2.1热机 2024—2025学年教科版九年级上册物理

2024—2025学年九年级上册物理教科版2.1热机 一、单选题 1．一台四冲程内燃机转速为600转/分，则 A．每分钟内做功150次，共有600个冲程 B．每分钟内做功600次，共有1 200个冲程 C．每秒内做功20次，共有10个冲程 D．每秒内做功5次，共有20个冲程 2．下列说法正确的是（        ） A．汽油机做功冲程将机械能转化为内能 B．一个物体温度升高一定吸收了热量 C．比热容大的物体吸收的热量一定多 D．沙漠地区日夜温差大，是因为沙子泥土的比热容小 3．2022年真是我国“超级航天年”，中国航天带给了国人无数的惊喜与浪漫。3月23日，航天员在“天宫课堂”做了将水连接在两块玻璃板之间形成“水桥”、液体结晶使“冰球发热”等实验。4月16日，返回舱与大气剧烈摩擦，发出耀眼的光。6月5日，长征二号F遥十四运载火箭用氢做燃料助推神舟十四号发射成功。下列判断正确的是（　　） ①“水桥”的形成是因为分子之间存在引力 ②返回舱进入大气层发出光是重力做功改变了返回舱的内能 ③液体结晶的球发热是因为液体结晶过程中内能增加 ④火箭发动机的燃料是氢，这是因为氢的比热容很大 A．①③ B．②③ C．①② D．① 4．下列关于温度、内能和热量的说法正确的是（　　） A．0 ℃的冰没有内能 B．物体熔化过程吸收热量，温度一定要升高 C．热传递可以改变物体的内能 D．汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能 5．1kg的汽油用去一半后，剩下汽油的（　　） A．比热容、热值都不变 B．比热容不变，热值减小一半 C．比热容、热值都减小一半 D．比热容减小一半，热值不变 6．如图所示是我国自主研制、世界上最大的水陆两栖飞机“鲲龙AG600”。下列说法正确的是（　　） A．飞机加速起飞时，它的动能不变 B．飞机的发动机工作时，将内能转化为机械能 C．飞机是利用流体流速大的位置压强大来获得升力的 D．机身采用密度小的锂铝合金制作，是为了增大飞机质量 7．发动机功率相同的甲、乙两辆汽车，在水平公路上匀速直线行驶100km，甲车用了1h，乙车用了0.9h，以下说法正确的是（　　） A．两车发动机的效率之比为1∶1 B．两车速度之比为10∶9 C．两车发动机所做功之比为1∶1 D．两车所受阻力之比为10∶9 8．一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min，则该汽油机每秒钟内完成的冲程数和做功的次数分别是 A．40和10      B．20和20       C．10和10       D．40和20 9．下列说法正确的是（　　） A．霜的形成是凝固现象，要吸热 B．汽油机的做功冲程是把机械能转化为内能 C．改变物体内能有两种等效的方式，做功和热传递 D．不同物质的比热容一定不同 10．如图所示，水沸腾后会将软木塞冲开，其能量转化情况和四冲程内燃机的哪一个工作冲程相似（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 11．如图所示，是四冲程汽油机压缩冲程的示意图，这一冲程实现的能量转化是（　　） A．机械能转化为内能 B．内能转化为机械能 C．内能转化为化学能 D．化学能转化为内能 12．据统计日军在侵华战争里动用大量轻中型坦克装备：有94式轻型坦克（产量843辆），95式轻型坦克（2375辆），97式中型坦克（2123辆，太平洋战场和中国战场），89式中型坦克（数量不明），这些坦克在十多年抗日战争里肆虐中国战场，夺去了大量我国军民的生命。下列说法正确的是（　　）    A．水平地面上匀速行驶的坦克不受摩擦力的作用 B．宽大的履带是通过增大受力面积的方法，减小对受力面的压强 C．坦克的行进速度缓慢，所以它的惯性小 D．坦克的动力来源于内燃机，内燃机的做功冲程将机械能转化为内能 13．关于热机,下列说法中不正确的是 A．四冲程汽油机在工作过程中,飞轮每转两周完成一次做功冲程 B．四冲程内燃机的吸气、压缩、排气冲程是靠飞轮的惯性完成的 C．