人教版物理九年级上册第十四章单元测试卷(三)附答案.pdf

第 14 章 内能的利用（3）一、选择题（每小题3 分，共 30 分）1（2016港南区一模）一杯酒精减少一半后，则（）A热值和比热容都不变 B热值减半、比热容不变 C热值和比热容都减半 D热值不变、比热容减半【考点】燃料的热值【难度】易【专题】比热容、热机、热值【分析】比热容、燃烧值值都是物质的一种特性，不随物体的质量体积的大小而变化【解答】解：把一杯酒精减少一半，质量和体积均减小一半，而比热容、热值，是物质的一种特性，不随物体的多少而变化，热值和比热容都不变 故选 A【点评】此题主要考查物质的几种特性，特性表示这种物质特有的，可用于区别其他物质的，一般是不变化的 2（2015泰安）四冲程内燃机工作时，哪个冲程将机械能转化为内能（）A压缩冲程 B做功冲程 C吸气冲程 D排气冲程【考点】热机权所有【难度】易【专题】比热容、热机、热值【分析】内燃机的四个冲程中，压缩冲程活塞压缩燃料混合物做功，将机械能转化为内能；做功冲程高温高压的燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能【解答】解：A、压缩冲程活塞压缩燃料混合物做功，将机械能转化为内能，A 正确；B、做功冲程高温高压的燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，B 错误；C、吸气冲程吸入新鲜的空气和汽油的混合物，没有能量转化，C 错误；D、排气冲程将废气排出气缸，没有能量转化，D 错误 故选 A【点评】本题主要考查了内燃机的四冲程能量转化情况，要掌握压缩冲程和做功冲程的区别，难度不大 往返两次，飞轮转动两周 5（2015 秋浦北县期末）下列关于能量的转化和守恒的说法中错误的是（）A钻木取火是将机械能转化成内能 B酒精燃烧时，将化学能转化为内能 C发电机发电时，将机械能转化为电能 D人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生【考点】能量的转化；能量守恒定律 【难度】中【专题】能源的利用与发展【分析】判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，总是消耗的能量转化为得到的能 能量既不能凭空产生也不能凭空消失，总是由一种能量转化为另一种能量，在转化的过程中能的总量保持不变【解答】解：A、钻木取火的过程克服摩擦做功，是将机械能转化成内能，说法正确；B、酒精燃烧时温度升高，所以是得到了内能，故是化学能转化为内能，说法正确；C、发电机的工作原理是把机械能转化为电能，说法正确；D、能量是不能凭空产生的，此说法违背了能量守恒定律，故此说法是错误的 故选 D【点评】此题考查的是我们对于能量转化现象的分析能力以及对能的守恒的理解 6（2016 秋天津期中）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 D0.5g 汽油和 2kg 汽油，它们的热值是一样的【考点】燃料的热值【难度】中【分析】1kg 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【解答】解：A、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、热值大小与燃料是否容易燃烧无关，故 B 错；C、煤的热值比干木柴大，说明 1kg 的煤完全燃烧放出的热量比 1kg 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、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 故选 D【点评】本题考查了学生对燃料热值是燃料特性的理解与掌握，是经常考的题型，充分理解“热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关”7（2016 秋新泰市校级期中）下列现象中属于能量转移的是（）A古人钻木取火 B热水瓶中的水蒸气把瓶塞顶开 C钢铁在火炉中熔化 D人造地球卫星的太阳能光电池充电【考点】能量的转化；能量守恒定律【难度】中【专题】能源的利用与发展【分析】能量转化是生活中普遍存在的一种现象；判断时，首先要搞清实例中涉及到哪些能量，再根据具体情况做出判断【解答】解：A、钻木取火过程中，消耗机械能，转化为内能，使木头的内能增加、温度升高，从而燃烧，不符合题意；B、瓶塞被水蒸气顶开，是水蒸气对瓶塞做功，内能转化为机械能，是能量的转化过程，不符合题意；C、钢铁在火炉中熔化，是因为内能由火传递给钢铁，使钢铁的内能增大，温度升高，到达熔点而熔化，故 C 符合题意；D、人造地球卫星的太阳能光电池工作时消耗太阳能，得到了电能，故它在工作时把太阳能转化为电能，不符合题意 故选 C【点评】（1）掌握能量守恒定律（2）正确理解生活中的能的转移和转化 8.