人教版物理九年级 第十四章综合素质评价试卷

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第十四章综合素质评价一、选择题(每题3分，共36分。第1～10题为单项选择题，第11、12题为多项选择题，全选对得3分，选对但不全的得1分，选错或不选得0分)1．[2023株洲]如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间后，橡胶塞被冲出。则(　　)A．管内水蒸气的内能不变 B．管内水蒸气对橡胶塞做了功C．水所含的热量增加 D．灯中剩余酒精的热值变小2．小明元宵节去观赏花灯后自制了一个“走马灯”(如图所示)，下面纸杯内的蜡烛点燃后，热气上升，形成气流，从而推动上面的纸杯转动。此过程的能量转化情况与汽油机的哪一个冲程相同(　　)A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程3．关于四冲程汽油机四个冲程的描述正确的是(　　)A．吸气冲程中，只有汽油被吸入汽缸B．压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小C．做功冲程中，燃料燃烧释放的能量只有一小部分转化为机械能D．排气冲程中，废气带走了燃料燃烧释放的能量的极少部分4．关于四冲程内燃机，下列说法正确的是(　　)A．汽油机和柴油机都是内燃机，但吸入汽缸的物质不相同B．汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的C．燃料在汽缸内猛烈燃烧，燃料热值迅速减小D．热机效率越高，所做的有用功就越多5．关于q＝eq \f(Q,m)的理解，下列说法中正确的是(　　)A．热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比 B．若燃料燃烧不充分时，热值将减小C．当燃料未燃烧时，其热值为零 D．某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关6．热机推动了社会发展，深刻影响着地球环境，下列说法正确的是(　　)A．内燃机只有做功冲程对外做功，其余冲程是多余的B．热机是通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置C．通过不断优化，可以将热机效率提升到100%D．传统内燃机既消耗能源又污染环境，应该立即取缔7．如图是电风扇工作时的能量流向图(箭头粗细不代表能量的多少)，括号内的能量应该是(　　)A．电能 B．内能 C．化学能 D．机械能8．[2023邵阳模拟]柴油机甲比柴油机乙的效率高，这说明(　　)A．柴油机甲的功率大B．柴油机甲消耗的燃料少C．工作相同时间，柴油机甲用的燃料少D．柴油机甲将燃料燃烧释放的能量变成有用功的比例大9．下列关于能量的转化和守恒的说法错误的是(　　)A．钻木取火是将机械能转化为内能B．酒精燃烧时将化学能转化为内能C．汽油机的做功冲程将内能转化为机械能D．人们对太阳能的开发和利用说明能量可以凭空产生10．如图所示，汽车发动机内的燃料燃烧释放的能量只有少部分转化为机械能被利用，其余的都散失掉了。下列说法中无法有效提高燃料利用率的是(　　)A．利用涡轮增压技术，增加进气量B．选用符合标准的低黏度润滑油C．增加汽缸的个数或容积D．将吸气冲程吸入燃油的供油方式改为缸内直喷，使燃烧更充分11．[2023长沙二模，多选]小明用可乐瓶制作水火箭，先在瓶里装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气(如图)；打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭竖直向上飞向空中，下列分析正确的是(　　)A．上升过程中，水火箭瓶内气体的内能减少 B．往水火箭里打气相当于内燃机的做功冲程C．水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程 D．在整个过程中，能量总量是保持不变的12．[多选]用同一个实验装置分别加热200 g的甲、乙两种液体(其中一种是水)，用测得的数据绘制了温度随时间变化的图象如图所示。