2019_2020学年九年级物理全册第14章内能的利用单元综合测试B卷提升篇含解析新版新人教版.doc

第十三章《内能》
B卷（能力提升卷）
班级： 姓名： 学号： 分数：
（考试时间：90分钟 面卷分值：100分）
一．选择题（共13小题，每小题3分,共39分）
1.（2019 湖北省武汉市）如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是（　　）
A．吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸
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，燃料释放的能量绝大部分转化为机械能
D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分
【答案】A
【解析】A选项中，汽油机在吸气冲程中，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸，故A正确；
2.(2019 常德市)前不久，据河南南阳炒作很热的“水氢发动机”的宣传说，“水氢发动机”可以用水来制取氢气，从而为发动机提供高能燃料。中央电视台对此作了专题报道，认为目前的技术尚不成熟，所谓的“水氢发动机”要真正投入实用还有长的路要走。对此，下列分析不正确的是( )
A．氢气燃烧无污染是“水氢发动机”备受关注的原因之一
B．氢气是发动机的一种理想燃料，是因为氢气的热值大
C．“水氢发动机”是利用内能做功的机械
D．目前利用水制取氢气耗能高，因此“水氢发动机”的效率很高
【答案】D
【解析】A选项，“水氢发动机”可以用水来制取氢气，将水分解成氢气和氧气，在给车辆提供动力的同时排放物还无污染，无限循环。故A选项正确。
B选项，氢气的热值为1.4×108J/m3，而且氢气燃烧无污染，氢气是发动机的一种理想燃料。故B选项正确。
C选项，“水氢发动机”是一种热机，是内能转化为机械能的机器。故C选项正确。
D选项，水制取氢气能源消耗高，转换效率很低。故D选项错误。应选D.
3.（201 9株洲）一种用于轻型低速飞机的活塞式航空发动机，它有多个气缸，气缸工作时经历进气、压缩、膨胀、排气四个过程，在这四个过程中，能为飞机提供动力的是（　　）
A．进气 B．压缩 C．膨胀 D．排气
【答案】C
【解析】内燃机工作时，提供动力的冲程是做功冲程，即气缸工作时经历进气、压缩、膨胀、排气四个过程中的膨胀过程，能为飞机提供动力。
4.（2019 山东泰安）某载重汽车自重12t，车轮与地面的总接触面积为0.5m2，汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，柴油发动机的功率为210kW，每行驶43s消耗柴油700g，柴油的热值为4.3×107J/kg。下列说法中（　　）
①完全燃烧700g柴油放出的热量为3.01×109J
②该柴油发动机效率为30%
③汽车的牵引力为1.05×104N
④若公路所能承受的最大压强为8×105Pa，汽车最多能装载40t的货物
A．只有①②正确 B．只有③④正确 C．只有①③正确 D．只有②③正确
【答案】D
【解析】①完全燃烧700g干木柴放出的热量：Q放＝m柴油q＝0.7kg×4.3×107J/kg＝3.01×107J，故①错误；
②柴油发动机做功：W＝Pt＝210×103W×43s＝9.03×106J，柴油发动机的效率：η＝×100%＝×100%＝30%，故②正确；
③汽车速度：v＝72km/h＝72×m/s＝20m/s，由P＝＝＝Fv得，汽车的牵引力：F＝＝＝1.05×104N，故③正确；
④由p＝得，公路所能承受的最大压力：F＝pS＝8×105Pa×0.5m2＝4×105N，汽车与货物的质量之和：m总＝＝＝＝4×104kg＝40t，汽车最多能装载货物质量：m＝m总﹣m车＝40t﹣12t＝28t，故④错误。综上，①④错误，②③正确。
5.（2019 山东临沂)下列过程，属于内能转化为机械能的是（　 　）

