综合解析人教版九年级物理《内能的利用》同步测评试卷（解析版含答案）

人教版九年级物理《内能的利用》同步测评考试时间：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、提高热机效率的有效途径是（）A．采用优质的燃料 B．减少热机的各种热损失，保证良好的润滑C．使热机具有良好的散热 D．避免使用热机2、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3、甲、乙两汽车，甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高，这表明（）A．甲的功率比乙大B．消耗相同的汽油，乙做的功多C．甲消耗的汽油比乙少D．做相同的功，甲耗油比乙少4、潍柴集团于2020年正式发布全球首款热机效率突破50%的商用柴油机，世界内燃机发展出现历史性新突破。关于对此柴油机的说法正确是（）A．它必须用热值较高的燃油才能提高其热机效率B．对比其他柴油机，相同时间内对外做功更快C．对比其他柴油机，对外做同样的功消耗的燃料减少D．随着技术的进步，集团生产的内燃机效率能达到100%5、2021年10月16日，中国在酒泉卫星发射中心升空的神舟十三号载人飞船将翟志刚、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．火箭点火加速升空时，将机械能转化为内能B．火箭选用液态氢作燃料是因为氢的热值大C．燃料的质量越大，热值越大D．火箭发动机的效率可以达到100%6、如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程，以下说法正确的是（）A．它是柴油机的压缩冲程，将机械能转化成内能B．它是汽油机的做功冲程，将内能转化成机械能C．它是柴油机的做功冲程，将内能转化成机械能D．它是汽油机的压缩冲程，将机械能转化成内能7、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8、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、甲图是汽油机的工作原理，乙图是常见的生活现象，则（）A．①冲程的原理和乙图所示一致 B．②冲程把气体的内能转化成机械能C．③冲程气体被压缩内能增大 D．④冲程是汽油机的排气冲程第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、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。2、现在的城市基本实现了天然气清洁能源的使用。用天然气灶具加热水时，完全燃烧0.021m3的天然气，放出的热量是______J；如果这些热量的90%被水所吸收，可以使______kg的水温度从15°C升高到95°C。[天然气的热值为8×107J/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]3、汽车发动机冷却系统分为风冷型和水冷型两种。风冷型发动机以空气为冷却介质，当风高速吹过发动机时，利用______的方式改变的发动机的内能；水冷型发动机则是利用水的______较大的特性。某水冷四冲程柴油发动机工作时转速表如图甲所示，则该发动机12s内经历压缩冲程______次，若该柴油机每完全燃烧柴油1kg，输出机械能1.376×107J，则该柴油机的效率为______。如图乙______是某水冷四冲程汽油机中的做功冲程示意图。（q煤油＝4.3×107J/kg）。4、汽油的热值为4.6×107J/kg，现有汽油2kg，若其中一半的汽油完全燃烧，放出的热量为_______J，剩余汽油的热值为___________J/kg。5、某单缸四冲程内燃机的其中一个冲程剖面图如图所示，由图可知。该内燃机在吸气冲程中吸入的物质是_______，所示冲程是_______冲程，若该内燃机飞轮转动速度为3600r/min，则每秒完成涉及能量转化的冲程有_______次。6、如图所示的四幅图，甲、乙实验中与汽油机压缩冲程原理相同的是______图所示的演示的实验；一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是4800r/min，该汽油机每秒对外做功______次。7、完全燃烧42g焦炭所放出的热量，若有50%被2kg、30℃的水吸收，则水温可升高___________。[c水=4.2×103J/(kg•℃)、q焦炭=3.0×107J/kg、此时外界为1个标准大气压]8、“西气东输”工程中，输送的燃料为天然气，这是利用了天然气________较大的特性，而且使用天然气时对环境无污染。天然气热值为8.4×107J/m3，表示________。0.5m3天然气完全燃烧放的热量是___________J，天然气用掉一部分后，剩余天然气的热值_________（选填“变大”、“变小”或者“不变”）。9、汽油的热值为4.6×107J/kg，一辆汽车的汽油用掉一半后剩下汽油的热值为_______J/kg。广西使用乙醇汽油作为机动车的动力能源，完全燃烧0.14kg的乙醇汽油放出热量为6.3×106J，它的热值为_______J/kg。10、2021年10月16日，搭裁神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉精准点火发射，如图为火箭发射的场景。火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为它的________大。