第一十四章　内能的利用 达标测试卷 课件 人教版物理九年级全一册（含答案解析）

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第十四章达标测试卷一、选择题（本大题共7小题，每小题2分，共14分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1. 目前，我国特别重视发动机的研发，如轮船用的大型燃气轮机已经取得成功，飞机发动机“长江1 000A”量产装机也指日可待。下列装备中动力机械不属于热机的是（　D　）D2. 关于燃料和热值，以下说法正确的是（　A　）A3. 为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集团研发了一款汽车。该款汽车发动机工作时，效率更高，下列有关说法中正确的是（　D　）D4. 下列关于热机效率的说法正确的是（　D　）D5. 下列实例中，属于能量转移的是（　D　）D6. 为了提高热机效率，你认为下列方法目前不可能的是（　D　）7. 甲、乙两种燃料的热值之比为2∶1，这两种燃料完全燃烧放出的热量之比为1∶4，那么它们的质量之比为 （　D　）DD二、填空题（本大题共5小题，每空1分，共15分）8. 如图甲所示是我们课堂演示的一个实验，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被推出去。甲实验中的能量转化与图乙所示单缸四冲程汽油机的图 　C　（填字母）所示冲程相同；若1 min内该单缸四冲程汽油机完成3 600个工作循环，则该汽油机每秒钟对外做功 　60　次。C　60　9. 汽油机是汽车的“心脏”，汽油燃烧时将 　化学　能转化为内能；热机一个工作循环有四个冲程，图甲表示的是 　　压缩　 冲程；小明同学阅读了某牌号汽车发动的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图乙所示的图表，根据给出的信息，该内燃机的效率为 　　30％　。化学　压缩　30％　10. “六冲程发动机”是内燃机的一项新发展。在普通四冲程发动机的四个冲程工作后，把水喷进炽热的气缸里面，水马上 　　汽化　（填物态变化），变成了温度更高的水蒸气，缸里面水蒸气的内能将 　　增大　（选填“增大”“减小”或“不变”），体积急剧膨胀1 600倍，推动活塞再次做功，产生第五冲程。如此一来，每6个冲程中就出现 　　2　个做功冲程。汽化　增大　2　11. 如图所示，在水平桌面上放置一个底部接通橡胶管的塑料小碗，其中放入适量干燥面粉，点燃蜡烛，再罩上一个透明塑料盒，从橡胶管一端快速吹气，使面粉弥漫整个塑料盒，飞扬的面粉在接触到烛焰瞬间被点燃引发爆炸，塑料盒被冲飞。面粉燃烧时将 　　化学　能转化成内能，飞扬的面粉 　　不属于　（选填“属于”或“不属于”）扩散现象。筒盖被冲起的过程与汽油机的 　　做功　冲程能量转化情况相同。化学　不属于　做功　12. 如图所示，2023年5月30日，我国在酒泉卫星发射中心，利用长征二号F火箭成功发射神舟十六号载人飞船。（1）火箭发动机使用液态氢做燃料，是因为液态氢的 　　热值　较大。（2）飞船升空过程中，飞船外面的整流罩与大气剧烈摩擦发热，这是通过 　　做功　的方式增大了整流罩的内能；为了保护飞船的安全，整流罩必须具有极好的 　　隔热性　（选填“导热性”或“隔热性”）；飞船升空这一过程 　　遵循　（选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。热值　做功　隔热性　遵循　三、实验题（本大题共2小题，每空1分，共12分）13. 小虎和小慧学习了燃料的热值后，想要通过实验来比较煤油和菜籽油的热值的大小关系，为此他们组装了如图所示的装置并进行了实验。（1）组装器材时应按照 　　自下而上　（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序依次安装。（2）实验需控制水的质量和初温相同，这种方法叫做 　　控制变量　法。（3）该实验通过 　　水升高的温度　（选填“加热时间”或“水升高的温度”）来反映煤油和菜籽油放出热量的多少，这种方法叫做 　　转换　法。（4）实验开始20 min后，发现甲杯中水升高的温度更高，这说明在同等的条件下， 　　煤油　（选填“煤油”或“菜籽油”）的热值更大，完全燃烧时放出的热量更多。自下而上　控制变量　水升高的温度　转换　煤油　14. 为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，实验中忽略热量的损失。（1）实验中应控制燃料燃烧的 　　质量　（选填“时间”或“质量”）相同，根据 　　温度计的示数　（选填“温度计的示数”或“加热的时间”）比较燃料燃烧放出热量的多少。