摩擦是机械能转化成内能
D.火箭选用液态氢作燃料,主要是因为氢具有较大的比热容
【答案】C
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】A.燃料燃烧是化学变化,将化学能转化为内能,A不符合题意;
B.反推发动机点火后,发动机将内能转化为机械能,B不符合题意;
C.在大气层内的降落过程中,火箭与空气摩擦做功,机械能转化成内能,C符合题意;
D.火箭的发动机选用液态氢作燃料,主要是因为氢具有较大的热值,完全燃烧相同质量的氢可以释放出更多的热量,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】燃料燃烧是化学变化,将化学能转化为内能;反推发动机点火后,发动机将内能转化为机械能;火箭与空气摩擦做功,机械能转化成内能;氢具有较大的热值,完全燃烧相同质量的氢可以释放出更多的热量。
4.(2019九上·深圳月考)关于能量的转化和转移,下列说法错误的是( )
A.电池充电:电能转化为化学能
B.摩擦生热:机械能转化为内能
C.电动机工作:电能转化为机械能
D.暖瓶塞被热气冲开:机械能转化为内能
【答案】D
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】A.电池充电时,电能转化为化学能,A不符合题意;
B.摩擦生热时,是机械能转化为内能,B不符合题意;
C.电动机工作时,电能转化为机械能,C不符合题意;
D.暖瓶塞被热气冲开时,内能转化为机械能,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】根据用电器工作时,能量的相互变化情况解答。
5.(2018九上·云浮期中)小明用煤气灶烧水时,进行了如下思考,正确的是( )
A.煤气燃烧越充分,其热值越大
B.加热过程中水的比热容变大
C.壶内水温度升高的过程中内能减少
D.加热过程中水的比热容不变,煤气的热值不变
【答案】D
【知识点】热传递改变物体内能;比热容;燃料的热值
【解析】【解答】A. 热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料燃烧是否充分等无关,故A错误,不符合题意;
B.
比热是物质的一种特性,它只与物质的种类和状态有关,与是否吸热无关,故B错误,不符合题意;
C.
壶内水温度升高的过程中内能增加,故C错误,不符合题意;
D.
加热过程中水的种类和状态不变,所以比热容不变;煤气的种类也不变所以,热值也不变,故D正确,符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)热值:我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫做这种燃料的热值;热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧是否充分等无关;
(2)比热是物质的一种特性,它只与物质的种类和状态有关,与物质的体积、质量、位置、温度、是否吸热或放热无关,只要物质的种类和状态相同,比热就相同;
(3)内能与温度有关:物体的温度升高,内能增大,温度降低,内能减小。
6.(2017九上·宿州月考)甲内燃机比乙内燃机的效率高 , 表示( )
A.甲的功率大
B.甲燃料的热值比乙燃料的热值大
C.工作时间相同 , 甲耗油较少
D.甲用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比较大
【答案】D
【知识点】功率的概念;热机的效率
【解析】【解答】A、热机效率的高低和功率的大小没有直接的联系,A不合题意;
B、甲的效率高说明汽油的化学能转化为机械能的百分比大,与燃料的热值无关,B不合题意;
C、做相同的功,甲耗油较少,与工作时间无关,C不合题意;
D、甲用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧所放出的能量的比值比乙大,D符合题意 .
故答案为:D .
【分析】热机的效率指用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧所放出的能量的比值,功率表示做功的快慢 .
7.(2019九上·简宁期末)有甲、乙两台汽油机,若在同一时间内甲做的有用功是乙做的有用功的2倍,甲的效率是25%,乙的效率是20%。则在同样时间内,甲、乙两汽油机消耗汽油的质量之比为( )
A.2:5 B.8:5 C.5:8 D.5:2
【答案】B
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】由热机效率公式可得 : 得:,,
所以,
又因为Q=qm,则甲、乙两机消耗的汽油质量之比是8:5。
故答案为:B。
【分析】根据甲、乙所做的有用功,与它们的效率,利用热机效率公式,即可求出甲、乙两机消耗的总能量之比 , 即汽油质量之比。
8.(2016·滨州)把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部(如图所示),松手后,乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上.乒乓球在上升的过程中,它的机械能不断增加.下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是( )
A.是由水的内能转化来的 B.是由水的重力势能转化来的
C.是由乒乓球的内能转化来的 D.是由乒乓球的化学能转化来的
【答案】B
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】解:松手后,乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上.乒乓球在上升的过程中,水的重心不断降低,重力势能不断减小,重力势能转化为乒乓球的机械能,故乒乓球的机械能不断增加;
故选B.
【分析】重力势能的大小与物体的质量和高度有关系,动能与物体的质量和速度有关.解决此题的关键是知道乒乓球上升的过程中,水的重心不断降低.
阅卷人 二、多选题
得分
9.(2021九上·于洪期中)关于家用小汽车,下列说法正确的是( )
A.小汽车发动机用水作冷却剂,是因为水的比热容大
B.给小汽车加油时,往往能闻到汽油味,这是扩散现象
C.小汽车刹车时刹车片变热,是做功改变了刹车片的内能
D.小汽车采用汽油机,是由于汽油机的效率一般比柴油机高
【答案】A,B,C
【知识点】做功改变物体内能;比热容;热机的效率;分子热运动
【解析】【解答】A.因为水的比热容大,根据公式Q吸=cmΔt可知,质量相同的水跟其它物质相比,升高相同的温度,水吸收的热量多,冷却效果好,A符合题意;
B.汽车加油时,能闻到汽油味,这是扩散现象;表明汽油分子在不停的做无规则运动,B符合题意;
C.小汽车刹车时刹车片变热,这是克服摩擦做功改变了刹车片的内能,C符合题意;
D.柴油机在压缩冲程中,压缩程度比汽油机大一些,燃料燃烧更充分,燃气产生的压强更大,转化成的有用功更多,因此柴油机的效率比汽油机高,D不符合题意。
故答案为:ABC。
【分析】水的比热容较大,便于对物体降温;闻到气味,说明分子在不停的无规则运动;物体间相互摩擦时,是做功改变内能。
10.(2020·章丘模拟)元年,一般指某个事物或事件开始发生的时间。中国“家庭轿车元年”距离今天已过去十几年的时间,轿车已成为越来越多的家庭出行工具。以下说法中正确的是( )
A.汽车的座椅都设计得既宽且大,这样就减小了对坐车人的压强
B.换用热值较高的燃料,就可以提高汽车的热机效率
C.夜间行驶车内禁止开灯,可防止车内景物在挡风玻璃上成像,干扰司机
D.汽车发动机常用柴油机或汽油机,它们都是利用内能做功的热机
【答案】A,C,D
【知识点】光的反射;热机的效率;内燃机的四个冲程;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】解:A、汽车的座椅都设计得既宽且大,增大了人与沙发间的接触面积,在压力不变的情况下,减小了压强。A符合题意。
B、热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,燃料的热值高,完全燃烧放出的热量多,故热机效率低。B不符合题意。
C、夜间驾驶室外的光线是比较暗的,若打开驾驶室内的灯,室内物体的光线是比较强的,就可以通过前挡风玻璃在车前形成一个虚像(平面镜成像),干扰司机的视线,C符合题意。
D、汽车发动机常用柴油机或汽油机,汽油机和柴油机都是利用燃料在气缸内燃烧,生成高温高压的燃气,燃气推动活塞做功,将内能转化为机械能,D符合题意。
故答案为:ACD
【分析】增大受力面积可以减小压强;改变不同燃料,不能改变热机效率;驾驶室的灯光造成平面镜成像,对司机会产生干扰。
11.风能是我国未来开发和利用的重要能源之一,如图所示是某地风力发电的外景,下列表述正确的是( )
A.风力发电是将机械能转化为电能
B.风能是可再生资源
C.风力发电会对环境造成污染
D.风力发电的工作原理是电磁感应
【答案】A,B,D
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】解:A、风力发电机的发电过程中,消耗机械能而产生电能,故是将机械能转化为电能的过程;故A正确;
B、对于风能是可以从自然界中源源不断的得到的能源,是可再生能源,故B正确;
C、风力发电是一种对环境无污染的新型能源,故C错误;
D、风力发电机是利用电磁感应现象的原理制成的,故D正确.
