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．图是热机工作时的四个冲程，其中不是利用惯性工作的是（    ） A． B． C． D． 2．5月1日劳动节的那一天，小婧同学怀着感恩的心为妈妈精心准备了一桌美食，同时感受到了劳动的辛苦和快乐。下列说法正确的是（　　） A．炒菜时，主要是通过热传递的方式增加菜的内能 B．汤沸腾时比沸腾前的温度高，含有的热量多 C．锅一般都是用铁锻造的，主要是利用了铁的比热容较大的性质 D．高压锅里的水沸腾时，压力阀不断旋转其能量转化与热机的压缩冲程相同 3．下列说法正确的是（    ） A．生活中的汽油机其机械效率可以达到100% B．现代火箭用液态氢作燃料，是因为氢的比热容大 C．内燃机的做功冲程将内能转化为机械能 D．高压锅是利用增大锅内气压来降低液体沸点工作的 4．如图甲、乙别是“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”的两组实验装置关于这两个实验，下列要求正确的是（　　） A．所用燃料的质量都必须相等 B．都要用计时器来测量加热时间 C．烧杯中被加热物体的质量都必须相等 D．都要测量燃料完全燃烧后被加热物质的温度 5．如图所示，是四冲程内燃机的（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 二、填空题 6．用煤气灶把2kg，初温为30℃的水烧到80℃，消耗了20g煤气，已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4.2×107J/kg，则水吸收的热量为 J，煤气灶烧水的效率为 。 7．一台四冲程汽油机，它是内能转化为 能的热机。飞轮的转速为1800r/min，则此汽油机每秒钟内完成 个冲程，做了 次功。 8．2017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采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=3.36×107J/m3） 9．汽车的发动机常用水做冷却剂，是因为水具有较大的 ，所以在相同条件下水能带走较多的热量，冷却效果好．发动机在工作时提供动力的是 冲程．此冲程中的能量转化情况是： 能转化为 能． 10．内燃机的一个工作循环有四个冲程，如图表示 冲程，若该某单缸四冲程汽油机飞轮转速1200r/min，则该汽油机每秒钟对外做功 次。 三、实验题 11．小明学习了燃料的热值知识后，自己设计了一个实验来比较煤油和菜籽油的热值．他实验时组装了如图的装置，并且每隔1分钟记录了杯中水的温度． （1）为了保证实验结论的可靠，小明在实验时应控制两套装置中相同的量有      （2）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是      （3）小明在实验前用天平测出了烧杯中水的质量及油灯中燃料的质量，并由记录的数据计算出了水吸收的热量，而且还算出了煤油和菜籽油的热值，你认为他所计算的燃料的热值可靠吗 ？为什么？ 四、简答题 12．请你找出汽车发动机工作时所运用的两个物理知识点，并分别解释如何运用的物理知识： （1）知识点一： ；解释： ． （2）知识点二： ；解释： ． 13．将一个盛少量水的试管放在酒精灯上加热，过了一段时间后，会听到“砰”的一声，塞子飞出，同时可以看到管口附近出现了“白雾”。请回答下列问题： （1）解释塞子飞出的原因； （2）“白雾”是什么现象。 14．如图所示是一台四冲程汽油机工作时某一时刻的示意图，请回答下列问题： （1）该汽油机此时处于哪个冲程？请写出判断依据。 （2）在此冲程中发生了怎样的能量转化？ 五、计算题 15．完全燃烧0.2kg焦炭所放出的热量有60%被水吸收[q焦炭=3.0×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg•℃）]，问： （1）0.2kg焦炭完全燃烧放出的热量是多少？ （2）水吸收的热量是多少？ （3）若水的初始温度是10℃，吸收了这些热量，可以使多少kg水温度从10℃升高到70℃？ 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 C 1．C 【详解】A． 进气门打开，活塞向下运行，汽缸容积增大，是吸气冲程，利用惯性工作，故A不符合题意． B． 气门都关闭，活塞向上运行，汽缸容积减小，是压缩冲程，利用惯性工作，故B不符合题意； C． 气门都关闭，活塞向下运行，汽缸容积增大，是做功冲程，不是利用惯性工作，故C符合题意； D． 排气门打开，活塞向上运动，汽缸容积减小，是排气冲程，利用惯性工作，故D不符合题意． 2．A 【详解】A．炒菜时，菜从锅内吸收热量，内能增大，主要是通过热传递的方式增加菜的内能，故A正确； B．热量时一个过程量，不能说含有热量，故B错误； C．一般都是用铁锻造的，主要是利用了铁导热能力强，故C错误； D．高压锅里的水沸腾时，压力阀不断旋转是因为锅内气体推动压力阀做功，气体将内能转化压力阀的机械能，热机的压缩冲程将机械能转化为内能，故D错误。 故选A。 3．C 【详解】A．由于存在能量损失，所以生活中的汽油机其机械效率不可能达到100%，故A错误； B．因为氢的热值大，所以现代火箭用液态氢作燃料，故B错误； C．内燃机的做功冲程的能量转化是将内能转化为机械能，使机器获得动力。