A B C D
A.从滑梯上滑下时臀部发热 B.电热水壶烧水
C.内燃机的做功冲程 D.向下压活塞引燃棉花
【答案】C
【解析】A选项中，小朋友从滑梯上滑下，身体与滑梯接触部分感觉发热，是摩擦做功，将机械能转化为内能，不符合题意；
B选项中，电热水壶烧水时，电流做功，将电能转化为内能，不符合题意；
C选项中，内燃机的做功冲程，是利用高温高压燃气做功，将内能转化为机械能，符合题意；
D选项中，下压活塞时，活塞对封闭气体做功，机械能转化为内能，不符合题意。
6.（2019 四川省泸州市）西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭，于2019年4月20日将第四十四颗北斗导航卫星成功送上太空。下列说法中正确的是（　　）
A. 火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的比热容大
B. 火箭升空过程中，燃料燃烧将机械能转化为化学能
C. 北斗导航卫星加速升空过程中，其动能和重力势能均增大
D. 北斗导航卫星加速升空过程中，其惯性增大
【答案】C
【解析】A选项中，发射火箭采用液态氢作为火箭的燃料，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A错误；
B选项中，火箭升空的过程中，燃料燃烧释放出的内能转化为机械能，故B错误；
C选项中，北斗导航卫星加速升空的过程中，速度增大，高度增大，因此动能和重力势能都增大，机械能的总量也增大，故C正确；
D选项中，北斗导航卫星加速升空过程中，其质量不变，惯性不变，故D错误。
7.(2019 江西省)如图所示，是小普同学跟爷爷学习气功四个基本动作。由此他联想到热机的四个冲程，以下与做功冲程最相似的是( )
A.鼻孔吸气 B.气沉丹田 C.排山倒海 D.打完收工
【答案】C
【解析】A. 鼻孔吸气，相当于吸气冲程，不符合题意；
B. 气沉丹田，相当于压缩冲程，不符合题意；
C. 排山倒海，对外做功，相当于做功冲程，符合题意；
D. 打完收工，相当于排气冲程，不符合题意；
8. （2019 四川成都）用两只相同的电加热器,分别给相同体积的水和某种油加热,在开始和加热3min时各记录一次温度,如下表所示。已知ρ水=1.0×103kg/m3，C水=4.2×103J/(kg.℃), ρ油=0.8×103kg/m3,加热的效率都为90%,油的末温没有达到它的沸点。下列说法正确的是（ ）
加热时间（min）
0
3
水的温度（℃）
18
28
油的温度（℃）
18
43
A.这种油的比热容为1.68×103J/(kg.℃)
B.这种油的比热容为2.1×103J/(kg.℃)
C.因为这种油的密度比水小，所以它的比热容比水小
D.加热效率没有达到100%，是因为电加热器没有把电能全部转化为内能
【答案】C
【解析】利用公式Q=cm△t，加热时间相同等价于吸收相同热量，可列等式Q水=Q油，注意二者是同体积，还要用质量密度公式进行代还，可计算出B选项。
9.(2019 哈尔滨) 下图事例中，利用热传递改变物体内能的是（ ）

A．晃动试管，沙子温度升高 B．烧水使水变热
C．汽油机汽缸内混合物被压缩，温度升高 D．摩擦使笔杆变热
【答案】B
【解析】A. 晃动试管，沙子和沙子之间摩擦做功，通过做功的方式改变了沙子的内能，沙子温度升高，故A错误；
B. 烧水时，水从试管和酒精灯的火焰处吸热，温度上升，是通过热传递的方式改变了物体的内能，故B正确；
C. 汽油机汽缸内混合物被压缩，是活塞对混合气体做功改变了内能，故C错误；
D. 摩擦使笔杆变热，是通过摩擦做功的方式，改变了物体的内能，故D错误。
10.（2019 广州）如图所示的摆设，正常运行时，小轮在支架上来回滚动，每次到达的最大高度相同。小明发现摆设上有一电源，关掉电源后，小轮逐渐停下来（ ）
A．小轮滚动过程中没有力对其做功
B．正常运行时，小轮的速度一直不变
C．断电后小轮会停下，说明能量守恒定律不一定成立
D．正常运行时，小轮往返一次，摆设一定需要消耗电能

【答案】D
【解析】A．小轮在滚动过程需要克服摩擦力做功，故A错误；B．正常运行时，小轮存在重力势能与动能之间的转化，所以其速度是不断变化的，故B错误；C．断电后小轮会停下，说明小轮的机械能转化成其它形式的能，在转化过程总的能量保持不变，所以能量守恒定律一定是成立的，故C错误；D．小轮在往返过程需要克服摩擦力做功，从而使机械能减少，但为了使小轮每次到达的最大高度相同，就要使小轮的机械能保持不变，则需要提供另外一种能量来补偿减少的机械能，而这个另外的能量正是由电源提供的，因此小轮往返一次，摆设一定需要消耗电能。故应选D。
11.（2019 黄石）专业蹦床运动逐渐进入大众生活，下列对蹦床运动的表述错误的是（　　）

