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

第十四章《内能的利用》单元测试卷 一、单选题(共 15 小题) 1.已知烟煤的热值是 2.9×107J/kg，那么( ) A． 2 kg 的烟煤燃烧时，一定能放出 5.8×107J 的热量 B． 1 kg 的烟煤完全燃烧，一定能放出 2.9×107J 的热量 C． 2 kg 的烟煤温度降低 1 ℃时，放出 2.9×107J 的热量 D． 10 kg 烟煤的热值是 2.9×108J/kg 2.下列关于能量的转化和守恒的说法正确的是( ) A． 人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生 B． 因为能量是守恒的，所发不存在能源危机 C． 高山上滚下的石块越来越快，说明动能转化为重力势能 D． 酒精燃烧时，将化学能转化为内能，但内能不会自发的转化为酒精的化学能 3.内燃机安装飞轮的主要作用是( ) A． 使机器美观协调，增加稳定性 B． 利用飞轮惯性，完成三个辅助冲程 C． 增加机器重力 D． 以上都不对 4.一种叫做“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现 象称为压电效应．一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的．只要用大拇指压一下 打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生 10 kV～20 kV 的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气 体．上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是( ) A． 化学能转化为电能 B． 内能转化为电能 C． 光能转化为电能 D． 机械能转化为电能 5.下列过程中，物体的重力势能转化为动能的是( ) A． 热气球上升的过程 B． 铅球自由下落的过程 C． 跳水运动员将跳板踏弯的过程 D． 跳伞运动员在空中匀速下落的过程 6.近年以来，安宁河谷地区大力发展风力发电，风力发电的过程中涉及到的能量转化说法正确的是 ( ) A． 太阳能转化为电能 B． 电能转化为风能 C． 水能转化为电能 D． 风能转化为电能 7.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 8.汽油机的一个工作循环分为四个冲程，每个冲程都伴随着能量的转移或转化，其中主要将机械能 转化为内能的冲程是( ) A． 吸气冲程 B． 压缩冲程 C． 做功冲程 D． 排气冲程 9.如图是四冲程汽油机工作的示意图，其中不是靠惯性完成的是( ) A． B． C． D． 10.以下机械属于热机的是( ) A． 火箭发动机 B． 发电机 C． 滑轮组 D． 洗衣机 11.从漫画中我们看到由于热机的大量使用，在给人类社会带来进步的同时，使人类的生存也受到 了威胁．下列关于热机和环境保护的说法中正确的是( ) A． 热机的效率是描述热机性能的重要指标 B． 当前热机的效率可以达到 100% C． 汽车排出的尾气越浓，汽油机的效率越高 D． 热机是通过燃料的燃烧获取的化学能并转化为机械能的装置 12.在汽油机压缩冲程中，气缸内气体的( ) A． 温度降低 B． 密度变小 C． 热量增多 D． 内能增加 13.下列图形中，属于内能转化为机械能的是( ) A． 滑下滑梯 B． 弯折铁丝 C． 做功冲程 D． 压缩空气点火 14.使用天然气比管道煤气烧开同一壶水用的时间短一些，这是因为天然气的( ) A． 比热容大 B． 密度小 C． 内能大 D． 热值大 15.下列关于各种形式能的转化，说法错误的是( ) A． 水电站里水轮机带动发电机发电，机械能转化为电能 B． 摩擦生热，化学能转化为内能 C． 燃料燃烧时发热，化学能转化为内能 D． 电动机带动水泵把水送到高处，电能转化为机械能 二、填空题(共 3 小题) 16.请阅读下面的介绍，回答相关问题． 焦耳是一位伟大的物理学家，他成功地发现了焦耳定律，测出了热功当量…….但他在探索科学真 理的道路上，也走过弯路．年轻的时候，焦耳也和许多人一样设想能制作出一种“永动机”——不需 要给它提供任何动力(即不消耗任何能源)就能自动工作起来的机械装置．他曾通宵达旦地冥思苦想， 不断地设计、制作，但没有一次是成功的．接连的失败引起了焦耳的深思，他没有像有些人那样 “执迷不悟”，而是反思原来的设想，重新确定新的探究课题．经过不懈的努力，他终于在新的研究 领域中取得了成功，发现了科学真理． (1)“ 永 动 机 ” 制 造 一 直 失 败 的 原 因 是 ： 它 违 背 了 ________________________________________________________________________； (2) 你 从 焦 耳 科 学 探 究 的 历 程 中 得 到 的 启 示 是 ： ________________________________________________________________________. 17.按如图所示装置进行实验，把试管中的水加热至沸腾，试管上方的小叶轮会转动起来，此过程 中能量的转化与热机工作中的________冲程能量的转化相同． 