初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第2节 热机一课一练

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1.单缸四冲程内燃机工作时，依靠飞轮惯性来完成的是（ ）
A . 只有吸气和压缩两个冲程
B . 只有压缩和排气两个冲程
C . 只有排气和吸气两个冲程
D . 有吸气、压缩和排气三个程
2.一标准大气压下，将质量为10g，热值为4.2×10 7J/kg的燃料完全燃烧后，放出的热量完全被质量为1kg的水吸收，水的初温30℃，水的温度将升高（ ）
A . 70℃ B . 80℃ C . 90℃ D . 100℃
3.下列与热现象有关的说法中，正确的是（ ）
A . 0℃的物体没有内能
B . 燃料的热值越大，放出的热量越多
C . 汽油机燃烧的汽油属于可再生能源
D . 热传递可以改变物体的内能
4.关于热机与环境，下列说法不正确的是（ ）
A . 汽车内燃机的废气和冷却水带走大量热量，成为城市热岛效应的元凶之一
B . 热机效率是热机性能的重要指标
C . 改进热机性能，可以有效利用资源，减少排放污染
D . 使用热值更高的燃料，可以有效提高热机效率
5.小张是一个善于学习和总结的同学，在半期考试来临之际，他把所学物理的部分笔记整理如下，其中错误的是（ ）
A . 一节新干电池的电压为1.5V
B . 若通过两灯的电流相等，两灯一定是串联
C . 热机工作时，汽油机吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的只有空气
D . 热机做功快，效率不一定高
6.质量为3kg的石油，用去 13后，剩下的石油（ ）
A . 比热容为原来的 23 ， 热值不变
B . 比热容不变，热值变为原来的23
C . 比热容和热值均变为原来的23
D . 比热容和热值都不变
7.关于热和能的知识，下列说法正确的是（ ）
A . 生火烧水，是利用做功的方法增大水的内能
B . 北方冬天的“暖气”输送，用水作介质，是因为水具有比热容大的特点
C . 内燃机的做功冲程，是将电能转化为内能
D . 燃料燃烧时放出了热量，所以能的总量增加
8.从原理的发现到实际的应用，往往要解决许多技术上的难题．汽油机只有在做功冲程中燃气才给活塞一个动力，但汽油机却可以连续工作，其中关键部件是（ ）
A . 火花塞
B . 连杆
C . 曲轴和飞轮
D . 进气门和排气门
9.涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的大功率航空涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合。燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。下列关于该发动机工作过程中的说法正确的是（ ）
A . 压气机压缩空气，空气的内能减小
B . 燃料和压缩空气混合后，燃料的热值减小
C . 使燃烧室中燃料燃烧更充分，可以提高发动机的效率
D . 高温高压气体推动涡轮转动，类似于做功冲程，将机械能转化为内能
10.一杯酒精用掉一半，剩下一半的质量、比热容、热值（ ）
A . 质量、热值、比热容都不变
B . 质量变为原来的一半，热值、比热容都不变
C . 质量、热值、比热容都变为原来的一半
D . 质量不变，热值、比热容都变为原来的一半
二、多选题
1.水果不仅可以为我们的身体提供能量，还可以发电。如图所示，几只水果提供的电力足以点亮一排规格相同的发光二极管。下列有关说法正确的是（ ）
A . 二极管发光把电能转化为光能
B . 把水果串联起来可以提高电压
C . 水果中储存的是电能
D . 水果在这里扮演了“电源”的角色，它为发光二极管提供了“电压”
2.电磁炉因高效、安全、方便而进入千家万户．在电磁炉内部，由整流电路将50/60Hz的交流电压变成直流电压，再经过控制电路将直流电压转换成频率为20～40kHz的高频电压，高速变化的电流流过线圈会产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过金属器皿（导线为导电材料）底部金属体内产生无数的小涡流，使器皿本身自行发热高速发热，然后再加热器皿内的东西．下列关于电磁炉的描述正确的是（ ）
