人教版九年级全册第2节 内能精品课后测评

12.4机械能与内能的相互转化同步练习苏科版初中物理九年级上册

一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）

1. 利用如图所示的装置，运用控制变量法，通过观察现象即可比较酒精和碎纸热值的大小．为完成实验，要求

A. 酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量相同
B. 酒精和碎纸的质量不同，两只烧杯内水的质量不同
C. 酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量不同
D. 酒精和碎纸的质量不同，两只烧杯内水的质量相同

2. 用酒精灯给试管加热，如图所示，试管口软木塞冲出的过程中，下列说法正确的是

A. 水蒸气对软木塞做功，水蒸气内能增大
B. 水蒸气的内能转化为软木塞的机械能
C. 软木塞是由于惯性冲出去的，与水蒸气的内能无关
D. 试管口的“白气”是水蒸气汽化形成的
 

3. 表格中列出了某些物质的热值，下列判断正确的是

A. 火箭利用液氢做燃料，原因之一是它的热值较大
B. 液态物质的热值比气态的大
C. 焦炭的热值是焦炭的2倍
D. 所有燃料的热值都是不相等的

4. 随州某学校物理小组设计实验，探究“酒精、煤油、汽油”的热值如图所示甲、乙、丙装置完全相同，水的质量和初温及待测燃料的质量也相同．通过测量全部燃料充分燃烧后水的末温均未达到沸点为，可以粗略知道它们的热值q大小关系为     

A. qqq B. qqq C. qqq D. 无法比较

5. 热机的工作过程可以概括为：工作物质获得内能，膨胀做功，把一部分内能转化为机械能；燃料燃烧释放出内能；内能传递给工作物质；工作物质内能减少，温度降低．按工作过程排列，其顺序正确的是

A.  B.  C.  D.

6. 科幻大片流浪地球讲述了太阳即将毁灭，人类开启“流浪地球”计划，带着地球一起逃离太阳系．流浪过程中地球受到木星引力的作用坠向木星，为脱离木星，主人公点燃了木星上的可燃气体，从而将地球推离木星．其中“点燃木星”将地球推开相当于内燃机的

A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程

7. 当手扶拖拉机的柴油机出现故障而转速急骤增加时，正常操作已不能使它停止转动这种故障叫“飞车”时，下列应急措施可行的是

A. 用隔热的东西捂住进气口 B. 用隔热的东西捂住排气口
C. 脚踏刹车板，且手拉制动器 D. 设法让拖拉机撞上坚固的障碍物

8. 柴油机上安装了一个笨重的飞轮，这是为了

A. 提高柴油机做功的效率
B. 节约所需要的燃料
C. 使柴油机稳当，防止使用过程中移动位置
D. 利用飞轮的惯性完成吸气、压缩、排气三个冲程

9. 关于燃料的热值下列说法正确的是

A. 煤油和煤油的热值一样大
B. 容易燃烧的燃料的热值一定大
C. 煤的热值比干木柴的大，煤燃烧放出的热量比干木柴放出的热量多
D. 燃料的热值与燃料的燃烧情况有关

10. 火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液态氢具有的优点是

A. 密度较小 B. 比热容较大 C. 易燃烧 D. 热值较高

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）

11. 质量为的水温度从升高到吸收的热量是________J，这些热量如果完全由煤气燃烧来提供，至少需________kg的煤气．水的比热容为，煤气的热值为
12. “长征六号”运载火箭，首次采用了我国最新研制的大推力液氧煤油发动机．

煤油燃烧过程中，其热值大小          ．

火箭起飞时，煤油燃烧产生大量高温高压的燃气，燃气对火箭的推力达，这个力可举起质量为          t的物体．取

燃气对火箭做功，燃气的内能会          填“增大”“减小”或“不变”．

13. “可燃冰”是一种新型能源．同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的          大．的煤气完全燃烧放出的热量为          J，这些热量可以使          kg的水从加热至
14. 如图所示，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，从图中可看出A燃料的热值          填“大于”“小于”或“等于”燃料的热值．在1个标准大气压下，若一定质量的B燃料完全燃烧释放的热量为，其中有的热量被质量为、初始温度为的水吸收，，则水的温度将升高          

