(必考题)初中物理九年级全册第十四章《内能的利用》测试卷(答案解析)(1)

一、选择题
1．提高汽油机效率最有效的做法是（）
A．减小机械间的摩擦B．把火花塞改为喷油嘴
C．加大进入汽缸的油量D．改烧热值更高的氢气
2．如图所示，是小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作，由此他联想到热机的四个冲程，以下与排气冲程最相似的是（）
A．鼻孔吸气
B．气沉丹田
C．排山倒海
D．打完收工
3．光发动机是一种把光能转化为机械能的装置，主要结构如下图所示。

在太阳光照射下，化学反应室内密封着的气态物质N2O4发生反应：N2O4（光照)=O2+2NO，导致室内气压增大；在无光条件下，室内发生“逆向反应”，导致室内气压减小。

当窗口无光射入时，活塞移动，该过程相当于下图汽油机四个冲程中的（）
A．B．
C．
D．
4．2020年11月23日嫦娥五号发射升空，12月17日圆满完成探月任务返回地面，关于它的说法下列错误的是（）
A．发射时用的燃料热值越大，燃烧时放出的热量越多
B．发射塔下大水池中装有水，利用水的比热容大特性
C．发射时，发射塔周围出现大量白气，是液化形成的
D．嫦娥五号返回器外表面的材料，具有良好的耐高温性和隔热性
5．下列关于四冲程内燃机说法正确的是（）
A．汽油机吸气冲程吸入的是空气
B．若转速是1800r/min，1秒钟完成30个做功冲程
C．做功冲程中内能转化为机械能
D．内燃机功率越大，效率越高
6．下列说法正确的是（）
A．水的比热容和它吸收或放出的热量多少有关
B．当2kg的水比200g的水内能大时，其温度也一定更高
C．烧红的铁丝放入冷水中后，铁丝的温度转移到水中，使水的温度升高
D．煤油的热值比酒精的热值大，煤油完全燃烧放出的热量不一定比酒精多
7．下列有关热机的说法中不正确的是（）
A．热机效率不能达到100%
B．一般采用增大热机功率的方法来提高热机的效率
C．热机的效率越高，在输出同样功的情况下，消耗燃料越少
D．热机的大量使用会造成环境污染
8．关于热值和热机效率，下列说法正确的是（）
A．使燃料燃烧更充分，可以增大燃料的热值
B．使用热值更大的燃料，可以提高热机的效率
C．使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率
D．燃料燃烧释放的热量越多，燃料的热值就越大
9．两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体．用同一热源分别加热，液体温度与加热时间关系如图所示．下列说法中正确的是（）
A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B．如果升高相同的温度，两液体吸收的热量相同
C．加热相同的时间，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D．加热相同的时间，甲液体温度升高的比乙液体温度升高的多
10．如图所示，给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，这个过程与选项四冲程汽油机工作示意图中，哪一个冲程的能量转化过程是相同的（）
A．B．C．D．
11．如图所示，在处于自然状态的弹簧上端放置一个铁球，松手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置速度最大，到达C位置铁球的速度变为零（整个过程中不计能量损耗）。

则下列说法中正确的是（）
A．到达B位置时，铁球所受的合力不为零
B．到达C位置时，铁球的动能和重力势能之和最小
C．从A点到C点的过程中，铁球的动能一直不断减小
D．从B点到C点的过程中，铁球始终受到平衡力的作用
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．“六冲程引擎”曾被《大众科学》杂志评为年度奇思妙想十大发明，这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。

第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。

其中第五冲程相当于四冲程汽油机的________冲程。

若一台汽油机运行时各种能量损耗占总能量的百分比大致为：汽缸散热损失占25%，废气带走的能量占30%，摩擦等机械损耗占10%，则该汽油机的效率为________。

14．小华想比较质量相等的不同燃料充分燃烧时放热的多少，她用天平分别测出质量均为10g的酒精和碎纸片，分别放入两个燃烧皿，点燃它们，分别给装有初温和质量均相等的水的烧杯加热（如图），实验中，_______（需要/不需要）控制加热时间相同。

燃料烧完后，烧杯_______（a/b）中的水温较高。

15．一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）。

16．一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1200r/min，该汽油机每秒钟内完成_____个工作循环，______个冲程，做功_______次。

17．页岩气是一种以游离或吸附状态藏身于页岩层或泥岩层中的非常规天然气，被国际能源界称之为“博弈改变者”的气体，正在改写世界的能源格局。

而我国的页岩气可采储量居世界首位。

如果用1.4m3的页岩气烧水，可将40kg的水从20℃加热到100℃。

水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），页岩气的热值约为3×107J/m3，热效率是______%。

