第十四章 内能的利用【A卷·提升卷】-2024-2025学年九年级物理全一册单元速记·巧练（广东专用 人教版）

2024-2025学年九年级物理全册单元测试卷（人教版） 第十四章 内能 （考试时间：60分钟 试卷满分：70分） 注意事项： 1．测试范围：人教版九年级全册第14章。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共7小题，每小题2分，共14分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．如图所示是内燃机的四个冲程，其中属于做功冲程的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：A、图中的进气门关闭，排气门打开，活塞上行，是排气冲程，故A不符合题意； B、图中的气门关闭，活塞上行，是压缩冲程，故B不符合题意； C、图中的气门关闭，活塞下行，是做功冲程，故C符合题意； D、图中的进气门打开，排气门关闭，活塞下行，是吸气冲程，故D不符合题意。 故选：C。 2．下列四幅图的能量转化情况，与汽油机压缩冲程相同的是（　　） A．甲图，反复弯折铁丝 B．乙图，对试管中水加热一段时间后瓶塞“飞出” C．丙图，太阳能汽车用太阳能驱动汽车前进 D．丁图，取暖器通电后电热丝发热 【答案】A 【解答】解：压缩冲程中机械能转化为内能。 A、甲反复弯折铁丝，铁丝弯折处温度升高，机械能转化为内能，使铁丝内能增加，故A正确； B、图中试管内的水蒸气体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为盒盖的机械能，故B错误； C、太阳能汽车用太阳能驱动汽车前进，是太阳能转化为电能，故C错误； D、丁图中取暖器通电后电热丝发热是电能转化为内能，故D错误。 故选：A。 3．某单杠汽油机的飞轮的转速是1800r/min，则这台汽油机在1秒内对外做功的次数是（　　） A．15次 B．30次 C．300次 D．900次 【答案】A 【解答】解：飞轮转速为1800r/min＝30r/s，因一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，所以，该汽油机1s内完成15个工作循环，对外做功15次。 故选：A。 4．一有时间就帮家里干农活的阿布都同学发现，自家拖拉机的柴油机上装有又重又大的飞轮，其作用是（　　） A．增加柴油机的输出功率 B．增加柴油机的稳定性 C．改变柴油机的转速 D．增加柴油机转动的惯性 【答案】D 【解答】解：柴油机工作时，做功冲程是高温高压的燃气冲动活塞，对外做功，燃气的内能转化为活塞的机械能，其余三个冲程都是靠飞轮的惯性来完成，由此可知柴油机上装有又重又大的飞轮的作用是增加柴油机转动的惯性，更好地完成吸气、压缩和排气三个冲程，故ABC错误，D正确。 故答案选：D。 5．如图所示，用同样的装置进行“比较不同物质的吸热本领”和“比较不同燃料的热值”的实验，则以下说法中正确的是（　　） A．这两个实验都要控制被加热的物质的质量一样 B．这两个实验都要控制被加热的物质的种类一样 C．前一实验中，加热相同时间后，比热容大的物质吸收热量一定多 D．后一实验中，加热相同时间后，若温度计示数升高得越多，则该燃料的热值一定越大 【答案】A 【解答】解：A、比较不同物质的吸热本领时，需要控制两种物质的质量相同；比较不同燃料的热值时，需要控制被加热的物体的种类相同，物体的质量相同，故A正确； B、比较不同物质的吸热本领时，需要改变物质的种类，比较不同燃料的热值时，需要加热相同种类的物体，故B错误； C、比较不同物质的吸热本领时，用相同的加热器加热，相同时间内，物质吸收的热量是相同的，故C错误； D、比较不同燃料的热值时，需要两种不同的燃料全部燃烧后，根据温度变化判定热值的大小；加热相同时间后，燃料燃烧的质量不一定相同，故D错误。 故选：A。 6．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（　　） A．小球弹起的高度越来越小，说明在此过程中能量不守恒 B．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的 C．在小球的运动中，有一部分机械能转化成了内能 D．