18.随着城市的污染严重，更多的市民增强了环保意识，借此，各大车上也纷纷推出各式各样的新 能源汽车，包括纯电动、混合动力汽车等．目前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，这种新型发动机对汽车提供动力时将________能转化为 ________能．这种车与汽油机相比的优点是________．(说出一点即可) 三、实验题(共 3 小题) 19.在比较不同燃料热值的实验中，小明利用图示两套完全相同的实验装置，分别在燃烧皿中放入 质量相同的酒精和碎纸片，同时点燃后对质量和初温相等的水加热，记录燃烧相同时间水升高的 温度Δt. (1)小明设计的方案存在明显的缺陷，请你帮他指出来．答：________，理由是：________. (2)小华针对小明方案中的缺陷进行修改．简要写出修改后正确的实验方案．答：________. (3)小华按正确方法进行实验，发现用酒精作为燃料的水升高的温度Δt1 是用纸作为燃料水升高的温 度Δt2 的 2 倍．由此，她能否得出“酒精的热值是碎纸片的 2 倍”的结论．答：________(能/不能)； 简要说明理由________________． 20.小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已 知．(注：燃料完全燃烧放热用 Q 放＝mq 计算，某燃料的热值用 q 表示；其质量用 m 表示)．自己 设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系．他组装了图所示的装置进行实验，记录结 果见下表： (1)为了保证实验结论可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的 ________相同；另外，甲乙两烧杯内水的质量要________(选填“相等”或“不相等”)． (2)分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________． (3)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的实验仪器 是：________.利用此实验方法计算出的热值将比真实值________(偏大或偏小)． 21.比较不同燃料的热值实验： (1)为保证实验结论的可靠，小王同学在实验中应保持水的质量、________ 、以及两个烧杯等 都应相同． (2)实验数据记录如下表，根据表中数据，估算出燃料 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)，出现这样情况的主要原因是 ________________________________________________________________________．(写出一点) 四、计算题(共 3 小题) 22.太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一．若某天太阳能热水器在有效照射时间内，将 热水器中质量为 100 kg 初温为 20 ℃的水温度升高到 50 ℃.则： (1) 热水器中的水吸收的热量是多少(水的比热容 4.2×103J/(kg·℃)) (2) 若改用燃气锅炉来加热这些水，需要完全燃烧 0.75 m3 的燃气，请假该锅炉的效率(燃气热值 q ＝4.0×107J/m3) 23.天然气灶烧水，燃烧 0.5 m3 的天然气，使 100 kg 的水从 20 ℃升高到 70 ℃.已知水的比热容为 C ＝4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为 q＝7.0×107J/m3.求： (1) 0.5 m3 天然气完全燃烧放出的热量 Q 放． (2)燃气灶的效率． 24.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温 随时间变化的图线．若在 6 min 内完全燃烧了 0.2 kg 的煤，水的比热容为 4.2×103J/(kg·℃)，煤的热 值约为 3×107J/kg.求： (1)煤完全燃烧产生的热量； (2)经过 6 min 时间加热，水所吸收的热量； (3)煤炉烧水时的热效率． 答案解析 1.【答案】B 【解析】1 kg 某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值．热值是燃料的一种特性，与燃 料的质量体积以及是否完全燃烧都无关．A 项，2 kg 的烟煤完全燃烧时，根据 Q＝mq＝2 kg×2.9×107J/kg＝5.8×107J，所以 2 kg 的烟煤燃烧时不一定完全燃烧，则放出的热量不一定是 5.8×107J，故 A 错误；B 项，因为烟煤的热值是 2.9×107J/kg，所以 1 kg 的烟煤完全燃烧，一定能放 出 2.9×107J 的热量，故 B 正确；C 项，2 kg 的烟煤温度降低放出的热量与物质的热值无关，所以 C 错误；D 项，10 kg 烟煤的热值不变，仍是 2.9×107J/kg，不是 2.9×108J/kg；故 D 错误． 2.【答案】D 【解析】A 项，能量是不能凭空产生的，此说法违背了能量守恒定律，故 A 错误．