故选ABD.
【分析】(1)发电机是利用电磁感应现象的原理制成的;即是将机械能转化为电能的过程;
(2)可以从自然界源源不断地得到的能源称之为可再生能源;一旦消耗就很难再生的能源称之为不可再生能源;据上面的知识结合实际分析即可解决.
12.2014年3月8日凌晨,马来西亚航空MH370航班突然与地面失去联系,机上载有中国人154名,生死不明,事发后,我国立即派出多艘舰艇和飞机前往出事海域进行搜素,并启用红外线遥感卫星进行搜素.下列有关飞机和舰艇的说法正确的是( )
A.飞机能飞在空中,是应用空气的浮力升空的
B.舰艇上的发动机将燃料燃烧释放的内能转化为机械能
C.舰艇上的声呐系统是利用次声波来发现海底的可疑目标的
D.红外线遥感卫星能够捕捉不同物体辐射的红外线,物体的温度越高辐射的红外线就越强
【答案】B,D
【知识点】红外线;能量的转化或转移;飞机的升力;超声波与次声波
【解析】【解答】A、飞机升空是利用了流体压强和流速的关系,而不是利用浮力升空的,故A错误;
B、舰艇上的发动机属于热机的一种,工作时将燃料燃烧释放的内能转化为机械能,故B正确;
C、舰艇上的声呐系统是利用超声波来发现海底的可疑目标的,不是利用次声波,故C错误;
D、红外线遥感卫星能够捕捉不同物体辐射的红外线,物体的温度越高辐射的红外线就越强,故D正确.
故选BD.
【分析】(1)飞机升空是利用了流体压强和流速的关系:流速大,压强小;流速小,压强大;
(2)判断出燃料燃烧时消耗了哪种形式的能,进而又产生了哪种形式的能是解决该题的关键;
(3)声呐是利用超声波来工作的;
(4)红外线遥感卫星是利用了红外线,物体的温度越高辐射的红外线就越强.
阅卷人 三、填空题
得分
13.(2016九上·民勤期中)一台四冲程汽油机的转速为3000r/min,则1s内活塞往复 次,曲轴转动 周,对外做功 次,完成 个冲程.
【答案】50;50;25;100
【知识点】有关热机的计算
【解析】【解答】解:若飞轮转速是3000r/min=50r/s,表示每秒飞轮转动50圈,故1s转动50圈,飞轮每转动1圈,活塞往复1次,1s内活塞往复50次;曲轴转动50周,每四个冲程做功1次,故做功的次数是:25次,完成100个冲程.
故答案为:50;50;25;100.
【分析】热机完成一个工作循环,要经过4个冲程,燃气对外做功1次,活塞往返2次,飞轮转动2周,根据这个比例关系可以求出答案
14.(2019九上·夏津期中)萧敏同学用电饭煲做饭,片刻后听到“噗﹣噗﹣噗”的响声,走近一看,发现水蒸气冲动了锅盖。他用学过的物理知识解释了这一现象:水蒸气对锅盖 ,水蒸气的内能 ,内能转化为锅盖的 。
【答案】做功;减小;机械能
【知识点】做功改变物体内能;能量的转化或转移
【解析】【解答】解:水蒸气把锅盖顶起,对锅盖做功,这样水蒸气的内能减小,水蒸气的内能转化为锅盖的机械能;
故答案为:做功,减小,机械能。
【分析】改变物体的内能有两种方式,一种是做功,外界对物体做功物体的内能增加,物体对外界做功物体的内能减小,第二种是热传递,热量向外界传递,物体的内能减小,热量由外界传向物体,物体的内能增加。
15.(2017九上·兴化期中)如图甲、乙所示,是我们在课堂上观察的两个实验,在甲实验中通过做功方式将 能转化为 能,该过程对应着汽油机工作循环中的 冲程;而在乙实验中是将 能转化为 能,下面四幅图中的 图所对应的能量转化过程与乙实验相同.若该汽油机飞轮转速为3600r/min,则该汽油机每秒完成 个冲程,对外做功 次.
【答案】内;机械;做功;机械;内;D;120;30
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】(1)解决此题要知道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,其中在做功冲程中,是内燃机的内能转化为机械能,在压缩冲程中是机械能转化为内能.
(2)改变物体内能的方式有热传递和做功两种.做功改变物体内能的实质是能量的转化,具体来说是内能和机械能的相互转化.对物体做功,物体的内能增加,温度升高;物体对外做功,物体的内能减少,温度降低.如图甲、乙所示,是我们课堂演示的两个实验,在甲实验中通过做功方式将内能转化为机械能,该过程对应着汽油机工作循环中的做功冲程;而在乙实验中是将机械能转化为内能,上面四幅图中的D图所对应的能量转化过程与乙实验相同.若该汽油机飞轮转速为3600r/min,飞轮转速为60r/s;则该汽油机每秒完成120个冲程,对外做功30次.
故答案为:内;机械;做功;机械;内;D;120;30.
【分析】掌握内燃机四个冲程气门的开合情况及活塞的运动方向判断具体哪个冲程.四个冲程中,压缩冲程将机械能转化为内能,做功冲程将内能转化为机械能.
16.(2019九上·利川期中)烧水时,壶盖被水蒸气顶起,此时水蒸气的内能转化为 能, 表示 。
【答案】机械能;质量为1kg的水温度每升高(或降低)1℃,吸收(或放出)热量4200J
【知识点】比热容;能量的转化或转移
【解析】【解答】烧开水时,壶盖被水蒸气顶起,是水蒸气对壶盖做功的结果,这时水蒸气的内能转化为壶盖的机械能; 表示:质量为1kg的水温度每升高(或降低)1℃,吸收(或放出)热量4200J。
【分析】水蒸气的内能转化为壶盖的机械能,质量为1kg的水温度每升高(或降低)1℃,吸收(或放出)热量4200J.
17.(2015九上·祁阳期中)有一台汽油机在一个工作循环中消耗了10g汽油(汽油的热值是4.6×107J/kg).这些汽油完全燃烧产生的热量是 J.若这台汽油机的效率为30%,则一个工作循环中输出的有用机械能为 J.
【答案】4.6×105J;1.38×105J
【知识点】热量的计算;热机的效率
【解析】【解答】解:(1)已知m=10g=0.01kg,Q=qm=4.6×107J/kg×0.01kg=4.6×105J,(2)燃料放出的总热量相当于机械做的总功,即Q=W总,由机械效率公式η= ,得,W有=η×W总=30%×4.6×105J=1.38×105J故答案为 4.6×105J,1.38×105J.
【分析】(1)欲求汽油完全燃烧产生的热量,就需要知道燃料放出热量的计算公式Q=qm,代入数值即可求得;(2)求有用机械能,首先要考虑用到机械效率的公式,代入数值即可求得.
18.(2019九上·恩平月考)如图所示,由中国自主研发的我国第一部“空气动力发动机汽车”它是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力,这种车在开动时将空气的 能转化为 能,类似柴油机的活塞做功,排气口排出的是冷空气,为绿色环保产品.
【答案】内;机械
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】新型空气动力汽车,它利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力,这种车在开车时空气膨胀做功将空气的内能转化为车的机械能.
【分析】空气动力发动机汽车是利用内能来工作的机器;压缩空气做功,内能转化为机械能.
