2020-2021学年九年级物理上册 第二章 改变世界的热机单元综合测试（含解析）（新版）教科版.docx

1、改变世界的热机单元测试【满分：100分时间：45分钟】一、选择题（每题只有一个选项符合题目要求，共12小题，每小题3分，本大题共36分）1、（2020山东烟台）如图所示，给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，这个过程与选项四冲程汽油机工作示意图中，哪一个冲程的能量转化过程是相同的（）ABCD【答案】C【解析】水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，这个过程是把水的内能转化为橡皮塞的机械能，与汽油机中的做功冲程能量转化过程相同。A为压缩冲程，B为排气冲程，C为做功冲程，D为吸气冲程。故选C。2、（2020江苏镇江）某汽油机的四个冲程如图所示，在该汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个

2、冲程是（）ABCD【答案】C【解析】汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图可知，活塞向上运动，排气门打开，所以图是排气冲程，A错误；汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图可知，活塞向下运动，进气门打开，所以图是吸气冲程，B错误；汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图可知，活塞向下运动，两门关闭，所以图是做功冲程，C正确；汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图可知，活塞向上运动，两门关闭，所以图是压缩冲程，D错误。故选C。3、（2020四川达州初三其他）列关于内燃机说法正确的是( )A柴油机吸

3、气冲程吸入的是柴油和空气的混合物 B汽油机气缸顶部有喷油嘴C做功冲程中内能转化为机械能 D内燃机功率越大，效率越高【答案】C【解析】柴油机在吸气冲程中，吸入气缸的是空气，A错误；柴油机气缸顶部有喷油嘴，汽油机气缸顶部有火花塞，B错误；内燃机的做功冲程中，内能转化成了机械能，对外做功，C正确；功率表示做功的快慢，与热机效率是两个不同的概念，两者没有关系，D错误。故选C。4、（2020广西初三其他）如图所示，汽油机处于工作过程中的某个冲程，对此冲程，下列叙述正确的是()A压缩冲程，机械能转化为内能B压缩冲程，内能转化为机械能C做功冲程，机械能转化为内能D做功冲程，内能转化为机械能【答案】A【解析】

4、由图知道，进气门和排气门都是关闭的，活塞上行，可以判断是压缩冲程，在压缩冲程中机械能转化为内能，故A正确，B、C、D错误。故选A5、（2020湖北省宜昌市第八中学初三期中）如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是A吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸B压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小C做功冲程中，燃料释放的能量绝大部分转化为机械能D排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分【答案】A【解析】汽油机在吸气冲程中，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸， A正确；在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，

5、此过程是机械能转化为内能的过程，B错误；在做功冲程中，燃料燃烧释放的内能大部分需要克服摩擦、发生热传递而散失，只有一少部分转化为机械能，C错误；在排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的大部分，D错误。故选A。6、（2020山西浑源初三期末）一种用于轻型低速飞机的活塞式航空发动机，它有多个气缸，气缸工作时经历进气、压缩、膨胀、排气四个过程，在这四个过程中，能为飞机提供动力的是（）A进气B压缩C膨胀D排气【答案】C【解析】内燃机工作时，提供动力的冲程是做功冲程，即气缸工作时经历进气、压缩、膨胀、排气四个过程中的膨胀过程，能为飞机提供动力，A、B、D错误，C正确。故选C。7、（2020山东枣庄）关于

6、热机的效率，下列说法正确的是（）A在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多B一般情况下柴油机的效率比汽油机的高C热机的效率越高说明做功越快D热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的【答案】B【解析】热机的效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多，A错误；一般情况下柴油机的效率比汽油机的高，多用在重型机器上，B正确；热机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值，热机的效率越高说明有用功占的比值越大，功率表示做功的快慢，功率越高说明做功越快，效率和功率是两个不同的物理量，二者之间没有必

7、然联系，C错误；根据内燃机的能量流向，热机损失的能量中，废气带走的能量较多，D错误。故选B。8、（2020湖北竹溪初三期末）为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施不能提高热机效率的是（）A让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全B在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损失C尽量减少热机内部各部件间的摩擦D尽量增加热机的工作时间【答案】D【解析】热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，所以减少热量的损失可以提高热机的效率，使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率，A、B、C正确，增加热机的工作时间，并不能减少热量的

8、损失，所以不能提高热机的效率， D错误。故选D。9、（2020广州市二中苏元实验学校初三月考）阅读下列材料：扩散现象实质是一切物质分子都在不停地作无规则运动；内燃机压缩冲程是将内能转化为机械能；压缩气体使气体温度升高是通过做功改变物体内能；热机效率是热机性能的重要指标之一以下答案正确的是（）A正确B只有正确C正确D正确【答案】A【解析】分子的运动眼睛无法直接观察，是通过扩散现象来反映的扩散现象表明一切物质的分子不停地做无规则运动，正确；内燃机压缩冲程是将机械能转化为内能，错误；压缩气体使气体温度升高是通过做功把机械能转化成内能，改变物体内能，正确；热机效率是热机性能的重要指标之一，正确。正确，