三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）

15. 如图所示，图甲为四冲程内燃机吸气冲程的示意图，图中画出了吸气冲程中活塞与曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。请在图乙中，画出压缩冲程中活塞运动的方向用“”或“”表示和进气门、排气门的开闭情况。

16. 请在图中定性画出酒精的热值与其完全燃烧所放出的热量Q的关系图象。

四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

17. 在“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验中，小林选用碎纸片和酒精为燃料进行了实验．

小林组装的实验装置如图所示，他在器材安装中的一处错误是_____________________．

本实验中，燃料完全燃烧放出热量的多少是通过________________来反映的．

正确组装实验装置后，正确采集的数据如表所示，根据实验数据，小林却得出了与事实相反的实验结论：质量相同的碎纸片和酒精完全燃烧后，碎纸片放出的热量较多．你认为他在实验中最有可能遗漏的操作是________________________________________________．

18. 比较酒精和碎纸片这两种材料的热值，小明用图甲所示的装置进行实验，图中燃烧皿、烧杯a和b、温度计均完全相同，烧杯中盛有相同质量的水．实验时，分别点燃放在两个燃烧皿中的酒精和碎纸片，通过石棉网给烧杯加热，直至酒精和碎纸片完全烧尽．

小明设计了一个记录实验数据的表格，其中两项内容漏写了，请你帮他补充完整．

实验装置如图甲所示，你认为图中横杆、温度计、烧杯、铁圈、燃烧皿等器件在铁架台上的安装顺序应是________由下而上由上而下为了使两支温度计示数变化明显，请提出你的建议：____________________________________．

实验中通过比较________________来比较酒精和碎纸片燃烧放出的热量不同．小明记下了各个时刻a、b烧杯中水的温度，绘制了图乙所示的图像，若热损失相同，则可初步判断________的热值较大．

实验后，小明根据实验数据利用公式算出了水吸收的热量，结合“酒精”这一数据，算出了酒精的热值，请判断小明算出的酒精热值是否可靠，并说明理由：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________．

五、计算题（本大题共2小题，共16.0分）

19. 已知无烟煤的热值是，完全燃烧多少千克的无烟煤能放出的热量？如果这些热量的被的某种液体吸收，使该液体的温度升高了未发生物态变化，那么这种液体的比热容是多大？
    
    
    
    
    
    
     
20. 新冠肺炎肆虐，武汉封城，全国各地纷纷伸出援助之手．2020年1月29日，盐城市捐赠的首批优质大蒜由10辆货车运往武汉．该货车在某段平直高速公路上以的速度匀速行驶时，受到的阻力为，内消耗柴油，已知柴油的密度，热值求：

柴油完全燃烧放出的热量．

内该货车牵引力所做的功．

该发动机在这段时间内的效率保留一位小数．






 

六、综合题（本大题共1小题，共10.0分）

21. 阅读短文回答问题
    空气的动力空气动力是指空气与物体做相对运动时作用在物体上的力，简称气动力。当我们快速地松开鼓起来的气球时，气球会“嗖”的一下飞出去了，这时气球获得了气动力。我们再观察一个实验：如图甲所示，将一个针管的活塞推到底端，并通过一个胶管与一个吹了气的气球相连。用力挤压气球，发现活塞被顶起。这个实验说明空气作为动力对活塞做了功。
    被压缩的气体压强变大，能对外做功。那么在生活中是否能将空气作为一种“能源”，变成一种推进物体前进的动力呢？经过长时间探索，人们已经成功制造出多种使用压缩空气为动力，推动叶片或者活塞运动的发动机，即叶片式、活塞式空气发动机。
    图乙是某新型的以空气发动机为动力的汽车。它共有4个压缩空气缸，总容量为90L，可储存标准大气压下的空气，其设计最高速度可达，平均每加一次气能行驶200km或10h。压缩空气动力汽车的充气方式有两种：一是使用车辆自带的空气压缩机，使用家庭电路作为电源，就可在4个小时内完成充气；二是到指定的加气站，可在短短3分钟内完成充气。
    由于空气发动机不直接使用燃料，因而具有体积小、结构简单、维修成本低、操控方便、“零”排放的优点。即使因为技术不成熟导致某些缺点，在科学界引起不小的争议，但这项技术仍然具有广阔的发展空间。
    
