人教版九年级全册第2节 内能精品同步达标检测题

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第十四章 《内能的利用》（测试卷）（解析版）
（时间：60分钟）
一、选择题（每小题2分，共22分）
1.如图所示是内燃机工作循环中的四个冲程，其中图甲是（　　）。

A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【答案】C。
【解析】图甲中，两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
2.关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（　　）。
A．吸气冲程：只吸入空气 B．压缩冲程：缸内温度降低
C．做功冲程：气体推动活塞做功 D．排气冲程：内能转化为机械能
【答案】C。
【解析】A．吸气冲程：吸入空气和汽油的混合物，故A错误；
B．压缩冲程：活塞压缩混合气做功，缸内气体内能增大，温度升高，故B错误；
C．做功冲程：燃烧后的高温高压气体推动活塞做功，内能转化为机械能，故C正确；
D．排气冲程：排气门打开，进气门开闭，由飞轮的惯性带曲轴转动，带活塞上移，排出废气，不涉及内能与机械能间的转化，故D错误。
故选C。
3.汽油机如图所示的冲程中汽缸内气体的（　　）。

A．内能增大 B．温度降低 C．密度增大 D．分子热运动加快
【答案】B。
【解析】如图，进气门和排气门都是关闭的，火花塞喷出电火花，点燃汽油和空气的混合物，产生高温高压的燃气，燃气膨胀做功，将燃气的内能转化为活塞的机械能，所以，在该过程中燃气的内能减小、温度降低，分子热运动减慢，但质量不变、体积增大，使得燃气的密度减小，故ACD错、B正确。
故选B。
4.电动汽车因低碳环保越来越受消费者的青睐，燃油汽车的汽油机四个冲程如图所示，其中主要造成环境污染的冲程是（　　）。
A．B．C． D．
【答案】B。
【解析】A．两气门都关闭，火花塞打出电火花，活塞向下运动，是做功冲程，没有废气排出，不会造成环境污染，故A不符合题意；
B．进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，排出废气，会造成环境污染，故B符合题意；
C．进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，气缸容积增大，是吸气冲程，没有废气排出，不会造成环境污染，故C不符合题意；
D．两气门都关闭，活塞向上运动，气缸容积减小，是压缩冲程，没有废气排出，不会造成环境污染，故D不符合题意。
故选B。
5.下列说法正确的是（   ）。
A．汽油机做功冲程将机械能转化为内能；
B．一个物体温度升高一定吸收了热量；
C．比热容大的物体吸收的热量一定多；
D．沙漠地区日夜温差大，是因为沙子泥土的比热容小
【答案】D。
【解析】A．汽油机做功冲程中高温高压的气体推动活塞向下运动，对外做功，将内能转化为机械能，故A错误；
B．一个物体的温度升高，表明其内能增加了，可能是吸收了热量，也可能是对其做了功，故B错误；
C．根据可知，物体吸热的多少与比热容、质量和温度的变化量有关，所以比热容大的物体吸收的热量不一定多，故C错误；
D．沙子泥土的比热容小，在质量相同的情况下，吸收或放出相同热量，温度变化量较大，所以沙漠地区日夜温差大，是因为沙子泥土的比热容小，故D正确。
故选D。
6.对于图中所示的四幅图，下列说法中正确的是（　　）。

A．图甲中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能增加；
B．图乙中两个压紧的铅块能吊起钩码，主要是因为分子间存在引力；
C．图丙中活塞向下运动与内燃机的做功冲程原理相同；
D．图丁中小朋友下滑时，内能转化为机械能
【答案】B。
【解析】A．甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气对外做功，内能转化为机械能，所以内能减少，故A错误；
B．乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码，主要是因为分子间存在引力，故B正确；
C．丙图中活塞向下运动时，压缩气体做功，内能转化为机械能，与内燃机的压缩冲程相同，故C错误；
D．丁图中小朋友下滑时，克服摩擦做功，机械能转化为内能，故D错误。
故选B。
7.（双选）某台四冲程内燃机，转速为3000revs/min，它的一个工作冲程如图所示，下列关于汽油机工作的说法正确的是（　　）。