小球最终会静止，这说明小球具有的机械能凭空消失了 【答案】C 【解答】解：AD、由图可知，小球运动过程中弹起的高度越来越小，说明重力势能越来越小，同时速度越来越慢，也就是动能越来越小，所以小球的机械能减少；机械能减少的原因是克服与空气摩擦做功，与地面撞击做功，小球的机械能没有消失，而是将机械能转化成了部分内能，但能量的总量是守恒的，故AD错误； B、在小球的运动中，与空气摩擦做功或与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，所以小球的机械能总量会减小，故B错误； C、在小球的运动中，与空气摩擦做功或与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，故C正确。 故选：C。 7．请你认真观察表格，判断下列说法正确的是（　　） 燃料 热值 无烟煤 约3.4×107J/kg 酒精 3.0×107J/kg 氢 1.4×108J/kg A．氢的热值比酒精小 B．用酒精灯烧水时，热损失很大，但酒精的热值不变 C．用1kg的无烟煤烧水，水可以吸收3.4×107J的热量 D．0.5kg的酒精热值为1.5×107J/kg 【答案】B 【解答】解：A、由表格可知，氢的热值比酒精大，故A错误； B、酒精灯烧水时，热损失很大，但酒精的热值与热损失无关，热值不变，故B正确； C、1kg的无烟煤完全燃烧放出的热量，Q放＝mq＝1kg×3.4×107J/kg＝3.4×107J，无损失时水吸收的热量等于无烟煤放出的热量，实际情况是存在热损失，水不可能吸收3.4×107J的热量，故C错误； D、热值是燃料本身的一种性质，只与燃料的种类有关，与质量大小无关，0.5kg的酒精热值为3.0×107J/kg，故D错误。 故选：B。 第Ⅱ卷 非选择题 二、画图题（本题共2小题，共4分。） 8．如图所示为汽油机的一个工作冲程，请你作出气缸内气体对活塞的作用力F的示意图（图中作用点O已标出）。 【解答】解：由图可知，两气门关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是汽油机的做功冲程，燃气给活塞一个向下的力，这个力的作用点在活塞的中心上，如图所示： 9．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、排气门的开闭和活塞运动的方向情况。请参照甲图，在图乙画出压缩冲程中进气门、排气门的开闭情况和活塞运动的方向（用“↑”或“↓”表示）。 【解答】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： 三、填空题（本题共3小题，每空1分,共9分。） 10．“青梅煮酒斗时新，天气欲残春。”此为《三国演义》中“青梅煮酒”的典故。现有质量为1kg的酒，从20℃升高到40℃吸收的热量是 　 　J；煮酒过程中消耗了100g的干木柴，则干木柴完全燃烧放出的热量为 　 　J，煮酒的热效率为 　 　。[c酒＝4.2×103J/（kg•℃），干木柴的热值为q木＝4.6×107J/kg] 【答案】8.4×104；4.6×106；1.8% 【解答】解：（1）酒吸收的热量为 Q吸＝c酒m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（40℃﹣20℃）＝8.4×104J （2）干木柴完全燃烧放出的热量： Q放＝m木q木＝0.1kg×4.6×107J/kg＝4.6×106J （3）煮酒的热效率： η＝＝≈1.8% 故答案为：8.4×104；4.6×106；1.8% 11．科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立即向缸内喷水，水在高温气缸内迅速汽化为高温高压的水蒸气，水蒸气推动活塞继续做功，从而提高了热机的 　 　。水蒸气推动活塞做功时，水蒸气的温度 　 　，其内能 　 　。这种内燃机的第六冲程是 　 　冲程。 【答案】效率；降低；减小；排气 【解答】解：在做功冲程中，高温气体迅速膨胀对活塞做功，气体的内能减小，转化为机械能；在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，水蒸气温度降低，内能减小；这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的效率； 一个工作循环最后一个冲程是排气冲程，为进入下一个工作循环做准备，故这款内燃机的第六冲程是排气冲程。 故答案为：效率；降低；减小；排气。 12．某铁路车站的节能设计方案如图所示，进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡。