北师大版（2024）九年级全册四 热机优秀课时训练

这是一份北师大版（2024）九年级全册四 热机优秀课时训练，共9页。
一、单选题
1．下列说法正确的是（ ）
A．内燃机是利用电能做功的机械
B．内燃机在做功冲程把内能转化为机械能
C．内燃机在压缩冲程把内能转化为机械能
D．随着技术的进步，内燃机的效率达到100％
2．潍柴集团于2020年正式发布全球首款热机效率突破50%的商用柴油机，世界内燃机发展出现历史性新突破。关于对此柴油机的说法正确是（ ）
A．它必须用热值较高的燃油才能提高其热机效率
B．对比其他柴油机，相同时间内对外做功更快
C．对比其他柴油机，对外做同样的功消耗的燃料减少
D．随着技术的进步，集团生产的内燃机效率能达到100%
3．如图是内燃机某冲程的工作示意图，四个事例中能量转化与之相同的是（ ）
A． 瓶塞冲出
B． 搓手取暖
C． 压缩气体
D． 钻木取火
4．传统的燃油汽车能量的利用率很低。经测量某燃油汽车汽缸向外散热占26%，废气带走的能量占32%，摩擦等机械损耗占12%，则它的机械效率为（ ）
A．68%B．42%C．30%D．12%
5．汽油机飞轮转速是7200r/min，在1s内汽油机内能转化为机械能的次数及完成的冲程个数为（ ）
A．30次，120个B．36次，240个C．900次，30个D．60次，240个
6．如图是汽油机工作时的四个冲程，下列说法正确的是（ ）
A．汽油机吸气冲程汽缸吸进物质是汽油
B．甲是压缩冲程是将内能转化为机械能，丁是做功冲程是将机械能转化为内能
C．该车内燃机的四个冲程正确的工作顺序是乙→甲→丁→丙
D．活塞在汽缸内往复运动一次，该汽油机对外做功一次
二、填空题
7．内燃机的一个工作循环是由四个冲程组成的，如图所示的是工作循环中的 冲程，若飞轮转动40周，则对外做功 次。
8．重力储能是一种新型储能方式，它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放，能量转化过程如图所示。重力储能可有效提升风能、太阳能等新能源的综合开发利用水平。某风力发电、重力储能综合项目单个风力发电机组的平均发电功率为1500kW。某次风能充沛时，系统利用风能发电的富余电能，将两个质量均为3×104kg的重物从地面提升至30m的高度处，实现能量储存储能系统将两个重物从30m高处放回地面的发电过程中，产生的电能为1.44×107J，则该过程的发电效率是 。据某资料介绍，重力储能系统的综合效率（输出电能与输入电能之比）可达75%以上，请你通过计算，判断这一数据 （选填“可信”或“不可信”）。（已知系统提升重物的效率为90%）（g取10N/kg）
9．随着生活水平的不断提高，家用小汽车已走进寻常百姓家。汽车发动机的 冲程，将内能转化为机械能驱动汽车前进。
10．按要求填空：
（1）不同形式的能量可以在一定条件下相互转化，如图1所示。以下事例中分别属于哪些能量转化（只需考虑最主要的能量转化），请将图1中能量转化对应的字母序号填写在相应的横线上。
例：电热水器工作时 ；
①热机的压缩冲程 ；
②给某锂电池充电时 ；
③植物吸收太阳光进行光合作用 ；
④电动机带动水泵把水送到高处 ；
（2）如图2所示是某装置工作时的能量流向图，请根据图中信息判断：此装置可能是 （选填“热机”或“电灯”或“电风扇”），其工作效率为 ；
（3）如图3是 （选填“汽油机”或“柴油机”）的做功冲程，这种机器吸气冲程吸入的是： 。
11．冬天人们喜欢捧着一杯热水取暖，此过程能量发生了 （选填“转化”或“转移”）。 （选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。
12． 中国空间站的太阳翼运用了当代光电转化效率最高的材料，太阳翼实现光电转化利用的能源是 能。
三、科普阅读题
13．阅读短文，回答问题。
热岛效应
热岛效应，指由于人为原因，改变了城市地表的局部温度、湿度、空气对流等因素，城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率和更小的比热容，使得相同的日照情况下，并向四周和大气中大量辐射，造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温，如同汪洋大海中的岛屿，人们把这种现象称之为城市“热岛效应”。
