第二章 改变世界的热机 同步训练-- 2024-2025学年教科版物理九年级上册

第二章 改变世界的热机 同步训练 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示表示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图，它们正确的排列顺序为（　　） A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲 C．丙、甲、丁、乙 D．甲、丁、乙、丙 2．关于热机的效率，下列说法正确的是（　　） A．总功一定，额外功越少，效率就越高 B．热机做的有用功越多，效率就越高 C．热机消耗的燃料越多，效率就越低 D．热机的功率越大，效率就越高 3．下列关于单缸四冲程内燃机一个工作循环的四个冲程的顺序排列正确的是（　　） A．甲乙丙丁 B．乙丁甲丙 C．丙甲丁乙 D．丁甲丙乙 4．关于下列四个实验情景的结果预测，正确的是（　　） A．图中是热机的压缩冲程，将机械能转化为内能 B．图中当向玻璃管中吹风时，U形管A管中的水面下降B管中的水面上升 C．图中将杠杆两端的钩码同时向支点移动一格天平刚好平衡 D．图中将容器侧壁的塞子同时拔出，水一定从a孔喷射最远，从c孔喷射最近 5．下列四幅图是汽油机工作循环的四个冲程，下列说法正确的是（　　） A． 吸气冲程，不需要消耗能量 B． 压缩冲程，内能转化为机械能 C． 做功冲程，机械能转化为内能 D． 排气冲程，排出汽缸内的废气 二、填空题 6．柴油机是常见的内燃机，吸气冲程吸入汽缸的是 ，压缩冲程是由 能转化为 能。 7．请写出图片涉及的物理知识 甲图 乙图 丙图 （1）甲图中两个压紧的铅块能吊起钩码，是因为 ； （2）乙图中纸片不会掉下来是因为 ； （3）丙图中水蒸气将软木塞推出时能量转化与内燃机的 冲程相同。 8．已知液化气的热值为4×107J/kg，用液化气灶烧水时只有60%的热量被水吸收。如在一个标准大气压下，将质量为1.5kg、初温为20℃的水烧开，需要吸收的热量为 J。需要完全燃烧了 kg液化气。 [c水=4.2×103J/（kg·℃）] 9．燃气热水器将质量为30kg、温度为15℃的水加热到65℃，消耗天然气0.25m3。在此过程中水吸收的热量是 J，热水器烧水时的效率是 [ c水=4.2×103J/(kg·℃)；q天然气＝4×107J/m3]。 10．汽油机曲轴每分钟转600圈，则每秒钟完成 个冲程，对外做 次功。 三、实验题 11．如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同，燃料的质量都是，烧杯内液体的初温和质量相同。 (1)为比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验。实验中通过比较 （填“加热时间”或“液体升高的温度”）来比较物质吸收热量的多少； (2)为比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验。实验中通过比较 （填“加热时间”或“液体升高的温度”）来比较燃料燃烧放热的多少，记录数据如下表： 加热时间 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 液体温度 燃料1 25 27 29 32 34 36 38 40 42 44 燃料2 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 (3)通过表中记录的数据，你认为燃料1、燃料2两种燃料中，热值较大的是 。实验得到的燃料热值与实际相比要偏 （填“大”或“小”）。 四、简答题 12．如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，用酒精灯加热一会儿，当水沸腾一段时间后，橡皮塞突然从管口飞出。请描述这个实验中做功与能量的转化情况。 13．你认为热机使用会带来哪些污染？作为小市民，请你对合理使用机动车辆提两条建议。 14．阅读短文，回答问题 美国《大众科学》杂志评出2006-2007年度奇思妙想十大发明，其中最引人注意的是“六冲程汽油机”。 这种汽油机在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。 (1)六冲程汽油机的第五冲程相当于四冲程汽油机的 冲程； (2)在第六冲程中，水蒸气在液化过程中放出热量，内能 (填“增大”或“减小”或“不变”）； (3)六冲程汽油机与四冲程汽油机相比，优点是 （写一条即可）。 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 答案 C A C C D 1．C 【详解】甲图中两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；乙图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程；丙图中进气门打开，排气门关闭，是吸气冲程；丁图中两个气门都关闭，活塞向下运动，因此是做功冲程。故正确顺序是：丙、甲、丁、乙，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 2．A 【详解】A．效率是有用功与总功的比值乘以100%，总功一定，额外功越少，有用功就越多，有用功与总功的比值就越大，即效率就越高，故A正确； B．热机做的有用功越多，但总功不知道，有用功与总功的比值就不确定，因此效率不一定高，故B错误； C．热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，当热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高；做功的多少不确定，热机效率的高低也不一定，故C错误； D．热机效率是有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值，热机做的有用功多，但不知道燃料完全燃烧放出的热量，无法确定效率一定高，故D错误。 故选A。 3．