第十四章 内能的利用单元检测 2021-2022学年人教版九年级物理全一册（含答案）

2021人教版版九年级物理单元检测二：内能的利用单元检测
一．选择题（共10小题，每小题3分，共30分）
1．汽车已经成为现在生活不可缺少的一部分，汽车多采用四冲程的汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作示意图，下列说法中正确的是（　　）
A．甲冲程是把内能转化为机械能
B．乙冲程是吸气冲程
C．丙冲程是把内能转化为机械能
D．丁冲程是排气冲程
2．下列关于汽油机和柴油机的主要区别，说法正确的是（　　）
A．构造上，汽油机气缸顶部有喷油嘴，柴油机气缸顶部有火花塞
B．吸气冲程中，柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入汽缸的是空气
C．在压缩冲程末，柴油机的点火方式是点燃式，汽油机的点火方式是压燃式
D．在做功冲程中，柴油机的燃气温度和压强比汽油机里的高
3．如图所示，试管内的高温高压水蒸气从玻璃管中喷出，使小叶轮转动，与这一实验过程中能量的转化相同的是汽油机的（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
4．关于热机下列说法正确的是（　　）
A．随着科学技术的发展，热机的效率可达到100%
B．柴油机上安装一个笨重的飞轮，是为了提高它的效率
C．汽油机在工作过程中，进气门和排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
D．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
5．下列关于热机和环境保护的说法中，正确的是（　　）
A．热机排出的尾气没有内能
B．热值越大的燃料，燃烧时放出的热量越多
C．热机的效率能达到100%
D．热机的大量使用会造成环境污染
6．下列说法正确的是（　　）
A．柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油的热值比汽油的热值大
B．划燃火柴，是利用热传递的方法使火柴头温度升高
C．用水作汽车冷却液，是因为水的热值大
D．晶体在熔化过程中温度不变，但内能增加
7．关于热值和热机效率，下列说法正确的是（　　）
A．1kg汽油在气缸内燃烧放出的热量，就是汽油的热值
B．把煤磨成煤粉或煤粒，加大送风量使其燃烧更充分，可以提高煤的热值
C．使燃料燃烧更充分，可提高热机的效率
D．热机使用的燃料的热值越大，热机的效率就越高
8．如图所示，关于能量转化图的说法不正确的是（　　）
A．摩擦生热，机械能转化为内能
B．能量转化是非常普遍的现象，但是各种形式的能量之间不能自由的相互转化
C．随着技术的发展，电灯通电后可以全部转化为光能
D．燃料燃烧时，将化学能转化为光能和内能
9．下列关于能量的转化正确的是（　　）
A．钻木取火﹣﹣﹣内能转化为机械能
B．光合作用﹣﹣﹣光能转化为内能
C．日光灯﹣﹣﹣光能转化为电能
D．电饭锅﹣﹣﹣电能转化为内能
10．关于能的转化，下列说法中正确的是（　　）
A．燃料燃烧把内能转化成化学能
B．内燃机工作时，把机械能转化为燃料的化学能
C．太阳能电池板把太阳能转化成电能
D．给蓄电池充电把化学能转化成电能
二．填空题（共7小题，每空2分，共46分。）
11．单缸四冲程柴油机在燃烧过程中，燃料的化学能转化为　 　能，　 　冲程将内能转化为机械能，其他三个冲程是靠安装在曲轴上的飞轮的　 　来完成。一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min，则它每秒钟燃气对外做功　 　次。
12．水轮机带动发电机发电，是　 　能转化为　 　能；电动机带动水泵，把水抽到高处，是　 　能转化为　 　能。
13．自然界中各种不同形式的能量都可以相互转化，电动机工作时主要是把电能转化为
　 　能；太阳能热水器是把太阳能转化为　 　能。
14．如图，用酒精灯对试管加热，水温升高，一段时间后瓶塞被水蒸气冲出去，其能量转化与汽油机工作中的　 　冲程能量转化相同，一台单缸四冲程柴油机效率为40%，消耗5kg的柴油转化成的机械能是　 　J。（q柴油＝4.3×107J/kg）
15．2019年12月27日，“长征五号遥三”运载火箭在我国文昌航天发射场成功发射。火箭在加速上升的过程中，火箭的动能　 　，机械能　 　（均选填“变大”、“不变”或“变小”，燃料质量变化忽略不计），发射卫星的火箭用液态氢做燃料，主要利用了氢的　 　特点。
16．（1）如图1是汽车内燃机一个工作循环的四个冲程，一个工作循环的正确顺序是　 　，其中图　 　所示冲程内燃机给汽车提供动力，若该内燃机转速为3600r/min，则每秒对外做功　 　次．
