初中物理沪粤版（2024）九年级上册（2024）12.4 热机与社会发展复习练习题

这是一份初中物理沪粤版（2024）九年级上册（2024）12.4 热机与社会发展复习练习题，共14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.小明同学为了比较质量均为200g的水和燃油的吸热能力，利用如图甲所示的实验装置进行实验，实验中两个酒精灯完全一样，加热10min后每个酒精灯消耗酒精5g（q 酒精＝3×10 7J/kg），水的比热容为4.2×10 3J/（kg•℃），用测得的数据绘制了温度随时间变化图像（如图乙）。若单位时间内水和煤油吸收的热量相等，则下列说法正确的是（ ）
A . 煤油的末温比水的高，所以吸热能力更强
B . 10min酒精完全燃烧放出的热量为1.5×104J
C . 20min内煤油吸收的热量为1.26×104J
D . 他使用的酒精灯的加热效率为8.4%
2.现代社会在交通、航天、电力工业等很多方面都离不开热机。图为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在 2s内达到起飞速度；图为四冲程汽油机的工作示意图。下列分析正确的是（ ）
A . 图中甲、乙、丙三个冲程靠飞轮转动的能量来完成
B . 图中气缸内的蒸汽体积膨胀，推动活塞做功、内能减小
C . 从能量转化角度看，蒸汽弹射装置工作时与图中丁所示的原理相似
D . 图中气缸中汽油燃烧越充分，汽油机的效率越高
3.一辆汽车在平直公路上匀速行驶6km，用时5min，消耗汽油0.8kg，已知汽车受到的阻力是2000N，汽油的热值为4.6×10 2J/ kg，下列结果不正确的是 （ ）
A . 汽车行驶速度是72km/h
B . 消耗的汽油完全燃烧放出的热量是3.68×107J
C . 汽车牵引力做功的功率是40kW
D . 汽车发动机的效率是26%
4.如图是一款烟花的内部结构，燃放者点燃引线后立即跑开，当燃烧的引线点燃发射药时，产生高温高压的气体，将礼花弹推出，使礼花弹带着燃烧的延期引线上升到空中，延期引线在空中点燃礼花弹，礼花弹绽放出炫丽的烟花。下列有关这一过程说法正确的是（ ）
A . 发射药燃烧过程中，其热值会减小
B . 高温高压的气体将礼花弹推出后内能增加
C . 气体将礼花弹推出过程的能量转化与汽油机做功冲程相同
D . 礼花弹缝放出炫丽的烟花属于扩散现象
5.做同样多的功，甲柴油机用了3小时，消耗2千克柴油，乙柴油机用了2小时，消耗3千克柴油，则（ ）
A . 甲的功率大，效率高
B . 甲的功率大，效率低
C . 乙的功率大，效率高
D . 乙的功率大，效率低
6.双燃料汽车可以将天然气或汽油作为燃料，以下说法正确的是（ ）
A . 燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
B . 以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%
C . 在压缩冲程中，燃料混合物的温度升高，内能增大
D . 天然气燃烧时没有污染
7.下列数据中，最接近生活实际的是（ ）
A . 一标准大气压下，冰的熔点为37℃
B . 人步行的速度约为1.1m/s
C . 正常人1min的脉搏数约为200次
D . 小汽车内的汽油机效率可以达到95%
8.关于温度、比热容、热量、内能，以下说法正确的是（ ）
A . 一块0℃的冰没有内能，它的分子不会运动
B . 汽油机的做功冲程是将机械能转化为内能
C . 一个物体温度升高了，它的内能一定增加
D . 两手互相搓搓，觉得暖和，是通过热传递的方法增加了物体的内能
9.如图为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，如图为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断不正确的是（ ）
A . 图a中气缸内的蒸气体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力
B . 气缸内的蒸汽推动活塞时，内能减小
C . 从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图A所示的原理相似
D . 汽油机的一个工作循环的正确顺序是ABCD
10.①燃料燃烧时，放热越多，热值越大；②家用小汽车的发动机属于热机；③燃料燃烧越充分，效率越高；④热机效率是热机性能的重要指标之一、以上说法正确的个数有（ ）
A . 1个 B . 2个 C . 3个 D . 4个
二、多选题
1.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
2.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
3.昔日高档小轿车，今朝进入百姓家．下列有关小轿车的说法正确的是（ ）