A . 电磁炉使用时直接对锅内的物体加热锅本身不发热
B . 电磁炉是利用电磁感应现象的原理来工作的
C . 在电磁炉上所使用的锅必须是绝缘材料来做的
D . 电磁炉最终是将电能转化为内能
3.关于以下四幅图片的描述，说法正确的是（ ）
A . 图甲：摩擦后的气球和头发相互吸引，是因为气球和头发带同种电荷的缘故
B . 图乙：给瓶内打气，瓶塞跳起时能量转化形式与热机做功冲程能量转化形式相同
C . 图丙：设想的永动机可能实现
D . 图丁：验电器的工作原理是同种电荷相互排斥
4.小帆在老师指导下，用如图所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图乙所示，乙从20℃加热至沸腾刚好消耗酒精4g（ q酒精=3×107J/kg）。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等， c水=4.2×103J/kg⋅℃ ， 则下列说法中正确的是（ ）
A .c乙=2.1×103J/kg⋅℃
B . 乙的吸热能力大于甲的吸热能力
C . 0~8min乙吸收的热量为1.68×104J
D . 该酒精灯的加热效率为35%
5.昔日高档小轿车，今朝进入百姓家．下列有关小轿车的说法正确的是（ ）
A . 电动汽车的核心部件电动机是利用电磁感应原理制成的
B . 汽油机的做功冲程，主要将内能转化为机械能
C . 开车时要系好安全带，是为了减小人由于惯性而受到的伤害
D . 汽车发动机用水作冷却液，主要是利用水比热容小的特点
6.关于电功、电能、电热和电功率，下列说法中正确的是（ ）
A . 所有用电器工作时消耗的电能与电流做功总是相等的
B . 电视机消耗电能的多少等于电视机中产生电热的多少
C . 电流产生热量相同的用电器，消耗的电能不一定相同
D . 家用电器的额定电功率越大，它消耗的电能一定越多
7.总质量为1500kg的老四轮小汽车每条轮胎与地面的接触面积为0.03m 2 ， 该车以72km/h的速度由小明家沿水平直路行驶到学校用0.5h，消耗了2kg汽油，汽油的热值为q=4.5×10 7J/kg。已知汽车在行驶过程中受到的阻力是车重的0.05倍，g=10N/kg。则（ ）
A . 汽车对地面的压强为5×104Pa
B . 小明家到学校的距离36m
C . 在此过程中汽车牵引力做的功2.7×107J
D . 在此过程中汽车能量的利用率为30%
8.小明的爸爸开车送小明去学校，到达学校时消耗汽油4kg，汽车汽油机能量流向图如图甲所示，图乙是汽车汽油机某一冲程示意图，已知汽油的热值为4×10 7J/kg，下列说法正确的是（ ）
A . 图乙所示冲程为汽车提供动力
B . 消耗的汽油完全燃烧放出的热量为1.0×109J
C . 汽油机输出的有用功为4.8×107J
D . 随着科技的发展，热机效率将不断提高，但不可能达到100%
9.汽车里面包含了许多物理知识，下列分析正确的是（ ）
A . 汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能
B . 正确使用安全带是为了防止惯性带来的危害
C . 水常用作冷却剂，是因为水的比热容较小
D . 北园高架桥限制最高车速是80km/h，合8m/s
10.关于电磁波和能源，下列错误的是（ ）
A . “歼﹣20”是我国研制的重型隐形战机，它的“隐身”原理主要是机身对雷达发射出的电磁波具有良好的吸收作用
B . 红外线是电磁波，根据红外线的热作用强可以制成红外线夜视仪
C . 重金属元素的原子核发生裂变时会释放大量能量，故又叫热核反应
D . 地球上的各种能量都是来自太阳辐射，而且可以互相转化，且能量的转化具有方向性
三、填空题
1.小明居住的小区里的路灯，傍晚时同时亮起，凌晨同时熄灭，这些路边灯是 ________ 连接的，手机充电宝没有电了，给手机充电宝充电时，充电宝是 ________ （选填“用电器”或“电源”）。
2.我国北方输电线路覆冰严重时，会造成电力铁塔倒塌，供电中断等事故。对此国家电网采用一种“黑科技”一键除冰——直流融冰，即通过对输电线路施加直流电压并在输电线路末端进行短路，使导线发热对输电线路进行融冰。在融冰过程中能量的转化是电能转化为 ________ 能。某次融冰时，在导线两端加300V的电压，通过导线的电流为300A， 10min后覆冰脱落，在融冰过程中电流产生的热量为 ________ J。
