人教版九年级物理 全册 第十四章 内能的利用 单元综合测试（含答案）

第十四章
内能的利用
单元综合测试题（含答案）
一．选择题（4
10=40分）
1.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成机械能的过程
B.
为了防止热机过热,通常用水来降温,是利用水的比热容大的特性
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
2.柴油机上安装了一个笨重的飞轮,是为了(　　)
A.增加功率
B.节省燃料
C.可以做更多的功
D.利用飞轮惯性完成吸气、压缩和排气三个辅助冲程
3.下列关于热机的描述不正确的是(　　)
A.
热机主要的分类有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等
B.
内燃机的燃料直接在气缸内燃烧，燃料释放的能量大部分用来做有用功，只有很少一部分能量损失了
C.
热机的效率是热机性能的重要指标，热机的效率高，在做功同样多的情况下，消耗的燃料就少?
D.
在热机的能量损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的有效措施
4.一杯酒精烧掉一半以后,剩下的酒精?(　　)
A.
热值与比热容都减半???
??B.
热值与比热容都不变
C.
热值不变,比热容减半?????D.
热值减半,比热容不变
5.一杯酒精用掉一半,剩下的酒精的质量、密度、比热容和热值的情况是(　　)
A.质量、密度、比热容和热值不变
B.质量和密度变为原来的一半,比热容和热值不变
C.质量和热值变为原来的一半,密度和比热容不变
D.质量变为原来的一半,密度、比热容和热值不变
6.
两台汽油机,若甲汽油机的效率高于乙汽油机,则(　　)
A.
甲汽油机消耗的汽油少于乙汽油机消耗的汽油
B.
甲汽油机的功率大于乙汽油机的功率
C.
在功率相同的情况下,甲汽油机消耗的汽油少于乙汽油机消耗的汽油
D.
在输出功相同的情况下,甲汽油机消耗的汽油少于乙汽油机消耗的汽油
7.学习了内能及能量的转化和守恒后,同学们在一起梳理知识时交流了以下想法,你认为其中不正确的是(　　)
A.
做功改变物体的内能是不同形式的能的相互转化
B.
热传递改变物体的内能是不同形式的能的相互转化
C.
各种形式的能在一定条件下都可以相互转化
D.
能量在转化和转移的过程中总会有损耗,但能量的总量保持不变
8.下列对能量转化分析错误的是(　　)
A.水电站主要将机械能转化为电能
B.核电站主要将核能转化为电能
C.太阳能热水器主要将太阳能转化为内能
D.热机主要将机械能转化为电能
9.根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是(　　)
A.
出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进
B.
电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止
C.
两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面
D.
孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年
10.美国哈佛大学的学生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→化学能→光能
B.电能→动能→化学能→光能
C.动能→电能→光能→化学能
D.电能→动能→光能→化学能
二．填空题（4
5=20分）
11.在如图所示的四幅图中,甲、乙是两个演示实验示意图;丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图.与压缩冲程原理相同的是　　　　图所示的演示实验;汽油机利用内能来做功的冲程是　　　　图.?
?
12.我国研发出一款新型空气动力汽车,它利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力,这种车在开动时将空气的　　　　能转化为　　　　能,这种车与汽油机相比优点是　　　　　　　　　　　(说出一点)。
13.已知天然气的热值为4.0×107?J/m3,完全燃烧2.1?m3的天然气可以获得　　　　J的热量,不计热量损失,这些热量可以使500?kg的水,温度升高　　　　℃.[c水=4.2×103?J/(kg·℃)].?
14.“可燃冰”作为新型能源,有着巨大的开发使用潜力,同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,说明“可燃冰”的　　　　很大。以10倍的关系粗略计算,1
kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为　　　　　
J,可以使　　　　　
kg的水从20
℃加热至60
℃。[c水=4.2×103
J/(kg·℃),q煤气=4.2×107
J/kg]?
