2020年人教版初中九年级上册物理第十四章《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15小题)1.关于热机的效率，下列说法正确的是()A．蒸汽机的效率通常高于喷气发动机B．热机效率一定小于100%C．汽车排放的尾气，是城市环境污染的重要来源．目前有些新型燃料汽车，实现了“零排放”，它们的效率达到100%D．在完全无摩擦的道路上，汽车发动机可达到100%2.下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况．关于对图中①①①①的补充正确的是()A． ①做功冲程①内能转化为机械能①压缩冲程①机械能转化为内能B． ①压缩冲程①内能转化为机械能①做功冲程①机械能转化为内能C． ①做功冲程①机械能转化为内能①压缩冲程①内能转化为机械能D． ①压缩冲程①机械能转化为内能①做功冲程①内能转化为机械能3.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4.甲柴油机的效率比乙柴油机的效率高，这表明()A．甲的功率比乙的大B．甲做的功比乙的多C．甲消耗的柴油比乙的少D．甲柴油机内能转化为机械能的百分比大5.太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是()A．图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能B．图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能C．图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能D．图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能6.如图所示试管中装有水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个纸做的小叶轮，加热试管使水沸腾后，小叶轮转动，下列说法正确的是()A．小叶轮的转动是热传递的结果B．小叶轮的转动是内能转化为机械能C．小叶轮的转动是机械能转化为内能D．内燃机中的压缩冲程与此相同7.某同学为提高热机效率提出了四种办法，其中不正确的是()A．尽量减少各种热损失B．尽量减少克服摩擦额外消耗的功C．尽量减少输出功D．尽量使燃料充分燃烧8.近几年煤炭价格较高，少数不法商贩将煤矸石、破碎石掺在优质煤中高价销售，客户为不上当，最恰当的方法是检测煤的()A．温度B．质量C．热值D．比热容9.如图所示的四种交通工具，不用热机作为动力机械的是()A．自行车B．轮船C．卡车D．飞机10.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11.图中是汽油机上作的四个冲程的示意图，其中表示做功冲程的是()A．B．C．D．12.市场上有一种装有太阳能电风扇的帽子，如图所示，阳光照射太阳能电池板，扇叶快速转动，能在炎热的夏季给人带来一丝凉意．该装置的能量转化情况是()A．机械能→太阳能→电能B．太阳能→机械能→电能C．电能→太阳能→机械能D．太阳能→电能→机械能13.已知甲种燃料的热值大于乙种燃料的热值，下列说法中正确的是()A．甲种燃料含有的热量比乙种燃料多B．完全燃烧一定质量的甲种燃料，刚好烧开一壶水，那么用同样质量的乙种燃料就不能烧开这壶水C．燃烧相同质量的两种燃料，甲种放出的热量多D．只要通风条件好，供氧充足，乙的热值可能大于甲的热值14.下列四种能量的传递和转化过程中，只有热传递方式的是()A．植物吸收太阳光进行光合作用B．水蒸气把壶盖顶起C．冬天用手摸户外的金属时感到冷D．闭合开关，电灯发光15.下列现象中，属于内能转化为机械能的是()A．用打气筒打气，气筒壁发热B．锯木头时，锯条发热C．用电熨斗烫衣服，电熨斗发热D．被点燃的冲天炮腾空而起二、填空题(共3小题)16.现有一瓶液体燃料，若倒掉一半后完全燃烧，则()A．热值减半，放出的热量减半B．热值减半，放出的热量不变C．热值不变，放出的热量减半D．热值不变，放出的热量不变17.如图所示是太阳能LED照明路灯，它主要由太阳能电池板、LED灯头等部分构成．LED是一种发光二极管，通过电流能够发光，可以把电能直接转化成________能，水利发电站是将________能直接转化成________能．18.植物吸收太阳光进行光合作用，在这个过程中，________能转化为________能，但当前尚不能用人工方法实现这一转化，是我们要努力研究的课题之一．三、实验题(共3小题)19.