19.(2018九上·庐江期末)为了比较酒精和碎纸片的热值,如图所示,两同规格的烧杯中装有质量相等的水,取质量 (“相等”或“不相等”)的酒精和碎纸片分别放入两个燃烧皿中,点燃它们分别给烧杯加热,直到酒精和碎纸片完全燃烧通过比较 ,从而确定酒精和碎纸片的热值大小关系.
【答案】相等;温度计的示数大小
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】解:(1)实验时为了控制变量,应用天平分别测出等质量的酒精和碎纸屑,将其放入装置中的燃烧皿内;
(2)因燃料的热值不能直接测量,但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收,从而使水温发生变化;所以可以通过温度计示数的变化(水升高的温度)来比较燃料热值的大小关系.
故答案为:相等;温度计的示数变化.
【分析】本实验用到了两种物理学方法:控制变量法(燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量多少有关,又与燃料的热值大小有关,所以在设计实验时应控制质量相同)和转换法(通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小).
20.(2018九上·武城月考)两台四冲程汽油机在相同时间内,甲做的有用功是乙的 倍,甲机的热机效率是 ,乙机的热机效率是 ,则甲、乙两机消耗的汽油质量之比是 .
【答案】
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】由热机效率公式 得: , , ,又因为 ,即甲、乙两机消耗的汽油质量之比是15:4。
故答案为:15:4
【分析】根据热机效率的计算公式,计算总的能量,当燃料相同时,能量的比值就是燃油质量的比。
21.(2018九上·河南月考)如图甲所示装置,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团硝化棉,用力将活塞迅速下压,看到棉花着火,图中 (选填“乙”或“丙”)汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的。如果该汽油机飞轮转速是1200r/min,若做功冲程每次做功为500J,则汽油机的功率为 W;在设计制造时,汽缸外有一个水套,让汽缸被水包围着,这是通过 的方式减少汽缸内能
【答案】乙;5000;热传递
【知识点】做功改变物体内能;热传递改变物体内能;有关热机的计算
【解析】【解答】在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮,用力将活塞迅速向下压,看到的现象是硝化棉燃烧起来;说明对筒内气体做功,使空气的内能增大,温度升高,压缩过程中,活塞的机械能转化为空气的内能;
乙图汽油机活塞上行,两个气门关闭,是压缩冲程,机械能转化为内能,与实验过程中的能量转化是一致的;
飞轮转数1200r/min=20r/s,每秒汽油机经过10个工作循环,燃气对活塞做功10次,汽油机的功率为:
.
为了降低汽缸体的温度,汽缸外有一个水箱体,用水来冷却汽缸是因为水的比热容大,这是通过热传递的方式改变汽缸的内能.
故答案为:乙;5000;热传递.
【分析】改变物体的内能两种方法:做功和热传递,这两种方法对改变物体的内能是等效的.物体对外做功,物体的内能减小;外界对物体做功,物体的内能增大.物体吸收热量,当温度升高时,物体内能增大;物体放出热量,当温度降低时,物体内能减小.
由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程;汽油机四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能,做功冲程是内能转化为机械能.
先求出每秒汽油机对外做功的次数,然后求出1s内汽油机做的总功,利用P=
求出汽油机做功功率.
22.(2018九上·武城月考)太阳是一个巨大的能源,直接利用太阳能不会污染环境.围绕地球运转的通信卫星,其两翼安装的太阳电池板,能把 能直接转化成 能,供通信卫星使用,太阳能还可以直接转化成内能,现有一太阳能热水器,在晴天,每天可将50kg水从20℃加热到50℃,若燃烧煤气来加热这些水,则至少需要消耗掉 m3的煤气.[已知完全燃烧1m3煤气可放出3.9×107J的热量,水的比热为4.2×103J/(kg ℃)].
【答案】太阳;电;0.16
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】因太阳能电池是通过光电转换装置把太阳能直接转化为电能,故答案为:太阳、电;
Q水吸=cm△t=4.2×103J/(kg ℃)×50kg×(50℃﹣20℃)=6.3×106J,
则需要消耗的煤气为6.3×106J÷(3.9×107J/m3)=0.16m3,
故答案为:太阳;电;0.16.
【分析】太阳能电池板可以把太阳能转化为电能,利用水的比热容、质量和温度差计算水的吸热,结合燃料的热值和水的吸热计算消耗燃料的质量。
第Ⅱ卷 主观题
第Ⅱ卷的注释
阅卷人 四、简答题
得分
23.如图是一种设想中的“永动机”,它通过高处的水流冲击叶片,叶片的转动用来对外做功,同时带动抽水器从低处将水抽到高处,从而循环工作.这种“永动机”真的能永动吗?请你用学过的物理知识进行分析说明.
【答案】答:此“永动机”中,高处的水流冲击叶片转动对外做功时,因为摩擦等原因,有部分机械能转化为其他形式的能,从高处流下的水不可能全部被抽回原高度,根本不会“永动下去”.
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【分析】在机械能转化的过程中,总会有一部分能量以热的形式向四周扩散,成为无用的能量,所以抽水机的机械能会逐渐减小.
24.冬天,火炉把内能传递给房间的空气,供人们取暖;到了春天,能够把这些内能重新收集起来吗?为什么?
【答案】答:冬天,火炉把自己的内能传递给房间里的空气,供人们取暖;到了春天,我们不能把这些能量重新收集起来供来年再用,这是因为能量的传递是有方向性的,只能由高温物体传向低温物体.
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【分析】要解答本题需掌握:能量的传递是从高温物体传向低温物体;能量的转化、能量的转移都是有方向性的.
阅卷人 五、计算题
得分
25.(2018九上·定边期末) 2017年5月18日,我国可燃冰已试采成功,技术处于世界领先,可燃冰是一种新型能源,其的热值为6.72×109J/m3,在用燃气锅炉烧水时,把质量为200kg,初温为10℃的水加热到60℃,燃烧了2.5m3天然气,天然气热值为4.2×107J/m3,用可燃冰烧水时,效率和燃气锅炉相同,求:
(1)水吸收的热量;
(2)此时锅炉烧水的效率;
(3)若换用可燃冰烧水,最少需要使用可燃冰的体积(结果保留两位有效数字).
【答案】(1)解:水吸收的热量:
;
(2)解:天然气完全燃烧放出的热量: ;燃气锅炉烧水时的效率:
(3)解:若换用可燃冰燃烧放出相同的热量,由 可得,应使用可燃冰的体积:
.
【知识点】热量的计算;热机的效率
【解析】【分析】(1)由吸热公式Q吸=cm△t可以求出水吸收的热量;
(2)由Q放=Vq可求出天然气燃烧释放的热量,由效率公式η=可求出锅炉烧水的效率;
(3)换用可燃冰后,可燃冰和天然气燃烧放出的热量相同,再利用Q放=Vq可求得应使用可燃冰的体积.
26.(2022九上·蓬江期末)小明家浴室使用的是瓶装液化气,每瓶中装入的液化气质量为15kg,液化气的热值约为5×107J/kg。
(1)1kg的液化气完全燃烧,释放的热量是多少?
(2)小明家热水器的热效率为84%,那么一瓶液化气可以供小明一家三口使用几天?(水的比热容;假定自来水温度为15℃,热水器输出水温为40℃,每人每天用水为40L)
【答案】(1)解:液化气的热值q=5×107J/kg,1kg液化气完全燃烧释放热量Q放1=m1q=1kg×5×107J/kg=5×107J
答:1kg的液化气完全燃烧,释放的热量是5×107J
(2)解:15kg液化气完全燃烧释放热量Q放=m2q=15kg×5×107J/kg=7.5×108J
热水器的热效率为84%,则水吸收的热量为Q吸=ηQ放=84%×7.5×108J=6.3×108J
这些热量被水吸收后,水从15℃升高到40℃,则水的质量为
根据密度公式,40L水的质量为m'=ρV=1.0×103kg/m3×40×10-3m3=40kg
则一瓶液化气可以供小明一家三口使用的天数为(天)
答:一瓶液化气可以供小明一家三口使用50天。
【知识点】密度公式及其应用;热量的计算;燃料的热值
【解析】【分析】(1)根据燃料的质量和热值的乘积,计算热量;
(2)利用燃料的热量和热效率的乘积,计算吸热多少,结合物体的比热容、温度差,可以计算物体的质量;结合密度和体积的乘积,计算质量。
27.(2020·抚顺模拟)如图所示是建国70周年阅兵式上亮相的15式轻型坦克,其质量为36t,每条履带的触地面积为1.8m2.发动机最大输出功率为1320kW,最高时速为72km/h。求:
(1)该坦克空载静止在水平地面上时,对地面的压强是多少?(g=10N/kg)
(2)该坦克以最快速度行驶时,发动机的牵引力是多大?
