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1、人教版九年级物理第十四章-内能的利用 综合测评 考试时间:90分钟;命题人:物理教研组考生注意:1、本卷分第I卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟2、答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置,如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带,不按以上要求作答的答案无效。第I卷(选择题 30分)一、单选题(10小题,每小题3分,共计30分)1、如图所示,甲、乙是两个演示实验示意图:丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图,其中与做功冲程原理相同的
2、演示实验图和表示汽油机将机械能转化为内能的冲程示意图分别是()A乙、丙B甲、丙C甲、丁D乙、丁2、甲图是汽油机的工作原理,乙图是常见的生活现象,则()A冲程的原理和乙图所示一致B冲程把气体的内能转化成机械能C冲程气体被压缩内能增大D冲程是汽油机的排气冲程3、如图所示,水沸腾后,水蒸气推动橡皮塞冲出试管口,四冲程汽油机的能量转化情况与这一过程相似的冲程是()A吸气冲程B压缩冲程C做功冲程D排气冲程4、甲、乙两台汽油机,甲的功率比乙的大。则下列说法中正确的是()A甲做的功肯定比乙的多B做相同的功,甲用的时间比乙的短C1kg的汽油在气缸内燃烧放出的热量,就是汽油的热值D甲的机械效率肯定比乙的高5、如
3、图所示,对于图片中所描述的物理过程,下列分析中错误的是( )A酒精灯中酒精用掉一半后,剩余酒精的热值、比热容、密度均不变B抽出玻璃板,上方瓶中的空气逐渐变红,说明分子在不停地做无规则运动C活塞向上运动时,是内燃机的压缩冲程,此时内能转化为机械能D玻璃筒内的空气被压缩是通过做功的方式使空气的内能增加6、下列关于如图所示现象的说法,正确的是()A 如图抽去玻璃隔板后,两瓶中的气体逐渐混合,说明分子在不停地运动B 如图缓慢向上提拉与水面接触的玻璃板,弹簧测力计示数变大,说明分子间存在引力C 如图显示的是汽油机的做功冲程,在这个工作过程中气体内能不断增大D 如图试管内的水沸腾后,软木塞从试管口飞出时,
4、其能量转化与热机的压缩冲程相似7、下列有关内燃机和热机效率的说法错误的是()A使用热值大的燃料就可以提高热机效率B即使合理利用能源,也无法使内燃机的效率达到 100%C汽油机定期更换润滑油有助于提高热机效率D如图所示装置的能量转化过程与柴油机工作时做功冲程的能量转化过程相同8、2021年10月16日凌晨,中国在酒泉卫星发射中心升空的神舟十三号载入飞船将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送入太空,发射取得圆满成功,下列说法正确的是()A火箭使用液氢做燃料,主要是利用了液氢的密度小B燃料燃烧充分,可以提高热机效率C燃料完全燃烧放出的热量可以全部用来做功D若太空中的温度很低,“羲和号”卫星的内能可能为
5、零9、下面关于汽油机和柴油机的说法中,错误的是()A汽油机和柴油机使用的燃料不同B柴油机和汽油机做功冲程都是将内能转化为机械能C柴油机汽缸顶部有个喷油嘴,汽油机汽缸顶部有个火花塞D汽油机和柴油机的效率没有差别,完全相同10、如图所示分别为内燃机甲、乙的能量流向图,则下列说法正确的是( )A通过技术改进,可使甲的E4等于E1B若E4大于E4,则甲的热机效率一定高于乙C若E5小于E5,则甲的热机效率一定高于乙D若甲、乙的热机效率相等且E1等于E1,则E4一定等于E4第卷(非选择题 70分)二、填空题(5小题,每小题4分,共计20分)1、如图所示,提起水平接触水面的玻璃板,需要的力大于玻璃板的重力,
6、说明_。酒精的热值是3.0107J/kg,物理意义是_。2、2017年5月,中国首次海域可燃冰试采成功,成为全球第一个实现在海域可燃冰试开釆中获得连续稳定产气的国家。可燃冰的主要成分是甲烷,燃烧后几乎没有污染,是一种绿色的新型能源。根据测算,1立方米可燃冰可以分解释放出约160立方米的天然气。不考虑热量损失,100升可燃冰完全燃烧释放的能量约_J,可以使约_kg的水温度从20升高到100(q天然气=3.36107J/m3)3、图为天问一号火星探测器的火箭发射的场景。火箭的燃料使用了液态氢,主要是因为它的_大;天问一号火星探测器沿椭圆轨道绕火星运动时,不受空气阻力,只发生动能和势能的相互转化;由
