2020_2021学年九年级物理全册第十四单元内能的利用单元检测（含解析新人教版）

2020_2021学年九年级物理全册第十四单元内能的利用单元检测（含解析新人教版）

2020-2021 学年人教版初三物理全册单元检测 第十四单元《内能的利用》 一、单选题（每小题 4 分，共 24 分） 1．下列现象与对应的能的转化不正确的是（ ） A．火车过后，铁轨发热是机械能转化为内能 B．太阳灶使物体发热是光能转化为内能 C．电熨斗通电后发热是内能转化为电能 D．生石灰加水后发热是化学能转化为内能 【答案】C 【解析】火车过后，铁轨发热是火车对铁轨做功，是机械能转化为内能；太阳灶使物体发热是获得 太阳能，物体发热则物体内能增加，是光能转化为内能；电熨斗通电后发热，消耗电能，电熨斗发 热内能增加，是电能转化为内能；生石灰加水后发热是化学能转化为内能； 2．以下做功改变内能的实例：甲、乙、丙、丁（如图），其中将机械能转化为内能的是（ ） A．甲和丙 B．乙和丁 C．乙和丙 D．丙和丁 【答案】A 【解析】甲图中：反复弯折铁丝，铁丝温度升高，是通过做功将机械能转化为内能的过程； 乙图中：水蒸气冲开木塞，对木塞做功，是通过做功将内能转化为机械能的过程； 丙图中：用力将活塞迅速压下，压缩空气做功，是机械能转化为内能的过程． 丁图中，点燃后酒精燃气冲开盒盖，高温高压的燃气对盒盖做功，是内能转化为机械能； 故选 A． 3．下列说法错误的是（ ） A．热机性能好坏的重要标志之一是热机效率 B．在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率 C．燃料燃料越充分，热值就越大 D．在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能 【答案】C 【解析】A. 热机的效率高，说明消耗相同的燃料，热机做的功越多，则证明其性能越好，所以 A 说 法正确，不符合题意．B. 热机的工作过程中，废气带走了大部分的热量，所以减少废气带走的热量， 可以大大提高热机的效率，B 说法正确，不符合题意．C. 燃料的热值就是 1kg 燃料完全燃烧所放出 的热量，跟燃料的种类有关，所以 C 说法错误，符合题意．D. 在压缩冲程中将机械能转化为内能， 所以 D 说法正确，不符合题意．故选 C. 4．下面说法中正确的是（ ） A．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多 B．夏日，在阳光照射下，湖水表面的温度低于地面的温度，是因为水的比热容较大 C．当水蒸发掉一半后，水的质量和比热容也减半 D．容易燃烧的燃料，热值一定大 【答案】B 【解析】A. 根据 Q m q放 知，燃烧时放出的热量多少与热值和燃料的质量有关，故 A 错误； B. 夏日，在阳光照射下，湖水表面的温度低于地面的温度，是因为水的比热容较大，在同样吸热的 情况下，温度升高的低，故 B 正确； C. 当水蒸发掉一半后，水的质量减半，但比热容是物质的属性，质量减小，比热容不变，故 C 错误； D. 热值是燃料的一种特性，跟燃料是否容易燃烧无关，故 D 错误； 故选 B． 5．如图是 A、B 两种燃料完全燃烧释放的热量 Q 与其质量 m 的关系图象，则下列说法中正确的是（ ） A．燃料 A 的热值比 B 的大 B．燃料质量越大时，其热值越大 C．燃料燃烧越充分，其热值越大 D．燃料热值越大，燃烧放出的热量越多 【答案】A 【解析】A．由图可知，取相同质量时，QA＞QB，根据 q= Q m 可知，qA>qB，故 A 正确； BC．热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与其质量和燃烧是否充分无关，故 BC 错误； D．燃烧的热值大，质量相同时完全燃烧时放出的热量多，但有效利用的不一定多，即效率不一定高， 故 D 错误。 6．下列有关能量变化的说法，正确的是（ ） A．物体从斜面上匀速滑下，其机械能增大 B．物体从斜面上匀速滑下，其机械能不变 C．汽油机压缩冲程是将内能转化为机械能 D．汽油机做功冲程是将内能转化为机械能 【答案】D 【解析】（1）动能的影响因素是质量和速度，重力势能的影响因素是质量和高度，动能和势能统称 机械能； （2）在汽油机的压缩冲程中，机械能转化为内能，在做功冲程中，内能转化为机械能． 解：AB、物体从斜面上匀速滑下，其质量不变，速度不变，故动能不变；高度减小，故重力势能减 小，其机械能减小．因此，AB 说法均错误； CD、在汽油机的压缩冲程中，机械能转化为内能，在做功冲程中，内能转化为机械能，故 C 错误，D 正确． 故选 D． 二、填空题（每小题 4 分，共 24 分） 7．如右图所示，在一个厚壁筒里放一个浸有乙醚的棉花团，用力把活塞迅速下压，观察到的现象是： ______。这个现象说明______可以改变物体的内能．现有一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是 1800r ／min，该汽油机每秒钟内完成______个冲程，对外做功______次。 