A . 电动汽车的核心部件电动机是利用电磁感应原理制成的
B . 汽油机的做功冲程，主要将内能转化为机械能
C . 开车时要系好安全带，是为了减小人由于惯性而受到的伤害
D . 汽车发动机用水作冷却液，主要是利用水比热容小的特点
4.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
5.如图是教材中的几个物理实验插图，下列有关这几个实验的说法正确的是（ ）
A . 甲图中的实验装置可以探究气体的扩散现象
B . 乙图中重物不掉落，说明分子间存在引力
C . 丙图中瓶塞跳起的过程中，瓶内气体内能不断增加
D . 丁图中塞子受到水蒸气的压力而冲出去，与热机的做功冲程相同
6.总质量为1500kg的老四轮小汽车每条轮胎与地面的接触面积为0.03m 2 ， 该车以72km/h的速度由小明家沿水平直路行驶到学校用0.5h，消耗了2kg汽油，汽油的热值为q=4.5×10 7J/kg。已知汽车在行驶过程中受到的阻力是车重的0.05倍，g=10N/kg。则（ ）
A . 汽车对地面的压强为5×104Pa
B . 小明家到学校的距离36m
C . 在此过程中汽车牵引力做的功2.7×107J
D . 在此过程中汽车能量的利用率为30%
7.提高能量的利用效率，除了不随便浪费能源外，主要还需改进应用能源的技术常采用的措施有（不止一个选项正确）（ ）
A . 让燃料充分燃烧
B . 采用保温隔热措施，减少热量的散失
C . 充分利用余热和减少有害摩擦
D . 增加能量的转化环节
8.下面是李明同学“物理学习笔记”中的摘录，其中正确的是（ ）
A . 把-10℃的冰块放在0℃的冰箱冷藏室，过一会，冰块的内能会增加
B . 关于四冲程内燃机，若转速为2400r/min，则每秒钟对外做功20次
C . 实验室里常用验电器来测量电流的大小
D . 一根导线将它均匀拉长，它的电阻一定变大
三、填空题
1.汽油机工作时将燃料燃烧时产生的 ________ 能转化为 ________ 能，一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是4800r/min，该汽油机每秒对外做功 ________ 次。
2.小丽去郊游，上车时闻到汽油味，这是 ________ 现象。通过交流得知该车的发动机为汽油机，若某单缸四冲程汽油机的转速为1200r/min，在1s内汽油机对外做了 ________ 次功。如果汽油机在某段时间内消耗了500g汽油，这些汽油完全燃烧可释放的热量为 ________ J（q 汽油=4.6×10 7J/kg）。
3.某正常工作的单缸四冲程内燃机气缸顶部安装的不是火花塞，那么它是 ________ 机；若它的飞轮转速是 1200r/min ， 则该内燃机每秒对外做功 ________ 次。
4.如图、试管内水蒸气将塞子推出的过程，水蒸气的 ________ 能转化为塞子的机械能．四冲程汽油机工作过程中的 ________ 冲程与上述能量转化过程相同．
5.汽油的热值是4.6×10 7J/kg，它表示的意义是 ________ 。汽油机是热机的一种，汽油在气缸内燃烧时将化学能转化为 ________ 能，如图所示是四冲程汽油机工作状态的示意图，由图可以看出 ________ 冲程。如果这台汽油机每分钟内做功600次，则该汽油机飞轮转速是 ________ r/min。
6.热机的效率是热机性能的重要指标，汽油机的效率一般为 ________ ，住宅中的“暖气”常用水做传输能量的介质，这是因为水的 ________ 较大．
7.柴油机和汽油机在结构上有很大的不同，这意味着在吸气冲程中吸入的物质会有差别，柴油机在吸气冲程中吸入 ________ ，甲、乙两台柴油机，输出功率之比 P甲:P乙=2:1 ， 效率之比 η甲:η乙=6:5 ， 那么在相同时间消耗同一标号的燃油的质量之比 m甲:m乙 = ________ 。
8.小汽车的发动机是汽油机，汽油机工作时，将机械能转化为内能的是 ________ 冲程，小汽车用汽油做燃料，加油时能闻到汽油的气味，说明 ________ 。
9.某汽油机工作过程有吸气、压缩、做功和排气四个冲程．如图为 ________ 冲程工作示意图，活塞向 ________ 运动，燃料混合物被压缩，在这个过程中机械能转化为 ________ ．
10.热水瓶注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来，在这一现象中瓶内气体的 ________ 能转化为软木塞的 ________ 能，该能量转化过程与汽油机的 ________ 冲程相同；一单缸四冲程汽油机，飞轮转速为3000r/min，则1s对外做功 ________ 次，完成了 ________ 个冲程。
四、实验探究题
1.图是浩轩和振严两位同学在探究改变内能的方法时做的两个实验：
