期末强基训练：改变世界的热机 2024-2025学年教科版物理九年级上册

期末强基训练：改变世界的热机 一、单选题 1．从本质上来看，内燃机的工作能量来源于 A．机械能 B．热能 C．化学能 D．化学能和热能 2．如图所示，水煎包是某地的特色名吃，它兼得水煮和油煎之妙：一面焦脆，三面嫩色泽金黄，皮薄馅大，香而不腻。关于水煎包的制作过程，以下说法正确的是（　　） （1）水煎包“香气四溢”，说明分子在不停地做无规则运动 （2）木材燃烧越充分，木材的热值越大 （3）木柴燃烧时将化学能转化为内能 （4）往热锅内倒入水会产生大量的“白气”，“白气”是水汽化形成的 （5）锅盖不断被水蒸气顶起而“跳动”，此时水蒸气的内能转化为锅盖的机械能    A．（1）（3）（5） B．（2）（3）（5） C．（2）（4）（5） D．（3）（4）（5） 3．如图为汽油机某一冲程示意图，进气门、排气门关闭，下列选项中与其能量转化过程完全相同的是（　　） A．用手反复弯折铁丝 B． 用热水壶将水烧开 C． 压缩空气棉花燃烧 D． 水蒸气弹出活塞 4．下列有关热和能的说法中正确的是 A．物体内能增大，一定从外界吸收热量 B．汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能 C．物体的温度越高，分子无规则运动越剧烈 D．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多 5．关于热机效率，下列说法正确的是 A．热机做的有用功多，效率一定高 B．热机使用的燃料的热值越大，它的效率越高 C．热机在单位时间内耗费的燃料少，效率一定高 D．减少热机运转过程中的能量损失可以提高热机的效率 6．闽江河口湿地公园被列入国家重要湿地名录。湿地对城市居民的生活有很重要的意义，其中它可以有效地调节气温，主要是因为水的（　　） A．比热容大 B．密度大 C．流动性大 D．热值大 7．关于提高热机效率的途径，下列说法中错误的是（ ） A．尽量使燃料充分燃烧 B．尽量减少热机的工作时间 C．保证良好的润滑，尽量减少摩擦 D．尽量减少热量的损失 8．以下关于内能、热量、温度、热值和比热容的说法中，正确的是（　　） A．一块0℃的冰熔化成0℃的水，内能不变，比热容增大 B．温度高的物体含热量多，会把温度传递给热量少的物体 C．热量可能从内能小的物体传递给内能大的物体 D．酒精灯内的酒精用去一半后，酒精的热值减小，比热容不变 二、填空题 9．2022年11月29日，我国运载火箭将“神舟十五号”载人飞船准确送人预定轨道，火箭工作时将 能转化为机械能 10．汽车是我们十分熟悉的重要交通工具，汽油机是汽车的“心脏”，汽油机工作时 冲程将内能转化为机械能。 11．四冲程内燃机的工作过程由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，且不断循环进行。如图所示，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，是内燃机的 冲程。0.2kg汽油在汽缸内完全燃烧后放出热量 J（）。有的航天器发动机用氢做燃料，这是因为氢的 很大（选填“密度”“热值”或“比热容”）。 12．在汽油机的一个工作循环中，做功冲程中是将 能转化为 能；某品牌汽车发动机飞轮的转速为2400r/min，则在1s内，柴油机完成 个冲程；对外做功的次数是 。 13．某插秧机使用的是四冲程汽油机，如图所示是汽油机的 冲程，把 转化为内能。如果该汽油机飞轮的转速是2400r/min，汽油机每秒钟对外做功 次。 14．世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”，在我国酒泉卫星发射中心用“长征二号丁”运载火箭成功发射升空．火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料 的特性.2017年5月18日，我国实现全球首次海域可燃冰试采成功．1 m3可燃冰可以释放出175 m3的天然气，这些天然气完全燃烧释放出的热量是 J；[q天然气＝3.6×107 J/m3，] 15．质量为4kg的水，若温度升高了50℃，则水吸收的热量为 J，若天然气完全燃烧放出热量的30%被水吸收，则至少需要燃烧 g的天然气。（q天然气=4×107J/kg） 16．如图是一款用于浇花的喷壶，浇花前先要用喷壶上方的活塞向壶内打气活塞一段时间，按下手柄处的开关，壶内水就会自动喷出。向壶内打气过程是利用 的方式使壶内水上方空气内能 （填“增大”“减小”），该过程的能量转化与内燃机的 冲程的能量转化相同。 三、实验题 17．小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知．（注：燃料完全燃烧放热用Q放=mq计算，某燃料的热值用q表示；其质量用m表示）．自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系．