初中物理人教版九年级全册第十四章 内能的利用综合与测试当堂达标检测题

这是一份初中物理人教版九年级全册第十四章 内能的利用综合与测试当堂达标检测题，共6页。试卷主要包含了单项选择题，填空题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题(每小题3分，共36分)
1．实验小组同学发现，相同情况下烧开一壶水，用天然气比用煤气的量要少，其原因是这两种燃料具有不同的( B )
A．质量 B．热值 C．比热容 D．密度
2．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( C )
3．如图是四冲程汽油机做功冲程的示意图。汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动。在活塞向下运动的过程中，汽缸内气体的( A )
A．内能减少 B．温度升高
C．密度增大 D．分子热运动加快
4．关于柴油机与汽油机的区别，下面叙述错误的是( B )
A．构造上，柴油机气缸顶部有一个喷油嘴而没有火花塞
B．工作过程中，柴油机与汽油机只有一个冲程不同
C．柴油机的效率比汽油机高
D．柴油机比汽油机经济，但是比较笨重
5．甲、乙两种燃料完全燃烧时，甲放出的热量较多，那么( D )
A．甲的热值一定大于乙的热值 B．甲的质量一定大于乙的质量
C．甲的热值、质量都比乙的大 D．甲的热值可能比乙的小
6．某机器的能量流向图如图所示，据此推测该机器可能是( A )
A．热机 B．电动机 C．发电机 D．电热水器
7．如图所示为喷气式飞机和火箭在飞行中的情景，下列关于它们的说法正确的是( C )
A．飞机和火箭使用的发动机，都是利用空气来助燃的
B．飞机和火箭使用的发动机，都不是利用空气来助燃的
C．飞机和火箭都是利用高温、高压气体产生的反作用力来飞行的
D．飞机和火箭都是利用机械能转化为内能来飞行的
8．在进行如图所示的实验或有关装置工作时，能量转化情况相同的是( B )
A．丙和丁 B．乙和丁 C．甲和乙 D．甲和丙
9．在各种形式的能量相互转化过程中，下列说法正确的是( C )
A．机械能一定守恒 B．各种形式的能量都守恒
C．各种形式能的总量一定守恒 D．内能一定守恒
10．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，你认为其中错误的是( B )
A．做功改变物体的内能是不同形式的能的相互转化
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．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
11．如图所示，在试管内装些水，用玻璃管的胶塞塞住，加热试管使水沸腾后，水蒸气推动纸做成的小叶轮转动，这个过程与四冲程汽油机的哪一个冲程中的能量转化是相同的( C )
A．吸气冲程 B．压缩冲程
C．做功冲程 D．排气冲程
12．一种叫做“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应。一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的。只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10 kV～20 kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是( D )
A．化学能转化为电能 B．内能转化为电能
C．能转化为电能 D．机械能转化为电能
二、填空题(每空1分，共16分)
13．内燃机一个工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，实现由内能向机械能转化的是__做功__冲程。发动机运行前必须加润滑油，是为了__减小摩擦__。某品牌汽车运行100 km耗油8 kg，这些汽油完全燃烧要放出__3.68×108__J的热量。(汽油的热值q＝4.6×107 J/kg)
14．(2017·广元)汽车汽油机是由四个冲程的不断循环来保证连续工作的，其中由机械能转化为内能的是__压缩__冲程。已知汽油的热值为4.6×107 J/kg，2 kg汽油完全燃烧时释放的热量为__9.2×107__J。已知汽车防冻液比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，防冻液从90℃冷却到20℃的过程中，放出的热量为2.94×106 J，则汽车防冻液的质量为__10__ kg。
15．一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6×106 J，这些能量相当于完全燃烧0.55 kg的干木柴才能得到。则干木柴的热值为__1.2×107_J/kg__，如果用掉一半后，干木柴的热值将变为__1.2×107_J/kg__。
16．冷水的质量为m，温度为t0，吸收一定的热量后，温度升高到t1，另有质量为2 m的热水，放出同样多的热量后，温度也降到t1，那么热水原来的温度为__eq \f(3t1－t0,2)__。
17．在我国西藏高原，有一个羊八井地热区，地热电厂担负着拉萨市一部分电力供应。工作流程如图所示，地下井→汽轮机→发电机，其能量转化过程是：将__内__能转化为__机械__能再转化为__电__能。
18．小华家在偏远的农村，还没用上天然气，使用的是瓶装液化气。如果每瓶中装入20 kg液化气，液化气的热值取4.2×107 J/kg，则每瓶液化气全部燃烧放出的热量是__8.4×108__J，若放出的热量有50%被利用，在1标准大气压下可把__1.25×103__kg的水从20 ℃加热至沸腾[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]。一次烧水过程中，水烧开后，她看到锅盖向上跳动，其原因是水蒸气的__内__能转化为锅盖__机械__能。
三、实验探究题(28分)
19．(6分)小明自己设计实验探究煤油和菜籽油的热值大小关系。实验时他组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度。
(1)在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是(甲图中)：先调整固定__B__的位置，再调整固定__A__的位置。(均选填“A”或“B”)
(2)为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间、__水的质量__和__水的初温__；
(3)分析表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是__煤油__。
