综合解析人教版九年级物理《内能的利用》定向测试试卷（含答案解析）

人教版九年级物理《内能的利用》定向测试考试时间：90分钟；命题人：教研组考生注意：1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。第I卷（选择题30分）一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）1、关于如图所示的热学实验，叙述不正确的是（）

A．甲图中，两铅块底部磨平并压紧，是为了减小分子间距，增大分子作用力B．乙图中，试管内的水沸腾后，水蒸气将软木塞推出，能量转化类似做功冲程C．丙图中，抽去玻璃隔板后，两瓶中的气体逐渐混合，这说明空气密度较大D．丁图中，金属管装有乙醚，迅速拉动管外的皮绳，可使橡皮塞从管口飞出2、油箱内的汽油燃烧掉一半后，剩余的汽油（）A．比热容和热值都变为原来的一半B．比热容变为原来的一半，热值不变C．比热容没有变化，热值变为原来的一半D．比热容和热值都没有变化3、关于物质的比热容和热值，下列说法中正确的是（）A．热值、比热容是物质的一种属性，只和物质的种类有关B．煤炭完全燃烧时热值大，不完全燃烧时热值小C．因为水的比热容大，所以比较适合做冷却剂D．冰熔化成水，它的质量、比热容都不变4、图a所示为汽油机的两个冲程，关于图b所示的四个热学实验，下列说法正确的是（）

A．实验A与汽油机的甲冲程能量转化一致，内能转化为机械能B．实验B与汽油机的甲冲程能量转化一致，机械能转化为内能C．实验C所示装置中，一瓶装有空气，另一瓶装有二氧化氮气体（密度比空气的大），为说明两种气体混合均匀是由于分子热运动造成的，应将装二氧化氮气体的瓶子放在下面D．实验D是将两个铅块的底面削平、削干净，然后紧紧地压一起，两铅块就会结合起来，甚至下面吊一个钩码都不能把它们拉开，这说明固体也能发生扩散现象5、航天工业的火箭常用液态氢作为燃料，这是因为液态氢具有较大的（）A．热值 B．密度 C．热量 D．比热容6、如图为汽油机的做功和压缩冲程，下列说法正确的是（）

A．压缩冲程进气门打开 B．做功冲程气体内能增大C．做功冲程活塞向下运动 D．压缩冲程气体分子热运动减慢7、单缸四冲程汽油机和柴油机工作时，下面哪个说法是正确的（）A．完成一个工作循环，曲轴转动一周B．吸气冲程汽缸吸进的物质，在汽油机中是汽油，柴油机中的是柴油C．做功冲程中的点火方式：汽油机是点燃式，柴油机是压燃式D．压缩冲程中，汽油机对燃气产生的压强最大，燃气升高的温度也比柴油机更大8、生活中的热现象随处可见，下列说法不正确的是（）A．端午节米棕飘香，说明分子不停做热运动B．夏天洒水降温，是利用水蒸发吸热C．柴油机在压缩冲程完成后，利用火花塞产生电火花点燃燃料D．海边昼夜温差小，是因为海水的比热容大9、下列措施可以提高热机效率的是（）A．燃烧更多的燃料 B．使燃料燃烧更充分C．使用热值更大的燃料 D．使用比热容更大的燃料10、如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（）

A．压缩冲程，将化学能转化成内能B．压缩冲程，将机械能转化成内能C．做功冲程，将内能转化成机械能D．做功冲程，将机械能转化成内能第Ⅱ卷（非选择题70分）二、填空题（10小题，每小题4分，共计40分）1、汽车发动机常用水做冷却剂，主要是因为水的___________大；火箭发射升空用液态氢做燃料，这是因为氢___________大。2、天然气热水器将40kg的水由22℃加热到42℃，水的内能增加了_____J，水的内能增加是通过_____方式实现的，若天然气燃烧放出的热量有84%被水吸收，需要消耗_____kg的天然气。已知c水=4.2×103J/(kg·℃)，q天然气=4×107J/kg。3、中国南海海底探明有大量的“可燃冰”，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量能达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的______很大。近年来，越来越多的南方家庭在家装时安装地暖，用水作为采暖介质。这是利用水的______较大的特性（两空均选填“热值”或“比热容”）。4、2020年6月23日搭载着北斗最后一颗卫星的长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心成功发射。如图所示。火箭上升过程中与大气摩擦产生大量的热，使火箭的内能增大，这是______能转化为内能。火箭以液态氢做燃料主要原因是氢的______大。