14.5《内能的利用》单元考试达标检测试题（解析版）_1、初中学习资料_4-4、物理_4-4-5、初三物理全册_人教版物理九年级全一册课时练习（090份）_课时练习第1套

更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com 2022-2023物理新课标下九年级全册同步课节减负作业（人教版） 第十四章 内能的利用 专题14.5 《内能的利用》单元考试达标检测试题 一、选择题（7小题，每小题3分，共21分） 1．如图所示描述的物理过程，下列分析正确的是（ ） A．图甲：厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的温度升高，内能不变 B．图乙：瓶子内的空气推动塞子做功后，瓶子内空气的内能增大 C．图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增加 D．图丁：汽缸内的气体推动活塞向下运动，内能转化为机械能，气体内能减少 【答案】D 【解析】A．厚玻璃筒内的空气被压缩时，对气体做功，内能增加，空气的温度升高，故A项错误； B．瓶子内的空气推动塞子做功，内能转化为机械能，所以瓶子内空气的内能减小，故B项错误； C．试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能减小，故C项错 误； D．做功冲程中，汽缸内的气体推动活塞向下运动，内能转化为机械能，气体内能减少，故D项正确。 2.如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是（ ） A．吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸 B．压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小 C．做功冲程中，燃料释放的能量绝大部分转化为机械能 D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分 【答案】A 【解析】四冲程汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，其中只有做功冲程对 更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com 外做功，将内能转化为机械能；另外还有压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能；根据气门的状态、 活塞运动的方向确定冲程的种类。 A.汽油机在吸气冲程中，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸，故 A 正确； B.在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，气体的内能变大，此过程 是机械能转化为内能的过程，故B错误； C.在做功冲程中，燃料燃烧释放的内能大部分需要克服摩擦、发生热传递而散失，只有一少部分转化为机 械能，故C错误； D.在排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的大部分，故D错误。 故选：A。 3．某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶 6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的 牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是（ ） ①汽车行驶速度是20km/h ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J ③汽车牵引力做功的功率是30kW ④汽车发动机的效率是20% A．只有①和② B．只有②和③ C．只有①和④ D．只有②和④ 【答案】D 【解析】（1）已知汽车行驶的时间和路程，利用速度公式即可求解； （2）根据Q =mq可求热量； 放 （3）根据车受到的阻力为车重的0.1倍求得车受到的阻力，因为匀速行驶，所以牵引力等于阻力，利用 W=Fs可求得该汽车牵引力所做的功，再利用P= 求功率； （4）根据燃油密度和体积求得其质量，利用Q=mq可求得消耗的总能量，再利用效率公式求出该汽车的效 率。 ①汽车的行驶速度： v= = =72km/h，故①错误； （2）消耗的燃油完全燃烧放出的热量： Q =mq=1.5kg×4.6×107J/kg=6.9×107J，故②正确； 放 （3）因为匀速行驶，所以汽车受到的牵引力：F=f=2×103N， 该汽车牵引力所做的功： W=Fs=2×103N×6.9×103m=1.38×107J， 该汽车牵引力所做功的功率： 更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com P= = =40000W=40kW，故③错误； （4）汽车消耗燃油的产生的热量： Q =mq=1.5kg×4.6×107J/kg=6.9×107J， 放 该汽车的效率： η= = ×100%=20%，故④正确。 4.