2020级人教版初中物理九年级全一册第十四章《内能的利用》单元测试卷（含解析）

第十四章《内能的利用》单元测试卷
一、单选题(共12小题)
1.某机器工作时的能量流向图如图所示，据此推测该机器可能是(　　)
A．
热机
B．
电动机
C．
电热水器
D．
发电机
2.关于热机的效率，下列说法正确的是(　　)
A．
蒸汽机的效率通常高于喷气发动机
B．
热机效率一定小于100%
C．
汽车排放的尾气，是城市环境污染的重要来源．目前有些新型燃料汽车，实现了“零排放”，它们的效率达到100%
D．
在完全无摩擦的道路上，汽车发动机可达到100%
3.2013年某天，一颗数十吨的陨石落向地球，在加速下落的过程中，陨石与大气剧烈摩擦而燃烧，犹如一颗火球扑向地面．陨石下落过程中，其能量的变化情况是(　　)
A．
动能增加、内能增加
B．
动能增加、内能减小
C．
动能减小、内能增加
D．
动能减小、内能减小
4.如图所示试管中装有水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个纸做的小叶轮，加热试管使水沸腾后，小叶轮转动，下列说法正确的是(　　)
A．
小叶轮的转动是热传递的结果
B．
小叶轮的转动是内能转化为机械能
C．
小叶轮的转动是机械能转化为内能
D．
内燃机中的压缩冲程与此相同
5.关于燃料的热值，以下说法正确的是(　　)
A．
燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
B．
容易燃烧的燃料，热值一定大
C．
煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
D．
0.5
g汽油和2
kg汽油，它们的热值是一样的
6.下列四种现象中，只发生能的转移而不发生能的转化的过程是(　　)
A．
烧水时，水蒸气顶起壶盖
B．
闭合开关后，灯泡发光
C．
冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷
D．
给电动自行车的蓄电池充电
7.下列四种现象中，只发生能的转移而不发生能的转化的过程是(　　)
A．
烧水时，水蒸气顶起壶盖
B．
闭合开关后，灯泡发光
C．
冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷
D．
给电动自行车的蓄电池充电
8.如图所示的四幅图片是生活和生产中的场景，对其能量变化的描述，正确的是(　　)
A．货物被举高后内能增加了
B．列车进站速度减小后内能增加
C．握力计被握扁后其弹性势能减小
D．飞机升空后高度增加内能变大
9.汽油机工作时的热损失情况是：汽缸散热损失30%，废气带走35%，机械摩擦损耗10%，则完全燃烧2
g汽油(热值为4.6×107J/kg)获得的机械能是(　　)
A．
2.76×104J
B．
3.22×104J
C．
0.92×104J
D．
2.3×104J
10.关于热机效率，下列说法正确的是(　　)
A．
两台热机，做有用功多的那台效率高
B．
热机的效率总小于1，只因为废气带走了余热
C．
热机的效率总小于1，说明使用热机的过程能量不守衡
D．
某热机的效率为35%，说明其用来做有用功的那部分能量占燃料完全燃烧放出的热量的35%
11.人们发现内能可以做功，并制造出各种利用内能做功的机械－热机，下面这些机械中不属于热机的是(　　)
A．
电动机
B．
柴油机
C．
汽油机
D．
蒸汽机
12.下图中的四个冲程不是按照热机正常工作顺序排列的，你认为让汽车获得动力的冲程是(　　)
A．
B．
C．
D．
二、填空题(共3小题)
13.在我国西藏高原，有一个羊八井地热区，地热电厂担负着拉萨市一部分电力供应．工作流程如图所示，经过地下井→汽轮机→发电机，其能量转化过程是：将内能转化为________能再转化为________能．
14.在一个标准大气压下做“探究水的沸腾”实验时，把初温为20
℃质量为100g的水加热到沸腾，水至少需要吸收________J的热量．如果酒精完全燃烧所放出的热量有40%被水吸收，则需要________
g酒精．(c水＝4.2×103J/(kg·℃)，q酒＝3.0×107J/kg)
15.烧开一壶水，需要吸收2.3×106焦的热量，需要完全燃烧______克的煤油．(已知煤油的热值是4.6×107J/kg)
三、实验题(共1小题)
16.某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来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1分钟记录了杯中水的温度(见表)．
(1)在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是(甲图中)：先调整固定_______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___________________．(假设煤油和菜籽油的燃烧速度相同)
(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，并记录的数据、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的热值．你认为他的计算结果是______的(选填“可靠”或“不可靠”)，原因是：_____________________________.
