教科版物理九年级上册第二章 改变世界的热机 达标检测卷（含解析）

教科版物理九年级上册第二章达标检测卷
一、选择题(每题3分，共36分)
1．下列所示的工具工作过程中使用热机的是(　　)
2．如图所示，是小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作。由此他联想到热机的四个冲程，以下与做功冲程最相似的是(　　)
3．如图所示是某老师的自制教具。他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出。关于此实验，分析不正确的是(　　)
A．酒精不完全燃烧时热值不变
B．能闻到酒精的气味说明分子在永不停息地做无规则运动
C．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程
D．纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，温度降低
4．实验装置如图所示，加热试管使水沸腾。对观察到的现象分析正确的是(　　)
A．玻璃管口冒出“白气”是水汽化成的水蒸气
B．加热使水升温是通过做功的方式改变水的内能
C．小叶轮的转动说明永动机是可以实现的
D．小叶轮转动，水的内能转化为叶轮的机械能
5．四冲程内燃机工作时，哪个冲程将机械能转化为内能(　　)
A．压缩冲程 B．做功冲程 C．吸气冲程 D．排气冲程
6．如图所示是汽油机工作时做功冲程示意图，下列说法正确的是(　　)
A．该冲程中活塞往复运动两次
B．该冲程是机械能转化为内能
C．该冲程是内能转化为机械能
D．随着汽油的燃烧，汽油的热值会减小
7．关于“热机”，下列说法中错误的是(　　)
A．通过技术改进，可以使热机的效率达到100%
B．减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色出行”
C．用水而不用其他循环物质降低热机的温度，主要是利用水的比热容较大的特性
D．严寒的冬天，人们晚上把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时，水凝固而胀坏水箱
8．汽油机吸气冲程吸入汽缸内的物质是(　　)
A．柴油 B．汽油和空气 C．汽油 D．空气
9．如图所示的实验或机器均改变了物体的内能，其中与另外三个改变内能方式不同的是(　　)
10．目前，汽车发动机的汽缸都采用金属材料制作，这主要利用了金属耐高温、耐摩擦等性质。但由于它的另一特性，却使得转化为有用功的能量大为减少，降低了发动机的机械效率，这是指它具有良好的(　　)
A．弹性 B．磁性 C．导热性 D．导电性
11．两台汽油机，甲机的效率为35%，乙机的效率为25%，这两个数据表示(　　)
A．甲机做的功比乙机的多
B．甲机的功率比乙机的大
C．在相同时间内甲机消耗的汽油比乙机多
D．在消耗相同的汽油时，甲机做的有用功比乙机多
12．一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为每分钟1 200转，则汽油机每秒内(　　)
A．完成20个冲程，做功10次 B．完成40个冲程，做功40次
C．完成40个冲程，做功10次 D．完成20个冲程，做功20次
二、填空题(每空2分，共36分)
13．如图所示，在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花被点燃，此过程的能量转化方式与汽油机的________冲程相同；某效率为25%的汽油机在一次工作中消耗了4 kg汽油，该汽油机对外做的机械功为________J。(汽油的热值为4.6×107 J/kg)
14．菲菲家的下水道堵了，爸爸用固体疏通剂进行疏通。具体操作是先将适量的疏通剂倒入下水道，再缓慢加入清水，疏通剂与水发生化学反应生成高温高压气体，通过高温高压气体的膨胀将管道疏通。在疏通剂与水的化学反应过程中，能量的转化情况是________能转化为________能，高压气体疏通管道的过程相当于四冲程汽油机的________冲程。
