2025年秋-教科版物理九年级上册单元测试-第二章 《改变世界的热机》提升卷（有答案）

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2025年秋-教科版物理九年级上册单元测试-第二章 《改变世界的热机》提升卷一、选择题1．以下关于热现象的说法不正确的是（　　）A．厨房里散发出浓浓的香味，说明分子在不停地做无规则运动B．四冲程内燃机的做功冲程发生的能量转化与汽车轮胎爆破时能量转化是相同的C．从游泳池上来感觉冷是由于水蒸发吸热D．物体温度升高一定是吸收了热量2．如图所示，某实验小组自制了火箭模型，演示时从瓶口喷入雾状酒精并盖上锥形纸筒，从瓶子侧面小口点火，纸筒立即飞出，关于此过程分析正确的是（　　）A．锥形纸筒内雾状酒精的热值会变大B．纸筒飞出，瓶内气体的内能减小，温度下降C．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程D．演示后闻到没燃烧完酒精的味道，这些酒精的比热容会变小3．2024年10月30日凌晨四点，长征二号F遥十九运载火箭搭载神舟十九号载人飞船成功发射升空。关于运载火箭发射升空时涉及的物理知识，下列说法正确的是（　　）A．使用的燃料热值比较小B．燃气主要通过热传递使周围的空气内能增大C．燃料燃烧时将内能转化为化学能D．火箭发射后燃料消耗完了，说明发射过程不遵守能量守恒定律4．单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图如图所示，下列四小冲程的顺序排列正确的是A．丙丁乙甲B．乙丁甲丙C．乙甲丁内D．甲乙丙丁5．下列图由关于物理过程及现象解析正确的是（　　）A．甲图，将两个铅柱压在一起，下面能够悬挂一个钩码，说明分子不停地运动B．乙图，厚玻璃筒内的空气被压缩时，内能转换为机械能，瓶内空气的内能增加C．丙图，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能转化为塞子的机械能D．丁图，抽掉玻璃片，下方瓶中的二氧化氮扩散到上方瓶中，说明分子之间有作用力6．下图是四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是（　　）A．丁冲程中主要是通过热传递的方式改变汽缸内物质的内能B．乙冲程中吸入的物质只有空气C．甲冲程中存在化学能转化为内能的过程，汽缸内气体分子运动剧烈程度增强D．这四个冲程的正确顺序是乙→甲→丁→丙7．燃气的特殊气味是人为添加的臭味剂所产生的，而不是燃气本身所固有的。加入臭味剂的目的是（　　）A．增大燃气的热值B．燃气泄露时，更容易识别C．使燃气的分子热运动更快D．提高燃气燃烧时的加热效率8．下列关于比热容、热值和热机效率的描述，正确的是（　　）A．使燃料燃烧更充分，可以增大其热值B．使用热值大的燃料，就可以提高热机效率C．水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）表示水升高1℃吸收的热量是4.2×103JD．甲柴油机的效率比乙的效率高，燃烧质量相同的燃料，甲柴油机将燃料燃烧放出的热量变成有用功的能量比乙大9．内燃机的发明，使人类的许多梦想得以实现，飞机、潜艇、坦克等，都是在内燃机发明之后才研制成功的。如图是某内燃机的能量流向图，关于内燃机，下列说法正确的是（　　）A．该内燃机的热机效率为30%B．内燃机是一种环保型的机器C．减小机械摩擦可提高内燃机的效率D．内燃机的四个冲程都把内能转化为机械能10．从20世纪初至今，燃气灶的加热效率从30%增加到60%以上。以下做法不能提高加热效的是（　　）A．使用智能燃气灶根据烹饪需求实时调整火力大小B．优化燃烧室设计，确保燃料与空气的混合更加充分C．使用热值更小的燃料D．回收烟气中的热量，用于预热进入燃烧室的空气11．下列说法错误的是（　　）A．水电站主要将机械能转化为电能B．永动机是不可能制造成功的C．太阳能热水器主要将太阳能转化为内能D．由能量守恒定律可知，热机的机械效率可以达到100%12．人们对事物进行比较，经常要引入相应的物理量。下列说法中错误的是（　　）A．进行做功多少的比较，引入“功率”B．进行物质吸热能力的比较，引入“比热容”C．进行燃料完全燃烧放热能力的比较，引入“热值”D．进行热机对燃料利用率的比较，引入“热机效率”13．如图所示，是燃料在内燃机中燃烧的能量流向图，该内燃机的热机效率是（　　）A．10%B．20%C．30%D．70%14．有甲、乙两台汽油机，若在同一时间内甲做的有用功是乙做的有用功的2倍，甲的效率是25％，乙的效率是20％。则在同样时间内，甲、乙两汽油机消耗汽油的质量之比为（　　） A．2：5B．8：5C．