2019-2020人教版九年级全一册物理第十四章《内能的利用》测试卷

第十四章《内能的利用》测试卷
一、单选题(共12小题)
1.生活中能量转化的实例很多．下列描述中，错误的是()
A．摩擦生热是把机械能转化为内能
B．摩擦起电是把电能转化为机械能
C．电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能
D．燃料燃烧放热是把化学能转化为内能
2.冲击钻是一种打孔的工具．工作时，钻头在电动机带动下不断地冲击墙壁打出圆孔(如图所示)．冲击钻在工作的过程中()
A．只有电能和内能的转化
B．只有电能和机械能的转化
C．有电能、机械能和内能的转化
D．没有机械能和内能的转化
3.能量转化与守恒定律是自然界的基本规律之一，关于下列现象中的能量转化，说法正确的是()
A．发电机工作时，将电能转化为机械能
B．给手机电池充电，是将化学能转化为电能
C．电动机工作时，消耗的动能大部分转化为内能
D．汽油机的做功冲程，主要将内能转化为机械能
4.下列关于能量转化的说法正确的是()
A．跳伞运动员在空中匀速下落过程中是将重力势能转化为动能
B．拉弓射箭过程是将动能转化为弹性势能
C．给电池充电是将化学能转化为电能
D．核电站发电是将核能转化为电能
5.下列用电器工作时，能量转化的主要形式与电饭锅相同的是()
A．电烤箱
B．空调
C．电风扇
D．洗衣机
6.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
7.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
8.各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是()
A．①②③④
B．②③④①
C．②①③④
D．①③④②
9.从本质上来看，内燃机的工作能量来源于()
A．机械能
B．热能
C．化学能
D．化学能和热能
10.下列关于热值说法正确的是()
A．燃料燃烧越充分热值越大
B． 2 kg的煤完全燃烧比1 kg的煤完全燃烧热值大
C． 1 kg煤燃烧放出3×105 J的热量，则煤的热值为3×105 J/kg
D．热值是燃料的一种属性与燃料的质量无关，不同的物质热值一般不同
11.把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部(如图所示)，松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上．乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加．下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是()
A．是由水的内能转化来的
B．是由水的重力势能转化来的
C．是由乒乓球的内能转化来的
D．是由乒乓球的化学能转化来的
12.内燃机工作过程中，关于能量转化的下列说法中错误的是()
A．燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能
B．在压缩冲程中将飞轮的机械能转化为燃气的内能
C．在做功冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能
D．在压缩冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能
二、填空题(共3小题)
13.汽车刹车的过程，伴随着能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和________(选填“增大”、“不变”或“缩小”)．散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动骑车，这是因为能量的转移和转化具有________性．
14.普通白炽灯正常工作时消耗的电能约有10%的转化为光能，其余90%因发热转化为________能．发光二极管(LED)的发光原理是电能直接转化为光能，几乎不发热，从而减小了电能损失，提高了电能转化为________能的效率，成为科技创新的重要领域之一．
15.热机的工作原理：燃料燃烧使________能转化为________能，________能通过________转化为________能；在热机里，常见的热机一般都有________个冲程．
三、实验题(共3小题)
16.某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系．他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度(见表)．
(1)在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是(甲图中)：先调整固定_______的位置(选填“A”或“B”)．
(2)为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的__________、____________.
(3)通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是___________________．(假设煤油和菜籽油的燃烧速度相同)
(4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并记录的数据、利用公式Q吸＝cm(t－t0)计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值．你认为他的计算结果是______的(选填“可靠”或“不可靠”)，原因是：_____________________________.
17.小明采用如下图所示的装置进行进行探究“质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”：
(1)探究过程中，要控制两套装置中燃料的质量和水的________(初始温度/质量)一定要相等．
(2)实验后，可以通过比较________(填“加热时间”或“水升高的温度”)来比较酒精和碎纸片放出的热量多少．
(3)从表格中数据可以发现，质量相同的酒精和碎纸片都充分燃烧后，________放出的热量多 .
