第二章《改变世界的热机》--2024-2025学年教科版物理九年级上册

期末复习第二章《改变世界的热机》----2024-2025学年教科版物理九年级上册 一、单选题 1．下列说法中正确的是（　　） A．冰在熔化过程中温度和内能都保持不变 B．汽油机在压缩冲程中，将内能转化为机械能 C．经过火勺店，人们闻到火勺的香味是扩散现象 D．冬天“搓手取暖”和"烤火”都是通过热传递的方式增加手的内能 2．功率是用功与时间的比值来定义的。下列物理量所采用的定义方法与功率不一样的是（　　） A．密度 B．功 C．比热容 D．热值 3．科幻大片《流浪地球》中地球为摆脱木星，主人公点燃了木星上的可燃气体，从而将地球推离木星，其中“点燃木星”将地球推开相当于内燃机的（      ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 4．在单缸四冲程内燃机中，不需要依靠飞轮惯性来完成，且有能量转化的冲程是（    ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 5．你认为让内燃机获得动力的冲程是（　　） A． B． C． D． 6．某台热机的工作效率为30%，可能符合其能量流向的选项是（　　） A． B． C． D． 7．小丽为了测试汽车发动机的效率，开车以60km/h的平均速度行驶了120km，用去汽油30L，已知汽油的密度为0.7×103kg/m3，热值为4.6×107J/kg，发动机的功率为34.5kW，则该汽车发动机的效率为（　　） A．25.7% B．28.8% C．36.5% D．38% 8．关于如图所示的热机，下列说法中正确的是（　　） A．随着科技的进步，热机的效率可达100% B．燃料燃烧是否充分，不影响热机的效率 C．热机的效率越高，则做功越快 D．如图所示是汽油机的压缩冲程，通过做功的方式增大燃料混合物的内能 二、填空题 9．如图所示的空气压缩引火仪，在筒内放置一小团硝化棉，迅速压下活塞，活塞对筒内的空气做功，使空气的 能增加，温度升高，从而使硝化棉燃烧．这一实验过程与四冲程柴油机工作时的 冲程相似． 10．图甲是我国古代发明的取火器的模型图，把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒燃烧起来，这是通过 的方式，使筒内空气的 能增加，温度升高，达到艾绒的着火点，这一过程与图乙所示的内燃机工作冲程原理 （选填“相同”或“不同”）。 11．“西气东输”工程中，输送的燃料为天然气。这是利用了天然气 较大的特性， m3天然气完全燃烧可以放出的热量为2.1×106J。（已知天然气的热值为8.4×107J/m3） 12．热机是将内能转化为 的装置， （选填“可以”或“不可以”）研发出效率达到100%的热机． 13．如图是四冲程汽油机的某个冲程，由图可看出它正处于 冲程，该冲程将 转化为内能，若该汽油机飞轮的转速是3000r/min，则汽油机每秒钟对外做功 次。 14．如图所示是汽油机一个工作循环的两个冲程，图 是将机械能转化为内能的冲程。做功冲程中汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动，汽缸内气体的内能 。（选填“增加”或“减小）。 15．如图是一台四冲程汽油机的剖面图，使汽车获得动力的冲程是 冲程；若1min内该汽油机完成2400个工作循环，每秒内对外做功 次。汽油机完成一个工作循环时，需要吸入0.002m3的气态燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量为 J。 16．如图是我国用长征火箭发射“嫦娥二号”卫星时的壮观情景。 （1）火箭发射升空时，燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的 能，再转化为火箭的机械能，类似于四冲程汽油机的 冲程； （2）火箭的燃料使用液态氢，主要是因为它的密度小且 大； （3）火箭通过大气层时由于摩擦而产生大量的热，其改变内能的方式是 ； （4）卫星在飞行过程中机械能不变，当卫星运行到近地点时，其动能最 （大/小）。 三、实验题 17．如图所示，小王为比较不同燃料的热值，选用下列两套装置进行实验。 （1）他分别在加热器中放入质量相同的不同燃料1和2，同时点燃后对质量和初温相等的两种液体加热，直至燃料完全燃烧。小王设计的方案存在明显的缺陷，请你改正。