人教版九年级物理上册 第十四章　内能的利用 单元测试卷（2024年秋）

这是一份人教版九年级物理上册 第十四章　内能的利用 单元测试卷（2024年秋），共11页。试卷主要包含了选择题，实验题，综合应用题等内容，欢迎下载使用。
1. 日常生活中没有利用热机的交通工具是( )
A. 蒸汽机车 B. 喷气式飞机
C. 山地自行车 D. 越野摩托车
2. 近年来，我国科技高速发展，航天事业成果辉煌。未来，国人畅游月球将可能成为现实。未来的你将驾驶自己设计的月球车在月球上畅游，但月球上没有大气，你设计的月球车作动力装置的设备应为( )
A. 柴油机 B. 汽油机
C. 空气喷气发动机 D. 火箭喷气发动机
3. 如图显示了热机的共同特点，其中虚线框处应该填( )
(第3题)
A. 内能
B. 电能
C. 动能
D. 势能
4. 下列关于热值的说法正确的是( )
A. 2 kg煤的热值大于1 kg煤的热值
B. 燃料热值越大，燃烧放出的热量越多
C. 燃烧不完全时，燃料热值变小
D. 不同种类的燃料热值一般不同
5. 下列关于汽油机和柴油机的说法正确的是( )
A. 在做功冲程中，都是把内能转化为机械能
B. 柴油机的点火方式是点燃式，汽油机的点火方式是压燃式
C. 构造上，汽油机汽缸顶部有喷油嘴，柴油机汽缸顶部有火花塞
D. 吸气冲程中，柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入汽缸的是空气
6. 如图所示，试管中装有水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个纸做的小叶轮，用酒精燃料加热试管使水沸腾，观察到玻璃管口冒“白气”，小叶轮转动。下列说法正确的是( )
(第6题)
A. 小叶轮转动是热传递的结果
B. 水蒸气驱动叶轮转动，与内燃机排气冲程原理相同
C. 小叶轮获得的能量小于水蒸气的内能
D. 酒精燃烧过程中，剩余酒精的热值不断减小
7. 北京时间2023年10月26日，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是( )
A. 火箭穿越大气层时外壳的内能增大，主要是通过热传递的方式改变内能
B. 若太空温度很低，神舟十七号载人飞船的内能可能为零
C. 火箭用液态氢作燃料，氢燃烧将化学能转化为内能
D. 长征二号F遥十七运载火箭热机的效率高，所以做功快
8. 汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程示意图及能量流向图。下列有关说法正确的是( )
(第8题)
A. 图甲是压缩冲程，活塞对汽缸内的气体做功，气体的温度升高
B. 由图乙可知该汽油机的效率是30%
C. 汽车尾气中的“汽油味”越浓，燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值
D. 为节能，冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值
9. 水上儿童乐园的滑梯通常比一般公园的滑梯要高要长，当儿童从上面滑下时，滑梯上面有一股水不断沿滑梯流下，使儿童的臀部不被擦伤。下列说法正确的是( )
A. 当儿童从滑梯上滑下时，动能增大，重力势能减小，机械能守恒
B. 当儿童从滑梯上滑下时，机械能转化为内能，但总的能量是守恒的
C. 水不断从滑梯上流下能防止儿童臀部受伤，这是利用水蒸发吸热
D. 儿童的臀部发热是通过热传递的方式实现的
10. 光发动机是一种把光能转化为机械能的装置，主要结构如图所示。在太阳光照射下，化学反应室内密封着的气态物质N2O4发生反应：N2O4eq \(=====,\s\up7(光照))O2＋2NO，导致室内气体压强增大；在无光条件下，室内发生“逆向反应”，导致室内气体压强减小；这样便可通过控制窗口处射入的光能使气室中的气态物质循环反应，从而推动活塞输出机械能。该装置中的活塞向右运动时，相当于如图汽油机四个冲程中的( )
(第10题)
二、实验题(每空1分，共35分)
11. 小昭同学把一个薄壁金属管固定在支架上，管中装一些酒精，然后用软木塞塞紧。用皮条缠绕在金属管上，迅速来回拉动皮条，过一会儿会看到软木塞被顶开(如图)。回答下列问题：
(1)来回拉动皮条，使金属管的温度升高，这是通过________的方式改变物体内能。
(2)酒精温度升高，这是通过________的方式改变物体内能。
(3)酒精蒸气将木塞顶开的过程，酒精蒸气的内能________(填“增加”或“减少”), 转化为木塞的 ________(填“机械”或“内”)能，此过程的能量转化情况和四冲程汽油机的______冲程相同。
(4)酒精蒸气将木塞顶开时，金属管口出现的“白气”是________(填“汽化”或“液化”)现象。
(第11题)(第12题)
12. (1)如图甲实验中，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，看到的现象是________________，此实验得到的结论：对________________(填“棉花”或“筒内气体”)做功，它的内能会增加。实验中如果不放入棉花，该结论________(填“成立”或“不成立”)。