(3)若该坦克发动机的效率为30%,以最快速度行驶120km执行任务,需要燃烧柴油多少kg?(柴油的热值q=4×107J/kg)
【答案】(1)解:该坦克空载静止在水平地面上时,对地面的压力:F=G=mg=36×103kg×10N/kg=3.6×105N,
受力面积:S=2×1.8m2=3.6m2,
坦克对地面的压强:p= = =1×105Pa
答:该坦克空载静止在水平地面上时,对地面的压强是1×105Pa。
(2)解:该坦克行驶的最快速度:v=72km/h=20m/s,
根据P= = =Fv可得,发动机的牵引力:F′= = =66000N
答:该坦克以最快速度行驶时,发动机的牵引力是66000N。
(3)解:坦克以恒定的功率在陆地上前进120km,牵引力所做的功为:W=F′s=66000N×120×103m=7.92×109J,
发动机的效率为30%,则柴油放出的热量为:Q= = =2.64×1010J,
由Q=mq可得,消耗柴油的质量为:m′= = =660kg
答:若该坦克发动机的效率为30%,以最快速度行驶120km执行任务,需要燃烧柴油660kg。
【知识点】功率的计算;热机的效率;压强的大小及其计算;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)利用质量计算重力,根据压力和受力面积的比值计算压强;(2)根据功率和速度可以计算牵引力;(3)利用力和距离的乘积计算做功,功和热机效率的比值计算总热,总热和热值的比值计算质量。
阅卷人 六、实验探究题
得分
28.(2019九上·防城期中)小红设计了一个实验探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置,并每隔1min记录杯中水的温度一次。
加热时间/min 0 1 2 3 4 5 6
甲杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38
乙杯水温/℃ 25 26 27 28 29 30 32
(1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(甲图中):先固定 的位置,再调整 的位置(选填“A”或“B”):
(2)为保证实验结论的可靠,实验时应控制两套装置中相同的量有:加热时间、水的 和水的 。
(3)通过表中记录的数据,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是 ;
(4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量,并记录数据利用公式Q吸=cm(t-t0)计算出了水吸收的热量,他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油热值。你认为他的计算结果可靠吗 ;(选填“可靠”或“不可靠”)理由是:燃料燃烧产生的热量不能完全被水 。
【答案】(1)B;A
(2)质量;初温
(3)煤油
(4)不可靠;吸收
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】(1)对水加热时,为了合理使用酒精灯,阻值器材先固定下面的B,再固定上面的A;
(2)探究不同燃料的热值时,需要加热相同质量和初温的水;
(3)通过实验记录数据,在相同时间内,煤油加热的水温度变化大,则煤油放出的热量多,热值大;
(4)利用水吸收的热量和燃料的质量计算热值不合理,因为燃料放出的热量没有完全被谁吸收。
【分析】(1)利用酒精灯加热时,组装器材从下向上;
(2)探究燃料的热值时,需要水的质量和初温相同;
(3)相同质量时,放出的热量越多,热值越大;
(4)燃料放出的热量不能被液体完全吸收。
29.(2018九上·恩阳月考)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,烧杯内的液体质量也相同。
(1)比较不同燃料的热值,应选择 两图进行实验,实验时要观察 比较两种燃料的热值大小;比较不同物质的比热容,应选择 两图进行实验,实验通过 反映物体吸热的多少。
(2)比较不同物质的比热容,选用上图合适装置加热相同一段时间后,液体a升温多,由此可知:质量相同的液体a与b,升高相同的温度时,液体a吸收的热量 (选填“大于”或“小于”)液体b吸收的热量。
(3)若甲图烧杯中为50mL的水,10g酒精完全燃烧温度计示数升高了20℃,求:
①水吸收的热量 J
②若酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收,算一算酒精的热值是 J/kg;
③算出的热值比标准值 (选填“偏大”、“偏小”或“一样”)
【答案】(1)甲乙;液体升高的温度;甲丙;加热时间的长短
(2)小于
(3)4.2×103J;4.2×105J/kg;偏小
【知识点】燃料的热值;比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】解:(1)为了比较热值大小要用不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,通过液体升高的温度得出吸热多少,进而判断热值大小,应选择甲和乙两图进行实验;为了比较两种液体的比热容,需要燃烧相同的燃料,加热不同的液体,让液体的质量和温度的变化相同,通过比较加热时间(即比较吸收热量的多少),进而判断两种比热容的大小关系,应选择甲和丙两图进行实验;(2)比较不同物质的比热容,选用甲、丙两实验,加热相同一段时间,两种液体吸收的热量相等;液体a升温多,由c= 可知,a的比热容小;a的比热容小,质量相同的液体a与b,在升高相同的温度时,由Q吸=cm△t可知,液体a吸收的热量小于液体b吸收的热量.(3)①50mL水的质量为:m=ρ水V=1×103kg/m3×50×10﹣6m3=0.05kg;水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg ℃)×0.05kg×20℃=4.2×103J;②根据题意可知,Q吸=Q放,由Q放=qm可知,酒精的热值为:q= =4.2×105J/kg;③酒精完全放出的热量并没有全部被水吸收,所以算出的热值比标准值偏小.
