人教版九年级物理第14章 内能的利用单元检测试题及答案.docx

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人教版九年级物理第14章内能的利用单元检测试题及答案

第14章内能的利用

一、选择题（每小题3分，共30分）

1．（3分）（2012•菏泽）关于“热机”，下列说法中错误的是（　　）

A．

通过技术改进，可以使热机的效率达到100%

B．

减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色出行”

C．

用水而不用其它循环物质降低热机的温度，主要是利用水的比热容最大的特性

D．

严寒的冬天，有人晚上把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时，水凝固而胀坏水箱

2．（3分）（2008•眉山）汽油机的一个工作循环中，内能转化为机械能的是（　　）

A．

吸气冲程

B．

压缩冲程

C．

做功冲程

D．

排气冲程

3．（3分）（2012•宜昌）下图中的四个冲程不是按照热机正常工作的顺序排列的，你认为让汽车获得动力的冲程是（　　）

A．

B．

C．

D．

4．（3分）（2013•自贡）下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况．关于对图中①②③④的补充正确的是

（　　）

A．

①做功冲程②内能转化为机械能③压缩冲程④机械能转化为内能

B．

①压缩冲程②内能转化为机械能③做功冲程④机械能转化为内能

C．

①做功冲程②机械能转化为内能③压缩冲程④内能转化为机械能

D．

①压缩冲程②机械能转化为内能③做功冲程④内能转化为机械能

5．（3分）（2011•陕西）双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料．以下说法正确的是（　　）

A．

燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多

B．

以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%

C．

在压縮冲程中，燃料混合物的温度升髙，内能增大

D．

汽油与天然气相比，燃烧时汽油对环境的污染较小

6．（3分）一台效率为40%的柴油机，当输出3.44×107J有用功时，消耗的柴油质量是多少？

（　　）（柴油的热值是4.3×107J/kg）

A．

0.8kg

B．

2kg

C．

0.32kg

D．

2.8kg

7．（3分）（2010•常州）为体现低碳经济的理念，上海世博会充分利用太阳能发电技术，其主题馆屋面太阳能板的面积达3×104m2，年发电量3×106kW•h．若这些电能由火力发电站提供（煤的热值为3×107J/kg，煤完全燃烧释放的内能转化为电能的效率是30%），则仅此一项每年可节约煤炭的质量为（　　）

A．

2.0×104kg

B．

1.2×105kg

C．

3.6×105kg

D．

1.2×106kg

8．（3分）甲柴油机的效率比乙柴油机的效率高，这表明（　　）

A．

甲的功率比乙的大

B．

甲做的功比乙的多

C．

甲消耗的柴油比乙的少

D．

甲柴油机内能转化为机械能的百分比大

9．（3分）（2008•三明）下列关于热机和环境保护的说法中，正确的是（　　）

A．

热机排出的尾气没有内能

B．

热机的效率能达到100%

C．

热机都是使用汽油作燃料

D．

热机的大量使用会造成环境污染

10．（3分）（2012•绵阳）受高空落物伤人的启示，美军正在研制一种名为“上帝之杖”的太空武器．“上帝之杖”实质就是高密度、耐高温的金属棒，它要依托太空平台的搭载，借助小型火箭助推和高空下落产生的巨大动能，对地球战略目标实施打击，破坏力巨大．它攻击目标的巨大能量主要来源于（　　）

A．

小型火箭助推动能

B．

与大气摩擦产生的能量

C．

“上帝之杖”本身的内能

D．

下落过程重力势能转化的动能

二、填空题（每空1分，共26分）

11．（5分）（2012•遂宁）如图所示是汽油机的　_________　冲程；常常用水冷却发动机是利用了水的比热容　_________　的特性；完全燃烧0.1kg的高能汽油，放出的热量为　_________　J．如果这些热量被质量为100kg、初温为20℃的水完全吸收，可以使水的温度升高　_________　℃．【q汽=4.62×107J/kgC水=4.2×103J/（kg•℃）】

12．（3分）（2012•天津）汽油机的一个工作循环有四个冲程，如图是　_________　冲程，在此冲程中　_________　能转化为机械能．

13．（4分）汽油机的压缩冲程中，汽缸内汽油和空气混合物的压强　_________　，温度　_________　．

一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3600r/min，该柴油机活塞1s对外做功　_________　次．若其效率为40%，消耗5kg的柴油转化成的机械能是　_________　J．（q柴油=4.3×107J/kg）