A．下落到蹦床前运动员的重力势能转化为动能
B．运动员下降到最低点时，蹦床的弹性势能最大
C．运动员想弹得更高，就要在蹦床上发力，消耗体能
D．若运动员不发力，会一直运动下去，因为能量是守恒的
【答案】D
【解析】A、下落到蹦床前运动员的质量不变，高度降低，速度变大，故重力势能减少，动能增加，是重力势能转化为动能。故A正确；
B、运动员下降到最低点时，蹦床的形变程度最大，所以弹性势能最大。故B正确；
C、运动员在运动过程中需要克服空气阻力做功，一部分机械能会转化为人的内能，所以越跳越低。想弹得更高，就要增加蹦床的弹性势能，而蹦床的弹性势能是通过消耗人体的能量来获得的。故C正确；
D、从整个系统来说能力是守恒的。但运动员在运动过程中需要克服空气阻力做功，一部分机械能会转化为人的内能，所以若运动员不发力，不会一直运动下去。故D错误。
12．（2019 宁夏）2019年春节期间热映的《流浪地球》被誉为开启了中国科幻电影元年。这部电影讲述了多年以后太阳急速衰老膨胀，无法再给地球提供能量，人类为了拯救地球而点燃木星周围的可燃气体，逃离太阳系的故事。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
【答案】C
【解析】影片“流浪地球”中，人类为了拯救地球而点燃木星周围的可燃气体，将地球推开，内能转化为机械能，相当于内燃机的做功冲程。
13.（2019 鄂州）小曦用高压锅帮妈妈煲鸡汤时，联想到了许多物理知识。下列说法不正确的是
A. 高压锅煲汤更快是因为液面上方的压强越大，液体的沸点越高
B. 鸡汤沸腾过程中吸收热量，温度不变，内能不变
C. 煲鸡汤过程中，限压阀转动，此过程的能量转化与内燃机的做功冲程相似
D. 限压阀口“烟雾缭绕”，这是水蒸气液化形成的小水珠
【答案】B
【解析】A、液体沸点与压强的大小有关，压强越高液体沸点越高，高压锅煲汤更快就是因为液面上方的压强大，液体的沸点高，故A正确；
B、正在沸腾的鸡汤，温度虽然不变，但不断吸收热量，所以其内能增加，故B错误；
C、煲鸡汤过程中，限压阀转动，此过程的能量转化情况是内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程相似，故C正确；
D、限压阀口“烟雾缭绕”，“烟雾”不是气体，而是水蒸气遇冷液化形成的小水珠，故D正确；
二．填空题（共20个空，每空2分，共40分）
14．(2019 天津市)如图是某四冲程汽油机的______冲程，在此冲程中内能转化为______能。

【答案】（1）做功 ; (2) 机械。
【解析】由图可知，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，因此是做功冲程；汽油机的做功冲程把燃料燃烧产生的内能转化为机械能。
15.（2019年广州市）（1）完全燃烧1.4g酒精释放的热量是完全燃烧0.7g酒精释放热量的_______倍，0.7g酒精完全燃烧释放的热量是2.1×104J。这些热量全部被100g的液体A吸收，液体的温度升高了50℃；完全燃烧1.4g酒精释放的热量全部被200g的液体A吸收，液体的温度升高了△t=_______℃（不考虑散热）。
（2）现用图23所示装置加热200g的液体A，燃烧了1.4g酒精，液体升高的温度小于△t，有哪些原因会导致这个结果？_______________________________

【答案】(1)2 ；(2)50 ；(3) 酒精没有完全燃烧。
【解析】（1）根据Q=qm，在热值一定的情况下，燃料完全燃烧释放的热量跟其质量成正比，所以完全燃烧1.4g酒精释放的热量是完全燃烧0.7g酒精释放热量的2倍；设0.7g酒精完全燃烧放出的热量为Q1，吸收热量的液体A的质量为m1，升高的温度为△t1，则有 ①；设完全燃烧1.4g酒精放出的热量为Q2，吸收热量液体A的质量为m2，则有 ②；由题意及上面分析知，Q2=2Q1，m2=2m1，则②：①即得即。（2）实际燃烧1.4g酒精，液体A升高的温度小于△t，原因可能有：酒精没有完全燃烧、酒精燃烧放出的热量没有全部被液体吸收、液体A边吸收热量边蒸发带走了热量等。
16.（2019 四川眉山市）家庭中使用电热壶烧开水，能量的转化是______；若4.2×105J的热量被水全部吸收，在1个标准大气压下，能将2kg、20℃的水加热到______℃．[c水=4.2×103J/（kg℃）]
【答案】(1)电能转化为内能 ;(2) 70
【解析】
使用电热壶烧开水时，消耗电能，使电热丝和水的内能增大，即将电能转化为内能；
由Q吸=cm△t可得，水升高的温度：△t===50℃；
已知水的初温为20℃，则水吸热后温度将升高到：
t=t0+△t=20℃+50℃=70℃。
17.（2019 四川眉山市）发动机是汽车的核心部件，某汽车发动机是以92号汽油为燃料的内燃机，其一个工作循环的四个冲程如图所示，表中给出了发动机的相关数据（空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比）。
1min内完成的
工作循环数
2400次
汽缸内汽油和空气
混合气体的密度
1.3kg/m3
汽缸的工作容积
2.0L
汽油的热值
4.6×107J/kg
发动机最大功率
82.8kW
空燃比
12：1
单缸四冲程内燃机完成一个工作循环时，图中四个冲程的顺序是______，燃料完全燃烧放出的热量是______J。

