第十四章 内能的利用 单元测试卷 （含答案）人教版物理九年级上册

第十四章　内能的利用
一、填空题(每空2分,共30分)　　 　　　　　　　　　　
1.热机是利用　　　　能做功的机械.汽油机和柴油机的一个工作循环包括吸气冲程、压缩冲程、　　　　、　　　　四个冲程.
2.如图所示,在试管内装些水,用塞子塞住,加热使水沸腾.在上述加热过程中燃料的　　　　能转化为水的内能;随后会看到塞子被弹出,　　　　能转化为　　　　能.
第2题图　　第3题图
3.如图所示是单缸四冲程汽油机的某个冲程,该冲程中　　　　能转化为　　　　能.
4.北京2022年冬奥会在国家体育场“鸟巢”盛大开幕,最后传递的火炬成为本届冬奥会的主火炬台.本届冬奥会首次采用氢能作为火炬燃料,最大限度减少碳排放.200 kg的液态氢完全燃烧放出的热量是　　　　J(q氢=1.4×108 J/kg).
5.2021年12月31日,国际首套100兆瓦先进压缩空气储能国家示范项目在张家口顺利并网.压缩空气储能是将多余的电能利用压缩机把空气压缩到密闭容器中,将能量转化为气体的　　　　并储存;需要时,使压缩空气膨胀推动机器转动,这一过程类似于四冲程汽油机的　　　　冲程.
6.如图所示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　　　　(选填“能”或“不能”)一直工作下去,你判断的依据是　　　　　　　　　　　　　　　　.
7.某种单缸四冲程汽油机满负荷工作时的一个做功冲程可对外做功150 J,飞轮的转速是1 500 r/min,该汽油机每分钟消耗0.01 kg汽油.该汽油机每分钟对外做功　　　　J.该汽油机满负荷工作时将内能转化为机械能的效率是　　　　.
二、选择题(每小题4分,共40分.多选题每小题至少有2个选项符合题意,全部选择正确得4分,选择正确但不全得1分,有错选的不得分)
8.下列所示的工具工作过程中使用热机的是 (　　)
　　　 A.滑板　　　　　　　　B.柴油车
　　 　C.脚踏船　　　　　　D.皮筏艇
9.关于汽油机与柴油机,下列说法正确的是 (　　)
A.汽油机的火花塞可以用柴油机的喷油嘴代替
B.柴油机和汽油机在吸气冲程中,吸入汽缸的都是空气
C.在做功冲程中,柴油机汽缸内的燃气温度和压强比汽油机中的低
D.汽油机和柴油机在压缩冲程中都是将机械能转化为内能
10.油箱内的汽油燃烧掉一半后,剩余的汽油 (　　)
A.质量和热值都变为原来的一半
B.质量变为原来的一半,热值不变
C.质量没有变化,热值变为原来的一半
D.质量和热值都没有变化
11.下列四幅图中,关于能量转化的说法错误的是 (　　)
甲　　　　乙
丙　　　　丁
A.图甲,过山车向下运动时将重力势能转化为动能
B.图乙,水电站将水的机械能转化为电能
C.图丙,自行车运动员奋力蹬车时,人体内的一部分化学能转化为机械能
D.图丁,汽车在刹车过程中,刹车片会发热,将内能转化为机械能
12.如图甲、乙所示分别为喷气式飞机和火箭在空中飞行的场景,下列关于它们的说法正确的是 (　　)
　　　　　 　甲　　　　　　　　　乙
A.火箭的发动机是利用空气来助燃的
B.喷气式飞机的发动机需要自带氧化剂来助燃
C.两者都是利用高温、高压气体产生的反作用力来飞行的
D.两者都是利用机械能转化为内能实现飞行的
13.关于热机的效率,下列说法正确的是 (　　)
A.热机的效率越高说明做功越快
B.热机的效率越高说明做功越多
C.在做功同样多的情况下,热机的效率越高,消耗的燃料越少
D.热机损失的能量中,废气带走的最少
14.双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料,下列说法正确的是 (　　)
A.天然气的热值约为4×107 J/m3,说明燃烧1 m3天然气所放出的热量是4×107 J
B.汽车发动机用水作冷却物质,是因为水的比热容较小
C.燃料的热值越大,燃烧时放出的热量越多
D.汽油的热值大小与其是否充分燃烧无关
15.能量与生活息息相关,下列有关说法正确的是 (　　)
A.随着科学技术的不断发展,永动机是可以制成的
B.人们对太阳能的开发和利用,说明能量可以凭空产生
C.有些新型燃料汽车实现了“零排放”,但它的效率不可能达到100%
D.一个单摆摆动多次后最终停了下来,说明能量的总量逐渐减少
16.(多选)2022年2月27日,我国在酒泉卫星发射中心用长征四号丙运载火箭,成功将L-SAR 01组B星发射升空.下列说法正确的是(　　)
A.燃料燃烧时,将化学能转化为内能
B.卫星上的太阳能电池板将太阳能转化为内能
C.火箭是一种热机
D.火箭加速升空时,动能转化为重力势能,机械能不变
17.(多选)动车组列车进站前的减速过程分为两个阶段:第一阶段采用“再生刹车”技术,列车速度从250 km/h减至90 km/h,这期间停止动力供给,列车依靠惯性继续前行,并带动发电机发电;第二阶段采用机械刹车,列车速度从90 km/h开始不断减小直至停止,此阶段仍带动发电机发电.关于列车进站过程中的能量转化,下列说法正确的是 (　　)
A.第一阶段减少的动能全部转化为电能,即电能等于减少的动能
B.第一阶段减少的动能有一部分转化为电能,即电能小于减少的动能
C.第二阶段减少的动能主要转化为内能,且内能小于减少的动能
D.第二阶段减少的动能主要转化为内能,且内能大于减少的动能
三、实验探究题(共10分)
18. 如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同.燃料的质量都是10 g,烧杯内的液体质量、初温均相同.