    
    请根据上述材料，回答下列问题：
    压缩空气动力汽车与汽油机相比优点是______说出一点即可。
    图丙是汽油机的______冲程，此过程的能量转化是将______转化为______。
    分析上文，下面说法不正确的是______。
    A.松开鼓起来的气球时，气球飞出去，这是因为物体间力的作用是相互的
    B.空气动力汽车工作时将内能转化为机械能
    C.以空气发动机为动力的汽车，靠气缸内空气燃烧产生能量
    D.空气动力汽车工作时也会有能量的损失
    

答案和解析

1.【答案】A
 

【解析】 解：为了控制变量，应用天平分别测出等质量的酒精和碎纸屑；因燃料的热值不能直接测量，但燃料燃烧放出的热量可被水吸收，从而使相同质量的水温度发生变化，故可通过温度计的示数变化来比较燃料热值的大小
 

2.【答案】B
 

【解析】解：水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能．
 

3.【答案】A
 

【解析】解：液氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液氢时，可释放出更多的热量；热值是燃料的一种属性，大小与质量、状态等都无关，不同燃料的热值可能不同，也可能会相同．
 

4.【答案】C
 

【解析】解：分别燃烧质量相等的酒精、煤油和汽油，加热质量相等的水时，甲杯中水升温较低，即酒精燃烧产生的热量少，故酒精的热值小；乙和丙两杯中水升温相同，且高于甲杯中水升高的温度，说明煤油和汽油的热值相同，且大于酒精的热值．
 

5.【答案】C
 

【解析】解：热机的工作过程为：燃料燃烧释放出内能，内能传递给工作物质，工作物质获得内能，膨胀做功，把一部分内能转化为机械能，工作物质内能减少，温度降低．
 

6.【答案】C
 

【解析】解：“点燃木星”将地球推开，是因为燃料的内能转化为地球的机械能，相当于热机的做功冲程．
 

7.【答案】A
 

【解析】解：“飞车”的原因大多是因为活塞将部分润滑油带入气缸中，遇到高温高压的压缩空气而燃烧放热，使正常操作下减小油门，或停止供给柴油都不能停止或控制发动机转动，因而只好捂住进气口，不让氧气进入气缸，才能阻止气缸中燃料的燃烧。
A.用隔热的东西捂住进气口，故A符合要求；
B.压力太大，立即找一个隔热的东西，捂住排气口挡不住，故B不符合要求；
C.脚踏刹车板，同时手拉制动器，这是正常操作，故C不符合要求；
D.设法让拖拉机撞上坚固的障碍物，很明显不符合要求。
故选：A。
柴油机在工作时，吸入气缸的是空气，它的“点火”是“压燃式”，据此进行分析解答。
本题结合实际应用考查了热机的工作原理，明白柴油机的工作特点是关键。
 

8.【答案】D
 

【解析】解：在做功冲程中，高温高压燃气推动活塞做功，内能转化成活塞的机械能；其他三个冲程是靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成的，故D正确。
故选：D。
汽油机和柴油机除了做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的。
解决此题要结合内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答。
 

9.【答案】A
 

【解析】解：A、燃料的热值与质量无关，因此煤油和煤油的热值一样大，该选项说法正确；
B、热值与是否容易燃烧无关，该选项说法不正确；
C、燃料燃烧放出的热量不只与热值有关，还与燃料的质量和燃烧情况有关，该选项说法不正确；
D、燃料的热值与燃料的燃烧情况无关，该选项说法不正确。
故选：A。
1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值；热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。
本题考查了学生对燃料热值是燃料特性的理解与掌握，是经常考的题型，充分理解“热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关”。
 

10.【答案】D
 

【解析】解：火箭采用液态氢作为燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故D正确。
故选：D。
热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，释放出的热量越多，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小。
本题考查学生对热值定义的掌握情况，需要根据火箭的具体应用来分析。
 