四、计算题(共3小题)
17.小明同学用如图所示装置测量酒精热值，他在烧杯中加入质量为
300
g，温度
20
℃的水，调好装置后，加热使水温升高到
70
℃，整个过程中消耗了6
g酒精，若酒精燃烧放出的热量完全被水吸收，则：[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]
(1)水需要吸收的热量为多少焦？
(2)测得酒精热值为多少？
(3)小明查表得到q酒精＝3.0×107J/kg，发现和测量值偏差较大，你认为其中的原因可能是什么？
18.下表是某品牌小轿车的一些技术参数．其中排气量是指发动机气缸的工作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大．空燃比是指气缸内空气和燃油的质量比．汽油的热值表示每千克汽油完全燃烧放出的热量．该发动机以最大功率工作时，气缸内汽油和空气的混合密度为1.35
kg/m3,1
min内高温高压的燃气推动活塞做功2600次．请你计算发动机在最大功率工作时，
(1)1
min内做的有用功
(2)做一次功消耗汽油的质量
(3)发动机的效率
19.安全、清洁、方便的太阳能越来越受到广泛利用，一太阳能热水器内装有250
kg，温度为20
℃的水，在阳光照射一段时间后，水温升到80
℃.(q＝1.2×107J/kg)
(1)水吸收的太阳能是多少？
(2)这些能量相当于完全燃烧多少千克干木柴放出的热量？
(3)储水箱很重，放在热水器的下部更稳定，为何太阳能热水器的水箱都在热水器上部？
答案解析
1.【答案】B
【解析】如图该机器将一部分电能转化成了机械能，还有一部分电能转化成了内能，
A项，热机工作时将内能转化为机械能，故A不符合题意；B项，电动机是将大部分的电能转化为了机械能，还将一少部分电能转化为了内能，故B符合题意；C项，发电机工作时将其它形式的能转化为电能，故C不符合题意；D项，电热水器工作时将电能转化为内能，不产生机械能，故D不符合题意.
2.【答案】B
【解析】用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，在工作过程中，损失的能量越少，热机的效率越高；A项，蒸汽机的燃料是在机器的外部燃烧，热损失最多，效率最低；故A错误；B项，热机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率不会达到100%；故B正确；C项，目前有些新型燃料汽车，实现了“零排放”，减少了污染，提高了效率，但效率不会达到100%；故C错误；D项，在完全无摩擦的道路上，汽车发动机的效率可以提高，但不可能达到100%；故D错误．
3.【答案】A
【解析】陨石在下落过程中，高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，动能增加；陨石下落过程与大气剧烈摩擦导致温度升高，这是通过克服摩擦做功的方法改变其内能的，机械能转化为内能，内能增加．
4.【答案】B
【解析】燃料燃烧的过程是化学能转化为内能，这种内能传递给水，水沸腾汽化为水蒸气，高温的水蒸气可以驱动叶轮转动，水蒸气自身的温度会降低，内能会减少，转化成了叶轮的机械能，是内能做功的结果；故选项AC错误，选项B正确；内燃机的压缩冲程是压缩空气做功，将机械能转为内能，故D错误．
5.【答案】D
【解析】1
kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关．A项，燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度无关，故A错；B项，热值大小与燃料是否容易燃烧无关，故B错；C项，煤的热值比干木柴大，说明1
kg的煤完全燃烧放出的热量比1
kg干木柴完全燃烧放出的热量多．本选项的说法中不一定完全燃烧，故C错；D项，燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，故D正确．
