第14章 内能的利用（基础卷）——2022-2023学年九年级物理全一册单元卷（人教版）（原卷版+解析版）

2022-2023学年上学期第十四章单元检测卷A卷（人教版）

九年级全一册 物理·全解全析

一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。

1．（2022·吉林长春·中考真题）内燃机的能量流向图如图所示。内燃机的效率为（　　）

A．7% B．28% C．31% D．34%

【答案】D

【解析】内燃机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，所以，结合能量流向图可知，该内燃机的效率为34%。

故选D。

2．（2022·江苏·灌南县扬州路实验学校九年级期中）汽油机的一个工作循环有四个冲程，如图所示为汽油机的（　　）

A．压缩冲程 B．吸气冲程 C．做功冲程 D．排气冲程

【答案】A

【解析】图中进气门和排气门都关闭，活塞向上移动，可以判断这个冲程是压缩冲程。故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A。

3．（2022·广西南宁·九年级期中）下列有关能量守恒的说法中正确的是（　　）

A．摩擦生热创造了热，不符合能量守恒定律

B．能量守恒只适用于机械能与内能的相互转化

C．不可能造出永动机，是因为它违反了能量守恒定律

D．热机的工作过程不遵循能量守恒定律

【答案】C

【解析】A．“摩擦生热”不是创造了热，而是机械能转化为内能，符合能量守恒定律，故A错误；

B．能量守恒定律适用于任何能量的转化和转移，故B错误；

C．永动机违背了能量守恒定律，所以不可以制造出来，故C正确；

D．热机的工作过程跟所有能量转化转移过程一样，都遵循能量守恒定律，故D错误。

故选C。

4．（2022·福建·九年级阶段练习）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%

【答案】C

【解析】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。

5．（2022·山东·乐陵市实验中学九年级阶段练习）关于热值，下列说法正确的是（　　）

A．燃料燃烧放出的热量越多，热值越大

B．燃料燃烧时，质量越大，热值越大

C．燃料不完全燃烧时比完全燃烧时热值小

D．燃料的热值与燃料的种类有关，与燃料的质量和燃烧情况无关

【答案】D

【解析】热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，故ABC错误，D正确。

故选D。

6．（2022·广西梧州·中考真题）2022年6月5日，中国载人航天飞船神舟十四号发射成功。如图所示，飞船在空中加速上升时的能量转化情况是（　　）

A．飞船的动能转化为重力势能，动能减小

B．飞船的重力势能转化为动能，重力势能减小

C．燃料燃烧产生的内能转化为飞船的机械能

D．没有发生能量的转化，飞船的机械能不变

【答案】C

【解析】AB．载人飞船加速上升时，质量不变、速度增大、高度增大，所以动能和重力势能均增大，故AB错误；

CD．载人飞船加速上升时，因为动能和重力势能均增大，所以机械能增大，是由燃料燃烧产生的内能转化而来的，故C正确，D错误。

故选C。

7．（2022·湖南·株洲二中二模）如图所示是一新款跑车，当跑车在水平路面上疾驰时，下列说法正确是（　　）

A．给跑车提供动力的是压缩冲程

B．跑车用水作冷却剂，是因为水的比热容小

C．做功冲程中，内能转化为机械能

D．夏天在户外的车身较热，这是通过做功增加车身的内能

【答案】C

【解析】AC．压缩冲程是将机械能转化为内能，做功冲程是将内能转化为机械能，因此给跑车提供动力的是做功冲程，故A错误，C正确；

B．用水做冷却剂，是因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质相比较，升高相同的温度，水吸收的热量更多，故B错误；

D．夏天在户外的车，从太阳光中吸热，温度升高，这是通过热传递的方式增加了车身的内能，故D错误。

故选C。

8．（2022·上海·中考真题）瀑布从高峰倾泻而下，驱动发动机转动发电，在此过程中，能量转化的顺序为（　　）

A．动能→重力势能→电能 B．重力势能→动能→电能

C．电能→重力势能→动能 D．重力势能→电能→动能

【答案】B

【解析】瀑布中的水在高处时具有重力势能，当水从高处倾泻而下时，将水的重力势能转化为动能，冲动发电机的叶轮旋转，从而将动能转化为电能。故B符合题意，ACD不符合题意。

故选B。

9．（2022·陕西西安·二模）如图是生活中常用的高压锅。当高压锅内的气压达到一定值时，限气阀会被高压蒸汽顶起。这一过程高压锅内气体内能会发生变化，下列说法正确的是（　　）