(4)通过实验表明，质量相等的不同燃料，充分燃烧所放出的热量一般是________(填“相同”或“不同”)的．
(5)在学习时，我们把燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比称为为热值，用q表示，这里定义热值的方法，我们称之为比值法，热值是能够燃烧的物质的属性．下列几个用比值法定义，并反映物质属性的物理量有：________(填写序号)
①速度②功率③密度④压强
18.小明采用如下图所示的装置进行进行探究“质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”：
(1)探究过程中，要控制两套装置中燃料的质量和水的________(初始温度/质量)一定要相等．
(2)实验后，可以通过比较________(填“加热时间”或“水升高的温度”)来比较酒精和碎纸片放出的热量多少．
(3)从表格中数据可以发现，质量相同的酒精和碎纸片都充分燃烧后，________放出的热量多 .
(4)通过实验表明，质量相等的不同燃料，充分燃烧所放出的热量一般是________(填“相同”或“不同”)的．
(5)在学习时，我们把燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比称为为热值，用q表示，这里定义热值的方法，我们称之为比值法，热值是能够燃烧的物质的属性．下列几个用比值法定义，并反映物质属性的物理量有：________(填写序号)
①速度②功率③密度④压强
四、计算题(共3小题)
19.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．
20.为了倡导低碳生活，太阳能热水器被广泛应用于现代生活中．现有一种太阳能、电能两用热水器，晴天时，它用太阳能加热，能将接收的部分太阳能转换为水的内能，如果遇到雨天，可以用电加热．[ρ水＝1.0×103kg∕m3，C水＝4.2×103J/(kg·℃)]
(1)当容量为100 L的太阳能热水器注满水时，水温从20 ℃上升到70 ℃，水吸收的热量是多少？
(2)如果这些热量由完全燃烧焦炭放出，需要燃烧多少kg的焦炭？
(3)若在水温从20 ℃上升到70 ℃这段时间内，获得的太阳能是5.25×107J，则该太阳能的效率是多少？
21.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)
答案解析
1.【答案】B
【解析】A项，摩擦生热是克服摩擦做功，把机械能转化为内能，故A正确；B项，摩擦起电是电子的转移，可以把机械能转化为电能，故B错误；C项，电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能，故C正确；D项，燃料燃烧放热是把自身蕴含的化学能转化为内能，故D正确．2.【答案】C
【解析】(1)当电流通过电动机时，电流做功，消耗电能转化为机械能和内能；
(2)钻头冲击墙壁，克服摩擦做功，将机械能转化为内能；由此分析可知，在该过程中存在电能、机械能和内能的转化．
3.【答案】D
【解析】A项，发电机工作时，将机械能转化为电能，故A错误；B项，给手机电池充电，是将电能转化为化学能储存在电池中，故B错误；C项，电动机工作时，消耗的动能大部分转化为机械能，少部分转化为内能，故C错误；D项，汽油机的做功冲程，主要将内能转化为机械能，故D 正确.
4.【答案】D
【解析】A项，跳伞运动员在空中匀速下落过程中，速度不变，动能不变，因此不是将重力势能转化为动能，故A错误；B项，拉弓射箭的过程是将弹性势能转化为箭的动能，故B错误；C项，给电池充电是将电能转化为化学能，储存在电池中，故C错误；D项，核电站发电是将核能转化为电能，故D正确．
5.【答案】A
【解析】电饭锅工作时，主要将电能转化为内能．A项，电烤箱是将电能转化为内能，与电饭锅的能量转化相同，符合题意；B项，空调依靠压缩机工作，将电能转化为机械能，不合题意；C项，电风扇主要将电能转化为机械能，不合题意；D项，洗衣机主要将电能转化为机械能，不合题意．6.【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．
7.【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．
8.【答案】C
【解析】各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，地球上所有能量直接或间接来自于太阳能，所以下列能量的转化顺序为：太阳—树林—燃煤电厂—空调．
9.【答案】C
【解析】内燃机工作时，将燃料的化学能通过燃烧燃烧转化为内能，燃气推动活塞做功，把内能转化为机械能．所以说从本质上来看，内燃机的工作能量来源于燃料的化学能．
10.【答案】D
【解析】A、B项，燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料的燃烧程度、质量都无关，故AB 错误；C项，由于不确定燃料是否完全燃烧，故C错误；D项，热值是燃料的一种属性与燃料的质量无关，不同的物质热值一般不同，说法正确．
11.【答案】B
