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 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．用酒精灯给试管内的水加热，一段时间后，发现塞在试管口的木塞被冲出，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．试管中的水温度升高，水的内能保持不变 B．水蒸气对木塞做功，把机械能转化为内能 C．水蒸气对木塞做功，与汽油机压缩冲程的原理相同 D．水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减小 2．如图所示，课外综合实践活动小组的同学们用酒精灯加热水到一定程度时，试管中喷出水蒸气，下列有关说法正确的是（　　） A．实验过程中“白雾”弥漫在试管口属于扩散现象 B．水蒸气驱动小风车转动的过程水蒸气内能增大 C．酒精灯通过热传递的方式使水的内能增大 D．此实验过程的能量转化与热机压缩冲程相同 3．下列说法中正确的是（　　） A．汽油机的做功冲程将机械能转化为内能 B．沿海地区昼夜温差小，主要原因是水的比热容较小 C．在远处也能闻到花的香味，是分子无规则运动的结果 D．温度高的物体具有的内能多，温度低的物体具有的内能少 4．热学知识在日常生活中有广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A．芬芳四月牡丹飘香，说明分子间有空隙 B．热机通过压缩冲程将内能转化为机械能 C．暖气片内用水作为导热介质是因为水的比热容较大 D．高压锅能更快煮熟食物，是因为锅内气压增大，水的沸点降低 5．如图所示的是郑老师的自制教具，他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从上方瓶口喷入液态酒精并盖上一次性纸杯，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸杯即刻飞出，瓶口出现白雾。下列分析正确的是（   ） A．瓶口的白雾是液态酒精升华形成的 B．纸杯飞出时发生的能量转化是内能转化为机械能 C．气体推动纸杯飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程 D．纸杯由于受到惯性的作用，飞出后要继续向上运动一段距离 6．下列关于热机和环境保护的说法中，正确的是（　　） A．热机排出的尾气没有内能 B．热机的效率能达到100% C．热机都是使用汽油作燃料 D．热机的大量使用会造成环境污染 7．在大口厚玻璃瓶内装入少量的水，塞紧塞子后，用打气筒往瓶内打气，当塞子跳出时，可以看到瓶口有白雾出现，如图所示。在图内燃机的四个冲程中，与塞子跳出时能量转化过程相同的是（　　）    A．   B．   C．   D．   8．一瓶汽油用掉一半之后，下列关于它的说法正确的是（　　） A．它的密度为原来的一半 B．它的比热容变为原来的一半 C．它的热值变为原来的一半 D．它的热值不变 9．关于热现象和内能，下列说法正确的是（　　） A．在四冲程内燃机中，做功冲程将内能转化为机械能 B．温度为0℃的物体分子就不会运动，所以内能为零 C．热量总是由内能大的物体传递给内能小的物体 D．温度低的物体，其内能一定较小 10．关于汽油机工作的四个冲程，下列排序正确的是（　　） A．甲乙丙丁 B．丁丙甲乙 C．甲丙乙丁 D．丁乙甲丙 11．下列与热学有关叙述合理的是（　　） A．年平均气温为﹣25℃的南极的冰山没有内能 B．烤火取暖是火焰的温度转移到了人身上 C．内燃机压缩冲程将机械能转化为内能 D．冬天，教室玻璃上液化的小水珠在玻璃外表面 12．如图所示是四冲程汽油机一个工作循环中的三个冲程。缺少的一个冲程名称、顺序以及能量的转化应该是（    ） A．做功冲程，应在乙、丙两图之间，机械能转化为内能 B．做功冲程，应在乙、丙两图之间，内能转化为机械能 C．压缩冲程，应在甲、乙两图之间，内能转化为机械能 D．压缩冲程，应在甲、乙两图之间，机械能转化为内能 13．我国幅员辽阔，人文自然资源丰富，下列分析正确的是（　　） A．新疆吐鲁番的火焰山昼夜温差大，是因为火焰山沙石比热容大 B．