A．限气阀被顶起的过程与汽油机的做功冲程发生的能量转化相同

B．高压锅喷嘴处的“白气”是水蒸气汽化形成的

C．用明火加热高压锅，是通过做功改变内能

D．高压锅是利用大气压来工作的

【答案】A

【解析】A．限气阀会被高压蒸汽顶起，锅内气体膨胀对外做功，气体的内能转化为瓶塞的机械能，这一过程与汽油机的做功冲程发生的能量转化相同，故A正确；

B．高压锅喷嘴处的“白气”是高温水蒸气遇到外部较冷的空气液化而成的小水滴，故B错误；

C．用明火加热高压锅，锅内食物吸收热量、温度升高，是通过热传递的方式改变物体的内能，故C错误；

D．高压锅可以增大锅内液面上方气体的压强，使锅内液体的沸点升高，但高压锅不是利用大气压工作的，故D错误。

故选A。

10．（2022·广西崇左·九年级期中）甲、乙两物体的比热容之比为2:3，吸收热量之比为3:1，它们升高的温度相同，则甲、乙两物体的质量之比为（　　）

A．9:2 B．2:9 C．1:2 D．2:1

【答案】A

【解析】由可得

升高温度相同，因此可求两质量之比为

故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A。

第Ⅱ卷

二、填空题。（每空2分，共28分）

11．（2022·黑龙江·大庆市庆新中学八年级期末）如图所示，小涵从滑梯上自由匀速下滑时，感到臀部灼热，在此过程中小涵的机械能 _____（选填“增大”、减小”或“不变”），因为有部分机械能转化为 ______。

【答案】     减小     内能

【解析】[1][2]小涵从滑梯上滑下，下滑的过程中，克服摩擦做功，使得其臀部的内能增加，通过做功的方式改变了内能，该过程中由部分的机械能转化为内能，所以机械能会变减小，内能增大。

12．（2022·安徽·马鞍山市成功学校二模）如图为麻省理工大学教授课堂演示情景，教授将一个摆球从下巴处放手，结果摆球摆回时并没有砸到他的下巴，这是因为摆球在摆动过程中部分的机械能因为和空气摩擦转化为内能而导致摆球的机械能减少，这一过程 ___________（选填“符合”或“不符合”）能量的转化和守恒定律。

【答案】符合

【解析】[1]摆球在摆动过程中部分的机械能因为和空气摩擦转化为内能而导致摆球的机械能减少，这一过程同样符合能量的转化和守恒定律，即在能量转化和转移的过程中，能的总量保持不变。

13．（2022·黑龙江齐齐哈尔·中考真题）某燃气热水器使用天然气作为燃料，若使用中消耗掉0.02m3的天然气，则这些天然气完全燃烧放出的热量为___________J （q天然气=3.2×107J/m3）；如果这些热量完全被水吸收，则水的内能___________ （选填 “增大”、“不变” 或“减小”）。

【答案】          增大

【解析】[1]这些天然气完全燃烧放出的热量为

[2]不断吸收热量，则水的内能增大，通过热传递的方式增大内能。

14．（2022·四川省内江市第六中学二模）甲图中，气球内的气体喷出时，球内气体的内能将______（选填“增大”“不变”或“减小”）。该过程的能量转化过程与图______（选域“乙”或“丙”）所示热机工作冲程相同。

【答案】     减小     丙

【解析】[1]气球内气体喷出，球内气体的内能转化为气球的机械能，球内气体的内能减小。

[2]热机的做功冲程是将内能转化为机械能的，做功冲程中活塞向下运动，由此可知图丙是做功冲程，与气球能量转化过程相同。

15．（2022·黑龙江·大庆市庆新中学八年级期末）一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是2400r/min，该汽油机每秒内做功______次。燃料内能增加的过程叫______冲程。

【答案】     20     压缩

【解析】[1]该汽油机飞轮的转速为2400r/min，则飞轮1s转动40转，飞轮每转2转做功1次，所以该汽油机每秒内做功20次。

[2]在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物做功，机械能转化为内能，燃料的内能增加。

16．（2022·上海·中考真题）四冲程热机工作过程中，将内能转化为机械能的是____________冲程，李白在《望庐山瀑布》中写道：“日照香炉生紫烟”，这是通过______________（选填“做功”或“热传递”）的方式来改变香炉的内能，加热 1 千克水，使其温度上升 2℃，则加热过程中水吸收的热量为______________焦。[ c水  4.2 103焦/(千克·℃)]

【答案】     做功     热传递     8.4×103

【解析】[1]热机是将内能转化为机械能的机器，它的一个工作循环包括四个冲程：吸气、压缩、做功、排气冲程，其中压缩冲程是将机械能转化为内能；做功冲程是将内能转化为机械能。