【分析】(1)探究不同燃料的热值时,需要不同燃料加热相同的液体,探究不同物质的比热容时,选择相同燃料加热不同液体,加热时间的长短不同,吸收热量的多少不同;
(2)在加热相同时间时,温度差越大,吸热能力越小,当温度差相同时,加热时间短;
(3)根据水的比热容、质量和温度差的乘积计算热量,根据热量和燃料的质量计算热值。
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2022-2023人教版物理九年级第一学期第十四章单元测试卷
综合考试
考试时间:* *分钟 满分:* *分
姓名:__________ 班级:__________考号:__________
题号 一 二 三 四 五 六 总分
评分
注意事项:
1、填写答题卡的内容用2B铅笔填写
2、提前 xx 分钟收取答题卡
第Ⅰ卷 客观题
第Ⅰ卷的注释
阅卷人 一、单选题
得分
1.在“比较质量相等的不同燃料充分燃烧时放出的热量”的活动中,小明发现分别使5g的酒精和5g的碎纸片充分燃烧后,被它们加热的各100g、25℃的水的温度分别上升到80℃和45℃,这说明
A.燃烧酒精总比燃烧碎纸片放出的热量多
B.酒精含有的热量比碎纸片大得多
C.酒精的内能比碎纸片内能大得多
D.酒精的热值比碎纸片的热值大
2.(2020·天河模拟)如图甲在配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉,迅速下压活塞,硝化棉燃烧。图乙是热机的做功冲程,下列说法正确的是( )
A.图甲实验只通过热传递来改变筒内空气的内能
B.图甲下压活塞,活塞的机械能转化为空气的内能
C.图甲和图乙的能量转化情况相同
D.随着技术的进步,图乙热机的效率能达到100%
3.(2021九上·榆次期中)2021年9月17日13时30分许,神舟十二号载人飞船返回舱反推发动机成功点火后,神十二安全降落在东风着陆场预定区域(如图所示为飞船返回过程模拟示意图)。下列有关说法正确的是( )
A.火箭的燃料燃烧的过程是内能转化为化学能
B.反推发动机点火后,发动机工作是机械能转化为内能
C.在大气层内的降落过程中,与空气摩擦是机械能转化成内能
D.火箭选用液态氢作燃料,主要是因为氢具有较大的比热容
4.(2019九上·深圳月考)关于能量的转化和转移,下列说法错误的是( )
A.电池充电:电能转化为化学能
B.摩擦生热:机械能转化为内能
C.电动机工作:电能转化为机械能
D.暖瓶塞被热气冲开:机械能转化为内能
5.(2018九上·云浮期中)小明用煤气灶烧水时,进行了如下思考,正确的是( )
A.煤气燃烧越充分,其热值越大
B.加热过程中水的比热容变大
C.壶内水温度升高的过程中内能减少
D.加热过程中水的比热容不变,煤气的热值不变
6.(2017九上·宿州月考)甲内燃机比乙内燃机的效率高 , 表示( )
A.甲的功率大
B.甲燃料的热值比乙燃料的热值大
C.工作时间相同 , 甲耗油较少
D.甲用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比较大
7.(2019九上·简宁期末)有甲、乙两台汽油机,若在同一时间内甲做的有用功是乙做的有用功的2倍,甲的效率是25%,乙的效率是20%。则在同样时间内,甲、乙两汽油机消耗汽油的质量之比为( )
A.2:5 B.8:5 C.5:8 D.5:2
8.(2016·滨州)把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部(如图所示),松手后,乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上.乒乓球在上升的过程中,它的机械能不断增加.下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是( )
A.是由水的内能转化来的 B.是由水的重力势能转化来的
C.是由乒乓球的内能转化来的 D.是由乒乓球的化学能转化来的
阅卷人 二、多选题
得分
9.(2021九上·于洪期中)关于家用小汽车,下列说法正确的是( )
A.小汽车发动机用水作冷却剂,是因为水的比热容大
B.给小汽车加油时,往往能闻到汽油味,这是扩散现象
C.小汽车刹车时刹车片变热,是做功改变了刹车片的内能
D.小汽车采用汽油机,是由于汽油机的效率一般比柴油机高
10.(2020·章丘模拟)元年,一般指某个事物或事件开始发生的时间。中国“家庭轿车元年”距离今天已过去十几年的时间,轿车已成为越来越多的家庭出行工具。以下说法中正确的是( )
A.汽车的座椅都设计得既宽且大,这样就减小了对坐车人的压强
B.换用热值较高的燃料,就可以提高汽车的热机效率
C.夜间行驶车内禁止开灯,可防止车内景物在挡风玻璃上成像,干扰司机
D.汽车发动机常用柴油机或汽油机,它们都是利用内能做功的热机
11.风能是我国未来开发和利用的重要能源之一,如图所示是某地风力发电的外景,下列表述正确的是( )
A.风力发电是将机械能转化为电能
B.风能是可再生资源
C.风力发电会对环境造成污染
D.风力发电的工作原理是电磁感应
12.2014年3月8日凌晨,马来西亚航空MH370航班突然与地面失去联系,机上载有中国人154名,生死不明,事发后,我国立即派出多艘舰艇和飞机前往出事海域进行搜素,并启用红外线遥感卫星进行搜素.下列有关飞机和舰艇的说法正确的是( )
A.飞机能飞在空中,是应用空气的浮力升空的
B.舰艇上的发动机将燃料燃烧释放的内能转化为机械能
C.舰艇上的声呐系统是利用次声波来发现海底的可疑目标的
D.红外线遥感卫星能够捕捉不同物体辐射的红外线,物体的温度越高辐射的红外线就越强
阅卷人 三、填空题
得分
13.(2016九上·民勤期中)一台四冲程汽油机的转速为3000r/min,则1s内活塞往复 次,曲轴转动 周,对外做功 次,完成 个冲程.
14.(2019九上·夏津期中)萧敏同学用电饭煲做饭,片刻后听到“噗﹣噗﹣噗”的响声,走近一看,发现水蒸气冲动了锅盖。他用学过的物理知识解释了这一现象:水蒸气对锅盖 ,水蒸气的内能 ,内能转化为锅盖的 。
15.(2017九上·兴化期中)如图甲、乙所示,是我们在课堂上观察的两个实验,在甲实验中通过做功方式将 能转化为 能,该过程对应着汽油机工作循环中的 冲程;而在乙实验中是将 能转化为 能,下面四幅图中的 图所对应的能量转化过程与乙实验相同.若该汽油机飞轮转速为3600r/min,则该汽油机每秒完成 个冲程,对外做功 次.
16.(2019九上·利川期中)烧水时,壶盖被水蒸气顶起,此时水蒸气的内能转化为 能, 表示 。
17.(2015九上·祁阳期中)有一台汽油机在一个工作循环中消耗了10g汽油(汽油的热值是4.6×107J/kg).这些汽油完全燃烧产生的热量是 J.若这台汽油机的效率为30%,则一个工作循环中输出的有用机械能为 J.
18.(2019九上·恩平月考)如图所示,由中国自主研发的我国第一部“空气动力发动机汽车”它是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力,这种车在开动时将空气的 能转化为 能,类似柴油机的活塞做功,排气口排出的是冷空气,为绿色环保产品.
19.(2018九上·庐江期末)为了比较酒精和碎纸片的热值,如图所示,两同规格的烧杯中装有质量相等的水,取质量 (“相等”或“不相等”)的酒精和碎纸片分别放入两个燃烧皿中,点燃它们分别给烧杯加热,直到酒精和碎纸片完全燃烧通过比较 ,从而确定酒精和碎纸片的热值大小关系.
20.(2018九上·武城月考)两台四冲程汽油机在相同时间内,甲做的有用功是乙的 倍,甲机的热机效率是 ,乙机的热机效率是 ,则甲、乙两机消耗的汽油质量之比是 .
21.(2018九上·河南月考)如图甲所示装置,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团硝化棉,用力将活塞迅速下压,看到棉花着火,图中 (选填“乙”或“丙”)汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的。如果该汽油机飞轮转速是1200r/min,若做功冲程每次做功为500J,则汽油机的功率为 W;在设计制造时,汽缸外有一个水套,让汽缸被水包围着,这是通过 的方式减少汽缸内能
22.(2018九上·武城月考)太阳是一个巨大的能源,直接利用太阳能不会污染环境.围绕地球运转的通信卫星,其两翼安装的太阳电池板,能把 能直接转化成 能,供通信卫星使用,太阳能还可以直接转化成内能,现有一太阳能热水器,在晴天,每天可将50kg水从20℃加热到50℃,若燃烧煤气来加热这些水,则至少需要消耗掉 m3的煤气.[已知完全燃烧1m3煤气可放出3.9×107J的热量,水的比热为4.2×103J/(kg ℃)].
第Ⅱ卷 主观题
第Ⅱ卷的注释
阅卷人 四、简答题
得分
23.如图是一种设想中的“永动机”,它通过高处的水流冲击叶片,叶片的转动用来对外做功,同时带动抽水器从低处将水抽到高处,从而循环工作.这种“永动机”真的能永动吗?请你用学过的物理知识进行分析说明.
24.冬天,火炉把内能传递给房间的空气,供人们取暖;到了春天,能够把这些内能重新收集起来吗?为什么?
阅卷人 五、计算题
得分
25.(2018九上·定边期末) 2017年5月18日,我国可燃冰已试采成功,技术处于世界领先,可燃冰是一种新型能源,其的热值为6.72×109J/m3,在用燃气锅炉烧水时,把质量为200kg,初温为10℃的水加热到60℃,燃烧了2.5m3天然气,天然气热值为4.2×107J/m3,用可燃冰烧水时,效率和燃气锅炉相同,求:
(1)水吸收的热量;
(2)此时锅炉烧水的效率;
(3)若换用可燃冰烧水,最少需要使用可燃冰的体积(结果保留两位有效数字).
