第十四章内能的利用期末单元定心卷2021-2022学年人教版物理九年级（word版 含答案）

第十四章  内能的利用  期末单元定心卷

一、单选题

1．下列运用科学方法的实例中，正确的是（    ）

A．做功和热传递都可以改变物体内能，这运用了等效法

B．研究分子间作用力时，把分子看成用弹簧连接的两个小球，是运用了等价变换法

C．在研究物体吸热能力大小时，选用等质量的水和煤油，这运用了转换法

D．研究水沸腾吸收了多少热量看加热时间，运用了等效法

2．关于四冲程内燃机，下面说法错误的是

A．内燃机是利用内能来做功的机器

B．在做功冲程，内能转化为机械能

C．在压缩冲程，内能转化为机械能

D．四个冲程依次为吸气、压缩、做功、排气冲程

3．甲、乙两台汽油机，甲的效率比乙高，则

A．甲每秒钟做的功比乙每秒钟做的功多

B．做同样多的有用功，甲消耗的汽油比乙消耗的汽油多

C．甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少

D．消耗同样多的汽油，甲做的有用功比乙做的有用功多

4．如图所示实验，试管口木塞冲出过程

A．试管口出现的白雾是水蒸气

B．试管口出现白雾说明水蒸气内能增加

C．能量转化情况与内燃机压缩冲程相同

D．水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减少

5．一杯酒精用掉一半，剩下一半的酒精的质量、密度、比热容和热值的情况是（ ）

A．质量.密度.比热容和热值不变

B．质量和密度变为原来的一半，比热容和热值不变

C．质量和热值变为原来的一半，密度和比热容不变

D．质量变为原来的一半，密度.比热容和热值不变

6．对于图中所示的四幅图，下列说法中正确的是

A．甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能增加

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

C．丙图中活塞向下运动是内燃机的做功冲程

D．丁图中小朋友下滑时，内能转化为机械能

7．学习了内能及能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时交流了以下想法，你认为其中不正确的是

A．能量在转化和转移的过程中总会有损耗，但能量的总量保持不变

B．热传递改变物体的内能是不同形式的能的相互转化

C．各种形式的能在一定条件下都可以相互转化

D．做功改变物体的内能是不同形式的能的相互转化

8．一单缸柴油机的飞轮每分钟转1800圈，该柴油机1秒钟对外做功的次数是

A．1800 B．900 C．60 D．15

9．把装满空气的瓶子倒扣在装满棕色二氧化氮气体的瓶子上,瓶口间先用玻璃隔开.当抽掉它们之间的玻璃片后,可以看到棕色的二氧化氮气体颜色渐渐变淡,最后两瓶中气体的颜色变得完全相同.这是因为

A．二氧化氮比空气密度大

B．两种气体之间形成了对流

C．二氧化氮分子很小

D．气体的分子在不停地运动

10．有甲乙两汽车，甲的汽油机效率比乙的高，这表明

A．甲做的功比乙做的功多 B．以相同的牵引力行驶相同的路程，甲耗油比乙少

C．甲消耗的汽油比乙的少 D．甲做的功比乙做的功快

11．A、B两种燃料，完全燃烧时能放出热量之比QA：QB=5：3，它们的热值之比qA：qB=2：3，则两种燃料的质量之比是

A．10：9 B．9：10 C．5：2 D．2：5

12．关于热机，下列说法是正确的

A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞

B．柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合气吸入气缸

C．汽油机和柴油机在压缩冲程中，燃气推动活塞运动，其他冲程活塞都是靠惯性运动的

D．汽油机和柴油机在做功冲程中，都是把内能转化为机械能

二、填空题

13．“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴”。这是南宋诗人陆游《村居书喜》中的两句诗，写春晴天暖，鸟语花香的山村美景，对于前一句，从物理学的角度可以理解为：花朵分泌的芳香油分子______加快，说明当时周边气温突然______。

14．如图为火箭发射的场景，火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为它的______大，火箭发射升空时，燃料的化学能转化为______能，再转化为火箭的机械能，这个过程中火箭的机械能______（选填“守恒”或“不守恒”）。