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：_____________________________.20.木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧，得到了如表的数据：(1)从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是________的；(2)从表中的数据可以得到，对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越________．(3)从表中的数据可以得到，对于不同的燃料，燃料的热值一般情况下是________．21.为比较酒精和汽油热值的大小，小小制定了以下实验方案：(1)取质量相同的酒精和汽油作燃料，制成酒精灯和汽油灯．(2)两灯同时点燃后分别给两杯质量和初温都相同的水加热(烧杯质量也相同)如图所示(3)通过观察水温的变化，由此判断两种燃料热值的大小．请根据小小的设计方案回答：①当两灯的燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是80 ①，而乙装置的读数是90 ①.由此判断________的热值比较大．①实验中燃料燃烧放出的热量，通过________方式使水的内能增大．①根据Q吸＝cm水(t－t0)计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出汽油的热值，发现结果与资料中给出的汽油热值相比________(选填：“偏大”或“偏小”)．结合装置图，分析原因：________.(只写出一个即可)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 ①的水温度升高到 50 ①.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·①))(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)23.一辆小汽车以108 km/h的速度在水平路面上匀速行驶了6.9 min，已知汽车的质量是1400 kg，汽车受到的阻力是汽车重力的0.05倍，汽车在这段时间内消耗了0.63 kg汽油，汽油的热值q＝4.6×107J/kg，g取10 N/kg，试求汽车发动机的：(1)牵引力；(2)功率；(3)效率．24.一辆汽车以72 km/h的速度匀速行驶10 min，消耗的汽油为1.2 Kg.汽车匀速行驶时受到的牵引力F＝1.2×103N，汽油的热值q＝4.6×107J/Kg.问：(1)这段时间内汽油完全燃烧放出的热量是多少？(2)这段时间内汽车牵引力做功的功率是多少？(3)该汽车的效率是多少？答案解析1.【答案】B【解析】用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，在工作过程中，损失的能量越少，热机的效率越高；A项，蒸汽机的燃料是在机器的外部燃烧，热损失最多，效率最低；故A错误；B项，热机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率不会达到100%；故B正确；C项，目前有些新型燃料汽车，实现了“零排放”，减少了污染，提高了效率，但效率不会达到100%；故C错误；D项，在完全无摩擦的道路上，汽车发动机的效率可以提高，但不可能达到100%；故D错误．2.【答案】D【解析】内燃机的一个工作循环包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，这四个冲程的顺序是固定的．根据内燃机的工作过程可知，第二个冲程是压缩冲程，在此过程中活塞压缩气缸内的气体，将机械能转化为内能，气缸内的气体温度升高．第三个冲程是做功冲程，此时燃料燃烧生成的高温高压的燃气推动活塞对外做功，将内能转化为机械能．3.【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．4.【答案】D【解析】热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．比值越大，热机的效率越高．甲柴油机的效率比乙柴油机的效率高，说明甲柴油机用来做有用功的能量占总能量的百分比大，所以D正确；功率是表示物体做功快慢的物理量，与热机的效率是两个完全不同的概念，所以A错误；B选项中，甲做功多，比值不一定大，所以B错误；C选项犯了同样的错误，消耗柴油少，用来做有用功的能量与消耗的总能量之比不一定大，所以C错误．5.