（2016松山区一模）热机包括内燃机，柴油机和汽油机都属于内燃机，关于热机的下列说法中正确的是（）A汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入气缸 C四冲程汽油机在工作过程中，进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程 D在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能【考点】汽油机；柴油机【难度】中【分析】汽油机和柴油机结构不同之一：汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴；工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气；热机工作过程中，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【解答】解：A、汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴此选项错误；B、工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气 此选项错误；C、四冲程汽油机在工作过程中，进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程此选项正确；D、柴油机的压缩冲程中，机械能转化为空气的内能此选项错误 故选 C【点评】此题考查的是汽油机和柴油机的结构区别及吸入物质区别、工作过程中的能量转化，属于热机部分的重点内容，需要熟练掌握 9.（2016 秋合肥期中）热机的广泛使用已成为一个国家工业化程度的标志，人类的现代生活已越来越离不开这种热机，热机从根本上改变着我们的世界 下列相关说法正确的是（）A增大热机功率可以提高热机的效率 B内燃机完成一个工作循环对外做功一次 C内燃机完成一个工作循环飞轮转动一周 D采取有效措施可以使热机效率达到 100%【考点】热机；热机的效率【难度】中【分析】（1）热机的效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，热机功率表示热机做功快慢，热机功率与热机的效率无关（2）四冲程内燃机的一个工作循环包括四个冲程，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程（3）内燃机完成一个工作循环飞轮转动 2 周（4）热机的效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，减少热的损失，可以提高效率【解答】解；A、热机的效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，热机功率表示热机做功快慢，它们之间没有联系，故增大热机的功率并不能提高热机的效率 故A 错误；B、四冲程内燃机的一个工作循环包括四个冲程，一个工作循环对外做一次功，故 B 正确；C、内燃机完成一个工作循环飞轮转动 2 周，故 C 错误；D、热机工作时，总要克服摩擦做功、总有部分能量散失到空中，用来做有用功的能量一定小于燃料完全燃烧产生的能量，所以热机效率一定小于 1故 D 错误 故选 B【点评】本题考查内燃机的四个冲程以及热机的效率与热机功率的关系；注意无论采取什么措施，热机的效率总小于 1 10（2015 秋滨州校级期中）甲、乙两台汽油机，甲的效率比乙高，则（）A甲每秒钟做的功比乙每秒钟做的功多 B甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少 C消耗同样多的汽油，甲做的有用功比乙做的有用功多 D做同样多的有用功，甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少【考点】热机的效率【难度】中【专题】比热容、热机、热值【分析】热机的效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，效率高则比值大功率是表示物体做功快慢的物理量，与效率没有关系【解答】解：A、相同时间内做功不同，说明功率不同，与效率无关，故 A 