（2）图2为某汽车内燃机的能量流向图，该内燃机的效率为　 　；要提高这台内燃机的效率，可以采取的措施是　 　．
17．如图，是汽油机的　 　冲程，将　 　能转化为内能。为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽外有一个水套，让汽缸被水包围着，用水来冷却汽缸是因为水的　 　较大。
三．实验探究题（共1小题，每小空2分，共10分）
18．为比较酒精和汽油热值的大小，小明制定了以下实验方案：
（1）取质量　 　（选填“相等”或“不等”）的酒精和汽油作燃料，制成酒精灯和汽油灯；
（2）两灯同时点燃后分别给两杯质量和初温都相等的水加热（两个烧杯完全相同）如下图所示：
（3）通过观察水温的变化，判断两种燃料热值的大小。当两灯的燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是80℃，而乙装置中温度计的读数是90℃。由此判断　 　（选填“酒精”或“汽油”）的热值较大；
（4）实验中燃料燃烧放出的热量，通过　 　（选填“做功”或“热传递”）的方式使水的内能增大；
（5）根据Q吸＝c水m水（t﹣t0）计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出汽油的热值，发现计算结果与教科书上给出的汽油热值相比　 　（选填“偏大”或“偏小”）了，结合装置图，分析原因　 　。
四．计算题（共2小题，共14分）
19．如图所示是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器和激光测距仪来了解周围的交通状况。该款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了10km，消耗汽油1.5L。假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中（汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.6×107J/kg），求：
（1）汽油燃烧所放出的热量；
（2）发动机的牵引力。
20．某煤气炉的效率是6%，现用该炉将10kg的水加热至沸腾，用了0.1m3的煤气，已知煤气的热值是3.5×107J/m3，水的比热容是4.2×103J/（kg?℃），求：
（1）0.1m3煤气完全燃烧放出的热量
（2）水吸收的热量；
（3）水升高的温度。
2021人教版版九年级物理单元检测二：内能的利用单元检测
参考答案
1．汽车已经成为现在生活不可缺少的一部分，汽车多采用四冲程的汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作示意图，下列说法中正确的是（　　）
A．甲冲程是把内能转化为机械能
B．乙冲程是吸气冲程
C．丙冲程是把内能转化为机械能
D．丁冲程是排气冲程
【解答】解：热机的四个冲程，吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
A、甲图：气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为了内能，故A错误；
B、乙图：排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，没有能量转化的过程，故B错误；
C、丙图：气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，将内能转化为了机械能，故C正确；
D、丁图：进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，没有能量转化的过程，故D错误。
故选：C。
2．下列关于汽油机和柴油机的主要区别，说法正确的是（　　）
A．构造上，汽油机气缸顶部有喷油嘴，柴油机气缸顶部有火花塞
B．吸气冲程中，柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入汽缸的是空气
C．在压缩冲程末，柴油机的点火方式是点燃式，汽油机的点火方式是压燃式
D．在做功冲程中，柴油机的燃气温度和压强比汽油机里的高
【解答】解：
A、柴油机和汽油机的结构不同：柴油机的气缸上是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞，故A错误；
B、在吸气冲程，柴油机吸入气缸的只是空气，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，故B错误；
C、在做功冲程，汽油机的点火方式叫点燃式，柴油机的点火方式叫压燃式，故C错误；
D、柴油机的压缩比例更大，柴油机燃气压强比汽油机的更高，故D正确。
