沪粤版（2024）九年级上册（2024）12.4 热机与社会发展同步训练题

这是一份沪粤版（2024）九年级上册（2024）12.4 热机与社会发展同步训练题，共3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.汽油机工作时的热损失情况是：汽缸散热损失30%，废气带走35%．机械摩擦损耗10%，则完全燃烧2g汽油（热值为4.6×10 7J/kg）获得的机械能是（ ）
A . 2.76×104J B . 3.22×104J C . 0.92×104J D . 2.3×104 J
2.一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1800r/min，则该汽油机每秒种内完成的冲程数和对外做功的次数分别是（ ）
A . 60和15 B . 30和30 C . 15和15 D . 60和30
3.下列我国的“大国重器”中属于热机的是（ ）
A . 歼﹣20战机涡扇﹣15煤油发动机
B . 新一代高铁永磁同步牵引电机
C . 天宫空间站装备的霍尔推进器
D . 白鹤滩水电站的水轮发电机组
4.2024年4月25日，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭，在酒泉卫星发射中心成功发射。下列有关说法中不正确的是（ ）
A . 火箭燃料在燃烧过程中，质量减小、热值不变
B . 火箭加速上升过程中的机械能守恒
C . 使燃料充分燃烧是提高热机效率的有效途径
D . 火箭常利用液氢作燃料，是因为液氢的热值大且不会对环境造成污染
5.下列有关热机的说法中错误的是（ ）
A . 热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程
B . 为了防止热机过热，通常用水来降温，是利用水的比热容大的特性
C . 可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率
D . 热机的大量使用会造成环境污染
6.历史上热机的出现曾标志着人类利用能源的巨大进步，早期的蒸汽机是将水加热至高温，利用高温高压蒸汽推动机器转到的，与现在的内燃机相比，蒸汽机的效率较低，除了机械造的技术因素外，还有一个重要的原因是：（ ）
A . 内燃机所用燃料的热值高
B . 内热机燃料高温、高压、功率大
C . 蒸汽机工作是水蒸气带走了大部分能量
D . 蒸汽机工作过程不符合能的转化规律
7.下面是汽油机工作时的各个冲程示意图，其中将机械能转化为内能的是（ ）
A .
B .
C .
D .
二、多选题
1.关于内能及其利用，下列说法正确的是（ ）
A . 一切物体都具有内能
B . 足球运动越慢，它的内能越小
C . 冬天搓手取暖，是通过做功的方式改变内能
D . 热机的功率大，效率就一定高
2.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%
3.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
4.对于图中所示的四幅图，下列说法中正确的是（ ）
A . 甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能减少
B . 乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码，主要是因为分子间存在引力
C . 丙图中活塞向上运动是内燃机的做功冲程
D . 丁图中小朋友下滑时，内能转化为机械能
5.小刚探究某物质熔化和沸腾的实验如图甲所示，他把100g某种固体碾碎后放入试管中，插入温度计，再将试管放在装有水的烧杯中加热（物质在相同时间内吸收的热量相等）。根据实验数据画出的图象如图乙所示。实验结束时，小明发现从开始加热到实验结束的10min内消耗4g酒精，酒精的热值 3.0×107J/kg ， 这种物质的液态比热容 c=1.8×103J/kg⋅℃。下列选项正确的是（ ）
A . 该物质熔化时温度虽没有改变但内能却增加了
B . 从开始沸腾到实验结束物质所吸收的热量为10800J
C . 该物质固态时的比热容为2.7×103J/kg⋅℃
D . 该装置能量的转化效率为30%
6.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
三、填空题
1.火箭发射时用液态氢为燃料，这是利用了燃料氢的 ________ 大的特性，汽油机的 ________ 冲程将内能转化为机械能。
2.如下图所示为甲、乙、丙三部汽油机燃料完全燃烧释放的内能和汽油机输出机械能的柱状图。根据图中的信息可知 ________ （选填“甲”“乙”或“丙”）的热机效率最高，为 ________ 。若丙消耗2kg汽油，假如汽油完全燃烧，释放的热量为 ________ J，丙输出的机械能为 ________ J。（汽油热值为 4.6×107J/kg）
3.新疆是中国西域璀璨的明珠，所出产的长绒棉是世界上最好的棉花，棉田基本都采用机械化采摘，采棉机上的柴油机是将 ________ 转化为机械能的装置；新疆昼夜温差较大，是因为该地区砂石较多，砂石的 ________ 较小。
4.利用能量转化可以造福人类，如热机是将 ________ 能转化为机械能的机械，若一台四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min，则该油机每秒钟对外数 ________ 次。
5.最早的热机是 ________ ，经过英国工程师 ________ 改进，完善，在18世纪得到广泛使用。
四、实验探究题
1.如图为四缸发动机的工作原理图：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，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。
