初中物理教科版（2024）九年级上册（2024）第1节 热机同步练习题

这是一份初中物理教科版（2024）九年级上册（2024）第1节 热机同步练习题，共11页。试卷主要包含了选择题，多选题，填空题，实验探究题，计算题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1.如图甲、乙所示是内燃机的两个工作冲程，下列说法正确的是（ ）
A . 甲图在压缩冲程，将机械能转化为内能
B . 甲图是压缩冲程，将内能转化为机械能
C . 乙图是做功冲程，将机械能转化为内能
D . 乙图是做功冲程，将内能转化为机械能
2.如图是单缸四冲程汽油机工作循环示意图，下列说法正确的是（ ）
A . 乙冲程是吸气冲程，吸入的是空气
B . 丙冲程中气体内能将增大、温度升高
C . 甲冲程把机械能转化为内能，使汽车获得了动力
D . 一个工作循环的工作过程依次是丁、乙、丙、甲
3.下列提高热机效率的方法中，不可行的是（ ）
A . 尽量充分利用废气带走的热量
B . 尽量使燃料充分燃烧
C . 尽量减小各种热损失
D . 尽量充分润滑
4.信息、能源、材料是现代文明的三大支柱，下列说法中正确的是（ ）
A . 因为能量是守恒的，所以不必节约能源
B . 光纤通信是利用光的折射原理来传递信息的
C . 利用风能和水能发电，是将空气和水的内能转化为了电能
D . 5G网络速度比 4G更快，但它们电磁波传播速度是一样的
5.荡秋千的小敏在荡起一定高度以后，让秋千自由摆动，每次上升的高度逐渐减小，最后停下来，下列说法中正确的是（ ）
A . 在此过程中机械能守恒
B . 能量在逐渐消失
C . 机械能最终转化为内能，且总的能量守恒
D . 只存在动能和重力势能的相互转化
6.小文家用燃气热水器将质量为100kg的水从20℃加热到50℃，消耗了1m 3的天然气（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×10 3J/（kg•℃），天然气的热值为3.2×10 7J/m 3 ， 则下列与该过程有关的计算结果和分析正确的是（ ）
A . 使燃料燃烧更充分，可以增大热值
B . 水吸收的热量是1.26×107J
C . 该热水器工作的效率 49.5%
D . 热值和热机效率都是定值，与外界条件无关
7.以下情景中关于能量转化的说法中正确的是（ ）
A . 电动机在通电转动过程中，机械能转化为内能
B . 电磁感应现象中，电能转化为机械能
C . 陨石进入大气层成为流星时机械能转化为内能
D . 用热水袋取暖，内能发生了转化
8.小丹同学在笔记本上记录了以下四条结论，其中错误的是（ ）
A . 煤油温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的
B . 家用洗衣机是典型的热机
C . 受到平衡力作用的物体一定保持静止状态或匀速直线运动状态
D . 物体是由大量分子组成的
9.小明洗完头之后用电吹风吹干头发。在此过程中，相关现象及解释合理的是（ ）
A . 空气经过电吹风后温度升高，是因为电流做功将电能转化成了机械能
B . 梳头时，头发变得蓬松，是因为头发带的同种电荷相互排斥
C . 梳头时，梳子在摩擦过程中带上负电，是因为梳子失去了电子
D . 加热时，电动机旋转，所以电吹风内部的电阻丝和电动机一定是串联的
10.热机的广泛使用已成为一个国家工业化程度的标志，人类的现代生活已越来越离不开各种热机，热机从根本上改变着我们的世界．下列相关说法正确的是（ ）
A . 热机是把内能转化为机械能的装置
B . 内燃机完成一个工作循环对外做功两次
C . 使用热值大的燃料可提高热机效率
D . 采取有效措施可以使热机效率达到100%
二、多选题
1.电磁炉因高效、安全、方便而进入千家万户．在电磁炉内部，由整流电路将50/60Hz的交流电压变成直流电压，再经过控制电路将直流电压转换成频率为20～40kHz的高频电压，高速变化的电流流过线圈会产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过金属器皿（导线为导电材料）底部金属体内产生无数的小涡流，使器皿本身自行发热高速发热，然后再加热器皿内的东西．下列关于电磁炉的描述正确的是（ ）
A . 电磁炉使用时直接对锅内的物体加热锅本身不发热
B . 电磁炉是利用电磁感应现象的原理来工作的
C . 在电磁炉上所使用的锅必须是绝缘材料来做的
D . 电磁炉最终是将电能转化为内能
2.电动自行车以轻便、节能和环保受到大家的欢迎．小丽家刚买了一辆红色阿米尼电动车，有关这辆电动车的说法正确的是（ ）
A . 该电动车呈现红色是因为表面吸红光
B . 车的刹车系统应用了杠杆和摩擦的知识
C . 电动机的工作原理是磁场对电流的作用
D . 给蓄电池充电时是把化学能转化为电能