故选：D。
3．如图所示，试管内的高温高压水蒸气从玻璃管中喷出，使小叶轮转动，与这一实验过程中能量的转化相同的是汽油机的（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【解答】解：
当试管内水被加热后，水沸腾成为水蒸气，水蒸气喷出时带动小叶轮转动，水蒸气的内能转化为小叶轮的机械能；汽油机的做功冲程是汽油燃烧产生的内能转化为曲轴的机械能；
故选：C。
4．关于热机下列说法正确的是（　　）
A．随着科学技术的发展，热机的效率可达到100%
B．柴油机上安装一个笨重的飞轮，是为了提高它的效率
C．汽油机在工作过程中，进气门和排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
D．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
【解答】解：
A、使用机械时，不可避免地要做额外功，所以总功一定大于有用功；机械效率一定小于1，机械效率不可能达到100%，故A错误；
B、柴油机上安装笨重的飞轮，是为了靠它的惯性完成吸气、压缩和排气冲程，不为了提高效率，故B错误；
C、压缩冲程是进气门和排气门都关闭，活塞向上运动。做功冲程是在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，是燃料猛烈燃烧，高温高压的气体推动活塞向下运动。对外做功，此时进气门和排气门都关闭，故C正确；
D、柴油机的效率比汽油机的高，主要是因为柴油机为压燃式，压缩的程度更高，气缸内温度更高，能量转化的程度更高，和热值无关，故D错误。
故选：C。
5．下列关于热机和环境保护的说法中，正确的是（　　）
A．热机排出的尾气没有内能
B．热值越大的燃料，燃烧时放出的热量越多
C．热机的效率能达到100%
D．热机的大量使用会造成环境污染
【解答】解：
A、一切物体在任何温度下都有内能，所以热机排放的尾气也有内能，故A错误；
B、由Q＝mq可知，放出的热量由燃料的质量和热值共同决定，故B错误；
C、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，机械效率不可能达到100%，故C错误；
D、热机在使用时会排放出一些有害的气体，造成环境污染，故D正确。
故选：D。
6．下列说法正确的是（　　）
A．柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油的热值比汽油的热值大
B．划燃火柴，是利用热传递的方法使火柴头温度升高
C．用水作汽车冷却液，是因为水的热值大
D．晶体在熔化过程中温度不变，但内能增加
【解答】解：
A、柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油机在压缩冲程中，压缩的程度比汽油机大，燃料燃烧更充分，转化成的有用功更多，而不是因为柴油的热值比汽油的热值大，故A错误；
B、划燃火柴，是利用做功的方法使火柴头温度升高，故B错误；
C、由于水的比热容大，相同质量的水和其他液体相比较，在升高的温度相同时，水吸收的热量多，所以用水做汽车发动机的冷却液，故C错误；
D、晶体在熔化过程中需要吸收热量，温度不变，但内能变大，故D正确。
故选：D。
7．关于热值和热机效率，下列说法正确的是（　　）
A．1kg汽油在气缸内燃烧放出的热量，就是汽油的热值
B．把煤磨成煤粉或煤粒，加大送风量使其燃烧更充分，可以提高煤的热值
C．使燃料燃烧更充分，可提高热机的效率
D．热机使用的燃料的热值越大，热机的效率就越高
【解答】解：
AB、1kg汽油完全燃烧放出的热量叫做汽油的热值，热值是燃料的一种特性，和燃料是否燃烧、是否完全燃烧、密度、存放时间的长短无关，故AB错误；
C、使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故C正确；
D、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，与燃料的热值无关，故D错误。
故选：C。
8．如图所示，关于能量转化图的说法不正确的是（　　）
A．摩擦生热，机械能转化为内能
B．能量转化是非常普遍的现象，但是各种形式的能量之间不能自由的相互转化
C．随着技术的发展，电灯通电后可以全部转化为光能
D．燃料燃烧时，将化学能转化为光能和内能
【解答】解：
A、摩擦生热时，要克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故A正确；
B、能量转化是非常普遍的现象，但各种形式的能量之间的相互转化是有一定条件的，即各种形式的能量之间不能自由的相互转化，故B正确；
C、即使技术发展的程度再高，电灯通电后也不可能全部转化为光能，肯定会有一部分电能转化为内能，故C错误；
