(必考题)初中物理九年级全册第十四章《内能的利用》测试(有答案解析)(1)

一、选择题
1．下列关于热和能的说法中，错误的是（）
A．比热容是物质的一种属性
B．古人“钻木取火”，是内能转化为机械能的过程
C．一切物体都具有内能
D．内燃机在做功冲程是内能转化为机械能的过程
2．四冲程柴油机的转数是960r/min，那么它每秒对外做功的次数是（）
A．8次B．16次C．480次D．960次
3．电动汽车的电池决定了车辆能行驶的里程，工程上用“能量密度”来衡量电池的储电能力，它指的是电池单位质量所存储的电能，“能量密度”相当于我们学过的哪个物理量（）
A．热量B．热值C．内能D．比热容
4．实验室里的一瓶酒精用去一半后，剩下的酒精（）
A．密度、比热容、热值都不变
B．密度、比热容、热值都变为原来的一半
C．密度不变，比热容、热值变为原来一半
D．密度、比热容变为原来一半，热值不变
5．根据所学物理知识，下列描述正确的是（）
A．“破镜”不能“重圆”的原因是破损处的分子间只有斥力没有引力
B．一桶菜籽油用掉一半后，剩余菜籽油密度和比热容都不变但热值减小
C．在内燃机的一个工作循环四个冲程中，有两次做功过程
D．甲、乙两台汽油机，甲的效率比乙高，甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少
6．柴油机与汽油机相比，下列说法错误的是（）
A．柴油机有喷油嘴没有火花塞
B．柴油机吸气冲程进入汽缸的只有空气
C．柴油机效率更低一些
D．压缩冲程中，柴油机缸内气体被压缩程度更大
7．关于四冲程汽油机和柴油机的工作过程有以下几种说法（）
①在压缩冲程中，是机械能转化为内能②在做功冲程中，是内能转化为机械能③只有做功冲程是燃气对外做功④汽油机和柴油机的点火方式相同；上述说法中正确的是（）A．只有①②③B．只有①③C．只有②④D．只有②③④
8．如图a为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，如图b 为四冲程汽油机的工作示意图。

下列判断不正确的是（）
A．图a中气缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力
B．气缸内的蒸汽推动活塞时，内能减小
C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图甲所示的原理相似
D．汽油机一个工作循环的正确顺序是，甲乙丙丁
9．以下说法正确的是（）
A．炎热的夏天海边的沙子烫脚而海水却很凉爽是因为水的比热容比沙子大
B．燃料燃烧不完全时的热值小于完全燃烧时的热值
C．四冲程内燃机工作时四个冲程都需要靠燃料来完成
D．荡秋千时越荡越低最后静止不动，所以在这个过程中能量是不守恒的
10．关于能量转化的实例，下列说法正确的是
A．给蓄电池充电是化学能转化为电能
B．电动车在行驶过程中将电能转化为机械能
C．汽油机的做功冲程是机械能转化为内能
D．水轮机带动发电机发电是电能转化为机械能
11．周末，小明同学在家与父母一起做清洁卫生，美化家居环境。

小明用扫帚扫动地面上一小块果皮的过程中
A．扫帚对果皮做功改变了果皮的内能
B．扫帚对果皮做功消耗了扫帚的内能
C．小明对扫帚做功改变了扫帚的内能
D．小明对扫帚做功消耗了体内的化学能
12．质量为5kg的汽油，用去一半后，剩下的汽油（）
A．密度、比热容、热值都变为原来的一半
B．密度不变，比热容、热值变为原来的一半
C．密度、比热容变为原来的一半，热值不变
D．密度、比热容、热值都不变
二、填空题
13．一台汽油机正常工作时的功率为P，在t时间内完全燃烧掉质量为m的汽油，如果汽油的热值是q，则这台汽油机正常工作的效率η=______（用字母写出表达式）。