14．（2分）（2007•淮安）小明同学跟着爸爸参观车展．解说员介绍汽车性能时，总提到“发动机功率”、“发动机效率”等．请你用所学知识，简述“发动机功率”和“发动机效率”所表达的汽车发动机性能．

（1）发动机功率：

　_________　．

（2）发动机效率：

　_________　．

15．（2分）（2012•柳州）用煤油气化灶把100kg、初温为20℃的水加热到70℃，消耗煤油1L．已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），煤油的热值是4.6×107J/kg，ρ煤油=0.8×103kg/m3．水吸收的热量为　_________　J，煤油气化灶烧水的效率为　_________　．

16．（3分）（2011•宿迁）如图所示为生活中常用的热水瓶，其外壁采用镀银的双层玻璃，并将中间抽成真空，这是为了减少　_________　．注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来．这一过程中瓶内气体的　_________　能转化为软木塞的机械能．汽油机的　_________　冲程也发生同样的能量转化．

17．（2分）（2011•佳木斯）随着经济的发展，汽车已进入了普通百姓的家庭．在挑选汽车时，发动机（汽油机）效率的高低是区分汽车优劣的重要指标之一．有经验的司机可以通过闻尾气的气味做出初步的判断．输出功率相同时，汽油味越淡，汽车发动机效率越　_________　，原因是　_________　．

18．（3分）（2012•盐城）法国工程师发明了以压缩空气为动力的“迷你猫”环保车．汽车使用前需要压缩储存气体，这一过程中通过　_________　的方式使气体内能增加，开动时，释放的气体推动发动机，将气体的内能转化为　_________　能，汽车的时速可达144km/h，合　_________　m/s．

19．（2分）（2008•南通）根据能量的转化和守恒定律可知，能量在转化或转移的过程中，其总量　_________　．电能可以使电灯发光，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能．该现象说明能量的转化具有　_________　．

三、简答题（共10分）

20．（10分）（2008•南通一模）为了更深入的了解能源的使用，某课外探究活动通过实地考查和查阅资料知道：

（1）现代化的大型锅炉，效率可达90%以上，但通常的锅炉，效率还比较低，如取暖用的小型锅炉，平均起来效率不到60%．

（2）假设我国每年消耗的煤大约为10亿吨，效率约为30%，那么就有7亿吨的煤没有利用得到．但是如果把煤的效率提到1%，即达到31%，可以省三千多万吨煤，也就相当于多了三个年产一千万吨的大煤矿．

结合这个活动小组的调查及你的经验，请你谈一谈如何提高炉子的效率？

提高燃料利用率的意义．

21．（9分）（2012•无锡）为比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值，小明采用如图所示的装置进行实验：

他将一定质量的酒精和碎纸片分别放入两个燃烧皿中，点燃它们，分别给装有质量相等的水的两个相同烧杯加热，直至酒精和碎纸片完全燃烧．

（1）小明设计了一张记录实验数据的表格，其中①②两项内容漏写了，请你帮他补充完整．

（2）实验后小明根据实验数据利用公式Q=cm△t算出了水吸收的热量，结合“10g酒精”这一数据，算出了酒精的热值，算出的酒精热值是否可靠，请说明理由　_________　．

温度

燃料

加热前水温/℃

①　_________　

10g酒精

②　_________　

四、综合解答题（第22，23题8分，第24题9分，共25分）

22．（8分）“西气东输”工程中，某同学所在的地区终于用上了天然气．利用星期天，某班物理活动小组的同学们开展了一次社会实践活动，对目前普遍使用的生活燃料进行社会调查．同学们通过查阅资料、询问当地居民等方式，得到如下调查结果：

燃料

热值

毒性

燃烧性

对环境的影响

价格

煤

3.0×107J/kg

无

不易

安全

产生大面积烟尘污染

0.85元/kg

煤气

3.9×107J/m3

有

轻易

安全

有大量的有害气体排放

2.8元/m3

天然气

7.8×107J/m3

无

轻易

安全

有少量二氧化碳排放

5.00元/m3

（1）如某用户平均每个月燃烧燃料获取的能量为1.56×109J．以天然气为燃料时，每月至少需支出多少燃料费用？

（2）根据上表提供的信息，从节能、环保和安全的角度考虑，你会建议使用哪种燃料？

说出三条理由．

23．（8分）（2009•昆明）提高热机效率是“节能减排”的一个重要途径．如果汽油机的效率从η1=30%提高到η2=36%，那么一辆轿车在汽油机效率为30%时，消耗一定质量汽油，能够在平直道路上匀速行驶10km；当效率变为36%后，在相同道路情况下，以相同速度匀速行驶，并消耗相同质量汽油的情况下，能够行驶多少千米？