26.(2022九上·蓬江期末)小明家浴室使用的是瓶装液化气,每瓶中装入的液化气质量为15kg,液化气的热值约为5×107J/kg。
(1)1kg的液化气完全燃烧,释放的热量是多少?
(2)小明家热水器的热效率为84%,那么一瓶液化气可以供小明一家三口使用几天?(水的比热容;假定自来水温度为15℃,热水器输出水温为40℃,每人每天用水为40L)
27.(2020·抚顺模拟)如图所示是建国70周年阅兵式上亮相的15式轻型坦克,其质量为36t,每条履带的触地面积为1.8m2.发动机最大输出功率为1320kW,最高时速为72km/h。求:
(1)该坦克空载静止在水平地面上时,对地面的压强是多少?(g=10N/kg)
(2)该坦克以最快速度行驶时,发动机的牵引力是多大?
(3)若该坦克发动机的效率为30%,以最快速度行驶120km执行任务,需要燃烧柴油多少kg?(柴油的热值q=4×107J/kg)
阅卷人 六、实验探究题
得分
28.(2019九上·防城期中)小红设计了一个实验探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置,并每隔1min记录杯中水的温度一次。
加热时间/min 0 1 2 3 4 5 6
甲杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38
乙杯水温/℃ 25 26 27 28 29 30 32
(1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(甲图中):先固定 的位置,再调整 的位置(选填“A”或“B”):
(2)为保证实验结论的可靠,实验时应控制两套装置中相同的量有:加热时间、水的 和水的 。
(3)通过表中记录的数据,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是 ;
(4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量,并记录数据利用公式Q吸=cm(t-t0)计算出了水吸收的热量,他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油热值。你认为他的计算结果可靠吗 ;(选填“可靠”或“不可靠”)理由是:燃料燃烧产生的热量不能完全被水 。
29.(2018九上·恩阳月考)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,烧杯内的液体质量也相同。
(1)比较不同燃料的热值,应选择 两图进行实验,实验时要观察 比较两种燃料的热值大小;比较不同物质的比热容,应选择 两图进行实验,实验通过 反映物体吸热的多少。
(2)比较不同物质的比热容,选用上图合适装置加热相同一段时间后,液体a升温多,由此可知:质量相同的液体a与b,升高相同的温度时,液体a吸收的热量 (选填“大于”或“小于”)液体b吸收的热量。
(3)若甲图烧杯中为50mL的水,10g酒精完全燃烧温度计示数升高了20℃,求:
①水吸收的热量 J
②若酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收,算一算酒精的热值是 J/kg;
③算出的热值比标准值 (选填“偏大”、“偏小”或“一样”)
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【分析】燃料的热值是指1kg燃料完全燃烧放出的燃料;热值是燃料的一种特性,反映了燃料燃烧时产生热量方面的不同。热值是燃料的一种特性;5g的酒精和5g的碎纸片充分燃烧后,产生的热量被水吸收,水升温不同,反映了酒精产生的热较多;说明酒精的热值比碎纸片的热值大;
故ABC错误;D正确;
故选D。
【点评】深入理解热值的概念(燃料的一种性质)是解答此题的关键。
2.【答案】B
【知识点】做功改变物体内能;内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A.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,使气体的内能增加,是通过做功的方式改变内能的,A不符合题意;
B.下压活塞的过程,活塞的机械能转化为空气的内能,B符合题意;
C.热机在做功冲程中将燃料燃烧产生的内能转化为机械能,图甲和图乙的能量转化情况不同,C不符合题意;
D.热机在工作时,废气会带走一部分热量、燃料不可能完全燃烧、克服部件之间的摩擦会消耗能量等,所以热机的效率不可能达到100%,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能,内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能。
3.【答案】C
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】A.燃料燃烧是化学变化,将化学能转化为内能,A不符合题意;
B.反推发动机点火后,发动机将内能转化为机械能,B不符合题意;
C.在大气层内的降落过程中,火箭与空气摩擦做功,机械能转化成内能,C符合题意;
D.火箭的发动机选用液态氢作燃料,主要是因为氢具有较大的热值,完全燃烧相同质量的氢可以释放出更多的热量,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】燃料燃烧是化学变化,将化学能转化为内能;反推发动机点火后,发动机将内能转化为机械能;火箭与空气摩擦做功,机械能转化成内能;氢具有较大的热值,完全燃烧相同质量的氢可以释放出更多的热量。
4.【答案】D
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】A.电池充电时,电能转化为化学能,A不符合题意;
B.摩擦生热时,是机械能转化为内能,B不符合题意;
C.电动机工作时,电能转化为机械能,C不符合题意;
D.暖瓶塞被热气冲开时,内能转化为机械能,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】根据用电器工作时,能量的相互变化情况解答。
5.【答案】D
【知识点】热传递改变物体内能;比热容;燃料的热值
【解析】【解答】A. 热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料燃烧是否充分等无关,故A错误,不符合题意;
B.
比热是物质的一种特性,它只与物质的种类和状态有关,与是否吸热无关,故B错误,不符合题意;
C.
壶内水温度升高的过程中内能增加,故C错误,不符合题意;
D.
加热过程中水的种类和状态不变,所以比热容不变;煤气的种类也不变所以,热值也不变,故D正确,符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)热值:我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫做这种燃料的热值;热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧是否充分等无关;
(2)比热是物质的一种特性,它只与物质的种类和状态有关,与物质的体积、质量、位置、温度、是否吸热或放热无关,只要物质的种类和状态相同,比热就相同;
(3)内能与温度有关:物体的温度升高,内能增大,温度降低,内能减小。
6.【答案】D
【知识点】功率的概念;热机的效率
【解析】【解答】A、热机效率的高低和功率的大小没有直接的联系,A不合题意;
B、甲的效率高说明汽油的化学能转化为机械能的百分比大,与燃料的热值无关,B不合题意;
C、做相同的功,甲耗油较少,与工作时间无关,C不合题意;
D、甲用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧所放出的能量的比值比乙大,D符合题意 .
故答案为:D .
【分析】热机的效率指用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧所放出的能量的比值,功率表示做功的快慢 .
7.【答案】B
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】由热机效率公式可得 : 得:,,
所以,
又因为Q=qm,则甲、乙两机消耗的汽油质量之比是8:5。
故答案为:B。
【分析】根据甲、乙所做的有用功,与它们的效率,利用热机效率公式,即可求出甲、乙两机消耗的总能量之比 , 即汽油质量之比。
8.【答案】B
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】解:松手后,乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上.乒乓球在上升的过程中,水的重心不断降低,重力势能不断减小,重力势能转化为乒乓球的机械能,故乒乓球的机械能不断增加;
故选B.
【分析】重力势能的大小与物体的质量和高度有关系,动能与物体的质量和速度有关.解决此题的关键是知道乒乓球上升的过程中,水的重心不断降低.