C 【详解】甲图中两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程；乙图中排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；丙图中进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程；丁图中两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 4．C 【详解】A．图中进气门关闭，排气门打开，是热机的排气冲程，故A错误； B．图中当向玻璃管中吹风时，U形管A管处上方空气流速较快，压强较小，A管水面上升，故B错误； C．图中将杠杆两端的钩码同时向支点移动一格，右侧力与力臂的乘积等于左侧，天平刚好平衡，故C正确； D．图中将容器侧壁的塞子同时拔出，c点最深，压强最大，水一定从c孔喷射最远，故D错误。 故选C。 5．D 【详解】A．由图可知，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，吸入汽缸的是汽油和空气的燃料混合物，需要消耗飞轮的动能，故A错误； B．进气门与排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，压缩冲程将机械能转化为内能，故B错误； C．进气门、排气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，内能转化为机械能，故C错误； D．进气门关闭、排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，排气冲程排出了汽车的废气，故D正确。 故选D。 6． 空气 机械 内 【详解】[1]柴油机吸气冲程吸入汽缸的是空气，在压缩冲程结束后，才将柴油喷入。 [2]压缩冲程中，活塞压缩缸内气体，对气体做功，将机械能转化为内能。 7． 分子间存在引力 存在大气压强 做功 【详解】（1）[1]甲图中压紧的铅块接触的两个表面分子间的引力，与下面铅块和钩码的总重力相平衡，使得下面的铅块不掉下来。 （2）[2]乙图中纸片不会掉下来是因为大气对纸片的压力大于水对纸片的压力，即因为大气压强的存在。 （3）[3]丙图中软木塞飞出时，管内水蒸气对木塞做功，管内水蒸气的内能减小，因此是将内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程能量转化相同。 8． 5.04×105 0.021 【详解】[1]在一个标准大气压下，水的沸点为100℃，质量为1.5kg、初温为20℃的水烧开，需要吸收的热量 [2]用液化气灶烧水时只有60%的热量被水吸收，则需要完全燃烧液化气质量 9． 6.3×106 63% 【详解】[1] 根据热量公式可知，水吸收的热量为 [2] 天然气完全燃烧释放的热量为 热水器烧水时的效率为 10． 20 5 【详解】[1][2]单缸四冲程汽油机的飞轮每分钟转600圈，即 600r/min=10r/s 飞轮一秒转10圈，由于飞轮转2圈，经历四个冲程，对外做功1次，该汽油机一秒钟经过20个冲程，对外做功5次。 11．(1) 甲、丙 加热时间 (2) 甲、乙 液体升高的温度 (3) 燃料1 小 【详解】（1）[1][2]比较不同物质的比热容，应使用相同的热源，控制不同液体相同时间内吸热相同，通过温度的变化来判断不同液体的吸热能力，所以应选择甲、丙两图进行实验； 根据转换法可知，实验通过加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少。 （2）[1][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； 实验过程中应该控制燃料燃烧的质量相同，所以应该在燃料燃尽之后或燃烧相同的质量去比较液体升高的温度。 （3）[1]甲、乙两个装置中，液体a的质量和初温相同，由Q=cmΔt知，末温高的吸收的热量较多；在相同的加热设备下，相同时间内，消耗的燃料相同，由Q=qm知，液体a温度上升得高，对应的燃料的热值较大，故燃料1的热值较大。 [2]燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收，存在热损失，即水吸收的热量会小于燃料完全燃烧放出的热量，由可知，计算得出的热值将比燃料的真实热值偏小。 12．见解析 【详解】答：如图所示，用酒精灯加热试管中的水，在这个过程中，酒精燃烧将化学能转化为内能，水吸收热量，温度升高，内能增加；水沸腾一段时间后，橡皮塞被水蒸气顶开，在这个过程中，水蒸气对橡胶塞做功，将水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，水蒸气的内能减少，温度降低，橡皮塞被顶开具有机械能。 13．热机使用的燃料产生的废气和烟尘对大气的污染以及热机使用过程中产生的噪声污染；建议：可以改进机动车辆的性能，尽量使用环保燃料，提高汽车排气质量；出行时尽量乘坐公共交通工具等 【详解】使用热机对环境造成的影响主要有两个方面：一是热机工作时时产生的噪声污染，二是热机使用的燃料产生的废气和烟尘对大气的污染。为了减少机动车辆对环境造成的污染，可以改进机动车辆的性能，尽量使用环保燃料，提高汽车排气质量；限制摩托车上路，人们外出尽可能乘坐公共交通工具等等。 14． 做功 减小 提高热机的效率 【分析】“六冲程汽油机”在原有四冲程汽油机完成排气冲程后向汽缸内喷水，水在汽缸内汽化成水蒸气，水蒸气膨胀对外做功，这种汽油机一个工作循环有六个冲程；比原有的四冲程汽油机多做一次功，因此六冲程中共做功两次，因为是利用排气冲程后的余热，所以大大的提高了热机的效率，节约了能源。 【详解】(1)[1]“六冲程汽油机”在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力；由此可知，第五冲程与做功冲程相似，内能转化为机械能。 (2)[2]在第六冲程中，水蒸气在液化过程中放出热量，内能转化为机械能，内能减小。 (3)[3]六冲程汽油机与四冲程汽油机相比，优点是提高了热机的效率，节约了能源。 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 $$