在“热岛效应”的作用下，城市中每个地方的温度并不一样，而是呈现出一个个闭合的高温中心。在这些高温区内，气压低，容易产生气旋式上升气流，高温区的居民极易患上呼吸系统或神经系统疾病。
（1）减弱热岛效应的措施之一：保护并增大城区的绿地、水体面积，多植树。城区的水体、绿地对减弱夏季城市热岛效应起着十分可观的作用，这主要是利用了水的 的特性；
（2）减弱热岛效应的措施之二：人工蒸发补偿。解决城市大气热污染的首要办法是增大蒸发量，受城市安装条件的限制，采用喷雾系统是一种高效且经济的办法 （填物态变化名称）有 （选填“吸热”或“放热”）的作用；
（3）研究表明，现在城市机动车保有量越来越大，机动车也是造成热岛效应因素之一。以四冲程发动机小车为例
①四冲程汽油机在工作过程中，实现机械能转化为内能的是 ；
②在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过 的方式增加物体的内能。
四、计算题
14．某家庭需要将50kg、20℃的水加热到60℃作为生活用水，利用煤气灶烧水，需燃烧0.8kg煤气。已知煤气的热值q＝2×107J/kg，水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）。求：
（1）50kg、20℃的水加热到60℃需吸收的热量。
（2）完全燃烧0.8kg煤气放出的热量。
（3）煤气灶烧水的效率
15．清明假期，小华与家人乘坐一辆汽车沿高速公路到某地旅游，全程为100km，汽车和人的总质量为1.32t（含油箱内的足够量的汽油，不考虑消耗汽油时汽车总质量的变化），轮胎和地面总接触面积为0.1m2，假设汽车匀速行驶，受到的阻力为车重的0.1倍。（汽油热值：q＝3.3×107J/L）
（1）汽车全程的平均速度是 km/h。
（2）汽车行驶时对平直公路的压强多少帕斯卡？
（3）汽车在整个行驶过程中，牵引力做功多少焦耳？
（4）到达目的地后小华爸爸发现消耗汽油10L，该汽车的工作效率是多少？
五、综合题
16．请阅读《“翼龙”Ⅱ无人机》并回答问题。
“翼龙”Ⅱ无人机
2017年2月27日，中国航空工业自主研制的新型长航时侦察打击一体型多用途无人机系统﹣﹣“翼龙”Ⅱ无人机成功首飞。牢牢自主掌握航空装备的关键技术，中国进入全球大型察打型无人机一流水平。
“翼龙”Ⅱ无人机，是中国首款装配涡轮螺旋桨发动机的无人机，具备全自主水平轮式起降、巡航飞行、快速轻盈、性价比高、长航时、多用途、易使用、察打兼备，机长11米、高4.1米、翼展20.5米，最大飞行高度9000米，最大飞行时速370千米，最大起飞重量4.2吨，外挂能力480千克，最大续航时间20小时，标配合成孔径雷达（SAR）、激光制导导弹和GPS制导炸弹，可以执行侦察监视和对地打击等任务，经扩展还可以进行情报收集、电子战、搜救，适合于军事任务、反恐维稳、边境巡逻和民事用途。
“翼龙”Ⅱ无人机，有着更大的体型和更强的战斗力，拥有480千克的载弹量，6个挂架，使用复合挂架时可以挂载12枚反坦克导弹。同时“翼龙”Ⅱ以更先进的涡桨﹣9A发动机替换了之前“翼龙”家族使用的活塞发动机，动力系统的进步为“翼龙”Ⅱ采用更大的机体设计，更多更先进的设备，挂载更多的弹药创造了条件。
“翼龙”Ⅱ无人机，可挂载至少12枚激光制导炸弹或空地导弹，火力强大。作为中国首款装配涡桨发动机的军用无人机，其拥有至少1500公里的作战半径，能够满足国外用户反恐、边防等多样化任务需求。该机配备的卫星通信系统使得其可以在多山或高原地区执行任务。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）“翼龙”II无人机每秒钟约飞行 米。（结果保留整数）
（2）“翼龙”II无人机的应用领域有军事、 等。（写出一个例子即可）
（3）“翼龙”Ⅱ以更先进的 替换了之前“翼龙”家族使用的活塞发动机。
（4）“翼龙”Ⅱ无人机配备的卫星通信系统使得其可以在 执行任务。
17．如图所示，某型号履带式联合收割机以柴油作为动力燃料，空载时整机质量为2550kg，收割宽度为2m，额定功率为60kW（该型号收割机共两条履带），则：
（1）联合收割机的发动机的做功冲程工作时主要将燃料燃烧时放出的 能转化为机械能，从进气门吸入的是 ；
（2）收割机空载静止时，每条履带与地面的接触面积为1800cm2，此时收割机对地面的压强为 （g取10N/kg）；
（3）收割机在平直麦地上以额定功率工作了10s，在这个过程中收割机做的功为 ；若这个过程中收割机匀速直线行驶了20m，则收割机受到的阻力为 牛顿。
