北师大版（2024）九年级全册（2024）第四节 热机同步达标检测题

这是一份北师大版（2024）九年级全册（2024）第四节 热机同步达标检测题，共10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.氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源。氢燃料公交车行驶时运行平稳，无振动无噪声，零下40℃也可正常启动运行。与传统公交车相比，最大特点是“零污染、零排放”。已知 q氢=1.4×108J/kg ， 下列说法正确的是（ ）
A . 选用氢作燃料是因为其含有的热量多
B . 1kg氢燃料燃烧时一定能释放出 1.4×108J的热量
C . 氢燃料燃烧时将燃料的内能转化为机械能
D . 质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为4.2×107J
2.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%
3.有关电能的应用，下列说法错误的是（ ）
A . 电灯泡把电能转变为热能
B . 电动机把电能转变为动能
C . 电热器把电能转变为热
D . 节日彩灯把电能转变为光能
4.小明测试了自己家中分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗量分别为：木柴约100kg，烟煤约40kg，液化石油气约15kg，煤气约30kg，这四种燃料中哪种燃料的热值最高（ ）
A . 木柴 B . 烟煤 C . 液化石油气 D . 煤气
5.下列四种现象中，只发生能的转移而不发生能的转化的过程是（ ）
A . 冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷
B . 闭合开关后，灯泡发光
C . 烧水时，水蒸气顶起壶盖
D . 给电动自行车的蓄电池充电
6.一支向高空瞄准的步枪，扣动扳机后射出一颗子弹，子弹没有击中目标，最后下落陷在泥土中，以上过程中发生了哪些形式的能量转化呢？有四个同学分别给出了能量转化的顺序，你认为正确的是（ ）
A . 机械能→内能→化学能→机械能
B . 化学能→机械能→内能→机械能
C . 化学能→内能→机械能→内能
D . 内能→化学能→机械能→内能
7.小天同学为了比较质量均为200g的水和煤油的吸热能力，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 . 煤油的吸热能力与其加热时间有关
B . 20min内煤油吸收的热量为2.52×103J
C . 他使用的酒精灯的加热效率为16.8%
D . 煤油的比热容为2.1×103J/（kg•℃）
二、多选题
1.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
2.汽油机和柴油机比较，下列说法中正确的是（ ）
A . 柴油机顶部有一个喷油嘴，没有活花塞
B . 汽油机的点火方式为点燃式，柴油机是压燃式
C . 汽油机比柴油机经济、效率高
D . 汽油机吸气冲程中吸进来的是汽油和空气
3.关于四冲程内燃机的工作过程，下列说法正确的是（ ）
A . 吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气，柴油机吸入的是柴油和空气
B . 在做功冲程中，是内能转化为机械能
C . 一个完整的工作循环中，只有一个冲程在对外做功
D . 汽油机顶部是火花塞，柴油机顶部是喷油嘴，他们的点火方式是相同的
4.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
5.下列说法中，正确的是（ ）
A . 四冲程汽油机的做功冲程使汽车获得动力
B . 沙漠地区比海边昼夜温差大，这与水的比热容较大有关
C . “摩擦生热”，是通过做功的方式来改变内能
D . 水电站里水轮机带动发电机发电，是机械能转化为电能
三、填空题
1.一台转速为1200r/min的单缸四冲程汽油机，活塞面积为 100cm2 ， 活塞行程为15cm，做功冲程燃气对活塞的平均压强是 2×106Pa ， 则这台汽油机一秒内完成 ________ 个冲程，汽油机的功率是 ________ kW。
2.汽车的散热器通常用水作冷却剂，是因为水的比热容 ________ ，“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的 ________ （选填“比热容”、“密度”或“热值”）大，以10倍的关系粗略计算，2kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量约为 ________ J。（q 煤气=4.2 ×107J/kg）
3..如图所示是热机的 ________ 冲程，若该汽油机每秒完成20个冲程，则每分钟飞轮转 ________ 圈。