错误；B、由于不确定甲乙做功的多少，所以无法比较耗油量，故 B 错误 C、甲的效率比乙高，说明消耗同样多的油，甲做的有用功多故 C 正确；D、甲的效率高，则做同样多的有用功，甲消耗的油少故 D 正确；故选 CD【点评】此题主要考查了对热机效率的理解，并且考查了热机效率与功率的区别热机效率是表示热机性能好坏的，功率是表示热机做功快慢的，不要把二者混淆在一起 二、填空题（每空 2 分，共 30 分）11四冲程内燃机在它的一个工作循环中，要顺次完成吸气冲程、做功冲程、四个冲程【考点】热机【难度】易【专题】应用题；比热容、热机、热值【分析】四冲程内燃机在它的一个工作循环中，要顺次完成 吸气、压缩、做功、排气四个冲程【解答】解：四冲程内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成的，除做功冲程，其它冲程是靠飞轮的惯性来工作的 故答案为：压缩冲程；排气冲程【点评】本题考查了学生对内燃机四个冲程的掌握，属于基础知识的考查，比较简单 12.（2015 秋东营校级月考）我们每天都要升火煮饭，这是利用内能来直接加热物体，内能的另一个重要应用就是用它来做功下列内能的利用实例中，属于应用一的是 ；属于应用二的是 （填序号）锅炉 汽车 用高炉炼钢 喷气式飞机 火箭【考点】能量的转化【难度】易【专题】应用题；热和能【分析】内能的利用主要有两方面，即做功和加热物体，故据生活中的实际情况进行判断即可【解答】解：像锅炉、用高温炼钢等是利用内能加热物体的；像汽车、喷气式飞机、火箭内部有内燃机，是利用内能做功的 故答案为：；【点评】知道内能在生活中的应用，并能加以区分是解决该题的关键 13（2014 秋伍家岗区校级期中）当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率 （选填“升高”、“不变”或“降低”）发动机散热器常用 做冷却剂，这是因为它的 大【考点】热机的效率【难度】易【专题】比热容、热机、热值【分析】（1）热机工作的过程中内能转化为机械能；热机的效率是指用来做有用功的能量占燃料完全燃料放出的总能量的百分比，据此结合现象可分析对效率的影响；（2）水具有比热容较大的特性，这是常被选做冷却剂的原因【解答】解：（1）汽车发动机工作时将内能转化为机械能，冒“黑烟”说明燃烧不充分，用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的比值就小，所以效率降低用水做冷却剂（2）是因为水的比热容较大，在相同质量的情况下，升高相同的温度时，水能吸收更多的热量，因此动机散热器常用水做冷却剂 故答案为：降低；水；比热容【点评】本题主要考查了热机工作时能量的转化以及对热机效率、比热容概念的理解，属于基础题目 14氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点氢气的热值为 14.3107J/kg，完全燃烧0.5kg 的氢气可放出 J 的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值 （填“变大”、“不变”或“变小”）【考点】燃料的热值【难度】中【专题】计算题【分析】（1）知道氢气的热值和氢气的质量，利用 Q放=mq 求完全燃烧放出的热量；（2）1kg 的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值，其大小只与燃料的种类有关，而与燃料的质量无关【解答】解：（1）0.5kg 氢气完全燃烧放出的热量：Q放=mq=0.5kg14.3107J/kg=7.15107J，（2）一罐氢气用去了一半，氢气的热值不变，仍为 14.3107J/kg 故答案为：7.15107，不变【点评】本题考查了燃料热值的概念，以及利用热值计算燃料燃烧放出的热量，因条件已给出，难度不大 15.（2016 秋枞阳县校级期中）有一箱木炭，它的质量为 20kg，其热值为 3.4107J/kg若用掉一半，剩下木炭的热值为 3.4107 J/kg半箱木炭燃烧最多放出的热量是 3.4108 J【考点】燃料的热值【难度】中【分析】热值是物体的本质特性，不会改变，根据燃料燃烧放出热量公式 Q=mq 可计算木炭燃烧放出的热量【解答】解：热值是燃料的特性，不随质量改变而改变，因此用掉一半，剩下木炭的热值仍然是 3.4107J/kg；半箱木炭燃烧最多放出热量 Q=qm=3.4107J/kg10kg=3.4108J 故答案为：3.4107；3.4108【点评】本题考查学生对热值的理解和燃料燃烧放出热量公式的运用，属于基础知识的考查 16.