[2]改变物体内能的方式有做功和热传递，太阳释放的热量通过热传递的方式传给香炉。

[3]水吸收的热量

Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×2℃=8.4×103J

17．（2022·山东临沂·二模）氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点。氢气的热值为1.4×108J/kg，完全燃烧0.6kg的氢气可放出 ___________J的热量；若用这些氢产生的热量去加热1t水，已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)，则可以升高多少___________℃。不计热量的损失。

【答案】     8.4×107     20

【解析】[1]完全燃烧0.6kg的氢气放出的热量

Q放=qm=1.4×108J/kg×0.6kg=8.4×107J

[2]若用这些氢产生的热量去加热1t水，不计热量的损失，水吸收的热量

Q吸=Q放=8.4×107J

水升高的温度

三、实验探究题（每空1分，共18分）

18．（2022·河北·涿州市双语学校九年级期末）如图所示是四个热学实验。请根据实验现象解决相关问题：

甲：演示气体扩散，其中A瓶中装有无色的空气、B瓶中装有红棕色的二氧化氮气体；

乙：两块表面平整光滑的铅块压紧后可吊起重物；

丙：加热使水沸腾，水蒸气冲起软木塞；

丁：用弹簧测力计拉玻璃板，玻璃板的下表面与水面接触未分开，发现弹簧测力计的示数大于玻璃板的重力；

（1）甲实验中，使两个瓶口上下相对，之间用一块玻璃板隔开，然后抽掉玻璃板。上面放置的是______（选填“A”或“B”）瓶；

（2）其中______两个实验现象的原因相同，这两个实验都可以表明：分子间存在______力；

（3）丙这个实验虽然简单，却基本展示了______的工作原理。在这个实验中，燃料燃烧时产生的热量传给水和水蒸气；塞子受到水蒸气的压力而冲出去，水蒸气的______能转化为塞子的动能。

【答案】     A     乙丁     引     内燃机     内

【解析】（1）[1]由于重力的影响，把密度大的气体放在密度小的气体上面时，上面的气体会自动的向下运动；此时无法判断气体的混合是因为重力的影响还是因为气体分子做永不停息的无规则运动导致的；因此要把密度小的空气放在上面。

（2）[2][3]乙实验中重物被吊起，说明下面的铅块受到了竖直向上的力（接触面间铅分子的相互吸引力）；丁实验中，弹簧测力计的示数大于玻璃板的重力，说明玻璃板还受到了竖直向下的力（接触面间玻璃分子与水分子的相互吸引力）。

（3）[4][5]丙实验中，高温高压的水蒸气把活塞推飞出去，水蒸气的内能转化为活塞的机械能；这一过程与内燃机的做功冲程原理相同，内燃机的做功冲程中，燃料燃烧产生的高温高压燃气推动活塞向下运动，内能转化为机械能。

19．（2022·广东·佛山市顺德区文德学校九年级阶段练习）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，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，是通过____来反映的（选“温度计上升示数”或“加热时间”）；

（2）比较不同物质吸热升温的特点：

①应选择___两图进行实验；需要的测量器材如图所示：还需秒表和_____；

②不同物质吸热的多少是通过_____来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）；

③若液体B的比热容是4.0×103J/(kg·℃)，液体A的比热容是________J/(kg·℃)。

【答案】     甲、乙     温度计上升示数     甲、丙     天平     加热时间     2.0×103

【解析】（1）[1]比较不同燃料的热值，应选择不同的燃料加热相同的物质，即用甲、乙两图进行实验。

[2]质量相同的水，温度变化越大，说明吸收热量越多，所以实验中通过温度计示数来表示燃料放出热量的多少。

（2）①[3]比较不同物质吸热升温的特点，应控制燃料相同而吸热物质不同，应选择甲、丙两图进行实验。

[4]因要测量温度的变化和控制不同物质质量相同及控制加热时间，测量温度的工具为温度计，测量质量的工具是天平，测时间的工具为秒表故需要的测量器材：温度计和天平及秒表。

②[5]不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的。

③[6]如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示，由图可以看出，A温度升高80℃用10分钟，B温度液体升高80℃用20分钟，升高相同的温度，B吸收热量是A的2倍，根据

在质量和升高温度相同的情况下，比热容c与Q成正比，故液体A的比热容是

20．（2022·广西·梧州市第十中学九年级期中）为比较不同燃料燃烧放热能力的差异，小明设计了如图甲、乙所示的两组对比实验，实验装置完全相同，实验中忽略热量的散失，且两种燃料燃烧时均匀放热。

（1）组装实验装置时，应该由________往________组装（前两空均选填“上”或“下”），用石棉网垫在烧杯下加热的目的是________；

（2）实验中应该控制烧杯内水的_______、质量相同，还应控制燃料的________相同，燃料燃烧完后，画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。燃料1燃烧5min放出的热量________（选填“大于”“小于”或“等于”）燃料2燃烧15min放出的热量；

