第二章 改变世界的热机 综合素质评价（含答案） 教科版 九年级上册

第二章 改变世界的热机 综合素质评价
一、选择题（每小题3分，共30分）
1．下列机械的动力装置不是使用热机的是（ ）
A. 玉兔号月球车 B. 山东号航母
C. 客机 D. 长征五号火箭
2．下列汽油机的四个冲程中，将废气排出汽缸的冲程是（ ）
A. B. C. D.
3．为了提高热机效率，你认为下列方法目前不可能的是（ ）
A. 尽量使燃料充分燃烧
B. 尽量减少各种热散失
C. 尽量减少因克服摩擦而损失的能量
D. 想办法把燃料燃烧产生的全部热量都用来做有用功
4．汽油机和柴油机相比较，下列叙述正确的是（ ）
A. 吸气冲程中吸入汽缸的都是空气
B. 在压缩冲程末的点火方式是相同的
C. 柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高
D. 一般情况下，汽油机的效率都比柴油机的高
5．做同样的有用功，甲、乙柴油机用时和消耗柴油对比如下，下列说法中，正确的是（ ）
柴油机 完成工作量 时间 消耗柴油
甲 相同
乙
A. 甲的功率较大，热机效率较低 B. 甲的功率较大，热机效率较高
C. 乙的功率较大，热机效率较高 D. 乙的功率较大，热机效率较低
6．小明用饮料瓶制作水火箭，先在瓶里装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气（如图），打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭向上飞向空中，下列分析正确的是（ ）
（第6题）
A. 往水火箭里打气相当于内燃机的做功冲程
B. 上升过程中，水火箭瓶内气体的内能减小
C. 水从水火箭中喷出相当于内燃机的压缩冲程
D. 该水火箭上升时，效率可达到
7．2024年1月11日，我国自主研制的全球最大固体运载火箭“引力一号”，在山东海阳附近海域成功首飞，将搭载的3颗卫星顺利送入预定轨道，如图所示。关于固体运载火箭，下列说法中，正确的是（ ）
（第7题）
A. 燃料燃烧越充分，燃料的热值越大
B. 火箭燃料燃烧时，化学能转化为内能
C. 升空时，燃气对火箭向上的推力大于火箭对燃气向下的推力
D. 固体运载火箭发动机不是利用内能做功的机械，它不属于热机
8．科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，这种内燃机在完成普通四冲程工作后，将水注入汽缸，水会瞬间变成水蒸气，从而再次推动活塞运动，产生第五冲程。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。下列讨论中，不正确的是（ ）
A. 第五冲程相当于吸气冲程
B. 第五冲程中是内能转化为机械能
C. 第六冲程主要是将水蒸气压入冷凝器，要依靠飞轮的惯性来完成
D. 耗油差不多时，该引擎的效率比普通内燃机引擎的效率高些
9．用如图1所示的同一个实验装置分别加热质量均为的甲、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的图像（如图2），乙从加热至沸腾刚好消耗了酒精。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，，则下列说法正确的是（ ）
A.
B. 乙液体是水
C. 内，乙吸收的热量为
D. 该酒精灯的加热效率为
10．某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为，汽缸容积为；满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为，飞轮转动，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），若消耗汽油，汽油的热值为，则下列说法正确的是（ ）
A. 做功冲程燃气的平均压力为
B. 飞轮转动1 800圈，做功450次
C. 燃气对活塞做的总功为
D. 汽油机的效率约为
二、填空题（每空2分，共38分）
11．热机的效率是热机性能的重要指标，热机效率高，在做功同样多的情况下，消耗更（填“多”或“少”）的燃料，从而节约能源，减少污染；另外在发电站，人们利用蒸汽轮机排出的废气来供热，使燃料的利用率大大提高，废气供热是用_ _ _ _ _ _ 的方式增加水的内能。
12．夏日炎炎似火烧，持续的高温“烤”验着我们。让不少人感叹：“这条命都是靠空调续的”。谁不想寻得一份清凉？然而，在烈日下，有这样一群劳动者，他们与工地上被太阳暴晒后可达的钢筋打交道。钢筋的内能是通过_ _ _ _ _ _ 的方式增加的。用切割机切割钢筋时，切割片温度急剧上升，该过程内能变化情况与热机的_ _ 冲程相同。
13．热机是动力机械的一类，能量转化过程如图所示，其中有效利用的那部分能量是_ _ _ _ _ _ ，则热机的效率_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （均用给出的物理量符号表示）。
14．在我国，汽车早已进入了普通百姓的家庭。在挑选汽车时，发动机（汽油机）效率的高低是区分汽车优劣的重要指标之一。有经验的司机可通过闻尾气的气味作出初步的判断。输出功率相同时，汽油味越淡，汽车发动机效率越 ，原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