5、转速为6000r/min的单缸四冲程内燃机，10秒钟经过______个冲程，做功______次，转______圈。6、汽车在行驶时，发动机的温度会升得很高。为了确保安全，可用循环水进行冷却，用水来冷却是因为水的______较大，这是通过______的方式来改变发动机的内能，某品牌汽车行驶100km耗油8kg，这些汽油完全燃烧要放出的______J的热量。（汽油的热值q=4.6×107J/kg）7、抚松广场美食街的某商家使用煤气灶烹饪食物，煤气灶燃烧头如图所示。使用煤气灶时，打开煤气阀门，拧动点火装置，煤气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃。（1）煤气在燃烧过程中热值______（填“变大”、“不变”或者“变小”）；（2）烹饪食物是通过______的方式改变食物的内能。8、汽油机的一个工作循环有四个冲程，如图是______冲程。一台单缸四冲程汽油机曲轴转速是3600r/min，此汽油机每秒钟对外做功______次。9、某单缸四冲程内燃机飞轮的转速为1200r/min，该内燃机每秒钟对外做功的次数为______次。若一台汽油机在一个工作循环中消耗了10g的汽油（热值为4.6×107J/kg），若这台汽油机的效率为30%，则一个工作循环中输出的有用机械能为______J。如题图所示是______（填“汽油机”或“柴油机”）的构造示意图。10、小明爸爸最近买了辆新车手册上标明发动机为直立四缸四冲程汽油机，发动机转速在磨合期应该在20004000转/分，清明期间，若小明爸爸使汽车发动机以3000转/分的速度在高速公路上匀速行驶，则发动机某一缸每秒对外做功________次，每秒完成_______冲程。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、汽车在行驶中由于路况和车速的不同，发动机（汽车的发动机实际上是一个热机）的实际功率也不同，通常情况下实际功率要小于它的最大功率。如表是某型号轿车的相关数据：发动机最大功率30kW百公里油耗（100km/h匀速行驶）6L（某标号汽油）最大车速170km/h（某标号汽油的密度约为0.8×103kg/m3，热值约为4.5×107J/kg）若该轿车以100km/h的速度匀速行驶，问：（1）该轿车行驶1h消耗的汽油是多少千克？（2）该轿车行驶1h消耗的汽油完全燃烧放出的热量是多少焦耳？（3）该轿车发动机的效率是30%，发动机的实际功率是多少瓦？2、刘颖家新买来一台容积为80L的天然气热水器。刘颖学习了热效率的知识后，尝试估测该热水器的热效率，她把“进水量”设置为40L，“出水温度”设置为38℃后，开始加热，当水温达到38℃时，自动停止加热。已知当时自来水的温度是19℃，加热前天然气表的示数为135.73m3，停止加热后变为135.84m3，天然气的热值q天然气=4.2×107J/m3，水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃），水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，1L=10﹣3m3。求：（1）水箱中水的质量；（2）水箱中水吸收的热量；（3）该热水器的热效率？3、一台大型推土机的推力约为3×104N，匀速推土总行程达10km，消耗柴油约30.3kg；（1）求推土机做的功；（2）消耗柴油放出的热量是多少？（2）求推土机柴油机的热机效率（q煤油＝4.3×107J/kg）4、国庆期间，小明一家去户外野炊。他们使用木炭作为燃料，已知这种木炭的热值是2.8×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），求：（1）1kg木炭完全燃烧放出的热量是多少？（2）若这些热量全部被锅内30℃的水吸收，可将多少kg水加热至100℃？5、如图所示，是一款无人驾驶汽车原型图，汽车自动驾驶时用激光测距器来了解周围的交通状况，使用北斗卫星导航系统进行定位和导航，该款车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离时，消耗汽油2kg，汽油机的效率为30%，在这段行驶过程中，（已知：汽油的热值为4.5×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•oC）。求（1）汽油完全燃烧放出的热量是多少J？（2）假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，若这些废气带走的能量全部被质量200kg的水吸收，水升高的温度是多少？