【答案】棉花团燃烧 做功 60 15 【解析】用力把活塞迅速下压，活塞对空气做功，是空气的内能变大温度升高，打到了棉花的着火 点，所以棉花会燃烧，这说明做功可以改变内能；汽油机每一个工作循环分为四个阶段：吸气冲程、 压缩冲程、 做功冲程、排气冲程。一个工作循环，飞轮转两周，对外做功一次。由题意可知飞轮转速是 1800r ／min，每秒钟转 30 周，完成 15 个循环，完成 60 个冲程，对外做功 15 次。 8．能量既不会消失．也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者扶一个物体转移到另一 个物体，而转化和转移过程中，________保持不变．这个规律叫做________，根据这个规律，如果 小孩从滑梯的顶端开始滑下时具有 1400J 机械能，而滑到中点时只剩下 1150J 机械能，那么滑到滑 梯底端时他的动能为________J．整个过程有________J 机械能转化为________能（设他受到的摩擦 力大小不变）． 【答案】能量能量守恒定律 900500 内 【解析】能量既不会消失．也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者扶一个物体转移 到另一个物体，而转化和转移过程中，能量保持不变．这个规律叫做能量守恒定律， ；根据能量守恒定律，依题意，滑行一半路程所放出的热能为 Q1＝1400J−1150J＝250J 由于摩擦阻 力的大小不变，在另一半路程还将有同样多的热能放出，即 Q2＝Q1＝250J 故知：整个过程有 Q＝Q1+Q2 ＝500J 机械能转化为热能所以滑到滑梯底端时，他还剩下的机械能为 1400J− 500J＝900 了在底 端，整个过程有 500J 机械能转化为内能。 9．内燃机的一个工作循环中，对外做功的冲程是________，此过程________能转化为机械能；与此 冲程的能量转化方向相反的冲程是________． 【答案】做功冲程 内 压缩冲程 【解析】内燃机工作时，有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，有两个冲程存在能量转化，压缩冲 程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能． 内燃机的四个冲程中有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，做功冲程通过燃气膨胀做功把内能转化为机械能，对外做功． 故答案为做功冲程；内；压缩冲程． 10．汽油机在做功冲程中减少的内能比例越多，该汽油机的热机效率越高．（____） 【答案】正确 【解析】汽油机在做功冲程中减少的内能比例越多，说明对外做的有用功越多，有用功与燃料完全 燃烧放出的热量的比值越大，汽油机的热机效率越高，说法正确。 11．热机在使用对环境产生了_ _污染，还会排出的二氧化碳会引起温室效应。如图所示为某汽车的 内燃机的能流图，根据图中的数据可知该汽油机输出的有用功的范围为_ _%—30%。 【答案】 大气（或热、或噪声） 24 【解析】热机是将燃料燃烧产生的内能转化为机械能的装置，热机工作时，未燃尽的残渣和产生的 废气会污染环境（大气污染），同时还会产生噪声污染，还会排出的二氧化碳会引起温室效应；根 据图中的数据可知该汽油机输出的有用功的范围：输出的有用功＝燃料释放的热量（100%）  废气 带走（33%-35%）  冷却水消耗（30%-32%）  摩擦与辐射消耗的热量（7%-9%）＝24%-30% 12．某单缸柴油机的转速是 30r/s，在 1s 内这台柴油机要经过______个做功冲程，其余三个冲程是 靠_________来完成的。 【答案】15 惯性 【解析】[1]柴油机的一个工作循环，有四个冲程，飞轮转两周，活塞往复两次，因此转速是 30r/s 的柴油机 1s 内完成 15 个工作循环，要经过 15 个做功冲程。 [2]除做功冲程外，其它三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的。 三、作图题（每小题 7 分，共 7 分） 13．如图所示，画出内燃机做功冲程活塞运动的箭头方向和吸气冲程气缸门的开闭情况． （____） 【答案】 【解析】四冲程内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，做功冲程，两个气门 都关闭，活塞向下运动；吸气冲程中，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动． 在内燃机的做功冲程中，两个气门都关闭，活塞向下运动；吸气冲程中，进气门打开，排气门关闭， 活塞向下运动；如下图所示： 四、计算题（每小题 10 分，共 30 分） 14．用煤炉烧水时，将 10L 的水从 20℃加热到 100℃，燃烧了 1.4kg 的烟煤。水的比热容是 4.2× 103J/(kg·℃)，烟煤的热值约为 3×107J/kg。