柴油机的效率比汽油机的高,这是因为柴油的热值比汽油的大 D．汽油机的压缩冲程将活塞的机械能转化为混合气体的内能 14．关于热机，下列说法中正确的是 A．做功冲程的能量转化是机械能转化为内能 B．改进技术，可以使热机的效率达到100% C．用水循环来降低热机的温度，主要是利用水比热容较大的特性 D．热机的大量使用不会造成环境污染 15．随着人民生活水平的不断提高，汽车走进了很多家庭，下列关于汽车的相关知识说法正确的是（ 　　） A．汽车在加油时人能闻到汽油的气味，说明分子间存在相互作用力 B．汽车的汽油机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是做功冲程 C．汽车在刹车过程中，刹车片与碟盘摩擦使汽车减速，在摩擦的过程中内能转化为机械能 D．汽车在冬天时挡风玻璃上会起雾，这是汽化现象 二、填空题 16．人造地球卫星从远地点向近地点运动的过程中， 转化为 ，流星在大气中拖着长尾巴是 能转化为 。 17．如图是汽油机工作的 冲程。汽油机工作时要产生大量的热，通常采用水循环将热量带走，这是利用水 的特性。水箱中5kg的水温度升高了18℃，这些水吸收的热量为 J。（水的比热容为4.2×103） 18．如图所示，点燃酒精灯后试管内的水温度不断升高了50 （填单位），这是通过 方式改变了水的内能，水沸腾一段时间后，盖在试管口上的塞子会受到水蒸气的压力而冲出，此时能量转化情况与四冲程汽油机的 冲程类似。 19．北京时间2021年7月24日，东京奥运会首块金牌出炉，中国选手杨倩夺得女子十米气步枪比赛金牌（如图）。气枪是通过压缩空气为动力发射弹丸的枪支的统称，包括气步枪、气手枪、气霰弹枪等。气枪在发射子弹的过程中，空气内能 ，这是通过 的方式改变物体的内能，该过程能量转化与汽油机 冲程相同。 三、计算题 20．用天然气灶将100kg水从20℃加热到64℃，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为4.4×107J/kg。求： （1）水需要吸收的热量； （2）至少要消耗多少天然气？ 21．“十一”期间，小明一家驱车外出旅游，如图所示，汽车匀速直线经过两个路标，已知汽车匀速行驶受到的阻力为1150N，通过两路标消耗的汽油为3kg（汽油的热值为），求： (1)汽车在行驶过程中牵引力做的功； (2)汽车发动机的效率。 22．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℃，消耗的天然气质量为2kg（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为，天然气的热值为3.5×107J/kg，求在此过程中： （1）自来水吸收的热量； （2）该热水器工作时的效率。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D C C A B D A C C 题号 11 12 13 14 15 答案 A B C C B 1．D 【分析】热机一个工作循环，燃气对外做功一次，活塞往返两次，飞轮转动两周，经历四个冲程，根据这个比例进行判断． 【详解】内燃机转速为600r/min，是指1min飞轮转动600r，根据燃气对外做功一次，飞轮转动两周，经历四个冲程，所以燃气每分钟做功300次，共经历1200个冲程，或燃气每秒做功5次，共经历20个冲程．故选D. 2．D 【详解】A．汽油机做功冲程中高温高压的气体推动活塞向下运动，对外做功，将内能转化为机械能，故A错误； B．一个物体的温度升高，表明其内能增加了，可能是吸收了热量，也可能是对其做了功，故B错误； C．根据可知，物体吸热的多少与比热容、质量和温度的变化量有关，所以比热容大的物体吸收的热量不一定多，故C错误； D．沙子泥土的比热容小，在质量相同的情况下，吸收或放出相同热量，温度变化量较大，所以沙漠地区日夜温差大，是因为沙子泥土的比热容小，故D正确。 故选D。 3．