4.城市出租车中有一个水箱，里面装水用来冷却汽油机，是因为水的 ________ 大。现代城市大部分出租车已使用天然气来代替燃油，某出租车在一段时间内消耗了420g天然气，若这些天然气完全燃烧，这些热量可使质量为 ________ kg的水由20℃升高到100℃。（忽略热散失，天然气的热值为 4.4×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/kg⋅℃）
5.为了推进农业机械智能化，某科技团队研发了5G智能电动拖拉机，它可以通过 ________ （选填“电磁波”或“超声波”）传递云端网络信息实现无人驾驶；拖拉机行驶时消耗的电能是 ________ （选填“一次”或“二次”）能源；有人认为，只要不断改进，这种拖拉机就可以一边行驶，一边发电，永远运动下去，这种观念违背了 ________ 。
四、实验探究题
1.物理兴趣小组小军同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究酒精和碎纸片的热值大小关系。小军的实验步骤如下：
①他准备了如图1、2所示的两套完全相同的实验装置；
②分别在燃烧皿中放入质量相同的酒精和碎纸片；
③同时点燃酒精和碎纸片对质量和初温相等的水加热；
④记录燃烧相同时间后水升高的温度Δt。
（1）小军设计的方案中步骤 ________ （①②③④）存在明显的缺陷；
（2）纠正错误后继续实验，从以上步骤中可以看出，该实验是通过比较 ________ 来比较燃料燃烧放出热量多少，下列实验中也用到这种实验方法的是 ________ ；
A.看不见的电流相当于水管中的水流，电源相当于抽水机
B.在研究平面镜成像实验中，用两根完全相同的蜡烛，通过其中一根未点燃的蜡烛来代替另一根点燃的蜡烛的像
C.控制物体的质量一定，研究物体的动能与速度的关系
D.通过扩散现象研究分子的热运动
（3）在图1中小军测量水的质量为m1 ， 初温t1 ， 末温t2 ， 燃烧酒精的质量为m2 ， 根据水的比热容计算出酒精的热值为 ________ （用已知物理量和测量物理量的字母表示，水的比热容为c水），不计热量损失；
（4）另一组同学计划用两种燃料将初温和质量相同的水加热至刚好沸腾，他们是通过比较 ________ 来反映这两种燃料热值的大小关系。

2.小明发现自行车胎的气压不足，于是用打气筒给车胎打气。在收起打气筒时发现外壁有些发热。于是他想，是什么原因导致打气筒的外壁发热呢？小明就这个问题与同学小红进行了交流，联系所学物理知识，他们提出了以下两个猜想：
A.活塞在筒内往复运动时，与筒壁摩擦导致发热
B.活塞在筒内往复运动时，不断压缩气体做功导致发热
于是他们设计了实验进行探究，选用的实验器材有：打气筒、测温枪、计时器、气压不足的篮球等，分别在打气筒的上部和下部标注两个测温点，如图所示。请回答下列问题：
（1） 打气筒内壁的热量是通过 ________ 的方式传递到外壁；
（2） 活塞在打气筒内向下运动时的能量转化过程，与四冲程内燃机的 ________ 冲程相同；
（3） 用打气筒往气压不足的篮球内打气，10s内使活塞在筒内往复运动20次，立即用测温枪测出此时两个测温点的温度。待打气筒外壁温度降至室温（25℃）后，放出篮球中的部分气体，重复上述操作。实验数据记录如下表：
分析上表实验数据得出：导致打气筒外壁发热的原因与猜想 ________ 相符；（选填“A”或“B”）
（4） 小红回顾整个实验过程，分析实验数据，认为小明得出的结论不够严谨，于是他们对实验进行改进，把打气筒的气嘴 ________ （选填“敞开”或者“堵住”），对猜想A再次进行探究。
3.小聪同学暑假期间和家人一起去海边游玩，他发现在白天的时候，沙子被晒得烫脚，而海水却是凉凉的感觉，到了晚上沙子凉凉的，而海水却是温温的，他就想应该是不同的物质吸热能力可能是不相同的，于是他找来了一些实验器材，用图甲所示的装置做了如下的实验：
（1） 用两只相同的烧杯分别取初温度和 ________ （选填“体积”或“质量”）相同的水和沙子；
（2） 用两个相同的酒精灯来加热水和沙子，实验过程中我们可以通过 ________ （选填“升高的温度”或“加热时间”）来衡量水和沙子吸收热量的多少；
（3） 在第4分钟时，温度计显示沙子的温度如图乙所示，其读数为 ________ ℃；
（4） 小聪根据所测得的数据，绘制出了等质量的水和沙子在相同加热条件下温度随时间变化的图像，根据图像可知，质量相同的水和沙子吸收相同的热量， ________ 的温度升高的多，所以水和沙子相比， ________ 的吸热能力更强；
（5） 如果水的比热容是 4.2×103J/(kg⋅℃) ， 则沙子的比热容是 ________ J/(kg⋅℃)。
（6） 经思考，同学们发现利用这个实验的实验装置还可以探究燃料热值大小。如图所示，丁、戊、己三图中的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内的液体质量也相同，下列说法正确的是______（多选）；
A . 比较不同液体的比热容，可以选择丁、己两图
B . 比较不同液体的比热容，可以选择戊、己两图
C . 比较不同燃料的热值，可以选择戊、己两图
D . 比较不同燃料的热值，可以选择丁、戊两图
（7） 在第（6）小问的热值实验中，若采集到的数据如图，根据表格中记录的实验数据可知这两种燃料中热值较大的是 ________ 。（选填“燃料1”或“燃料2”）