(1)比较不同燃料的热值,应选择　　　　　两图进行实验,在此实验中,通过　　　　　　　(选填“加热时间的长短”或“液体升高的温度”)来体现液体吸收热量的多少,并进一步反映燃料燃烧放出热量的多少.
(2)若在比较不同燃料的热值时,质量为200 g的水为被加热液体,记录的数据如表所示.
燃料 加热前水 的温度/℃ 燃料燃尽时 水的温度/℃
燃料1 15 35
燃料2 15 25
根据表中数据计算:燃料1加热的水吸收的热量为　　　　J,燃料1的热值是　　　　J/kg.查阅资料可知燃料1的热值实际为4.6×107 J/kg,通过实验得到的燃料热值与实际相比偏小,你认为出现这种情况的主要原因是　 　.
[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
四、综合应用题(共20分)
19.(6分)某物理兴趣小组的同学用煤炉给10 kg的水加热,同时,他们绘制了如图所示的加热过程中水的温度随时间变化的图像.假设在6 min内完全燃烧了0.2 kg的煤,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),煤的热值约为3×107 J/kg.求:
(1)0.2 kg的煤完全燃烧产生的热量;
(2)经过6 min加热,水所吸收的热量;
(3)煤炉烧水时的效率.
20.(6分)一辆汽车在一段平直公路上匀速行驶,能量流向图如图所示,已知消耗了汽油1.5×10-3 m3(假设汽油完全燃烧).若汽油的密度ρ=0.8×103 kg/m3,汽油的热值为q=4×107 J/kg,求:
(1)所消耗的汽油完全燃烧产生的热量;
(2)该汽车发动机的效率;
(3)汽车输出的有用功.
21.(8分)太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备.某品牌太阳能热水器平均每小时接收4.2×106 J的太阳能.在6 h的有效照射时间内,该太阳能热水器可使质量为100 kg、初温为10 ℃的水的温度升高至30 ℃.[水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)求太阳能热水器中水吸收的热量Q.
(2)求太阳能热水器的效率η.
(3)若改用煤气来继续加热太阳能热水器中的水,需要使水温上升到40 ℃,假设煤气完全燃烧放出的热量全部被水吸收,则需要完全燃烧多少煤气 (设煤气的热值q=4×107 J/m3)
第十四章　内能的利用
1.内　做功冲程　排气冲程
2.化学　内　机械
3.机械　内
4.2.8×1010
5.内能　做功
6.不能　违反了能量守恒定律
7.1.125×105　25%
8.B
9.D
10.B　
11.D　
12.C　
13.C　
14.D　
15.C　
16.AC
17.BC　
18.(每空2分)(1)甲、乙　液体升高的温度　(2)1.68×104　1.68×106　存在热散失,燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收(合理即可)
【解析】(2)水吸收的热量为Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.2 kg×20 ℃=1.68×104 J,燃料1的热值q1==1.68×106 J/kg.
19.(1)0.2 kg煤完全燃烧产生的热量 Q放=qm煤=3×107 J/kg×0.2 kg=6×106 J (2分)
(2)由图可知,经6 min后,水温上升了60 ℃,故水吸收的热量 Q吸=cm水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×10 kg×60 ℃=2.52×106 J(2分)
(3)煤炉烧水时的效率 η=×100%=×100%=42% (2分)
20.(1)消耗汽油的质量m=ρV=0.8×103 kg/m3×1.5×10-3 m3=1.2 kg (1分)
汽油完全燃烧放出的热量Q放=qm=4×107 J/kg×1.2 kg=4.8×107 J (2分)
(2)汽车发动机的效率η=100%-33%-30%-7%=30% (1分)
(3)汽车输出的有用功W=ηQ放=30%×4.8×107 J=1.44×107 J (2分)
21.(1)太阳能热水器中水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(30 ℃-10 ℃)=8.4×106 J(2分)
(2)太阳能热水器6 h内接收的太阳能E=4.2×106 J/h×6 h=2.52×107 J(1分)
太阳能热水器的效率η=×100%=×100%≈33.3% (2分)
(3)由题意可得Q放=Q吸,即Vq = cmΔt,
即V×4×107 J/m3 = 4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(40 ℃-30 ℃) (2分)
解得V=0.105 m3(1分)