24．（9分）（2006•常州）近年来，我国汽车工业发展迅猛，各种新型汽车不断投放市场．以下是我国某品牌轿车的测试报告．

车型

某品牌轿车

测试道路

标准水平国道

测试距离

100km

测试速度

80km/h匀速行驶

整车质量

900kg

消耗汽油

9L

受到阻力

整车重的0.08倍

（1）汽油的热值q=3.3×107J/L，燃料完全燃烧放出热量的公式是Q=qv，式中v表示燃料的体积．请计算该品牌轿车在测试过程中，汽油完全燃烧产生的内能转化为发动机牵引轿车前进所需能量的效率．（g取10N/kg）

（2）近年来，我国部分省份开始推广使用乙醇汽油，乙醇汽油是由10%体积的乙醇与90%体积的汽油混合而成，已知乙醇的热值q=2.4×107J/L，设混合后总体积不变，请计算乙醇汽油的热值为多少焦/升．

（3）乙醇，俗称酒精．推广使用乙醇汽油，有何积极意义？

（请写出一点）

25．液化石油气的热值高达4.6×107J/kg，一些不法商贩为谋取暴利，常将液化石油气与价格低廉、热值仅为2.9×107J/kg的二甲醚混合装入钢瓶内销售给客户．现质监局对某瓶装燃气进行检测：

用高效炉灶燃烧瓶内燃气，将水加热至恰好沸腾，水吸收的热量为2.898×107J，瓶内燃气消耗了0.84kg．通过高效炉灶，水吸收的热量为燃气完全燃烧所放出热量的75%．

问：

（1）0.84kg燃气燃烧放出的热量为多少？

瓶内燃气的热值是多少？

（2）该瓶装液化石油气有无掺混二甲醚？

参考答案与试题解析

一、选择题（每小题3分，共30分）

1．（3分）（2012•菏泽）关于“热机”，下列说法中错误的是（　　）

A．

通过技术改进，可以使热机的效率达到100%

B．

减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色出行”

C．

用水而不用其它循环物质降低热机的温度，主要是利用水的比热容最大的特性

D．

严寒的冬天，有人晚上把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时，水凝固而胀坏水箱

考点：

热机的效率；凝固与凝固放热特点；水的比热容的特点及应用．4122676

专题：

错解分析题．

分析：

（1）利用内能做功的机器叫做热机，做功冲程将高温高压燃气的内能转化为活塞运动的机械能；

热机的转动部分要克服摩擦做额外功，效率就不可能达到100%；

（2）热岛效应的形成是多个因素造成的，如人类生活排出大量二氧化碳和热量等，要降低“热岛效应”就要从热岛产生的原因来分析．

（3）用水循环来降低热机的温度，是因为水在升高相同的温度时可以吸收更多的热量，冷却效果好；

（4）水箱中装有水，水凝固时体积要变大，就会胀破水箱．

解答：

解：

A、使用热机不可避免的要克服机器部件摩擦做额外功，效率不可能达到100%，所以A是错误的；

B、“绿色出行”可以减少热机工作时的二氧化碳和热量的排放，是减少城市热岛效应的措施之一就是所以B是正确的；

C、水的比热容比较大，在升高相同的温度需要吸收更多的热量，所以利用水来降低热机的温度，所以C是正确的；

D、水凝固时体积变大，就会胀坏水箱，所以冬天要把水箱中的水放出，所以D是正确的．

故选A．

点评：

热机的使用会带来环境问题，效率也比较低，是需要改进的地方，任何机械的效率都不可能达到100%．

2．（3分）（2008•眉山）汽油机的一个工作循环中，内能转化为机械能的是（　　）

A．

吸气冲程

B．

压缩冲程

C．

做功冲程

D．

排气冲程

考点：

内燃机的四个冲程．4122676

专题：

应用题．

分析：

汽油机的一个工作循环有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程组成，将机械能转化为内能的是压缩冲程，将内能转化为机械能的是做功冲程；只有做功冲程对外输出功，其它三个冲程依靠飞轮惯性完成．

