2025新教科版九年级物理上册第二章单元能力提升检测试卷（含答案）
文档属性
| 名称 | 2025新教科版九年级物理上册第二章单元能力提升检测试卷（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 4.4MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-09-09 06:49:17 | ||
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文档简介
2025新教科版九年级物理上册第二单元能力提升检测试卷
90分钟，满分：100分
一、填空题：（每空1分，共38分）
1.如图所示为内燃机的________冲程，该过程是将________转化为机械能。
2.2025年2月11日，长征八号甲运载火箭成功发射，如图所示。该火箭的芯二级以液氢为燃料，这主要是因为液氢的___________大，它燃烧过程中将___________能转化为内能。
3.质量为1kg的酒精和1g的酒精的热值是________（填“相同”或“不同”）的；若完全燃烧420g的酒精放出的热量全部被水吸收，可使________kg的水温度从30℃升高到90℃。[酒精的热值为3.0×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]
4.用烟煤烧水时，将10kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了1.4kg的烟煤，烟煤的热值为3.0×107J/kg，则水吸收的热量是________J，烧水的热效率是_________。
5.汽油机是燃油汽车的动力来源之一。如图所示是某台汽油机工作时的能量数据，图中横线处应填写的内容是：①___________②_________。若汽油的热值为4.6×107J/kg，则该工作过程中消耗的汽油质量为_________kg。
6.汽车发动机散热降温，常用水作为冷却液是因为水的________（选填“比热容”或“热值”）较大；在汽油机的一个工作循环中，将内能转化为机械能的冲程是________（选填“做功”或“压缩”）冲程。
7.国产新型电动汽车具有各种“超能力”，其中“能量回收装置”是在踩下制动踏板时，通过对电路的控制，使驱动电动机变为发电机，以发电机发电产生的阻力来制动，此时，将________能转化为电能，再将电能转化为________能储存在蓄电池里。
8.如图所示是单缸四冲程汽油机的________冲程，汽油机工作时，需要用水为其降温，这是利用水的_________大的特点。若100g水，温度升高20℃，水吸收的热量为________J。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
9.如图是我国宇航员首次在轨拍摄的以地球为背景的空间站组合体全貌照片。可以看出宇航员拍摄该照片时处于空间站的_______位置。太阳能电池板受光面朝向照片______面。由于太空碎片速度非常大，具有很大的_______能，容易造成部分电池板受损。2023年12月，航天员成功出仓修复电池板外表面。电池板每天可发电1000kW·h，相当于_______kg的焦炭完全燃烧放出的热量。（已知q焦炭=3.0×107J/kg）
10.小球在摆动过程中（如图9所示），由于摩擦的存在，一部分机械能会转化为_________，这部分能量不可能自动地再转化为机械能，如果没有能量的补充，小球最终会停止运动。研究表明，自然界的能量是守恒的，能量的转化与转移具有________性。
11.感冒发烧时可用冷毛巾给头部降温，是利用_________的方式改变内能。一台某型号四冲程汽油机飞轮转速是1800r/min，该汽油机工作时每秒对外做功________次。
12.为提高内燃机的效率，科学家在传统四冲程发动机的基础上发明了六冲程发动机。
（1）六冲程发动机在完成传统四冲程后，把水注入汽缸，使水瞬间________（选填“汽化”或“升华”）成高温高压的水蒸气，水蒸气推动活塞做功，该过程为第五冲程；然后将水蒸气排放到冷凝器内，再次变成水，该过程为第六冲程，至此完成了一个完整的工作循环。第五冲程中注入的水的内能急剧增加是通过________（选填“做功”或“热传递”）的方式实现的。六冲程汽油发动机使用的燃料是从石油中提炼出来的，石油属于__________（选填“可再生”或“不可再生”）的能源。
（2）六冲程发动机在一个完整的工作循环中，有_______（选填“1”或“2”）个做功冲程，第四个冲程是________冲程。六冲程发动机的效率是传统四冲程发动机的1.4~1.45倍，则在做功相同的情况下，六冲程发动机比传统四冲程发动机节省燃料约________%（选填“30”或“42”）。
13.如图是燃气灶烧水的情境和该燃气灶灶头的示意图。
（1）天然气本身无色无味，为了安全和警示，通常会向天然气中加入臭味剂。拧动点火装置，若燃气未点燃，会闻到臭味，表明____________________（选填“分子间有引力”“分子间有斥力”或“分子做无规则运动”）；