14．如图是四冲程汽油机工作状态意图，由图可以看出，此时它正处在____冲程，此时气
缸内汽油与空气的混合气体的内能____（选填“增大”、“减小”或“不变”）；若汽油机曲轴的转速为1200r/min，则1s内该汽油机完成了____个如图所示的冲程。

15．一台四冲程柴油机，活塞向上运动且没有能量转化的是___________冲程。

如果飞轮转速为3600r/min，则该柴油机活塞1s对外做功___________次。

若其效率为40%，完全燃烧5L的柴油转化成的机械能是___________J。

（q柴油=3.3×107J/L）
16．如图1是汽油机的___________冲程，一台四冲程汽油机每秒钟做功 20 次，则它的飞轮转速为___________r/min；某品牌汽车在某路段以 1500N 的恒定牵引力匀速行驶
80km，牵引力做的功是___________J；如果发动机将获得的机械能用来推进汽车行驶做功的效率为 80%，汽车汽油机的能量流程图如图2所示，则此次运行过程中需要完全燃烧
___________kg的汽油（汽油的热值为q=5.0×107 J/kg）。

17．如图所示是汽油机的______冲程。

在压缩冲程中，是通过做功方式增加燃气的内能。

汽油机的转速为3000r/min，则ls内汽油机对外做功______次。

18．“低碳生活”是当今社会所倡导的绿色生活方式。

利用太阳能将2000kg的水从15℃加热到50℃，可以至少节约______kg烟煤。

[烟煤的热值为2.94×107J/kg，水的比热容为
4.2×103J/（kg·℃）]
19．李白的“炉火照天地，红星乱紫烟。

赧郎明月夜,歌曲动寒川”生动描述了工人边炼铜边唱歌的场景。

木炭可以炼铜是因为木炭火焰的温度高于铜的______点；冶炼过程，不断拉动风箱增加送风量可使木炭______，提高热效率。

20．小明利用初中所学物理知识研究汽油机的工作过程，如图所示。

(1)一台单缸四冲程汽油机，正常工作四个冲程的顺序是______（对图甲A 、B 、C 、D 重新排序）；
(2)一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为1800r /min ，该汽油机每分钟完成______个冲程，做功______次；
(3)图乙所示为某汽油的能流图，若1000J E =，1350J E =，2250J E =，3300J E =，4100J E =，则该汽油机的效率为η=______；
(4)请分析汽车发动机的工作效率为什么达不到100%？你的理由是（答一条即可）______；
(5)以前，汽车发动机工作时发热严重，温度很高，常用水给汽车发动机降温，而没有用其他液体，这主要是因为水的______比较大。

三、解答题
21．小明家用天然气灶烧水，燃料0.5m 3的天然气，使100kg 的水从20℃升高到70℃。

已
知水的比热容c ＝4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值q ＝7.0×
107J/m 3。

求： (1)水吸收的热量Q 吸；
(2)0.5m 3 的天然气完全燃料放出的热量Q ；
(3)燃气灶的效率η。

22．小明家使用的是瓶装液化气，每瓶中装入的液化气质量为20kg ，液化气的热值取5×107J/kg 。

(1)1kg的液化气完全燃烧，释放的热量是多少?
(2)若整瓶液化气完全燃烧释放热量的60%被利用，那么散失的热量是多少?
(3)小明想节约能源、降低能耗，若将上述散失的热量全部利用起来，可以把1000千克温度为20℃的水加热到多少摄氏度?
23．一辆汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶4×104m消耗了汽油2kg。

求：
(1)汽车在平直公路上匀速行驶的时间是多少？
(2)2kg汽油完全燃烧放出的热量是多少？（q汽油=4.6×107J/kg）
(3)若汽车以72km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率为1.15×104W，则汽车受到的牵引力大小为多少？
(4)汽车发动机的效率为多少？
24．现代社会，“变废为宝”已成为节约能源的重要途径，例如将垃圾“焚烧”可以发
电，这样既处理了垃圾，又起到了节能减排的效果。

