综合解析人教版九年级物理《内能的利用》定向测试试题

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、如图所示是探究能量转化的装置，下列相关说法错误的是（）A．水蒸气驱动叶轮转动，水蒸气的内能减小了B．实验过程中，燃料的化学能直接转化为叶轮的机械能C．对水加热过程中是通过热传递使水的内能增大的D．此实验展现了热机工作时的能量转化过程2、下列关于热机说法正确的是（）A．热机是利用热量做功的机械 B．吊车上使用的滑轮组是一种热机C．热机是将内能转化为机械能的机械 D．随着技术的进步，热机的效率能达到100%3、下列对生产生活中的现象所包含的物理知识说法正确的是（）A．雪花飞舞的美丽景象说明分子在不停地做无规则运动B．冰熔化成水时，温度不变，但内能增大，比热容变大C．用手捏海绵，海绵的体积缩小了，说明分子间有空隙D．火箭用液态氢做燃料是因为氢含有的热量较多的缘故4、下列措施不能提高热机效率的是（）A．将热机全部换为电动机B．尽量减少热机内部各部件间的摩擦C．让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全D．在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损夫5、如图是汽油机的某个冲程，下列说法错误的是（）A．电火花塞点火是把电能转化为内能B．活塞向下加速运动，是因为有气体对活塞做功C．这个冲程的能量转化与烧水时水蒸气把壶盖顶起来相同D．柴油机做功冲程不用点火是因为柴油不需要燃烧就可以放出热量6、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7、2021年10月16日凌晨，中国在酒泉卫星发射中心升空的神舟十三号载入飞船将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送入太空，发射取得圆满成功，下列说法正确的是（）A．火箭使用液氢做燃料，主要是利用了液氢的密度小B．燃料燃烧充分，可以提高热机效率C．燃料完全燃烧放出的热量可以全部用来做功D．若太空中的温度很低，“羲和号”卫星的内能可能为零8、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、关于热机的效率，下列说法正确的是（）A．热机的有用功多，效率就一定高B．热机的功率大，效率就一定高C．热机工作的时间长，效率就一定高D．热机的有用功占燃料完全燃烧放出的能量的比例大效率就高10、从能量转化的角度看，一台四冲程内燃机在一个循环中，下列说法中正确的是（）A．只有做功冲程存在着化学能转化为内能的过程B．排气冲程存在着内能转化为机械能的过程C．吸气冲程具有很明显的机械能转化为内能的过程D．压缩冲程存在着机械能转化为化学能的过程第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、已知1kg无烟煤的热值是，则2kg无烟煤不完全燃烧时的热值是______。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、如图所示，此时是汽油机的___________冲程。汽油机的汽油使用一半后，剩下的一半汽油的比热容将___________（选填“变大”“不变”或“变小”）4、某品牌汽车在高速公路上以110km/h的速度行驶了100km，共消耗汽油的质量为6kg，已知汽油的热值为4.6×107J/kg，则完全燃烧这些汽油所放出的热量为______J，若此时汽油机曲轴转速为3600r/min，则汽油机每秒内对外做功______次。在刹车的过程中，伴随着能量从机械能转化为内能散失到空气中，此过程能量的总和______（填“增大”、“不变”或“缩小”）。5、如图所示是汽油机的_____冲程，在压缩冲程中，是通过_____的方式增加燃气的内能。汽油机的转速为3000转1分钟，则1秒内汽油机对外做功_____次。汽油机用水作为冷却剂，这是利用了水_____的性质。6、抚松县小区的液化气逐渐入户，液化气的热值取4.2×107J/kg，若一月内燃烧10kg的液化气，则液化气全部完全燃烧放出的热量是______J，若放出的热量有40%被利用，在标准大气压下可把______kg的水从20℃加热至沸腾[c水=4.2×103J/(kg·℃)]。7、小明同学在燃烧皿中放入5g酒精，对300水加热，待酒精燃尽后水温升高了50℃。此过程中，酒精完全燃烧放出的热量为___________J，酒精的利用效率为___________[c水=4.2×103J/（kg•℃），q酒精=3.0×107J/kg]8、在第三届宜昌马拉松比赛中，一名选手跑完全程消耗的能量为1.05×107J，这些能量来自于食物的______能。