列车刹车过程中，由于摩擦，一些机械能会转化成内能散失在空气中，散失在空气中的内能却不能自动再转化为 　 　，这是因为能量的转化或转移具有方向性；缓坡设计能够以 　 　（选填“动能”“重力势能”或“内能”）的形式储存能量，减少因刹车引起的损耗，起到节能作用。 【答案】机械能；重力势能 【解答】解：由题意知，散失在空气中的内能不能自动再转化为机械能，这是因为能量的转化或转移具有方向性；缓坡有一定高度，所以这一设计能够以重力势能的形式储存能量，减少因刹车引起的损耗，起到节能作用。 故答案为：机械能；重力势能。 四、实验题（本题共3小题，每空1分,共15分。） 13．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。 （1）为了研究不同物质的吸热能力，应利用甲、丙两幅图进行实验，理由是 　 　，根据记录的数据做出了两种液体的温度随时间变化关系如图2所示； ①由图可以看出a、b两种液体中，　 　液体的吸热本领更强； ②如果已知b液体的比热容是1.8×103J/（kg•℃），则a液体的比热容 　 　J/（kg•℃）； （2）为了研究不同燃料的热值，利用其中 　 　（选填“甲”“乙”或“丙”）两幅图进行实验。实验时发现：两种燃料完全燃烧完了，在这之前液体a都沸腾了，你能否比较出两种燃料的热值？　 　（选填“能”或“不能”）。为避免这种情况的出现，你可以对他们组提什么改进建议？　 　。 【答案】（1）甲、丙燃料相同，液体不同；①b；②0.9×103；（2）甲、乙；不能；增加液体的质量或减少燃料的质量。 【解答】解：（1）要研究不同物质的吸热能力，除了物质的种类外，其它因素都应相同； ①由图2知，温度升高相同时，b所需的加热时间比a的长，即b吸收的热量多，b的吸热本领大； ③由图2知，温度由20℃升到80℃时，a用时10min，b用时20min，所以b吸收的热量是a的两倍；根据Q吸＝cmΔt知，相同质量的液体，温度变化相同时，吸收的热量与比热容成正比，所以有＝， a液体的比热容： ca＝＝＝×cb＝×1.8×103J/（kg•℃）＝0.9×103J/（kg•℃）； （2）比较不同燃料的热值，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同；故应选择甲、乙两图进行实验； 因为液体沸腾后吸热温度保持不变，因此无法比较燃料放出热量的多少，所以在实验中两种燃料完全燃烧完之前都使得液体沸腾了，将不能比较两种燃料的热值；为避免出现在实验中液体沸腾的现象，应增加液体的质量或减少燃料的质量。 故答案为：（1）甲、丙燃料相同，液体不同；①b；②0.9×103；（2）甲、乙；不能；增加液体的质量或减少燃料的质量。 14．在我们的生活能源消耗中，烧水做饭的能耗占有相当的比例。我国城乡有许多家庭仍然用煤炉烧煤作为主要的加热手段，如图所示是一种较为典型的蜂窝煤炉，其使用的是一种多孔的蜂窝煤。请观察研究一下蜂窝煤炉，完成下列探究： （1）煤炉里煤燃烧释放出的内能有相当一部分散失掉了，从煤炉的使用情况看，损失的主要途径是 　 　。 （2）与烧煤球相比，蜂窝煤在燃烧时的好处是 　 　。 （3）与用电烧水做饭相比，用煤烧水的好处是 　 　，不足之处是 　 　。 （4）煤炉在使用过程中，炉壁总是热的，这一部分热能其实是损失了，你能想出一种办法来有效地利用炉壁散发出的这部分热量或减小这部分热量损失吗？　 　。 【答案】（1）热传递。 （2）增大与氧气的接触面，使得煤燃烧更加充分。 （3）不受时间和地点的限制；污染环境。 （4）造有水箱的火炉，这样水就吸收了损失的热，冷水变热水。 【解答】解：（1）煤炉里煤燃烧释放出的内能有相当一部分损失掉了，从煤炉的使用情况来看，它主要是向空气中散发热量，所以损失的主要途径是热传递。 （2）工人把煤粉加工成圆柱体，并在圆柱体内打一些孔，增大与氧气的接触面，使得煤燃烧更加充分。 （3）与用电烧水做饭相比，用煤烧水的好处是不受时间和地点的限制，不足之处是污染环境。 （4）煤炉在使用过程中，炉壁总是热的，这一部分热能其实被损失了。我们可以造有水箱的火炉，这样水就吸收了损失的热量。 故答案为：（1）热传递。 （2）增大与氧气的接触面，使得煤燃烧更加充分。 （3）不受时间和地点的限制；污染环境。 （4）造有水箱的火炉，这样水就吸收了损失的热，冷水变热水。 15．如图为四缸发动机的工作原理图：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、压缩和排气冲程。 