5：8D．5：215．汽油机甲，飞轮每分钟转2400转，汽油机的汽缸容积为150cm3，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为2.0×106Pa，且甲汽油机一分钟消耗25g汽油。汽油机甲与汽油机乙的效率比值为5∶4，汽油机甲的功率是乙的2.5倍，则汽油机甲的功率和甲、乙汽油机相同时间的油耗之比为（　　）（汽油的热值为4.8×107J/kg）A．3.6×106W；2∶1B．6000W；2∶1C．3.6×106W；1∶2D．6000W；1∶2二、填空题16．如图甲所示是四冲程汽油机的　 　冲程示意图，它将　 　能转化为机械能，与它原理相同的是　 　(选填“乙”或“丙”)图所示的演示实验. 17．寒冷的冬季，小丽和小军冻得伸不出手，于是分别采取了图甲和图乙所示的不同取暖方式。从物理学的角度来看，小军是通过　 　的方式增加手的内能：两种增加内能的方式是　 　(选填“等效””或“不等效”)。小军看到一台单缸四冲程汽油机工作原理图，上面标记了飞轮转速1200r/min， 则它的气缸内燃气每秒钟对外做功　 　次。18．塑料瓶是一种常见的生活物品，空塑料瓶可以做许多物理小实验。在安全情况下，小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气，如图所示。随着瓶内气压增加，气体内能增大，这是通过　 　方式改变瓶内气体内能。当气压达到一定程度时，瓶盖飞出，这一过程与内燃机　 　冲程的能量转化情况相同。19．（1）如图是汽油机的能量流向图，以下说法正确的有______（选填以下正确选项的字母）；A．E1=E2+E3B．E1=E2+E3+E4+E5+E6+E7（2）一辆小轿车行驶了一段路程，汽油机共消耗汽油5kg，汽油机输出的机械能为4.6×107J。此过程中该汽油机的效率是　 　；（汽油的热值q汽油=4.6×107J/kg）（3）汽车发动机冷却液的主要成分是水，这是利用了水的　 　较大；（4）某初温为50℃的固态物体每相同时间吸收相同的热量且不对外做功，它的温度随时间变化的图像如图，由此可知该物体　 　（填写以下正确描述的序号）。①沸点是80℃②是晶体③10min至25min时，内能保持不变④10min至25min时，分子运动剧烈程度不变20．下图为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。（1）有一台四缸发动机，其主要技术指标如表所示。其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，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，单缸排量V=　 　L，该发动机的做功冲程每次做功　 　J。（2）在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W=pV，式中p表示燃气对活塞的压强，则p=　 　Pa。21．如图是一台四冲程汽油机的剖面图，使汽车获得动力冲程的是　 　冲程；如果它的飞轮转速是3600r/min，则每秒钟对外做功　 　次；坚持走可持续化发展的道路，截止2023年我国处于使用状态的燃油车的数量突破3亿辆；每辆燃油车每年耗燃油1.8t，燃油车内燃机的效率平均值取35%；如果能把内燃机效率提高1%，则我国每年可以节约　 　t燃油。22．汽油机和柴油机在工作过程中有较多不同，如汽油机在压缩冲程末会由火花塞点火，使汽油燃烧而引发做功冲程，而柴油机在压缩冲程末会从　 　中喷出雾状柴油，使柴油燃烧而引发做功冲程。甲、乙两柴油机在做功冲程中每做功一次，对外输出的有用功相等，输出的有用功功率之比为2∶3，甲柴油机的效率为32%，乙柴油机的效率为36%，乙柴油机在某工作的时间内消耗了10kg的柴油，则甲柴油机在相等的时间内消耗的柴油为　 　kg。23．根据图中实验回答问题。（1）如图1所示，在热水和冷水中分别滴入两滴墨水，不要搅动杯中的水，选用热水和冷水做实验的目的是便于探究分子无规则运动速度与　 　的关系。（2）如图2所示，瓶内装有少量的水，水上方有水蒸气，用打气筒向瓶内打气，当塞跳起时，瓶内出现白雾，这说明气体对外做功时，内能　 　（选填“增大、“减小”或“不变”）。（3）如图3所示是热机的　 　冲程，这个冲程是通过　 　的方式改变它的内能。（4）如图4所示，当软木塞被冲出时，发生的能量转化是　 　转化为　 　。（5）如图5的实验说明了　 　。24．