他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见表： 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃ 煤油 2.5 100 菜籽油 20 100 （1）为了保证实验结论可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中除了要控制甲乙两烧杯内水的质量相等，煤油和菜籽油的 相同． （2）实验中测的数据如表（无读数错误）：根据数据 （填：能或不能）得出煤油热值与菜籽油热值的关系． （3）实验中不足之处可能是 造成的． （4）小明同学纠正实验中不足之处后，还想利用这种实验方案粗略估算出煤油和菜籽油的热值，除了图中装置以外，那么小明还使用的测量仪器是 ．利用此实验方法计算出的热值将比真实值 （填：偏大或偏小）． 四、简答题 18．提高热机效率具有哪些积极意义？（答出两条即可） 19．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。 20．哪个冲程使汽车获得动力？ 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 答案 C A D C D A B C 1．C 【详解】内燃机工作时，将燃料的化学能通过燃烧燃烧转化为内能，燃气推动活塞做功，把内能转化为机械能．所以说从本质上来看，内燃机的工作能量来源于燃料的化学能．故选C． 【点睛】内燃机工作的原理：燃料的化学能变成内能推动活塞做功把内能转化成机械能． 2．A 【详解】（1）香气四溢是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，（1）正确； （2）热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与质量多少、是否燃烧、是否完全燃烧都没有关系，（2）错误； （3）木柴燃烧时将化学能转化为内能，（3）正确； （4）“白气”是由于水蒸气液化形成的小水珠，（4）错误； （5）因为水蒸气的内能转化为锅盖的机械能，所以锅盖不断被水蒸气顶起而发生“跳动”，（5）正确。 所以，以上说法正确的是（1）（3）（5）。 故选A。 3．D 【详解】根据图示可知，两个气门都关闭，活塞下行，因此该冲程为做功冲程，将内能转化为机械能； A．用手反复弯折铁丝做功，把机械能转化为内能，内能增加，故A不符合题意； B．用热水壶将水烧开，是热传递，是内能的转移，故B不符合题意； C．用力将活塞压下，活塞对筒内空气做功，筒内空气的内能增大、温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，此过程中机械能转化为内能，故C不符合题意； D．烧开水时，水蒸气膨胀将塞子弹出，是水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，故D符合题意。 故选D。 4．C 【分析】①改变内能的方法有两种方式：做功和热传递． ②汽油机只有在做功冲程对外做功，将内能转化为机械能． ③分子运动的快慢与温度有关． ④燃料在燃烧时放出的热量与热值，燃料的质量，燃料是否完全燃烧有关． 【详解】A．物体内能增大，可能是从外界吸收了热量．也可能是外界对物体做了功，不符合题意； B．汽油机在做功冲程中把内能转化为机械能，不符合题意； C．分子运动的快慢与温度有关，物体的温度越高，分子无规则运动越剧烈，符合题意； D．燃烧时放出的热量不仅仅跟燃料的热值有关，跟燃料的多少及燃烧情况等都有关系，不符合题意． 5．D 【详解】A．只有在总功一定时，有用功越多，效率才一定高，不知道总功的情况下，有用功多，效率不一定高，故A错误； B．热机效率是指用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值，与燃料热值的大小无关，故B错误； C．热机单位时间内耗费的燃料少，但不知道其做的有用功、总功的多少，无法判断其效率的高低，故C错误； D．减少热量的损失，热机做同样的有用功，消耗的燃料就越少，则有用功占总功的比例越高，即提高了效率，故D正确． 6．A 【详解】湿地含水分多，水的比热容较大，由Q=cmΔt可知，白天，相同质量的水和土壤、沙石比较，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，使得昼夜的温差小，能有效调节周围环境的气温，故A符合题意。 故选A。 7．B 【详解】热机的效率是指用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧所放出的总能量的比值，热机在工作过程中造成能量损失的因素有：燃料很难完全燃烧；排出的废气带走能量；热机的零部件要散热；克服零部件之间的摩擦要消耗能量等．