故C正确； D．高压锅原理是：增大锅内气压，从而提高液体沸点，故D错误。 故选C。 4．C 【详解】A．甲实验中只要两个相同的酒精灯加热相同时间放出的热量就相同，没有必要控制燃料的质量相同，乙实验中需要控制燃料的质量相等，故A错误； B．乙实验中，只要两种不同燃料完全燃烧完即可，故没有必要用到计时器，故B错误； C．甲实验中探究不同物质吸热升温的现象，则需要燃烧相同的燃料，加热相同的时间，比较质量和初温相同的物质升高的温度，由 可知，比较温度的变化，温度升高越多，则吸热能力越小；乙实验为了比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，要用质量相同不同的燃料，加热质量相同的同种液体，根据 Q=cmΔt 可得，液体升温越高，则燃料放出的热量越多，根据 可知，这种燃料热值越大，故C正确； D．甲实验中不需要等酒精完全燃烧后再测量被加热物质的温度，在加热过程中直接观察两边温度计的示数变化即可得出结论，故D错误。 故选C。 5．C 【详解】如图所示，内燃机进气门和排气门都关闭，火花塞向气缸喷火花，汽油燃烧，燃气膨胀做功，把内能转化为机械能，活塞向下运动，是做功冲程；故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 6． 4.2×105 50% 【详解】[1]水吸收的热量 [2]20g煤气完全燃烧放出的热量 煤气灶烧水的效率 7． 机械 60 15 【详解】[1]热机是把内能转化为机械能的机器。 [2][3]汽油机完成1个工作循环，完成四个冲程，飞轮转2转，对外做功1次 1800r/min=30r/s 即每秒完成15个工作循环，完成60个冲程，对外做功15次。 8． 5.376×108 1600 【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5.376×108J。 [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 9．比热容、做功、内、机械． 【详解】试题分析：比热容是反映了物质吸热升温快慢的物理量，比热容越大，质量一定时，升高相同温度，能吸收的热量越多．发动机利用水冷却就是利用了水的比热容大的属性．发动机工作一个循环有四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，这四个冲程中只有一个冲程对外做功，即做功冲程．涉及两个能量转化，压缩冲程是把机械能转化为内能，做功冲程是把内能转化机械能． 考点：比热容的应用 10． 做功 10 【详解】[1]如图，两气门关闭，活塞下行，为做功冲程。 [2]汽油机的一个工作循环包含四个冲程，只有做功冲程对外做功，飞轮转两周做功一次。该单缸四冲程汽油机飞轮转速为 1200r/min=20r/s 则该汽油机每秒钟对外做功10次。 11． 水的质量和初温、燃料的质量、火焰的大小 煤油 不可靠，煤油和菜籽油不一定完全燃烧，有热量的散失 【详解】（1）因为两杯水吸收的热量与升高的温度和水的质量有关，本实验要通过水温度升高的多少反应吸收的热量多少，要让两杯水的质量相同，所以在实验中应控制水的质量和水的初温相等，另外还要燃料的质量、火焰的大小相同． （2）从表格中数据可以知道，在相同时间内甲杯中水温度升高的快，甲杯中水吸收的热量多，因此煤油热值较大． （3）因为煤油和菜籽油不一定完全燃烧，并且有热量的散失，计算出煤油和菜籽油的热值也是不可靠． 12． 见解析 见解析 见解析 见解析 【详解】[1] 汽车发动机工作时能量的转化情况； [2] 内能转化为机械能； [3] 汽车发动机的冷却剂常选用水的原因； [4] 水的比热容大，升高相同的温度，水吸收的热量多，用水做冷却剂可以起到更好的冷却效果． 13．（1）见解析；（2）见解析 【详解】（1）对水持续加热，试管中产生大量水蒸气，水蒸气对外做功，将软木塞推出，塞子被推出的过程中，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，故塞子能飞出。 （2）水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能会减小，温度降低，水蒸气液化成小水珠，形成“白雾”。 14．（1）压缩冲程，见解析；（2）机械能转化为内能 【详解】（1）图中汽油机，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程。 （2）汽油机在压缩冲程中，压缩气体做功，将机械能转化为内能。 15．（1）6×106J；（2）3.6×106J；（3）14.3kg 【详解】解：（1）由题意可知，q焦炭=3.0×107J/kg，所以0.2kg焦炭完全燃烧放出的热量为 Q放=mq=0.2kg×3.0×107J/kg=6×106J （2）因为焦炭所放出的热量有60%被水吸收，根据可得，水吸收的热量为 Q吸=6×106J×60%=3.6×106J （3）根据公式Q吸=cm（t-t0）可得，水的质量为 答：（1）0.2kg焦炭完全燃烧放出的热量为6×106J。 （2）水吸收的热量是3.6×106J。 （3）若水的初始温度是10℃，吸收了这些热量，可以使14.3kg水温度从10℃升高到70℃。 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 $$