15.走近加油站,会闻到一股汽油味,这是因为汽油分子在　　　　　　　　　　;完全燃烧10
kg汽油可以放出　　　　　　　J的热量(汽油的热值为4.6×107
J/kg);汽油机是把内能转化为　　　　能的动力设备。
三．解答题（共20分）
16.如图所示，A、B、C三个实验装置
完全相同，燃料的质量都为10g，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（选填装置序号A、B、C）．
（2）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察温度计的　　　　　　比较燃料燃烧放出热量的多少．已知酒精的热值为3.0×107J/kg，10g酒精完全燃烧放出的热量是　　　　　　J．
（3）水的比热容是4.2×103J/（kg?℃
），它的含义是　　　　　　．
17.乙醇汽油作为汽车的燃料，它是由粮食及各种植物纤维加工成的燃料——乙醇，与汽油按一定比例混配形成的。乙醇汽油作为一种新型清洁燃料，可以有效降低一氧化碳、碳氢化合物等主要污染物的排放，是目前世界上可再生能源的发展重点。
(1)根据题目提供的信息，说明用乙醇汽油代替汽油的好处。(至少写出一条)
(2)乙醇汽油与普通汽油相比，谁的热值高呢?请设计一个实验来比较它们的热值,要求写出实验方法。(实验所需的器材，如安全燃烧汽油的装置，都可由实验室提供)
18.达·芬奇是意大利著名的画家，他曾经设计了一个“永动机”，
如图所示。他设计时认为右边的钢球比左边的钢球离轮心更远些，在两边不均衡的作用力下，轮子会沿箭头方向转动不息。你认为达·芬奇的“永动机”
（选填“能”或“不能”）永远转动。你的判断理由是
。
19.用煤气灶把2
kg、初温为20
℃的水烧到100
℃,消耗了0.03
kg煤气。已知水的比热容是4.2×103
J/(kg·℃),煤气的热值为4.48×107
J/kg。计算:
(1)水吸收的热量;
(2)煤气完全燃烧放出的热量;
(3)煤气灶烧水的效率。
20.已知某品牌校车在正常行驶时，汽油完全燃烧释放的能量转化为校车做功的效率是30%(汽油热值q＝4.6×107J/kg，汽油密度0.7×103kg/m3)．试求：
(1)10L汽油完全燃烧释放的热量为多少焦耳？
(2)当汽车以最高时速(1080
km/h)在水平地面上匀速行驶时，所受阻力为3000
N，则连续行驶5
min，汽车所做的有用功是多大？这个过程消耗的汽油是多少千克？(保留两位小数)
21.小明在学习热机过程中,对发动机工作过程进行了深入的探究,通过查资料得出四缸发动机工作原理是:内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上,并使各汽缸的做功过程错开,在飞轮转动的每半周里,都有一个汽缸在做功,其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作.如图所示:
?
(1)由此小明得出:发动机在做功冲程里,高温、高压的燃气推动活塞向下运动,对外做功,同时将　　　　能转化为　　　　能.?
(2)接着小明对其性能指标进行研究,得出其主要技术指标如表所示.其中排量等于四个汽缸工作容积的总和,汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积,又称单缸排量,它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(即冲程长).转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数.
排量
2.0?L
输出功率
120?kW
转速
6000?r/min
①该发动机在1?s内做功　　　　J,单缸排量V=　　　　L.?
?②在每个做功冲程里,发动机做功W=　　　　J.?
(3)在做功冲程里,燃气对活塞所做的功可表示为W=pV,式中p表示燃气对活塞的压强,则p=　　　　Pa.(1?L=10-3m3)?
参考答案：
一．选择题
1.
C
2.D
3.B
4.B
5.D
6.D
7.B
8.D
9.C
10.A
二．填空
11.乙;丙
12.
内　机械　环保
13.8.4×107;40
14.