火箭发射升空时，燃料通过燃烧将________能转化为燃气的内能，燃气对火箭做功，又将内能转化为火箭的________能。随着燃料的燃烧，其热值大小________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、某物理兴趣小组的同学，用煤炉给50kg、初温为的水加热，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6min内完全燃烧了2kg的煤，水的比热容为，煤的热值约为3×107J/kg。求：（1）煤完全燃烧产生的热量；（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量；（3）煤炉烧水时的热效率。2、小宁用煤炉给10kg的水加热，同时把加热过程中对应的时间测得的水温绘制成右图。若煤炉热效率为42%，煤的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤的热值约为3×107J/kg。加热6min，求：（1）水所吸收的热量；（2）煤完全燃烧时产生的热量及煤的质量。3、按照规定，我国载货车辆的轮胎对地面的压强应控制在7×105Pa以内。某型号货车部分参数如表所示。司机师傅在执行一次运输任务时，开着装沙子的货车在一段平直的公路上匀速行驶8km，行车时间是8min（取g=10N/kg）。自重5×104N车轮个数10每个轮胎触地面积3×10-2m2车厢容积10m3（1）通过计算该货车最多能装的沙子质量是多少？（2）货车满载在这段公路上行驶时所受阻力为车总重的0.02倍，这段时间内货车牵引力所做的功是多少？（3）如果货车发动机的机械效率是40%，此时货车在公路上匀速行驶8km时发动机的功率是多大？（货车发动机做的功只有部分用来使货车向前行驶）4、国家提倡节能减排，各地“煤改气”正在积极进行，某同学已知他家天然气烧水的热效率为35%。若他将2kg的水倒入烧水壶中，并测出水温为20℃，在一个标准大气压下，把水刚加热到100℃时[已知水的比热容，天然气热值约为]，请你帮他计算：（1）将这些水烧开，需吸收多少热量；（2）他家天然气灶燃烧的天然气的体积。5、用燃气灶烧水，燃烧0.5kg的煤气，使50kg的水从20℃升高了50℃．已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)，煤气的热值为4.2×107J/kg。求：（1）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量；（2）水吸收的热量；（3）燃气灶烧水的效率。-参考答案-一、单选题1、B【详解】BC．热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，所以，减少热量的损失可以提高热机的效率；使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率，故B符合题意，C不符合题意；AD．采用优质燃料、使热机具有良好的散热不能提高热机效率，不使用热机更不现实，故AD不符合题意。故选B。2、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。3、D【详解】A．功率是指做功快慢的物理量，热机效率是能量的利用率，与功率大小无关，故A不符合题意；B．已知甲汽油机的效率高于乙汽油机的效率，因此消耗相同的汽油，甲做的功多，故B不符合题意；C．机器做功多少未知，因此不能确定甲消耗的汽油比乙少，故不符合题意；D．已知甲汽油机的效率高于乙汽油机的效率，因此做相同的功，甲消耗的汽油比乙少，故D符合题意。故选D。4、C【详解】A．热机效率是有用功与燃料完全燃烧所放出的热量的比，与燃料的热值无关，故A错误；B．柴油机效率高，只表明有用功与总功的比值大，相同时间做功快指功率，效率与功率没有必然联系，故B错误；C．柴油机效率高，根据效率公式，当有用功一定时，效率越高，所需要总功更少，即燃烧同种燃料时，需要的燃料更少，故C正确；D．柴油机属于热机，在工作过程中不可避免会存在燃料燃烧不完全等因素导致能量损失，不可能达到100%，故D错误。故选C。5、B【详解】A．火箭点火加速升空时，燃料燃烧产生大量高温高压的气体，推动火箭向上运动，是内能转化为机械能，故A错误；B．氢在常见燃料中热值较大，等质量的氢完全燃烧所放出的热比其它燃料要多得多，所以火箭选用液态氢作燃料是因为氢的热值大，故B正确；C．燃料的热值只与燃料的种类有关，与质量、是否完全燃烧等无关，故C错误；D．火箭发动机属于内燃机，使用过程中一定存在燃料无法完全燃烧、废气带走一部分热量等能量损失，效率不可能达到100%。故D错误。故选B。6、B【详解】AC．由图可知，汽缸顶部有个火花塞，火花塞点火，是汽油机，故AC错误；BD．图中的进、排气门都关闭，活塞向下运动，因此这是做功冲程，将内能转化为机械能，故B正确，D错误。故选B。7、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。8、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。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、D【详解】A．图乙中，保温瓶内温度较高，内能较大，瓶内气体体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，瓶内气体的内能转化为塞子的机械能；而图甲①，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是汽油机的吸气冲程，其原理与乙图不同，故A不符合题意；B．