（2）拧动点火装置，天然气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃，天然气不会从进口处外泄，原因是：天然气的喷入导致进口处的天然气流速________（选填“大”“小”），压强________（选填“大于”“小于”或“等于”）大气压强；
（3）壶中装有密度为1.0×103kg/m3、质量为2kg的水，则壶中水的体积为________m3。根据Q=Vq，若天然气的热值q=4.2×107J/m3，完全燃烧V=1.0×10-2m3的天然气放出热量为________J，其中1.68×105J的热量被水吸收，已知水未沸腾，比热容为4.2×103J/（kg·℃），则水的温度升高了________℃。
二、选择题：（第14~24小题只有一个选项符合题意，每小题3分；第25、26小题不只一个选项符合题意，每小题4分。本大题共41分）
14.汽油在发动机气缸中燃烧不充分会产生积碳，影响发动机性能。在发动机维护保养后，汽油燃烧会更加充分，其热值（ ）
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法确定
15.一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是2400r/min，则此汽油机每秒完成的冲程个数和对外做功次数分别是（ ）
A.完成80个冲程，对外做功20次 B.完成80个冲程，对外做功40次
C.完成40个冲程，对外做功10次 D.完成40个冲程，对外做功40次
16.下列说法中正确的是（ ）
A.雪花缓慢飘落表明温度越低分子运动越慢 B.构成物质的分子间同时存在引力和斥力
C.汽油机在做功冲程中将机械能转化为内能 D.钻木取火是通过热传递的方式改变内能
17.我国在柴油机研制上已将本体热效率突破53%。在柴油机的四个冲程中，内能转化为机械能的是（ ）
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
18.如图是液体燃料火箭喷气发动机示意图。输送装置将燃料和氧化剂输送到燃烧室燃烧，产生气体喷出推动火箭前进。下列说法正确的是（ ）
A.燃料燃烧时内能转化为化学能 B.燃料箱燃料减少，燃料热值不变
C.燃烧放出热量越多，燃料热值越大 D.火箭前进时，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
19.使用下列燃料符合低碳生活理念的是（ ）
A.石油 B.煤炭 C.木柴 D.氢燃料
20.运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有（ ）
A.较大的热值 B.较低的沸点 C.较大的比热容 D.较高的凝固点
21.2025年4月24日在酒泉卫星发射中心，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭发射升空。关于火箭发动机，下列说法正确的是（ ）
A.火箭发动机使用比热容大的燃料 B.火箭燃料燃烧越充分，热值越大
C.火箭发动机主要通过热传递获得机械能 D.火箭发动机属于热机
22.小杨家的电热水壶的容量为2L，用该电热水壶烧水时，壶内水温低于80℃时，加热效率是90%；壶内水温高于80℃时，加热效率是84%。已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），若冬天自来水的温度比夏天的低15℃，则该电热水壶把2L的自来水烧开，冬天比夏天多消耗的电能约为（ ）
A.150kJ B.145kJ C.143kJ D.140kJ
23.2025年5月21日，我国“力箭一号”遥七运载火箭将6颗卫星顺利送入预定轨道，此次任务是该型号运载火箭第7次飞行。如图是火箭发射时的情景，下列说法正确的是（ ）
A.火箭加速升空过程中，力改变了火箭的运动状态
B.火箭加速升空过程中，卫星相对于火箭是运动的
C.火箭以氢为燃料，是因为氢的热值小
D.火箭加速升空过程中，卫星的动能不变，重力势能增大
24.2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭发射升空，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.飞船在加速上升过程中惯性增大 B.火箭使用的液态氢燃料热值较大
C.火箭加速上升过程中受到平衡力的作用 D.升空过程中，以火箭为参照物，飞船是运动的
25.关于单缸四冲程汽油机，下列说法正确的是（ ）
A.加润滑油可以减小汽油机零部件间的摩擦
B.通过改进可以使汽油机的效率达到100%
C.除做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的
D.若飞轮转动速度为1200r/min，则该汽油机每秒钟对外做功40次
26．2023年3月30日，长征二号丁运载火箭将宏图一号01组卫星发射升空，该组卫星是国际上首个四星编队飞行的对地成像系统。下列说法正确的是（ ）
A.火箭用液态氢作燃料，因为氢的热值较大
B.火箭升空过程中，以火箭为参照物，发射台是运动的
C.卫星在绕地球运行过程中运动状态不变
D.卫星升空过程中，动能增大，重力势能不变