18．在玩耍中探究物理问题是学习物理的好方法。

如图课间休息时许多同学会用含有少量水的薄壁矿泉水瓶这样玩：首先将含有少量水的矿泉水瓶瓶盖拧紧，接着两手分别握住瓶的上、下部分，使劲拧瓶的下部，使其严重变形，然后迅速旋开瓶盖，可看到瓶盖飞出数米远，同时瓶口和瓶内出现白气，这是因为瓶内气体对外做功，内能转化为______，内能减少，温度降低，______遇冷液化为“白气”。

19．有一台四缸发动机，其主要技术指标如表所示。

其中转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。

则该发动机在1s 内有______个工作循环。

排量
2.0L 输出功率
120kW 转速 6000r/min
20．某电动汽车的电源由7000节电池组成，每节电池质量为50g ，给该电源充电时，主要是将________能转化成________能。

该电源的能量密度为0.26kW h/kg ⋅，则该电源存储的电能为________J ，这些电能与完全燃烧________kg 汽油释放的能量相等。

（7
4.510J/kg q =⨯汽油） 三、解答题
21．如图为某品牌家用电速热水龙头。

电速热水龙头的额定电压是220V ，额定功率是3000W 。

某次该水龙头在额定电压下工作时，流入水的初温为15℃，在加热的1min 时间内，得到1.2kg 、末温45℃的热水。

(1)在加热过程中，水所吸收的热量是多少？[c 水=4.2×103J/（kg·℃）]
(2)该速热水龙头正常工作时效率为多少？
(3)电速热水龙头可以很快的得到热水，但同时也存在一些不足之处，请从家庭用电安全的角度，阐述其一条缺点。

22．今年11月开始，宜昌部分小区开始采用集中燃烧天然气供暖了，供暖时，燃烧天然气加热水，热水流经各户放出热量，再次回到锅炉被加热，反复循环以达到供暖作用。

集中供暖的热效率为80%，而各户独立供暖热效率仅为60%。

小明家房内空气质量为400kg 。

已知空气的比热容c 空气=1.0×
103J/（kg·C ︒），请计算： (1)房间内空气温度升高20C ︒需要吸收多少热量？
(2)在相同条件下，小明家独立供暖时一天需要8m 3的天然气，那么集中供暖一天需要多少
m3天然气？
23．如图所示的负压舱救护车，空载质量为3.6吨，轮胎与地面的总接触面积为
1200cm2，该车以108km/h的速度沿水平路面匀速直线行驶时的输出功率为90kW。

（取g=10N/kg，柴油的热值q柴油=4.3×107J/kg）
(1)空载的汽车静止时对水平路面的压强是多少？
(2)该军以108km/h的速度水平匀速直线行驶时所受的阻力是多少？
(3)若该车以90kW的恒定功率沿水平路面匀速直线行驶43分钟，共消耗燃料柴油12kg，救护车发动机的效率是多少？
24．某兴趣小组的同学用煤炉给 20kg的水加热，同时他们绘制了加热过程中水温随时间变化的图线如图所示。

若在6min内燃烧了1kg煤，已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤的热值约为3×107J/kg。

则
(1)1kg煤完全燃烧放出的热量是多少？
(2)经过6min加热，水吸收的热量是多少？
(3)煤炉烧水时的效率是多少？
25．质量为3t的小型载重汽车，额定功率为100kW，车上装有6t的砂石，汽车以36km/h 的速度在平直公路上以22.5kW的功率匀速行驶了l0min，消耗汽油1.2kg，不计空气阻力。

（已知汽油的热值为4.5×l07J/kg）求：
(1)1.2kg的汽油完全燃烧放出的热量为多少？
(2)汽车在平直公路上匀速行驶时，受到的阻力为多少？
(3)汽油完全燃烧放出的热量转换为汽车牵引力所做功的效率为多少？
26．对生活垃圾进行分类既是当前的一种时尚，更是生态环保的需要。

目前我市每天能产生900t左右的生活垃圾，若进行分类后，除去可回收垃圾和需要特殊处理的垃圾，将还有
800t 左右的垃圾需要处理。

为了处理这些垃圾，益阳市建成了光大生活垃圾焚烧发电厂，它每天可以焚烧800t 生活垃圾发电，经实践检测每完全燃烧1t 生活垃圾可发电300kW ⋅ h 。

设整个发电过程中的效率为30%，求：
(1)生活垃圾的热值q ；
(2)完全燃烧1t 生活垃圾产生的热量若用来烧开水，其中70%的热量被水吸收，1标准大气压下可烧开多少吨20℃的冷水。