15．一台汽油机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25%，废气带走的能量占30%，摩擦等机械损耗占10%，则它的热机效率为___________。若这台汽车消耗汽油1kg，则它做有用功为___________J。该汽油机的飞轮速度是2400r/min，则汽油机每秒钟对外做功___________次。（q汽油=4.6×107J/kg）

16．金鸡报吉，著名期刊《科学》刊发了中国科学界胡炳成团队关于全氮类物质燃料研究成果文章．该燃料预估其热值q氮类=4.6×105J/g，完全燃烧1kg该燃料可放出________J的热量．我国长征某型号火箭需40t航空煤油作燃料，改由全氮类物质燃料替代，则该起飞时火箭的总质量可以减少________kg，大大提高了我国火箭的运载力．（ρ煤油=0.8×103kg/m3， q煤油=4.6×107 J/kg）

17．在比较不同燃料热值的实验中，小明利用与图示完全相同的两套实验装置，分别在燃烧皿中放入质量相同的燃料甲和燃料乙，点燃后对质量都为100g和初温都为20℃的水加热.燃烧相同时间后，用甲加热后的水温度为30℃，另一杯水温度为24℃．此过程水的内能______（增大/减小）用甲加热的水吸收的热量为_________J.此时_____（能/不能）说明甲的热值较大.水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)

三、实验题

18．某物理兴趣小组对热现象的有关实验进行如下探究：在两个同样的烧杯中分别装等质量的水和煤油，用同样的热源分别对它们加热，实验装置如图甲、乙所示。

(1)安装实验器材时，应按照________（选填“自上而下”成“自下而上”）的顺序进行；注意调节温度计的高度，使温度计的玻璃泡_________；

(2)图丁是小明在实验中观察到的情景，其中图__________是水沸腾时的现象（选“a”或“b”）；

(3)为比较不同物质吸热的情况，小明用如图甲，乙所示的实验装置完成实验。根据实验数据，小明作出了如图丙所示的水和煤油的温度随加热时间变化的图像，由图丙可知，_________的吸热能力强，理由是___________；

(4)小明在完成实验整理器材时不小心将酒精灯打翻了，一部分酒精泼洒在桌子上，灯内剩下酒精的热值_________（选填“变大”“变小”或“不变”）。

19．小辉和小明学习了燃料的热值后，他们一起设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他们组装了如图所示装置进行实验，记录结果见表：

(1)为了保证实验结论的可靠性，小明和小辉将相同质量的煤油和菜籽油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，直至燃料完全燃烧。但对于两杯水的初温他们的看法却不同，请将下列他们的想法补充完整。

①小辉认为实验中是直接用_____（选填“加热时间”或“升高的温度”）来表示煤油和菜籽油放出热量的多少。所以，实验中两杯水的初温可以不同。

②小明认为因为探究过程中他们采用了控制变量法，所以只有燃料的_____不同，其他因素都必须控制相同。如果两杯水的初温不同，那么水的蒸发快慢以及水与周围环境的温差都不相同，于是两杯水热量损失就不相同，就有可能会出现燃料燃烧放出的热量多，而水吸收的热量少、水温变化低的情况。所以，实验时必须控制水的初温相同。

③你认为_____（选填“小明”或“小辉”）的想法更合理。

(2)实验中煤油和菜籽油的质量均为10g，查阅课本热值表发现煤油热值为q＝4.6×107J/kg，通过计算可以得出菜籽油的热值为_____J/kg。

(3)知识拓展：某种巧克力的营养成分表上标有“每100g能量2361kJ”。该标识的含义与以下物理量_____（填入字母代号）的含义类似。

A．热量    　　B．内能    　　C．热值　　　　　D．比热容。

四、计算题

20．“五一”期间，小明一家驱车外出旅游，如图所示，当车经过告诉路段A点路标时，时间是8点15分；当车经过高速路段点路标时，时间是8点45分。假设汽车在上述行驶过程中做匀速直线运动，受到的阻力为，消耗的汽油为（汽油的热值为），求