B 项，燃料的燃 烧得产生的能量才能利用，而燃料一旦消耗完，不能得到补充，因此能源存在危机；故 B 错误；C 项，高山上滚落的石头，高度降低重力势能减小，速度加快，动能增大，所以是重力势能转化为 动能．故 C 错误；D 项，酒精燃烧时温度升高，所以是得到了内能，但内能不会自发的转化为酒 精的化学能，故 D 正确． 3.【答案】B 【解析】汽油机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，做功冲程把内能转化 为机械能，对外提供动力．其他三个冲程要靠飞轮的惯性来完成． 4.【答案】D 【解析】“挤压或拉伸”动作后，就会产生放电现象， 说明消耗机械能，转化后得到了电能，所以 为机械能转化为电能． 5.【答案】B 【解析】A 项，热气球上升的过程，高度增加，是空气对气球做功，机械能增加，故 A 不符合题 意；B 项，铅球自由下落的过程中，高度下降，速度增加，是重力势能转化为动能，故 B 符合题 意；C.跳水运动员将跳板踏弯的过程中，跳板形变的程度增加，弹性势能增加，并非减小转化成动 能，故 C 不符合题意；D 项，跳伞运动员在空中匀速下落的过程，速度不变，高度下降，是动能 不变，重力势能减小，故 D 不符合题意． 6.【答案】D 【解析】风力发电的过程中，消耗了风能，产生了电能，因此该过程将风能转化为了电能． 7.【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. 8.【答案】B 【解析】在汽油机一个工作循环的四个冲程中，压缩冲程活塞向上运动，压缩燃料混合物对其做 功，使气缸内的气体的内能增加，温度升高，故是将机械能转化为内能，故 B 正确． 9.【答案】B 【解析】汽油机的一个工作循环由四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲 程．内燃机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程中机械能转化为内能，压缩冲 程是依靠飞轮的惯性完成的；二是做功冲程中内能转化为机械能．判断出是哪个冲程，再判断能 量是怎样转化的．A 项，图中的气门关闭，活塞上行，所以是压缩冲程，压缩冲程是将机械能转化 为内能的过程；是依靠飞轮的惯性完成的冲程；不符合题意；B 项，图中的气门关闭，活塞下行， 所以是做功冲程，做功冲程是将内能转化为机械能的过程，不是依靠飞轮的惯性完成的冲程；符 合题意；C 项，图中的进气门关闭，排气门打开，活塞上行，所以是排气冲程；是依靠飞轮的惯性 完成的冲程；不符合题意；D 项，图中的进气门打开，排气门关闭，活塞下行，所以是吸气冲程； 是依靠飞轮的惯性完成的冲程；不符合题意． 10.【答案】A 【解析】热机是把内能转化成机械能的装置．火箭发动机是把内能转化成机械能，属于热机；发 电机是把电能转化为机械能，不属于热机；滑轮组是简单的机械，不属于热机；洗衣机是电能转 化为机械能，不属于热机． 11.【答案】A 【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，因此热机的 效率是热机性能的重要指标，故 A 正确．B 项，热机工作时由于要克服机械间的摩擦做额外功、 同时也存在热散失、并且废气带走大部分能量，所以热机的效率很低，不能达到 100%，故 B 不正 确．C 项，热机工作时，燃料燃烧放出的废气会带走大部分能量，汽车排出的尾气越浓，汽油机的 效率越低，故 C 不正确．D 项，热机是通过燃料的燃烧获取的内能并转化为机械能的装置，故 D 不正确． 12.【答案】D 【解析】压缩冲程是活塞压缩气缸内气体对气体做功，机械能转化为内能，气缸内气体的内能增 加，温度升高；因为气缸内气体质量不变但体积变小，由密度的计算公式可知气缸内气体的密度 变大；故 A、B 都不正确，D 正确；又因为热量是指热传递过程中传递能量的多少，不能说热量增 多，故 C 选项不正确． 13.【答案】C 【解析】A 项，滑下滑梯时，与滑梯发生摩擦做功，将机械能转化为内能，不合题意；B 项，弯折 铁丝时，是通过做功将机械能转化为内能，不合题意；C 项，在内燃机的做功冲程中，燃气膨胀对 外做功，将内能转化为机械能，符合题意；D 项，压缩点火，属压缩气体做功，将机械能转化为内 能，不合题意． 14.【答案】D 【解析】因为天然气的热值大于煤气的热值，所以燃烧相同质量的天然气和煤气，天然气放热多， 也就是放出相等的热量，燃烧天然气要少一些． 15.【答案】B 【解析】A 项，水电站里水轮机带动发电机发电，机械能转化为电能，故 A 正确；不符合题意；B 项，摩擦生热，机械能转化为内能，故 B 错误；符合题意；C 项，燃料燃烧时发热，化学能转化 为内能，故 C 正确；不符合题意；D 项，电动机带动水泵把水送到高处，电能转化为机械能，故 D 正确；不符合题意． 16.【答案】能量守恒定律 科学探究要善于思考，认清方向，经常反思，不懈努力． 【解析】永动机违背了能量守恒定律；焦耳科学探究的历程给我们的启示：科学探究要善于思考， 认清方向，经常反思，不懈努力． 17.【答案】做功 【解析】由图可知，从玻璃管口喷出的水蒸气驱动叶轮转动，水蒸气会对叶轮做功，将水蒸气的 内能会转化为塞子的机械能；此过程与汽油机的做功冲程类似，在做功冲程中也是燃气的内能转 化为活塞的机械能． 