经研究表明每焚烧100kg垃圾可放出
热量8.4×107J。

(1)这些能量相当于完全燃烧多少千克的汽油放出的热量？（汽油的热值q=3×107J/kg）
(2)如果这些能量全部被水吸收，可将多少千克20℃的水在一个标准大气压下烧开？[c水＝4.2×103J/(kg⋅℃)]。

25．“垃圾分类，绿色环保”，合理分类并利用垃圾可以变废为宝。

某垃圾处理厂处理垃
圾时，在一定条件下，1t分类后的垃圾能“榨”出140kg燃料油。

若某小区每天产生3t垃
圾，[该燃料油的热值q =4.0×107J/kg，q煤=3×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。

求：
(1)这3t垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧能释放多少热量；
(2)这些热量相当于完全燃烧多少煤；
(3)若这些热量有30%被初温为20℃、质量为105 kg的水吸收，则水的温度升高多少。

26．12月22日，长征八号运载火箭首飞成功，将厦门大学“海丝一号”等5颗卫星准确送入轨道。

火箭离开发射台时，为了防止高温火焰对发射台的影响，“喷水降温系统”向
火箭尾部火焰中心喷水20s，喷水量为400t。

(1)设喷出的水的温度都是从20℃升高到100 ℃，水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）。

求水升温过程平均每秒吸收的热量。

(2)长征八号火箭一子级、二子级发动机分别采用煤油、液氢为燃料。

效率分别为1η、η，煤油的热值为q1，液氢的热值为q2。

求它们做相等的有用功时各自燃烧煤油和液氢2
的质量之比。

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．B
解析：B
A ．比热容是物质的一种基本属性，只与物质的材料和状态有关，故A 正确，不符合题意；
B ．钻木取火，是机械能转化为内能，故B 错误，符合题意；
C ．物质是由于分子、原子构成，分子永不信息地做无规则运动，具有动能，分子存在间隙和作用力，故分子间存在分子势能，故一切物体都具有内能，故C 正确，不符合题意；
D ．内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能，故D 正确，不符合题意。

故选B 。

2．A
解析：A
由题意知，柴油机每秒的转数
960r 16r/s 60s
= 而飞轮每转两圈，对外做功一次，所以此柴油机每秒对外做功8次。

故选A 。

3．B
解析：B
由题意可知“能量密度”的单位是J/m 3，而热值的密度也是J/m 3，所以“能量密度”相当于我们学过的热值。

故选B 。

4．A
解析：A
密度是物质的一种性质，它的大小与质量、体积无关；比热容是物质的一种性质，与质量的变化无关；热值是燃料的特性，不随质量的变化而变化；所以实验室里的一瓶酒精用去一半后，剩下的酒精密度、比热容、热值都不变。

故选A 。

5．C
解析：C
A ．破损处的分子依然有引力和斥力，破镜不能重圆的原因是分子间的距离过大，当分子之间的距离大于1010m -的10倍时，分子间的作用力变得十分微弱，分子间的引力不足以使物体恢复原状，故A 错误；
B ．密度、比热容、热值都是物质的属性，均与物体的质量和体积无关，所以剩余菜籽油的密度、比热容、热值都不会改变，故B 错误；
C ．在内燃机的一个工作循环四个冲程中，压缩冲程活塞会对气缸内的燃料或气体做功，做功冲程气缸内的燃料被点燃后对活塞做功，所以有两次做功的过程，故C 正确；
D ．热机效率是指用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的热量之比，所以虽然甲的效率比乙高，但没有其它条件无法判断消耗汽油的多少，故D 错误。

故选C 。

6．C
A．柴油机有喷油嘴，而汽油机的顶部有火花塞，故A正确，不符合题意；
B．柴油机吸气冲程进入汽缸的只有空气，汽油机在吸气冲程中吸入的是空气和汽油的混合物，故B正确，不符合题意；
CD．由于柴油机和汽油机的结构和点燃方式不同，使得柴油机的效率比汽油机的效率高，且在压缩冲程中，柴油机缸内气体被压缩程度更大，故C错误，符合题意，D正确，不符合题意。