解答：

解：

汽油机的一个工作循环包括：

吸气、压缩、做功、排气四个冲程．压缩冲程活塞向下运动，压缩燃料混合物做功，将机械能转化为内能；做功冲程是高温高压的燃气推动活塞做功，是将内能转化为机械能的过程，带动曲轴转动，对外提供动力．

故选C．

点评：

此题要考查了内燃机的四冲程，同时考查了做功冲程的能量转化情况，一定要与压缩冲程的能量转化情况区分开．

3．（3分）（2012•宜昌）下图中的四个冲程不是按照热机正常工作的顺序排列的，你认为让汽车获得动力的冲程是（　　）

A．

B．

C．

D．

考点：

内燃机的四个冲程．4122676

专题：

图析法．

分析：

在汽油机的四个冲程中，

①进气阀和排气阀均关闭的只有压缩冲程和做功冲程，而在压缩冲程中活塞向上运动，做功冲程中活塞向下运动；

②一个气阀打开，另一个气阀关闭的是吸气冲程和排气冲程，而在吸气冲程中活塞向下运动，排气冲程中活塞向上运动；

③两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程中机械能转化为内能；二是做功冲程中内能转化为机械能，该冲程让汽车获得动力．

解答：

解：

在汽油机的四个冲程（吸气、压缩、做功、排气）中，内能转化为机械能的是做功冲程，该冲程让汽车获得动力：

A图：

进气门打开，活塞向下运动，气缸容积增大，是吸气冲程，不符合题意；

B图：

气门都关闭，火花塞喷出电火花，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，符合题意；

C图：

气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，不符合题意；

D图：

排气门打开，活塞向上运行，气缸容积减小，是排气冲程，不符合题意．

故选B．

点评：

本题考查了汽油机的四个冲程：

吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，以及做功冲程的能量转化，是中考的热点内容．

4．（3分）（2013•自贡）下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况．关于对图中①②③④的补充正确的是

（　　）

A．

①做功冲程②内能转化为机械能③压缩冲程④机械能转化为内能

B．

①压缩冲程②内能转化为机械能③做功冲程④机械能转化为内能

C．

①做功冲程②机械能转化为内能③压缩冲程④内能转化为机械能

D．

①压缩冲程②机械能转化为内能③做功冲程④内能转化为机械能

考点：

内燃机的四个冲程．4122676

专题：

应用题．

分析：

热机的四个冲程：

吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．压缩冲程中机械能转化为内能；做功冲程中内能转化为机械能．

解答：

解：

热机的四个冲程，吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．压缩冲程中，活塞上升压缩气缸内的气体，使气体内能增大，燃料燃烧产生高温高压的燃气，机械能转化为内能；做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，内能转化为机械能．

故选D．

点评：

此题要结合内燃机的四个冲程特点和冲程中的能量转化关系进行解答．

5．（3分）（2011•陕西）双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料．以下说法正确的是（　　）