6.3×107　1.5
15.不停地做无规则的运动　4.6×108　机械
三．解答题
16.【考点】热量的计算；比热容的概念．
【专题】实验题；比热容、热机、热值．
【分析】（1）燃料的热值大小不能直接测量，需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关，因此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，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小；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，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系．
（2）燃料完全燃烧释放的热量可以通过液体温度计示数变化来反应；知道酒精的质量和酒精的热值，利用燃料完全燃烧放出的热量公式Q放=mq求酒精完全燃烧放出的热量．
（3）根据比热容的概念（单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃
所吸收（或放出）的热量叫做这种物质的比热容）回答．
【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，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择BC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，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系，应选择AB两图进行实验；
（2）燃料完全燃烧放出的热量的多少，是通过温度计示数的变化来反应．
m=10g=10×10﹣3kg，
酒精完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=10×10﹣3kg×3.0×107J/kg=3.0×105J．
（3）水的比热容为4.2×103J/（kg?℃
），它的物理含义是1kg水温度升高（或降低）1℃
所吸收（或放出）的热量为4.2×103J；
故答案为：（1）BC；AB；
（2）示数变化；3×105；
（3）1kg水温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量为4.2×103J．
【点评】本题考查了学生对热值概念、比热容概念的了解与掌握，分析时用好控制变量法是本题的关键，计算时注意单位统一．
17.(1)它是清洁燃料，可以有效降低一氧化碳、碳氢化合物等主要污染物的排放。
(2)实验方法：
①取等质量的乙醇汽油和普通汽油(适量)，放在安全燃烧的装置里；②取相同的两只烧杯装入温度相同的等质量的水，同时用上述燃烧装置加热，使燃料完全燃烧；③测量在加热前、后水的温度变化；④通过比较水温上升的多少来比较热值的大小。
18.不能；存在摩擦阻力，机械能会减少（或违背了能量守恒定律）。
19.解析
(1)水吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2×103
J/(kg·℃)×2
kg×(100
℃-20
℃)=6.72×105
J。
(2)0.03
kg煤气完全燃烧放出的热量
Q放=mq=0.03
kg×4.48×107
J/kg=1.344×106
J。
(3)煤气灶烧水的效率
η==50%。
答案
(1)6.72×105
J　(2)1.344×106
J　(3)50%
20.【答案】解：(1)由ρ＝可得，汽油的质量m＝ρV＝0.7×103kg/m3×10×10－3m3＝7
kg,
完全燃烧释放的热量Q＝mq＝7
kg×4.6×107J/kg＝3.22×108J；
(2)已知v＝1080
km/h＝30
m/s，t＝5
min＝300
s,
由v＝可得，s＝vt＝30
m/s×300
s＝9000
m
匀速行驶时，F＝f＝3000
N,
则汽车所做的有用功W有用＝Fs＝3000
N×9000
m＝2.7×107J,
已知η＝×100%＝30%，则Q＝＝＝9×107J,
由Q＝mq可得，m＝＝≈1.96
kg.
答：(1)10
L汽油完全燃烧释放的热量为3.22×108J；
(2)汽车所做的有用功是2.7×107J，这个过程消耗的汽油是1.96千克．
【解析】(1)已知汽油的体积，利用密度公式变形可求得其质量，再利用Q＝mg可求得完全燃烧释放的热量；
(2)由平衡条件求出汽车牵引力，由W＝Fs求出汽车做的有用功．
21.(1)
【答案】内;机械;
?【解析】发动机通过燃气膨胀产生的高温高压来推动活塞做功,并将燃气的内能转化为机械能.
?(2)
【答案】①1.2×105;0.5;②600;
?【解析】①利用功率公式P=计算发动机在1?s内做功;从表格数据中得出四个缸总排量,可以求单缸排量;②发动机有四个缸同时工作,可求出发动机的每个缸在1?s内做功,已知发动机转速(每分钟曲轴或飞轮所转的周数)为6?000?r/min,而四冲程内燃机每个工作循环曲轴转两周、做功一次,可知1?min内做功3?000次,得出1?s内做功50次,可以求每个做功冲程里发动机做功多少.
?(3)
【答案】1.2×106.
?【解析】根据求出的在每个做功冲程里,燃气对活塞所做的功的大小,以及单缸排量V,利用W=pV求燃气对活塞的压强.