中国自主研制歼 20 隐形战机如图所示，它的发动机是一种热机，效率高达 60%，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，高空中飞机获得 1.8105N 的水平推力，据测试飞机以 600km/h 的速度沿水平方向匀速航行最多可达 10h，假设航空煤油完全燃烧燃油的热值为 4.6107J/kg，燃油的密度 0.8103kg/m3，该战机的发动机工作原理为：将航空煤油燃烧放出的 转为 ；发动机所做的功为 ；飞机的油箱至少储存体积为 的航空煤油。【考点】燃料的热值；热机的效率【难度】难【分析】（1）热机是将内能转化为机械能的机器；（2）利用 s=vt 求飞机最多飞行的距离，再利用 W=Fs 求发动机所做的功；（3）利用=求燃油完全燃烧放出的热量，而 Q放=mq，据此求出完全燃烧燃油的质量，再利用密度公式求燃油的体积【解答】解：（1）歼 20 隐形战机的发动机是一种热机，工作时将航空煤油燃烧放出的内能转化为机械能；（2）由 v=得飞机最多飞行的距离：s=vt=600km/h10h=6000km=6106m，发动机所做的功：W=Fs=1.8105N6106m=1.081012J；（3）由=燃油完全燃烧放出的热量：Q放=1.81012J，由 Q放=mq 得完全燃烧燃油的质量：m油=3.9104kg，由=得燃油的体积：V=48.75m3=4.875104dm3=4.875104L 答：（1）内能；机械能；（2）发动机所做的功为 1.081012J；（3）飞机的油箱至少储存 4.875104L 体积的航空煤油【点评】本题为力学和热学的综合计算题，考查了学生对速度公式、密度公式、效率公式、燃料完全燃烧放热公式的应用，计算时注意单位换算：1m3=103dm3，1dm3=1L 三、实验题（每小题 8 分，共 16 分）17回答下列问题：（1）如图甲所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧此过程中活塞对筒内气体做功，气体的内 能 填“增加”或“减少”），这与四冲程汽油机的 冲程的能量转化相同 某台汽油机飞轮的转速为 2400r/min，在 1s 内，汽油机做功 次 （2）在如图乙的实验中持续往烧瓶中打气，瓶塞会被弹出来，瓶内会出 现 现象，瓶内气体的内能变化情况是：（填“一直增大”或“一直减小”或“先增大后减小”或“先减小后增大”）实验前向烧杯中加入少量水的原因是 。【考点】热机【难度】中【分析】（1）改变内能的方法有：做功和热传递；当对物体做功，物体的内能将增大，温度升高；内燃机有四个冲程，在压缩冲程中，活塞压缩空气做功，将机械能转化为内能；汽油机的一个工作循环由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程组成在一个工作循环中曲轴转 2 圈，飞轮转 2 周，做功一次；（2）液化是由气态变成液态的过程液化的方式有两种：降低温度和压缩体积【解答】解：（1）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，棉絮燃烧起来；说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增加；压火仪实验中，活塞的机械能转化为空气的内能，与内燃机的压缩冲程相似；四冲程汽油机的飞轮转速为 2400r/min，因为一个工作循环飞轮转 2 圈，完成四个工作冲程，做功 1 次，所以 1min 完成 1200 个工作循环，1s 完成 20 个工作循环，做功 20 次（2）往烧瓶中打气，对瓶内气体做功，内能增加；瓶内的空气膨胀把软木塞冲出来，瓶内空气对活塞做功，空气的内能减小，温度降低；空气中的水蒸气遇冷液化成小水滴，即形成白雾；故瓶内气体的内能变化情况是先增大后减小；实验前向烧杯中加入少量水的原因是增加水蒸气的含量，使实验现象明显 故答案为：（1）增加；压缩；20；（2）白雾；先增大后减小；增加水蒸气的含量，使实验现象明显【点评】根据改变物体内能的方法以及内燃机的工作过程和原理（能量的转化）；知道在一个工作循环中曲轴转 2 圈，飞轮转 2 周，做功一次可解答此题 18（2016 秋句容市期中）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，烧杯内的液体初温相同 （1）比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验；在实验中，三烧杯中 a、b 液体的质量必须 （相等/不同）（2）若在研究不同燃料热值实验时，记录数据如下表：燃料 加热前液体温度 燃料燃尽时液体温度 