在如下实验中：（1）探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，如图所示，让同一铁球从斜面不同高度由静止释放，撞击同一木块，探究木块的动能大小与　 　的关系；若水平面绝对光滑且足够长，木块被撞后将做　 　；（2）将活塞迅速下压，活塞对　 　做功（选填“硝化棉”或“筒内空气”），使其内能　 　（选填“增大”或“减少”），温度升高，硝化棉燃烧；（3）如图甲是四冲程汽油机　 　冲程的示意图，其能量转化情况与乙图　 　（选填：相同或不同）。25．小强和小涛两名同学帮物理老师到实验室里准备实验器材，所准备的两个实验装置如图所示，其中，甲装置是在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花球；乙装置中，玻璃瓶内装了少许水，认真思考并回答下列问题。（1）甲装置演示的实验是：迅速压下活塞时，活塞对筒内空气做功，使其　 　增加、温度　 　，当筒内空气达到乙醇的着火点时，　 　燃烧；（2）乙装置演示的实验是：用打气筒往瓶内打几下气后，可看到塞子跳起，瓶中同时会出现白雾．这是因为瓶内空气推动瓶塞做功，内能　 　，温度　 　，水蒸气液化；（3）甲、乙两装置都是用来演示：　 　可以改变物体的　 　。26．如图所示是四个热学实验。请根据实验现象解决相关问题：甲：演示气体扩散，其中A瓶中装有无色的空气、B瓶中装有红棕色的二氧化氮气体；乙：两块表面平整光滑的铅块压紧后可吊起重物；丙：加热使水沸腾，水蒸气冲起软木塞；丁：用弹簧测力计拉玻璃板，玻璃板的下表面与水面接触未分开，发现弹簧测力计的示数大于玻璃板的重力；（1）甲实验中，使两个瓶口上下相对，之间用一块玻璃板隔开，然后抽掉玻璃板。上面放置的是　 　（选填“A”或“B”）瓶；（2）其中　 　两个实验现象的原因相同，这两个实验都可以表明：分子间存在　 　力；（3）丙这个实验虽然简单，却基本展示了　 　的工作原理。在这个实验中，燃料燃烧时产生的热量传给水和水蒸气；塞子受到水蒸气的压力而冲出去，水蒸气的　 　能转化为塞子的动能。 27． 如图所示，下列三个实验都是同学们做过的实验，请回答：（1）实验结束后，小阳建议，把图甲中装有二氧化氮气体的瓶子放在玻璃板上面，装有空气的瓶子放在玻璃板下面进行实验也可以解释扩散现象。你认为他的建议　 　 (选填“可以”或“不可以”)采纳：（2）如图乙所示，在一个厚壁玻璃筒里放一块浸有少量乙醚的棉花，用力把活塞迅速下压，空气的内能　 　 ，温度　 　 (选填“升高”或“降低”)，达到棉花着火点，观察到硝化棉燃烧；（3）如图丙所示，向装有少量水的瓶子内不断打气，使得瓶内的气压增大，可以看到瓶内出现白雾，这是因为水蒸气对瓶塞做功　 　 (选填"增加”或"减少”)，温度降低，水蒸气　 　 (填物态变化)而成小液滴；（4）如图丁所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口　 　的方式改变水的内能。水加热一段时间后，橡胶塞在水蒸气压力的作用下冲出去。其能量转化情况与四冲程热机的　 　冲程相同。28．劳动课上，小亮学会了烧水做饭。小亮用燃气灶烧水给家里的餐具消毒。已知密闭锅内水的质量为5kg，水的初温为20℃，将水加热到100℃时，共消耗了0.07m3的天然气。[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），天然气的熟值为4×107J/m]求：（1）天然气完全燃烧放出的热量。（2）5kg水吸收的热量。（3）燃气灶烧水的效率。29．我国自主研制的某型新一代战斗机，具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为3.7×104kg，最大飞行高度达2×104m，最大航行速度达2.5倍声速，最大载油量为104kg。飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是30%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg。(1)飞机发动机完全燃烧6.4×103kg燃油放出的热量为多少焦？(2)当飞机以400m/s的速度巡航时，这些燃油可以让飞机飞行多少千米？此时飞机发动机的输出功率是多少千瓦？30．某新型汽车，它的油箱最大可加40kg燃油，它行驶时所受阻力的大小与速度的关系见表。已知汽车发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是30%，汽车使用的燃油的热值为4.5×107J/kg。求：（1）当汽车以10m/s的速度行驶时，汽车发动机的输出功率是多少？（2）汽车油箱中加满燃油，这些燃油完全燃烧获得的能量是多少？（3）汽车油箱加满燃油，并且以30m/s的速度行驶时，汽车的最大行驶里程是多少米？31．