排量 2.0L 输出功率 120kW 转速 6000r/min （1）发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将　 　能转化为 　 　能。 （2）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。 该发动机在1s内做功　 　J，单缸排量V＝　 　L。 （3）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＝　 　Pa．（1L＝10﹣3m3） 【答案】（1）内；机械；（2）①1.2×105，0.5，（3）1.2×106 【解答】解：（1）在做功冲程里，高温、高压的燃气膨胀做功，将内能转化为机械能； （2）由P＝可得，发动机在1s内做功：W＝Pt＝120×103W×1s＝1.2×105J 因为四缸总排量为2.0L，单缸排量：V＝×2.0L＝0.5L （3）因为W′＝pV，V＝0.5L＝0.5×10﹣3m3 所以燃气对活塞的压强：p＝＝＝1.2×106Pa 故答案为：（1）内；机械；（2）①1.2×105，0.5，（3）1.2×106 五、计算题（本题共2小题,共15分。） 16．国庆期间，小明一家去户外野炊。他们使用木炭作为燃料，已知这种木炭的热值是2.8×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），求： （1）1kg木炭完全燃烧放出的热量是多少？ （2）若这些热量全部被锅内30℃的水吸收，可将多少kg水加热至100℃？ 【解答】解：（1）1kg木炭完全燃烧放出的热量为：Q放＝mq＝1kg×2.8×107J/kg＝2.8×107J； （2）上述的热量全部被水吸收，则Q吸＝Q放； 水的质量为：m水＝＝≈95kg。 答：（1）1kg木炭完全燃烧放出的热量是2.8×107J； （2）若这些热量全部被锅内30℃的水吸收，可将95kg水加热至100℃。 17．某物理兴趣小组的同学，用天然气灶给10kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.2kg的天然气[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为7×107J/kg]，求： （1）天然气完全燃烧产生的热量； （2）经过6min时间加热，水所吸收的热量； （3）天然气灶烧水时的热效率。 【解答】解：（1）天然气完全燃烧产生的热量：Q放＝mq＝0.2kg×7×107J/kg＝1.4×107J （2）水的质量m＝10kg，加热前水的温度t0＝20℃，加热6min后的温度t＝80℃， 水吸收的热量： Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（80℃﹣20℃）＝2.52×106J （3）天然气烧水时的热效率： η＝×100%＝×100%＝18% 答：（1）天然气完全燃烧产生的热量为1.4×107J； （2）经过6min时间加热，水所吸收的热量为2.52×106J； （3）天然气烧水时的热效率为18%。 六、综合开放题（本题共2小题,共13分。） 18.（1）如图甲，在塑料瓶内装入少量的液态乙醚，待乙醚充满整个塑料瓶后，启动电子打火器，活塞瞬间飞出。“启动电子打火器，活塞瞬间飞出”的过程与图乙中汽油机哪个冲程的能量转化情况相同？ 答：________填字母；    （2）有一种“涡轮增压”型轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车型更节能，排气更清洁，同样的汽油如加在型轿车内和加在型轿车内，以下说法正确的是________填字母； A.加在型轿车内汽油热值更大 B.加在型轿车内汽油热值更大 C.加在型和型轿车内汽油热值一样大 D.无法判断加在哪个车型的轿车热值更大 （3）当汽油在的发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将_______选填“升高”、“不变”或“降低”；在挑选汽车时，发动机汽油机效率的高低是区分汽车优劣的重要指标之一。有经验的司机可以通过闻尾气的气味而作出初步的判断，输出功率相同时，汽油味越淡，汽车发动机效率越 　 　。 （4）如图为甲、乙两汽油机的数据。两者相比，甲汽油机________填字母    A.热机效率较大 B.热机效率较小 C.产生的有用机械能较少 D.