（1） 如图甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，把活塞迅速压下去，我们会看到棉花燃烧的现象，说明瓶内气体的温度升高，内能 ________ ；达到了棉花的燃点，这是通过 ________ （选填“做功”或“热传递”）的方式改变了物体的内能。
（2） 如图乙所示，广口玻璃瓶内有一些水，水的上方有水蒸气。用打气筒打气时，气筒壁会发热，使筒内气体内能增大，温度升高。图中气体温度升高过程中的能量转化与四冲程内燃机的 ________ 冲程的能量转化相同。
（3） 在乙图中，当打气达到一定程度时，瓶塞会跳出。这一过程相当于内燃机的 ________ 冲程，同时，观察到瓶口会出现“白雾”，“白雾”的形成是一种 ________ （填物态变化名称）现象，这种现象说明了气体膨胀对外做功，内能 ________ ，温度 ________ 。
（4） 实验完成后，两位同学在课外阅读时发现：一架飞机搭载的涡轮喷气发动机，其部分参数如表，表中热效率是指涡轮喷气发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，而推进效率则是指涡轮喷气发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与其获得的机械能之比。已知飞机所受空气阻力与运行速度平方的关系如图戊所示，当飞机以200m/s的速度水平匀速巡航 0.5h的过程中，此时需要 ________ t的航空燃油。
2.如图甲是质量100g某物质的熔化实验装置，根据实验数据绘制出的曲线图如图乙所示。
（1） 该物质是 ________ （选填“晶体”或“非晶体”），B、C两点的内能大小分别为E 1、E 2 ， 则E 1 ________ E 2。
（2） 根据图像和相关知识，该物质从第6min至第8min共吸收 ________ J的热量【物质液态时的比热容c=3×10 3J/（kg•℃）】。
（3） 如果从开始记录到刚沸腾时，完全燃烧了热值为3.0×10 7J/kg的酒精5g。根据图像信息和相关知识，此过程中的热转化效率是 ________ %。
3.利用气球可以完成下列实验：
（1） 在气球上粘上小塑料颗粒，代表宇宙中的天体，气球膨胀时 ________ （填“靠近”或“远离”），可模拟宇宙膨胀现象；
（2） 如图1所示，充满气体的气球向左喷气而向右飞出，说明力改变了物体的 ________ ，还能说明 ________ ，此过程发生的能量转化与图 ________ （选填“2”或“3”）中的能量转化是一致的。
五、计算题
1.善于观察的小明发现，家中的即热式水龙头使用时冬季水温偏低，夏季水温偏高，还发现龙头标有“220V 2200W”，于是他增加两个想通过的发热电阻R、两个指示灯（电阻不计）设计了如图所示的电路进行改进，其中R 0为改进前水龙头发热电阻。开关S 1可以只与c相连或同时与a、b相连，使其具有两挡工作状态，且冬季与夏季水龙头工作的总电流之比为4：1。求：
（1） 电阻R 0的阻值；
（2） 改进前，若水龙头的热效率为90%，正常加热100s提供的热量；
（3） 改进后，冬季使用时水龙头工作的总电功率。
2.传统汽车由燃油发动机驱动，发动机的平均效率只有20%~30%。某型号汽车采用四缸发动机，如图所示为发动机的4个汽缸，通过连杆把4个汽缸连在一根曲轴上，每个汽缸活塞面积均为300cm 2 ， 一个冲程活塞在汽缸中移动的距离均是50mm。各个汽缸的做功冲程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别是另外三个冲程。已知燃油的密度为（ 0.8×103kg/m3、热值为4.6×10 7J/kg）。
（1） 若做功冲程燃气对活塞的平均压强为 9.0×105Pa ， 求一个汽缸在一次做功冲程中燃气对活塞所做的功。
（2） 若汽车以恒定输出功率135kW行驶，则发动机转速为多少r/min？
（3） 假设该汽车一年消耗燃油500L，将发动机的效率从30%提高到40%，每年可以节省燃油多少千克？
3.冬天即将来临，学校积极创造条件为学生供应开水。在这个过程中，若用锅炉将300kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了11.2kg的煤[c 水=4.2×10 3J/（kg•℃），煤的热值为3×10 7J/kg]，则：
（1）锅炉内300kg的水吸收的热量是多少；
（2）此锅炉的效率是多少？
4.某载重汽车，重 2t ， 在平直公路上以 108km/h的速度匀速行驶。已知其所受阻力为自重的0.1倍，其行驶1.5h消耗燃油23.5kg，燃油的热值 q=4×107J/kg ， 求
（1） 该汽车发动机的功率；
（2） 发动机在这段时间内所做的有用功；
（3） 该发动机的热机效率。
六、综合题
1. 火 箭
中国科学技术馆新馆，中国古代传统技术展厅，陈列着反映中华民族灿烂文明成就的珍品，介绍四大发明及天文、陶瓷、建筑、青铜、冶铸、纺织、刺绣、中医中药、机械、手工艺等学科内容。并陈列有古代的火箭、战船，天文学的浑仪、简仪，设计精巧的水磨、水车、指南针等。