答： ； （2）改正后，他可以通过 来比较不同燃料完全燃烧放出热量的多少； （3）实验后，小王用图甲中的实验器材又做了一次实验，根据实验数据利用公式算出了水吸收的热量，再用这个热量及消耗燃料的质量算出了燃料1的热值，算出的燃料1热值 （选填“准确”或“不准确”），理由是 。 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．随着人们生活水平的提高，私家车的保有量越来越大，虽然给人们的出行带来方便，但目前汽车内燃机的效率大约只有30%，同时汽车尾气也成为我国空气污染的重要来源。请你列举两条提高内燃机效率的方法或有助于改善环境的措施。 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 B C C C D A D 1．C 【详解】A．晶体在熔化过程继续吸热温度不变，由于要继续吸热所以晶体在熔化过程内能增加，故A错误； B．汽油机在压缩冲程的时候是活塞对汽缸内的汽油与空气的混合物做功，混合物的内能增加，这个过程是机械能转化为内能，故B错； C．闻到火勺的香味是由于分子在不停做无规则运动引起的，所以它是扩散现象，故C正确； D．改变内能有两种方式：热传递与做功。搓手取暖是通过做功的方式增加手的内能，而烤火是热传递的方式增加手的内能，故D错误。 故选C。 2．B 【详解】功率是用功与时间的比值来定义的，即采用了比值定义法。 A．密度等于质量与体积的比值，是采用比值定义法，故A不符合题意； B．功等于力与在力的方向移动距离的乘积，不是采用比值定义法，故B符合题意； C．比热容等于热量与质量和温度变化量乘积的比值，是采用比值定义法，故C不符合题意； D．热值等于燃料完全燃烧放出的热量与质量的比值，是采用比值定义法，故D不符合题意。 故选B。 3．C 【详解】“点燃木星”将地球推开，将可燃气体的内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程类似，故选C。 4．C 【详解】A．吸气冲程吸入汽油和空气的混合物，需要依靠飞轮的惯性来完成，没有能量转化，故A不符合题意； B．压缩冲程活塞对混合气体做功，需要依靠飞轮的惯性来完成，机械能转化为内能，故B不符合题意； C．做功冲程气体燃烧，高温压缩气体膨胀对外做功，不需要依靠飞轮的惯性来完成，内能转化为机械能，故C符合题意； D．排气冲程排出废气，需要依靠飞轮的惯性来完成，没有能量转化，故D不符合题意。 故选C。 5．C 【详解】内燃机获得动力的冲程只有做功冲程，将内能转化为机械能，做功冲程中火花塞点火，两气门关闭，活塞向下运动；故C符合题意。 故选C。 6．D 【详解】A．输入内能1000J，输出内能不可能还是1000J，故A不符合题意； B．热机是将内能转化为机械能的机器，输入的是内能，不是电能，故B不符合题意； C．热机的工作效率为 故C不符合题意； D．热机的工作效率为 故D符合题意。 故选D。 7．A 【详解】由题意可知，开车以60km/h的平均速度行驶了120km，根据可知，这个过程需要的时间是 发动机的功率为，根据可知，该汽车发动机所做的有用功是 该汽车发动机所做的有用功是；已知用去汽油，汽油的密度为0.7×103kg/m3，那么用去汽油的质量是 汽油的热值是4.6×107J/kg，则这些汽油放出的热量是 这些汽油放出的热量是；则该汽车发动机的效率是 该汽车发动机的效率约是25.7%。 故选A。 8．D 【详解】A．热机工作过程中要散失热量、要克服摩擦做功，使得燃料完全燃烧放出的热量并不能全用来做有用功，所以热机的效率总小于100%，故A错误； B．使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，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，而功率是指单位时间内完成的功，热机效率与功率之间没有必然的联系，故C错误； D．由图可知，进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；在压缩冲程中，活塞压缩气体使其内能增大、温度升高，是通过做功的方式使其内能增大的，故D正确。 故选D。 9． 内 压缩 【详解】下压活塞时，压缩空气的体积，活塞对筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能，使空气的内能增加，温度升高，当温度升高达到棉花的着火点时，筒内棉花燃烧起来； 四冲程汽油机的压缩冲程是活塞压缩做功，机械能转化为汽缸内物质的内能，所以能量转化形式相同； 10． 