18．在工业以及科研中为解决机器的过热问题，除通过空气自然散热之外，还采用水冷却技术，其原理是将冷水注人与机器接触的水冷管，冷水吸热升温后被排出，使机器工作温度保持稳定.现有一台输入功率为P、效率为η的发动机，为使其在室温为t的环境下正常工作时不能过热，每秒从水冷管入口处通入体积为V、温度为t的冷水，出口处的水温为T假设该发动机的总散热面积为S，其中与水冷管接触的面积为S1，其余部分与空气接触，且空气接触部分只能带走按面积分配的25%的热量，余下热量全部由水冷管带走.求该发动机正常工作时，S1与S的比值.(已知水的比热容为c，密度为ρ)
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】热机的效率；热机的四个冲程
2．【答案】C
【知识点】热机的效率
3．【答案】A
【知识点】能量的转化或转移
4．【答案】C
【知识点】热机的效率
5．【答案】D
【知识点】热机的四个冲程
6．【答案】C
【知识点】热机的四个冲程
7．【答案】压缩；20
【知识点】热机的四个冲程
8．【答案】80%；不可信
【知识点】热机的效率；功的计算及应用
9．【答案】做功
【知识点】热机的四个冲程
10．【答案】（1）K；C；J；G；A
（2）热机；37.5%
（3）汽油机；汽油和空气的混合物
【知识点】热机；热机的效率；热机的四个冲程；能量的转化或转移
11．【答案】转移；遵循
【知识点】热传递改变物体内能；能量守恒
12．【答案】太阳
【知识点】能量的转化或转移
13．【答案】比热容大；汽化；吸热；压缩冲程；做功
【知识点】物质的三态；做功改变物体内能；比热容；热机的四个冲程
14．【答案】（1）解：水吸收的热量：Q吸＝cm水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（60℃﹣20℃）＝8.4×106J；
答： 50kg、20℃的水加热到60℃需吸收的热量为8.4×106J。
（2）解：煤气完全燃烧放出的热量：Q放＝m煤气q＝0.8kg×2×107J/kg＝1.6×107J；
答：完全燃烧0.8kg煤气放出的热量为1.6×107J。
（3）解：煤气灶烧水的效率： η=Q吸Q放×100%=8.4×106J1.6×107J×100%=52.5% 。
答：煤气灶烧水的效率为52.5%。
【知识点】热量的计算；热机的效率
15．【答案】（1）汽车全程的运动速度是：V=st=100km1ℎ=100km/ℎ
（2）汽车和人的总质量为：m＝1.32t＝2.32×103kg，
汽车匀速行驶时汽车对地面的压力等于汽车的重力为：F压＝G＝mg＝1.32×103kg×10N/kg＝1.32×104N，
汽车行驶时对平直公路的压强：P=F压s=8.32×106N0.1m5=1.32×105Pa
（3）汽车匀速行驶，受到的阻力为车重的2.1倍4N＝8.32×103N，
因为轿车匀速行驶，所以F牵＝f＝1.32×102N，路程s＝100km＝1×105m，
汽车到达目的地牵引力所做的功是：
W＝F牵s＝4.32×103N×1×104m＝1.32×108J
（4）解：10L汽油能放出的总能量：Q放＝Vq＝10L×7.3×107J/L＝7.3×108J，
该汽车的工作效率是：η＝wQ放×100%＝4.32×107J3.3×408J=40%
【知识点】热机的效率；速度公式及其应用；压强的大小及其计算
16．【答案】（1）103
（2）边境巡逻、民事用途
（3）涡桨﹣9A发动机
（4）多山或高原地区
【知识点】热机；速度与物体运动
17．【答案】（1）内；空气
（2）7.1×104Pa
（3）6×105J；3×104N
【知识点】功率的计算；热机；液体压强的计算；功的计算及应用
18．【答案】解：．发动机每秒发出热量Q=P(1-η)
当发动机通过水冷管散发的热量及空气散发的热量之和等于发动机发出的热量时，发动机温度不会再升高，即Q=Q水冷 +Q空气
由于与空气接触的那部分面积(S- S1)只能带走按面积分配QS的25%的热量
Q空气= QS−S1S×25%
发动机与空气接触将接触面上的25%的热量散发掉，余下75%仍由水冷管吸收，有
Q水冷= QS1S+QS−S1S×75%
Q水冷= CρV(T-t)
由以上各式解得S1S=4dVρ(T−t)P(1−η)−3
【知识点】热量的计算；热机的效率