要想提高热机的效率，就要做到，尽量使燃料完全燃烧、保证良好的润滑、尽量减小克服摩擦消耗的能量、尽量减小热量的损失等，和热机工作时间的长短无关，故只有B错误，故选B． 8．C 【详解】A．冰熔化成水的过程中要吸收热量，所以一块0℃的冰熔化成0℃的水，内能增加，故A错误； BC．热量是个过程量，不能说含有，热传递是热量由高温物体传递给低温物体，内能小的物体也可能温度较大，故B错误；C正确； D．热值是燃料的一种属性，比热容是物质的一种属性，都不随质量的变化而改变，酒精灯内的酒精用去一半后，酒精的热值不变，比热容也不变，故D错误。 故选C。 9．内 【详解】火箭发射升空时，燃料的化学能转化为高温高压燃气的内能，燃气的内能再转化为火箭的机械能。 10．做功 【分析】。 【详解】汽油机的做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能。 11． 压缩 热值 【详解】[1]图示中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，气缸内气体被压缩，内能增大，是内燃机的压缩冲程。 [2]汽油完全燃烧后放出的热量 [3]用氢做航天器的燃料，是因为氢的热值较大，与其它燃料相比，燃烧质量相同时，放出的热量更多。 12． 内 机械 80 20 【详解】[1][2]做功冲程，活塞对外做功，将内能转化为机械能。 [3] [4]某品牌汽车发动机飞轮的转速为 说明飞轮每秒转动40r。柴油机一个工作循环，4个冲程，飞轮转动两圈，对外做功1次，因此在1s内，柴油机完成80个冲程，对外做功20次。 13． 压缩 机械 20 【详解】[1][2]由图可以看出，热机的进气门关闭，排气门关闭，活塞由下向上运动，为压缩冲程；压缩冲程中机械能转化为内能。 [3]由题意可知，四冲程汽油机的飞轮转速是 即每秒钟转40圈，汽油机飞轮转两圈，对外做功依次，所以汽油机每秒钟对外做功20次。 14． 热值大 6.3×109 【详解】（1）运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液态氢时，可以释放出更多的热量； （2）1m3可燃冰可以释放出175m3的天然气， 这些天然气完全燃烧产生热量：． 15． 8.4×105 70 【详解】[1]水吸收的热量为 [2]天然气完全燃烧放出的热量为 根据可得，天然气的质量为 16． 做功 增大 压缩 【详解】[1][2]浇花前先用喷壶上方的活塞不断向壶内打气，对壶内的空气做功，这是利用做功的方式使壶内水上方空气内能增大。 [3]由于是通过做功的方式使空气的内能增大，即机械能转化为内能，则与压缩冲程相同。 17．（1）质量；（2）不能；（3）燃油太多；（4）天平；偏小． 【详解】试题分析：（1）热值是单位质量的某种燃料完全燃烧时放出的热量，据此分析； （2）由表格数据可知，水的末温相同，但是100℃，根据水沸腾的特点进行判断； （3）根据表中数据可知水的末温相同，无法判断水吸收热量的多少，据此进行分析； （4）燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小． 解： （1）热值是质量1kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量，探究燃料热值大小时，应控制两套装置中燃料的质量相同，比较放出热量的多少； （2）因为水沸腾时温度保持不变，两只烧杯中的水温都是100℃，无法判断水吸热的多少，所以无法比较煤油热值与菜籽油热值的关系； （3）实验过程中水温达到100℃，无法比较水吸热的多少，因此实验中要使水的末温低于100℃，所以要减少燃油的质量或者增加水的质量； （4）要控制质量相等，需要用天平来测量； 由于燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸，依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些． 故答案为（1）质量；（2）不能；（3）燃油太多；（4）天平；偏小． 【点评】此类实验问题，要结合控制变量法进行分析研究，通过观察温度的变化判断燃料热值的大小，考查了学生的实验探究能力． 18．见解析 【详解】答：热机的效率是热机性能的重要指标，热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，从而节约能源，减少污染。 19．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。 20．做功冲程 【详解】汽油机的一个工作循环由四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．其中在做功冲程中，是燃料燃烧产生的内能转化为机械能，使汽车获得动力． 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 $$