A．汽油机每秒完成50个工作循环，做功25次；
B．图示冲程中，机械能转化为内能；
C．这台内燃机完成一个冲程的时间s；
D．汽油燃烧时，内能增大，汽油的热值不变
【答案】BD。
【解析】A．内燃机转速为3000revs/min，则1s内飞轮转50转，共25个工作循环，对外做功25次，故A错误；
B．有图可知，进气门和排气门关闭，活塞向上运动，所以该冲程是压缩冲程，发生的能量转化是机械能转化为内能，故B正确；
C．该内燃机1s内完成25个工作循环，共100个冲程，所以这台内燃机完成一个冲程的时间s，故C错误；
D．热值是燃料本身的一种性质，当燃料燃烧时热值不变，化学能转化为内能，所以内能增大，故D正确。
故选BD。
8.下列关于热值和热机效率的描述，正确的是(  )。
A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值；
B．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率；
C．燃料燃烧释放的热量越大，热值越大；
D．热值和热机效率都是定值，与外界条件无关
【答案】B。
【解析】A．热值是燃料的特性，与燃烧情况无关，故A错误；
B．使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故B正确；
C．热值是燃料的特性，与放出热量的多少无关，故C错误；
D．热值取决与燃料种类，与外界条件无关；而燃料的燃烧情况、能量的损失都会影响热机效率，故D错误。
9.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．图甲中厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加，故A错误；
B．图乙中瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能减小，故B错误；
C．图丙中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能减少，故C错误；
D．图丁中汽缸内的气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，气体的内能减少，故D正确。
故选D。
10．根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是（ ）。
A．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年；
B．电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止；
C．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进；
D．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面
【答案】D。
【解析】A．机械表工作是靠表内弹簧的弹性势能转化为机械能，所以，不会默默地走了几十年，故A不符合题意；
B．在电水壶的使用过程中，消耗了电能，温度升高，内能增加，断电后，水不再继续吸收热量，所以，沸腾会停止，故B不符合题意；
C．子弹高速运动时，由于摩擦生热会使动能减小，速度减慢，故C不符合题意；
D．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，由于具有动能，会继续冲上右斜面，将动能转化为部分重力势能，故D符合题意。
11.关于能量守恒定律的下列说法中。正确的是（　　）。
A．能量既可以凭空消失；
B．能量也可以凭空产生；
C．热机的工作过程不遵循能量守恒定律；
D．能量转化和转移过程中，能量的总量保持不变
【答案】D。
【解析】AB、能量既不能凭空产生，也不会凭空消失，故AB错误；
C、能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化，热机的工作过程也遵循能量守恒定律，故C错误；
D、一个物体能量增加，必然伴随着别的物体能量减少，在能量转移和转化的过程中能量的总量是保持不变的，故D正确。
二、填空题（每空2分，共40分）
12.在汽油机的四个冲程中，机械能转化为内能的是___________冲程；只有做功冲程对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮转动的___________完成的。
【答案】压缩；惯性。
【解析】[1]在汽油机的四个冲程中，压缩冲程是活塞压缩汽油和空气的混合物。对气体做功，气体内能增加，温度升高。即活塞的机械能转化为气体的内能。
[2]只有做功冲程对外做功，为汽车提供动力，其他三个冲程都是靠飞轮转动的惯性完成的。
13.如图所示为四冲程汽油机的______冲程，在该冲程中，气缸内气体的内能___（选填“减小”“增大”或“不变”）；汽油机以水为冷却剂，是因为水具有较大的____（选填“热值”“密度”或“比热容”）。