产生的有用机械能较多 【答案】(1) C；(2) C; (3) 降低 ; 高 (4) B 【解析】 （1）“启动电子打火器，活塞瞬间飞出”，气体的内能转化为机械能，与做功冲程的能量转化相同，图中进气阀开启，排气阀关闭，是吸气冲程；图中两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；图中两气阀关闭，活塞向下运动，是做功冲程；图中排气阀开启，是排气冲程。 （2）热值是燃料的一种特性，与燃料种类有关，与燃料燃烧充分程度无关，故ABD错误，C正确。 故选C。 （3）当汽油在的发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，燃料的利用程度较低，这时发动机的效率将降低。热机效率等于输出的有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值，所以输出有用功相同时，燃料燃烧越完全，效率越高，尾气味道越淡，由此可知，尾气味道越淡，说明燃料燃烧越完全，热机效率越高； 由图得，甲汽油机的热机效率为，乙汽油机的热机效率为，则甲的热机效率较小，故A不符合题意，符合题意； C.热机效率为，热机效率高，说明有用机械能与燃料燃烧释放的热量的比值大，燃料燃烧释放热量的多少未知，则两汽油机产生的有用机械能多少不能确定，故 CD不符合题意。 故选B。 故答案为：(1) C；(2) C; (3) 降低 ; 高 (4) B 19． 喷气发动机 随着航空和航天事业的发展，普通的内燃机已经不能提供足够的动力，人们迫切需要大功率的发动机以提高飞行器的飞行速度，因此喷气发动机就应运而生。喷气发动机是指靠喷管高速喷出的气流直接产生反作用推力的发动机，广泛用作飞行器的动力装置，按燃料燃烧时所需要的来源，可分为二大类：一类是火箭发动机，另一类是空气喷气发动机。火箭发动机根据采用的推进剂又分为固体火箭发动机和液体火箭发动机。空气喷气发动机分为无压气机式和有压气机式二种；无压气机式空气喷气发动机分为冲压式和脉动式，有压式空气喷气发动机分为涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机。如图甲为涡轮喷气发动机使压缩后的混合气体在燃烧室燃烧，燃烧后剧烈膨胀的气体从尾部高速喷出，其巨大的反冲推力直接成为飞机的推进力。减小发动机的体积和质量，使用高能燃料，可以获得更大的推进力。 如图乙为火箭发动机的工作原理图，火箭发动机和涡轮喷气发动机十分相似，主要的差别是：火箭自带燃料和氧化剂，而涡轮喷气发动机只带燃料，利用空气做氧化剂。同涡轮喷气发动机相比较，火箭发动机的最大特点是：它自身既带燃料，又带氧化剂，靠氧化剂来助燃。 火箭发动机可用于航天器推进，也可用于导弹等在大气层内飞行。迄今为止发射的人造卫星、月球飞船以及各种宇宙飞行器所用的推进装置，都是火箭发动机。2019年3月24日，由中国航天科技集团有限公司六院研制的500吨级液氧煤油发动机燃气发生器﹣涡轮泵联动试验取得圆满成功（如图丙），标志着我国500吨级重型运载火箭发动机关键技术攻关及方案深化论证达到预期目标，为后续重型运载火箭工程研制打下坚实基础。2019年10月5日02时51分，我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将高分十号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，任务获得圆满成功。 （1）喷气发动机工作过程中燃料的化学能先转化为 　 　，再转化为 　 　，从而提供动力； （2）　 　（涡轮喷气/火箭）发动机不能在大气层外工作； （3）长征四号丙运载火箭使用的燃料主要是液态氢，将其制成液态的优点是 　 　。 （4）随着液态氢的不断消耗，其热值将 　 　； A．减小 B．不变 C．增大 D．都有可能 （4）假设我国500吨级重型运载火箭某次发射平均推力约为8×106牛，将起飞质量500多吨的火箭在100秒的时间内推到约6×104米的高度，同时最大速度达到3千米/秒，则火箭发动机的设计海平面推力的平均功率约为 　 　W； （5）喷气压缩发动机使压缩后的混合气体在燃烧室燃烧直到膨胀的气体再从尾部高速喷出过程中，气体的温度是不断变化的，图丁中能大致反应气体温度随时间而变化的是 　 　。 （6）你认为下列提高热机效率的途径中说法错误的是 　 　（填字母）。 A．尽量使燃料充分燃烧 B．尽量减少输出功率 C．尽量减少摩擦 D．尽量减少热量损失 【答案】（1）内能；机械能；（2）涡轮喷气；（3）体积小，便于储存和运输；（4）B；（5）4.8×109；（6）C；（7）B。 