3.若可燃冰的热值为 4.2×109J/m3 ， 完全燃烧1m 3的可燃冰可放出的热量是 ________ J，这些热量有60%被水吸收，可把 ________ kg的水从20℃加热到80℃。[水的比热 c 水=4.2×103J/kg⋅℃]
4.世界上很多发明都是受到生活现象的启发而萌生的创意，比如：蒸汽机和汽油机，它们工作时，能的转化过程是 ________ 。图中 ________ 是汽油机的工作原理图。
5.大量研究表明，能量可以从一个物体转移到其他物体，也可以从一种形式转化为其他形式，而自然界中能的总量是 ________ 的；但由于能量的转化或转移具有 ________ ，因此人类可利用的资源是有限的，所以我们仍然要注意节约能源。
6.火箭发射时用液态氢为燃料，这是利用了燃料氢的 ________ 大的特性，汽油机的 ________ 冲程将内能转化为机械能。
7.小明在家中挑战做油条，他用天然气将油加热至沸腾，将醒好的面拉成条形放入油锅中，变成金黄色即可食用。炸油条的过程是通过 ________ 的方式来改变油条的内能的；若炸完油条发现用掉 0.15 m3的天然气，此过程中天然气完全燃烧放出的热量是 ________ J。（ q 天然气 = 4.0×107 J/m3）
8.航天飞机用氢作燃料，这是因为氢的 ________ 较大．人们用冷水冷却汽车发动机，用热水取暖，主要是因为水的 ________ 较大．通常情况下，与同等质量的其他物质构成的物体相比，升高或降低相同温度，水吸收或放出的热量较 ________ （填“多”或“少”）．
9.一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6×10 6J，这些能量相当于完全燃烧0.55kg的干木柴才能得到。则干木柴的热值为 ________ ，如果用掉一半后，干木柴的热值将变为 ________ 。
10.近日，我国某动力公司发布最新款高热效率柴油机，刷新了全球纪录。图甲所示是柴油机的 ________ 冲程。如图乙所示是该柴油机工作时的能量流向图，该柴油机的效率为 ________ 。请根据能量流向图，写出一种提高热机效率的方法： ________ 。

四、实验探究题
1.按要求完成实验。
（1） 为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图甲所示的实验。
①在两个相同的烧杯中应加入初温相同、 ________ 相同的水和食用油。实验中选用相同电加热器的目的是：使水和食用油在相同时间内 ________ ；
②水和食用油温度随时间变化如图乙所示，根据图甲可判断出b物质是 ________ 。根据图乙可判断出a吸热能力较 ________ （选填“强”或“弱”）；
（2） 如图丙所示，小明比较水和食用油的吸热能力后，为比较酒精和碎纸片的热值，用两同规格的烧杯装相等质量的水，取质量 ________ （选填“相等”或“不相等”）的酒精和碎纸片，分别放入两个燃烧皿中，点燃分别给烧杯加热，直到酒精和碎纸片完全燃烧完，通过比较 ________ （选填“加热时间”或“液体升高的温度”）来确定酒精和碎纸片热值的大小。
2.小蒙在“比较不同液体的吸热能力”实验中：
(1)在甲图中，分别给初温相同且 ________ 相等的水和食用油加热；
(2)在甲中装置中，用相同酒精灯给两种液体加热相同时间，其目的是 ________ ；
(3)在甲装置中，两种液体升高相同的温度，给 ________ 加热时间更长；
(4)乙装置中两个相同烧杯装有相同质量的水，酒精灯中煤油和酒精的质量相等，进行比较煤油和酒精的热值大小关系实验，实验数据如表所示：
分析数据可知：热值较大的是 ________ ；
(5)通过实验数据直接计算出的燃料的热值将 ________ 。（选填“偏大”、“偏小”）。
五、计算题
1.天然气灶使用方便､经济环保，备受人们青睐。小明用天然气灶将一壶质量为3kg､温度为20℃的水加热至90℃，用时约10min，消耗了0.042m 3的天然气｡已知：天然气的热值为3.5×10 7J/m 3 ， 水的比热4.2×10 3J/（kg·℃）。求：
(1)这个过程中水吸收多少热量；
(2)天然气完全燃烧放出多少热量；
(3)该天然气灶的效率｡
2.某学校，需要把1000kg的水从20℃加热到80℃，[q 天然气=4×10 7J/m 3 ， c 水=4.2×10 3J/（kg•℃）]求：