C 【详解】①水分子之间有引力，因此形成水桥，故①正确； ②返回舱进入大气层时，受重力与空气阻力作用，返回舱与空气摩擦，机械能转化为内能，使返回舱的内能增加，是通过做功的方式改变返回舱的内能，故②正确； ③液体结晶是凝固过程，凝固放热，内能减小，故③错误； ④火箭发动机的燃料是氢，这是因为氢的热值大，故④错误。 故ABD错误，C正确。 故选C。 4．C 【详解】A．一切物体无论温度高低，都具有内能，所以0 ℃的冰也具有内能。故A错误； B．晶体在熔化过程中，吸收热量，温度保持不变，非晶体在熔化过程中，吸收热量，温度升高，故B错误； C．改变内能有两种方式：热传递和做功，所以热传递能改变物体的内能，故C正确； D．汽油机在做功冲程中把内能转化为机械能，故D错误。 故选C。 5．A 【详解】物质的比热容是物质的一种特性，其大小取决于物质的种类，还与物体的状态有关，与物体的质量、吸收的热量、升高的温度无关，由此可知，1kg汽油用去一半，其比热容的大小保持不变；燃料的热值是燃料的一种特性，其大小取决于燃料的种类，与燃料的质量、是否燃烧、燃烧的程度、放出的热量无关，由此可知，1kg汽油用去一半，其热值的大小保持不变。故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 6．B 【详解】A．飞机加速起飞时，飞机的质量不变，速度变大，则飞机的动能变大，故A错误； B．飞机的发动机属于热机，它在工作时把燃料燃烧时释放的内能转化为了机械能，故B正确； C．飞机的机翼上方流速大，压强小；机翼下方的流速相对较小，压强较大，飞机的上下表面产生压力差从而获得升力，故C错误； D．根据密度公式 可知，同样体积的机身，密度小的材料的质量更小，所以机身采用锂铝合金制作是为了减小飞机质量，故D错误。 故选B。 7．D 【详解】A．由于不清楚内燃机的汽油燃烧情况和放出的热量，故无法得知两车发动机的效率之比，故A错误； B．由题可知，甲车的速度为 乙车的速度为 则甲、乙两车的速度之比为 故B错误； C．两车发动机所做的功之比为 故C错误； D．由得，两车的牵引力之比为 由二力平衡的条件可知汽车所受的阻力等于牵引力，因此两车所受阻力之比为10∶9，故D正确。 故选D。 8．A 【详解】内燃机完成四个冲程，即1个工作循环，飞轮转2转，对外做功1次.内燃机完成四个冲程，飞轮转2转，对外做功1次，1200r/min=20r/s，即每秒完成10个工作循环，40个冲程，做功10次，所以B、C、D不符合题意；故选A． 9．C 【详解】A．霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的冰晶，此过程放出热量，故A项错误； B．汽油机在做功冲程中将内能转化为机械能，故B项错误； C．改变物体内能有两种等效的方式，做功和热传递，故C项正确； D．比热容是物质的一种特性，不同物质的比热容一般不同，即不同物质的比热容可能相同，故D项错误。 故选C。 10．C 【详解】如图所示，在试管中装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲开，是内能转化为机械能；内燃机的四个冲程中，做功冲程是将内能转化为机械能的过程，因此相当于汽油机的做功冲程， 故选C． 11．A 【详解】由题可知，该冲程进气门和排气门关闭，活塞上行，是压缩冲程，故在这个冲程中活塞压缩气体做功，是将活塞的机械能转化成混合气体的内能。 故选A。 12．B 【详解】A．坦克在地面上匀速行驶，其在水平方向上受到牵引力和地面的摩擦力作用，这两个力二力平衡，故A错误； B．坦克的履带设计的的十分宽大，目的是当压力一定是，通过增大受力面积的方法，减小对受力面的压强，故B正确； C．物体惯性的大小只与物体的质量有关，与物体运动快慢无关，故C错误； D．内燃机做功冲程中的能量转化是内能转化为机械能，故D错误。 故选B。 13．C 【详解】A、汽油机在工作过程中，飞轮每转两周完成四冲程，其中只有一次做功冲程，故A正确； B、四冲程内燃机的吸气、压缩、排气冲程中飞轮由于具有惯性继续运动，故B正确； C、柴油机的效率比汽油机的高，主要是因为柴油机为压燃式，压缩的程度更高，汽缸内温度更高，能量转化的程度更高，和热值无关．