D、燃料燃烧时消耗化学能，获得了内能和光能，故是将化学能转化为光能和内能的过程，故D正确。
故选：C。
9．下列关于能量的转化正确的是（　　）
A．钻木取火﹣﹣﹣内能转化为机械能
B．光合作用﹣﹣﹣光能转化为内能
C．日光灯﹣﹣﹣光能转化为电能
D．电饭锅﹣﹣﹣电能转化为内能
【解答】解：A、钻木取火的过程中，消耗了机械能，获得了内能，是将机械能转化为内能，故A错误；
B、光合作用的过程中，消耗了光能，获得了化学能，是将光能转化为化学能，故B错误；
C、日光灯发光时，消耗了电能，获得了光能，是电能转化为光能，故C错误；
D、电饭锅在使用时，消耗了电能，获得了内能，是将电能转化为内能，故D正确。
故选：D。
10．关于能的转化，下列说法中正确的是（　　）
A．燃料燃烧把内能转化成化学能
B．内燃机工作时，把机械能转化为燃料的化学能
C．太阳能电池板把太阳能转化成电能
D．给蓄电池充电把化学能转化成电能
【解答】解：A、燃料燃烧把自身具有的化学能转化为内能，故A错误；
B、内燃机工作时，在做功冲程中，把燃气的内能转化为活塞的机械能，故B错误；
C、太阳能电池板可以把太阳能转化成电能，故C正确；
D、给蓄电池充电的过程中，蓄电池相当于用电器，把电能转化为化学能，故D错误。
故选：C。
11．单缸四冲程柴油机在燃烧过程中，燃料的化学能转化为　内　能，　做功　冲程将内能转化为机械能，其他三个冲程是靠安装在曲轴上的飞轮的　惯性　来完成。一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min，则它每秒钟燃气对外做功　15　次。
【解答】解：（1）燃料燃烧时，燃料的化学能转化为内能，内燃机的压缩冲程中，活塞的机械能转化成燃气的内能；在做功冲程中，高温高压燃气推动活塞做功，内能转化成活塞的机械能；其他三个冲程是靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成的；
（2）一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min，说明1min飞轮转1800r；
则每秒钟，飞轮转＝30转，完成＝15个工作循环，做功15次。
故答案为：内；做功；惯性；15。
12．水轮机带动发电机发电，是　机械　能转化为　电　能；电动机带动水泵，把水抽到高处，是　电　能转化为　机械　能。
【解答】解：水轮机带动发电机发电：机械能转化为电能。
电动机带动水泵把水抽到高处：电能转化为机械能。
故答案为：机械；电；电；机械。
13．自然界中各种不同形式的能量都可以相互转化，电动机工作时主要是把电能转化为　机械　能；太阳能热水器是把太阳能转化为　内　能。
【解答】解：电动机工作时电能主要转化为机械能，还转化为少量的内能。
太阳能热水器是把太阳能转化为内能。
故答案为：机械；内。
14．如图，用酒精灯对试管加热，水温升高，一段时间后瓶塞被水蒸气冲出去，其能量转化与汽油机工作中的　做功　冲程能量转化相同，一台单缸四冲程柴油机效率为40%，消耗5kg的柴油转化成的机械能是　8.6×107　J。（q柴油＝4.3×107J/kg）
【解答】解：（1）图中的塞子被试管内的水蒸气推出过程是水蒸气的内能转化为塞子机械能的过程，与热机的做功冲程的能量转化相同。
（2）柴油燃烧放出的热量：Q放＝mq柴油＝5kg×4.3×107J/kg＝2.15×108J，
由η＝×100%可得，转化的机械能为：
W＝Q放η＝2.15×108J×40%＝8.6×107J。
故答案为：做功；8.6×107。
15．2019年12月27日，“长征五号遥三”运载火箭在我国文昌航天发射场成功发射。火箭在加速上升的过程中，火箭的动能　变大　，机械能　变大　（均选填“变大”、“不变”或“变小”，燃料质量变化忽略不计），发射卫星的火箭用液态氢做燃料，主要利用了氢的　热值大　特点。
【解答】解：火箭在加速上升的过程中，质量不变，速度变大，动能变大，质量不变，高度变大，重力势能变大，则火箭的机械能增大；
火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，与其他燃料相比，完全燃烧相同质量的液态氢时，可以释放出更多的热量。
故答案为：变大；变大；热值大。
16．（1）如图1是汽车内燃机一个工作循环的四个冲程，一个工作循环的正确顺序是　丙乙甲丁　，其中图　甲　所示冲程内燃机给汽车提供动力，若该内燃机转速为3600r/min，则每秒对外做功　30　次．
（2）图2为某汽车内燃机的能量流向图，该内燃机的效率为　35%　；要提高这台内燃机的效率，可以采取的措施是　保证良好的润滑，减小机械摩擦　．
