人教版九年级全册第十四章 内能的利用综合与测试单元测试同步测试题

2021——2022学年度人教版九年级物理上册 第十四章 内能的利用 单元测试卷

一、选择题（16分）

1．下列关于热机，说法正确的是（　　）

A．热机工作过程中除做功冲程外其他三个冲程是靠飞轮转动的惯性来完成的

B．使用的燃料热值越高，热机的效率越高

C．热机消耗的燃料越多，热机的效率越低

D．目前有些新型燃料汽车实现了“零排放”，它们的热机效率可达到100%

2．有关热量与热值的说法中，正确的是（　　）

A．燃料燃烧，会放出热量，这是化学能转化为内能的过程

B．1kg汽油燃烧放出的热量比1kg酒精放热更多，说明汽油含有的热量比酒精多

C．酒精的热值是，说明1kg酒精所含的热量是

D．燃料燃烧放出的热量越多，它的热值越大

3．以下关于热机和燃料的说法中正确的是（　　）

A．四冲程汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能

B．质量相等的两种燃料，热值高的燃料燃烧放出的热量一定高于热值低的燃料

C．通过技术改进，热机效率可达100%

D．热机功率越大，热机的效率就越大

4．下列有关热现象中，说法正确的是（　　）

A．发生热传递时，温度从高温物体传递给低温物体

B．吹风扇时会感觉凉快，是因为风降低了环境温度

C．冰在熔化过程中要吸收热量，温度和内能均变大

D．酒精灯中的酒精燃烧一半后，剩余酒精热值不变

5．两台汽油机，甲的功率是乙的1.5倍，甲的效率为20%，乙的效率为25%，那么甲与乙每小时消耗油量之比为（　　）

A． 6:5 B．15:8 C．5:6  D．8:15

6．如图所示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图，正确的排列顺序为（　　）

A．DBCA B．DACB C．CBDA D．CADB

7．上世纪人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示，其工作原理是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机带动发电机发电。那么（　　）

A．当海水下降时，阀门K1开启，阀门K2关闭

B．当海水上升时，阀门K1关闭，阀门K2开启

C．当海水下降时，类似于汽油机的做功冲程

D．当海水上升时，类似于汽油机的压缩冲程

8．现有两个使用同一种燃料的加热器，用它们分别对甲、乙两种不同的物质加热。已知甲物质的比热是乙物质的2倍，甲物质的质量是乙物质的，当甲物质升高的温度是乙物质的时（甲、乙物质的物态都不发生改变），加热甲物质所用燃料是加热乙物质的，则两加热器利用热能的效率之比是（　　）

A．3:4 B．1:1 C．3:2 D．2:1

二、填空题（14分）

9．小林周末和家人开车外出游玩，如图为四冲程汽车汽油机中一个冲程的示意图，此冲程为______冲程，某一时刻他看到汽车转速表显示为2400r/min，此时汽车汽油机在1s内做了______次功。若汽车行驶100公里消耗汽油6kg，这些汽油完全燃烧能放出______J的热量（汽油热值为4.6×107J/kg）。

10．小明将1kg温度为10℃的水加热到60℃时，需要吸收______J的热量，这相当于完全燃烧______的天然气放出的热量，天然气的热值为。

11．赛车上一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是9600转/分，则每秒钟汽油机的活塞往复运动______次。如果有两台四冲程汽油机，在相同时间内甲做的有用功是乙的2倍，甲机的效率是20%，乙机的效率是25%，则甲、乙两汽油机在相同时间内消耗汽油的质量之比是_______。

12．人类发展史也是利用燃料的历史，干木柴、煤的放热本领不同，是因为它们的_______（选填“热值”、“热量”或“温度”）不同。完全燃烧0.28kg的酒精可放出_______J的热量，这些热量若全部被水吸收，可让_______kg的水温度升高20°C。[已知酒精热值q=3.0×107J/kg，水的比热容c=4.2×103J/(kg⋅°C)]

13．热机效率是热机性能的一个重要指标，效率越______，它的机械性能越好。现有甲、乙两台汽油机的效率分别为25%、30%，功率分别为20kW、30kW，则在相同的时间内，甲、乙两台汽油机消耗的汽油质量之比为______。

14．可燃冰是一种固态晶体，在常温常压下会迅速升华为气态。它的热值约为1.4×1010J/m3，2m3的可燃冰完全燃烧后可放出___________J的热量，若这些热量60%被水吸收，可以将___________kg的水从0℃加热到100℃。[已知c水=4.2×103J/(kg·℃)]

三、作图题（4分）

15．请在图中坐标定性画出酒精的热值与其完全燃烧所放出的热量Q的关系图象．

（____）

16．如图所示，甲为四冲程汽油机的吸气冲程示意图，请仿照甲图，在乙图中画出排气冲程活塞、连杆和曲轴的位置以及进气门和排气门的开闭情况。

四、实验题（18分）

17．小陈的老师在上课时进行了如图所示的两个演示实验：

(1)甲装置是一个配有活塞的厚玻璃管里放一小团硝化棉。实验时，应把活塞迅速下压，可以观察到硝化棉被点燃，这是因为活塞对空气做功，把活塞______能转化为空气的______能，此过程与四冲程柴油机的______冲程最相似；