生活中能量转化的实例很多，下列描述中正确的是（ ） A．摩擦生热是把内能转化为机械能 B．燃料燃烧放热是把内能转化为化学能 C．电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能 D．摩擦起电是把电能转化为机械能 【答案】C 【解析】A.摩擦生热是克服摩擦做功，摩擦过程中，消耗了机械能，内能增大，把机械能转化为内能，故 A错误； B.燃料燃烧放热是把化学能转化为内能，故B错误； C.电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能，故C正确； D.摩擦起电是消耗了机械能，获得了电能，故是把机械能转化为电能，故D错误。 5.下列关于能量转化的说法，正确的是（ ） A B C D A.图中，风力发电将空气的动能转化为电能 B．图中，拉开的弹弓将石子弹出的过程，弹性势能增大 C．图中，“神舟五号”载人飞船成功返航，返回舱在减速着陆过程中机械能守恒 D．图中，水平路面上疾驰的汽车，将重力势能转化为动能 【答案】A 【解析】A.风力发电是将机械能转化为电能，故A正确； B.拉开的弹弓发生了弹性形变，具有弹性势能，当放开石子时，弹弓的弹性形变程度变小，所以弹性势能 更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com 变小，故B错误； C.当飞船减速着陆时，飞船的质量不变，速度减小，动能减小；质量不变，高度越来越小，重力势能越来 越小，机械能减小，故C错误； D.汽车在水平路面上匀速行驶的过程中，质量不变，速度和高度也不变，则汽车的动能和重力势能都不变， 故D错误。 6. 如图，弧形轨道 ab 段光滑，bc 段粗糙，小球从a 点经最低点b 运动至c 点。下列分析正确的是 （ ） A. 从a 到b 的过程中，小球动能转化为重力势能 B. 经过b 点时，小球动能最大 C. 从b 到c 的过程中，小球动能增大 D. 从a 到c 的过程中，小球机械能守恒 【答案】 B 【解析】A.从a到b的过程中，小球的高度减小，重力势能减小；因为表面光滑，所以没有摩擦力，那么 重力势能会全部转化为动能，故A错误； B.因为b点是整个运动过程的最低点，所以这点的重力势能最小，而动能最大，即小球的速度最大，故B 正确； C.从b到c的过程中，小球的高度增加，重力势能增大，因此它的动能会逐渐减小，故C错误； D.由于bc段粗糙，所以这段过程中机械能会转化为内能，故D错误。 7.下列关于能量的说法中，正确的是（ ） A．洗衣机工作时是将机械能转化为电能 B．电水壶工作时是将内能转化为电能 C．用热水泡脚，身体会感觉暖和，说明内能可以转移 D．能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少 【答案】C 【解析】A.洗衣机工作时，消耗电能，产生机械能，故是将电能转化为机械能的过程，故A错误； 更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com B.电水壶工作时消耗电能，产生内能，故是将电能转化为内能的过程，故B错误； C.用热水泡脚，内能从热水传递到脚，身体的内能会增加，会感觉暖和，说明内能可以转移，故C正确； D.根据能量守恒知，能量在转化和转移的过程中，能量的总量会保持不变，故D错误。 二、填空题（每空2分，共30分） 1.如图是某四冲程汽油机的______冲程，在此冲程中内能转化为______能。 【答案】做功 机械 【解析】内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，判断冲程名称可用口诀：“先 看气门开关情，再看活塞上下行；开下吸气开上排，关上压缩关下功”进行分析；在汽油机的四个冲程中， 机械能转化为内能的是压缩冲程，内能转化为机械能的是做功冲程。 由图可知，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，因此是做功冲程；汽油机的做功冲程把燃料燃 烧产生的内能转化为机械能。 2.除了飞机、汽车、摩托车之外，用到热机的交通运输工具还有_____、_____、______。（写出三个即 可），你列举的这些交通运输工具中，______用到的热机属于内燃机（写出一个即可） 【答案】轮船、拖拉机、小型农业机械、火车等都用到了热机，这些热机也都是内燃机。 【解析】热机原理是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能的机器动力机械的一类。如蒸汽机、汽轮 机、燃气轮机、内燃机、喷气发动机、外燃机等。热机通常以气体作为工质（传递能量的媒介物质叫工 质）,利用气体受热膨胀对外做功.热能的来源主要有燃料燃烧产生的热能、原子能、太阳能和地热等。 除了飞机，汽车，摩托车之外，还有货车，轮船，一切烧油的机器都是内燃机。内燃机是一种动力机械, 它是通过使燃料在机器内部燃烧,并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。 3．柴油机压缩冲程中，随着活塞的运动，气缸内空气密度不断 （选填：“增大”“减小“或“不 变”），这时活塞的机械能转化为被压缩空气的 能，使其温度更高、压强更大。 【答案】增大；内。 