故选C。

7．A
解析：A
【分析】
四冲程汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，其中只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；另外还有压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能；汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入的是空气；汽油机中有火花塞，采用的是点燃式点火；而柴油机是喷油嘴喷出雾状柴油，进行压燃式点火。

汽油机四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，将内能转化为机械能，在压缩冲程中将机械能转化为内能，故①②③正确；
汽油机中有火花塞，采用的是点燃式点火；而柴油机是喷油嘴喷出雾状柴油，进行压燃式点火，故④错误。

故选A。

8．C
解析：C
A．图 a 中气缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞，拉动牵引绳，使舰载机获得牵引力，故A正确，不符合题意；
B．气缸内的蒸汽推动活塞时，气体对外做功，内能减小，故 B正确，不符合题意；C．蒸汽弹射装置是内能转化为机械能，与丙图做功冲程相似，故C错误，符合题意；D．甲是吸气冲程、乙是压缩冲程、丙是做功冲程、丁是排气冲程，故D正确，不符合题意。

故选C。

9．A
解析：A
A．炎热的夏天海边的沙子烫脚而海水却很凉爽，是因为水的比热容比沙子大，吸收相同热量时沙子的温度升高更大，故A正确；
B．热值是物质的一种属性，与燃料燃烧是否充分无关，故B错误；
C．四冲程内燃机工作时只有做功冲程需要靠燃料来完成，其余三个冲程靠飞轮的惯性完成，故C错误；
D．荡秋千时越荡越低最后静止不动，在这个过程中能量是守恒的，机械能转化为其他形式的能，故D错误。

故选A。

解析：B
【分析】
本题考查能量的转化
A ．蓄电池的充电过程是将电能转化为化学能储存起来，故A 不正确
B ．电动车的行驶是靠电提供动力，所以这个过程是电能转化为机械能，故B 正确
C ．汽油机的做功冲程是提供动力的过程，是将内能转化为机械能，故C 不正确
D ．水轮机带动发电机转动起来才能产生电能，所以发电机的发电过程机械能转化为电能，故D 不正确
11．D
解析：D
小明用扫帚扫动地面上一小块果皮的过程中，小明对扫帚做功消耗了体内的化学能并将其转化为扫帚的机械能；扫帚运动时对果皮做功，果皮运动，在此过程中改变了扫帚与果皮的机械能；故D 符合题意。

故选D 。

12．D
解析：D
密度、比热容、热值三个物理量，是从不同的角度来描述物质的特性，同种物质的密度、比热容、热值只与物质的种类和状态有关，是一般不发生变化的量，质量为5kg 的汽油用去一半后，质量、体积发生变化，但剩下的汽油的密度、比热容、热值都不变，故ABC 不符合题意，D 符合题意。

故选D 。

二、填空题
13．100%P mq
t ⨯ 热机的效率为
100%W Pt Q qm
η==⨯放 14．压缩增大10
解析：压缩 增大 10
[1]由图可知，活塞向上运动，两气门关闭，所以使压缩冲程。

[2]压缩冲程中机械能转化为内能，所以内能增大。

[3]1200r/min 表示1min 转1200r ，则1s 转20r ，因为一个工作循环曲轴转两周，所以转20r ，完成了10个工作循环，完成了10个压缩冲程。

15．排气冲程3066×107
解析：排气冲程 30 6.6×107
[1]四冲程柴油机，活塞向上运动且没有能量转化的是排气冲程，进气门关闭，排气门打
开，活塞向上运动，把废气排出气缸。

[2]四冲程柴油机对外做一次功时，飞轮转两圈，完成一次循环即四次冲程，如果飞轮转速为3600r/min 即60r/s ，则该柴油机活塞1s 对外做功30次。

[3]完全燃烧5L 的柴油产生的热量为
785L 3.310JL 1.6510J Q mq ==⨯⨯=⨯柴油放
已知效率为40%，则转化成的机械能是
8740% 1.6510J 6.610J W Q η==⨯⨯=⨯放
16．排气240012×10810
解析：排气 2400 1.2×
108 10 [1]活塞向上运动，右边阀门打开，所以是排气冲程。