9、故选A。10、（2020河北邯郸初三月考）下列关于热机、热值的说法正确的是（）A汽油机、柴油机都有火花塞和喷油嘴这两个关键部件B某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫这种燃料的热值，单位是kg/JC柴油机工作的效率是35%，说明它工作时柴油燃烧释放的能量65%转化为有用功D四冲程内燃机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的【答案】D【解析】汽油机和柴油机构造不同汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴A错误；单位质量的燃料完全燃烧时释放出的热量是燃料的热值，所以热值的单位是J/kg，B错误；柴油机的效率为35%，说明它工作时柴油完全燃烧放出的热量的35%转化为有用功C错误；四冲程

10、内燃机是吸气、压缩、做功、排气四个冲程连续工作的循环过程，D正确。故选D。11、（2020山东潍坊）（多选）礼花喷射器结构如图，气罐内有高压气体，气罐通过气阀与纸筒相连。使用时转动纸筒打开气阀，气体将纸筒内的礼花快速喷向远处。对该过程的分析正确的是（）A罐内气体的内能减少 B罐内气体分子热运动加剧C罐内气体通过热传递方式改变了其内能 D该过程能量转化方式与汽油机做功冲程相同【答案】AD【解析】在喷出礼花的过程中，罐内的压缩空气对礼花做功，空气内能转化为礼花的机械能；罐内气体内能减少，A正确，C错误；罐内气体内能减少，温度降低，分子热运动速度减慢，B错误；汽油机做功冲程是将内能转化为机械能，而气

11、体将纸筒内的礼花快速喷向远处时，也是将内能转化为机械能，D正确。故选AD。12、（2020湖北监利初三期末）某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6107J/kg，假设燃油完全燃烧通过计算可知，下列结果正确的是（）汽车行驶速度是20km/h 消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9107J汽车牵引力做功的功率是30kW 汽车发动机的效率是20%A只有和B只有和C只有和D只有和【答案】D【解析】汽车行驶速度是：，错误；消耗的燃油完全燃烧放出的热量是：，正确；匀速行驶时汽车受到的牵引力与阻力是平衡力，

12、所以汽车牵引力做功的功率是：，错误；汽车发动机的做的功为：，汽车发动机的效率是：，正确。故选D。二、填空题（每空2 分，17个空，本题共34分）13、（2020广东东莞）如图所示，是汽油机工作时的_冲程。汽油机工作时要产生大量的热，通常采用水循环将热量带走，这是因为水的_大，因此汽油机的工作效率_（选填“大于”“等于”或“小于”）柴油机的工作效率。【答案】做功比热容小于【解析】图中，汽油机的进气门和排气门同时关闭，并且火花塞点火，是汽油机做功冲程；水的比热容大，在相同条件下，能比其它物质吸收更多的热量；汽油机工作时的热量损失要高于柴油机，所以汽油机的工作效率小于柴油机的工作效率。14、（202

13、0内蒙古呼伦贝尔）汽油机的转速为3000r/min，则1s内汽油机对外做功_次，活塞往复运动_次【答案】25 50 【解析】四冲程内燃机的一个工作循环中，曲轴转动2周，活塞往复运动2次，完成4个冲程，对外做功1次，该汽油机的转速为，表示飞轮每秒转动的圈数为50，则曲轴转动50周，活塞往复运动50次，每秒完成25个工作循环，对外做功25次。15、（2020湖北宜昌）扣动步枪扳机，射出一颗子弹弹壳内火药燃烧将_能转化为燃气的内能，燃气推动子弹在枪膛中运动，该过程相当于内燃机的_冲程【答案】化学做功【解析】火药具有化学能，弹壳内火药燃烧将化学能转化为燃气的内能；燃气推动子弹在枪膛中运动，让子弹具有机

14、械能，这是燃气的内能转化为子弹的机械能，该过程相当于内燃机的做功冲程。16、（2020辽宁中山初三二模）如图所示是四冲程汽油机工作时的压缩冲程，此过程中通过_方式使汽缸内燃料混合物的内能_（选填“增大”或“减小”）【答案】做功增大【解析】内燃机有四个冲程，分别为吸气、压缩、做功、排气冲程，压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物，对其做功，是通过做功的方式改变内能的；压缩冲程中，使燃料混合物的内能增大、温度升高。17、（2020湖北黄冈初三开学考试）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具高温高压气体，通过高温高压

15、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_，高压气体疏通管道的过程相当于四冲程汽油机的_冲程。【答案】化学能转化为内能做功【解析】疏通剂与水发生化学反应生成高温高压气体的过程中，化学能转化为气体的内能；高温高压气体的膨胀将管道疏通的过程，是将内能转化机械能的过程，与四冲程汽油机的做功冲程类似。18、（2020江苏常州中考真题）2020年1月18日，第十届江苏。“台湾灯会”在常州恐龙城开幕。如图所示为展会中的“走马灯”，点燃底部蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来。热空气上升驱动扇叶转动的能量转化方式为_，这与四冲程汽油机的_冲程相同。【