试求： (1)水吸收的热量是多少? (2)该煤炉烧水时的热效率是多少? 【答案】(1) 63.3610J (2)8% 【解析】(1)水的质量： 33331.0 10 kg/m10 10m10kgmV 水 水吸收的热量      36 0 4.2 10 J/ kg10kg100203.36 10 JQcm t t吸 ℃ ℃ ℃ (2)燃烧 1.4kg 的烟煤放出的热量： 771.4kg 3 10 J/kg 4.2 10 JQ m q     煤放 该煤炉烧水时的热效率： 6 7 3.36 10 J100% 100% 8%4.2 10 J Q Q      吸 放 答：(1)水吸收的热量是 ；(2)该煤炉烧水时的热效率是 8% 15．小明家煮饭、烧水使用的是管道天然气，已知天然气的热值为 4.5×107J／m3，放出的热量有 50％ 被有效利用，现要将初温为 25℃的水加热到 100℃，需要完全燃烧 0.03m3 的天然气，则能加热水的 质量为多少?[水的比热容] 【答案】见解析所示 【解析】完全燃烧 0.03m3 的天然气放出的热量 37360.034.510/1.3510QVqmJmJ放 ； 放出的热量有 50%被有效利用，则 6550%1.35106.7510QJJ 有效 ， 0QcmttQ吸 有效（ ） ，则   5 3 0 6.7510 2.144.210/ (? )(10025) Q JmkgcttJkg 有效 ℃ ℃ ℃   ． 答：能加热水的质量为 2.14kg． 16．某县在冬季利用地热能为用户取暖．县内有一口自喷状态地热井，出水温度为 9 0 C ，出水质量 为 52 10 kg ． 34.2 10 J / (kg C)c   水 ，天然气的热值为 734 1 0 J / m ． 求：（1）当流出的地热水温度降低到 4 0 C ，所放出的热量． （2）这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，且天然气蒸汽锅炉的热效率为 84% ，则需要多少天然 气？ 【答案】 4.2×1010J 1250m3 【解析】（1） 水放出的热量： 3510 4.2 10 J / kg2 10 kg 504.2 10 JQ cm t＝ ＝ （ ℃） ℃＝  . （2）这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，则： 104.210JQQ有＝ ＝  .天然气需要放出的热量： 10 104.210J 510J84% QQ   有 放＝ ＝ ＝ .所以天然气的体积： 10 3 73 510J 1250410 J / QVmqm   放＝ ＝ ＝ . 五、实验题（每小题 7 分，共 7 分） 17．图中的汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供了便利．汽车应用了许多物理知识， 完成下面各小题： （1）汽油机是汽车的“心脏”，汽油机的________ 冲程是将内能转化为机械能； （2）小轿车前方的挡风玻璃是倾斜的，目的是为了使车内物体所成的________ 像（选填“实”或 “虚”）位于玻璃的上方，不妨碍司机视线； （3）有的轿车尾部安装一个“气流偏导器”，它是依据在气体中，流速越大的位置压强________ 的 原理，当轿车高速行驶时，如图________ （选填“甲”或“乙”）安装的偏导器能产生较大的抓地 力． 【答案】（1）做功 （2）虚 （3）越小、乙 【解析】（1）做功冲程中，进气门、排气门都关闭，活塞在高温高压的气体作用下向下运动，内能 转化为机械能； （2）挡风玻璃相当于平面镜，因为平面镜成的像是虚像，所以挡风玻璃倾斜安装，是为了避免由于 平面镜成像而使车内景物的像成在车的正前方，影响司机视线． （3）当车高速行驶时，气流偏导器的上方空气流速小，压强大；下方空气流速大，压强小．空气对 汽车向下的压强大于向上的压强，由此气体对汽车产生了一个向下的压力，使车更好的“抓”住地 面，故应按乙图所安装的偏导器能起到应有的作用。 六、综合题（每小题 8 分，共 8 分） 18．发生交通事故的一个重要原因是遇到意外情况时车不能立即停止。发现情况时，司机从视觉感 知到踩制动器刹车的这段时间叫反应时间；在反应时间内汽车保持原速前进的一段距离叫反应距离。 某司机没有饮酒时的反应时间为 0.3s，喝了一瓶啤酒半个小时后在尚能驾车的情况下反应时间变为 0.7s。 （1）刹车过程中轮胎发热升温，________能增加，这是由________________引起的。 （2）若他驾车以 20m/s 的速度行驶，没有饮酒时的反应距离是多少_____？喝了一瓶啤酒半个小时 后的反应距离比没有饮酒时的反应距离多多少________？ 【答案】内 克服摩擦做功（或摩擦、或做功） 6m 8m 【解析】(1)刹车过程中，轮胎要克服摩擦力做功，机械能转化为轮胎的内能，轮胎的内能增大，温 度升高； (2)没有饮酒时的反应距离 s1=vt1=20m/s×0.3s=6m；反应距离之差：△s=s2−s1=v(t2−t1)=20m/s× (0.7s−0.3s)=8m，