单元测试-第二章《改变世界的热机》基础卷（含答案）—教科版初中物理九年级上册

这是一份单元测试-第二章《改变世界的热机》基础卷（含答案）—教科版初中物理九年级上册，文件包含单元测试-第二章《改变世界的热机》基础卷教师版_cleaneddocx、单元测试-第二章《改变世界的热机》基础卷学生版_cleaneddocx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共45页， 欢迎下载使用。
教科版物理九年级上册单元测试-第二章《改变世界的热机》基础卷姓名：__________ 班级：__________考号：__________1．（2025九上·金平期末）如图是单缸四冲程汽油机工作时某个冲程的示意图，下列说法正确的是A．该冲程中机械能转化为内能B．该冲程中气缸内气体内能增加C．该冲程活塞向上运动，将废气排出气缸LD．该冲程是压缩冲程【答案】C【知识点】热机的四个冲程【解析】【解答】图中，进气门关闭，排气门打开，活塞向上，是排气冲程，能量没有转化现象；气体排出时，气缸内物质质量减少，内能减少，ABD错误；C正确。故选C。【分析】根据汽油机的气门状态和活塞运行方向，判断冲程。2．（2024九上·中山期中）如图是某汽油机的主要能量流向和相关参数，下列说法正确的是（　　）A．有用机械能所占比例最大B．废气带走的能量占比最小C．该汽油机的效率为35%D．增加机械的工作时间能提高汽油机效率【答案】C【知识点】热机【解析】【解答】ABC．由两图知道，有用机械能所占比为35%，废气带走的能量占比为40%；机械自身消耗的能量占比为1-35%-40%=25%，故A B错误，C正确；D．减少机械摩擦，可以减少额外功，进而提高机械能，提高汽油机效率，故D错误。故选C。【分析】功的计算：总功为W=Fs，总功包括两部分，有用功和额外功，其中有用功就本题目来说是克服重力做功即W有=Gh，额外功的计算包括总功和有用功的差，也可以根据功的定义W=Fs计算，机械效率：η=W有W 。3．（2024九上·防城期中）以下机械属于内燃机的是（　　）A．电风扇B．汽油机C．滑轮组D．洗衣机【答案】B【知识点】热机【解析】【解答】AD．电风扇和洗衣机消耗电能，动力设备是电动机，不是内燃机，故AD不符合题意；B．内燃机是一种热机，消耗燃料，汽油机和柴油机都是内燃机，故B符合题意；C．滑轮组是一种简单机械，不是内燃机，故C不符合题意。故选B。【分析】内燃机消耗燃料，将燃料的化学能转化为内能，再通过做功，将内能转化为机械能的装置。4．（2024九上·伊通月考）下列各例中，属于内能转化为机械能的过程是（　　）A．用电炉加热水B．火箭升空C．电风扇吹风D．双手摩擦生热【答案】B【知识点】做功改变物体内能；热机；能量的转化或转移【解析】【解答】A、用电炉加热水，电能输入，最终转化为水的内能，是电能→内能，不符合“内能→机械能”。B、火箭升空，燃料化学能先变内能，高温高压燃气推动火箭，内能再转化为火箭机械能，符合要求，选B。C、电风扇吹风，电能驱动电机，转化为扇叶转动的机械能，是电能→机械能，不符合。D、双手摩擦生热，通过摩擦力做功，机械能转化为手的内能，是机械能→内能，不符合。 故答案为：B。【分析】1、能量转化基本概念：能量可在不同形式间转化，遵循守恒定律，判断关键看“消耗的能量形式”和“获得的能量形式”。2、实际应用关联：火箭利用内能→机械能实现升空，对应热机工作原理（燃料化学能→内能→机械能）；电炉、电风扇是电能转化的不同应用，帮助理解电能在生活中转化方向，加深对能量转化多样性的认识。5．（2024九上·夷陵月考）下列四种交通工具中，不是以热机为动力的是（　　）A．蒸汽火车头B．和谐号动车组C．国产C919客机D．长征号火箭【答案】B【知识点】热机【解析】【解答】热机工作时，需要消耗燃料，通过做功，把内能转化为机械能。蒸汽火车头、国产C919客机、长征号火箭，都消耗燃料，把内能转化成机械能，符合热机的特点；和谐号动车组用电力驱动，将电能转化为机械能，不是热机。故B符合题意，ACD不符合题意。故选B 。【分析】热机燃烧燃料，化学能转化为内能，再将内能转化为机械能；电力驱动，将电能转化为机械能。6．（2024九上·广州月考）用酒精灯给试管内的水加热至一定程度，发现塞在试管口的木塞被冲出，如图所示。