（3）假设燃料完全燃烧，则燃料1与燃料2的热值之比为________。

【答案】     下     上     使烧杯底部受热均匀     初温     质量     大于     4∶3

【解析】（1）[1][2]实验室需要用火焰的外焰加热，首先要确定下面的铁架台的位置，所以装置的安装顺序是由下往上。

[3]实验时需要液体受热均匀，石棉网的作用是使烧杯底部受热均匀。

（2）[4][5]燃料完全燃烧放出的热量与燃料种类和燃料的质量有关，根据控制变量法可知，为比较不同燃料燃烧放热的能力，应控制燃料的质量相同，同时应该控制烧杯内液体的质量和初温相同，则燃料燃烧相同时间，根据液体温度的变化可以判断燃料的放热能力。

[6]由图丙可知，燃料1燃烧5min使相同质量的水温度升高了80℃，燃料2燃烧15min使相同质量的水温度升高了60°C，燃料1燃烧后使水的温度升高的多，所以燃料1燃烧放热多，即燃料1放出的热量大于燃料2放出的热量。

（3）[7]实验中忽略热量的散失，两烧杯中水的质量相同，则由公式Q=cm∆t可得，二者放出的热量之比为

由公式Q=qm可得，燃料1与燃料2的热值之比为

四、计算题：本题共3小题，共24分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

21．(8分)（2022·辽宁阜新·中考真题）某旅游大巴进行安全检测，在一段平直公路上匀速行驶18km，用时15min。已知汽车及驾驶员的总质量是3×103kg，车轮与地面的总接触面积为0.2m2。此过程消耗燃油4.5kg。假设燃油完全燃烧。（燃油热值q=4.0×107J/kg，g取10N/kg）。求：

（1）汽车匀速行驶时的速度是多少？

（2）汽车静止时对地面的压强是多少？

（3）该汽车燃油完全燃烧产生的热量是多少？

【答案】（1）72km/h；（2）1.5×105Pa；（3）1.8×108J。

【解析】解：（1）由可知，汽车匀速行驶时的速度为

（2）汽车静止时对地面的压力大小等于汽车及驾驶员的总重力大小，则汽车静止时对地面的压力

由可知，汽车静止时对地面的压强

（3）由可知，燃油完全燃烧产生的热量

答：（1）汽车匀速行驶时的速度是72km/h；

（2）汽车静止时对地面的压强是1.5×105Pa；

（3）该汽车燃油完全燃烧产生的热量是1.8×108J。

22．(8分)（2022·全国·九年级）图为汽油机做功冲程的示意图。若某型号单缸四冲程汽油机的活塞直径为60mm（面积近似取S＝3.0×10－3m2），活塞冲程长度为L＝0.06m，某种工作状态下做功冲程燃气的平均压强为p＝1.0×106Pa，活塞以n＝1380次/分钟作往复运动，汽油机往复运动两次，对外做功一次。

（1）汽油机在此工作状态下的功率是多少？

（2）如果此工作状态下每分钟消耗20g汽油，那么汽油机把内能转化为机械能的效率是多少？（q汽＝4.6×107J/kg、不计摩擦）

【答案】（1）2070W；（2）13.5%

【解析】解：（1）燃气对活塞的压力

F=ps=1.0×106Pa×3.0×10-3m2=3.0×10-3N

做一次功为

W=FS=3.010-3N0.06m=180J

功率为

（2）每分钟汽油燃烧释放的热量为

Q=mq=20×10-3kg×4.6×107J/kg=9.2×105J

机械效率为

答：（1）汽油机在此工作状态下的功率是2070W；

（2）在此工作状态下汽油机把内能转化为机械能的效率是13.5%。

23．(8分)（2022·四川省内江市第二中学模拟预测）小明家使用的是瓶装液化气，每瓶中装入的液化气质量为20kg。液化气的热值为5×107J/kg。

（1）1kg的液化气完全燃烧，释放的热量是多少？

（2）若整瓶液化气完全燃烧释放热量的60%被利用，那么散失的热量是多少？

【答案】（1）5×107J ；（2）4×108J

【解析】解：（1）1kg的液化气完全燃烧，释放的热量是

（2）整瓶液化气完全燃烧释放的热量为

整瓶液化气完全燃烧释放热量的60%被利用，那么散失的热量是

答：（1）1kg的液化气完全燃烧，释放的热量是5×107J；

（2）若整瓶液化气完全燃烧释放热量的60%被利用，那么散失的热量是4×108J。