[c 水=4.2⨯103J/(kg ⋅℃)]
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．A
解析：A
热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，要提高热机的效率，要尽量使燃料充分燃烧放热，并尽量减少能量的各种损失。

把火花塞改为喷油嘴、加大进入汽缸的油量、改烧热值更高的氢气不能显著提高汽油机的效率；减小机械间的摩擦可以减少能量损失，是最有效的做法。

故选A 。

2．D
解析：D
小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作，鼻孔吸气相当于吸气冲程，气沉丹田相当于压缩冲程，排山倒海时对外做功，相当于做功冲程，打完收工相当于排气冲程。

故选 D 。

3．D
解析：D
当窗口无光射入时，室外气压大于室内气压，活塞向左移动，机械能转化为化学能。

此过程相当于汽油机4个冲程当中的压缩冲程，在压缩冲程中，活塞向上移动，压缩空气，将机械能转化为内能，发动机的压缩冲程中，活塞向上运动气门关闭。

故选D 。

4．A
解析：A
A ．根据公式Q qm =放可知：燃料燃烧放出的热量除了与燃料的热值有关，还跟燃料的质量有关，故A 错误但符合题意；
B ．发射塔下大水池中装有水，就是利用水的比热容大，吸热能力强，吸收火箭升空时放出的大量热量，故B 正确但不符合题意；
C ．发射时，发射塔周围出现大量白气，是高温水蒸气遇冷，放热液化形成的，故C 正确但不符合题意；
D ．返回器外表面的材料，具有良好的耐高温性和隔热性，是为了防止返回器返回地球时
与空气摩擦产生大量热量而被烧坏，故D正确但不符合题意。

故选A。

5．C
解析：C
A．汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物，故A错误；
B．若转速是1800r/min，则1秒钟转30转，完成15个做功冲程，故B错误；
C．汽油机的做功冲程中将燃气的内能转化为装置的机械能，故C正确；
D．功率表示做功的快慢，效率反应有用功在燃料燃烧所释放的总能量中所占的百分比，内燃机功率大和效率高是两个概念，故D错误。

故选C。

6．D
解析：D
A．水的比热容是它的一种特性，和它吸收或放出的热量多少无关，故A错误；
B．物体的内能和它的质量、温度有关，当2kg的水比200g的水内能大时，其温度不一定更高，当2kg的水和200g的水温度相同时，2kg的水的内能就更大，故B错误；
C．烧红的铁丝放入冷水中后，铁丝向冷水放热，铁丝的内能转移到水中，使水的温度升高，故C错误；
可知，在不确定质量大小的情况下，煤油完D．煤油的热值比酒精的热值大，根据Q qm
全燃烧放出的热量不一定比酒精多，故D正确。

故选D。

7．B
解析：B
A．任何机械的效率都不可能达到100%，故A正确，不符合题意；
B．功率和效率是完全不同的两个物理量，它们之间没有任何关系，故B错误，符合题意；
C．热机输出同样功指的是做的有用功相同，效率越高说明做的总功越少，则消耗燃料越少，故C正确，不符合题意；
D．热机的燃料燃烧会产生大量有毒气体，所以热机的大量使用会造成环境污染，故D正确，不符合题意。

故选B。

8．C
解析：C
【分析】
燃料的热值是指1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量；
在燃料燃烧时，提高用来做有用功的那部分能量能够提高热机的效率。

A．使燃料燃烧更充分，能够让燃料燃烧放出更加多的热，但不能改变燃料的热值，故A 错误；
B．在质量相同时，使用热值更大的燃料，能放出更加多的热量，但热机的效率不一定就
高，故B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．燃料的热值与燃料的种类有无，与燃料燃烧放出热量的多少无关，故D错误。

故选C。

【点睛】
本题中等难度，主要考查燃烧的热值及热机效率的定义。

9．A
解析：A
【分析】
=，取相同质量两种液体，吸收相同热量，比比较不同物体的吸热能力，可根据Q cmΔt
较变化的温度。

=，两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体．用同一热源A．根据Q cmΔt
分别加热，由图可知，时间相同时，液体吸收相同的热量，乙升温较快，甲液体的比热容大于乙液体的比热容，故A正确；
=，质量相同，升高的温度相同，比热容不同时，吸收的热量不同，故B B．根据Q cmΔt
错误；
C．用同一热源分别加热，加热相同的时间，甲液体吸收的热量等于乙液体吸收的热量，故C错误；
D．由图可知，加热相同的时间，甲液体温度升高的比乙液体温度升高的少，故D错误。