【答案】A【解析】太阳能的利用方式：一是利用太阳能热水器给它里面的水等物质加热，把太阳能转化为内能(光热转化)；二是利用光电转换装置，把太阳能转化为电能(光电转化)；三是植物光合作用转化化学能(光化转化)．A项，绿色植物的光合作用是将光能转化为化学能，储存在植物体内，故A正确；B项，太阳能热水器内的水从太阳吸收热量，内能增加、温度升高，是通过热传递的方式增加水的内能，故B错误；C项，太阳能信号灯先将太阳能先转化为电能，再转化为光能，故C错误；D项，太阳能飞机是先将太阳能转化为电能，再转化为机械能，故D错误．6.【答案】B【解析】燃料燃烧的过程是化学能转化为内能，这种内能传递给水，水沸腾汽化为水蒸气，高温的水蒸气可以驱动叶轮转动，水蒸气自身的温度会降低，内能会减少，转化成了叶轮的机械能，是内能做功的结果；故选项AC错误，选项B正确；内燃机的压缩冲程是压缩空气做功，将机械能转为内能，故D错误．7.【答案】C【解析】热机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，就要提高燃料的利用率，减少热损失，让燃料充分燃烧．A项，尽量减少各种热散失，可以提高热机能量的利用率，即提高热机的效率，故A不符合题意；B项，尽量减少克服摩擦消耗的内能，可以增大有用能量与燃料完全燃烧放出总能量的比值，可以提高热机的效率，故B不符合题意；C 项，减少输出功，及少做功，不会改变有用能量与燃料完全燃烧放出总能量的比值，不能提高热机的功率，故C错误，符合题意；D项，燃料燃烧得越充分，能量损失越少，有用能量与燃料完全燃烧放出总能量的比值越大，效率越高，故D不符合题意．8.【答案】C【解析】热值是燃料的一种特性，是指 1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时放出的热量越多，掺假后煤的热值降低，所以可以用热值来区分．而从比热容、质量、温度无法区分．9.【答案】A【解析】自行车是消耗人的生物质能，转化为自行车的机械能；轮船、卡车、飞机工作时都要使用化石能源作燃料，燃料燃烧时将内能转化为机械能驱使它们运动，所以它们都是使用热机工作的．10.【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．11.【答案】C【解析】在内燃机的四个冲程中，进气阀和排气阀均关闭的只有压缩冲程和做功冲程，而在压缩冲程中活塞向上运动，做功冲程中活塞向下运动；一个气阀打开，另一个气阀关闭的是吸气冲程和排气冲程，而在吸气冲程中活塞向下运动，排气冲程中活塞向上运动．A项，进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程；不符合题意；B项，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，不符合题意；C项，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，火花塞喷出电火花，是做功冲程，符合题意；D项，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程；不符合题意．12.【答案】D【解析】帽子上的太阳能电池板将太阳能转化为电能，供小电扇工作．小电扇工作时消耗电能，将电能转化为扇叶的机械能．13.【答案】B【解析】A项，热值是1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量，热量只存在于热传递的过程之中，不能说含有热量，故A错误；B项，由于甲种燃料的热值大于乙种燃料的热值，所以完全燃烧一定质量的甲种燃料放出的热量，比完全燃烧相同质量的乙种燃料放出的热量要多，故B正确；C项，甲的热值虽然大，但如果燃烧不充分，它放出的热量也未必多，故C错误；D项，热值与燃料的种类有关，跟通风条件和供氧情况无关，故D错误．14.【答案】C【解析】A项，植物进行光合作用，是光能转化为化学能，不符合题意；B项，水蒸气顶起壶盖，是水蒸气膨胀做功，水蒸气的内能转化为机械能，不符合题意；C项，冬天手摸户外的金属时感到冷，手的温度高，而金属的温度低，手接触金属，把热量传递给金属，是热传递，属于能量的转移，符合题意；D项，闭合开关，灯泡发光，是电能转化为光能，不符合题意．15.【答案】D【解析】A项，筒壁发热，就是内能增加的具体表现．内能的增加表示其他形式的能转化成了内能，而打气时克服筒壁之间的摩擦做功，所以是机械能转化为内能．B项，锯木头时克服木头与锯条之间的摩擦做功，使锯条的内能增加，温度升高，机械能转化为内能．C项，用电熨斗烫衣服要消耗电能，电熨斗发热说明电熨斗的内能增加，所以是电能转化为内能．