这些能量可以使______kg的水温度升高50℃。[]9、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）10、“页岩气”是蕴藏在岩层中的天然气，因其___________（选填“比热容”或“热值”）较大，被誉为未来的能源“明星”；完全燃烧0.1m3天然气可放出___________J的热量。（q天然气=3.2×107J/m3）三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、一水壶中装有体积为2L的水，在液化石油气炉上从20℃加热到100℃，在这过程中，共燃烧了液化石油气42g（壶吸收的热量忽略不计），[ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/(kg·℃)，q气=4.0×107J/kg]求：（1）水共吸收了多少热量？（2）这些液化石油气完全燃烧共放出多少热量？（3）炉子的效率。2、一台单缸四冲程柴油机活塞的横截面积为500cm2，活塞的行程是150mm，做功冲程的平均压强是4×105Pa，求：（1）一个做功冲程中气体做的功。（2）若柴油机每分钟完成600个工作循环，则柴油机的功率多大？3、小明家的太阳能热水器内装有60kg、25℃的水，经过一天照射后，温度升高到75℃，假设用天然气烧水，水吸收热量的效率为60%且已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值是7.5×107J/m3。请你计算：（1）热水器中水吸收的热量；（2）烧水时至少需要燃烧天然气的体积。4、小宇家的太阳能热水器内装有80kg、的水。（1）若经过一天照射后，温度升高到，求水吸收的热量是多少？（2）若煤气的热值是4.2×107J/kg，煤气完全燃烧放出热量的80%被水吸收，小宇家利用太阳能热水器，一天可以节约多少煤气？（）5、（2021·全国·九年级课时练习）某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1200周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），求(1)汽油机一个循环所做的功是_____J(2)汽油机的功率是_____W。-参考答案-一、单选题1、B【详解】ABC．燃料燃烧将化学能转化为内能，水吸收热量沸腾汽化为水蒸气，高温的水蒸气可以驱动叶轮转动，水的内能转化成了叶轮的机械能，水蒸气自身的温度会降低，内能会减少，故AC正确，不符合题意，B错误，符合题意；D．热机工作时，将内能转化为机械能，因此此实验展现了热机工作时能量转化过程，故D正确，不符合题意。故选B。2、C【详解】AC．热机是将内能转化为机械能的机械，故A错误，C正确；B．滑轮组是一种为了省力而使用的简单机械，并不需要使用内能，所以滑轮组不是热机，故B错误；D．使用任何机械都不可避免的产生额外功，所以使用任何机械的效率都不能达到100%，故D错误。故选C。3、B【详解】A．雪花是宏观物体，雪花飞舞是机械运动，不能说明分子在不停地做无规则运动，故A错误；B．冰是晶体，冰熔化成水，需要吸收热量，内能增加，但温度不变；冰的比热容是2100J/(kg·°C)，水的比热容是4200J/(kg·°C)，因此比热容变大，故B正确；C．用手捏海绵，海绵的体积缩小了，说明力可以改变物体的形状，故C错误；D．由Q放=qm可知，相同质量的氢和其他燃料相比，氢的热值较大，完全燃烧放出的热量较多，火箭用液态氢做燃料是因为氢的热值大，热量是过程量，不能用含有来描述，故D错误。故选B。4、A【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，比值越大，效率越高，因此减少热机内部各部件间的摩擦、使燃料充分燃烧和减少能量的损失都可以提高燃料的利用率，提高热机效率，将热机全部换为电动机不能提高热机效率。故选A。5、D【详解】A．由图可知，两个气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程，电火花塞点火是把电能转化为内能，故A正确，不符合题意；B．做功冲程中，气体推动活塞向下加速运动，对活塞做功，故B正确，不符合题意；C．烧水时水蒸气把壶盖顶起来，是内能转化为机械能，做功冲程中能量的转化是内能转化为机械能，故C正确，不符合题意；D．柴油机的点火方式是压燃式，柴油需要燃烧才可以放出热量，故D错误，符合题意。故选D。6、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。7、B【详解】A．火箭使用液氢做燃料，主要是利用了液氢的热值大，故A错误；B．