做功 内 不同 【详解】[1][2]把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒燃烧起来，这是通过做功的方式，使筒内空气的内能增加，则温度升高，达到艾绒的着火点，使艾绒燃烧。 [3]由于图乙气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程，将内能转化为机械能，把木制推杆迅速推入牛角套筒的这一过程与图乙所示的内燃机工作冲程原理不同。 11． 热值 0.025 【详解】[1]西气东输输送的是天然气，这是因为天然气的热值较大，与其它燃料相比，在完全燃烧的质量相同时，天然气放出的热量较多。 [2]据Q放=Vq得，放出2.1×106J的热量，需要燃烧的天然气的体积 12． 机械能 不可以 【详解】[1]热机是利用内能来做功的机器，做功过程中将内能转化为机械能； [2]热机在工作过程中，克服摩擦力做功会消耗一部分能量，废气会带走一部分能量，燃料也做不到充分燃烧，所以不可以研发出效率达到100%的热机． 13． 压缩 机械能 25 【详解】[1][2][3]从图中可以看出，两个气门关闭，活塞上行，是压缩冲程，此冲程中，机械能转化为内能；飞轮的转速是 因为飞轮转动一圈完成两个冲程，所以1s可以完成 个冲程，完成四个冲程，对外做功一次，所以1s可以做功25次。 14． 甲 减小 【分析】在汽油机的四个冲程中，进气阀和排气阀均关闭的只有压缩冲程和做功冲程，而在压缩冲程中活塞向上运动，做功冲程中活塞向下运动；内燃机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程中机械能转化为内能；二是做功冲程中内能转化为机械能。 【详解】[1]根据图甲可知，两个气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，即机械能转化为内能。 [2]根据图乙可知，两个气阀关闭，活塞向下运动，是做功冲程，内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能，故气体的内能减小、温度降低。 15． 做功 40 1.38×105J 【详解】[1]做功冲程中，燃气推动活塞向下运动，对外做功，燃气的内能转化为机械能，使汽车获得动力。 [2]lmin内汽油机完成2400个工作循环，则1s内完成40个工作循环，对外做功40次。 [3]根据密度公式可得燃料的质量为 m=ρ燃料V=1.5kg/m3×0.002m3=3×10-3kg 燃料完全燃烧放出的热 Q=mq燃料=3×10-3kg×4.6×107J/kg=1.38×105J 16． 内能 做功 热值 做功 大 【详解】（1）[1][2]火箭发射升空时，燃料燃烧时发生化学变化，化学能转化为内能，使燃气温度升高，燃气向后喷发推动火箭运动，内能转化为机械能。从能量转化的角度看，它与汽油机的做功冲程相同。 （2）[3]火箭的燃料使用液态氢，主要是因为它的密度小且热值大，在同样情况下，可以释放更多的热量。 （3）[4]当火箭在大气层中快速飞行时，会与大气层发生剧烈摩擦，其温度会升高，内能会增大，这是通过做功的方式改变物体的内能。 （4）[5]飞行器在轨道上从远地点到近地点运行的过程中，同时其质量不变，速度变快，运行到近地点时，其动能最大。 17． 见解析 温度计上升的示数 不准确 见解析 【详解】（1）[1]为便于通过升高温度比较液体吸收的热量，应使用初温和质量相同的同种液体。 （2）[2]由以上分析可知，实验时应比较相同质量的两种燃料完全燃尽后液体升高的温度，即根据温度计上升的示数比较燃料热值的大小。 （3）[3][4]由于给水加热时有热损失，因此根据Q吸=cm(t-t0)计算出水吸收的热量要比燃料1完全燃烧放出的热量小，利用这个热量计算出燃料1的热值会偏小。 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．见解析 【详解】热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，因此提高燃料的利用率和减少热量损失都可以提高热机效率，具体方法可以有减少机件间的摩擦，使燃料充分燃烧等。 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 $$