燃料的热值J/kg 1 15 35 2.4106 2 15 25 根据表中数据计算：完全燃烧 10g 燃料 1 放出的热量为 J，燃料 2 的热值是 J/kg（3）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 （大/小），你认为出现这样情况的主要原因是：【考点】燃料的热值【难度】难【专题】实验题；控制变量法【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）测出了燃料 1 的热值，利用 Q放=mq 求完全燃烧 10g 燃料 1 放出的热量；通过比较液体的温度变化，得出液体吸收热量的变化，就是燃料完全燃烧放出热量的变化，进而得出燃料 2 的热值；（3）在加热过程中存在热损失，据此分析回答【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，应选择甲乙两图进行实验；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，应选择甲丙两图进行实验；在实验中，三烧杯中 a、b 液体的质量必须相等；（2）完全燃烧 10g 燃料 1 放出的热量：Q放=mq=0.01kg2.4106J/kg=2.4104J；燃烧燃料 2 和燃烧燃料 1 相比，液体升高的温度为 2：1，液体吸收热量为 2：1，即燃料完全燃烧放出热量 2：1，所以热值为 2：1，由此得出燃料 2 的热值是 1.2106J/kg；（3）由于燃料燃烧释放的热量不能全部被液体吸收，使得实验得到的燃料热值偏小 故答案为：（1）甲乙；甲丙；相等（2）2.4104；1.2106（3）小；燃料燃烧释放的热量不能全部被液体吸收【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 四、计算题（每小题 12 分，共 24 分）19.（2010鞍山）某中学为学生供应开水，用锅炉将 200kg 的水从 25加热到 100，燃烧了 6kg 的无烟煤【水的比热容是 4.2103J/（kg），无烟煤的热值是 3.4107J/kg】试求：（1）锅炉内 200kg 的水吸收的热量是多少 J？（2）6kg 无烟煤完全燃烧放出的热量是多少 J？（3）此锅炉的效率是多少？【考点】燃料的热值；热机的效率【难度】中【专题】计算题【分析】（1）已知水的质量、比热容和温度变化，可利用公式 Q吸=Cm（tt0）求出热量（2）已知煤的质量和热值，可利用公式 Q放=mq 求放出的热量（3）已求出 Q吸和 Q放，可利用公式=求出效率【解答】解：（1）Q吸=Cm（tt0）=4.2103J/（kg）200kg（10025）=6.3107J 答：水吸收的热量是 6.3107J（2）Q放=qm煤=3.4107J/kg6kg=2.04108J 答：无烟煤完全燃烧放出的热量是 2.04108J（3）=100%=100%30.9%答：锅炉的效率是 30.9%【点评】本题考查学生对热量公式的掌握和运用，以及能量利用效率的问题 20（2014中山一模）某中学为学生供应开水，用锅炉将 200kg 的水从 25加热到 100，燃烧了 6kg 的无烟煤 水的比热容是 4.2103J/（kg），无烟煤的热值是 3.4107J/kg 求：（1）锅炉内的水吸收的热量是多少？（2）无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？（3）此锅炉的效率是多少？【考点】燃料的热值；热机的效率【难度】中【专题】比热容、热机、热值【分析】（1）根据 Q吸=cm（tt0）求出水吸收的热量；（2）根据 Q放=mq 求出无烟煤放出的热量；（3）根据=求出锅炉的效率【解答】已知：水的质量 m1=200kg，初温 t0=25，末温 t=100，c=4.2103J/（kg），无烟煤的质量 m2=6kg，无烟煤的热值是 q=3.4l07J/kg 求：（1）锅炉内的水吸收的热量 Q吸=？；（2）无烟煤完全燃烧放出的热量 Q放=？；（3）锅炉的效率=？解：（1）锅炉内的水吸收的热量：Q吸=cm1（tt0）=4.2103J/（kg）200kg（10025）=6.3107J；（2）无烟煤完全燃烧放出的热量：Q放=m2q=6kg3.4l07J/kg=2.04l08J；（3）锅炉的效率=100%=100%30.9%答：（1）锅炉内的水吸收的热量为 6.3107J；（2）无烟煤完全燃烧放出的热量为 2.04l08J；（3）此锅炉的效率是 30.9%【点评】此题主要考查的是学生对热量、热值和炉子的效率计算公式的理解和掌握，基础性题目