（1）这些水吸收的热量；
（2）若用天然气加热，不计热量损失，需要完全燃烧多少m3的天然气？
3.生物航煤是以可再生资源为原料生产的航空煤油，我国已经从餐饮废油（俗称“地沟油”）中成功提炼出供飞机使用的生物航空煤油（以下简称生物航煤），其热值与传统的航空煤油热值相当，全生命周期二氧化碳排放最高可减排40%以上，是一种绿色环保的能源。兴趣小组想知道生物航煤热值的大小，于是完全燃烧了0.3kg的生物航煤给水加热，能将30kg的水从10℃加热到60℃，水刚好吸收了生物航煤燃烧释放的一半热量，已知水的比热容 c水=4.2×103J/kg⋅℃。求：
（1） 此过程中水吸收的热量；
（2） 生物航煤的热值。
4.某中学燃烧无烟煤为学生供应开水，将质量为200kg的水从25℃加热到100℃，已知锅炉的效率是30%，［无烟煤的热值是3.0×10 7J/kg］，试求：
（1） 锅炉内200kg的水吸收的热量是多少焦耳？
（2） 燃烧多少无烟煤才能把200kg的水烧到100℃？
六、综合题
1.已知××型汽车的质量M=1200kg，汽车的额定功率p=40kw．一般情况下，驾驶员酒后的反应时间（从发现情况到开始制动所需的时间）比正常时慢了0.1s ～0.5s，易发生交通事故．下表格为《驾驶员守则》中驾驶员在不同车速时所对应的正常反应距离（汽车在正常反应时间内通过的距离）的表格：
（1） 假设汽车在水平路面上以额定功率匀速行驶时间t 1=15min，速度大小v 1=72km/h，消耗汽油的质量m=2kg，求该汽车受到阻力大小和汽车发动机的效率；（g=10N/kg，q 汽油=4.5×10 7J/kg）
（2） 请根据表格数据，计算驾驶员的正常反应时间；
（3） 如图所示，假设一饮酒后的驾驶员驾车以v 2=54km/h的速度在平直公路上行驶，在距离某学校门前s=40m处发现有一队学生在斑马线上横过马路，他的反应时间比正常时慢了△t=0.2s，刹车到停止运动所用时间t 2=4s，刹车后，车的平均速度为v 3=27km/h．试通过计算说明是否会发生交通事故．
2.近年来，汽车逐步走进了普通百姓的家庭．
（1）汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个汽缸正常工作四个冲程的顺序是 ________ （对图甲A，B，C，D重新排序）；
（2）一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为1800r/min，该汽油机每分钟做功 ________ 次，D图所示的汽油机冲程是通过 ________ 的方式改变燃气内能的．除此之外通过 ________ 也可改变物体内能；
（3）图乙所示为内燃机的能流图，内燃机的效率可表示为η= ________ ；
（4）现在很多地方正在使用乙醇汽油．乙醇汽油是一种由乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的替代能源，其中普通汽油体积占90%，乙醇（即酒精）体积占10%．使用乙醇汽油的好处是 ________ ？（写出一条即可）
3.发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质．若某台以93号汽油为燃料的汽车，其发动机的相关数据如下表所示．表中空燃比指汽缸内空气和燃油的质量比．
（1） 汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个汽缸正常工作四个冲程的顺序是 ________ （对甲、乙、丙、丁重新排序），其中内能转化为机械能的冲程是图 ________
（2） 汽车以120km/h的速度匀速运动时发动机的输出功率最大，此时汽车1min内做的有用功是多少？
（3） 汽车完成一个工作循环时，燃料完全燃烧放出的热量是多少？
（4） 当汽车以120km/h的速度匀速行驶时，发动机的效率是多大？
加热时间
0
1
2
3
4
5
6
A杯水温/℃
25
27
29
32
34
36
38
B杯水温/℃
25
26
27
28
29
30
31
车速v（km/h）
40
60
80
反应距离s（m）
5
7.5
10
1min内完成的
工作循环数
2400次
汽缸内汽油和空气混合气体的密度
1.3kg/m3
汽缸的工作容积
1.8L
汽油的热值
4.6×107J/kg
发动机最大功率
82.8kW
空燃比
12：1