（水未沸腾）（3）如果汽油机的效率提高到40%，其他条件都不变，那么汽车在这段路程消耗的汽油是多少？-参考答案-一、单选题1、C【详解】A．甲图表示的是将接触面被削平的两个铅块用力压紧，可以使它们结合在一起，这样可使两铅块更紧密结合，让两铅块间的分子距离减小，达到分子作用力能起作用的距离，且这时的距离越小，分子间的作用力便越大，即使在下面挂重物，铅块也不会分开，是因为此时分子间的作用力表现为引力，故A正确，不符合题意；B．在软木塞被冲出试管口的过程中，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，能量转化类似做功冲程，故B正确，不符合题意；C．抽去玻璃隔板后，两瓶中的气体逐渐混合，属于扩散现象，表明分子在不停地做无规则运动，故C错误，符合题意；D．金属管装有少量乙醚，迅速拉动缠在金属管外的皮绳，克服摩擦做功，金属管和内部乙醚的温度升高，达到乙醚燃点燃烧，产生的高温燃气推动橡皮塞做功，内能转化为机械能，可使橡皮塞从管口飞出，故D正确，不符合题意。故选C。2、D【详解】物体所含物质的多少叫质量。汽油用掉一半后，质量变为原来的一半。而比热容是物质的特性，决定于物质的种类和状态；热值是燃料的特性，决定于燃料的种类，油箱内的汽油燃烧掉一半后，比热容、热值都不变，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。3、C【详解】A．热值、比热容是物质的一种特性，与物体质量、温度高低、吸放热多少都没有关系，比热容与物质的种类、状态有关，故A错误；B．因为热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料是否完全燃烧无关，故B错误；C．水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同温度，可以吸收更多的热量，所以比较适合做冷却剂，故C正确；D．比热容与物质的种类、状态有关，种类不同，状态不同，比热容一般不同，冰熔化成水，它的质量不变、比热容变大，故D错误。故选C。4、C【详解】A．图甲中排气门打开，为排气冲程，没有能量转化，故A错误；B．实验B中活塞对气体做功，将机械能转化为内能，甲冲程是排气冲程，没有能量的转化，故B错误；C．二氧化氮气体的颜色是红棕色的，而且比空气的密度大，因此必须放在下面的瓶子中。将两个瓶口对在一起，二氧化氮气体分子会向空气中运动，所以下面瓶内的气体颜色会变淡，上瓶内的气体颜色会变红，故C正确；D．将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压一起，两铅块就会结合起来，甚至下面吊一个钩码都不能把它们拉开，说明分子间存在引力，故D错误。故选C。5、A【详解】航天工业的火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料相比，液态氢可以释放出更多的热量。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。6、C【详解】A．在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，故A错误；BC．做功冲程，高温高压气体对活塞做功，推动活塞向下运动，将内能将机械能，所以气缸内的气体内能减小，故B错误，C正确；D．压缩冲程，活塞向上运动，压缩气缸内的气体，将机械能转化为气体的内能，则气体的内能增大，温度升高，分子的热运动加快，故D错误。故选C。7、C【详解】A．在汽油机和柴油机的一个工作循环中，完成四个冲程，曲轴、飞轮转两圈，活塞来回往复运动2次，对外做功1次，故A错误；B．在吸气冲程，汽油机吸入的是汽油和空气的混合物；柴油机吸入的只有空气，故B错误；C．做功冲程中点火方式：汽油机是点燃式，柴油机是压燃式，故C正确；D．柴油机压缩冲程末的温度远远高于汽油机压缩冲程末的温度，因此柴油机的压缩程度要比汽油机的压缩程度大，故D错误。故选C。8、C【详解】A．端午粽子飘香，说明粽子的香味分子在做永不停息的无规则运动，故A正确，不符合题意；B．炎热的夏天，往室内地面上洒水，水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度，故B正确，不符合题意；C．柴油机压缩冲程结束时，喷油嘴喷出雾状柴油遇到高温的空气发生剧烈的燃烧，化学能转化为内能，故C错误，符合题意；D．沿海地区和内陆地区相比，沿海地区水多，水的比热容大，在相同的吸放热条件下，水的温度变化小，冬暖夏凉，昼夜温差小，故D正确，不符合题意。