7、近火点向远火点运动时,探测器的动能_,机械能_(选填变大、变小或不变)。4、已知木炭的热值为3.4107J/kg,一箱质量为20kg的木炭,若用掉一半,则剩下木炭的热值为_J/kg。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_(选填“大于”、“小于”或“等于”,下同)B燃料的热值,若要放出相等的热量,则需完全燃烧燃料A的质量_B的质量。5、如图所示,图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图,图E、F是演示实验的示意图,D图是_冲程,与它原理相同的是_图所示的演示实验,汽油机的工作示意图中机械能转化为内能的冲程是_图(后两空选填字母)。三、计算题(
8、5小题,每小题10分,共计50分)1、按照规定,我国载货车辆的轮胎对地面的压强应控制在7105Pa以内。某型号货车部分参数如表所示。司机师傅在执行一次运输任务时,开着装沙子的货车在一段平直的公路上匀速行驶8km,行车时间是8min(取g=10N/kg)。自重5104N车轮个数10每个轮胎触地面积310-2m2车厢容积10m3(1)通过计算该货车最多能装的沙子质量是多少?(2)货车满载在这段公路上行驶时所受阻力为车总重的0.02倍,这段时间内货车牵引力所做的功是多少?(3)如果货车发动机的机械效率是40%,此时货车在公路上匀速行驶8km时发动机的功率是多大?(货车发动机做的功只有部分用来使货车向
9、前行驶)2、太阳能具有清洁无污染、可再生等优点,是最有开发前景的新能源之一。小明家新安装了一台容积为200L的太阳能热水器,加满水后,经过4h阳光的照射,水温由原来的20升高到40,则:(1)在这4h内水吸收了多少热量?(2)若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供,则需要燃烧多少焦炭?水的密度为=1.0103kg/m3、水比热容、焦炭的热值q=3.0107J/kg3、某家庭用燃气热水器将质量为100kg、温度为10的自来水加热到60,消耗的天然气体积为2m3(假设天然气完全燃烧)。已知水的比热容为4.2103J/(kg),天然气的热值为3107J/m3,求在此过程中:(1)自来水吸收的热
10、量;(2)该热水器工作时的效率。4、小刚同学和家人在郊外野餐,用木炭烧水。铁锅内装有4kg水,把水从18 oC加热至98,已知水的比热容为4.2103J/(kgoC)。如果他们用的木炭热值为3.36107J/kg,它燃烧放出的热量有20%被水吸收。求:(1)在这个过程中水吸收了多少热量;(2)在这个过程中需要用掉多少千克木炭。5、如图所示是某太阳能热水器,向其中注入0.05m3的水,阳光照射一段时间后,温度从10 升高到50。水的比热容是4.2103J/(kg),水的密度为1103kg/m3。试求:(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少?(2)如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热
11、量是E2.8107J,则这段时间该热水器的效率是多少?(3)若用煤燃烧来提供2.8107J的热量,需完全燃烧多少千克煤?(煤的热值为3.5107J/kg)-参考答案-一、单选题1、C【详解】甲图对试管中的水加热,加快水的蒸发,试管中水蒸气的内能增大、体积膨胀,对外做功,使塞子飞出去,内能转化为塞子的机械能;乙图是用力将活塞压下,活塞对空气做功,空气的内能增大,温度升高,达到了棉花的着火点,棉花就会燃烧。是通过对物体做功来增大物体内能的,是将机械能转化为内能的过程;丙图两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程,做功冲程将内能转化为机械能;丁图两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲
12、程,压缩冲程是把机械能转化为内能的过程。由以上分析可知看出与做功冲程原理相同的是甲图,表示汽油机利用将机械能转化为内能的冲程示意图对应正确的是丁图。故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。2、D【详解】A图乙中,保温瓶内温度较高,内能较大,瓶内气体体积膨胀,对外做功,使塞子飞出去,瓶内气体的内能转化为塞子的机械能;而图甲,进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,是汽油机的吸气冲程,其原理与乙图不同,故A不符合题意;B图甲,两气门都关闭,活塞向上运动,是汽油机的压缩冲程,活塞压缩气缸内气体,气体内能增加,温度升高,机械能转化为内能,故B不符合题意;C图甲,两气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,是