（1）汽车在之间的速度；（2）汽车在行驶过程中牵引力做的功；（3）汽车发动机的效率。

21．某物理兴趣小组为了探究地球表面是吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一脸盆装10kg的水，水的表面积为0.2m2，经过太阳光垂直照射30min，水温升高了10℃．已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）．问：

（1）实验中水吸收了多少热量？

（2）平均每分钟每平方米水面吸收的热量是多少？

（3）若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度，至少需要燃烧多少m3的液化气？（假设液化气燃烧放出的热量全部被水吸收，液化气的热值是5.0×107J/m3）

22．我国有不少温泉，它是一种既清洁又环保的热资源．某科研单位利用温泉的热能使实验室保持恒温．试验发现，该实验室温泉水的用量为0.5t，通过散热片后水温由70 ℃降为60 ℃.

(1) 温泉水每小时向实验室提供了多少热量？

(2) 若用燃煤为实验室供热，每月(30天)至少需要多少热值为3.0×107J/kg的煤？

参考答案

1．A

【解析】A．做功和热传递都可以改变物体内能，做功和热传递在改变物体内能上是等效的，运用了等效法，故A正确；

B．研究分子间作用力时，把分子看成用弹簧连接的两个小球，运用了模型法，故B错误；

C．在研究物体吸热能力大小时，选用等质量的水和煤油，这运用了控制变量法，故C错误；

D．实验中加热时间的长短，表示物质吸收热量的多少，采用了转换法，故D错误．

2．C

【解析】A. 内燃机是利用内能来做功的机器，故A正确，不符合题意；

B. 做功冲程，高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，故B正确，不符合题意；

C. 压缩冲程活塞向上运动，压缩气体对气体做功，将机械能转化为内能，故C错误，符合题意；

D. 内燃机的四个冲程依次是吸气、压缩、做功、排气冲程，故D正确，不符合题意．

故选C.

3．D

【分析】

功率是表示物体做功快慢的物理量，等于功和做功时间的比值；热机的效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．

【解析】A、甲每秒钟做的功比乙每秒钟做的功多，说明甲汽油机的功率大，与热机效率无关，故A错误；

B、甲汽油机热机效率比乙高，说明做同样多的有用功，甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少，故B错误；

C、由于不确定甲乙做功的多少，所以无法比较耗油量，故C错误；

D、甲汽油机的效率高，消耗同样多的油，甲做的有用功多，故D正确．

故选D．

4．D

【解析】A．试管口的“白雾”是水沸腾产生的水蒸气液化成的小水滴，故A错误；

B．水蒸气对木塞做功，内能减少，温度降低，水蒸气液化成小水滴，出现白雾，故B错误；

C．在此过程中，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，与热机的做功冲程能量转化相同，故C错误；

D．在软木塞被冲出试管口的过程中，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，所以水蒸气的内能减少，故D正确．

5．D

【解析】质量是指物体所含物质的多少；一瓶酒精用去一半后，其质量将减半；酒精的热值、密度、热值，都表示酒精的某种特性，是从不同的角度来描述酒精的特性，一般不发生变化，只与物质的种类和状态有关．故一瓶酒精用去一半，则剩下的酒精比热容、热值、密度都不变．故选项D正确。

6．B

【分析】

（1）物体对外做功，内能减小，温度降低；

（2）分子间存在引力；

（3）在做功冲程中，燃气推动活塞向下运动，内能转化为机械能；压缩冲程机械能转化为内能；

（4）改变物体内能的方式：做功和热传递．

【解析】A、甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能减少，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．B

【分析】

自然界中存在不同形式的能量，各种不同的能量可以相互转化，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变．

【解析】A. 能量在转化和转移的过程中总会有损耗，例如电动机的工作原理就是电能转化为机械能，但是因为机械之间存在摩擦，摩擦生热，所以有一部分电能转化为内能，而这部分的能量转化是我们不需要的，所以可以称这部分能量损耗了．根据能量守恒定律，自然界中所有能量的总量保持不变，本选项正确，不符合题意；