【答案】(1)乙甲丁丙;  (2) 9.2×103
【解析】
（1）甲中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是第二冲程；
乙中的一个气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一冲程；
丙中的一个气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四冲程；
丁中的两个气阀都关闭，活塞下运动，所以为做功冲程，是第三冲程；
故排序为：乙甲丁丙。其中做功冲程内燃机给汽车提供动力。
（2）汽缸内汽油和空气混合气体的体积等于汽缸的工作容积，即V=V容=2L=2×10-3m，
由ρ=得，汽油和空气混合气体的质量：m=ρV=1.3kg/m3×2×10-3m3=2.6×10-3kg，
因为空燃比是12：1，所以汽油的质量：m汽油=m=×2.6×10-3kg=2×10-4kg，
完成一个工作循环时，汽油燃烧释放的热量：Q放=m汽油q=2×10-4kg×4.6×107J/kg=9.2×103J。
18.（2019 四川德阳市）用天燃气烧水，水烧沸腾时，壶盖不断向上跳动，此过程中能量转化与四冲程汽油机的______冲程的能量转化相同；在标准大气压下用天燃气把3kg的水从20℃加热至刚沸腾时，水吸收了______J的热量。[c水=4.2×103J/（kg℃）]
【答案】(1)做功 ;(2)  1.008×106
【解析】（1）水烧开以后，水蒸气膨胀对壶盖做功，把壶盖顶起来，将水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，这与汽油机的做功冲程的能量转化相同，在汽油机的做功冲程中，是将燃气的内能转化为活塞的机械能；
（2）在标准大气压下水的沸点为100℃，即水的末温为100℃，
水吸收的热量为：
Q吸=c水m水△t=4.2×103J/（kg℃）×3kg×（100℃-20℃）=1.008×106J。
19.(2109 四川绵阳)一个标准大气压下，将质量1.0kg的水从20℃加热到沸腾，水吸收的热量是_____J。小明家天然气热水器的热效率是84%，他某次洗澡，耗水40kg，自来水进热水器的温度是24℃，出热水器的温度是40℃，小明这次洗澡消耗天然气________m3。已知水的比热容是4.2×10³ J/(kg℃)，天然气的热值是3.2×107J/m3。
【答案】 (1). 3.36×105 ; (2). 0.1
【解析】一个标准大气压下水的沸点是100℃，则将质量1.0kg的水从20℃加热到沸腾需要吸收的热量是Q=cm△t=4.2×10³ J/(kg℃)×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105 J；初温为24℃，质量为40kg的自来水温度升到40℃需要吸收的热量为Q吸=cm△t=4.2×10³ J/(kg℃)×40kg×（40℃-24℃）=2.688×106 J，因天然气热水器的热效率是84%，根据η=，则天然气需要放出的总热量为Q放===3.2×106 J。再根据燃料放热公式Q放=Vq，则消耗天然气为V===0.1m3。
20.(2019 湖南郴州市)用液化气灶烧水，把1.5kg初温为20℃的水加热到100℃，需要吸收的热量为　 　J．若上述过程中完全燃烧了0.021kg液化气，且只有60%的热量被水吸收，则液化气的热值为　 　J/kg。[c水＝4.2×103J/（kg℃）]
【答案】：(1)5.04×105；(2)4×107。
【解析】解：（1）水吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg℃）×1.5kg×（100℃﹣20℃）＝5.04×105J；
（2）由题知，Q吸＝Q放×60%＝m液化气q×60%，
需要液化气的体积：
q液化气＝＝＝4×107J/kg。
21.(2019 四川遂宁市)为了减少环境污染，共建绿水青山的美好生态，我市部分农村地区已经用上了天然气烧水煮饭，设天然气热值为4.2×107J/kg，完全燃烧0.2kg天然气放出的热量为______J；若这些热量的25%被12.5kg、30℃的水吸收，能使水的温度升高到______℃．（c水=4.2×103J/kg℃）
【答案】(1)8.4×106 ;  (2)70.
【解析】（1）完全燃烧0.2kg天然气放出的热量：
Q放=mq=0.2kg×4.2×107J/kg=8.4×106J；
（2）由题知，水吸收的热量：Q吸=25%Q放=25%×8.4×106J=2.1×106J；
由Q吸=cm△t得，水升高的温度：△t==40℃，
水的末温：t=t0+△t=30℃+40℃=70℃。
22.（2019 盐城市）用天然气灶将-壶质量为2kg、初温为30℃的水加热到80℃,消耗了16g天然气.已知水的比热容为4.2×103J(kg℃),天然气的热值为4.2×107J/kg,则天然气完全燃烧放出的热量为 J水吸收的热量为 J,天然气灶烧水的效率为 %。
【答案】(1)6.52×105 ; (2) 4.2×105 ; (3)64.4
【解析】(1)Q放＝m q＝0.016kg×4.2×107J/kg＝6.52×105 J。
(2)Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg℃）×2kg×（80℃﹣30℃）＝4.2×105J。
(3)
23.（2019东营）目前，人类利用核能发电的主要方式是　 　（选填“核裂变”或“核聚变”）。随着科技的发展，人类　 　（选填“会”或“不会”）制造出永动机。
【答案】(1)核裂变；(2)不会。
【解析】核能发电的主要方式是核裂变。核聚变没有核污染，但目前还不能和平利用。
永动机是永远也不会制造出来的，因为它违背能量守恒定律。
三．实验探究题（24题，第（1）(2)空，每空2分，第(3个)个空5分，共9分）
24.（2019 山东德州）在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，烧杯中加入200g的水，测得初始温度为45℃．如图所示，用酒精灯加热一段时间后温度计的示数为　 　℃，则水吸收的热量为　 　J，这些热量相当于完全燃烧　 　g酒精放出的热量。（水的比热容c水＝4.2×103J/（kg℃），酒精热值q＝3.0×107J/kg）