图甲②，两气门都关闭，活塞向上运动，是汽油机的压缩冲程，活塞压缩气缸内气体，气体内能增加，温度升高，机械能转化为内能，故B不符合题意；C．图甲③，两气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是汽油机的做功冲程，内能转化为机械能，气体内能减小，故C不符合题意；D．图甲④，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是汽油机的排气冲程，故D符合题意。故选D。二、填空题1、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。2、1.68×1064.5【解析】【详解】[1]由Q放＝Vq得完全燃烧0.021m3的天然气，放出的热量是Q放＝Vq＝0.021m3×8×107J/m3＝1.68×106J[2]由题意分析知被水吸收的热量Q吸＝ηQ放＝1.68×106J×90%＝1.512×106J由公式Q＝cm∆t得3、热传递比热容15032%B【解析】【详解】[1]改变物体内能方法是做功和热传递。风冷型发动机以空气为冷却介质，当风高速吹过发动机时，利用热传递的方式改变的发动机的内能。[2]水冷型发动机则是利用水的比热容比较大，相同质量的水和其它物质相比，升高相同的温度时，水可以吸收更多的热量。[3]水冷四冲程柴油发动机工作时转速表如图所示，转速为15×100r/min=1500r/min表示1min转1500r，即1秒转25r，因飞轮转2r，经历4个冲程，做功一次，压缩冲程一次，所以飞轮转25r，经历压缩冲程50次，12s内经历冲程为（次）[4]柴油完全燃烧能放出的热量Q放＝mq煤油＝1kg×4.3×107J/kg＝4.3×107J则柴油机的效率[5]如图乙中B图，进气门和排气门都是关闭的，活塞下行，火花塞打火，可以判断是做功冲程。4、4.6×1074.6×107【解析】【详解】[1]现有汽油2kg，若其中一半的汽油完全燃烧，即燃烧1kg，所放出热量为[2]汽油的热值与燃烧状况、燃烧质量无关，因此剩下汽油的热值为。5、空气和汽油的混合物压缩60【解析】【详解】[1]由图可知，内燃机顶部是火花塞，是汽油机，汽油机在吸气冲程中吸入气缸的是空气和汽油的混合物。[2]图中两个气门关闭，活塞上行，是压缩冲程。[3]一个工作循环包括四个冲程，曲轴转动2周，做功1次；内燃机飞轮转动速度为3600r/min，则每秒转过60r，30个工作循环，30个压缩冲程和做功冲程，完成涉及能量转化的冲程有60次。6、乙40【解析】【详解】[1]甲图对试管中的水加热，使水汽化，水蒸气内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能；乙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，机械能转化为内能，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧；汽油机压缩冲程是把机械能转化为内能的过程，故甲、乙实验中与汽油机压缩冲程原理相同的是乙图所示的演示的实验。[2]汽油机飞轮转速是4800r/min＝80r/s，所以此汽油机每秒钟转80圈，可完成40个工作循环，160个冲程，对外做40次功。7、70℃【解析】【详解】完全燃烧42g焦炭放出的热量Q放=m焦炭q焦炭=42×10-3kg×3.0×107J/kg=1.26×106J由题意可知，水吸收的热量Q吸=Q放η=1.26×106J×50%=6.3×105J由Q放=cm∆t知，水温度升高值那么水的末温t=t0+∆t=30℃+75℃=105℃而在一标准大气压下水的沸点为100℃，所以水温的末温为100℃，水升高的温度∆t′=100℃-30℃=70℃8、热值1m3的天然气完全燃烧时所释放出的热量是8.4×107J4.2×107不变【解析】【详解】[1]天然气与其它燃料相比较，天然气的热值大，燃烧时产生废气污染小，所以选择使用天然气。[2]天然气的热值为q=8.4×107J/m3，它表示的物理意义是1m3的天然气完全燃烧时所释放出的热量是8.4×107J。[3]完全燃烧0.5m3天然气放出热量Q=Vq=0.5m3×8.4×107J/m3=4.2×107J[4]热值是燃料的一种特性，与质量的大小和燃烧的程度无关。当天然气用掉一部分后，剩余天然气的热值不变。9、4.6×107【解析】【详解】[1]热值是燃料的一种特性，与汽油的体积无关，因此汽油用掉一半后剩下汽油的热值仍然为4.6×107J/kg。[2]由得，汽油的热值为10、热值化学机械不变【解析】【详解】[1]由于液态氢的热值较大，因此运载火箭中，采用液态氢作燃料。[2][3][4]燃料燃烧过程中，将化学能转化为燃气的内能，又将内能转化为火箭的机械能；燃料的热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，所以随着燃料的燃烧，其热值大小不变。三、计算题1、（1）；（2）；（3）【详解】解：（1）由热量计算公式可得煤完全燃烧产生的热量为（2）根据题意，如图所示，经过6min时间加热，水所吸收的热量为（3）根据热效率的公式可得煤炉烧水时的热效率为答：（1）煤完全燃烧产生的热量为；（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量为；（3）煤炉烧水时的热效率为。2、（1）2.52×106J；（2）6×106J，0.2kg【详解】解：（1）经过6min时间加热，水温由