B. 热传递改变物体的内能是内能从高温物体转移到低温物体，是能的转移，不是转化，本选项错误，符合题意；

C. 自然界中存在不同形式的能量，各种不同的能量可以相互转化，本选项正确，不符合题意．

D. 做功改变物体的内能是不同形式的能的相互转化，例如两只手掌相互摩擦生热就是机械能转化内能，是不同形式的能的相互转化，本选项正确，不符合题意．

8．D

【解析】

【分析】

四冲程内燃机一个工作循环包括四个冲程，飞轮转两圈，对外做功一次，据此分析计算即可

【解析】根据题意知道，飞轮每秒的转数是：，由于飞轮每转两圈对外做功一次，所以1秒钟对外做功的次数是：次，故选D。

9．D

【分析】

由于分子运动，不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象，叫做扩散．根据扩散的概念进行分析解答．

【解析】因为分子在永不停息地做无规则运动，所以分子的运动无方向性，分子是向各个方向运动的，

当抽掉两瓶之间的玻璃片后，空气分子向下扩散，二氧化氮分子也会向上扩散，空气和二氧化氮将同时向对方扩散，最后两瓶中气体的颜色变得完全相同．故D符合题意为答案．

10．B

【解析】汽油机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，效率高说明比值大．所以，做功的多少与功率和时间有关，与效率无关，故A错误；以相同的牵引力行驶相同的路程，则说明做功相同，效率高的耗油少，所以甲耗油比乙少，故B正确；由于不知道做功的多少，所以不能根据效率的高低比较耗油的多少，故C错误；功率是用来表示做功快慢，与效率无关，故D错误，故选B．

11．C

【解析】根据题意可以知道,,,
根据可以知道,
两种燃料的质量之比:.
所以C选项是正确的.

【点睛】

已知燃料的热值之比和放出热量之比,根据求出两种燃料的质量之比.

12．D

【解析】

【解析】汽油机的顶端是火花塞，吸气冲程中吸进的是汽油和空气的混合物；柴油机的顶端是喷油嘴，吸气冲程中吸进的是空气，故AB错误；汽油机和柴油机在做功冲程中，燃气推动活塞运动，其他冲程活塞都是靠飞轮的惯性运动的，故C错误；汽油机和柴油机的做功冲程中，将内能转化成了机械能，故D正确，故选D。

13．（无规则）运动    升高   

【解析】[1]闻到花香，是花朵分泌的芳香油分子在无规则运动。

[2]温度升高，花香分子的无规则运动会加快。

14．热值    内    不守恒   

【解析】[1]利用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢的热值大，相同质量的液态氢完全燃烧产生的热量多。

[2]燃料燃烧时将化学能转化为内能。

[3]火箭发射升空时，高度和速度都增大，所以重力势能和动能增大，机械能增大，机械能不守恒。

15．35%    1.61×107J    20   

【解析】[1]各种能量损耗的总和占比是

25%+30%+10%=65%

所以有效利用的能量占比

100%-65%=35%

所以热机效率为35%。

[2]完全燃烧1kg汽油放出的热量为

Q=qm=4.6×107J/kg×1kg=4.6×107J

则该内燃机对外做的有用功为

W有=ηQ =35%×4.6×107J=1.61×107J

[3]飞轮转速是2400r/min即40r/s，因一个工作循环转2圈，做功一次，所以每秒对外做功20次。

16．4.6×108    3.6×104   

【分析】

（1）利用求完全燃烧1kg全氮类物质燃料放出的热量；

（2）利用求完全燃烧40t煤油放出的热量，再利用该公式求出这些热量需要完全燃烧全氮类物质燃料的质量，煤油的质量减去完全燃烧全氮类物质燃料的质量可得该起飞时火箭的总质量．

【解析】(1)完全燃烧1kg全氮类物质燃料放出的热量：；

(2)完全燃烧40t煤油放出的热量： ，

改由全氮类物质燃料替代，这些热量需要完全燃烧全氮类物质燃料的质量：，

起飞时火箭的总质量的减少量： .

故答案为4.6×108；3.6×104.