(2)如图乙实验中，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去。图中________图所对应的能量转化过程与乙实验相同。若某汽油机飞轮转速为1 800 r/min，则汽油机每秒对外做功________次。
13. 在“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验中，小林选用碎纸片和酒精为燃料进行了实验。
(第13题)
(1)小林将天平放在水平桌面上并将游码归零后，若指针静止时位置如图甲所示，则他应将平衡螺母向________端调节；图乙是正确测量所用碎纸片质量时的场景，此时游码所处位置如图丙所示，则他还应称量________g的酒精。
(2)小林组装的实验装置如图丁，指出他在器材安装中的一处错误： ________________________________________________________________。
(3)本实验中，燃料完全燃烧放出热量的多少是通过______________来反映的。
(4)为保证实验结论的可靠性，以及方便比较，小林同学在实验中应让下列________保持相同。
①酒精和碎纸片的质量 ②两烧杯中水的质量 ③加热的时间 ④水升高的温度
(5)完成实验数据记录如表。根据表中数据，酒精和碎纸片热值较大的是________。
14. 如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。已知燃料的质量、烧杯内的液体质量、液体初温、加热方式等均相同。
(第14题)
(1)比较不同燃料的热值应选择__________两图进行实验；比较不同物质的吸热能力，应选择________两图进行实验。
(2)在(1)两个实验中，都要用到的测量器材是温度计和__________。
(3)为比较不同燃料的热值，应该在燃料____________(填“燃烧相同时间”或“完全燃烧完毕”)后，通过比较________________(填“温度计示数变化”或“加热时间”)来得出结论。
(4)不考虑热量损失，将燃料点燃直至燃尽，三装置烧杯中液体升高的温度随时间变化的图象如图丁所示，则液体a和液体b的比热容之比为______，燃料1和燃料2的热值之比为______。
(5)如图戊所示，如果把物质吸热升温和容器盛水水面升高作类比，比热容和容器的________属性类似。
A. 高度 B. 底面积 C. 容积
15. 某兴趣小组通过酒精灯烧水(如图所示)，对酒精灯的热效率问题进行探究。(酒精的热值为q，水的比热容为c)
(第15题)
(1)现有实验器材：铁架台、酒精灯、烧杯、石棉网、温度计、火柴；除了以上实验器材还需要的测量工具是________。
(2)请写出实验步骤：
①________________________________；②______________________；
③____________________________________________________________；
④______________________________。
(3)酒精灯烧水过程中，水吸收的热量Q吸＝______；燃烧酒精的质量m酒精＝______；酒精完全燃烧放出的热量Q放＝______；酒精灯的热效率η＝______(用题目给出和实验步骤中出现的符号表示)；请写出一个热量损失的原因： _____________________________________________________________。
三、综合应用题(每空2分，20题3分，21题4分，22题6分，共35分)
(第16题)
16. 如图所示，北京冬奥会主火炬以“微火”取代熊熊燃烧的大火，传递低碳、环保的绿色奥运理念，实现了奥运历史上的一次点火创新。“微火”由清洁氢能源作为燃料供给，充分体现了环保理念。氢的热值为1. 4×108 J/kg，表示的物理意义是________________________________________________________________。
17. 某市现已把公交车全部换为燃气新能源公交车，新能源公交车选用天然气为燃料，除其燃烧时环境污染小外，另一个重要因素是该燃料的________较大；给内燃机降温用的防冻液具有良好的降温效果，是因为它的____________(填“热值” “比热容”或“密度”)较大，防冻液能够防冻，是因为它的凝固点较低。
18. 如图，这是班里的“智多星”小明同学制作的一款由形状记忆合金、5根轻杆、转轮、转轴、热水设计而成的装置，小明设想轻推转轮后，进入热水的形状记忆合金叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动；离开热水后，形状记忆合金叶片形状迅速恢复。由此转轮便可以永不停息地自主转动下去。你认为这个设想________(填“能”或“不能”)实现，理由是________。
(第18题)
19. 阅读短文，回答问题。
汽油发动机汽车与空气动力汽车
汽油发动机是一般汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在汽缸中往复运动，一个工作循环经历吸气、压缩、做功和排气四个冲程，汽油机的性能和汽缸排量有关。
