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文档介绍
初中物理九年级全册第14章内能的利用单元综合测试B卷提升篇含解析新版 人教版
1 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 2 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 3 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, 4 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 5 【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 6 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; 7 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 11A1 ΔtmcQ 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 ΔtmcQ 2A2 ②;由题意及上面分析知,Q2=2Q1,m2=2m1,则②: ①即 11A 2A 1 2 Δtmc Δtmc Q Q 得 1 1 t t 1 即 ℃50tt 1 。(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 8 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, 9 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= Q Q 吸 放 ,则天然气需要放出的总热量为 Q 放= Q 吸 = 62.688 10 J 84% =3.2×106 J。再根据燃料放热公式 Q 放=Vq,则消耗天然气为 V= Q q 放 = 6 7 3 3.2 10 J 3.2 10 J / m =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。 10 【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) 吸 放 5 5 4.2 10 J 6.52 1 = 0 J = =64.4%Q Q 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) 11 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。 12 【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。查看更多