故选A。

10．C
解析：C
水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，这个过程是把水的内能转化为橡皮塞的机械能，与汽油机中的做功冲程能量转化过程相同。

A为压缩冲程，B为排气冲程，C为做功冲程，D为吸气冲程。

故选C。

11．B
解析：B
A．铁球向下运动，当铁球受到的合力向下时，铁球速度越来越快，当铁球受到的合力向上时，铁球速度将越来越小，当铁球速度最大时，合力为零，铁球到达B位置速度最大，所以到达B位置时，铁球所受的合力为零，故A错误；
B．到达C位置时，弹簧的弹性势能最大，由能量守恒定律可知，铁球的动能和重力势能之和最小，故B正确；
C．从A点到C点的过程中，铁球的速度先增加后减小，所以铁球的动能也是先增加后减小，故C错误；
D．从B点到C点的过程中，铁球做减速直线运动，不是平衡状态，所以铁球没有始终受到平衡力的作用，故D错误。

故选B。

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．做功35
解析：做功 35%
[1]由材料可知，第五冲程中产生了动力，相当于汽油机的做功冲程。

[2]该汽油机的效率为
1-25%-30%-10%35%η==
14．不需要a
解析：不需要 a
[1]题中比较两种燃料的热值是通过相同质量比较燃烧放出的热量来比较的，所以不需要控制加热时间相同。

[2]因为酒精的热值比碎纸片的热值大，所以相同质量的酒精和碎纸片完全燃烧酒精放出的热量多，对应烧杯中水吸收的热量多，水温高。

15．100%P mq
t ⨯ 热机的效率为
100%W Pt Q qm
η==⨯放 16．4010
解析：40 10
[1][2][3]汽油机飞轮每秒的转速为
1200r 20r/s 60s
= 而在一个工作循环内，飞轮转两圈，完成四个冲程，做功一次，所以每秒内，完成了10个工作循环，40个冲程，做功10次。

17．32
解析：32
水吸收的热量
Q 吸=cm (t -t 0)=4.2×103J/(kg·℃)×
40kg×(100℃-20℃)=1.344×107J 页岩气完全燃烧放出的热量
Q 放=Vq =1.4m 3×3×107J/m 3=4.2×107J
热效率
771.34410J =?100%=100%32%4.210J
Q Q η⨯⨯=⨯吸放 18．机械能水蒸气
解析：机械能 水蒸气
[1]使劲拧瓶的下部，使其严重变形，人对瓶子做功，瓶子内部气体内能变大，迅速旋开瓶盖，瓶内气体对外做功，将瓶盖弹出，气体的内能转化为瓶盖的机械能。

[2]气体对外做功，内能减小，温度降低，空气中的水蒸气遇冷液化为小水滴，就是我们看见的“白气”。

19．50
解析：50
一次做功，飞轮转2圈，由表中数据可知，发动机飞轮每分钟转6000r ，每秒转100r ，做功50次；故该发动机在1s 内有50个工作循环。

20．电化学728
解析：电 化学 83.27610⨯ 7.28
[1][2]给该电源充电时，电源相当于用电器，主要是将电能转化成化学能存储起来。

[3]该电源存储的电能为
870000.00.26kW h/kg kg 91kW 5 3.2761h 0J W =⨯⨯==⨯⋅⋅
[4]根据热值计算公式可知
873.27610J 7.28kg 4.510J/kg
Q W m q q ⨯====⨯放
汽油汽油 三、解答题
21．(1)51.51210J ⨯；(2)84%；(3)见解析
(1)在加热过程中，水所吸收的热量是
()354.210J/(kg ) 1.2kg 45-15=1.51210J Q cm t =∆=⨯⋅⨯⨯⨯吸℃℃℃
(2)该速热水龙头正常工作时效率为
1min 60t s ==
53000W 60s=1.810J W pt ==⨯⨯
551.51210J 100%=100%=84%1.810J
Q W η⨯=⨯⨯⨯吸 (3)电速热水龙头为3000W 的大功率用电器，使用不当，会造成家庭用电器总功率过大，电流过大，烧坏保险丝。

答：(1)在加热过程中，水所吸收的热量是51.51210J ⨯；
(2)该速热水龙头正常工作时效率为84%；
(3)电速热水龙头为3000W 的大功率用电器，使用不当，会造成家庭用电器总功率过大，电流过大，烧坏保险丝。