空气动力汽车是近十多年科技发展的产物，它利用高压压缩空气为动力源，将压缩空气存储的压力能转化为机械能，从而驱动汽车运行。空气动力发动机的工作冲程与传统内燃机相似，但由于使用空气作为动力能源，在汽缸里没有高温高压的气体燃烧过程，只通过单纯的气体膨胀做功来达到功率输出的目的，因此不再需要复杂的冷却系统，机体也可以选用较低强度、轻质的材料和简单的结构，所以结构简单、尺寸小、重量轻，造价低。
(1)汽油机工作时将燃料燃烧后产生的________转化为机械能。
(2)汽油发动机一个工作循环中，为汽车提供动力的是________冲程，汽油发动机的冷却系统选用水来冷却是因为________________________。
(3)某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30 cm2，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50 mm，满负荷工作时做功冲程的平均压强为9. 0×105 Pa，一次做功冲程中燃气对活塞做功________________J。
(4)空气动力汽车获得动力是将压缩空气的压力能转化为汽车的________能，压缩空气做功时，瓶内的温度________(填“升高”“不变”或“下降”)。
20. 如图是一款烟花的内部结构示意图，燃放者点燃引线后立即跑开，当燃烧的引线点燃发射火药时，产生高温高压的气体，将礼花弹推出，延期引线在空中点燃礼花弹，绽放出炫丽的烟花。回答下面的问题：
(1)发射火药燃烧过程中，其热值如何变化？
(2)高温高压气体将礼花弹推出后内能是增大的还是减小的？
(3)气体将礼花弹推出过程的能量转化与汽油机哪个冲程相同？
(第20题)
21. 某单缸四冲程汽油机，飞轮每分钟转3 000转，则每秒对外做功多少次？每次对外做功115 J，该汽油机的效率为25%，连续工作1小时汽油机对外做功多少？需消耗多少千克汽油？(q汽油＝4. 6×107 J/kg)
22. 一辆载重汽车保持输出功率(60 kW)不变，在水平公路上匀速直线行驶，受到的阻力为4 000 N，发动机每小时耗油15 L。求：(q汽油＝3. 6×107 J/L)
(1)汽车的行驶速度。
(2)发动机的效率。
答案
一、1. C 2. D 3. A 4. D 5. A
6. C 7. C 8. A 9. B 10. C
二、11. (1)做功 (2)热传递 (3)减少；机械；做功
(4)液化
12. (1)棉花点燃；筒内气体；成立 (2)C；15
13. (1)左；7.5 (2)温度计的玻璃泡碰到烧杯底
(3)温度计示数的变化 (4)①② (5)酒精
14. (1)甲、乙；甲、丙 (2)天平
(3)完全燃烧完毕；温度计示数变化
(4)1∶2；4∶3 (5)B
15. (1)天平
(2)①用天平测出烧杯内的水的质量为m1、酒精灯初始的总质量为m2
②用温度计测出水的初温为t1
③按题图组装实验器材，点燃酒精灯加热，当水温上升到t2时，移开并马上熄灭酒精灯
④用天平称出熄灭后的酒精灯的总质量m3
(3)cm1(t2－t1)；m2－m3；(m2－m3)q；eq \f(cm1（t2－t1）,（m2－m3）q)×100%；烧杯吸收了部分热量(合理即可)
三、16. 1 kg的氢完全燃烧放出的热量是1.4×108 J
17. 热值；比热容
18. 不能；违背了能量守恒定律
19. (1)内能 (2)做功；水的比热容大 (3)135
(4)机械；下降
20. (1)热值是燃料的一种特性，与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，所以，发射火药在燃烧过程中，热值不变。
(2)高温高压的气体将礼花弹推出过程中，对礼花弹做功，将内能转化为礼花弹机械能，内能不断减小。
(3)汽油机的做功冲程将内能转化为机械能，与气体将礼花弹推出过程的能量转化形式相同。
21. 解：飞轮每转动两转，完成四个冲程，对外做功一次。飞轮的转速
n＝eq \f(3 000 r,60 s)＝50 r/s，每秒对外做功25次。
工作1 h时，汽油机对外做功
W＝115 J×25×3 600＝1.035×107 J，
消耗汽油放出的热量
Q放＝eq \f(W,η)＝eq \f(1.035×107 J,25%)＝4.14×107 J，
消耗汽油的质量
m＝eq \f(Q放,q汽油)＝eq \f(4.14×107 J,4.6×107 J/kg)＝0.9 kg。
22. 解：(1)一辆载重汽车保持输出功率为60 kW不变，在水平公路上匀速直线行驶，受到的阻力是4 000 N，根据二力平衡，汽车的牵引力与受到的阻力为一对平衡力，大小相等，汽车的牵引力F＝f＝4 000 N，
根据P＝eq \f(W,t)＝eq \f(Fs,t)＝Fv，
汽车的行驶速度v＝eq \f(P,F)＝eq \f(60×103 W,4 000 N)＝15 m/s。
(2)每小时汽车做功
W＝Pt＝60×103 W×3 600 s＝2.16×108 J。
每小时燃烧汽油产生的热量
Q＝Vq汽油＝15 L×3.6×107 J/L＝5.4×108 J，
发动机的效率
η＝eq \f(W,Q)×100%＝eq \f(2.16×108 J,5.4×108 J)×100%＝40%。
题序
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽时水温/℃
水温的变化/℃
酒精
20
80
60
碎纸片
20
65
45