3.当今世界的科学家发展和技术进步突飞猛进，以下与物理有关的论述正确的是（ ）
A . 高碳动力设备（内燃机）的工作效率均高于电动机
B . 电瓶车内的电动机是利用磁场对电流作用的原理工作的
C . 太阳能电池的发电原理是把太阳能转变成电能
D . 大量使用氢能源可以降低“温室效用”的程度
4.关于以下四幅图片的描述，说法正确的是（ ）
A . 图甲：摩擦后的气球和头发相互吸引，是因为气球和头发带同种电荷的缘故
B . 图乙：给瓶内打气，瓶塞跳起时能量转化形式与热机做功冲程能量转化形式相同
C . 图丙：设想的永动机可能实现
D . 图丁：验电器的工作原理是同种电荷相互排斥
5.关于内能、温度和热量，下列说法中正确的是（ ）
A . 1kg、0℃的水的内能比1kg、0℃的冰的内能大
B . 质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量越多，其热值越大
C . 物体的温度升高，不一定是吸收了热量
D . 热传递过程中，内能总是从内能多的物体向内能少的物体转移
6.关于热值、热机、热机效率，下列说法中错误的是（ ）
A . 四冲程汽油机在工作过程中，做功冲程把内能转化为机械能
B . 汽油机吸气冲程吸入汽油和空气混合物，柴油机吸气冲程只吸入柴油
C . 柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油大
D . 热机效率高的汽油机甲比热机效率低的汽油机乙，消耗的汽油多
7.明朝宋应星所著《天工开物》是中国古代一部综合性的科学技术著作。如图所示四幅图选自《天工开物》，下列说法正确的是（ ）
A . 挂上重物后弓发生形变，弓的弹性势能增加
B . 采珍珠人潜入水下越深，所受水的压强越大
C . “透火焙干”应用了加热的方法提高温度，使纸面水分蒸发加快
D . 鸟铳发射弹丸时的能量转化，与内燃机压缩冲程的能量转化相同
8.科学家们经过长期探索，发现能量转化是非常普遍的，在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的．以下现象或事实与能量转化对应正确的有（ ）
A . 摩擦生热﹣﹣机械能转化为内能
B . 燃料燃烧时发热﹣﹣光能转化为内能
C . 电动机带动水泵把水送到高处﹣﹣电能转化为机械能
D . 水电站里水轮机带动发电机发电﹣﹣机械能转化为电能
9.如图用酒精灯给试管中的水加热，在软木塞被冲出试管口的过程中，下列说法错误的是（ ）
A . 水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能减小
B . 水蒸气的内能转化为软木塞的机械能
C . 能量的转化形式与热机压缩冲程能量转化相同
D . 软木塞的机械能守恒
三、填空题
1.射击时扣动扳机，枪内弹簧的弹性势能转化为子弹的 ________ 能，子弹离开枪口后已经失去了向前的推力，仍然能够继续飞行，是因为子弹具有 ________ 。
2.汽车已成为现代生活中不可缺少的一部分，燃油汽车多采用四冲程汽油机，它主要通过 ________ 冲程获得动力。随着科技的发展，太阳能汽车进入了人们的视野，其主要通过将太阳能转化为电能来获得动力，太阳能是 ________ （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
3.在泸州二环路道路上，随时都可看到人们骑着摩托车出行，它的主要部件就是汽油机，行驶时，汽油在气缸内燃烧，将 ________ 能转化为内能，内能推动活塞做功，使摩托车最终获得 ________ 能而运动起来，当摩托车内燃机飞轮的转速为4800r/min时，它每秒对外做 ________ 次功。
4.如图是农业生产中常用的单缸四冲程内燃机 ________ 冲程的示意图，如果某种型号柴油机的效率为40%，当该柴油机输出8.6×10 8J的有用功时，消耗柴油的质量为 ________ kg。（柴油的热值为4.3×10 7J/kg）

5.某瓶煤油的热值是 4.6×107J/kg ， 它的物理意义是 ________ 。飞机 ________ （选填“属于”或“不属于”）热机。
6.小华同学用煤炉给10kg的水加热，当水温从20℃上升到80℃时，完全燃烧了0.2kg的煤。在此过程中水吸收的热量为 ________ J，煤完全燃烧产生的热量为 ________ J，煤炉烧水时的加热效率为 ________ [c 水＝4.2×10 3J/（kg•℃），q 煤＝3×10 7J/kg]。
7.当汽油机的转速是2400r/min时，每秒做功 ________ 次，若每次做功100J，其功率是 ________ W。