某物理兴趣小组的同学，用天然气灶给10kg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6min内完全燃烧了0.2kg的天然气，【水的比热容为4.2×103J/(kg⋅°C)，天然气的热值为q=7×107J/kg】求：（1）天然气完全燃烧产生的热量；（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量；（3）天然气灶烧水时的热效率。答案解析部分1．【答案】D2．【答案】B3．【答案】B4．【答案】B5．【答案】C6．【答案】D7．【答案】B8．【答案】D9．【答案】C10．【答案】C11．【答案】D12．【答案】A13．【答案】C14．【答案】B15．【答案】B16．【答案】做功；内能；丙17．【答案】做功；等效；1018．【答案】做功；做功19．【答案】（1）A（2）20%（3）比热容（4）②④20．【答案】0.75；750；10621．【答案】做功；30；1.5×10722．【答案】喷油嘴；7.523．【答案】（1）温度（2）减小（3）压缩；做功（4）内能；机械能（5）分子间存在引力24．【答案】（1）速度；匀速直线运动（2）筒内空气；增大（3）压缩；相同25．【答案】（1）内能；升高；棉花球（2）减少；降低（3）做功；内能26．【答案】A；乙、丁；引；内燃机；内27．【答案】（1）不可以（2）增大；升高（3）内能减少；液化（4）热传递；做功28．【答案】（1）解：0.07m3的天然气完全燃烧放出的热量为Q放=Vq=0.07m3×4×107J/m=2.8×106J（2）解：水吸收的热量为Q吸=cmΔ=4.2×103J/（kg·℃）×5kg×（100℃-20℃）=1.68×106J（3）解：燃气灶烧水的效率为η=Q吸Q放×100%=1.68×106J2.8×106J×100%=60%29．【答案】解：(1)燃油完全燃烧放出的热量为：Q=mq=6.4×103kg×5×107J/kg=3.2×1011J(2)所做的有用功为：W=ηQ=3.2×1011J×30％=9.6×1010J当飞机以400m/s的速度巡航时，由表格中的数据可知，受到的阻力f=4.8×104N，由于飞机做匀速直线运动，则F=f，由W=Fs可知，可以运动的距离为：s=WF=9.6×1010J4.8×104N=2×106m=2000km飞机发动机的输出功率是：P=Fv=4.8×104N×400m/s=1.92×107W=1.92×104kW答：(1)飞机发动机完全燃烧6.4×103kg燃油放出的热量为3.2×1011J；(2)当飞机以400m/s的速度巡航时，这些燃油可以让飞机飞行2000千米；此时飞机发动机的输出功率是1.92×104千瓦。30．【答案】解：（1）由表格数据可知，当汽车以10m/s的速度行驶时的阻力f=0.3×102N，根据二力平衡条件，牵引力为F=f=0.3×102N汽车发动机的输出功率：P=Wt=Fst=Fv=0.3×102N×10m/s=300W（2）汽车油箱中加满燃油，这些燃油完全燃烧获得的能量为Q放=mq=40kg×4.5×107J/kg=1.8×109J（3）由表格数据可知，当汽车以30m/s的速度行驶时的阻力f'=2.7×102N ，根据二力平衡条件，计算牵引力：F'=f'=2.7×102N，计算发动机做的功：W'=30%×Q放=30%×1.8×109J=5.4×108J由W=Fs，可得汽车的最大行驶里程为：s'=W'F'=5.4×108J2.7×102N=2×106m答：（1）当汽车以20m/s的速度行驶时，汽车发动机的输出功率是300W；（2）汽车油箱中加满燃油，这些燃油完全燃烧获得的能量为1.8×109J；（3）汽车油箱加满燃油，并且以30m/s的速度行驶时，汽车的最大行驶里程为2×106m。31．【答案】（1）解：天然气完全燃烧产生的热量为Q=mq=0.2kg×7×107Jkg=1.4×107J（2）解：由图知，水初始温度为20℃，6min时水温为80℃，所以水吸收的热量为Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅°C)×10kg×(80°C−20°C)=2.52×106J（3）解：煤炉烧水时的热效率为η=Q吸Q×100%=2.52×106J1.4×107J×100%=18%排量3.0L输出功率150kW转速6000r/min阅卷人三、实验探究题得分阅卷人四、计算题得分速度v/（m/s）100200300400500阻力f/N0.3×1041.2×1042.7×1044.8×1047.5×104速度v（m/s）10203040阻力f/N0.3×1021.2×1022.7×1023.6×102