（2）小明选用了燃料a和燃料b进行实验；当燃料燃尽时，小明记下了各个时刻烧杯中水温，绘制了图乙的图像，则可初步判断燃料 　　b　（选填“a”或“b”）的热值大。质量　温度计的示数　b　（3）另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，比较燃料c和燃料d的热值，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，在燃料燃烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙，燃料c在6 min 时水就沸腾了，造成水过早沸腾的原因可能是 　　燃料c的燃烧过程比较快　。分析图像可知燃料c燃烧10 min放出的热量 　　大于　（选填“大于”“等于”或“小于”）燃料d燃烧15 min放出的热量。燃料c的燃烧过程比较快　大于　（5）小华实验前用天平测出了烧杯中水的质量及燃料c的质量，并由记录的数据，利用公式Q吸＝cm（t－t0）计算出了水吸收的热量，他想通过这些数据计算出燃料c的热值，你认为他的计算结果与真实值相比 　　偏小　（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。（4）你认为根据丙图像 　　能　（选填“能”或“不能”）比较两种燃料热值的大小。能　偏小　四、计算题（本大题共2小题，15题7分，16题8分，共15分）15. 物理兴趣小组的同学，用天然气灶给10 kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6 min内完全燃烧了0.2 m3的天然气，水的比热容为4.2×103 J/（kg· °C），天然气的热值约为3.6×107 J/m3。求：（1）加热6 min，水所吸收的热量；解：（1）加热6 min，水所吸收的热量为Q吸＝cm（t－t0）＝4.2×103 J/（kg·°C）×10 kg×（80 °C－20 °C）＝2.52×106 J；（2）天然气完全燃烧放出的热量；解：（2）天然气完全燃烧放出的热量为Q放＝Vq＝0.2 m3×3.6×107 J/m3＝7.2×106 J；（3）天然气灶的效率。  解：（1）根据速度公式得，压路机在这次压路作业中运动的距离s＝vt＝0.2 m/s×10×60 s＝120 m；（2）压路机在这次压路作业中牵引力做的功是多少？解：（2）根据密度公式得，水箱中水的质量m水＝ρV＝1.0g/cm3×15×103 cm3＝15 000 g＝15 kg，G水＝m水g＝15 kg×10 N/kg＝150 N，压路机的重力为G压路机＝m压路机g＝550 kg×10 N/kg＝5 500 N，G总＝G压路机＋G水＝5 500 N＋150 N＝5 650 N。压路机匀速前进时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，即F牵＝f＝0.4G总＝0.4×5 650 N＝2 260 N，压路机牵引力做的功：W＝F牵s＝2 260 N×120 m＝2.712×105 J；（3）若发动机效率为30％，这次作业要消耗多少千克柴油？ （4）水箱装满水是为了降低发动机的温度，确保发动机正常工作，当满水箱的水从20 °C上升到80 °C可以吸收多少热量？水的比热容为4.2×103 J/（kg·°C）。解：（4）水吸收的热量：Q＝cm水Δt＝4.2×103 J/（kg·℃）×15 kg×（80 ℃－20 ℃）＝3.78×106 J。五、综合能力题（本大题共2小题，每空1分，共14分）17. 如图为四缸发动机图，其工作原理为：四个气缸的活塞连在一根曲轴上，并使各气缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功，其他三个气缸分别在做吸气、压缩和排气工作。有一台四缸发动机，其主要技术指标如表所示。 其中排量等于四个气缸工作容积的总和，气缸工作容积指活塞从气缸顶部到底部所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（即冲程长）。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。则：（1）该发动机的单缸排量为 　　0.5　L，它的 　　做功　冲程是把内能转化为机械能，从而获得动力。0.5　做功　（2）该发动机每分钟对外做功 　　12 000　次，每分钟对外做功 　　7.2×106　J。（3）在每个做功冲程里，发动机做功W＝ 　　600　J。在做功过程里，燃气对活塞所做的功可表示为W＝pV则p＝ 　　1.2×106　Pa（1 L＝10－3 m3）。12 000　7.2×106　600　1.2×106　18. 阅读下列材料，回答问题。喷气发动机　　随着航空和航天事业的发展，普通的内燃机已经不能提供足够的动力，人们迫切需要大功率的发动机以提高飞行器的飞行速度，因此喷气发动机就应运而生。