三、实验题：（每空2分，共6分）
27.某科创小组用图甲所示的实验装置探究“水沸腾前后温度变化的特点”。
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7
温度/℃ 90 92 94 96 97 98 98 98
（1）实验记录的数据如上表所示，由此可知水的沸点为________℃；
（2）根据实验数据绘制水沸腾前后温度随时间变化的图像如图乙中的实线a所示，若将水置于密闭的容器（如高压锅）中探究，则温度随时间变化的图像可能是图乙中的________（选填“b”“c”或“d”）；
（3）实验后，整理器材发现，灯中的酒精明显减少，引发同学们探究酒精的利用率，实验测得燃烧5g酒精使200g水升高40℃（水未沸腾），则酒精的利用率为_________。[c水=4.2×103J/（kg·℃），酒精的热值为3×107J/kg]
四、跨学科实践：（每定1分，共4分）
28.跨学科实践
制作简易汽轮机模型
热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。
实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。
（1）汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能__________________；
（2）某团队的同学们在测试过程中，发现扇叶不转动，出现这种现象的原因可能_________________；（答出一条即可）
（3）热机发展史也是一部热机效率提高史，在展示交流环节，对如何提高简易汽轮机效率，同学们进行了激烈讨论。请你依照“结构决定功能”的观念，从结构的角度思考，帮助他们提出一个可行性措施：_________________。
五、计算题：（第25小题5分，第26小题6分，共11分；解答要有必要的公式和过程，只有最后答案的不能得分）
29.用煤气炉将4kg的水从20℃加热到70℃，消耗煤气0.05kg。已知煤气的热值为4.2×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。求：
（1）水吸收的热量；
（2）煤气完全燃烧放出的热量；
（3）煤气炉加热的效率。
30. “五·一”假期，小莉一家出去旅游。汽车通过一条长2400m的隧道，用时120s，消耗0.1kg的汽油，汽车通过隧道牵引力做的有用功为1.38×106J。（汽油的热值q=4.6×107J/kg）求：
（1）汽车通过隧道的平均速度；
（2）完全燃烧0.1kg汽油放出的热量；
（3）汽车通过隧道发动机的效率η。
参考答案
一、填空题：（每空1分，共38分）
1.做功；内能
2.热值；化学
3.相同；50
4. 3.36×106；8%
5.1.61×105；机械；3.5×10-3
6.比热容；做功
7.机械；化学
8.压缩；比热容；8.4×103
9.舱外；正；动；120
10.内能；方向
11.热传递；15
12.（1）汽化；热传递；不可再生；（2）2；排气；30
13.（1）分子做无规则运动；（2）大；小于；（3）2×10-3；4.2×105；20
二、选择题：（第14~24小题只有一个选项符合题意，每小题3分；第25、26小题不只一个选项符合题意，每小题4分。本大题共41分）
题号 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
答案 C A B C B D A D D A B AC AB
三、实验题：（每空2分，共6分）
27.（1）98；（2）b；（3）22.4%
四、跨学科实践：（每定1分，共4分）
28.（1）内能；机械能；（2）见解析；（3）见解析
【解析】（1）酒精燃烧，是将酒精内部的化学能转化为内能释放出来，然后将内能通过热传递转移给水和易拉罐，水吸热迅速的汽化，形成大量的水蒸气，水蒸气对扇叶做功，将水蒸气的内能转化为扇叶的机械能。
（2）在测试过程中，发现扇叶不转动，可能水蒸气的内能太小，笔尖喷出的蒸汽太少。
（3）在易拉罐上半部分覆盖保温层，可以减少热量的损失，提高汽轮机效率。
五、计算题：（第25小题5分，第26小题6分，共11分；解答要有必要的公式和过程，只有最后答案的不能得分）
29.答案：（1）8.4×105J；（2）2.1×106J；（3）40%
解：（1）水吸收的热量：
Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/（kg·℃）×4kg×（70－20）℃=8.4×105J…………………………（2分）
（2）煤气完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=0.05kg×4.2×107J/kg=2.1×106J ………………………………………………………（1分）
（3）煤气炉加热的效率：
………………………………………………（2分）
30.答案：（1）20m/s；（2）4.6×106J；（3）30%
解：（1）汽车通过隧道的平均速度：
……………………………………………………………………（2分）
（2）完全燃烧0.1kg汽油放出的热量：