【解析】松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上．乒乓球在上升的过程中，水的重心不断降低，重力势能不断减小，重力势能转化为乒乓球的机械能，故乒乓球的机械能不断增加．
12.【答案】D
【解析】内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，将机械能转化为内能的是压缩冲程，将内能转化为机械能的是做功冲程．A项，燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能，说法正确；B、D项，在压缩冲程中将飞轮的机械能转化为燃气的内能，故B说法正确，D说法错误；C项，在做功冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能，说法正确．
13.【答案】不变方向
【解析】据能量的守恒定律可知，汽车刹车的过程，伴随着能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和是不变的；散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动骑车，这是因为能量的转移和转化具有方向性．
14.【答案】内光
【解析】因为白炽灯工作时，是将电能转化为光能和内能，因此普通白炽灯正常工作时消耗的电能约有10%的转化为光能，其余90%因发热转化为了内能．
发光二极管(LED)的发光原理是电能直接转化为光能，由于发光二极管(LED)几乎不发热，从而减小了电能损失，提高了电能转化为光能的效率，成为科技创新的重要领域之一．
15.【答案】化学内内做功机械四
【解析】热机是将燃料的化学能通过燃烧转化为内能；在做功冲程中，高温高压燃气推动活塞做功，内能减少、转化成活塞的机械能．常见的热机一般都有四个工作冲程，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程．
16.【答案】(1)B(2)初温质量(3)煤油(4)不可靠燃料完全燃烧的热不能全部被水吸收
【解析】(1)实验前，首先调整好实验装置，根据酒精灯外焰的高度调整铁架台的高度，根据烧杯和烧杯中水的高度调整温度计的高度，所以应先调整、固定B的位置；
(2)实验时应控制两套装置中相同的量，加热时间，水的质量，水的初温．
(3)甲、乙两个装置中，水的质量和初温相同，由Q＝cmΔt知，末温高的吸收的热量较多；
在相同的加热设备下，相同时间内，消耗的燃料相同，由Q＝qm知，水温上升高的，对应的燃料的热值较大，所以是煤油的热值大；
(4)要考虑实验的严密性，实验时有可能燃料并没有完全燃烧，或燃烧后所产生的热量并没有全部传递给水，有热量损失，所以实验结果是不可靠的．
17.【答案】(1)质量(2)水升高的温度(3)酒精(4)不同(5)③
【解析】(1)探究过程中，利用的实验方法是控制变量法，要控制两套装置中燃料的质量和水的质量一定要相等；(2)实验后，可以通过比较水升高的温度来比较酒精和碎纸片放出的热量多少；(3)从表格中数据可以发现，质量相同的酒精和碎纸片都充分燃烧后，酒精加热的水的温度升高的高，说明酒精放出的热量多；(4)通过实验表明，质量相等的不同燃料，充分燃烧所放出的热量一般是不同的；(5)用比值法定义，并反映物质属性的物理量有：③密度是用比值定义，能够反映物质的属性．
18.【答案】(1)质量(2)水升高的温度(3)酒精(4)不同(5)③
【解析】(1)探究过程中，利用的实验方法是控制变量法，要控制两套装置中燃料的质量和水的质量一定要相等；(2)实验后，可以通过比较水升高的温度来比较酒精和碎纸片放出的热量多少；(3)从表格中数据可以发现，质量相同的酒精和碎纸片都充分燃烧后，酒精加热的水的温度升高的高，说明酒精放出的热量多；(4)通过实验表明，质量相等的不同燃料，充分燃烧所放出的热量一般是不同的；(5)用比值法定义，并反映物质属性的物理量有：③密度是用比值定义，能够反映物质的属性．
19.【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．
20.【答案】解：(1)由ρ＝可得：
m＝ρv＝1.0×103kg/m3×100×10－3m3＝100 kg
水吸收的热量为：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×100 kg×(70 ℃－20 ℃)＝2.1×107J
(2)因为Q＝mq，Q吸＝Q放，则需要燃烧煤的质量为：
m＝＝＝0.7 kg.
(3)太阳能的热效率为：
η＝×100%＝×100%＝40%.
答：(1)当容量为100L的太阳能热水器注满水时，水温从20 ℃上升到70 ℃，水吸收的热量是2.1×107J；(2)如果这些热量由完全燃烧焦炭放出，需要燃烧0.7 kg的焦炭；(3)若在水温从20 ℃上升到70 ℃这段时间内，获得的太阳能是5.25×107J，则该太阳能的效率是40%.
【解析】(1)利用密度公式求出水的质量，再利用Q＝cmΔt求出吸收的热量；(2)根据Q＝mq求出需要的煤的质量；(3)利用效率公式求出效率．
21.【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．。