[2]四冲程汽油机每秒内对外做功20次，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功1次，所以1s 内，飞轮转40圈，1min 飞轮转动的圈数为2400圈。

[3][4]牵引力对汽车做的功
81500N 80000m 1.210J W Fs ==⨯=⨯
汽油产生的总能量
()881.210J 510J 100%33%30%7%80%W
Q η===⨯⨯⨯--- 燃烧汽油的质量为
87510J 5.0g 10J/10k kg
Q m q ==⨯=⨯ 17．做功25
解析：做功 25
[1]如图所示，进气门和排气门关闭，活塞向下运动，是汽油机的做功冲程。

[2]汽油机的转速为
3000r min 50r =
即飞轮1s 转50圈。

汽油机一个工作循环飞轮转2圈，经历四个冲程，对外做功一次，所以ls 内汽油机对外做功25次。

18．10
解析：10
加热水需要太阳能为
()()3821 4.210J/kg 2000kg 5015 2.9410J Q cm t t =-=⨯⋅⨯⨯-=⨯（℃）℃℃ 节约煤
8172.9410J 2.g 19410J/k k g
0Q m q ==⨯=⨯ 19．熔充分燃烧
解析：熔 充分燃烧
[1]铜熔化的条件是，达到熔点，继续吸热；热传递的条件是有温度差，热传递的方向是从高温物体向低温物体，所以木炭可以炼铜是因为木炭火焰的温度高于铜的熔点。

[2]燃烧需要充足的氧气，不断拉动风箱增加送风量可使木炭与氧气充分接触，使木炭充分燃烧。

20．BADC360090025废气带走能量散热损失克服摩擦等比热容
解析：BADC 3600 900 25% 废气带走能量、散热损失、克服摩擦等 比热容
(1)[1]甲中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是第二个冲程；乙中的进气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一个冲程；丙中的排气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四个冲程；丁中的两个气阀都关闭，火花塞点火，活塞下运动，所以为做功冲程，是第三个冲程；故先后顺序为BADC 。

(2)[2][3]若飞轮转速是1800r/min ，表示每分钟飞轮转动1800圈，900个工作循环，即该汽油机每分钟完成3600个冲程，对外做功900次。

(3) [4]由能流图知道，燃料完全燃烧放出的热量为E ，有用机械能即有用功为E 2，所以内燃机的效率
2250J =25%1000J
E E η== (4)[5]由于发动机工作过程中不可避免的存在废气排放，热量散失，即机械摩擦等，而出现废气带走能量、散热损失、克服摩擦等，所以，汽车发动机的工作效率达不到100%
(5)[6]因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以人们用冷水冷却发动机。

三、解答题
21．(1) 2.1×107J ；(2) 3.5×107J ；(3) 60%
解：(1)由Q cm Δt =知道，水吸收的热量
Q 吸＝cm （t-t 0）＝4.2×103J/（kg ·℃）×100kg ×（70℃-20℃）＝2.1×107J
(2)由Q mq =放知道，天然气完全燃烧放出的热量
Q 放＝qV ＝7.0×107J/m 3×0.5m 3＝3.5×107J
(3)由=100%Q Q η⨯吸放
知道，燃气灶的效率 772.110J =100%=100%60%3.510J
Q Q η⨯⨯⨯=⨯吸放 答：(1)水吸收的热量是2.1×107J ；
(2)0.5m 3 的天然气完全燃料放出的热量3.5×107J ；
(3)燃气灶的效率60%。

22．(1)109J ；(2)4×108J ；(3)100
解：(1)1kg 的液化气完全燃烧，释放的热量是
79510J/kg=10J 20kg Q mq ==⨯⨯
(2)散失的热量是
()918160%0.4J 10J 410Q Q =⨯=-=⨯
(3)升高温度为
()813Δ954.210g 410J/k 1000kg
J Q t cm ⨯==≈⨯⋅⨯℃℃ 因为水初温20℃，加上变化量超过100℃，一个标准大气压下水沸点100℃，所以最高只能到100℃。