【答案】压缩；增大；比热容。
【解析】[1][2]由图可知，两个气门都关闭，活塞向上运动，故可以判断这个冲程是压缩冲程，此冲程是通过压缩气体做功将机械能转化为内能，气缸内气体的内能增大。
[3]汽油机以水为冷却剂，因为水的比热容较大，质量相同的水和其它液体相比较，升高相同的温度时，吸收的热量多。
14.如图所示的某单缸四冲程汽油机，甲图是 ______冲程，乙图中气缸内气体温度会 ______（选填“上升”或“下降”），丙图中能量的转化形式是 ______。

【答案】压缩；下降；内能转化为机械能。
【解析】[1]甲图：气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为了内能。
[2]乙图：排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，气缸内气体温度会下降。
[3]丙图：气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，将燃气的内能转化为机械能。
15.2020年，山东潍柴动力发布全球首款突破50%热效率的商业化柴油机。柴油机在______冲程结束时，汽缸内空气超过了柴油的______点，此时喷油嘴喷出的雾状柴油便立刻燃烧起来，然后通过做功冲程把高温高压气体的______转化为机械能。
【答案】压缩；着火；内能。
【解析】[1][2][3]柴油机在吸气冲程中吸入空气，在压缩冲程中，压缩空气做功，机械能转化为内能，使空气内能增大，温度升高达到柴油的着火点，在压缩冲程结束时，喷油嘴喷出雾状的柴油，柴油燃烧产生高温高压的燃气推动活塞做功，内能转化为机械能。
16.火箭发射使用液态氢做燃料，主要是因为它的______大，火箭发射时燃料燃烧后喷出的高温燃气，通过______（选填“热传递”或“做功”）使发射台温度急剧升高，造成破坏。为了避免这种破坏，科学家在发射台下建造了一个巨大的水池，利用水的______较大的特性和水汽化时，会吸收大量的热量来降低发射台的温度。
【答案】热值；热传递；比热容。
【解析】[1]单位质量某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值，用液态氢的热值大，做燃料时，相同质量的燃料，液态氢放出的热量最多。
[2]火箭发射时，喷出的燃气温度高，发射台的温度低，故高温燃气将热量传递给发射台，属于热传递现象。
[3]水的比热容较大，吸热能力强，吸收相同的热量，水升高的温度相对较低，从而可以保护发射台。
17.2021年10月16日，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F运载火箭，在酒泉卫星发射中心发射成功，三名航天员将在轨驻留六个月。
（1）火箭发射时选用液态氢作燃料是因为氢具有较大的______（选填“内能”、“比热容”或“热值”），而且有利于环境保护；
（2）火箭喷气发动机，自带燃料和氧化剂，它工作时不需要空气，可以在大气层外工作。火箭升空时，燃料燃烧向后高速喷出气体，从而获得前进的动力，此过程把燃料燃烧的内能转化为火箭的______能；
（3）火箭在大气层内高速运动时，会使其头部整流罩与空气剧烈摩擦，整流罩的内能增加，温度升高达上千摄氏度。这是通过______（选填“做功”或“热传递”）的方式来改变整流罩内能的。
【答案】热值；机械；做功。
【解析】（1）[1]在常见燃料中，氢的热值较大，完全燃烧等质量的氢和其它燃料相比，氢所产生的热量要多得多，故选择氢作为燃料主要是因为其热值大。
（2）[2]燃料燃烧产生高温高压的气体，推动火箭向上运动，对火箭做了功，火箭机械能增加，高温高压的气体将内能转化成了火箭机械能。
（3）[3]整流罩与空气剧烈摩擦，整流罩机械能减小，内能增加，整流罩将机械能转化成了内能，故是通过做功来改变内能的。
18.炎炎夏季，都市气温往往比郊外要高3℃～5℃，这就是热岛效应，人们在小区内修建人工湖、喷水池，主要利用水的_____大来调节气温。实验室有1.5kg酒精，测得其热值是3.0×107J/kg，从中取0.56kg酒精完全燃烧，释放的热量为_____J。这些热量能让200kg的水温度升高____（）｡
【答案】比热容；1.68×107；。
【解析】[1]人们在小区内修建人工湖、喷水池，主要利用水的比热容大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得昼夜的温差小，能有效调节气温。
[2]实验室有1.5kg酒精，测得其热值是3.0×107J/kg，从中取0.56kg酒精（热值不变）完全燃烧，释放的热量为Q=mq=0.56kg×3.0×107J/kg=1.68×107J
[3]这些热量能让200kg的水温度升高。
三、实验题（8分）
19.用加热装置对相同质量的甲、乙、丙物质加热，它们的温度随时间变化的图像如图A所示，其中甲、乙为同种物质，使用不同规格的加热器；甲、丙为不同物质，使用了相同规格的加热器。不计热量损失，请回答下面问题：