13、汽油机的做功冲程,内能转化为机械能,气体内能减小,故C不符合题意;D图甲,进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,是汽油机的排气冲程,故D符合题意。故选D。3、C【详解】由图可知,试管内的水蒸气当用酒精灯加热一定程度时,水蒸气膨胀会对塞子做功,将塞子推出,水蒸气的内能会转化为塞子的机械能;此过程与汽油机的做功冲程类似,在做功冲程中也是燃气的内能转化为活塞的机械能。故ABD错误,不符合题意;C正确,符合题意。故选C。4、B【详解】A甲的功率比乙的大说明甲做功快、不一定做功多,故A错误;B甲的功率比乙的大说明甲做功快,即做相同的功,甲用的时间比乙的短,故B正确;C汽油的热值是1kg汽油完全燃烧时放出
14、的热量,故C错误;D甲的功率比乙的大说明甲做功快,甲的机械效率不一定高,因为机械效率是有用功和总功的比值,故D错误。故选B。5、C【详解】A热值是燃料的一种特性,密度、比热容都是物质的特性,都与物质的质量、体积无关,所以,酒精灯中酒精用掉一半后,剩余酒精的热值、比热容、密度均不变,所以A正确,故A不符合题意;B抽出玻璃板,上方瓶中的空气逐渐变红,但是二氧化氮的密度大于空气,说明分子在不停地做无规则运动,所以B正确,故B不符合题意;C两个气门关闭,活塞向上运动时,是内燃机的压缩冲程,机械能转化为内能,所以C错误,故C符合题意;D图中玻璃筒内的空气被压缩时,活塞对空气做功,瓶内空气温度升高,空气的
15、内能增加,所以D正确,故D不符合题意。故选C。6、B【详解】A抽去玻璃隔板后,因为二氧化氮气体的密度比空气大,由于重力作用,两瓶中的气体会逐渐混合,不能说明分子在不停地运动,故A错误;B分子间存在相互作用的引力和斥力,缓慢向上提拉与水面接触的玻璃板,弹簧测力计示数变大,说明分子间存在引力,故B正确;C两气门关闭,活塞向下运动,是汽油机的做功冲程,内能转化为机械能,气体内能不断减少,故C错误;D试管内的水沸腾后,软木塞从试管口飞出时,发生的能量转化为内能转化为机械能,与热机的做功冲程相似,故D错误。故选B。7、A【详解】A热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值,比值越大,效率越
16、高,与热值大小等因素无关,故A错误,符合题意;B内燃机工作过程中不可避免地要克服机件间的摩擦而做额外功,因此即使合理利用能源,也无法使内燃机的效率达到100%,故B正确,不符合题意;C汽油机定期更换润滑油可以减少机件间的摩擦,从而减少因克服摩擦而产生的额外功,便可提高热机效率,故C正确,不符合题意;D由图所示,该装置的能量转化过程是由内能转化为机械能,而柴油机的做功冲程也是将内能转化为机械能,因此二者能量转化过程相同,故D正确,不符合题意。故选A。8、B【详解】A火箭使用液氢做燃料,主要是利用了液氢的热值大,故A错误;B做同样的有用功,燃料燃烧充分,使用的燃料的质量减小,有用功占燃料完全燃烧放
17、出的热量的比值变大,热机效率增大,故B正确;C因为有热量的散失和机械内部的摩擦等,燃料完全燃烧放出的热量不可能全部用来做功,故C错误;D一切物体都有内能,若太空中的温度很低,“羲和号”卫星的内能也不会为零,故D错误。故选B。9、D【详解】A汽油机和柴油机使用的燃料不同,汽油机使用汽油,柴油机使用柴油,故A正确,不符合题意;B柴油机和汽油机做功冲程都是将燃料燃烧释放内能推动活塞运动,将内能转化为机械能,故B正确,不符合题意;C汽油机气缸顶部有个火花塞,采用点燃式点火,柴油机气缸顶部有个喷油嘴,采用压燃式点火,故C正确,不符合题意;D一般柴油机的压缩比比汽油的大得多,且气缸内柴油燃烧要比汽油燃烧更
18、充分,所以柴油机的效率更高一些,故D错误,符合题意。故选D。10、D【详解】A无论怎样技术改进,额外功的产生不可避免,有用功E4总是小于总功E1。故错误;BC根据公式知,若E4大于E4,只有E1等于E1时,甲的热机效率一定高于乙;若E5小于E5,甲的热机效率不一定高于乙。故BC错误;D根据知,若甲、乙的热机效率相等且E1等于E1,则E4一定等于E4。故D正确,故选D。二、填空题1、分子间存在引力1kg的酒精完全燃烧放出的热量为3.0107J【解析】【详解】1当玻璃板与水面接触时,玻璃板与水分子之间存在作用力,当用力向上拉时,除玻璃板的重力外,还要克服水分子和玻璃分子间存在的引力作用,所以拉力比
19、玻璃板的重力大,说明分子间存在引力。2酒精的热值为3.0107J/kg,物理意义为1kg的酒精完全燃烧放出的热量为3.0107J。2、5.3761081600【解析】【详解】1由题意可知,1m3可燃冰可以分解释放出约160m3的天然气故100L的可燃冰可以分解释放出的天然气的体积为16m3的天然气完全燃烧放出的热量为即100L可燃冰完全燃烧释放的能量为5.376108J。2不考虑热量损失,水吸收的热量为由可得加热的水的质量为3、热值变小不变【解析】【详解】1热值是燃料的一种特性,反映了燃料燃烧放热的能力,火箭的燃料使用了液态氢,主要是因为它的热值大,与其它燃料相比,燃烧相同质量的液态氢放出的热