8.汽车发动机内汽油燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时汽油的热值 ________ ，发动机的效率 ________ （两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）。
四、实验探究题
1.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。
（1） 实验中应控制燃料燃烧的 ________ （选填“时间”或“质量”）相同，根据 ________ 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。当燃料燃尽后，小明根据各个时刻烧杯中的水温，绘制了如图乙所示的图像，则可初步判断燃料 ________ 的热值大；
（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，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙所示，根据丙图像燃料1和燃料2的热值之比为 ________ 。
2.小刚学习了燃料的热值知识后，自己设计一个实验来比较煤油和菜籽油的热值。他实验时组装了如图所示的装置，并每隔1min记录了杯中水的温度（见下表）。
（1）为了保证实验结论的可靠性，小刚在实验时应控制两套装置中相同的物理量有 ________ 、油灯中煤油和菜籽油的质量等；
（2）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 ________ ；
（3）小刚实验前用天平测出烧杯中水的质量及油灯中燃料的质量并由记录的数据，利用公式 Q=cmΔt计算出了水吸收的热量，他想通过这些数据计算出煤油和菜籽油的热值，你认为他的计算结果 ________ （选填“可靠”或“不可靠”），因为 ________ 。
3.如图是“做功改变物体的内能”的两个演示实验。前者是“空气被压缩时内能增大”，后者是“空气推动塞子时内能减少”。
（1） 前者“玻璃筒”应选用 ________ ，（选填“厚”或“薄”）壁的；
（2） 前者“一小团硝化棉”、后者“少量水”的作用都是通过 ________ （选填“转换法”“控制变量法”或“对比法”）直观显示被压缩的空气、膨胀了的空气内能变化；
（3） 有关两个演示实验的下列说法中，正确的是（ ）（填序号）。
A . 操作时，前者“把活塞迅速压下去”，后者“迅速给瓶内打气”
B . 前者观察到“棉花燃烧起来”，后者观察到“瓶内出现白雾”
C . 前者“压缩气体，气体内能增大”，后者“气体膨胀，内能减小”
D . 前者类似汽油机、柴油机的压缩冲程，后者类似汽油机、柴油机的做功冲程
五、计算题
1.2020年是全面建成小康社会目标的实现之年，乡亲们淘汰了柴炉，改用了清洁干净的液化天然气炉。[天然气热值为4.2×10 7J/m 3 ， 水的比热容为4.2×10 3J/（kg•℃）]
（1）要将2kg初温为20℃的一壶水恰好加热到100℃，需要吸收多少热量？
（2）若液化天然气炉完全燃烧天然气放出的热量有40%被水吸收，烧开这壶水需要燃烧多少立方米天然气？
2.某新型节能汽车的油箱最多可加45kg燃油，它行驶时所受阻力的大小与速度的关系如表所示。
已知汽车发动机将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，则：
（1） 汽车油箱中加满燃油时，完全燃烧这些燃油获得的能量是多少？
（2） 汽车油箱加满燃油，并且以30m/s的速度匀速行驶时，汽车的最大行驶里程是多少？
3.今年一季度，我国汽车出口量全球第一，电动汽车贡献非常大。如图所示为某型号电动汽车运动的 v−t图像，然后以30m/s的速度做匀速直线运动。已知该车质量为1.2t，以30m/s的速度运动时所受阻力为该车重力的0.1倍，不计机械摩擦。
（1） 已知物体运动的 v−t图像与时间轴围成的面积大小等于路程的大小。则在 0∼10s内，该车通过的路程与150m的关系为？
（2） 该汽车以30m/s的速度匀速直线行驶了10s，该过程中加在电动机上的电压为500V，通过的电流为100A，求电动机的效率；
（3） 求该车电动机的线圈电阻是多少？
4.在讲到车的性能时，人们经常会提到“排量” .为此小华特地从网上查到了排量的定义：活塞从上止点移到下止点所通过的“工作容积”称为气缸排量．如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量．小华从说明书上查到家中的轿车采用 LFX直列四缸发动机，排量为 2.0L ， 从网上查找到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示．
（1） 根据图分析，在发动机转速为 1000−5000r/min 范围内，它的输出功率与转速大致有怎样的定性关系？