11.【答案】；
 

【解析】

【分析】
本题考查了吸热公式和的应用，注意利用好条件：煤气完全燃烧放出的热量。
知道水的质量、水的比热容、水温度初温和末温，利用吸热公式求出水吸收的热量；
由题意可知，煤气完全燃烧放出的热量，再根据求出燃烧煤气的质量。
【解答】
水吸收的热量：


；
由题意可知，煤气完全燃烧放出的热量：
，
由可得完全燃烧煤气的质量：
。
故答案为：；。  

12.【答案】不变

120

减小

【解析】解：热值是燃料的一种属性，只与燃料种类有关，故在燃烧过程中，其热值不变．火箭起飞时， N，燃气对火箭做功，内能转化为机械能，燃气的内能会减小
 

13.【答案】热值

【解析】解：同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，则说明“可燃冰”的热值大；煤气完全燃烧放出的热量  J， J，由得水的质量

 

14.【答案】小于

62

【解析】解：在图像上取某一质量，由图知，即；  J；，，在1个标准大气压下水的沸点是，水的温度升高到，温度不再变化，故水温将升高．
 

15.【答案】解：
在内燃机的压缩冲程中，两个气门都关闭，活塞向上运动；如下图所示：

 

【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，压缩冲程，两个气门都关闭，活塞向上运动。
熟悉每个冲程的特征是作图的关键；本题的难点是准确作图。
 

16.【答案】解：
热值是燃料的一种特性，它和燃料的质量、放出热量的多少无关，所以酒精的热值与其完全燃烧所放出的热量Q的关系图象是与热量Q平行的直线，如图所示：

 

【解析】热值是指1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，是燃料的一种特性，它和燃料的质量、放出热量的多少无关。
此题主要考查的是学生对热值是燃料特性的认识和了解，基础性题目。
 

17.【答案】温度计的玻璃泡接触到了容器底  温度计示数的变化  没有控制被加热水的质量相等
 

【解析】解：为了比较热值大小，要用相同质量的不同燃料，加热质量相同的同种液体，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小；实验结论与事实相反，可能是没有控制被加热水的质量相等
 

18.【答案】燃料燃尽后水温  碎纸片  由下而上  烧杯中取少量水  水升高的温度  酒精  不可靠，酒精完全燃烧放出的热量不能被水全部吸收
 

【解析】略
 

19.【答案】解：
由得；
由，得  J，由得

 

【解析】见答案
 

20.【答案】解：， ，   m，货车匀速行驶， N，   
 

【解析】见答案
 

21.【答案】不直接使用燃料体积小、结构简单、维修成本低等  做功  内能  机械能  C
 

【解析】解：由材料内容的介绍可知，压缩空气动力汽车与汽油机相比的优点主要有：不直接使用燃料、体积小、结构简单、维修成本低等；
由图丙可知，进气门、排气门关闭，活塞下行，所以是做功冲程；
热机的原理是利用燃烧产生的高温燃气推动活塞做功，从而把内能转化为机械能。
、松开鼓起来的气球时，气球飞出去，这是因为气球向外喷气时，自身也获得一个反作用力，因此说明物体间力的作用是相互的，故A正确；
B、空气动力汽车工作时压缩的气体对外做功，将内能转化为机械能，故B正确；
C、以空气发动机为动力的汽车，靠气缸内空气膨胀对外做功，而不是燃烧产生能量，故C错误；
D、空气动力汽车工作时能量会有一定的损失，因此能量不可能完全被利用，故D正确；
故选C。
故答案为：不直接使用燃料体积小、结构简单、维修成本低等；做功；内能；机械能；。
结合材料中的介绍可找出压缩空气动力汽车与汽油机相比的优点；
汽油机的一个工作循环由四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；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。判断出是哪个冲程，再判断能量是怎样转化的；
结合力的相互作用、能量的转化、空气发动机的工作原理以及能量的守恒条件等知识，可对选项中的描述逐一做出判断。
本题通过对“空气的动力”的介绍，深入了解了其中的原理及应用实例，体现了物理在高科技领域的应用，值得关注。