其中乙从20 ℃加热至沸腾刚好消耗了8 g酒精。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q酒精＝3×107 J/kg，则下列说法正确的是(　　)A．乙液体是水 B．8 g酒精完全燃烧放出的热量为2.4×105 JC．该酒精灯的加热效率为35% D．0～4 min内甲吸收的热量为5.02×104 J二、填空题(每空2分，共26分)13．某汽油机工作示意图如图所示，此时正在进行的是________冲程。若汽油机的效率是25%，已知汽油的热值为4.6×107 J/kg，则完全燃烧__________g汽油可以得到9.2×105 J的有用功。14．[2023德阳]燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为______能。500 g酒精完全燃烧放出的热量Q＝________J。(酒精的热值q＝3.0×107 J·kg－1)15. 新疆的达坂城号称“百里风区”，当地的民谣说：“达坂城，老风口，大风小风天天有，小风刮歪树，大风飞石头。”这首民谣通俗地表达了风具有________能。为了实现中国2030年前“碳达峰”，新疆的风力发电站可以将风能转化为________能从而减少CO2的排放。在转化过程中，能的总量________(填“变大”“变小”或“不变”)。16．“自嗨锅”成为当下一种时尚快餐，很受年轻人喜爱。它里面的发热包在将0.5 kg水从20 ℃加热至沸腾(标准气压下)的过程中，提供给水的热量至少为________J。如果用酒精灯给0.5 kg水加热升高同样温度，需要________kg酒精。[假设酒精完全燃烧有50%的热量被水吸收，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q酒精＝3×107 J/kg]17．[2023无锡锡山区模拟]如图所示是厨房用的蒸蛋器，在使用的过程中蒸蛋器会通过上方的小孔喷出蒸汽，小华将自制的风车放在蒸蛋器上方成功让风车转了起来，水蒸气推动风车的能量转化与汽油机________冲程的能量转化相同。在此冲程中气体的内能________(填“增加”“减小”或“不变”)。某单缸四冲程汽油机飞轮转速为3 000 r/min，则1 s内该汽油机对外做功________次，该汽油机工作时缸内气体对活塞平均推力为2 000 N，活塞向下运动的距离是0.5 m，则汽油机的功率是________W。三、实验题(18题10分，19题8分，共18分)18．[2023盐城期中]为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，实验中忽略热量损失。 (1)实验前调整铁夹A的位置，其目的是使________(填“陶土网”或“温度计”)处于适当的高度。(2)实验中应控制燃料的________(填“燃烧时间”或“质量”)相同，根据__________________比较燃料燃烧放出热量的多少。(3)小明选用了燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽后，小明根据各个时刻烧杯中的水温，绘制了如图乙所示的图象，则可初步判断燃料________的热值大。(4)另一组的小华也用与图甲完全相同的两套装置进行实验，在烧杯内加入初温和质量相同的水，在燃料燃烧完后也画出了水的温度随时间变化的图象如图丙所示，根据图丙，燃料1和燃料2的热值之比为________。19．[2023巴州区月考]如图所示，为比较a、b两种液体的比热容及1、2两种燃料的热值，甲、乙、丙三图中的装置相同，燃料的质量均为10 g，烧杯内的液体初温相同。当燃料燃烧完时，立即读取相应温度计的示数，分别为T甲、T乙、T丙，且有T甲＞T乙＞T丙。 (1)在实验中，三个烧杯中a、b液体的________必须相同。(2)实验液体a的比热容ca与实验液体b的比热容cb相比，ca________(填“＞”“＜”或“＝”)cb。(3)实验燃料1的热值q1与实验燃料2的热值q2相比，q1________(填“＞”“＜”或“＝”)q2。