6.【答案】C
【解析】A项，烧水时，水蒸气顶起壶盖是内能转化为机械能，是能量的转化过程，不符合题意；B项，闭合开关后，灯泡发光，是通过电流做功改变物体的内能，是能量的转化过程，不符合题意；C项，冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷，是通过热传递改变了手的内能，是能量的转移过程，符合题意；D项，给电动自行车的蓄电池充电，是电能转化为化学能储存起来，是能量的转化过程，不符合题意．
7.【答案】C
【解析】A项，烧水时，水蒸气顶起壶盖是内能转化为机械能，是能量的转化过程，不符合题意；B项，闭合开关后，灯泡发光，是通过电流做功改变物体的内能，是能量的转化过程，不符合题意；C项，冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷，是通过热传递改变了手的内能，是能量的转移过程，符合题意；D项，给电动自行车的蓄电池充电，是电能转化为化学能储存起来，是能量的转化过程，不符合题意．
8.【答案】B
【解析】A项，货物被举高后，重力势能增加了，但内能不会改变，故A说法错误；B项，列车速度减小，质量不变，所以列车的动能减小，在刹车减速过程中，克服摩擦做功，机械能转化为内能，内能增加，故B说法正确；C项，握力计发生形变后弹性势能增加，故C说法错误；D项，飞机升空后，高度增大，所以其重力势能增加，但内能不会改变，故D说法错误．
9.【答案】D
【解析】完全燃烧2
g汽油释放出的热量为：
Q放＝qm＝4.6×107J/kg×0.002
kg＝9.2×104J，
各种能量损耗的总和是：
30%＋35%＋10%＝75%，
所以转化为机械能的那部分能量占25%，
获得的机械能为：
E＝η×Q放＝25%×9.2×104J＝2.3×104J.
10.【答案】D
【解析】A项，热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，做的有用功多，热机效率不一定高，故A错误；BC项，热机工作时总是有能量的损失，所以热机效率始终小于1，用来做有用功的那部分能量与气缸散热损失的能量、废气带走的能量、摩擦等机械损耗的能量之和等于燃料燃烧释放的能量，总能量保持不变，故BC错误；D项，某热机的效率为35%，说明其用来做有用功的那部分能量占燃料完全燃烧放出的热量的35%，故D正确．
11.【答案】A
【解析】蒸汽机、汽油机、柴油机都是利用热机工作的，工作过程中都是将内能转化为机械能．而电动机是利用电能转化成机械能的．
12.【答案】C
【解析】A图：气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，不符合题意；B图：排气门打开，活塞向上运行，气缸容积减小，是排气冲程，不符合题意；C图：气门都关闭，火花塞喷出电火花，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，符合题意；
D图：进气门打开，活塞向下运动，气缸容积增大，是吸气冲程，不符合题意．
13.【答案】机械　电
【解析】地热发电站发电时，先利用地下井获得地热，将水加热成水蒸气，水蒸气膨胀推动活塞，使汽轮机转动工作，将水蒸气的内能转化为机械能，汽轮机带动发电机工作，将机械能转化为电能；所以整个过程能量的转化是：内能→机械能→电能．
14.【答案】3.36×104J　2.8
【解析】(1)水吸收的热量
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×0.1
kg×(100
℃－20
℃)＝3.36×104J
(2)需要酒精的质量为：
∵Q吸＝Q放η
∴Q放＝＝＝8.4×104J
根据公式Q放＝mq得：
m＝＝＝0.0028
kg＝2.8
g
15.【答案】50
【解析】需要煤油的质量为：
m＝＝＝0.05
kg＝50
g.