五、计算题
1.为加快节能减排和大气污染防治，国家着力开发新型能源。页岩气是蕴藏于页岩层可供开采的天然气资源，我国的页岩气可采储量较大，它的热值约为3.0×10 7J/m 3 ， 密度约为4.5×10 2kg/m 3。求：
（1）完全燃烧1.26m3的页岩气，能放出多少焦耳热量？
（2）若不计热量损失，在1个标准大气压下，完全燃烧1.26m3的页岩气，能使质量为100kg、初温为20℃水温度升高到多少摄氏度？c水=4.2×103J/（kg·℃）
2.现代家庭装修中有些浴室使用燃气热水器提供热水，小劳家安装了燃气热水器。已知水进入热水器前的温度是10℃，洗澡时热水器输出热水的温度设定为40℃；如果小劳洗一次澡用热水 0.05m3。水的比热容是 4.2×103J/(kg⋅℃)。求：
（1） 所用热水的质量为多少？
（2） 水从热水器中吸收多少热量？
（3） 若天然气完全燃烧释放热量的70%被水吸收，需要消耗多少 m3的天然气？（天然气的热值 q=4×107J/m3）
3.人类的祖先钻木取火，为人类文明揭开了新的一页．钻木取火的一种方法是将削尖的木棒伸到木板的洞里，用力压住木棒来回拉动钻弓．木棒在木板的洞里转动时，板与棒互相摩擦，机械能转化为内能，而热集中在洞内，不易散发，提高了木棒尖端的温度，当达到约260℃时木棒便开始燃烧．因木头是热的不良导体，故受热厚度很薄，木棒受热部分的质量只有0.25克．已知：来回拉一次钻弓需1.0秒，钻弓长为s=0.25米，人拉钻弓的力为16牛顿，木头比热容c=2×10 3焦／(千克·℃)，室温为20℃，问：
（1）人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功为多少?
（2）人克服摩擦力做功使机械能转化为内能，若其中有25％被木棒尖端吸收，则1秒内可使木棒尖端温度提高多少℃?
（3）请你估算用多长时间才能使木棒燃烧起来?
4.有一功率为40KW，热机效率为20%的汽车正在一平直的公路上行驶，此时油箱中仅剩下5kg的汽油，如果不考虑热机其他的能量损失，汽车以20m/s的速度向前匀速沿直线行驶，问还可前进多远？（汽油的热值为4.6×10 7J/kg）
5.小明家新安装了一台容积为500L的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的照射，水温由原来的20℃升高到了40℃。求：
（1） 加满水后，水的质量是多少?
（2） 在这4h内水吸收了多少热量?
（3） 若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克焦炭?［水的比热容 c水=4.2×103J/kg⋅℃、焦炭的热值 q=3.0×107J/kg］
六、综合题
1.小明的妈妈在厨房炒辣椒时，在卧室的小明也能被“辣椒”呛的眼泪直流，这时妈妈为了尽快的消除空气的“辣味”，于是打开了家中的电扇，以加快空气的流通．
请你根据相关的物理知识，回答下列问题：
（1） 为什么在卧室也能被“辣椒”呛的眼泪直流？
（2） 电扇工作时发生什么样的能量转换？
（3） 电扇与家庭中其它的用电器是如何连接的？
2.近年来，汽车逐步走进了普通百姓的家庭．
（1）汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个汽缸正常工作四个冲程的顺序是 ________ （对图甲A，B，C，D重新排序）；
（2）一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为1800r/min，该汽油机每分钟做功 ________ 次，D图所示的汽油机冲程是通过 ________ 的方式改变燃气内能的．除此之外通过 ________ 也可改变物体内能；
（3）图乙所示为内燃机的能流图，内燃机的效率可表示为η= ________ ；
（4）现在很多地方正在使用乙醇汽油．乙醇汽油是一种由乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的替代能源，其中普通汽油体积占90%，乙醇（即酒精）体积占10%．使用乙醇汽油的好处是 ________ ？（写出一条即可）
3.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。
4.综合问答：
请你找出汽车发动机工作时所运用的两个物理知识点，并分别解释如何运用的物理知识：
（1） 知识点一： ________ ．解释： ________
（2） 知识点二． ________ 解释： ________
5.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．
实验次数
时间t/s
活塞往复次数
上部温度t/℃
下部温度t/℃
1
10
20
30.7
36.6
2
10
20
30.2
36.2
3
10
20
30.5
36.3
燃料
加热前的液体温度/℃
燃料燃尽后的液体温度/℃
燃料1
20
35
燃料2
20
25
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℃