【解答】解：（1）喷气发动机工作过程中燃料的化学能先转化为内能，内能再转化为机械能； （2）涡轮喷气发动机只带燃料，利用空气做氧化剂，所以涡轮喷气发动机不能在大气层外工作； （3）使气体液化的好处是减小体积，便于储存和运输，由此可知，火箭使用液氢作燃料的优点是：体积小，便于储存和运输； （4）热值是燃料本身的一种性质，与燃料的质量、燃烧程度、放出热量等无关，故随着液态氢的不断消耗，其热值将不变，故选B； （5）推力做功为：W＝Fs＝8×106N×6×104m＝4.8×1011J； 推力的平均功率约为：P＝＝＝4.8×109W； （6）从能量转化的角度看，在喷气压缩发动机工作过程中，将机械能转化为内能，所以燃气的温度升高；在燃烧室燃烧直到膨胀的气体再从尾部高速喷出过程中，气体对外做功，将气体的内能转化为火箭的机械能，燃气温度降低，所以能大致反应燃气温度随时间而变化的是C。 （7）提高热机效率的途径：①尽量使燃料完全燃烧，②尽量减少冷却水带走的能量，③尽量减少摩擦与辐射，④尽量增大输出有用功，由此可知B选项错误。 故答案为：（1）内能；机械能；（2）涡轮喷气；（3）体积小，便于储存和运输；（4）B；（5）4.8×109；（6）C；（7）B。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！15 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年九年级物理全册单元测试卷（人教版） 第十四章 内能 （考试时间：60分钟 试卷满分：70分） 注意事项： 1．测试范围：人教版九年级全册第14章。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共7小题，每小题2分，共14分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．如图所示是内燃机的四个冲程，其中属于做功冲程的是（　　） A． B． C． D． 2．下列四幅图的能量转化情况，与汽油机压缩冲程相同的是（　　） A．甲图，反复弯折铁丝 B．乙图，对试管中水加热一段时间后瓶塞“飞出” C．丙图，太阳能汽车用太阳能驱动汽车前进 D．丁图，取暖器通电后电热丝发热 3．某单杠汽油机的飞轮的转速是1800r/min，则这台汽油机在1秒内对外做功的次数是（　　） A．15次 B．30次 C．300次 D．900次 4．一有时间就帮家里干农活的阿布都同学发现，自家拖拉机的柴油机上装有又重又大的飞轮，其作用是（　　） A．增加柴油机的输出功率 B．增加柴油机的稳定性 C．改变柴油机的转速 D．增加柴油机转动的惯性 5．如图所示，用同样的装置进行“比较不同物质的吸热本领”和“比较不同燃料的热值”的实验，则以下说法中正确的是（　　） A．这两个实验都要控制被加热的物质的质量一样 B．这两个实验都要控制被加热的物质的种类一样 C．前一实验中，加热相同时间后，比热容大的物质吸收热量一定多 D．后一实验中，加热相同时间后，若温度计示数升高得越多，则该燃料的热值一定越大 6．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（　　） A．小球弹起的高度越来越小，说明在此过程中能量不守恒 B．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的 C．在小球的运动中，有一部分机械能转化成了内能 D．小球最终会静止，这说明小球具有的机械能凭空消失了 7．请你认真观察表格，判断下列说法正确的是（　　） 燃料 热值 无烟煤 约3.4×107J/kg 酒精 3.0×107J/kg 氢 1.4×108J/kg A．氢的热值比酒精小 B．用酒精灯烧水时，热损失很大，但酒精的热值不变 C．用1kg的无烟煤烧水，水可以吸收3.4×107J的热量 D．0.5kg的酒精热值为1.5×107J/kg 第Ⅱ卷 非选择题 二、画图题（本题共2小题，共4分。） 8．如图所示为汽油机的一个工作冲程，请你作出气缸内气体对活塞的作用力F的示意图（图中作用点O已标出）。 9．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、排气门的开闭和活塞运动的方向情况。请参照甲图，在图乙画出压缩冲程中进气门、排气门的开闭情况和活塞运动的方向（用“↑”或“↓”表示）。 三、填空题（本题共3小题，每空1分,共9分。） 10．“青梅煮酒斗时新，天气欲残春。”