云南大理的蝴蝶泉边花香四溢，是因为分子不停地做无规则运动 C．黑龙江哈尔滨寒冷的冰雕不易融化，是因为冰雕没有内能 D．山东潍坊的潍柴内燃机工作时，将机械能转化成内能 14．市政府为全面推进文明城市建设，采取了一系列措施，对下列措施的解释不正确的是（　　） A．加大城市绿化面积——可以改善环境 B．城区禁鸣——是在人耳处减弱噪声 C．开展“文明过马路”活动——可以减少交通事故的发生 D．倡导“无车日”——可以减少机动车尾气排放，缓解“温室效应” 15．下列关于热和能的说法正确的是（　　） A．物体会热胀冷缩说明分子大小随温度的变化而改变 B．寒冬搓手手会变得更加温暖是因为手吸收了热量 C．沿海地区昼夜温差比沙漠地区小是因为水的比热容比较大 D．如果煤炭燃烧不完全，其热值会变小 二、填空题 16．汽车的诞生改变了人类的生活方式，事实上，人类很早就在探寻着更好的代步工具，法国人居纽于1760年制造了世界上第一辆蒸气驱动的三轮车，现在你看到的这幅漫画据说是牛顿所设计的蒸汽汽车原理图，试就该原理图回答下列问题： （1）蒸汽三轮车工作原理是什么？物体间力的作用是 的． （2）蒸汽推动三轮车过程的能量如何转化？ ． 17．改变内能有不同的方式，如图所示是通过 方式增加试管里的水的内能。水沸腾后，水蒸气推动“试管塞”迅速冲出管口，水蒸气的内能 （选填“增大”或“减小”），在“试管塞”被推出的过程中，能量转化情况与内燃机的 冲程相同。 18．年月日，带着颗卫星的长征二号丁运载火箭，在太原卫星发射中心升空，刷新了我国一次发射卫星数量最多的纪录。火箭用液氢作燃料，是因为液氢 大；火箭发射的能量转化与汽油机的 冲程一致。 19．若某四冲程汽油机的转速为3000r/min，则1min内做功 次，完成 个冲程． 三、计算题 20．某汽车的最低油耗是 0.2 kg/（ kW·h），表示该汽车获得 1 kW·h 的能量至少消耗 0.2kg 汽油．已知汽油的热值为 4.6×107 J/kg．求： （1） 0.2 kg 的汽油完全燃烧时放出的热量． （2）该汽车发动机的最高效率． 21．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？ 22．太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息： 其中太阳辐射功率是指内投射到面积上的太阳能． 求：（1）水在内吸收的热量是多少． （2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少的天然气．（天然气的热值为，天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收） （3）太阳能热水器的效率是多少． 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 C C C B D B D A B 题号 11 12 13 14 15 答案 C B B B C 1．D 【详解】A．用酒精灯加热水的过程中，水从酒精灯火焰吸收热量，水的内能增大，故A错误； BCD．木塞冲出试管口时，水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能转化为木塞的机械能，水蒸气的内能减少，同汽油机的做功冲程原理相同，故BC错误，D正确。 故选D。 2．C 【详解】A．实验过程中“白雾”是喷出的水蒸气遇冷液化形成的小水珠，不属于扩散现象，故A错误； B．水蒸气驱动小风车转动时，水蒸气对外做功，则水蒸气的内能减少了，故B错误； C．用酒精灯给水加热时，是通过热传递的方式使水的内能增大，故C正确； D．热机在做功冲程中内能转化为机械能，压缩冲程是机械能转化为内能，故D错误。 故选C。 3．C 【详解】A．做功冲程中内能转化成机械能，故A错误； B．沿海地区昼夜温差小，主要原因是水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同热量，温度升高或降低不明显，故B错误； C．我们能闻到花的香味是因为花分子在做无规则运动，故C正确； D．温度是影响内能的因素之一，同一物体温度高时比温度低时内能大，但不同的物体，温度高时，内能不一定大，故D错误。 故选C。 4．C 【详解】A．