答：(1)1kg 的液化气完全燃烧，释放的热量是109J ；
(2)散失的热量是4×108J ；
(3)可以把1000千克温度为20℃的水加热到100摄氏度。

23．(1) 2000s ；(2) 9.2×107J ；(3) 575N ；(4) 25%
(1)汽车行驶的速度
v =72km/h=20m/s 由s v t
=可知，汽车在平直公路上匀速行驶的时间 4410m t 2000s 20m/s
s v ⨯=== (2)2kg 汽油完全燃烧释放的热量
772kg 4.610J/kg 9.210J Q mq ==⨯⨯=⨯汽油
(3)根据P =Fv 可得，牵引力的大小
41.1510W 575N 20m/s
P F v ⨯=== (4)汽车所受牵引力做的功为
W =Fs =575N×4×104m=2.3×107J
发动机的效率为
772.310J 25%9.210J
W Q η⨯===⨯ 答：(1)汽车在平直公路上匀速行驶的时间是2000s ；
(2)2kg 汽油完全燃烧放出的热量是9.2×107J ；
(3)汽车受到的牵引力大小为575N ；
(4)汽车发动机的效率为25%。

24．(1)2.8；(2)250
解：(1)由题知，焚烧100kg 垃圾可放出热量8.4×
107J ，完全燃烧汽油放出热量与这些热量相当，即
Q 放=8.4×107J
由Q 放=mq 可得，汽油质量
778.410J 2.8kg 310J /kg Q m q ⨯===⨯放
汽油
(2)垃圾产生的能量全部被水吸收，即
Q 吸=Q 放=8.4×107J
由Q 吸=cm Δt 可得，水的质量
()738.410J 250kg Δ 4.210J /kg C (100C-20C)Q m c t ⨯===⨯⋅⨯吸水水水 答：(1)这些能量相当于完全燃烧2.8千克的汽油放出的热量；
(2)如果这些能量全部被水吸收，可将250千克20℃的水在一个标准大气压下烧开。

25．(1)1.68⨯1010J ；(2)560kg ；(3)12℃
(1)这3t 垃圾“榨”出的燃料油质量为
3140kg 420kg m =⨯=
完全燃烧能释放的热量为
710420kg 4.010J/kg 1.6810J Q mq ==⨯⨯=⨯放
(2)根据热值计算公式可知，这些热量相当于完全燃烧煤的质量为
7101.6810J 56kg 3.010J/kg
0Q m q ⨯===⨯放
煤 (3)若这些热量有30%被初温为20℃、质量为105kg 的水吸收，则水吸热的热量为
10930% 1.6810J 5.0410J Q Q η⨯⨯=⨯==放吸
根据吸热公式Q c m t =∆吸水可知
93512C 4.210J/(kg 5.0C 410J 1k 0)g
Q t c m ⨯︒⨯⋅=︒⨯∆==吸水 且有
20C 12C 32C<100C t t t ︒︒=+∆=+=︒︒末初
答：(1)这3t 垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧能释放1.68⨯1010J 热量； (2)这些热量相当于完全燃烧560kg 煤；
(3)若这些热量有30%被初温为20℃、质量为105 kg 的水吸收，则水的温度升高12℃。

26．(1)6.72×109J ；(2)2211
q q ηη 解：(1)每秒喷水量为
4g 400t 20210k t 20
m ⨯=
== 水升温过程平均每秒吸收的热量 ()()3494.210210kg 10020 6.7210J ΔJ/kg Q cm t ⨯⨯⨯-⨯=⋅==⨯℃℃℃
(2)由题意可得
111222m q m q ηη=
解得
122211
m q m q ηη= 答：(1)水升温过程平均每秒吸收的热量6.72×
109J ； (2)它们做相等的有用功时各自燃烧煤油和液氢的质量之比2211q q ηη。