此为《三国演义》中“青梅煮酒”的典故。现有质量为1kg的酒，从20℃升高到40℃吸收的热量是 　 　J；煮酒过程中消耗了100g的干木柴，则干木柴完全燃烧放出的热量为 　 　J，煮酒的热效率为 　 　。[c酒＝4.2×103J/（kg•℃），干木柴的热值为q木＝4.6×107J/kg] 11．科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立即向缸内喷水，水在高温气缸内迅速汽化为高温高压的水蒸气，水蒸气推动活塞继续做功，从而提高了热机的 　 　。水蒸气推动活塞做功时，水蒸气的温度 　 　，其内能 　 　。这种内燃机的第六冲程是 　 　冲程。 12．某铁路车站的节能设计方案如图所示，进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡。列车刹车过程中，由于摩擦，一些机械能会转化成内能散失在空气中，散失在空气中的内能却不能自动再转化为 　 　，这是因为能量的转化或转移具有方向性；缓坡设计能够以 　 　（选填“动能”“重力势能”或“内能”）的形式储存能量，减少因刹车引起的损耗，起到节能作用。 四、实验题（本题共3小题，每空1分,共15分。） 13．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。 （1）为了研究不同物质的吸热能力，应利用甲、丙两幅图进行实验，理由是 　 　，根据记录的数据做出了两种液体的温度随时间变化关系如图2所示； ①由图可以看出a、b两种液体中，　 　液体的吸热本领更强； ②如果已知b液体的比热容是1.8×103J/（kg•℃），则a液体的比热容 　 　J/（kg•℃）； （2）为了研究不同燃料的热值，利用其中 　 　（选填“甲”“乙”或“丙”）两幅图进行实验。实验时发现：两种燃料完全燃烧完了，在这之前液体a都沸腾了，你能否比较出两种燃料的热值？　 　（选填“能”或“不能”）。为避免这种情况的出现，你可以对他们组提什么改进建议？　 　。 14．在我们的生活能源消耗中，烧水做饭的能耗占有相当的比例。我国城乡有许多家庭仍然用煤炉烧煤作为主要的加热手段，如图所示是一种较为典型的蜂窝煤炉，其使用的是一种多孔的蜂窝煤。请观察研究一下蜂窝煤炉，完成下列探究： （1）煤炉里煤燃烧释放出的内能有相当一部分散失掉了，从煤炉的使用情况看，损失的主要途径是 　 　。 （2）与烧煤球相比，蜂窝煤在燃烧时的好处是 　 　。 （3）与用电烧水做饭相比，用煤烧水的好处是 　 　，不足之处是 　 　。 （4）煤炉在使用过程中，炉壁总是热的，这一部分热能其实是损失了，你能想出一种办法来有效地利用炉壁散发出的这部分热量或减小这部分热量损失吗？　 　。 15．如图为四缸发动机的工作原理图：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、压缩和排气冲程。 排量 2.0L 输出功率 120kW 转速 6000r/min （1）发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将　 　能转化为 　 　能。 （2）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。 该发动机在1s内做功　 　J，单缸排量V＝　 　L。 （3）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＝　 　Pa．（1L＝10﹣3m3） 五、计算题（本题共2小题,共15分。） 16．国庆期间，小明一家去户外野炊。他们使用木炭作为燃料，已知这种木炭的热值是2.8×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），求： （1）1kg木炭完全燃烧放出的热量是多少？ （2）若这些热量全部被锅内30℃的水吸收，可将多少kg水加热至100℃？ 17．某物理兴趣小组的同学，用天然气灶给10kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.2kg的天然气[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为7×107J/kg]，求： （1）天然气完全燃烧产生的热量； （2）经过6min时间加热，水所吸收的热量； （3）天然气灶烧水时的热效率。 六、综合开放题（本题共2小题,共13分。） 18.