教科版九年级物理上册单元冲刺附答案第二章改变世界的热机（WORD含答案）

第二章改变世界的热机

一、单项选择题（共10小题；共30分）
1. 把一杯酒精倒掉一半，则剩下的半杯酒精 ?
A. 比热容变小，热值变为原来的一半 B. 比热容变小、热值不变
C. 比热容、热值都为原来的一半 D. 比热容、热值都不变

2. 在如图所示的四种交通工具，不用热机作为动力机械的是 ?
A. B.
C. D.

3. 柴油机工作一个循环需四个冲程，其中由机械能转化为内能的是 ?
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程

4. 下列关于汽油机和柴油机的主要区别，其中错误的是 ?
A. 柴油机的气缸上是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞
B. 在做功冲程中，柴油机的点火方式叫点燃式，汽油机的点火方式叫压燃式
C. 柴油机比汽油机笨重，但燃料便宜
D. 柴油机吸入气缸的只是空气，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物

5. 一辆效率为 20% 的小汽车年耗汽油量 2100?L，若将它的效率提高 1%，则一年内节省的燃料为 ?
A. 205?L B. 100?L C. 205?L D. 21?L

6. 热机的效率是热机性能的一个重要指标，下面热机效率的叙述不正确的是 ?
A. 在设计和制造上，要不断改进和革新，以减少各种能量损失，就有可能使热机效率达到 100%
B. 两辆型号相同的小汽车，以相同的速度行驶相同的路程，耗油量小的那辆车效率较高
C. 在使用上要正确使用，注意保养，可提高效率
D. 在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量是提高燃料利用率的重要措施

7. 以下交通工具中，常用汽油机作为动力装置的是 ?
A. 小轿车 B. 载重卡车 C. 远洋轮船 D. 动车

8. 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，以下分析不正确的是 ?

A. 酒精不完全燃烧时热值不变
B. 纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，温度降低
C. 能闻到酒精的气味说明分子在永不停息的做无规则运动
D. 燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程

9. 关于热值的概念，下列说法中正确的是 ?
A. 燃料燃烧放出的热量越多，则热值越大
B. 燃料燃烧时的温度越高，则热值越大
C. 质量相同的不同燃料完全燃烧时，放出热量多的其热值越大
D. 单位质量的燃料燃烧时，放出的热量越多，其热值越大

10. 下列关于“热机”的说法中，正确的是 ?
A. 通过技术改进，热机效率可达 100%
B. 压缩冲程将内能转化为机械能
C. 热机常用水做冷却剂，是因为水的沸点高
D. 火箭发动机属于热机
二、填空题（共8小题；共16分）
11. 柴油机和汽油机在构造上的主要区别是：柴油机气缸顶部有 ?，汽油机气缸顶部有 ?，在吸气冲程中的不同是：汽油机吸入气缸里的是 ?，柴油机吸入气缸里的是 ?．

12. 2017 年 5 月 18 日，我国首次在南海成功试采海域可燃冰，可燃冰具有热值大、储量大、能直接点燃等特点，它的热值约为 1.4×1010?J/m3，如果 3?m3 的可燃冰完全燃烧放出的热量是 ? J。

13. 某单缸柴油机的转速是 1200?r/min，在 1?s 内这台柴油机要经过 ?个做功冲程，除做功冲程以外的其他冲程是依靠 ?来完成的。

14. 汽车四冲程内燃机的一个工作循环一般分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程，在这四个冲程中，把机械能转化为内能的是 ?冲程。某单缸四冲程内燃机飞轮的转速为 1200?r/min ，该内燃机每秒钟对外做功的次数为 ?次。

15. 一柴油机的转速是 3000?r/min ，它 1 秒钟对外做功 ?次，它完成吸气冲程时，吸入气缸里的物质是 ?。

16. 喷气式发动机有两种，需要用大气中的氧气来助燃的是 ? 发动机，这种发动机在 ? 上使用；自带燃料和氧化剂的是 ? 发动机，它工作时不需要空气，可以在大气层外工作能够用来发射 ?。

17. 用煤气灶把 1?kg 、初温为 20??C 的水烧到 70??C ，消耗了 10?g 煤气。已知水的比热容是 ，煤气的热值为 4.2×107?J/kg ，则水吸收的热量为 ? J ，煤气完全燃烧放出的热量为 ? J ，煤气灶烧水的效率为 ? %。

18. 氢气的热值为 1.4×108?J/kg，比煤和石油要高出许多，且燃烧后的产物是水蒸气，排放到大气中不会造成污染．10?kg 氢气完全燃烧放出的热量是 ? J；若这些热量的 30% 被水吸收，能使 ? kg 的水温度升高 50?C．已知 c水=4.2×103?J/(kg??C)
三、简答题（共3小题；共27分）
19. 如图所示，工作中的四冲程汽油机正处于 ?冲程，该冲程将 ?转化为机械能，若该汽油机每秒完成 40 个冲程，则每秒它对外做功 ?次、飞轮转过 ?圈。


20. 除了飞机、汽车、摩托车之外，你还知道哪些地方用到了热机?你列举的这些热机中哪些是内燃机?