（1）如图已知0-t1时段甲、乙两种物质的吸收热量分别是Q甲、Q乙，则Q甲______Q乙（填“＞”、“=”或“＜”），依据是______；
（2）图B中已给出甲随时间吸收热量变化的图像，请在该图B上画出丙随时间吸收热量变化的图线，并在旁边标注“丙”______；
（3）已知煤气的热是3.9×107J/m3。加热甲物质的加热器消耗了1dm3，则1dm3煤气完全燃烧放出的热量是______。
【答案】>；根据，相同时间内，质量相同的物质升温越快，吸热越多；见解析；。
【解析】（1）[1][2]根据，相同时间内，质量相同的同种物质升温越快，吸热越多，故填大于。
（2）[3]由于相同的时间内热源放出的热量相同，所以而甲、丙的质量相同的不同物质，在相同的时间内吸收的热量相同，所以丙随时间吸收热量变化的图线与甲的图线重合，故如下图所示：

（3）[4]1dm3煤气完全燃烧放出的热量是。
四、综合题（共30分）
20．（7分）某物理兴趣小组的同学，用煤炉给8kg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4min内完全燃烧了1.4kg的煤，水的比热容为（），煤的热值约为求：
（1）经过4min时间加热，水所吸收的热量。
（2）在4min内煤完全燃烧放出的热量。
（3）煤炉烧水时的热效率。

【答案】（1）；（2）；（3）。
【解析】（1）由上图知，经过4min时间加热，水的温度由升高到，故水所吸收的热量

（2）1.4kg煤完全燃烧产生的热量
（3）煤炉烧水时的热效率
答：（1）经过4min时间加热，水所吸收的热量为；（2）在4min内煤完全燃烧放出的热量为；（3）煤炉烧水时的热效率为。
21．（7分）某一次使用天然气热水器洗澡，洗澡前天然气表的示数为808.909m3，洗完澡后天然气表的示数为809.009m3。已知热水器进水管中水的温度为26℃，热水器的出水温度为46℃，天然气的热值q天=3.2×107J/m3，水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）。
（1）求本次洗澡的用气量是多少m3?这些天然气完全燃烧放出多少热量?
（2）若热水器的热效率为75%，求本次洗澡用了多少千克的热水?【保留一位小数】
（3）若想节约每次洗澡的用气量，你有什么可行的措施?列举1条合理的措施。
【答案】（1）0.1m3；3.2×106J（2）28.6千克（3）调低热水的出水温度，或减少热水的质量。
【解析】（1）本次小旋洗澡的用气量
这些天然气完全燃烧放出的热量
（2）根据热水器的热效率，计算出小旋本次洗澡使用的水吸收的热量