（1）如图甲，在塑料瓶内装入少量的液态乙醚，待乙醚充满整个塑料瓶后，启动电子打火器，活塞瞬间飞出。“启动电子打火器，活塞瞬间飞出”的过程与图乙中汽油机哪个冲程的能量转化情况相同？ 答：________填字母；    （2）有一种“涡轮增压”型轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车型更节能，排气更清洁，同样的汽油如加在型轿车内和加在型轿车内，以下说法正确的是________填字母； A.加在型轿车内汽油热值更大 B.加在型轿车内汽油热值更大 C.加在型和型轿车内汽油热值一样大 D.无法判断加在哪个车型的轿车热值更大 （3）当汽油在的发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将_______选填“升高”、“不变”或“降低”；在挑选汽车时，发动机汽油机效率的高低是区分汽车优劣的重要指标之一。有经验的司机可以通过闻尾气的气味而作出初步的判断，输出功率相同时，汽油味越淡，汽车发动机效率越 　 　。 （4）如图为甲、乙两汽油机的数据。两者相比，甲汽油机________填字母    A.热机效率较大 B.热机效率较小 C.产生的有用机械能较少 D.产生的有用机械能较多 19． 喷气发动机 随着航空和航天事业的发展，普通的内燃机已经不能提供足够的动力，人们迫切需要大功率的发动机以提高飞行器的飞行速度，因此喷气发动机就应运而生。喷气发动机是指靠喷管高速喷出的气流直接产生反作用推力的发动机，广泛用作飞行器的动力装置，按燃料燃烧时所需要的来源，可分为二大类：一类是火箭发动机，另一类是空气喷气发动机。火箭发动机根据采用的推进剂又分为固体火箭发动机和液体火箭发动机。空气喷气发动机分为无压气机式和有压气机式二种；无压气机式空气喷气发动机分为冲压式和脉动式，有压式空气喷气发动机分为涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机。如图甲为涡轮喷气发动机使压缩后的混合气体在燃烧室燃烧，燃烧后剧烈膨胀的气体从尾部高速喷出，其巨大的反冲推力直接成为飞机的推进力。减小发动机的体积和质量，使用高能燃料，可以获得更大的推进力。 如图乙为火箭发动机的工作原理图，火箭发动机和涡轮喷气发动机十分相似，主要的差别是：火箭自带燃料和氧化剂，而涡轮喷气发动机只带燃料，利用空气做氧化剂。同涡轮喷气发动机相比较，火箭发动机的最大特点是：它自身既带燃料，又带氧化剂，靠氧化剂来助燃。 火箭发动机可用于航天器推进，也可用于导弹等在大气层内飞行。迄今为止发射的人造卫星、月球飞船以及各种宇宙飞行器所用的推进装置，都是火箭发动机。2019年3月24日，由中国航天科技集团有限公司六院研制的500吨级液氧煤油发动机燃气发生器﹣涡轮泵联动试验取得圆满成功（如图丙），标志着我国500吨级重型运载火箭发动机关键技术攻关及方案深化论证达到预期目标，为后续重型运载火箭工程研制打下坚实基础。2019年10月5日02时51分，我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将高分十号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，任务获得圆满成功。 （1）喷气发动机工作过程中燃料的化学能先转化为 　 　，再转化为 　 　，从而提供动力； （2）　 　（涡轮喷气/火箭）发动机不能在大气层外工作； （3）长征四号丙运载火箭使用的燃料主要是液态氢，将其制成液态的优点是 　 　。 （4）随着液态氢的不断消耗，其热值将 　 　； A．减小 B．不变 C．增大 D．都有可能 （4）假设我国500吨级重型运载火箭某次发射平均推力约为8×106牛，将起飞质量500多吨的火箭在100秒的时间内推到约6×104米的高度，同时最大速度达到3千米/秒，则火箭发动机的设计海平面推力的平均功率约为 　 　W； （5）喷气压缩发动机使压缩后的混合气体在燃烧室燃烧直到膨胀的气体再从尾部高速喷出过程中，气体的温度是不断变化的，图丁中能大致反应气体温度随时间而变化的是 　 　。 （6）你认为下列提高热机效率的途径中说法错误的是 　 　（填字母）。 A．尽量使燃料充分燃烧 B．尽量减少输出功率 C．尽量减少摩擦 D．尽量减少热量损失 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！15 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$