17．增大    4.2×103    不能   

【解析】[1]水吸热内能增大。

[2]甲中的水吸收的热量

[3]燃烧了相等的时间，两种燃料并没有全部烧尽，不能比较热值的大小。

18．自下而上    与液体充分接触，且不与容器的底和壁接触    a    水    升高相同的温度，水加热时间长    不变   

【解析】(1)[1]因用酒精灯的外焰加热，故安装实验器材时，应先调节好石棉网的高度，按照自下而上的顺序进行。

[2]调节温度计的高度，使温度计的玻璃泡与液体充分接触，且不与容器的底和壁接触。

(2)[3]b图气泡在上升过程中体积逐渐减小，所以是沸腾前的现象；a图气泡在上升过程中，体积逐渐增大，所以是沸腾时的现象。

(3)[4][5]根据如图丙所示的水和煤油的温度随加热时间变化的图象知，质量相同的水和煤油，升高相同的温度，水加热时间长，故水的吸热能力强。

(4)[6]热值是燃料的一种特性，与燃料的种类有关，与质量和体积无关，在完成实验整理器材时不小心将酒精灯打翻了，一部分酒精泼洒在桌子上，灯内剩下酒精的热值不变。

19．升高的温度    散热    小明    3.6×107    C   

【解析】(1)[1]质量相同的水，温度变化越大，说明吸收热量越多，所以实验中通过水温升高的多少来表示煤油和菜籽油放出热量的多少。

[2]水的蒸发快慢以及水与周围环境的温差都不相同，这就会造成两杯水的散热不相同。

[3]由上分析知，小明的分析更加合理。

(2)[4]根据表格中的数据可知，煤油加热水升高的温度为

菜籽油加热水升高的温度为

根据Q＝cm△t可知，水的质量、比热容都是相同的，则煤油放出的热量与菜籽油放出的热量的关系为

根据Q＝mq可知，实验中煤油和菜籽油的质量均为10g，则热值的关系为

则菜籽油热值为

(3)[5]由“每100g 能量2361kJ”可得每克巧克力提供的能量，结合热量、内能、热值、比热容的意义选择。

20．（1）；（2）；（3）

【解析】解：（1）A、B两地之间的距离为

汽车行驶的时间为

汽车在A、B两地的速度为

（2）汽车匀速行驶，所受的牵引力

汽车牵引力做的功

（3）汽油燃烧放出的热量

发动机效率

答：（1）汽车在A、B之间的速度为72km/h；

（2）汽车在行驶过程中牵引力做的功为4.14×107J；

（3）汽车发动机的效率为30%。

21．4.2×105J  7×104J/（min•m2）  8.4×10﹣3m3

【分析】

（1）已知水的质量和温度的变化量，根据=cm△t求出水吸收的热量；
（2）水吸收的热量除以水的面积和30min即可得出平均每分钟每平方米水面吸收的热量；
（3）根据题意可知液化气完全燃烧释放的热量=，根据Q放=Vq求出需要液化气的体积．

【解析】(1)实验中水吸收的热能： =cm△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×10kg×10℃=4.2×105J ．

(2)平均每分钟每平方米水面吸收的热量：Q = =7×104J/(min⋅m2) ．

(3)由题意可知，液化气完全燃烧释放的热量：Q放=Q吸=4.2×105J，由Q放=Vq可得，需要液化气的体积：V= ==8.4×10−3m3．

22．(1) 1.512×1010J；(2) 504kg

【分析】

根据水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用放热公式Q放 =cm（t-t0 ）即可求水放出的热量；计算出30天共需要的热量，利用Q总=mq求需要燃煤的质量

【解析】（1）由Q放 =cm（t-t0）知道，温泉水每小时向实验室提供的热量是：Q放 =cm（t-t0）=4.2×103 J/（kg•℃）×500kg×（70℃-60℃）=2.1×107 J；

（2）每月(30天)共需要的热量是：Q月 =Q放×30×24=2.1×107 J×30×24=1.512×1010 J

由Q =mq知道，需要的煤的质量是：

【点睛】

本题考查的是放热公式Q放 =cm（t-t0）、燃料完全燃烧放热公式Q=mq的运用，难度不大．