【答案】(1) 95；(2)4.2×104；(3)1.4。
【解析】解：（1）由图可知，温度计的分度值为1℃，示数为95℃；
（2）水吸收的热量：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg℃）×0.2kg×（95℃﹣45℃）＝4.2×104J。
（3）由题知，Q放＝Q吸＝4.2×104J，
由Q放＝mq得，需要完全燃烧酒精的质量：m′=0.0014kg＝1.4g。
四．计算题（25题第（1）小题8分 ；（2）小题没空2分，共12分.）
25.(2019 湖北省宜昌）近年来，宜昌市着力打造生态能源示范村，新增太阳能热水器4000多台。如图所示某太阳能热水器接收太阳能的有效面积为3m2，假设某天有效光照时间为6h，每平方米太阳的平均辐射功率为2.4×106J/h，将热水器内初温为15℃的水温度升高到70℃．（太阳能热水器的工作效率为50%）
（1）家用燃气热水器的工作效率为60%，把相同质量的水从15℃加热到70℃，使用太阳能热水器可节约多少千克液化石油气？（液化石油气的热值为4×107J/kg）
（2）人们利用太阳能，除了转化为内能之外，还有“光电转换”，即利用　 　将太阳能转化为电能；还有“光化转换”，即通过　 　将太阳能转化为化学能。

【答案】（1）使用太阳能热水器可节约0.9千克液化石油气；
（2）太阳能电池（光伏电池）；光合作用（植物）。
【解析】解：（1）太阳能热水器接收太阳能：W太＝2.4×106J/（hm2）×6h×3m2＝4.32×107J，
太阳能热水器的工作效率为50%，由η100%得，水吸收的热量：
Q吸＝η1W太＝50%×4.32×107J＝2.16×107J，
都把相同质量的水从15℃加热到70℃，则水吸收的热量相同，且家用燃气热水器的工作效率为60%，
则由η100%得，液化石油气完全燃烧放出的热量：Q放3.6×107J，
由Q＝mq得，需要燃烧液化石油气的质量：m=0.9kg，所以，使用太阳能热水器可节约0.9kg液化石油气。
（2）“光电转换”是通过太阳能电池（光伏电池）把太阳能转化为电能；
“光化转换”是通过植物的光合作用把太阳能转化为化学能。

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