16、答案】内能转化为机械能做功【解析】点燃蜡烛时，气体温度升高，气体的密度变小，热空气就会向上运动，运动的热空气推动扇叶转动，运动的热空气对外做功，将内能转化为机械能，该冲程和四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同。19、（2020江苏无锡）某辆行驶的小轿车，其正常工作时的能量转化情况如图所示，若输入的化学能为2000J，输出的动能为300J。则输出的内能和声能共计_J；输出的有用能量是动能，则小轿车正常工作时的效率为_。【答案】1700 15% 【解析】由图可知，输入的化学能，输出的动能，输出的内能和声能；小轿车正常工作时的效率。20、（2020广西藤县初三一模）太阳能热水器吸收1.4107J的能

17、量能把质量为20kg的水从25加热到75，则水吸收的热量为_J，热水器的热效率为_。水的比热容为4.2103J/（kg）【答案】4.2106 30% 【解析】根据题意知道，水吸收的热量是：Q吸 =cm（t-t0）=4.2103 J/（kg）20kg（75-25）=4.2106 J；热水器的效率是。三、综合题（每空2 分，6个空，共12分）21、（2020江苏泰州）如图甲所示的某品牌插秧机使用北斗导航，农民只需在作业前进行相关设定，即可实现24小时无人值守自动作业。(1)北斗导航卫星是通过_向插秧机发送位置信息的；(2)该插秧机使用四冲程汽油机，图乙中汽油机处于_冲程。如果该汽油机飞轮的转速是6

18、0r/s，则汽油机每秒钟对外做功_次；(3)汽油属于_（选填“清洁”或“非清洁”）能源，某段时间插秧机消耗汽油0.21kg，汽油完全燃烧放出的热量是_J；若这些热量完全被40kg初温15C的水吸收，则水温升高_C。q汽油=4.6107J/kg，c水=4.2103J/（kgC）【答案】（1）电磁波（2）压缩 30 （3）非清洁 57.5 【解析】(1)电磁波可以在真空中传播，可以传递信息，北斗卫星导航系统在实现定位、导航和授时服务时，主要是利用电磁波传递信息的；(2)从图中可以看出，两气门关闭和活塞向上移动的特点，可以判断这个冲程是压缩冲程，将机械能转化为了内能；飞轮的转速是60r/s，飞轮转动

19、一圈完成两个冲程，所以1s可以完成的冲程数量是完成四个冲程，对外做功一次，所以汽油机每秒钟对外做次数是；(3)由于汽油燃烧后会产生污染大气的废气，所以汽油属于非清洁能源；汽油完全燃烧放出的热量是，由，得，水温升高。四、计算题：（2个题，19题8分，20题10分，共18分）22、（2020北京师范大学常州附属学校初三开学考试）太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20的水温度升高到40。求：(1)热水器中的水吸收的热量Q；水的比热容c=4.2103J/(kg)(2)热水器5小时

20、内接收到的太阳能E；(3)热水器的效率；(4)若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气？（煤气的热值q=4.2107J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收）【答案】（1）8.4106J （2）2.1107J （3）40% （4）0.2kg【解析】（1）热水器中的水吸收的热量：Q=cm(tt0)=4.2103J/(kg)100kg(4020)=8.4106J；（2）热水器5小时内接收到的太阳能：E=4.2106J/h5h=2.1107J；（3）热水器的效率：=100%=100%=40%；（4）煤气燃烧放出的热量全部被水吸收，即Q放=Q=8.4106J，由Q=mq可得：完全燃烧煤气的

21、质量：m= =0.2kg。23、（2020浙江舟山）十八世纪，瓦特发明的冷凝器蒸汽机，推动了人类第一次工业革命。如图为利用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图，蒸汽机的工作原理为：打开阀门A、关闭阀门B，高压蒸汽进入汽缸，推动活塞上行。当活塞到达汽缸项部时，关闭阀门A、打开阀门B，蒸汽进入冷凝器，汽缸内压强减小，活塞下降。如此循环往复。(1)蒸汽推动活塞上行过程中，能量转化是_；(2)蒸汽机活塞上行过程与汽油机的_冲程相似；(3)蒸汽机工作时，汽缸内部压强为1.1106帕，若活塞面积为0.1m2，则活塞受到蒸气的压力是多少？(4)蒸汽机活塞往复运动，通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为200千克

22、，活塞每次上升高度为0.6米，则活塞上升一次蒸汽机对物体做了多少有用功？假设活塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机对物体做有用功的功率为多少？【答案】（1）内能转化为机械能（2）做功（3）1.1105N （4）600J 1000W 【解析】(1)蒸汽推动活塞上行过程中，蒸汽对活塞做功，蒸汽的内能转化为活塞的机械能。(2)汽油机的做功冲程中，高温高压燃气推动活塞做功，燃气的内能转化为活塞的机械能，与汽油机做功冲程的能量转化相似。(3)由可得，活塞受到蒸汽的压力：(4)由图知杠杆左端的力臂是右端力臂的2倍，活塞每次上升高度为h=0.6m，则根据相似三角形的知识可知，杠杆右端下降的高度为，由定滑轮的特点可知，定滑轮右侧物体上升的高度为物体的重力为，活塞上升一次蒸汽机对物体做的有用功为，活塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机对物体做有用功的功率为。