（2） 小华又了解到当轿车行驶路况好时，这辆轿车平均车速为 100km/h ， 发动机转速为 2000r/min ， 平均油耗为 10L/100km.参考图中的数据，分析这辆车在这种状态下行驶时，发动机的效率为多少？ (已知汽油的热值为 4.6×107J/kg ， 密度为0.7×103kg/m3)
（3） 小华通过理论推导发现发动机的输出功率与其排量有一定的关系，并可据此计算出气缸在做功冲程中的平均压强． 请你计算当发动机转速为 4000r/min时做功冲程中气缸内的平均压强．
六、综合题
1.小明对家里的一款电热水器进行探究，其中一些参数如下表所示。
（1） 电热水器正常工作，将水加热到适当温度，导线却不怎么发热，原因可能是______；
A . 导线的绝热皮隔热
B . 电流通过导线不产生热量
C . 导线的电阻比电热丝阻值小
D . 通过导线的电流小于通过电热丝的电流
（2） 当电热器功率为2000W时，若要求将40L、初温30℃的水加热到70℃需要的时间，除了需要水的相关物理量外，还需要的物理量是该热水器的 ________ ；
（3） 如图为该电加热器的简化电路图， R1、 R2、 R3是阻值不变的电热丝，a、b、c、d为金属触点，S为旋钮开关，转动旋钮可以将相邻两个触点连通。转动旋钮使S与 ________ 两个触点接通时电热器为2000W的挡位；（选填“ ab”、“ bc”或“ cd”）
（4） 小明认真阅读了使用说明书，对其中一些重要事项作了分析，其中分析不合理的是______。
A . “不能用湿手去拔电热水器插头”，因为湿手容易引起触电事故
B . “电热水器不能与多个大功率用电器同时使用”，是为防止电路中电流过大
C . “接入电压要与本机额定电压相符合”，因为热水器只有在额定电压时才能工作
D . “使用时插头要充分插入插座”，插头外露可能会使人触电，不安全
2.1860年，法国人勒努瓦发明了世界上第一台内燃机，它通过煤气燃烧产生热能和动力，压缩比为1，热效率为4.5%，低于当时的蒸汽机水平。1926年瑞士人布希引入了废气涡轮增压理论、1950年直喷技术原型开始出现，但汽油机热效率进步缓慢，直到1990年，电喷系统才给汽油机热效率带来了明显改善。到了2000年，发动机精确喷油下的热效率才达到30%，后经多年发展大多汽油机的效率多在28%~33%。某款国产165型单缸四冲程汽油机，该汽油机的汽缸横截面积为 40cm2 ， 活塞冲程长60mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为 1.0×106Pa ， 飞轮的转速是2400r/min。求：
（1） 这种汽油机燃气对活塞的平均压力；
（2） 这种汽油机满负荷工作时做功的功率（不计摩擦损失）；
（3） 如果某小型汽车用4个缸的这种汽油机作为动力机（设每个缸提供的功率均相同），若该汽油机的效率为40%，当该汽车在平直公路上以36km/h的速度匀速行驶54km，需消耗汽油多少kg？（汽油的热值为 4.6×107J/kg）
3.某款能瞬间加热饮水的直饮机，可提供冷、温、热三种水，适用于学校、车站等公共场所．直饮机有5道过滤装置除去水中杂质，可直接饮用的冷水，热水随用随开，它的铭牌如下表所示：
（1） 若将直饮机接入220V的电路中，加热器的实际功率是多少？（忽略温度对电阻的影响）
（2） 直饮机在额定电压下工作时，若热水的流量是5L/min，不及热量流失，流过加热器的水温会升高多少？[c 水=4.2×10 3J/（kg•℃），ρ 水=1.0×10 3kg/m 3]
（3） 若想提高直饮机的加热速度，把加热器的功率提高到14kW，在原电路基础上，应怎样改装电路？通过计算说明．
4.小明用伏安法测出自制电动机线圈的电阻为1Ω．
（1） 小明发现电动始终只能在某位置晃动而不能持续转动，请帮他分析原因．
（2） 修好后线圈两端所加电压为2V时，电流为0.8A，电动机正常工作，自制电动机的效率是多少？
（3） 某次实验时线圈与磁铁接触使得线圈无法转动，此时小明发现线圈特别烫，试分析原因．
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
甲杯水温/℃
25
27
29
32
34
36
38
40
42
44
乙杯水温/℃
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
速度v/（m·s-1）
10
20
30
40
阻力f/N
0.3×102
1.2×102
2.7×102
3.6×102
额定功率/W
1500
2000
2500
额定电压/V
220
额定频率/Hz
50
加热温度范围/℃
5~70
最大容量/L
50
额定电压380V
加热器额定功率12kW
净重100kg
热水流量4.2﹣﹣5L/min
最大容积100L
开水温度97﹣﹣98℃