芬芳四月牡丹飘香，是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故A错误；   B．热机通过压缩冲程将机械能转化为内能，通过做功冲程将内能转化为机械能，故B错误；   C．暖气片内用水作为导热介质是因为水的比热容较大，在温度降低相同时，放出的热量多，故C正确；   D．高压锅能更快煮熟食物，是因为锅内气压增大，水的沸点升高，食物煮熟更快，故D错误。 故选C。 5．B 【详解】A．瓶口的白雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠形成的白雾，故A错误； B．在纸杯飞出之前，瓶内的酒精燃烧将化学能转化为内能，使瓶内气体温度升高、内能增大。当瓶内气压增大到一定程度时，气体就会推动纸杯飞出，将内能转化为纸杯的机械能，故B正确； C．气体推动纸杯飞出的过程是气体对外做功的过程，都是将内能转化为机械能，相当于内燃机的做功冲程。故C错误； D．惯性是一种性质，不是力，不能表述为受到惯性的作用，故D错误。 故选B。 6．D 【详解】A．热机工作时，排出的尾气带走了大部分内能.A说法不正确． B．热机工作时由于要克服机械间的摩擦做额外功、同时也存在热散失、并且废气带走大部分能量，所以热机的效率很低，不能达到100%.B说法不正确． C．热机中煤炭、汽油、柴油、天然气、氢气等燃料都可使用.C说法不正确． D．热机工作时，燃料燃烧放出的废气会造成环境污染，所以热机的大量使用会造成环境污染.D说法正确． 7．B 【详解】用打气筒往瓶内打气，当塞子跳出时，可以看到瓶口有白雾出现，是因为气体膨胀对外做功，内能转化为机械能。在内燃机的四个冲程中，压缩冲程机械能转化为内能，做功冲程内能转化为机械能，A是吸气冲程，B是做功冲程，C是压缩冲程，D是排气冲程，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 8．D 【详解】A．密度表示单位体积内物质的质量，是物质本身的性质，与物质的质量和体积无关，一瓶汽油用掉一半之后，其密度不变，故A错误； B．比热容表示物质的吸热（或放热）本领，是物质本身的性质，与物质的质量和体积无关，一瓶汽油用掉一半之后，其比热容不变，故B错误； CD．热值表示单位质量的燃料完全燃烧放出的热量，是燃料本身的性质，与燃料的质量和体积无关，一瓶汽油用掉一半之后，其热值不变，故C错误，D正确。 故选D。 9．A 【详解】A．在四冲程内燃机中，做功冲程中燃料燃烧，产生高温、高压的燃气，推动活塞向下运动，将内能转化为机械能。故A正确； B．任何物体在任何情况下都具有内能。组成物体的分子永不停地做无规则运动。故B错误； C．根据热传递的条件可知，热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体。故C错误； D．物体的内能与质量、温度、状态等有关。温度低的物体，其内能不一定小。故D错误。 故选A。 10．B 【详解】甲两气门都闭合，活塞向下运动，火花塞点火，此为做功冲程；乙右边的排气门打开，活塞向上运动，此为排气冲程；丙两气门都闭合，活塞向上运动，此为压缩冲程；丁左边的进气门打开，活塞向下运动，此为吸气冲程。汽油机工作过程中四个冲程顺序为吸气冲程，压缩冲程，做功冲程，排气冲程，故ACD错误，B正确。 故选B。 11．C 【详解】A．一切物体在任何温度下都有内能，南极冰山平均温度虽然非常低，但仍然具有内能，故A不符合题意； B．烤火取暖是火焰的内能转移到了人身上，使身体内能增加，温度升高，不是温度发生转移，故B不符合题意； C．内燃机在压缩冲程的时候是活塞对汽缸内的工作物质做功，工作物质的内能增加，这个过程是机械能转化为内能，故C符合题意； D．冬天温度较低，教室内空气中的水蒸气遇到冷的玻璃液化形成小水珠，附在玻璃的内表面上，故D不符合题意。 故选C。 12．B 【详解】图甲中进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，所以为吸气冲程；图乙中进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，将机械能转化为内能；图丙中进气门关闭、排气门打开，活塞向上运动，所以为排气冲程。