(4)在甲装置中，若燃料为酒精(q酒精＝3×107 J/kg)，烧杯内的液体为水，其质量为200 g，点燃燃料直至燃料烧完，温度计的示数由20 ℃上升到70 ℃，再结合“10 g”燃料这一数据，计算出燃料的热值，通过实验算出的热值与实际相比________(填“偏大”或“偏小”)。四、计算题(每题10分，共20分)20. 四川省广元市是全国首批46个生活垃圾分类试点城市之一。垃圾分类是生态环保的需求，也是人类活动不断趋于文明的标志。广元垃圾焚烧发电厂年处理垃圾25万吨，年发电量达9 000万kW·h(即Q有用＝3.24×1014 J)。生活垃圾的平均热值为6.3×106 J/kg。(1)生活垃圾发电的效率是多少？(2)若用燃烧生活垃圾来烧暖气再通过管道送进千家万户，上述生活垃圾所释放的热量的50%被水吸收，则可以使多少千克的水从20 ℃升高至70 ℃？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)](3)该市建设垃圾焚烧发电厂的好处和待改进之处分别有哪些？(各写一条即可)21．某液态氢生产基地宣传称其所生产的液态氢的热值约为1.4×108 J/kg。测试人员驾驶以该基地生产的液态氢为燃料的大巴车进行测试，测试时大巴车以150 kW的恒定功率沿水平方向匀速直线行驶20 min，消耗液态氢燃料3.4 kg，已知该大巴车发动机的效率为37.5%。(1)求此过程大巴车克服阻力做的功。(2)液态氢需要利用严格密封的液氢储罐运输，若在封储过程中由于密封不严而混入空气，则会导致其热值显著下降。请通过计算说明，该生产基地的液氢储罐是否存在密封不严的情况。答案一、1.B　2.C　3.C　4.A　5.D6．B 【解析】内燃机只有做功冲程对外做功，其余冲程为对外做功创造了条件，是不可缺少的，不是多余的，故A错误；热机通过燃料的燃烧，将燃料的化学能转化为内能，再通过气体膨胀做功转化为机械能，故B正确；热机工作时废气会带走大量的能量、机械摩擦损失一部分能量、机械往外散热损失一部分能量，机械效率达不到100%，故C错误；传统内燃机虽然消耗能源又污染环境，但仍是生产、生活中的主要动力装置，因此不能立即取缔，故D错误。7．A　8.D9．D 【解析】钻木取火是将机械能转化为内能，故A正确；酒精燃烧是把化学能转化为内能，故B正确；汽油机的做功冲程中，气体膨胀对活塞做功，将内能转化为机械能，故C正确；人们对太阳能的开发和利用，是将太阳能转化为其他形式的能，能量是不能凭空产生的，故D错误。10．C11．AD 【解析】发射时，水火箭的动能是由瓶内高压气体的内能转化来的，所以水火箭瓶内气体的内能减少，故A正确；往水火箭里打气，外界对气体做功，机械能转化为内能，相当于内燃机的压缩冲程，故B错误；水从水火箭中喷出，是瓶里面的气体对外做功，相当于内燃机的做功冲程，故C错误；根据能量守恒定律可知，在整个过程中，能量总量是保持不变的，故D正确。12．BC 【解析】根据图象可知，质量相同的甲和乙温度从20 ℃升高到100 ℃时，甲的加热时间是乙的加热时间的2倍，则甲吸收的热量是乙吸收热量的2倍，则甲的吸热能力大于乙的吸热能力，因水的比热容较大，吸热能力强，所以甲为水，故A错误；根据c＝eq \f(Q,mΔt)可知，甲的比热容是乙的比热容的2倍，乙的比热容c乙＝eq \f(1,2)c水＝eq \f(1,2)×4.2×103 J/(kg·℃)＝2.1×103 J/(kg·℃)，因为单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，所以0～4 min甲吸收的热量等于乙吸收的热量，即Q甲＝Q乙＝c乙m乙Δt＝2.1×103 J/(kg·℃)×200×10－3 kg×(100 ℃－20 ℃)＝3.36×104 J；8 g酒精完全燃烧放出的热量Q放＝m酒精q＝8×10－3 kg×3×107 J/kg＝2.4×105 J，乙从加热到沸腾吸收的热量Q吸＝eq \f(10 min,4 min)×3.36×104 J＝8.4×104 J，酒精灯的加热效率η＝eq \f(Q吸,Q放)＝eq \f(8.4×104 J,2.4×105 J)＝35%，故B、C正确，D错误。二、13.做功；8014．内；1.5×10715．动；电；不变16．