18.【答案】内 机械 无污染，有利于环境保护(答案不唯一)． 【解析】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，这种车在开车时将空 气的内能转化为车的机械能； 该车的排放物为空气，汽油机排放的废气中中含有大量对环境不利的杂质，所以这种车与汽油机 相比优点是无污染，有利于环境保护． 19.【答案】(1)不应比较相同时间内水升高的温度；不同燃料燃烧速度不一定相同，相同时间内消 耗燃料质量不一定相等 (2)比较燃料完全燃尽后水升高的温度 (3)不能 两种燃料释放的热量不 可能完全被水吸收 【解析】(1)实验应燃烧相等质量的酒精与纸，比较水升高的温度，然后比较酒精与纸的热值大小， 而不是用酒精与纸对水加热，比较相同时间内水升高的温度比较酒精与纸的热值大小； (2)由(1)可知，实验时应：比较相同质量的酒精与纸完全燃尽后水升高的温度，根据水升高的温度 比较酒精与纸的热值大小； (3)用酒精与纸对水加热时，两种燃料释放的热量不可能完全被水吸收，不能根据水升高的温度直 接得出酒精的热值是纸的热值的两倍的结论． 20.【答案】(1)质量 相等 (2)煤油 (3)天平 偏小 燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯 等实验装置吸了热，使 Q 放大于 Q 吸 【解析】(1)因燃料放出的热量与质量有关，必须控制燃料的质量相等，由于水吸收热量后升高的 温度受水的质量的影响，所以在实验中应控制水的质量相等． (2)由图表数据可知在相同时间内甲杯中的水温度升高的快，所以煤油的热值较大． (3)实验中，要控制质量相等，所以需要用天平来测量物质的质量；由于燃烧放出的热会散失到空 气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使 Q 放大于 Q 吸，依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要 偏小些． 21.【答案】(1)燃料的质量 (2)1.2× 107 (3)小 燃料燃烧放出的热不能被水全部吸收 【解析】(1)为了比较相同质量的酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少，必须控制二者的质量相等、 烧杯内水的质量相等、两个烧杯相同； (2)相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热，酒精燃烧放出的热量可以将水的温度升高 20 ℃，碎纸片燃 烧放出的热量可以将水的温度升高 10 ℃，可见酒精的热值是碎纸片的 2 倍，所以碎纸片的热值为 1.2×107J/kg； (3)因为烧杯、空气也吸收热量，并且燃料不可能完全燃烧，所以测得的热值会偏小． 22.【答案】解：(1)热水器中的水吸收的热量： Q 吸＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×100 kg×(50 ℃－20 ℃)＝1.26×107J； (2)完全燃烧煤气放出的热量： Q 放＝V 煤气 q＝0.75 m3×4.0×107J/m3＝3.0×107J， 锅炉的效率： η＝ ×100%＝ ×100%＝42%. 答：(1)热水器中的水吸收的热量为 1.26×107J； (2)锅炉的效率为 42%. 【解析】(1)根据 Q＝cm(t－t0)求出水吸收的热量； (2)根据 Q＝mq 求出完全燃烧煤气放出的热量；根据η＝ ×100%求出锅炉的效率． 23.【答案】解(1)0.5 cm3 天然气完全燃烧放出的热量： Q 放＝Vq＝0.5m3×7.0×107J/m3＝3.5×107J (2)100 kg 水从 20 ℃升高到 70 ℃吸收的热量： Q 吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×100 kg×(70 ℃－20 ℃)＝2.1×107J 燃气灶的效率： η＝ ×100%＝ ×100%＝60% 答：(1) 0.5 m3 天然气完全燃烧放出的热量 3.5×107J；(2)燃气灶的效率为 60%. 【解析】(1)利用公式 Q 放＝Vq 计算天然气完全燃烧放出的热量；(2)首先利用 Q 吸＝cmΔt 计算出水 吸收的热量，然后利用公式η＝ ×100%得到燃气灶的效率． 24.【答案】解：(1)煤完全燃烧产生的热量： Q 放＝mq＝0.2 kg×3×107J/kg＝6×106J， (2)由图可知，经过 6 min 时间加热后水温由 20 ℃达到 80 ℃， 则水吸收的热量： Q 吸＝cm(t﹣t0) ＝4.2×103J/(kg·℃)×10 kg×(80 ℃﹣20 ℃) ＝2.52×106J； (3)煤炉烧水时的热效率： η＝ ×100%＝ ×100%＝42%； 答：(1)煤完全燃烧产生的热量为 6×106J； (2)经过 6min 时间加热，水所吸收的热量为 2.52×106J； (3)煤炉烧水时的热效率为 42%. 【解析】(1)已知煤的质量和热值，利用 Q 放＝mq 可求得煤完全燃烧产生的热量； (2)由图象可知，经过 6 min 时间加热，水升高的温度值，利用吸热公式 Q 吸＝cmΔt 求水吸收的热 量； (3)利用η＝ ×100%计算煤炉的热效率．