9.【答案】A,B,C
【知识点】做功改变物体内能;比热容;热机的效率;分子热运动
【解析】【解答】A.因为水的比热容大,根据公式Q吸=cmΔt可知,质量相同的水跟其它物质相比,升高相同的温度,水吸收的热量多,冷却效果好,A符合题意;
B.汽车加油时,能闻到汽油味,这是扩散现象;表明汽油分子在不停的做无规则运动,B符合题意;
C.小汽车刹车时刹车片变热,这是克服摩擦做功改变了刹车片的内能,C符合题意;
D.柴油机在压缩冲程中,压缩程度比汽油机大一些,燃料燃烧更充分,燃气产生的压强更大,转化成的有用功更多,因此柴油机的效率比汽油机高,D不符合题意。
故答案为:ABC。
【分析】水的比热容较大,便于对物体降温;闻到气味,说明分子在不停的无规则运动;物体间相互摩擦时,是做功改变内能。
10.【答案】A,C,D
【知识点】光的反射;热机的效率;内燃机的四个冲程;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】解:A、汽车的座椅都设计得既宽且大,增大了人与沙发间的接触面积,在压力不变的情况下,减小了压强。A符合题意。
B、热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,燃料的热值高,完全燃烧放出的热量多,故热机效率低。B不符合题意。
C、夜间驾驶室外的光线是比较暗的,若打开驾驶室内的灯,室内物体的光线是比较强的,就可以通过前挡风玻璃在车前形成一个虚像(平面镜成像),干扰司机的视线,C符合题意。
D、汽车发动机常用柴油机或汽油机,汽油机和柴油机都是利用燃料在气缸内燃烧,生成高温高压的燃气,燃气推动活塞做功,将内能转化为机械能,D符合题意。
故答案为:ACD
【分析】增大受力面积可以减小压强;改变不同燃料,不能改变热机效率;驾驶室的灯光造成平面镜成像,对司机会产生干扰。
11.【答案】A,B,D
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】解:A、风力发电机的发电过程中,消耗机械能而产生电能,故是将机械能转化为电能的过程;故A正确;
B、对于风能是可以从自然界中源源不断的得到的能源,是可再生能源,故B正确;
C、风力发电是一种对环境无污染的新型能源,故C错误;
D、风力发电机是利用电磁感应现象的原理制成的,故D正确.
故选ABD.
【分析】(1)发电机是利用电磁感应现象的原理制成的;即是将机械能转化为电能的过程;
(2)可以从自然界源源不断地得到的能源称之为可再生能源;一旦消耗就很难再生的能源称之为不可再生能源;据上面的知识结合实际分析即可解决.
12.【答案】B,D
【知识点】红外线;能量的转化或转移;飞机的升力;超声波与次声波
【解析】【解答】A、飞机升空是利用了流体压强和流速的关系,而不是利用浮力升空的,故A错误;
B、舰艇上的发动机属于热机的一种,工作时将燃料燃烧释放的内能转化为机械能,故B正确;
C、舰艇上的声呐系统是利用超声波来发现海底的可疑目标的,不是利用次声波,故C错误;
D、红外线遥感卫星能够捕捉不同物体辐射的红外线,物体的温度越高辐射的红外线就越强,故D正确.
故选BD.
【分析】(1)飞机升空是利用了流体压强和流速的关系:流速大,压强小;流速小,压强大;
(2)判断出燃料燃烧时消耗了哪种形式的能,进而又产生了哪种形式的能是解决该题的关键;
(3)声呐是利用超声波来工作的;
(4)红外线遥感卫星是利用了红外线,物体的温度越高辐射的红外线就越强.
13.【答案】50;50;25;100
【知识点】有关热机的计算
【解析】【解答】解:若飞轮转速是3000r/min=50r/s,表示每秒飞轮转动50圈,故1s转动50圈,飞轮每转动1圈,活塞往复1次,1s内活塞往复50次;曲轴转动50周,每四个冲程做功1次,故做功的次数是:25次,完成100个冲程.
故答案为:50;50;25;100.
【分析】热机完成一个工作循环,要经过4个冲程,燃气对外做功1次,活塞往返2次,飞轮转动2周,根据这个比例关系可以求出答案
14.【答案】做功;减小;机械能
【知识点】做功改变物体内能;能量的转化或转移
【解析】【解答】解:水蒸气把锅盖顶起,对锅盖做功,这样水蒸气的内能减小,水蒸气的内能转化为锅盖的机械能;
故答案为:做功,减小,机械能。
【分析】改变物体的内能有两种方式,一种是做功,外界对物体做功物体的内能增加,物体对外界做功物体的内能减小,第二种是热传递,热量向外界传递,物体的内能减小,热量由外界传向物体,物体的内能增加。
15.【答案】内;机械;做功;机械;内;D;120;30
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】(1)解决此题要知道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,其中在做功冲程中,是内燃机的内能转化为机械能,在压缩冲程中是机械能转化为内能.
(2)改变物体内能的方式有热传递和做功两种.做功改变物体内能的实质是能量的转化,具体来说是内能和机械能的相互转化.对物体做功,物体的内能增加,温度升高;物体对外做功,物体的内能减少,温度降低.如图甲、乙所示,是我们课堂演示的两个实验,在甲实验中通过做功方式将内能转化为机械能,该过程对应着汽油机工作循环中的做功冲程;而在乙实验中是将机械能转化为内能,上面四幅图中的D图所对应的能量转化过程与乙实验相同.若该汽油机飞轮转速为3600r/min,飞轮转速为60r/s;则该汽油机每秒完成120个冲程,对外做功30次.
故答案为:内;机械;做功;机械;内;D;120;30.
【分析】掌握内燃机四个冲程气门的开合情况及活塞的运动方向判断具体哪个冲程.四个冲程中,压缩冲程将机械能转化为内能,做功冲程将内能转化为机械能.
16.【答案】机械能;质量为1kg的水温度每升高(或降低)1℃,吸收(或放出)热量4200J
【知识点】比热容;能量的转化或转移
【解析】【解答】烧开水时,壶盖被水蒸气顶起,是水蒸气对壶盖做功的结果,这时水蒸气的内能转化为壶盖的机械能; 表示:质量为1kg的水温度每升高(或降低)1℃,吸收(或放出)热量4200J。
【分析】水蒸气的内能转化为壶盖的机械能,质量为1kg的水温度每升高(或降低)1℃,吸收(或放出)热量4200J.
17.【答案】4.6×105J;1.38×105J
【知识点】热量的计算;热机的效率
【解析】【解答】解:(1)已知m=10g=0.01kg,Q=qm=4.6×107J/kg×0.01kg=4.6×105J,(2)燃料放出的总热量相当于机械做的总功,即Q=W总,由机械效率公式η= ,得,W有=η×W总=30%×4.6×105J=1.38×105J故答案为 4.6×105J,1.38×105J.
【分析】(1)欲求汽油完全燃烧产生的热量,就需要知道燃料放出热量的计算公式Q=qm,代入数值即可求得;(2)求有用机械能,首先要考虑用到机械效率的公式,代入数值即可求得.
18.【答案】内;机械
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】新型空气动力汽车,它利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力,这种车在开车时空气膨胀做功将空气的内能转化为车的机械能.
【分析】空气动力发动机汽车是利用内能来工作的机器;压缩空气做功,内能转化为机械能.
19.【答案】相等;温度计的示数大小
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】解:(1)实验时为了控制变量,应用天平分别测出等质量的酒精和碎纸屑,将其放入装置中的燃烧皿内;
(2)因燃料的热值不能直接测量,但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收,从而使水温发生变化;所以可以通过温度计示数的变化(水升高的温度)来比较燃料热值的大小关系.
故答案为:相等;温度计的示数变化.
【分析】本实验用到了两种物理学方法:控制变量法(燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量多少有关,又与燃料的热值大小有关,所以在设计实验时应控制质量相同)和转换法(通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小).
20.【答案】
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】由热机效率公式 得: , , ,又因为 ,即甲、乙两机消耗的汽油质量之比是15:4。
故答案为:15:4
【分析】根据热机效率的计算公式,计算总的能量,当燃料相同时,能量的比值就是燃油质量的比。
21.【答案】乙;5000;热传递
【知识点】做功改变物体内能;热传递改变物体内能;有关热机的计算
【解析】【解答】在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮,用力将活塞迅速向下压,看到的现象是硝化棉燃烧起来;说明对筒内气体做功,使空气的内能增大,温度升高,压缩过程中,活塞的机械能转化为空气的内能;
乙图汽油机活塞上行,两个气门关闭,是压缩冲程,机械能转化为内能,与实验过程中的能量转化是一致的;
飞轮转数1200r/min=20r/s,每秒汽油机经过10个工作循环,燃气对活塞做功10次,汽油机的功率为:
.