【解析】柴油机压缩冲程中，随着活塞的运动，外界对气缸内气体做功，气缸内空气体积减小，密度不断 增大，这时活塞的机械能转化为被压缩空气的内能，使其温度更高、压强更大。 4．汽油机作为汽车的“心脏”，在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈地燃烧，将 能 转化成 能，一辆汽车一年行驶三万公里，消耗汽油2t，这些汽油完全燃烧放出 J的热量．（q 汽 =4.6×107J/kg） 油 【答案】化学；内；9.2×1010． 【解析】（1）内燃机的一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，压缩冲程结束时，火花塞 产生电火花，使燃料猛烈地燃烧是化学能转化为内能，其中压缩冲程将机械能转化成内能； 更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com （2）2t汽油完全燃烧要放出的热量：Q =mq=2×103kg×4.6×107J/kg=9.2×1010J． 放 5．用天然气烧水，水烧开后，壶盖不断向上跳动，此过程中能量转化与四冲程汽油机的 冲程的能量 转化相同；若天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收，在标准大气压下把5kg的水从20℃加热至沸腾， 需完全燃烧 m3天然气。（c =4.2×103J/（kg•℃），q =4×107J/m3） 水 天然气 【答案】做功；0.084。 【解析】（1）水烧开以后，水蒸气膨胀对壶盖做功，把壶盖顶起来，将水蒸气的内能转化为壶盖的机械 能。这与汽油机的做功冲程的能量转化相同，在汽油机的做功冲程中，是将燃气的内能转化为活塞的机械 能； （2）在标准大气压下水的沸点为100℃，即水的末温为100℃， 水吸收的热量为： Q =c m △t=4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（100℃﹣20℃）=1.68×106J。 吸 水 水 由η= =50%得天然气完全燃烧放出的热量： Q = = =3.36×106J， 放 由Q =Vq得天然气的体积： 放 V = = =0.084m3。 气 6．川人爱吃辣，色香味俱佳的红油辣子是川人家常必备。红油辣子制作关键是对油温的控制，用菜油制 作红油辣子的最佳温度为150℃。用沼气将0.1kg菜油从室温17℃加热到制作红油辣子的最佳温度，则菜 油吸收了_______J的热量，燃烧了________m3的沼气。已知沼气燃烧释放的热量有50%被菜油吸收，沼气 热值取1.9×107Ｊ/m3，取ｃ =2.0×103J·（kg·℃ ）-1。 菜油 【答案】2.66×104 2.8×10-3 【解析】 [1]采油吸收的热量为 Q=cm(t-t )=2.0103J（/ kg·℃）0.1kg(150℃17℃)2.66104J 0 [2]燃烧沼气需要释放的热量为 Q2.66104J50%5.32104J 需要燃热的沼气体积为 Q 5.32104Ｊ V  = =2.8103m3 q 1.9107Ｊ/m3 更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com 三、实验探究题（8分） 1．小明想估测薯片的热值，进行了如下实验｡ 5g g 0 1 2 3 4 5 8 甲 乙 (1)将天平放在水平面上并将游码归零，发现指针偏左，则应将平衡螺母向_____端週节；测量质量时，调 节天平再次平衡，右盘中的砝码和游码位置如图甲，其质量为_____g｡ (2)如图乙，将薯片放在燃烧皿中充分燃烧后，烧杯中0.2kg的水温度升高了5℃，则水吸收的热量Q 吸 =_____J｡[c 水 =4.2×103J/（kg･℃）] (3)根据Q 放 =Q 吸 和Q 放 =mq，算出薯片的热值比实际值小得多，原因是∶_____｡ 【答案】右 6.2 4.2×103J 薯片燃烧放出的热量没有完全被水吸收 【解析】(1)天平放在水平面上并将游码归零，发现指针偏左说明天平左侧较重，应将平衡螺母向右调。 由图甲可知，薯片的质量为m5g+1.2g=6.2g (2)水吸收的热量为 Qcmt=4.2103J（kg℃）0.2kg5℃=4.2103J (3)薯片燃烧放出的热量没有完全被水吸收。 四、计算题（共21分） 1. （6分）全球汽车保有量在迅速增长，截至2011年，全球处于使用状态的汽车数量已突破10亿辆。每 辆汽车每年耗油1.8 t，汽车内燃机的效率平均值取30％。如果能把内燃机效率提高1％，全球每年可以节 约多少燃油？ 【答案】5.8×10 10kg 【解析】设每辆车每年耗油的质量为m,内燃机效率提高后每辆车每年耗油的质量为m’， 则 得m’=1.742×10 3kg 每辆车每年节约燃油的质量: m=1.8 t=1.8×10 3kg m’=1.742×10 3kg Δm=m﹣m’=58kg 全球每年节约燃油的质量大约为： Δm×10 9=5.8×10 10kg 更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com 2.（6分）我国自主研发的某品牌汽车进行技术测试，已知该车在某段长1.2km的水平路面做匀速直线运 动，用时40s，汽车在行驶过程中受到的阻力为400N，汽车在此过程中发动机热机效率为48%，汽油的热 值q＝4.6×107J/kg。