Q=mq=0.1kg×4.6×107J/kg=4.6×106J……………………………………………………………（2分）
（3）汽车通过隧道牵引力做的有用功：W=1.38×106J
汽车通过隧道发动机的效率：
…………………………………………………………………（2分）
90分钟，满分：100分
一、填空题：（每空1分，共38分）
1.如图所示为内燃机的________冲程，该过程是将________转化为机械能。
2.2025年2月11日，长征八号甲运载火箭成功发射，如图所示。该火箭的芯二级以液氢为燃料，这主要是因为液氢的___________大，它燃烧过程中将___________能转化为内能。
3.质量为1kg的酒精和1g的酒精的热值是________（填“相同”或“不同”）的；若完全燃烧420g的酒精放出的热量全部被水吸收，可使________kg的水温度从30℃升高到90℃。[酒精的热值为3.0×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]
4.用烟煤烧水时，将10kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了1.4kg的烟煤，烟煤的热值为3.0×107J/kg，则水吸收的热量是________J，烧水的热效率是_________。
5.汽油机是燃油汽车的动力来源之一。如图所示是某台汽油机工作时的能量数据，图中横线处应填写的内容是：①___________②_________。若汽油的热值为4.6×107J/kg，则该工作过程中消耗的汽油质量为_________kg。
6.汽车发动机散热降温，常用水作为冷却液是因为水的________（选填“比热容”或“热值”）较大；在汽油机的一个工作循环中，将内能转化为机械能的冲程是________（选填“做功”或“压缩”）冲程。
7.国产新型电动汽车具有各种“超能力”，其中“能量回收装置”是在踩下制动踏板时，通过对电路的控制，使驱动电动机变为发电机，以发电机发电产生的阻力来制动，此时，将________能转化为电能，再将电能转化为________能储存在蓄电池里。
8.如图所示是单缸四冲程汽油机的________冲程，汽油机工作时，需要用水为其降温，这是利用水的_________大的特点。若100g水，温度升高20℃，水吸收的热量为________J。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
9.如图是我国宇航员首次在轨拍摄的以地球为背景的空间站组合体全貌照片。可以看出宇航员拍摄该照片时处于空间站的_______位置。太阳能电池板受光面朝向照片______面。由于太空碎片速度非常大，具有很大的_______能，容易造成部分电池板受损。2023年12月，航天员成功出仓修复电池板外表面。电池板每天可发电1000kW·h，相当于_______kg的焦炭完全燃烧放出的热量。（已知q焦炭=3.0×107J/kg）
10.小球在摆动过程中（如图9所示），由于摩擦的存在，一部分机械能会转化为_________，这部分能量不可能自动地再转化为机械能，如果没有能量的补充，小球最终会停止运动。研究表明，自然界的能量是守恒的，能量的转化与转移具有________性。
11.感冒发烧时可用冷毛巾给头部降温，是利用_________的方式改变内能。一台某型号四冲程汽油机飞轮转速是1800r/min，该汽油机工作时每秒对外做功________次。
12.为提高内燃机的效率，科学家在传统四冲程发动机的基础上发明了六冲程发动机。
（1）六冲程发动机在完成传统四冲程后，把水注入汽缸，使水瞬间________（选填“汽化”或“升华”）成高温高压的水蒸气，水蒸气推动活塞做功，该过程为第五冲程；然后将水蒸气排放到冷凝器内，再次变成水，该过程为第六冲程，至此完成了一个完整的工作循环。第五冲程中注入的水的内能急剧增加是通过________（选填“做功”或“热传递”）的方式实现的。六冲程汽油发动机使用的燃料是从石油中提炼出来的，石油属于__________（选填“可再生”或“不可再生”）的能源。
（2）六冲程发动机在一个完整的工作循环中，有_______（选填“1”或“2”）个做功冲程，第四个冲程是________冲程。六冲程发动机的效率是传统四冲程发动机的1.4~1.45倍，则在做功相同的情况下，六冲程发动机比传统四冲程发动机节省燃料约________%（选填“30”或“42”）。
13.如图是燃气灶烧水的情境和该燃气灶灶头的示意图。
（1）天然气本身无色无味，为了安全和警示，通常会向天然气中加入臭味剂。拧动点火装置，若燃气未点燃，会闻到臭味，表明____________________（选填“分子间有引力”“分子间有斥力”或“分子做无规则运动”）；
（2）拧动点火装置，天然气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃，天然气不会从进口处外泄，原因是：天然气的喷入导致进口处的天然气流速________（选填“大”“小”），压强________（选填“大于”“小于”或“等于”）大气压强；