A．

燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多

B．

以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%

C．

在压縮冲程中，燃料混合物的温度升髙，内能增大

D．

汽油与天然气相比，燃烧时汽油对环境的污染较小

考点：

燃料的热值；热机的效率；内燃机的四个冲程；能源的利用和对环境的危害．4122676

分析：

A、1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值，由Q放=mq分析判断；

B、以天然气为燃料，仍有热散失，仍需克服摩擦做额外功，有用功小于总功，η仍小于1；

C、对物体做功（克服摩擦、压缩气体），物体的温度升髙、内能增大；

D、天然气燃烧，燃烧更充分，燃烧时产生的一氧化碳对空气污染小

解答：

解：

A、由Q放=mq可知，燃烧时放出的热量与燃料的热值和质量有关，故A错；

B、以天然气为燃料时，仍有热散失、仍需克服摩擦做额外功，其机械效率不能达到100%，故B错；

C、在压縮冲程中，对燃料混合物做功，使其温度升髙、内能增大，故C正确；

D、使用天然气作燃料的目的是对环境污染、成本低，故D错．

故选C．

点评：

本题利用所学知识分析了“双燃料汽车”中的有关问题，涉及到的知识点较多，要细心分析．

6．（3分）一台效率为40%的柴油机，当输出3.44×107J有用功时，消耗的柴油质量是多少？

（　　）（柴油的热值是4.3×107J/kg）

A．

0.8kg

B．

2kg

C．

0.32kg

D．

2.8kg

考点：

热机的效率；功的计算．4122676

专题：

计算题．

分析：

知道有用功和柴油机的效率，利用效率公式求柴油机工作消耗的总能量，再利用燃料完全燃烧放热公式Q放=mq求消耗柴油的质量．

解答：

解：

∵η=

，

∴柴油机工作消耗的总能量（柴油完全燃烧放出的热量）

Q放=

=

=8.6×107J；

∵Q放=mq，

∴消耗柴油的质量：

m=

=

=2kg．

故选B．

点评：

本题考查了学生对燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，因条件已给出，难度不大．

7．（3分）（2010•常州）为体现低碳经济的理念，上海世博会充分利用太阳能发电技术，其主题馆屋面太阳能板的面积达3×104m2，年发电量3×106kW•h．若这些电能由火力发电站提供（煤的热值为3×107J/kg，煤完全燃烧释放的内能转化为电能的效率是30%），则仅此一项每年可节约煤炭的质量为（　　）

A．

2.0×104kg

B．

1.2×105kg

C．

3.6×105kg

D．

1.2×106kg

考点：

热量的计算；燃料的热值．4122676

专题：

应用题．

分析：

知道利用太阳能年发电量W，这些电能若由燃烧煤的火力发电站提供，根据W=mq×30%求出需要煤的质量，即每年可节约煤炭的质量．

解答：

解：

由题知，利用太阳能年发电量：

W=3×106kW•h=3×106×3.6×106J=1.08×1013J

∵mq×30%=W=1.08×1013J，

∴用火力发电需要煤炭：

，

即：

每年可节约煤炭1.2×106kg．

故选D．

点评：

本题是一道电学与热学的综合应用题．与生活相连，加强了学生的节能环保意识．注意计算时的单位变换要正确．

8．（3分）甲柴油机的效率比乙柴油机的效率高，这表明（　　）

A．

甲的功率比乙的大

B．

甲做的功比乙的多

C．

甲消耗的柴油比乙的少

D．

甲柴油机内能转化为机械能的百分比大

考点：

热机的效率．4122676

分析：

热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．比值越大，热机的效率越高．

解答：

解：

甲柴油机的效率比乙柴油机的效率高，说明甲柴油机用来做有用功的能量占总能量的百分比大，所以D正确；

功率是表示物体做功快慢的物理量，与热机的效率是两个完全不同的概念，所以A错误；

B、选项中，甲做功多，比值不一定大，所以B错误；

C选项犯了同样的错误，消耗柴油少，用来做有用功的能量与消耗的总能量之比不一定大，所以C错误．

故选D．

点评：

此题主要考查了热机效率的概念，是一道很好的基础性题目．

9．（3分）（2008•三明）下列关于热机和环境保护的说法中，正确的是（　　）

A．

热机排出的尾气没有内能

B．

热机的效率能达到100%

C．

热机都是使用汽油作燃料

D．

热机的大量使用会造成环境污染

考点：

热机；内能的概念；热机的效率；能量的转化．4122676

专题：

应用题；学科综合题．

分析：

一切物体在任何温度下都有内能；

任何机器的效率都不可避免的做额外功，效率不可能达到100%；

利用内能做功的机器叫做热机，在内能做功的过程中，首先由燃料的化学能通过燃烧转化为内能，再通过做功，将内能转化为机械能．热机的种类有很多，像老式火车的蒸汽机（燃烧煤）、汽车的内燃机（燃烧汽油）、发电厂的汽轮机（燃烧煤）、火箭的喷气发动机（燃烧氢）都是利用内能做功的机器；

热机多数燃烧的都是化石燃料，燃烧时产生氮氧化合物等有害气体，会造成环境污染．

解答：

解：

A、一切物体在任何温度下都有内能，所以热机排放的尾气也有内能，所以A是错误的；

B、热机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率不可能达到100%，所以B是错误的；

C、汽油机燃烧汽油，柴油机燃烧柴油，蒸汽机燃烧煤，并不是所有的热机都燃烧汽油的，所以C是错误的；

D、热机在使用时会排放出一些有害的气体，造成环境污染，所以D是正确的．

故选D．

点评：

热机的使用会带来环境问题，效率也比较低，是需要改进的地方，这也就需要我们的努力；

我们要认真的学习物理知识，运用我们所学的物理知识来改变我们的生活．

10．（3分）（2012•绵阳）受高空落物伤人的启示，美军正在研制一