15．给汽车加油时，会闻到汽油味，这是________现象。当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率________(填“升高”“不变”或“降低”)。
16．若汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功________次，飞轮转过________圈。
17．汽油机作为汽车的“心脏”，在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，将________能转化成________能。一辆汽车一年行驶30 000 km，消耗汽油2 t，这些汽油完全燃烧放出________J的热量。(q汽油＝4.6×107 J/kg)
18．根据所学知识，完成填空。
(1)如图所示的热水壶，倒水时需用力紧握壶柄，是通过____________来增大摩擦。
(2)该壶嘴上有一个能绕A点活动的金属片，水烧开时，“热气”会将金属片冲开，此时“热气”的内能转化为金属片的________，这与汽油机的________冲程能量转化过程相同。
(3)一单缸四冲程汽油机的曲轴转速为600 r/min，对外做功一次约为1 500 J，这台汽油机的功率为________W。
(4)汽油机装有汽化器，如图乙所示，它的作用是通过喷油管喷出汽油与流过的空气充分混合，混合后的气体再进入汽缸。为使喷油管内汽油快速喷出，应将管口安装在________(填“A”或“B”)位置，因为此处空气流速大，压强________。
三、综合应用题(19题6分，20题12分，21题10分，共28分)
19．阅读短文，回答下列问题。
从火车到火箭
生产力的发展需要强大的动力。17世纪，人类发明了热机。最早的热机是蒸汽机。在锅炉里把水烧成水蒸气，水蒸气在汽缸里推动活塞做功。原始的蒸汽机不便于使用……
交通运输的发展迫切需要轻便的热机。于是，内燃机应运而生。内燃机分为汽油机、柴油机两大类。汽油机是1876年发明的，柴油机是1892年发明的。内燃机行驶时不需要携带很多的水和煤，不但轻便，效率也提高了……
早期的飞机是由内燃机提供动力的。从20世纪40年代开始，飞机上越来越多地使用喷气发动机，它向后高速喷出气体，从而获得前进的动力。在功率相同时，喷气发动机比内燃机更轻便……
(1)在功率相同时，蒸汽机、内燃机、喷气发动机的重力依次________(填“增大”或“减小”)。
(2)在结构上汽油机汽缸的顶部是火花塞，柴油机汽缸的顶部是________。
(3)汽油机工作过程中燃料的化学能先转化为内能，内能再转化为________。
20．飞机的发动机是一种热机，通过燃烧航空煤油，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，高空中某飞机获得1.6×105 N的水平推力，以
600 km/h的速度沿水平方向匀速航行1 h，需要完全燃烧热值为4×107 J/kg的航空煤油4 000 kg。求1 h内：
(1)飞机的航程。
(2)发动机所做的功。
(3)航空煤油完全燃烧放出的热量。
(4)发动机的热机效率。
21．认识自然，亲近自然。初春，学校组织学生到桂东北的猫儿山山脚下一农庄进行社会实践活动，小明携带一个质量为1 kg的合金锅、一台如图所示的便携式丁烷气炉(内置一瓶新的燃气，参数如下表所示)，爱探究的小明通过手机上网查到便携式丁烷气炉的热效率为30% ，丁烷气体的燃烧效率为90%，野炊地水的沸点为96 ℃，测出当地水的温度为26 ℃，水的比热容为
4.2×103 J/(kg· ℃)，锅的比热容为0.8×103 J/(kg·℃)，则：
(1)完全燃烧0.1 kg的丁烷气体可以放出多少焦耳的热量？
(2)2 kg的水温度升高50 ℃需要吸收多少焦耳的热量？
(3)如果丁烷气炉以最大火力工作，一瓶燃气最多能持续燃烧1.4 h，这样能够把质量为多少千克的水烧开？(最后结果保留1位小数)
品名
便携式丁烷气炉
质量
1.88 kg(不含气瓶)
型号
WZL－168－A
尺寸
343 mm×284 mm×113 mm
用途
野外用
点火方式