21. 柴油机和汽油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点?

四、计算题（共3小题；共27分）
22. 全球汽车保有量在迅速增长，截至 2011 年，全球处于使用状态的汽车数量已突破 10 亿辆。每辆汽车每年耗油 1.8?t，汽车内燃机的效率平均值取 30%。如果能把内燃机效率提高 1%，全球每年可以节约多少燃油?

23. 2015 年 4 月 21 日，重达 2.3 吨的世界上最大的太阳能飞机“阳光动力 2 号”降落在南京机场。如图所示，该飞机机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料，机翼上安装有高效太阳能电池板，能提供 65?kW 的最大功率，该飞机的最大飞行速度为 140?km/h。假设飞机停在水平地面时轮与地面的总接触面积为 0.1?m2，g 取 10?N/kg。求：

（1）飞机停在水平地面时对地面的压强大小；
（2）当飞机发动机的输出功率保持 60?kW，并以 108?km/h 的速度水平匀速飞行时，发动机的牵引力大小；
（3）若飞机发动机保持 60?kW 的输出功率匀速飞行 1?h，发动机输出的能量为多大?这些能量相当于多少升的航空燃油完全燃烧时释放的能量?航空燃油的热值取 4×107?J/kg，密度取 0.75×103?kg/m3。

24. 物理学中把物体在单位时间内通过的路程叫速度，速度计算公式为：速度=路程时间，即 v=st。初中物理中还有很多这样定义的物理量，如密度、压强、功率、热值等，这种定义物理量的方法叫做比值定义法。高中物理中也有很多这样定义的物理量，如：把物体在单位时间内速度的变化量叫加速度（注：速度的变化量用 Δv 表示，它等于前后速度之差；加速度用字母 a 表示，国际单位是 m/s2）。由加速度的定义可知：
（1）若一个物体开始运动的速度 v0=2?m/s，经过 5?s 后它的速度变为 vt=6?m/s，则这个物体在 5?s 内的速度变化量 Δv= ? m/s。
（2）若问题（1）中的物体做匀加速直线运动（单位时间内速度的增加量相等），求出物体的加速度大小 a= ? m/s2。
（3）加速度的定义公式 a= ?。
（4）匀速直线运动的 v-t 图象如（甲）所示，图中阴影部分面积表示以速度 v 匀速直线运动的物体，运动时间为 t 时通过的路程 s；匀加速直线运动的 v-t 图象如（乙）所示，其中阴影部分面积表示做匀加速直线运动物体，速度由 v0 到 vt，运动时间为 t 时通过的路程 s。用 v0 、 t 、 a 写出 s 的表达式，s= ?。