【解答】解：（1）由图可知，甲是做功冲程，乙是压缩冲程，丙是吸气冲程，丁是排气冲程，因此顺序为丙乙甲丁；做功冲程为汽车提供动力，内燃机转两圈完成一个冲程，3600r/min＝60r/s，即表示每秒转动60转，做功30次。
（2）有用的机械能为：100%﹣25%﹣40%＝35%，则该内燃机的效率为35%；提高热机效率的途径有：使燃料充分燃烧；尽量减少热量损失；保证良好的润滑，减小机械摩擦；在热机的设计和制造上，采用先进的技术（任写一个即可）。
故答案为：（1）丙乙甲丁；甲；30；（2）35%；保证良好的润滑，减小机械摩擦。
17．如图，是汽油机的　压缩　冲程，将　机械　能转化为内能。为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽外有一个水套，让汽缸被水包围着，用水来冷却汽缸是因为水的　比热容　较大。
【解答】解：（1）图中两气门都关闭，活塞向上运动，是汽油机的压缩冲程，将机械能转化为内能；
（2）用水来冷却汽缸，是利用了水的比热容大的特点，相同条件下水吸收的热量多，冷却效果好。
故答案为：压缩；机械；比热容。
18．为比较酒精和汽油热值的大小，小明制定了以下实验方案：
（1）取质量　相等　（选填“相等”或“不等”）的酒精和汽油作燃料，制成酒精灯和汽油灯；
（2）两灯同时点燃后分别给两杯质量和初温都相等的水加热（两个烧杯完全相同）如下图所示：
（3）通过观察水温的变化，判断两种燃料热值的大小。当两灯的燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是80℃，而乙装置中温度计的读数是90℃。由此判断　汽油　（选填“酒精”或“汽油”）的热值较大；
（4）实验中燃料燃烧放出的热量，通过　热传递　（选填“做功”或“热传递”）的方式使水的内能增大；
（5）根据Q吸＝c水m水（t﹣t0）计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出汽油的热值，发现计算结果与教科书上给出的汽油热值相比　偏小　（选填“偏大”或“偏小”）了，结合装置图，分析原因　有热量损失　。
【解答】解：（1）在探究酒精和汽油热值的大小时，需要保持酒精和汽油的质量相等。
（3）燃料完全燃烧后，甲装置的水的温度升高低，乙的水温度升高高，说明乙中的水吸收的热量多，即质量相同的甲乙燃料完全燃烧时，乙即汽油放出的热量多，这说明汽油的热值较大。
（4）燃料燃烧放出的热量，直接传递给烧杯及水，水的温度升高，所以是通过热传递的方式使水的内能增大。
（5）利用Q吸＝c水m水（t﹣t0）计算水吸收的热量，然后计算出的汽油的热值会比教科书的热值偏小，因为燃烧汽油放出的热量有损失，水只是吸收了一部分热量，其它热量被烧杯等吸收及散失到空气中。
19．如图所示是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器和激光测距仪来了解周围的交通状况。该款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了10km，消耗汽油1.5L。假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中（汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.6×107J/kg），求：
（1）汽油燃烧所放出的热量；
（2）发动机的牵引力。
【解答】解：（1）消耗汽油的体积：V＝1.5L＝1.5×10﹣3m3，
则由ρ＝得，消耗汽油的质量为：
m＝ρV＝0.8×103kg/m3×1.5×10﹣3m3＝1.2kg；
汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝1.2 kg×4.6×107J/kg＝5.52×107J；
（2）由η＝得，汽油机的有用功：
W＝ηQ放＝30%×5.52×107J＝1.656×107J；
由W＝Fs得，汽车发动机的牵引力：
F＝＝＝1656N。
答：（1）汽油燃烧所放出的热量为5.52×107J；
（2）发动机的牵引力为1656N。
20．某煤气炉的效率是6%，现用该炉将10kg的水加热至沸腾，用了0.1m3的煤气，已知煤气的热值是3.5×107J/m3，水的比热容是4.2×103J/（kg?℃），求：
（1）0.1m3煤气完全燃烧放出的热量
（2）水吸收的热量；
（3）水升高的温度。
【解答】解：
（1）完全燃烧0.1m3的煤气放出的热量：
Q放＝Vq＝0.1m3×3.5×107J/m3＝3.5×106J。
（2）根据η＝知水吸收的热量：
Q吸＝ηQ放＝6%×3.5×106J＝2.1×105J；
（3）根据Q＝cm△t知水升高的温度：
△t＝＝＝5℃。
答：（1）0.1m3煤气完全燃烧放出的热量3.5×106J；
（2）水吸收的热量2.1×105J；
（3）水升高的温度为5℃。