电子点火
使用燃气
液化丁烷气
燃气消耗量
150 g/h(最大火力时)
气瓶规格
品名
总质量
净质量
主要成分
热值
××
354 g
250 g
丁烷
9×107 J/kg
答案
一、1．B
2．C　解析：鼻孔吸气相当于四冲程热机的吸气冲程；气沉丹田压缩体内空气，相当于四冲程热机的压缩冲程；排山倒海向外推相当于四冲程热机的做功冲程；打完收工相当于四冲程热机的排气冲程。故选C。
3．C　4．D
5．A　解析：将机械能转化为内能的是压缩冲程，将内能转化为机械能的是做功冲程。
6．C　解析：本题考查汽油机的做功冲程。活塞往复运动两次是一个工作循环，该冲程活塞由上向下运动一次，故A错误；做功冲程是内能转化为机械能，故B错误，C正确；汽油的热值不随燃烧情况的改变而改变，故D错误。
7．A　解析：由于总存在能量的散失和损耗，所以热机的效率不可能达到100%。
8．B　解析：汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气，柴油机吸气冲程吸入的是柴油。
9．A　解析：探究萘的熔化规律，利用酒精灯加热，是通过热传递改变内能的过程；用力将活塞迅速压下，压缩空气做功，是机械能转化为内能的过程；内燃机压缩冲程，是活塞压缩工作物质做功，改变物质内能；水蒸气冲开木塞，对木塞做功，是通过做功将内能转化为机械能的过程。
10．C　11．D　12．C
二、13．压缩；4.6×107
14．化学；内；做功
15．扩散；降低
16．10；20　解析：汽油机飞轮每转1圈完成2个冲程，每转2圈完成4个冲程，做一次功。
17．化学；内；9.2×1010　解析：燃料燃烧是把化学能转化为内能；2 t汽油完全燃烧要放出的热量Q放＝mq汽油＝2×103 kg×4.6×107 J/kg＝9.2×1010 J。
18．(1)增大压力　(2)机械能；做功
(3)7 500　(4)A；小
解析：(1)倒水时需用力紧握壶柄，是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力。(2)水烧开的时候，“热气”总是将壶嘴上的金属片冲开，“热气”对金属片做功，“热气”的内能转化为金属片的机械能；从能量转化的角度看，水汽冲开金属片现象相当于汽油机的做功冲程。(3)汽油机飞轮转速是600 r/min，每分钟飞轮转动600圈，完成300个工作循环，对外做功300次。做功冲程工作时，推动活塞一次做功1 500 J，1 min做功W＝1 500 J×
300＝4.5×105 J，这台汽油机的功率P＝＝＝7 500 W。(4)由图可知，A处细，B处粗，等质量的空气经过A、B时，A处流速大于B处流速，根据流体压强和流速的关系知，A处的压强小于B处的压强，故将管口安装在A处，喷油管内汽油更容易快速喷出。
三、19．(1)减小　(2)喷油嘴　(3)机械能
20．解：(1)飞机的航程s＝vt＝600 km/h×1 h＝600 km。
(2)发动机所做的功W＝Fs＝1.6×105 N×600 000 m＝9.6×1010 J。
(3)航空煤油完全燃烧放出的热量Q放＝qm＝4×107 J/kg×4 000 kg＝1.6×1011 J。
(4)发动机的热机效率η＝×100%＝×100%＝60%。
21．解：(1)完全燃烧0.1 kg的丁烷气体放出的热量Q放＝mq＝0.1 kg×9×
107 J/kg＝9×106 J。
(2)2 kg水温度升高50 ℃吸收的热量Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)×
2 kg×50 ℃＝4.2×105 J。
(3)丁烷气炉以最大火力工作时，燃气消耗的质量m气＝0.15 kg/h×1.4 h＝
0.21 kg，
燃气燃烧时所放出的热量Q1＝Q放′×90%＝m气q×90%＝0.21 kg×9×
107 J/kg×90%＝1.701×107 J，
水吸收的热量Q2＝Q1×30%－Q锅＝1.701×107 J×30%－0.8×103 J/(kg·℃)×
1 kg×(96℃－26℃)＝5.047×106 J，
能烧开水的质量m水′＝＝
≈17.2 kg。