答案
第一部分
1. D
【解析】酒精倒掉一半，改变的是质量和体积，物质种类没有变化，所以比热和热值都不变。
2. A
3. B
4. B
【解析】柴油机和汽油机的结构不同：柴油机的气缸上是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞。此选项正确；在做功冲程，汽油机的点火方式叫点燃式，柴油机的点火方式叫压燃式。此选项错误；柴油机比汽油机笨重，效率高同时燃料便宜。此选项正确；在吸气冲程，柴油机吸入气缸的只是空气，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物。此选项正确。
5. B
【解析】小汽车的效率为 20%，年耗汽油量 2100?L，
则其一年中有效利用的汽油量相当于：V有用=V总×20%=420?L；
若将它的效率提高 1%，即达到 21%，则一年的耗油量为
V总?=V有用η?=420?L21%=2000?L，
则一年内节省的燃料为：V总-V总?=2100?L-2000?L=100?L。
6. A
7. A
【解析】小轿车是消耗汽油的，发动机是汽油机，所以A符合题意；
载重卡车。远洋轮船和动车都是消耗柴油的，发动机是柴油机，柴油机提供的动力大，所以B、C、D不符合题意。
8. D
9. C
10. D
【解析】通过技术改造只能提高热机的效率，但不可能达到 100%，A选项说法不正确；
热机的压缩冲程中，机械能转化成内能，B选项说法不正确；
热机常用水做冷却剂是因为水的比热容大，C选项说法不正确；
热机是把内能转化为机械能的装置，火箭属于热机，D选项说法正确。
第二部分
11. 喷油嘴；火花塞；空气与汽油的混合物；空气
【解析】汽油机和柴油机在构造上的区别是：汽油机顶部有个火花塞，柴油机顶部有个喷油嘴；在吸气冲程里，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入的是空气．
12. 4.2×1010
【解析】 3?m3“可燃冰”完全燃烧放出的热量：
Q放=Vq=3?m3×1.4×1010?J/m3=4.2×1010?J。
13. 10；飞轮的惯性。
【解析】单缸柴油机的转速为：v=1200?r/min=20?r/s
柴油机每秒转 20 转，所以要完成 10 个工作循环，所以要经过 10 个做功冲程。只有做功冲程将内能转化为机械能，其它三个冲程都是靠飞轮的惯性完成的。
14. 压缩；10
【解析】压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程是将内能转化为机械能。1200?r/min=20?r/s ，每秒飞轮转动 20?r ，内燃机经过 10 个工作循环，对外做功 10 次。
15. 25 ；空气
【解析】（1）飞轮转速是 3000?r/min=50?r/s，表示每秒飞轮转动 50 圈，对外做功 25 次；
（2）完成吸气冲程时，吸入气缸里的物质是空气。
16. 空气喷气；飞机；火箭喷气；人造卫星和宇宙飞船
17. 2.1×105 ； 4.2×105 ； 50
【解析】（1）水吸收的热量 。
（2） 10?g 煤气完全燃烧放出的热量
Q放=m2q=10×10-3?kg×4.2×107?J/kg=4.2×105?J。
（3）煤气灶烧水的效率
η=Q吸Q放×100%=2.1×105?J4.2×105?J×100%=50%。
18. 1.4×109；2000
【解析】氢气完全燃烧放出的热量 Q=qm=1.4×108?J/kg×10?kg=1.4×109?J，若这些热量的 30% 被水吸收，则 Q吸=30%Q=30%×1.4×109?J=4.2×108?J，由 Q吸=cmΔt，m=Q吸cΔt=4.2×108?J4.2×103?J/(kg??C)×50?C=2000?kg 若这些热量的 30% 被水吸收，能使 2000?kg 的水温度升高 50?C。
第三部分
19. 做功；内能；10；20。
【解析】（1）如图，进气门和排气门都是关闭的，火花塞放电，活塞下行，可以判断是做功冲程，做功冲程中内能转化为机械能。
（2）热机完成一个工作循环，要经过 4 个冲程，燃气对外做功 1 次，活塞往返 2 次，飞轮转动 2 周，若该汽油机每秒完成 40 个冲程，则每秒它对外做功 10 次，飞轮转动 20 周。
20. 除了飞机、汽车、摩托车外，还有轮船、拖拉机、收割机、推土机、压路机、坦克等都使用了热机，这些热机都是内燃机。火车可分为电力机车、内燃机车和蒸汽机车，其中内燃机车使用的是内燃机。
21. 汽油机和柴油机的工作过程的相同点和不同点如下表所示。
第四部分
22. 6×107?t
【解析】每辆汽车做有用功所需燃油：1.8?t×30%=0.53?t；
内燃机效率提高后为：30%+1%=31%；
效率提高后所需燃油量：0.54?t31%≈1.74?t；
每辆车每年节约燃油：1.8?t-1.74?t=0.06?t；
10 亿辆车每年节约燃油：109×0.06?t=6×107?t。
23. （1） 2.3×105?Pa
【解析】飞机对地面的压强 p=FS=mgS=2.3×103×10?N0.1?m2=2.3×105?Pa。
??????（2） 2×103?N
【解析】由 P=Fv，得 F=Pv=60×103?W30?m/s=2×103?N。
??????（3） 7.2?L
【解析】 W=Pt=60×103?W×3600?s=2.16×108?J；
由 W=Q=qm燃油 得
m燃油=Qq=2.16×108?J4×107?J/kg=5.4?kg
由 ρ=mV 得
V燃油=m燃油ρ燃油=5.4?kg0.75×103?kg/m3=7.2×10-3?m3=7.2?L
24. （1） 4
【解析】由题意知：物体开始运动的速度 v0=2?m/s，
经过时间 t=5?s 后的速度变为 vt=6?m/s，
则速度变化量 Δv=vt-v0=6?m/s-2?m/s=4?m/s。
??????（2） 0.8
【解析】物体的加速度 a=Δvt=4?m/s5?s=0.8?m/s2。
??????（3） ΔvΔt
【解析】物体在单位时间内速度的变化量叫加速度，若速度的变化量用 Δv 表示，加速度用字母 a 表示，则 a=Δvt。
??????（4） v0t+at2
【解析】由 a=vt-v0t 得 vt=v0+at，
由题意知：s=(vt+v0)t2=(v0+at+v0)t2=(2v0+at)t2。