在该段测试过程中： （1）汽车的功率为多少？ （2）燃烧了多少汽油？（计算结果保留两位小数） 【答案】（1）汽车的功率为1.2×104W； （2）燃烧了0.02kg汽油。 【解析】（1）因汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力， 所以，此过程中汽车牵引力做的功： W＝Fs＝fs＝400N×1.2×103m＝4.8×105J， 汽车牵引力做的功率： P＝ ＝ ＝1.2×104W； （2）由η＝ ×100%可得，消耗汽油完全燃烧释放的热量： Q ＝ ＝ ＝1×106J， 放 由Q ＝mq可得，消耗汽油的质量： 放 m＝ ＝ ≈0.02kg， 3.（9分）某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg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4.2×103J/（kg·℃），煤的热值为 3×107J/kg。 更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com 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。 【答案】（1）6×107J；（2）2.52×106J；（3）4.2％。 【解析】（1）燃料完全燃烧产生的热量，直接利用Q =mq，这个公式热值为J/kg，m是燃料的质量，单位 总 是kg。Q =m q=2kg×3×107J/kg=6×107J 放 煤 （2）从图像分析知道经过6min时间加热，水的温度从20℃升高到80℃. 水的质量10kg， 水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）根据吸收热量公式得到 Q =cm （t－t）=4.2×103J/（kg·℃）×10kg×60℃=2.52×106J 吸 水 0 （3）炉具的效率公式为η＝Q / Q ，所以 吸 总 η=Q /Q =（2.52×106J/6×107J）×100％=4.2％ 吸 放 五、简答题（共20分） 1.（6分）宁夏中卫地区气候干燥，昼夜温差很大，当地特产压砂瓜，被称为“石头缝里长出的西瓜”， 如图所示｡每到种植季节，瓜农们把发了芽的西瓜种子种到覆盖了砂石的土壤中，这样可以利用砂石有效 蓄水和保温，保证芽苗在深夜不会被冻伤｡请你根据以上材料所给信息，利用比热容知识分析：为什么瓜 农在土壤上覆盖砂石后，能起到保温作用？ 【答案】见解析 【解析】砂石覆盖后，白天可以减少水分的蒸发，晚上可以凝聚水汽渗入土壤，保证土壤的含水量。因水 的比热容较大，吸放热能力强，白天土壤中的水分吸收热量，晚上放出热量，控制土壤温度，能防止芽苗 在深夜不被冻伤。 2. （6分）柴油机和汽油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？ 【答案】见解析。 【解析】柴油机和汽油机的相同点：都是燃料在气缸内燃烧；都是将内能转化为机械能的机器；都是由吸 气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，曲轴和飞轮转两周对外做功一次；排气冲程排出废气； 启动时都要靠外力先使飞轮和曲轴转动起来。不同点：燃料不同（汽油、柴油），构造不同（火花塞、喷 油嘴）；吸气冲程吸入物质不同（汽油和空气混合物，柴油机只吸入空气），缸内气压、与温度高低不同 更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com （汽油机低，柴油机高）点火方式不同（汽油机是点燃式，柴油机是压燃式），效率不同（汽油机效率低， 柴油机效率高）。另外汽油机机体轻便，主要用于小汽车、摩托车，柴油机机体笨重，主要用于载重汽车， 拖拉机、火车、轮船。 3.（8分）某校师生在学习了能量的转化与守恒以后，组织兴趣小组调查学校几种炉灶的能量利用效率。 他们发现学校的一个老式锅炉烧水时，经常冒出大量的黑烟，且烧水时锅炉周围的温度很高，锅炉的效率 很低。 （1）请你根据调查中发现的现象分析此锅炉效率低的原因，并提出相应的改进措施。 （2）要减少烟气带走的热量，可以采用什么办法？ 【答案】（1）锅炉效率低的原因： ①锅炉冒出大量的黑烟，说明煤燃烧不完全； ②锅炉周围的温度很高，说明锅炉向周围散失的热量太多。 （2）改进措施：尽量使燃料燃烧充分；利用烟气携带的热量对其他的水进行预加热，综合利用内能。 【解析】在当今的低耗、高效的形式下，锅炉效率低是社会关注的焦点问题。在本题中，师生通过共同调 查研究，发现了锅炉效率低的主要原因表现症状：经常冒出大量的黑烟；锅炉周围的温度很高。针对这两 种表现，通过分析，揭示其效率低的原因：燃烧问题和散热问题。发现问题，分析问题，如何解决问题呢？ 烟气带走热量，是普遍存在的问题，让同学们提出解决方案，渗透、融合了情感态度价值观的教育，可谓 是一箭双雕。 更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com 更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com