中国人首先发明火箭这样一个事实已经被世界所公认。宋朝的时候出现了很多烟花爆竹，这些爆竹也是喷气式的原始火箭。明朝时期的毛元仪在他的著作里面就记载了30多种火箭的基本原理和结构，其中有飞火飞天、火龙出水等。中国是从明朝开始发射火箭的，大明史嘉靖年间，万户进行最早的火箭升空试验（如图1所示），成为现代载人飞行先驱，现在月球和火星均有以其名字命名的环形山．
现代火箭的飞行原理与万户的飞行试验原理基本相同。
现代火箭大多是利用喷气发动机升空的，喷气发动机将推进剂贮箱或运载工具内的反应物（推进剂）燃烧后变成高速气流，高速气流对火箭产生巨大的反作用力使火箭加速升空。
最常见的火箭燃烧的是固体或液体的化学推进剂。推进剂燃烧产生热气，通过喷口向火箭后部喷出高速气流。火箭自带燃料和氧化剂，而其他喷气发动机仅须携带燃料，燃料燃烧所须的氧取自空气中。所以，火箭可以在地球大气层以外使用，而其他喷气发动机不能。
人类要在太空中走的更远，就需要不断提高火箭运行速度增大推力，科学家们为此做了大量的研究和反复的实验．提高火箭运行速度和增大推力的主要措施包括：减小火箭质量（例如三级火箭升空过程，燃料燃尽后逐级脱落，以减小火箭的质量）、增大喷出气流的速度、改善推进剂等。
火箭远离地球后，质量和重力影响不断下降，火箭速度也因此越来越快。
从1970年4月，长征一号火箭成功发射东方红1号卫星开始到现在，我国火箭研究与应用处于世界领先水平，火箭的稳定性和运载能力等各项性能都大大提高。
（1） 火箭发射升空是将燃料燃烧时释放的内能转化为火箭的 ________ 能；
（2） 万户成功加速升空过程中，万户与他的座椅是 ________ 的（选填“运动”或“静止”）；
（3） 某科技活动小组利用可乐瓶等材料制作的水火箭如图2所示，小组同学为了探究影响水火箭飞行高度的众多因素，做了多项探究实验，其中包括：探究改变胶塞与可乐瓶的松紧程度对水火箭飞行高度的影响。请你简要写出与他们目的相同的探究实验： ________ 。
2. 伦敦奥运会期间，一种环保混合动力汽车穿梭于各场馆之间，混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，蓄电池通过某种方式向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量．一测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶0.5h，观察仪表盘，发现这段时间内汽车内燃机消耗燃油 4.475kg，车速为50km/h，蓄电池组储存的能量由最大值的60%增加到80%，蓄电池组储存的能量的最大值为1.08×10 8J．从汽车使用技术手册中，测试人员发现该车使用的燃油的热值为4.0×10 7J/kg，汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示．

（1） 混合动力车启动时，蓄电池 能转化为汽车 ________ 能．
（2） 该车在测试过程中内燃机的牵引力所做功是多少？
（3） 该车在测试过程中蓄电池组储存的能量增加了多少？
（4） 试计算该汽车内燃机的效率（不计内燃机机械传动及充电过程中的能量损失）．
3.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．
4.在一次实践活动中，小军对家中常用的电热水壶（如图）进行了探究，这种水壶使用方便，能较快将水烧开
（1）使用电热水壶，安全至关重要。小军首先认真阅读了使用说明书，并对一些重要的注意事项作出了如下分析，你认为他的分析不合理的是 ________ 。
A.电热水壶不能放在燃气灶旁，是为了防止损坏绝缘材料
B.可以让电热水壶两端的电压一直超过额定电压，这样烧水更快
C.水量不超过最大限位，可以防止水烧开后溢出
D.必须保持插头和电源线干燥，是为了防止漏电造成事故
（2）小军观察电热水壶铭牌后，开始实际操作。他测出，电热水壶正常工作烧开2L水，用时8min。若电费单价为0.5元/kW·h，则烧开这壶水所花的电费为 ________ 元。
（3）利用铭牌参数和小军测得的数据，若要测出电热水壶的加热效率，除了要知道水的密度、水的末温外，还需知道的两个物理量是 ________ 。
（4）小军继续对电热水壶的设计和使用说明进行探究，他提出了下列猜想，你认为不合理的是 ________
A.观察到加热元件安装在壶身底部而不是其他位置，可能是为了增强加热效果
B.原理图中指示灯与加热元件是并联而不是串联，可能是因为两者的额定电流相差很大
C.要求长时间使用后要清除水垢，可能是因为水垢增多，导致加热电阻变大，功宰变小
热效率η1
40%
推进效率η2
60%
航空燃油热值q
5.0×107J/kg
电热水壶
额定功率：1800W
容量：2L
额定电压：220V
额定频率：50Hz