22．(1)8×
106J ；(2)6 (1)空气温度升高20C ︒需要吸收多少热量为
36 1.010J/kg 400 kg 20810J Q cm t =∆=⨯⋅⨯⨯=⨯（℃）℃
(2)在相同条件下，房间一天需要的热量是一定的，即Q 吸是一样的，则
1122Q Q Q ηη==吸放放
所以
1221V q V q ηη=气气
所以集中供暖需要天然气为
3131228m 60%6m 80%
V V ηη⨯===气气 答：(1)房间内空气温度升高20C ︒需要吸收多少热量为8×
106J 。

(2)那么集中供暖一天需要多少6m 3天然气。

23．(1)3×105Pa ；(2)3000N ；(3) 45%
解：(1)空载的汽车静止时对水平路面的压力
F =
G =m 车g =3.6×103kg×10N/kg=3.6×104N
对路面的压强
45-423.610N =310Pa 120010m
F p S ⨯==⨯⨯ (2)该车的速度
v =108km/h=30m/s
汽车的输出功率
W Fs P Fv t t
=
== 该车水平匀速直线行驶时所受的牵引力 39010W 30m/s
P F v ⨯===3000N 汽车匀速直线运动，受到牵引力和阻力是平衡力，所以阻力
f =F =3000N
(3)柴油完全燃烧释放的热量
Q 放=mq 柴油=12kg×4.3×107J/kg=5.16×108J
该车做的功
W =Pt =90×103W×43×60s=2.322×108J
救护车发动机的效率
882.32210J ==5.1610J
W Q η⨯⨯放=45% 答：(1)空载的汽车静止时对水平路面的压强是3×105Pa ；
(2)该军以108km/h 的速度水平匀速直线行驶时所受的阻力是3000N ；
(3)若该车以90kW 的恒定功率沿水平路面匀速直线行驶43分钟，共消耗燃料柴油12kg ，
救护车发动机的效率是45%。

24．(1) 3×107J ；(2) 5.04×106J ；(3)16.8%
解：(1)1kg 煤完全燃烧放出的热量
Q 放=m 煤q =1kg×3×107J/kg=3×107J
(2)水吸收的热量
Q 吸=cm 水(t -t 0)=4.2×103J/(kg·℃)×
20kg×(80℃-20℃)=5.04×106J (3)煤炉烧水时的效率
675.0410J ==310J
Q Q η⨯⨯吸放=16.8% 答：(1)1kg 煤完全燃烧放出的热量是3×
107J ； (2)经过6 min 加热，水吸收的热量是5.04×106J ；
(3)煤炉烧水时的效率是16.8%。

25．(1)5.4×107J ；(2)2.25×103N ；(3)25%
(1)由Q mq =放知道，汽油燃烧放出的热量为
Q=mq =1.2kg×4.5×107J/kg=5.4×107J
(2) 由于汽车匀速运动，则受到的阻力为f=F ，由P Fv = 知道，受到的阻力
322.5kW 22500W 2.2510N 36km/h 10m/s
P f F v ==
===⨯ (3) 有用功为 W 有用=Pt =22.5kW ×10min=22500W×10×60s=1.35×107J
汽油完全燃烧放出的热量转换为汽车牵引力的做功的效率
771.3510J 100%100%25%5.410J
W Q η⨯=⨯=⨯=⨯ 答：(1)1.2kg 的汽油完全燃烧放出的热量为5.4×107J ；
(2)汽车在平直公路上匀速行驶时，受到的阻力为2.25×103N ；
(3)汽油完全燃烧放出的热量转换为汽车牵引力所做功的效率为25%。

26．(1)3.6⨯106J/kg ；(2)7.5t
(1)由题意可得，由Q mq =放、1W W Q mq
η==电电放联立知道，生活垃圾的热值q 6631300 3.610J =3.610J/kg 10kg 30%
W q m η⨯⨯==⨯⨯电 (2)完全燃烧1t 生活垃圾产生的热量
36910kg 3.610J/kg=3.610J Q mq ==⨯⨯⨯放总
水吸收的热量
992 3.610J 70%=2.5210J Q Q η==⨯⨯⨯吸放总
由()0Q cm t t =-吸知道，可烧开水的质量为
()()()
9330 2.5210J =7.510kg=7.5t 4.210J/kg 100-20Q m c t t ⨯==⨯-⨯⋅⨯吸水℃℃℃ 答：(1)生活垃圾的热值q 是3.6⨯106J/kg ；
(2)完全燃烧1t 生活垃圾产生的热量若用来烧开水，其中70%的热量被水吸收，1标准大气压下可烧开7.5吨20℃的冷水。