喷气发动机是指靠喷管高速喷出的气流直接产生反作用推力的发动机，广泛用作飞行器的动力装置，按燃料燃烧时所需要的来源，可分为二大类：一类是火箭发动机；另一类是空气喷气发动机。火箭发动机根据采用的推进剂又分为固体火箭发动机和液体火箭发动机。空气喷气发动机分为无压气机式和有压气机式两种；无压气机式空气喷气发动机分为冲压式和脉动式。有压式空气喷气发动机分为涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机。如图甲为涡轮喷气发动机，压缩后的混合气体在燃烧室燃烧，燃烧后剧烈膨胀的气体从尾部高速喷出，其巨大的反冲推力直接成为飞机的推进力。减小发动机的体积和质量，使用高能燃料，可以获得更大的推进力。　　如图乙为火箭发动机的工作原理图，火箭发动机和涡轮喷气发动机十分相似，主要的差别是：火箭自带燃料和氧化剂，而涡轮喷气发动机只带燃料，利用空气做氧化剂。同涡轮喷气发动机相比较，火箭发动机的最大特点是：它自身既带燃料，又带氧化剂，靠氧化剂来助燃。　　火箭发动机可用于航天器推进，也可用于导弹等在大气层内飞行。迄今为止发射的人造卫星、月球飞船以及各种宇宙飞行器所用的推进装置，都是火箭发动机。2019年3月24日，由中国航天科技集团有限公司六院研制的500吨级液氧煤油发动机燃气发生器——涡轮泵联动试验取得圆满成功（如图丙），标志着我国500吨级重型运载火箭发动机关键技术攻关及方案深化论证达到预期目标，为后续重型运载火箭工程研制打下坚实基础。2019年10月5日02时51分，我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将高分十号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，任务获得圆满成功。（1）喷气发动机工作过程中燃料的化学能先转化为 　　内能　，再转化为 　　机械能　，从而提供动力。（2） 　　涡轮喷气　（选填“涡轮喷气”或“火箭”）发动机不能在大气层外工作。内能　机械能　涡轮喷气　（3）长征四号丙运载火箭使用的燃料主要是液态氢，将其制成液态的优点是 　　体积小，便于储存和运输　。（4）随着液态氢的不断消耗，其热值将 　　B　。（5）假设我国500吨级重型运载火箭某次发射平均推力约为8×106 N，将起飞质量500多吨的火箭在100 s的时间内推到约6×104 m的高度，同时最大速度达到3 km/s，则火箭发动机的设计海平面推力的平均功率约为 　　4.8×109　W。体积小，便于储存和运输　B　4.8×109　（6）喷气压缩发动机使压缩后的混合气体在燃烧室燃烧直到膨胀的气体再从尾部高速喷出过程中，气体的温度是不断变化的，图丁中能大致反应气体温度随时间而变化的是 　　C　。（7）你认为下列提高热机效率的途径中说法错误的是 　　B　（填字母）。C　B　参考答案1. D　2. A　3. D　4.D　5.D　6.D　7.D　8.C　609. 化学　压缩　30％　10.汽化　增大　2　11.化学　不属于　做功 12. （1）热值　（2）做功　隔热性　遵循13. （1）自下而上　（2）控制变量　（3）水升高的温度　转换　（4）煤油14. （1）质量　温度计的示数　（2）b　（3）燃料c的燃烧过程比较快　大于　（4）能　（5）偏小Q吸＝cm（t－t0）＝4.2×103 J/（kg·°C）×10 kg×（80 °C－20 °C）＝2.52×106 J；（2）天然气完全燃烧放出的热量为Q放＝Vq＝0.2 m3×3.6×107 J/m3＝7.2×106 J； 15. 解：（1）加热6 min，水所吸收的热量为16. 解：（1）根据速度公式得，压路机在这次压路作业中运动的距离s＝vt＝0.2 m/s×10×60 s＝120 m；（2）根据密度公式得，水箱中水的质量m水＝ρV＝1.0 g/cm3×15×103 cm3＝15 000 g＝15 kg，G水＝m水g＝15 kg×10 N/kg＝150 N，压路机的重力为G压路机＝m压路机g＝550 kg×10 N/kg＝5 500 N，G总＝G压路机＋G水＝5 500 N＋150 N＝5 650 N。压路机匀速前进时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，即F牵＝f＝0.4G总＝0.4×5 650 N＝2 260 N，压路机牵引力做的功：W＝F牵s＝2 260 N×120 m＝2.712×105 J；  （4）水吸收的热量：Q＝cm水Δt＝4.2×103 J/（kg·℃）×15 kg×（80 ℃－20 ℃）＝3.78×106 J。17. （1）0.5　做功　（2）12 000　7.2×106　（3）600　1.2×10618. （1）内能　机械能　（2）涡轮喷气　（3）体积小，便于储存和运输　（4）B　（5）4.8×109　（6）C　（7）B