（3）壶中装有密度为1.0×103kg/m3、质量为2kg的水，则壶中水的体积为________m3。根据Q=Vq，若天然气的热值q=4.2×107J/m3，完全燃烧V=1.0×10-2m3的天然气放出热量为________J，其中1.68×105J的热量被水吸收，已知水未沸腾，比热容为4.2×103J/（kg·℃），则水的温度升高了________℃。
二、选择题：（第14~24小题只有一个选项符合题意，每小题3分；第25、26小题不只一个选项符合题意，每小题4分。本大题共41分）
14.汽油在发动机气缸中燃烧不充分会产生积碳，影响发动机性能。在发动机维护保养后，汽油燃烧会更加充分，其热值（ ）
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法确定
15.一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是2400r/min，则此汽油机每秒完成的冲程个数和对外做功次数分别是（ ）
A.完成80个冲程，对外做功20次 B.完成80个冲程，对外做功40次
C.完成40个冲程，对外做功10次 D.完成40个冲程，对外做功40次
16.下列说法中正确的是（ ）
A.雪花缓慢飘落表明温度越低分子运动越慢 B.构成物质的分子间同时存在引力和斥力
C.汽油机在做功冲程中将机械能转化为内能 D.钻木取火是通过热传递的方式改变内能
17.我国在柴油机研制上已将本体热效率突破53%。在柴油机的四个冲程中，内能转化为机械能的是（ ）
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
18.如图是液体燃料火箭喷气发动机示意图。输送装置将燃料和氧化剂输送到燃烧室燃烧，产生气体喷出推动火箭前进。下列说法正确的是（ ）
A.燃料燃烧时内能转化为化学能 B.燃料箱燃料减少，燃料热值不变
C.燃烧放出热量越多，燃料热值越大 D.火箭前进时，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
19.使用下列燃料符合低碳生活理念的是（ ）
A.石油 B.煤炭 C.木柴 D.氢燃料
20.运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有（ ）
A.较大的热值 B.较低的沸点 C.较大的比热容 D.较高的凝固点
21.2025年4月24日在酒泉卫星发射中心，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭发射升空。关于火箭发动机，下列说法正确的是（ ）
A.火箭发动机使用比热容大的燃料 B.火箭燃料燃烧越充分，热值越大
C.火箭发动机主要通过热传递获得机械能 D.火箭发动机属于热机
22.小杨家的电热水壶的容量为2L，用该电热水壶烧水时，壶内水温低于80℃时，加热效率是90%；壶内水温高于80℃时，加热效率是84%。已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），若冬天自来水的温度比夏天的低15℃，则该电热水壶把2L的自来水烧开，冬天比夏天多消耗的电能约为（ ）
A.150kJ B.145kJ C.143kJ D.140kJ
23.2025年5月21日，我国“力箭一号”遥七运载火箭将6颗卫星顺利送入预定轨道，此次任务是该型号运载火箭第7次飞行。如图是火箭发射时的情景，下列说法正确的是（ ）
A.火箭加速升空过程中，力改变了火箭的运动状态
B.火箭加速升空过程中，卫星相对于火箭是运动的
C.火箭以氢为燃料，是因为氢的热值小
D.火箭加速升空过程中，卫星的动能不变，重力势能增大
24.2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭发射升空，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.飞船在加速上升过程中惯性增大 B.火箭使用的液态氢燃料热值较大
C.火箭加速上升过程中受到平衡力的作用 D.升空过程中，以火箭为参照物，飞船是运动的
25.关于单缸四冲程汽油机，下列说法正确的是（ ）
A.加润滑油可以减小汽油机零部件间的摩擦
B.通过改进可以使汽油机的效率达到100%
C.除做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的
D.若飞轮转动速度为1200r/min，则该汽油机每秒钟对外做功40次
26．2023年3月30日，长征二号丁运载火箭将宏图一号01组卫星发射升空，该组卫星是国际上首个四星编队飞行的对地成像系统。下列说法正确的是（ ）
A.火箭用液态氢作燃料，因为氢的热值较大
B.火箭升空过程中，以火箭为参照物，发射台是运动的
C.卫星在绕地球运行过程中运动状态不变
D.卫星升空过程中，动能增大，重力势能不变
三、实验题：（每空2分，共6分）
27.某科创小组用图甲所示的实验装置探究“水沸腾前后温度变化的特点”。
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7
温度/℃ 90 92 94 96 97 98 98 98
（1）实验记录的数据如上表所示，由此可知水的沸点为________℃；