16.【答案】(1)B　(2)初温　质量　(3)煤油　(4)不可靠　燃料完全燃烧的热不能全部被水吸收
【解析】(1)实验前，首先调整好实验装置，根据酒精灯外焰的高度调整铁架台的高度，根据烧杯和烧杯中水的高度调整温度计的高度，所以应先调整、固定B的位置；
(2)实验时应控制两套装置中相同的量，加热时间，水的质量，水的初温．
(3)甲、乙两个装置中，水的质量和初温相同，由Q＝cmΔt知，末温高的吸收的热量较多；
在相同的加热设备下，相同时间内，消耗的燃料相同，由Q＝qm知，水温上升高的，对应的燃料的热值较大，所以是煤油的热值大；
(4)要考虑实验的严密性，实验时有可能燃料并没有完全燃烧，或燃烧后所产生的热量并没有全部传递给水，有热量损失，所以实验结果是不可靠的．
17.【答案】解：(1)水的质量m＝300
g＝0.3
kg,
水吸收的热量：
Q吸＝cm水Δt
＝4.2×103J/(kg·℃)×0.3kg×50
℃
＝6.3×104J.
(2)酒精的质量m酒精＝6
g＝0.006
kg，
由于酒精燃烧放出的热量与水吸收的热量相等，则Q放＝Q吸＝6.3×104J；
所以酒精热值：
Q酒精＝＝＝1.05×107J/kg.
(3)与酒精的实际热值q酒精＝3.0×107J/kg小得多，原因是：酒精燃烧时不一定完全燃烧，酒精燃烧时释放的热量不能完全被水吸收等．
【解析】(1)已知水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸＝cmΔt求出水吸收的热量；(2)知道酒精燃烧放出的热量与水吸收的热量相等，根据Q放＝mq求出酒精热值；(3)酒精燃烧时不一定完全燃烧和酒精燃烧时释放的热量不能完全被水吸收都会造成酒精完全燃烧释放的热量大于水吸收的热量．
18.【答案】解：(1)1
min内做的有用功：W＝Pt＝7.5×104W×60
s＝4.5×106J.
(2)燃气的质量：m＝ρv＝1.35
kg/m3×1.8×10－3m3＝2.43×10－3kg,
因为空燃比是14∶1，所以燃油的质量是整个质量的，
做一次功消耗的汽油质量：2.43×10－3kg×＝1.62×10－4kg.
(3)1
min内汽油燃烧释放的热量：Q＝mq＝1.62×10－4kg×4.6×107J/kg×2600＝1.94×107J,
发动机的效率：
η＝×100%＝×100%＝23.2%.
答：(1)1
min内做的有用功为4.5×106J.
(2)做功一次消耗汽油的质量是1.62×10－4kg.
(3)发动机的效率是23.2%.
【解析】(1)根据公式W＝Pt进行计算，要注意把功率单位换算成W，把时间单位换算成s.
(2)根据m＝ρv算出燃气的质量，然后根据空燃比算出汽油的质量．
(3)发动机的效率是有用功跟汽油燃烧释放热量的比值．
19.【答案】解：(1)水吸收的热量：
Q吸＝cm1Δt＝4.2×103J/(kg·℃)×250
kg×(80
℃－20
℃)＝6.3×107J，
(2)这些热量相当于完全燃烧m2千克干木柴：
根据Q吸＝Q放＝m2q得：
m2＝＝＝5.25
kg.
(3)
因为玻璃管中的水被加热后，体积变大，密度变小，会向上流动，所以水箱在上面．
答：(1)水吸收的热量是6.3×107J；
(2)这些能量相当于完全燃烧5.25
kg干木柴放出的热量；
(3)
因为玻璃管中的水被加热后，体积变大，密度变小，会向上流动，所以水箱在上面．
【解析】本题考查了太阳能热水器使用、吸热公式计算、燃料燃烧放热计算，通过做题使学生了解太阳能的优点，引导学生积极开发新能源．
(1)知道水的质量、水的初温和末温，根据吸热公式计算水吸收的热量；
(2)求出了水吸收的热量，由题知Q吸＝Q放，利用Q放＝mq计算需要完全燃烧多少干木柴；