D项，被点燃的冲天炮燃烧火药产生大量的热，腾空而起是燃烧火药产生的推动力，所以是火药的内能转化成了冲天炮的机械能．16.【答案】C【解析】AB项，热值是燃料本身的一种属性，热值与燃料的种类有关，与燃料的多少等无关，倒掉一半后热值不变，故AB错误；C、D项，从公式Q放＝mq可知，若将一瓶液体燃料倒掉一半，则留下的一半液体燃料完全燃烧放出的热量变为原来的一半，故C正确，D错误．17.【答案】光水电【解析】太阳能电池板是把太阳转化成电能．LED是一种发光二极管，通过电流时不用经过加热灯丝直接能够发光，即把电能直接转化成光能．水利发电站是将水能直接转化成电能．18.【答案】光化学【解析】植物可以通过光合作用，将太阳能直接转化为化学能，储存起来，但当前尚不能用人工方法实现这一转化，是我们要努力研究的课题之一．19.【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．20.【答案】(1)不同(2)多(3)不同的【解析】(1)由表格中数据可知，完全燃烧质量相同的木材、焦炭、木炭放出的热量是不同的．(2)从表中的数据可以看出，对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越多．(3)对于同一种燃料，完全燃烧放出的热量与燃料的质量成正比，即放出热量与质量的比值不变；对于不同的燃料，完全燃烧放出的热量与燃料的质量的比值(即燃料的热值)一般情况下是不同的．21.【答案】①汽油①热传递①偏小烧杯没有加盖，在进行热传递时，有部分内能直接散失了【解析】①当两灯的燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是80 ①，而乙装置的读数是90 ①.根据公式Q吸＝cmΔt得，汽油相同情况下汽油放出的热量较多．根据公式Q放＝mq得，q＝，所以汽油的热值大于酒精的热值．①热传递，是热从温度高的物体传到温度低的物体，或者从物体的高温部分传到低温部分的过程．所以燃料燃烧放出的热量是通过热传递的方式使水的内能增大的．①由于热量的直接散失、烧杯未加盖等，所以汽油燃烧放出的热量大部分未被水吸收，所以根据Q 吸＝cm水(t－t0)计算出水吸收的热量偏小，从而根据公式q＝＝计算出的汽油的热值偏小．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·①)×100 kg×(50 ①－20 ①)＝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)汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的阻力：f＝0.05G＝0.05mg＝0.05×1400 kg×10 N/kg＝700 N,因汽车匀速行驶时阻力和牵引力是一对平衡力，所以，发动机的牵引力：F＝f＝700 N；(2)汽车行驶的速度：v＝108 km/h＝30 m/s,汽车发动机的功率：P＝Fv＝700 N×30 m/s＝2 1000 W＝21 kW；(3)由p＝可得，发动机做的功：W＝Pt＝2 1000 W×6.9×60 s＝8.694×106J,汽油完全燃烧释放的热量：Q放＝m′q＝0.63 kg×4.6×107J/kg＝2.898×107J,汽车发动机的效率：η＝×100%＝×100%＝30%.答：(1)汽车发动机的牵引力为700 N；(2)汽车发动机的功率为21 kW；(3)汽车发动机的效率为30%.【解析】(1)根据f＝0.05G求出汽车受到的阻力，汽车匀速行驶时阻力和牵引力是一对平衡力，二力大小相等；(2)知道汽车牵引力的大小和行驶的速度，根据p＝＝＝Fv求出汽车发动机的功率；(3)根据W＝Pt求出发动机做的功，根据Q放＝mq求出燃料完全燃烧释放的热量，利用η＝×100%求出效率．24.【答案】解：(1)汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝qm＝4.6×107J/kg×1.2 kg＝5.52×107J；(2)汽车的速度v＝72 km/h＝20 m/s,汽车牵引力做功的功率：P有＝Fv＝1.2×103N×20 m/s＝2.4×104W,(3)在测试时间内汽车的有用功：W有用＝P有t＝2.4×104W×600 s＝1.44×107J；在测试时间内该汽车的效率：η＝×100%＝×100%≈26%.答：(1)汽油完全燃烧放出的热量是5.52×107J；(2)汽车牵引力做功的功率是2.4×104W；(3)汽车的效率是26%.【解析】(1)根据燃料燃烧放出热量公式Q＝mq可计算汽油完全燃烧释放的热量．(2)由P＝Fv可以求出汽车牵引力的功率．(3)求出有用功，利用效率公式求汽油机的机械效率。