由可得，小旋本次洗澡用了的热水的质量
；
（3）由Q吸=75%Q放可得；
要想节约每次洗澡的用气量V，可降低，因为水的初温是一定的，即可通过调低热水的出水温度，或减少m水，即节省热水的质量。
答：（1）求本次洗澡的用气量是0.1m3，这些天然气完全燃烧放出3.2×106J热量；（2）若热水器的热效率为75%，求本次洗澡用28.6千克的热水； （3）调低热水的出水温度，或减少热水的质量。
22．（16分）阅读材料，回答问题。
从火车到火箭
生产的发展需要强大的动力。17世纪，人类发明了热机。最早的热机是蒸汽机，在锅炉里把水烧成水蒸气，水蒸气在汽缸里推动活塞做功。原始的蒸汽机不便于使用交通运输的发展迫切需要轻便的热机。于是，内燃机应运而生，内燃机分为汽油机、柴油机两大类。汽油机是1876年发明的，柴油机是1892年发明的。内燃机行驶时不需要携带很多的水和煤，不但轻便，效率也提高了……
早期的飞机是由内燃机提供动力的。从上世纪40年代开始，飞机上越来越多的使用喷气发动机，它向后高速喷出气体，从而获得前进的动力。在功率相同时，喷气发动机比内燃机更轻便……
热机的效率是热机问世以来科学家、发明家和工程师们一直研究的重要问题。现在的内燃机和喷气机跟最初的蒸汽机相比，效率虽然提高了很多，但从节约能源的要求来看，热机的效率还不能令人满意。最好的空气喷气发动机，在比较理想的情况下其效率也只有60%，应用最广的内燃机，其效率只能达到40%，大部分能量被浪费掉了。
根据材料内容，回答下列问题：
（1）在功率相同时，蒸汽机、内燃机、喷气发动机的重力依次 ___________（填“增大”或“减小”）；
（2）在结构上汽油机的顶部是火花塞，柴油机的顶部是 ___________；
（3）汽油机工作过程中燃料的 ___________能先转化为 ___________再转化为 ___________；
（4）你认为下列提高热机效率的途径中说法错误的是 ___________；
A．尽量使燃料充分燃烧
B．尽量减少输出功率
C．尽量减少摩擦
D．尽量减少热量损失
（5）火箭一般选用热值 ___________（填“较大”或“较小”）的燃料；
（6）最早的热机是蒸汽机，后来许多人对它不断改进，其中贡献最大的是英国人 ___________，他在1782年发明了往复式蒸汽机，使蒸汽机成为可以广泛使用的动力机。人们为了纪念这位伟大的科学家，用他的名字来表示功率的单位。
【答案】减小；喷油嘴；化学；内能；机械能；B；较大；瓦特。
【解析】（1）[1]由题意，原始的蒸汽机不便于使用交通运输的发展迫切需要轻便的热机，内燃机行驶时不需要携带很多的水和煤，不但轻便，效率也提高了，即蒸气机比内燃机重，在功率相同时，喷气发动机比内燃机更轻便，因此蒸汽机、内燃机、喷气发动机的重力依次减小。
（2）[2]汽油机顶部有火花塞，吸入汽油和空气混合气，柴油机顶部有喷油嘴，吸入空气。
（3）[3][4][5]汽油机工作过程中燃料燃烧是化学反应，是化学能转化为内能，在做功冲程中，内能再转化为机械能。
（4）[6]A．尽量使燃料完全燃烧，可放出更多热量，可提高热机效率，故A正确，A不符合题意；
B．功率是做功的快慢，效率与功率无关，尽量减小输出功率不能提高效率，故B错误，B符合题意；
C．尽量减少摩擦，可减少因摩擦而产生的额外功，可提高热机效率，故C正确，C不符合题意；
D．尽量减少热量损失，可将更多热量转化为有用功，可提高热机效率，故D正确，D不符合题意。
故选B。
（5）[7]火箭以液氢作为燃料，是由于氢的热值大，燃烧相同质量的氢与其他燃料，燃烧氢放出的热量更多，可转化的机械能更多。
（6）[8]瓦特是改良蒸汽机，因此用瓦特来做为功率的单位。