20．(10分)木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧得到了下表的数据。
(1)从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是__不同__的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越__多__。
(2)从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料__放出热量__和__质量__的比值是不变的，这个不变的比值，反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称之为__热值__，它是用来描述燃料完全燃烧时，释放热量能力大小的物理量。
(3)完全燃烧0.01 m3的天然气放出的热量是__4.2×105__J，如果这些热量完全用于加热水，可使__10__kg的水温度升高10 ℃；实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多，原因是用燃气灶烧水时，除了水吸收的热量外，一部分传给了盛水的容器，另外一部分传给了__空气(或燃气灶)__(答一个即可)。[q天然气＝4.2×107 J/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(4)在烧水过程中，人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收，为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例，物理中引入__热效率__来描述，我们总是希望它的值越__大__越好。
21．(12分)如图甲所示为四缸发动机工作原理图：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功冲程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。
eq \a\vs4\al()
(1)有一台四缸发动机，其主要技术指标如表所示：
其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(即冲程长)。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。
①该发动机在1 s内做功__1.2×105__J，单缸排量V＝__0.5__L；
②在每个做功冲程中，发动机做功W＝__600__J。
(2)在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W＝pV，式中p表示燃气对活塞的压强，则p＝__1.2×106__Pa。
(3)如图乙所示为发动机在做功冲程中的示意图。下面给出了公式W＝pV的证明，请将推导过程补充完整(要求各表达式均用S、l、p表示)：
设活塞的面积为S，冲程长为l，燃气对活塞的压强为p，则燃气对活塞的压力F＝pS，燃气对活塞所做的功W＝__pSl__，又根据数学知识可知发动机的单缸排量V＝Sl，故W＝__pV__。
四、计算题(20分)
22．(10分)(2017·大连)某家庭用的燃气热水器，将20 kg的水从10 ℃加热到60 ℃，完全燃烧了0.21 m3的煤气。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，煤气的热值为4×107 J/m3。试求：
(1)煤气完全燃烧放出的热量是多少？
(2)水吸收的热量是多少？
(3)该热水器烧水的效率是多少？
解：(1)煤气完全燃烧放出的热量
Q放＝Vq＝0.21 m3×4×107 J/m3＝8.4×106 J
(2)水吸收的热量
Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×20 kg×(60 ℃－10 ℃)＝4.2×106 J
(3)该热水器烧水的效率
η＝eq \f(Q吸,Q放)×100%＝eq \f(4.2×106 J,8.4×106 J)×100%＝50%
23．(10分)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。
(1)汽油的热值q＝3.3×107 J/L，燃料完全燃烧放出热量的公式是Q＝Vq，式中V表示燃料的体积。请计算该品牌轿车在测试过程中，燃料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10 N/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＝2.4×107 J/L，设混合后总体积不变，请计算乙醇汽油的热值为多少。
解：(1)轿车在行驶过程中受到的阻力
f＝0.08G＝0.08mg＝0.08×1 200 kg×10 N/kg＝960 N
因为汽车做匀速直线运动
所以轿车牵引力F＝f＝960 N
轿车牵引力做的功
W＝Fs＝960 N×105 m＝9.6×107 J
汽油完全燃烧放出的总能量
Q＝Vq＝9 L×3.3×107 J/L＝2.97×108 J
燃料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
η＝eq \f(W,Q)×100%＝eq \f(9.6×107 J,2.97×108 J)×100%＝32.3%
(2)乙醇汽油的热值
q＝eq \f(Q,V)＝eq \f(Q1＋Q2,V)＝eq \f(V1q1＋V2q2,V)＝eq \f(10%Vq1＋90%Vq2,V)
＝0.1q1＋0.9q2＝0.1×2.4×107 J/L＋0.9×3.3×107 J/L＝3.21×107 J/L
加热的时间/min
0
1
2
3
4
5
6
甲杯水温/ ℃
25
27
29
32
34
36
38
乙杯水温/ ℃
25
26
27
28
29
30
31
燃料的质量/g
100
200
300
400
燃料完全
燃烧放出
的热量
Q木柴/J
1.3×106
2.6×106
3.9×106
5.2×106
Q焦炭/J
3.0×106
6.0×106
9.0×106
12.0×106
Q木炭/J
3.4×106
6.8×106
10.2×106
13.6×106
排量
2.0 L
输出功率
120 kW
转速
6 000 r/min
车型
某品牌轿车
测试道路
标准水平国道
测试距离
100 km
测试速度
80 km/h匀速行驶
整车质量
1 200 kg
消耗汽油
9 L
受到阻力
整车重的0.08倍