（1） 发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将 ________ 能转化为 ________ 能。
（2） 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。
①单缸排量V= ________ L，该发动机工作时在5s内做功 ________ J。
②正常工作过程中，发动机中单缸每次做功W= ________ J。
（3） 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、（1L=10 ﹣ 3m 3）
2.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。
3.请完成下列填空。
（1） 如图-1所示，将酒精和水混合后总体积变小，说明分子间有 ________ 。
（2） 如图一2所示的装置，其中一个瓶子装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体，另一个装有空气，则演示扩散现象时应该把装有二氧化氮气体的瓶子放在 ________ （选填“上”或“下”）方。
（3） 如图-3所示，用酒精灯给水加热一段时间后，观察到软木塞冲出试管口。此过程中，水蒸气减少的内能比软木塞增加的机械能 ________ （选填“多”或“少”），这与热机的 ________ 冲程相似。
五、计算题
1.用天然气灶烧水时，将5kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了0.28m 3的天然气。水的比热容是4.2×10 3J/（kg•℃），天然气的热值约为3×10 7J/m 3.求：
（1）水吸收的热量。
（2）该天然气灶烧水时的热效率。
2.2022年北京冬奥会示范运营1000多辆氢燃料电池车（如图所示），该车排放物是水，不产生任何污染物，是当前世界新能源汽车重要的发展方向。假设某国产氢燃料电池车总质量为5×10 3kg。在某次测试中该车匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍，在0.5h内行驶了28km的路程，消耗的氢能源为0.4kg（不考虑氢能源燃料消耗对车质量的影响）。求该测试过程中氢燃料电池车：（已知q 氢=1.4×10 8J/kg，g取10N/kg）
（1）行驶的平均速度为多少km/h；
（2）牵引力做的功；
（3）氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率。
3.用煤气灶把1kg初温为20℃的水加热到70℃，消耗了10g煤气，已知水的比热容是 c水=4.2×103J/(kg⋅∘C) ， 煤气的热值为 4.2×107J/kg ， 求 ：
（1） 水吸收的热量
（2） 煤气完全燃烧放出的热量
（3） 煤气灶烧水的效率
4.氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是二十一世纪最理想的能源，氢燃料新能源公交车逐渐在山东不少城市投放使用。氢燃料的热值为1.4×10 8J/kg， c 水=4.2×10 3J/(kg·℃)，求：
(1)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；
(2)若放出的热量全部被质量为400kg，温度为15℃的水吸收，则水升高的温度；
(3)如果氢燃料公交车的效率为60%，则燃烧0.6kg的氢燃料可使以140kW恒定功率匀速行驶的公交车，匀速行驶多长时间。
六、综合题
1.汽车尾气的排放成为雾霾天气形成的重要原因．目前一些城市部分出租车已经完成“油改气”的过程，这样不仅可以减少空气污染，还可以降低运营成本．天然气发动机和汽油发动机性能的指标如表格．
根据表格提供的信息，通过计算说明：
（1） 天然汽车燃烧1m 3天然气所用的有用功是多少？做同样多的有用功，汽油车需要燃烧多少千克汽油？
（2） 若某出租车汽车每天消耗60m 3的天然气，与用汽油相比，它每天节约的运营成本是多少？
2.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。
3.近几年政府推出了“汽车下乡”、“小排气量购置税减半”、“以旧换新”等政策，极大的促进了汽车行业的发展，随着人民生活水平的不断提高，小明的爸爸最近也购买了一辆轿车。小明利用所学的物理知识对汽车进行了一系列探索与研究活动：
（1）小明同学阅读了汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图所示的图表，请根据给出的信息，计算完全燃烧0.2kg的汽油能够获得多少的能量？这些能量能产生多少有用功，（汽油的热值为4.6×107J/kg） ________ ；
（2）汽车行驶时发动机燃烧，m质量的汽油，产生的牵引力为F，热机的效率是η，能使汽车前进的距离s为 ________ （用给出物理量的符号表示距离，汽油的热值在本小题中用q表示）；
（3）通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示；根据表中数据所反映的规律可知，当轿车速度为120km/h时对应的制动距离是 ________ m。
排量
2.0L
输出功率
120kW
转速
6000r/min
热效率η1
40%
推进效率η2
60%
航空燃油热值q
5.0×107J/kg
热机效率
热值
价格
天然气发动机
η2 =45%
q2 =2.3×107J/m3
4.5元/m3
汽油发动机
η1 =30%
q1 =4.6×107J/kg
8.0元/kg
实验次数
1
2
3
4
5
速度/(km⋅h﹣1)
40
60
80
100
120
制动距离/m
8
18
32
50