20、量更多。2由近火点向远火点运动时,探测器的质量不变,而速度减小,因此探测器的动能变小。3由题意可知探测器运动时,不受空气阻力,只有动能和势能相互转化,即机械能守恒,因此机械能不变。4、3.4107大于小于【解析】【详解】1燃料的热值是燃料本身的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、放出热量的多少以及是否完全燃烧无关,所有木炭用掉一半后,它的热值不变,还是3.4107J/kg。2由图可知,当燃烧相同质量的燃料A和燃料B时,燃料A放出的热量更多,根据可得,燃料A的热值更大。3分析图像可知,过纵坐标作一条平行于横坐标的直线,直线上的点对应的纵坐标表示热量,大小相等;直线与OA、OB相交的点对
21、应的横坐标表示燃料的质量,由图可知,直线与OB相交的点对应的横坐标的值更大,表示燃料B的质量更大,则需完全燃烧燃料A的质量小于B的质量。如下图5、做功FC【解析】【详解】1D图中,两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,火花塞发出电火花,是做功冲程,此冲程将内能转化为机械能。2E图是用力将活塞压下,活塞对空气做功,空气的内能增大,温度升高,达到了棉花的着火点,棉花就会燃烧。是通过对物体做功来增大物体内能的,即是将机械能转化为内能的过程;F图对试管中的水加热,加快水的蒸发,使试管中水的内能增大,体积膨胀,对外做功,使塞子飞出去,内能转化为塞子的机械能;汽油机的做功冲程中将内能转化为机械能,因此与做
22、功冲程原理相同的是F实验。3C图中,两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程,此冲程将机械能转化为内能。三、计算题1、(1)1.6104kg;(2)3.36107J;(3)1.75105W【详解】解:(1)货车与地面的受力面积为S=10310-2m2= 0.3m2货车的最大重力等于货车对地面的最大压力,由公式可得,货车的最大重力为G总=F=pS=7105Pa0.3m2=2.1105N沙子的最大重力为G沙=G总-G车=2.1105N-5104N=1.6105N沙子的最大质量为(2)货车匀速运动,则货车受到的牵引力为F牵=F阻=0.02G总=0.022.1105N=4.2103N牵引力做的
23、功为W牵=F牵s=4.2103N8103m=3.36107J(3)由公式可得,发动机做的总功为发动机的功率为答:(1)通过计算该货车最多能装的沙子质量是1.6104kg;(2)货车满载在这段公路上行驶时所受阻力为车总重的0.02倍,这段时间内货车牵引力所做的功是3.36107J;(3)如果货车发动机的机械效率是40%,此时货车在公路上匀速行驶8km时发动机的功率是1.75105W。2、(1)1.68107J;(2)2.8kg【详解】解:(1)水的体积为V水=V容=200L=200dm3=0.2m3由可得水的质量m水=V水=1.0103kg/m30.2m3=200kg水吸收的热量(2)根据可知,
24、焦炭完全燃烧放出的热量由Q放=mq得需要燃烧焦炭的质量答:(1)在这4h内水吸收了1.68107J的热量;(2)需要燃烧2.8kg的焦炭。3、(1)2.1107J;(2)35%。【详解】解:(1)水吸收的热量Q吸=cm(tt0)=4.2103J/(kg)100kg(6010)=2.1107J(2)天然气完全燃烧放出的热量Q放=Vq=2m33107J/m3=6107J燃气灶的效率答:(1)水吸收的热量为2.1107J。(2)该热水器工作时的效率是35%。4、(1)1.344106J;(2)0.2kg【详解】解:(1)在这个过程中水吸收的热量Q吸=cm水(t-t0)=4.2103J/(kg)4kg
25、(98-18)=1.344106J(2)由可知,木炭需要放出的热量由Q放=mq可知,需要木炭的质量答:(1)在这个过程中水吸收的热量为1.344106J;(2)在这个过程中需要用掉了0.2kg的木炭。5、(1)8.4106J;(2)30%;(3)0.8kg【详解】(1)由知道,热水器中水的质量m水V1103kg/m30.05m350kg这段时间该热水器中的水吸收的热量Q吸cm水(tt0)4.2103J/(kg)50kg(5010)8.4106J(2)热水器的效率(3)由Q放mq知道,若用煤燃烧来提供2.8107J的热量,需完全燃烧煤的质量答:(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是8.4106J;(2)这段时间该热水器的效率是30%;(3)若用煤燃烧来提供2.8107J的热量,需完全燃烧0.8kg的煤。