做同样的有用功，燃料燃烧充分，使用的燃料的质量减小，有用功占燃料完全燃烧放出的热量的比值变大，热机效率增大，故B正确；C．因为有热量的散失和机械内部的摩擦等，燃料完全燃烧放出的热量不可能全部用来做功，故C错误；D．一切物体都有内能，若太空中的温度很低，“羲和号”卫星的内能也不会为零，故D错误。故选B。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、D【详解】热机的效率是指：热机做的有用功与燃料完全燃烧放出的能量之比。A．热机做的有用功多，与燃料完全燃烧放出的能量之比不一定多，效率不一定大，故A错误；B．功率是物体做功快慢的物理量，与效率是两个完全不同的概念，热机的功率大，效率不一定高，故B错误；C．热机工作的效率与工作时间无关，故C错误；D．热机所做有用功占燃料完全燃烧放出的能量的比例越大热机的效率越高，故D正确。故选D。10、A【详解】A．从能量转化的角度看，一台四冲程内燃机在一个循环中，只有做功冲程中燃料燃烧，而燃料燃烧将化学能转化为内能，气体推动活塞对外做功，将气体的内能转化为活塞的机械能，故A正确；BC．四冲程内燃机的排气和吸气冲程没有能的转化，故BC错误；D．四冲程内燃机在压缩冲程中，将机械能转化为内能，故D错误。故选A。二、填空题1、【解析】【详解】热值是某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，其大小只与燃料的种类有关，与质量的大小、与燃烧程度无关，每种燃料的热值是固定不变的。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、做功不变【解析】【详解】[1]由图可知，汽油机两个气门都关闭，活塞下行，且火花塞点燃，因此为做功冲程。[2]比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与质量等因素无关，所以剩下的一半汽油的比热容将不变。4、2.76×10830不变【解析】【详解】[1]汽油完全燃烧产生的热量[2]四冲程汽油机的飞轮转速是也就是1s飞轮转动60r，因为完成一个工作循环，要经过四个冲程，燃气对外做功一次，飞轮转动两周，所以该汽油机每秒内完成120个冲程，对外做功30次。[3]据能量的守恒定律可知，汽车刹车的过程，通过做功，将机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和是不变的。5、做功做功25比热容大【解析】【详解】[1]观察图可知，此时两个气门都关闭，缸内气体对活塞做功，推动活塞由上向下运动，气缸内气体膨胀，故该冲程是做功冲程。[2]压缩冲程中活塞压缩气体做功，将机械能转化为内能，是通过做功的方式增加气体内能的。[3]汽油机转速为3000r/min＝50r/s，说明每秒钟飞轮转过50转，完成25个工作循环，每个循环做功一次，所以1秒钟对外做功25次。[4]与其它液体相比较，水的比热容较大，在质量和升高的温度相同时，水吸收的热量更多，制冷效果更好，所以汽油机用水作为冷却剂。6、500【解析】【详解】[1]液化气全部完全燃烧放出的热量Q放=mq=10kg×4.2×107J/kg=4.2×108J[2]水吸收的热量Q吸=Q放η=4.2×108J×40%=1.68×108J在标准大气压下水的沸点是100℃，水的质量7、1.5×10542%【解析】【详解】[1]酒精完全燃烧产生的热量Q放=mq酒精=5×10﹣3kg×3×107J/kg=1.5×105J则水吸收的热量[2]酒精的利用效率8、化学50【解析】【详解】[1]选手跑步是所消耗的能量最终是由食物的化学能转化来的。[2]由可知，水的质量为即这些能量可以使50kg的水温度升高50℃。9、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=3.68×108J10、热值3.2×106【解析】【详解】[1]页岩气的热值比较大。[2]完全燃烧0.1m3页岩气可放出的热量Q放=Vq=0.1m3×3.2×107J/m3=3.2×106J三、计算题1、（1）6.72×105J；（2）1.68×106J；（3）40%【详解】解：（1）根据题意知道，水壶中水的体积2L=2000ml=2000cm3水的质量为m=ρV=1g/cm3×2000cm3=2000g=2kg水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J（2）燃烧的液化石油的质量m气=42g=0.042kg这些液化石油气完全燃烧放出的热量Q放=mq=0.042kg×4×107J/kg=1.68×106J（3）炉子的效率答：（1）水共吸收热量6.72×105J；（2）这些液化石油气完全燃烧共放出的热量是1.68