（2）根据实验数据绘制水沸腾前后温度随时间变化的图像如图乙中的实线a所示，若将水置于密闭的容器（如高压锅）中探究，则温度随时间变化的图像可能是图乙中的________（选填“b”“c”或“d”）；
（3）实验后，整理器材发现，灯中的酒精明显减少，引发同学们探究酒精的利用率，实验测得燃烧5g酒精使200g水升高40℃（水未沸腾），则酒精的利用率为_________。[c水=4.2×103J/（kg·℃），酒精的热值为3×107J/kg]
四、跨学科实践：（每定1分，共4分）
28.跨学科实践
制作简易汽轮机模型
热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。
实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。
（1）汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能__________________；
（2）某团队的同学们在测试过程中，发现扇叶不转动，出现这种现象的原因可能_________________；（答出一条即可）
（3）热机发展史也是一部热机效率提高史，在展示交流环节，对如何提高简易汽轮机效率，同学们进行了激烈讨论。请你依照“结构决定功能”的观念，从结构的角度思考，帮助他们提出一个可行性措施：_________________。
五、计算题：（第25小题5分，第26小题6分，共11分；解答要有必要的公式和过程，只有最后答案的不能得分）
29.用煤气炉将4kg的水从20℃加热到70℃，消耗煤气0.05kg。已知煤气的热值为4.2×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。求：
（1）水吸收的热量；
（2）煤气完全燃烧放出的热量；
（3）煤气炉加热的效率。
30. “五·一”假期，小莉一家出去旅游。汽车通过一条长2400m的隧道，用时120s，消耗0.1kg的汽油，汽车通过隧道牵引力做的有用功为1.38×106J。（汽油的热值q=4.6×107J/kg）求：
（1）汽车通过隧道的平均速度；
（2）完全燃烧0.1kg汽油放出的热量；
（3）汽车通过隧道发动机的效率η。
参考答案
一、填空题：（每空1分，共38分）
1.做功；内能
2.热值；化学
3.相同；50
4. 3.36×106；8%
5.1.61×105；机械；3.5×10-3
6.比热容；做功
7.机械；化学
8.压缩；比热容；8.4×103
9.舱外；正；动；120
10.内能；方向
11.热传递；15
12.（1）汽化；热传递；不可再生；（2）2；排气；30
13.（1）分子做无规则运动；（2）大；小于；（3）2×10-3；4.2×105；20
二、选择题：（第14~24小题只有一个选项符合题意，每小题3分；第25、26小题不只一个选项符合题意，每小题4分。本大题共41分）
题号 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
答案 C A B C B D A D D A B AC AB
三、实验题：（每空2分，共6分）
27.（1）98；（2）b；（3）22.4%
四、跨学科实践：（每定1分，共4分）
28.（1）内能；机械能；（2）见解析；（3）见解析
【解析】（1）酒精燃烧，是将酒精内部的化学能转化为内能释放出来，然后将内能通过热传递转移给水和易拉罐，水吸热迅速的汽化，形成大量的水蒸气，水蒸气对扇叶做功，将水蒸气的内能转化为扇叶的机械能。
（2）在测试过程中，发现扇叶不转动，可能水蒸气的内能太小，笔尖喷出的蒸汽太少。
（3）在易拉罐上半部分覆盖保温层，可以减少热量的损失，提高汽轮机效率。
五、计算题：（第25小题5分，第26小题6分，共11分；解答要有必要的公式和过程，只有最后答案的不能得分）
29.答案：（1）8.4×105J；（2）2.1×106J；（3）40%
解：（1）水吸收的热量：
Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/（kg·℃）×4kg×（70－20）℃=8.4×105J…………………………（2分）
（2）煤气完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=0.05kg×4.2×107J/kg=2.1×106J ………………………………………………………（1分）
（3）煤气炉加热的效率：
………………………………………………（2分）
30.答案：（1）20m/s；（2）4.6×106J；（3）30%
解：（1）汽车通过隧道的平均速度：
……………………………………………………………………（2分）
（2）完全燃烧0.1kg汽油放出的热量：
Q=mq=0.1kg×4.6×107J/kg=4.6×106J……………………………………………………………（2分）
（3）汽车通过隧道牵引力做的有用功：W=1.38×106J
汽车通过隧道发动机的效率：
…………………………………………………………………（2分）
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