1.68×105；0.0112 【解析】标准大气压下水沸腾时的温度为100 ℃，则水吸收的热量为Q吸＝c水m水(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(100 ℃－20 ℃)＝1.68×105 J；由η＝eq \f(Q吸,Q放)可知，需要酒精完全燃烧放出的热量Q放＝eq \f(Q吸,η)＝eq \f(1.68×105 J,50%)＝3.36×105 J，由Q放＝q酒精m酒精可知，需要酒精的质量m酒精＝eq \f(Q放,q酒精)＝eq \f(3.36×105 J,3×107 J/kg)＝0.011 2 kg。17．做功；减小；25；2.5×104　【解析】四冲程汽油机飞轮转速3 000 r/min＝50 r/s，即汽油机飞轮每秒转50圈，对外做功25次；汽缸内气体推动活塞一次所做的功W＝Fs＝2 000 N×0.5 m＝1 000 J，由于1 s内该汽油机对外做功25次，则做功一次所用的时间t＝eq \f(1,25) s，汽油机的功率P＝eq \f(W,t)＝eq \f(1 000 J,\f(1,25) s)＝2.5×104 W。三、18.(1)陶土网　(2)质量；温度计上升的示数　(3)b　(4)8∶3【解析】(3)由图乙知，当燃料燃尽时，图线b的温度变化大，说明相同质量的a、b燃料完全燃烧时b放出的热量多，则b的热值大。(4)对于同种燃料来说，在相同的时间内放出的热量是相同的，根据图丙可知，燃料1用5 min让水从20 ℃升高到100 ℃，即温度变化量Δt1＝100 ℃－20 ℃＝80 ℃，5～10 min水吸收的热量与0～5 min吸收的热量相同，根据公式Q放＝qm、Q吸＝cmΔt可知，2c水m水Δt1＝mq1；燃料2用15 min让水从20 ℃升高到80 ℃，即温度变化量Δt2＝80 ℃－20 ℃＝60 ℃，根据公式Q放＝qm、Q吸＝cmΔt可知，c水m水Δt2＝mq2；故两种燃料热值之比eq \f(q1,q2)＝eq \f(2Δt1,Δt2)＝eq \f(2×80 ℃,60 ℃)＝8∶3。19．(1)质量　(2)＜　(3)＞　(4)偏小【解析】(1)根据控制变量法的要求，在实验中，三个烧杯中a、b液体的质量必须相同。(2)甲、丙所示实验中所用燃料种类与质量相同，则燃料完全燃烧释放的热量相等，即Q甲＝Q丙，两烧杯中的液体吸收的热量相等，则Qa＝Qb，甲、丙两实验烧杯中液体的初温相等，末温T甲＞T丙，则Δt甲＞Δt丙，即Δta＞Δtb，因为Qa＝Qb，ma＝mb，所以由c＝eq \f(Q,mΔt)可知，ca＜cb。(3)由题意知，甲、乙两实验烧杯中液体的初温相等，末温T甲＞T乙，则Δt甲＞Δt乙，由图甲、乙所示实验可知，两烧杯中的液体种类即比热容c、质量m都相等，由Q＝cmΔt可知，液体吸收的热量Q甲＞Q乙，燃料完全燃烧释放的热量Q1＞Q2，由于甲、乙两实验所使用的燃料质量m相同而种类不同，由Q＝mq可知，q1＞q2。四、20.【解】(1)生活垃圾放出的热量Q放＝mq＝25×104×103 kg×6.3×106 J/kg＝1.575×1015 J，生活垃圾发电的效率η＝eq \f(Q有用,Q放)＝eq \f(3.24×1014 J,1.575×1015 J)≈20.6%。(2)水吸收的热量Q吸＝Q放×50%＝1.575×1015 J×50%＝7.875×1014 J，由Q吸＝cmΔt得，m＝eq \f(Q吸,c水Δt)＝eq \f(7.875×1014 J,4.2×103 J/(kg·℃)×(70 ℃－20 ℃))＝3.75×109 kg。(3)好处：减小固体污染物(或充分利用能源物质)(合理即可)；待改进之处：生活垃圾发电的效率偏低(合理即可)。21．【解】(1)由P＝eq \f(W,t)得，该大巴车匀速直线行驶20 min牵引力做的功，即克服阻力做的功，W＝Pt＝150×103 W×20×60 s＝1.8×108 J。(2)由η＝eq \f(W,Q放)可得，液态氢放出的热量Q放＝eq \f(W,η)＝eq \f(1.8×108 J,37.5%)＝4.8×108 J，液态氢燃料的热值q＝eq \f(Q放,m)＝eq \f(4.8×108 J,3.4 kg)≈1.4×108 J/kg，故该生产基地的液氢储罐不存在密封不严的情况。