燃烧的高能汽油，放出的热量为。如果这些热量被质量为、初温为的水完全吸收，可以使水的温度升高 。
15．杭州亚运会首次使用废碳再生的绿色零碳甲醇作为主火炬塔燃料，实现循环内的零排放，助力打造首届碳中和亚运会，已知当地气压为标准大气压，水的比热容是，甲醇的热值约为，天然气的热值为，则：
（1） 完全燃烧甲醇和完全燃烧_ _ _ _ _ _ 的天然气放出的热量相等。
（2） 若甲醇完全燃烧释放的热量有被水吸收，水吸收的热量是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，水吸收的这些热量可以使质量是、初温是的水，温度上升到。
16．如图所示，在水平桌面上放置一个底部接通橡胶管的塑料小碗，其中放入适量干面粉，点燃蜡烛，再罩上一个透明塑料盒，从橡胶管一端快速吹气，使面粉弥漫整个塑料盒，飞扬的面粉在接触到烛焰瞬间被点燃引发爆炸，塑料盒被冲飞。面粉燃烧时将_ _ 能转化成内能，塑料盒被冲飞的过程与汽油机的_ _ 冲程能量转化情况相同。某四冲程汽油
机飞轮的转速是，每分钟对外做_ _ 次功，若每次做功，则此汽油机的功率为 _ _ _ _ 。
17．一架运在一次执行任务的过程中，飞行距离为,消耗航空煤油的质量为,若飞机飞行时受到的平均阻力的大小为，该过程中，飞机发动机的推力做的功为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，发动机的效率为_ _ _ _ _ _ _ _ （百分号前保留1位小数）。若运发动机换成效率为的新发动机后，一架运每飞行,可节约航空煤油约为_ _ （保留1位小数）。（航空煤油的热值为）
三、计算题（第18题8分，第19题12分，第20题12分，共32分）
18．热量的单位有两种，一种是国际单位焦耳，简称“焦”，符号；另一种是“卡路里”，简称“卡”，符号，这个单位被广泛使用在营养计量和健身手册上。“卡”是这样规定的：在标准大气压下，将1克水温度升高1摄氏度所需要吸收的热量为1卡。
（1） 1卡合多少焦耳？
（2） 煤炭行业常用“大卡”来描述煤炭的品质，1大卡卡，如果无烟煤的热值为8 000大卡/千克，则用热效率为的煤炉将一壶质量为4千克，初温为的水烧开（标准大气压下）需要多少千克无烟煤？
19．氢燃料电池汽车利用氢与氧发生化学反应产生电能，供给电动机，从而驱动汽车行驶。如图所示，该类型汽车甲在平直公路上从地出发，以的速度行驶到达地，若氢燃料电池将化学能转化为电能的效率为，所产生电能的用于维持汽车匀速行驶，汽车行驶时所受的阻力为，氢燃料的热值为。
（1） 求此过程中产生的电能。
（2） 求此过程中需要消耗的氢燃料的质量。（假设氢燃料完全燃烧，结果保留两位小数）
（3） 燃油汽车乙也在该公路上从地出发，以的速度匀速行驶，所受阻力与汽车甲相同，汽油在汽缸内完全燃烧，需要燃烧汽油用来维持汽车匀速行驶，汽油的热值，同样到达地，汽车乙发动机的效率为多少？（计算结果精确到）
20．传统汽车由燃油发动机驱动，发动机的平均效率只有。某型号汽车采用四缸发动机，如图所示为发动机的4个汽缸，通过连杆把4个汽缸连在一根曲轴上，每个汽缸活塞面积均为，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离均是。各个汽缸的做功冲程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别是另外三个冲程。已知燃油的密度为，热值为。
（1） 若做功冲程燃气对活塞的平均压强为，求一个汽缸在一次做功冲程中，燃气对活塞所做的功。
（2） 若汽车以恒定输出功率行驶，则发动机转速为多少？
（3） 假设该汽车一年消耗燃油，将发动机的效率从提高到，每年可以节省燃油多少千克？
参考答案
1--5AADCD 6--10 BBADD
11．少； 热传递
12．热传递； 压缩
13．；
14．高； 汽油味越淡，汽油的燃烧越充分，燃烧放出的热量越多，转化成的有用功越多，使得发动机的效率越高； 11
15．（1）
（2） ；51
16．； ； 0.3
18（1） 【解】水温度升高需要吸收的热量，即1卡合。
（2） 标准大气压下，水的沸点为，即水的末温为，将、初温为的水烧开吸收的热量，由可得，无烟煤完全燃烧放出的热量，无烟煤的热值大卡/，由可得，需要无烟煤的质量。
19．（1） 【解】两地的距离，汽车甲在平直公路上匀速行驶，受到的阻力和汽车的牵引力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，汽车甲的牵引力，汽车甲所做的有用功，产生的电能。
（2） 燃料完全燃烧放出的热量，需要消耗的氢燃料的质量。
（3） 汽油完全燃烧放出的热量，燃油汽车乙所做的有用功，汽车乙发动机的效率。
20．（1） 【解】根据可得,燃气对活塞的平均压力，根据可得，一个汽缸在一次做功冲程中，燃气对活塞所做的功。
（2） 根据可得，每秒钟做功次数，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，则转的转数，即。
（3） 汽车一年消耗燃油质量，发动机的效率从提高到，每年需要燃油，则每年可以节省燃油。
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