综上分析可知，在乙和丙之间缺少做功冲程，做功冲程将内能转化为机械能。 13．B 【解析】略 14．B 【详解】A、加大绿化面积，可以改善空气质量，增加空气湿度，从而改善环境，故A正确，A不符合题意； B、城区禁鸣是在声源处减弱噪声的，故B错误，B符合题意； C、文明过马路，可以减少交通事故的发生，故C正确，C不符合题意； D、“无车日”，减少了机动车的行驶，机动车在行驶时会排放出二氧化碳等有害气体，减缓“温室效应”，故D正确，D不符合题意。 故选B。 15．C 【详解】A．物质的热胀冷缩是因为分子之间的间隔变化引起的，不能说明分子大小随温度的变化而改变，故A错误； B．冬天用力搓手手会变热，是通过摩擦做功的方式把机械能转化为内能，故B错误； C．沿海地区，水多；内陆地区水少、沙石多。因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙子比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得沿海地区昼夜的温差小，故C正确； D．热值是燃料的一种特性，不同的燃料，其热值一般不同，热值大小仅与燃料的种类有关，而与燃料的质量、燃料的燃烧程度无关，故D错误。 故选C。 16． 相互 内能转化为机械能 【详解】试题分析：（1）蒸汽汽车原理：燃料燃烧放出热量，被水吸收，水沸腾产生大量的水蒸气，水蒸气从容器口喷出，蒸汽三轮车给水蒸气一个向后的力，物体间力的作用是相互的，水蒸气给三轮车一个大小相等，方向相反的力推动蒸汽三轮车前行． （2）蒸汽机工作时消耗了蒸汽的内能，产生了车的机械能． 解：（1）燃料燃烧放出热量，是化学能转化为内能，水吸收热量，是内能的转移，水吸收热量达到沸点，继续吸热，开始沸腾产生大量的水蒸气，水蒸气从容器口喷出时是内能转化为机械能，喷出时给空气一个力，物体间力的作用是相互的，空气给水蒸气一个大小相等，方向相反的力推动蒸汽三轮车前行，施力物体是空气； （2）在上述过程中，消耗了蒸汽的内能，产生了车的机械能，故是将内能转化为机械能的过程． 故答案为（1）相互；（2）内能转化为机械能． 17． 热传递 减小 做功 【详解】[1]如图，用酒精灯对水进行加热，水从外界吸收热量，是通过热传递的方式来增加试管里的水的内能。 [2]沸腾后，水蒸气推动“试管塞”迅速冲出管口，水蒸气推动试管塞对外做功，将内能转化为机械能，水蒸气的内能减小。 [3]在“试管塞”被推出的过程中，将内能转化为机械能；内燃机的做功冲程中，缸内气体推动活塞做功，将内能转化为机械能，所以，在“试管塞”被推出的过程中，能量转化情况与内燃机的做功冲程相同。 18． 热值 做功 【详解】[1]火箭用液氢作燃料，是因为液氢的热值大，与质量相同的其他燃料相比，完全燃烧时可以放出更多的热量。 [2]火箭发射时，燃料燃烧化学能转化为内能，对外做功，内能转化为火箭的机械能，此过程与汽油机四个冲程中的做功冲程一致。 19． 1500 6000 【详解】四冲程汽油机的转速为3000r/min，表示1min飞轮转动3000圈，因热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，所以，1min内曲轴转动3000周，对外做功1500次，完成6000个冲程． 20．（1）9.2×106J   （2）39.1% 【详解】解答：(1)0.2kg的汽油完全燃烧时放出的热量Q ＝mq ＝0.2kg×4.6×107J/kg ＝9.2×106J， (2)根据题意可知,完全燃烧0.2kg汽油获得最大有用功的能量为W ＝1kW⋅h ＝3.6×106J， 汽车发动机的效率：η ＝≈39.1%. 21．(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。 22．（1）．（2）．（3）． 【详解】水在10h内吸收的热量Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×50℃=2.1×107J；如果水吸收的热量用天然气来提供则可得Q=Vq；V= ；太阳能热水器10h获得太阳辐射热Q获=1.68×106×10×2.5=4.2×108J；太阳能热水器的效率： 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 $$