(2)乙实验装置是厚壁玻璃瓶内装少许水，并不断向瓶内打气，过一会可以看到瓶塞弹跳起来，同时瓶内水面上内会出现白雾。由此可以推断瓶塞弹跳起来时水蒸气内能______（选填“增大”或“减小”），温度______（选填“升高”或“降低”），此过程是通过______（做功/热传递）的方式来改变水蒸气内能。

18．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相等，烧杯内的液体质量和初温也相同。

（1）比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过______来反映的（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）。

（2）若想利用上述装置估测燃料的热值，那么还需要补充的实验仪器是______，小明购买了一盒薯片，取出几片用上述方法测出薯片的热值为，他又观察到包装盒上印有“质量：100g”，他据此算出了整盒薯片能提供的热量为______。这个结果与包装盒上注明的“能量：”不等，原因可能是______。

（3）比较不同物质吸热升温的特点，应选择______两图进行实验。比热容的概念采用比值定义法，物理学中，把物体温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积之比，叫做比热容。

（4）如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体，已知b是水，比热容为4.2×103J/（kg·℃）。吸热后它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，则液体a的比热容为_____J/（kg·℃）。

19．如图所示是“探究改变物体内能”的实验。

(1)烧瓶内盛少量水，给瓶内打气，在瓶塞未跳起前，瓶内气体的内能________(选填“增大”“减小”或“不变”)，这是通过________(选填“热传递”或“做功”)的方式改变了瓶内气体的内能。

(2)继续打气，当瓶塞跳起时，观察到瓶口有“白雾”出现。这是因为瓶内气体对外做功后，内能________(选填“增大”“减小”或“不变”)，温度________(选填“升高”“降低”或“不变”)的缘故。

(3)我们发现，用这种方式改变物体的内能时，能量是在________能和________能之间相互转化的。

五、综合题（18分）

20．阅读短文，回答问题：

汽油机

单缸四冲程汽油机的工作原理是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气，在吸气冲程中将混合气吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生内能，高温、高压的气体作用于活塞，推动活塞做往复直线运动，通过连杆、曲轴和飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机的一个工作循环包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。

工程师还制造了四缸四冲程汽油机，制造时通过连杆把四个四冲程汽油机的活塞连在一根曲轴上（如图所示）。四缸四冲程汽油机分为两种：一种是同步汽油机，四个汽缸在同一时间都做相同工作；一种是异步汽油机，各汽缸的做功过程错开，如图所示，四个汽缸依次标注为1、2、3、4，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别做吸气、压缩和排气工作。

科学家在四冲程发动机的基础上发明了“六冲程引擎”发动机。这种发动机在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而推动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程让水蒸气排放到冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。“六冲程引擎”发动机的优点是环保、效率高。“六冲程引擎”发动机与传统四冲程发动机相比效率可提高40％。

（1）汽油机在做功冲程时，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将内能转化为_______能。

（2）在四缸四冲程汽油机中，若每个汽缸的做功功率相同，同步汽油机的平均功率_______（选填“大于”“等于”或“小于”）异步汽油机的平均功率，_______（选填“同步”或“异步”）汽油机的机械能输出更平稳。

（3）当异步汽油机中2号汽缸处于做功冲程时，3号汽缸处于_______冲程。飞轮每转动8周，异步汽油机对外做功_______次。

（4）“六冲程引擎”发动机的第五冲程相当于四冲程汽油机的_______冲程。“六冲程引擎”发动机的优点是_______。

21．阅读下面短文并回答问题

混合动力汽车

图甲是一种环保混合动力实验汽车。该混合动力汽车启动时，内燃机不工作，车内蓄电池输出能量；当高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输出能量，同时又可以向蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量。为了保护蓄电池，当电池使用到剩下最大容量的20%停止供电。测试人员驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶1h，观察仪表盘，发现这段时间内燃机消耗燃油10kg，蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的80%。该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图乙所示，汽车的某些参数如下表所示。（燃油热值q＝4.0×107J/kg）

（1）该混合动力汽车的内燃机是一台单缸四冲程汽油机，若飞轮转速是2400r/min，则每秒对外做功______次；测试过程中汽车行驶时的牵引力大小为______N。

（2）“吨百公里能耗”是衡量新能源汽车的一项重要指标。“J/（100km·t）”是指车辆消耗的总能量与行驶路程和车辆总质量（可近似看作是整车质量）乘积的比值。则该车在测试过程中的吨百公里能耗为______J/（100km·t），汽车的能量利用率为 ______。

（3）在汽车的测试过程中，若只用蓄电池提供动力且假设电能全部转化为机械能。

①该车在电池充满电的情况下以25km/h最多可行驶 _______km。

②该车所能达到的最大速度为_______km/h。

【参考答案】

1．A  2．A  3．A  4．D  5．B  6．B  7．D  8．B

9．压缩    20    2.76×108   

10．2.1×105    2.625×10-3   

11．160    5∶2   

12．热值    8.4×106    100   

13．高    4∶5   

14．2.8×1010    4×104   

15．

16．

17．机械    内    压缩    减小    降低    做功   

18．甲乙    温度计升高的示数    天平    1.4×105    热传递过程有热量的损失    甲丙    2.1×103   

19．增大    做功    减小    降低    内    机械   

20．机械    等于    异步    吸气    16    做功    环保、效率高

21．20    2000    8×108    37.5%    80    6