故选C。9、B【详解】热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，与燃烧燃料的多少、燃料的热值或比热容等因素无关；使燃料燃烧更充分，可以在同等情况下燃料放出更多的热量，可以有效提高燃料的利用率，可以提高热机效率，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。10、B【详解】图中的冲程两气门关闭，活塞上行，对气缸内气体进行压缩，活塞的机械能转为气缸内气体的内能，内能增加，温度升高，该冲程为压缩冲程，在压缩冲程中，能量转化关系是机械能转化为内能，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。二、填空题1、比热容热值【解析】【详解】[1]用水做冷却剂是因为水的比热容较大，在相同质量的情况下，升高相同的温度是，水能吸收更多的热量。[2]运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。2、3.36×106热传递0.1【解析】【详解】[1]水吸收的热量为Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(42℃-22℃)=3.36×106J[2]水从火吸收热量，内能增加、温度升高，是利用热传递改变水的内能。[3]由得，天然气完全燃烧放出的热量为由Q放=mq得，需要天然气的质量为3、热值比热容【解析】【详解】[1]同等条件下，隐含质量相同，“可燃冰”完全燃烧放出的热量与质量之比即为热值，热值能达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的热值大。[2]利用水的比热容比较大，与其他物质相比，每降低1℃水放出的热量比较多。4、机械热值【解析】【分析】【详解】[1][2]火箭上升过程中与大气摩擦产生大量的热，在摩擦的过程中火箭的机械能转化为火箭和大气的内能；火箭以液态氢做燃料是因为此种燃料的热值大，等体积的相同燃料，液态氢燃烧时可以放出更多的热量。5、20005001000【解析】【分析】【详解】[1][2][3]已知转速为6000r/min＝100r/s，即飞轮每秒转100圈，所以内燃机每秒钟完成50个工作循环，经过200个冲程，做功50次；则10秒钟经过2000个冲程，做功500次，转1000圈。6、比热容热传递3.68×108【解析】【详解】[1][2]因为水的比热容较大，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，所以汽车发动机用水来冷却；这是通过热传递的方式来降低发动机的温度，从而改变发动机的内能。[3]由题意可知，汽油完全燃烧放出的热量为Q放=qm=4.6×107J/kg×8kg=3.68×108J7、不变热传递【解析】【详解】（1）[1]热值是燃料的一种特性，煤气在燃烧过程中，燃料的种类不变，其热值不变。（2）[2]烹饪食物时，食物从锅上吸收热量，温度升高，是通过热传递方式改变食物内能的。8、做功30【解析】【详解】[1]如图，进气门和排气门都是关闭的，活塞向下运动，可以判断是做功冲程。[2]飞轮转速是3600r/min=60r/s表示每秒飞轮转动60圈，要经过120个冲程，对外做功30次。9、101.38×105柴油机【解析】【详解】[1]单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min=20r/s，即1s飞轮转20r，因为内燃机的一个工作循环中，完成4个冲程，飞轮转2r，对外做功1次，所以，该内燃机1s飞轮转20r，对外做功10次。[2]汽油的质量m=10g=0.01kg汽油完全燃烧放出的热量Q=qm=4.6×107J/kg×0.01kg＝4.6×105J由得，一个工作循环中输出的有用机械能W有＝ηQ＝30%×4.6×105J＝1.38×105J[3]题图中装置的顶部是喷油嘴，是柴油机的构造示意图。10、25100【解析】【详解】[1][2]汽车发动机飞轮的转速是3000r/min=50r/s，表示每秒飞轮转动50圈。由于飞轮每转动2圈，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，所以，气缸每秒对外做功25次，完成100个冲程。三、计算题1、（1）4.8kg；（2）2.16×108J；（3）1.8×104W【详解】解：（1）百公里消耗汽油的体积由知道，该轿车行驶1h消耗的汽油质量（2）汽车运行1h汽油完全燃烧放出的热量（3）由知道，有用功由