为了降低汽缸体的温度,汽缸外有一个水箱体,用水来冷却汽缸是因为水的比热容大,这是通过热传递的方式改变汽缸的内能.
故答案为:乙;5000;热传递.
【分析】改变物体的内能两种方法:做功和热传递,这两种方法对改变物体的内能是等效的.物体对外做功,物体的内能减小;外界对物体做功,物体的内能增大.物体吸收热量,当温度升高时,物体内能增大;物体放出热量,当温度降低时,物体内能减小.
由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程;汽油机四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能,做功冲程是内能转化为机械能.
先求出每秒汽油机对外做功的次数,然后求出1s内汽油机做的总功,利用P=
求出汽油机做功功率.
22.【答案】太阳;电;0.16
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】因太阳能电池是通过光电转换装置把太阳能直接转化为电能,故答案为:太阳、电;
Q水吸=cm△t=4.2×103J/(kg ℃)×50kg×(50℃﹣20℃)=6.3×106J,
则需要消耗的煤气为6.3×106J÷(3.9×107J/m3)=0.16m3,
故答案为:太阳;电;0.16.
【分析】太阳能电池板可以把太阳能转化为电能,利用水的比热容、质量和温度差计算水的吸热,结合燃料的热值和水的吸热计算消耗燃料的质量。
23.【答案】答:此“永动机”中,高处的水流冲击叶片转动对外做功时,因为摩擦等原因,有部分机械能转化为其他形式的能,从高处流下的水不可能全部被抽回原高度,根本不会“永动下去”.
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【分析】在机械能转化的过程中,总会有一部分能量以热的形式向四周扩散,成为无用的能量,所以抽水机的机械能会逐渐减小.
24.【答案】答:冬天,火炉把自己的内能传递给房间里的空气,供人们取暖;到了春天,我们不能把这些能量重新收集起来供来年再用,这是因为能量的传递是有方向性的,只能由高温物体传向低温物体.
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【分析】要解答本题需掌握:能量的传递是从高温物体传向低温物体;能量的转化、能量的转移都是有方向性的.
25.【答案】(1)解:水吸收的热量:
;
(2)解:天然气完全燃烧放出的热量: ;燃气锅炉烧水时的效率:
(3)解:若换用可燃冰燃烧放出相同的热量,由 可得,应使用可燃冰的体积:
.
【知识点】热量的计算;热机的效率
【解析】【分析】(1)由吸热公式Q吸=cm△t可以求出水吸收的热量;
(2)由Q放=Vq可求出天然气燃烧释放的热量,由效率公式η=可求出锅炉烧水的效率;
(3)换用可燃冰后,可燃冰和天然气燃烧放出的热量相同,再利用Q放=Vq可求得应使用可燃冰的体积.
26.【答案】(1)解:液化气的热值q=5×107J/kg,1kg液化气完全燃烧释放热量Q放1=m1q=1kg×5×107J/kg=5×107J
答:1kg的液化气完全燃烧,释放的热量是5×107J
(2)解:15kg液化气完全燃烧释放热量Q放=m2q=15kg×5×107J/kg=7.5×108J
热水器的热效率为84%,则水吸收的热量为Q吸=ηQ放=84%×7.5×108J=6.3×108J
这些热量被水吸收后,水从15℃升高到40℃,则水的质量为
根据密度公式,40L水的质量为m'=ρV=1.0×103kg/m3×40×10-3m3=40kg
则一瓶液化气可以供小明一家三口使用的天数为(天)
答:一瓶液化气可以供小明一家三口使用50天。
【知识点】密度公式及其应用;热量的计算;燃料的热值
【解析】【分析】(1)根据燃料的质量和热值的乘积,计算热量;
(2)利用燃料的热量和热效率的乘积,计算吸热多少,结合物体的比热容、温度差,可以计算物体的质量;结合密度和体积的乘积,计算质量。
27.【答案】(1)解:该坦克空载静止在水平地面上时,对地面的压力:F=G=mg=36×103kg×10N/kg=3.6×105N,
受力面积:S=2×1.8m2=3.6m2,
坦克对地面的压强:p= = =1×105Pa
答:该坦克空载静止在水平地面上时,对地面的压强是1×105Pa。
(2)解:该坦克行驶的最快速度:v=72km/h=20m/s,
根据P= = =Fv可得,发动机的牵引力:F′= = =66000N
答:该坦克以最快速度行驶时,发动机的牵引力是66000N。
(3)解:坦克以恒定的功率在陆地上前进120km,牵引力所做的功为:W=F′s=66000N×120×103m=7.92×109J,
发动机的效率为30%,则柴油放出的热量为:Q= = =2.64×1010J,
由Q=mq可得,消耗柴油的质量为:m′= = =660kg
答:若该坦克发动机的效率为30%,以最快速度行驶120km执行任务,需要燃烧柴油660kg。
【知识点】功率的计算;热机的效率;压强的大小及其计算;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)利用质量计算重力,根据压力和受力面积的比值计算压强;(2)根据功率和速度可以计算牵引力;(3)利用力和距离的乘积计算做功,功和热机效率的比值计算总热,总热和热值的比值计算质量。
28.【答案】(1)B;A
(2)质量;初温
(3)煤油
(4)不可靠;吸收
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】(1)对水加热时,为了合理使用酒精灯,阻值器材先固定下面的B,再固定上面的A;
(2)探究不同燃料的热值时,需要加热相同质量和初温的水;
(3)通过实验记录数据,在相同时间内,煤油加热的水温度变化大,则煤油放出的热量多,热值大;
(4)利用水吸收的热量和燃料的质量计算热值不合理,因为燃料放出的热量没有完全被谁吸收。
【分析】(1)利用酒精灯加热时,组装器材从下向上;
(2)探究燃料的热值时,需要水的质量和初温相同;
(3)相同质量时,放出的热量越多,热值越大;
(4)燃料放出的热量不能被液体完全吸收。
29.【答案】(1)甲乙;液体升高的温度;甲丙;加热时间的长短
(2)小于
(3)4.2×103J;4.2×105J/kg;偏小
【知识点】燃料的热值;比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】解:(1)为了比较热值大小要用不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,通过液体升高的温度得出吸热多少,进而判断热值大小,应选择甲和乙两图进行实验;为了比较两种液体的比热容,需要燃烧相同的燃料,加热不同的液体,让液体的质量和温度的变化相同,通过比较加热时间(即比较吸收热量的多少),进而判断两种比热容的大小关系,应选择甲和丙两图进行实验;(2)比较不同物质的比热容,选用甲、丙两实验,加热相同一段时间,两种液体吸收的热量相等;液体a升温多,由c= 可知,a的比热容小;a的比热容小,质量相同的液体a与b,在升高相同的温度时,由Q吸=cm△t可知,液体a吸收的热量小于液体b吸收的热量.(3)①50mL水的质量为:m=ρ水V=1×103kg/m3×50×10﹣6m3=0.05kg;水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg ℃)×0.05kg×20℃=4.2×103J;②根据题意可知,Q吸=Q放,由Q放=qm可知,酒精的热值为:q= =4.2×105J/kg;③酒精完全放出的热量并没有全部被水吸收,所以算出的热值比标准值偏小.
【分析】(1)探究不同燃料的热值时,需要不同燃料加热相同的液体,探究不同物质的比热容时,选择相同燃料加热不同液体,加热时间的长短不同,吸收热量的多少不同;
(2)在加热相同时间时,温度差越大,吸热能力越小,当温度差相同时,加热时间短;
(3)根据水的比热容、质量和温度差的乘积计算热量,根据热量和燃料的质量计算热值。
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