故C错误； D、汽油机的压缩冲程将活塞的机械能转化为混合气体的内能．故D正确 故选C 14．C 【详解】解答：A. 热机的做功冲程利用高温高压的气体推动活塞运动，获得机械能，将内能转化为机械能，所以A是错误的；B. 使用热机不可避免的要克服机器部件摩擦做额外功，效率不可能达到100%，所以B是错误的；C. 水的比热容比较大，在升高相同的温度需要吸收更多的热量，所以C是正确的；D. 热机的大量使用会造成环境污染，所以D是错误的． 点睛 ：（1）利用内能做功的机器叫做热机，做功冲程将高温高压燃气的内能转化为活塞运动的机械能；（2）热机的转动部分要克服摩擦做额外功，效率就不可能达到100%；（3）用水循环来降低热机的温度，是因为水在升高相同的温度时可以吸收更多的热量，冷却效果好；（4）热机的大量使用会造成环境污染 15．B 【详解】A．能闻到汽油味，是由于汽油分子在永不停息地做无规则运动造成的，故A错误； B．汽油机的做功冲程将内能转化成机械能，故B正确； C．行驶的汽车从开始刹车到停止的过程，克服摩擦做功，内能增加、温度升高，使机械能转化为内能，故C错误； D．冬天，汽车内部温度高，车外温度低，车内空气中的水蒸气遇冷在玻璃的内表面液化形成水雾，故D错误。 故选B。 16． 重力势能 动能 机械 内能 【详解】[1][2]人造地球卫星从远地点向近地点运动的过程中，卫星的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能。 [3][4]流星在大气中拖着长尾巴是克服摩擦做功，将机械能转化为内能。 17． 做功 比热容大 3.78×105 【详解】[1]根据图像可知，进气阀门与出气阀门都是关闭状态，且活塞向下运动，为做功冲程。 [2]因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质相比，吸收相同热量时，温度变化小，所以水可用来做冷却剂，降低发动机的温度。 [3]水吸收的热量为 18． 摄氏度 热传递 做功 【详解】[1]温度是表示物体冷热程度的物理量，水吸收热量温度升高了50℃。 [2]用酒精灯对水加热，水吸收热量，温度升高，内能增大，这是通过热传递方式改变了水的内能。 [3]酒精灯对水加热，试管内会产生高温高压的水蒸气，水蒸气对塞子做功，将塞子推出，将内能转化为机械能，故此时能量转化情况与四冲程汽油机的做功冲程类似。 19． 减小 做功 做功 【详解】[1][2][3]气枪在发射子弹的过程中，枪膛内气体对子弹做功，空气内能减小，这是通过做功的方式改变物体的内能。汽油机做功冲程将内能转化为机械能，故该过程能量转化与汽油机做功冲程相同。 20．(1)1.848×107J；(2)0.42kg 【详解】解：（1）根据吸热公式，水吸收的热量 Q吸=cm水（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（64℃-20℃）=1.848×107J （2）不计热量损失，所以吸热和放热相同 Q放=Q吸=1.848×107J 由Q=mq得需要天然气的质量 答：（1）水需要吸收的热量是1.848×107J； （2）至少要消耗0.42kg天然气。 21．(1)4.14×107J (2) 【详解】（1）汽车行驶的路程为 s=78km-42km=36km=3.6×104m 汽车做匀速直线运动，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，牵引力大小为 F=f=1150N 汽车在行驶过程中牵引力做的功为 W=Fs=1150N×3.6×104m=4.14×107J （2）汽油燃烧放出的热量为 Q=mq=3kg×4.6×107J/kg=1.38×108J 汽车发动机的效率为 22．（1）6.1×107J；（2）30% 【详解】解：（1）水吸收的热量为 （2）天然气完全燃烧放出的热量为 该热水器工作时的效率为 答：（1）自来水吸收的热量为； （2）该热水器工作时的效率为30%。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$