下列描述正确的是（　　）A．试管中的水是靠做功的方式增加内能的B．水蒸气对木塞做功，把机械能转化为内能C．水蒸气对木塞做功，与汽油机做功冲程的原理相同D．水蒸气对木塞做功，水蒸气内能增加【答案】C【知识点】热传递改变物体内能；热机的四个冲程；能量的转化或转移【解析】【解答】A．火焰和水的温度不同，试管中的水是靠热传递的方式增加内能的，故A错误；BC．水蒸气对木塞做功，消耗了内能，把内能转化为机械能，与汽油机做功冲程的原理相同，故B错误；故C正确；D．水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能转化为木塞的机械能，水蒸气的内能减少，故D错误。故选C。【分析】物体间温度不同时，通过热传递改变内能；内能对外做功，转化为机械能，内能减少。7．（2024九上·衡阳期末）光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图，密闭气室中N2O4在光照下会分解，使气室气压增大，推动活塞右移，无光条件下发生逆反应；控制光照即可实现活塞往复运动。活塞右移过程相当于汽油机的（　　）A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程【答案】C【知识点】热机的四个冲程【解析】【解答】活塞右移时，气体内能转化为装置的机械能，相当于汽油机四个冲程中的做功冲程。故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。【分析】做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能。8．（2024九上·石家庄期中）如图所示为汽油机工作过程的示意图，其中表示做功冲程的是（　　）A．B．C．D．【答案】B【知识点】热机的四个冲程【解析】【解答】A．图中，进气门打开，活塞下行，是吸气冲程，故A不符合题意；B．图中两气门都关闭，活塞下行，将内能转化为机械能，是做功冲程，故B符合题意；C．图中，两气门都关闭，活塞上行，是压缩冲程，故C不符合题意；D．图中，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程，故D不符合题意。故选B。【分析】根据汽油机的气门状态和活塞运行方向，判断冲程。9．（2023九上·成都月考）如图所示，将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，往易拉罐里喷少量酒精，然后将一个空的纸杯迅速套上，用手拿着这个“冲天炮”对着前方点燃的打火机靠近易拉罐底部的小孔，纸杯就会“冲天”飞出去，下列说法正确的是（　　）A．酒精燃烧时，将化学能转化为机械能B．纸杯飞出去的过程，相当于内燃机的排气冲程C．纸杯飞出去时，易拉罐对纸杯做了功D．纸杯飞出去时，易拉罐内气体的内能减小【答案】D【知识点】做功改变物体内能；热机的四个冲程；能量的转化或转移【解析】【解答】A．酒精燃烧时，将化学能转化为内能，故A错误；BC．纸杯飞出去时，燃气对纸杯做了功，燃气的内能转化为纸杯的机械能，相当于内燃机的做功冲程，故B错误；故C错误；D．纸杯飞出去，燃气对纸杯做功，易拉罐内气体的内能减小，故D正确。故选D。【分析】燃料燃烧，将化学能转化为内能；内能对外做功，转化为机械能，内能减小。10．（2024九上·成都月考）热机在工作时，能量的转化过程是（　　）A．内能→化学能→机械能B．化学能→内能→机械能C．化学能→机械能→内能D．内能→机械能→化学能【答案】B【知识点】热机【解析】【解答】热机工作时，燃料的化学能燃烧转化为内能，通过做功冲程，将内能转化为机械能，使得汽车运动，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。【分析】燃料燃烧时，化学能转化为内能，空气内能增加，在做功冲程中，内能转化为机械能。11．（2024九上·微山期中）2024年5月 3日，长征五号遥八运载火箭搭载嫦娥六号探测器成功发射。有关长征五号运载火箭的说法正确的是（ ）A．火箭的燃料燃烧得越充分，热值越大B．火箭发动机的热机效率可达到100%C．火箭“体内”的液氢燃料温度低至-252℃，内能为零D．火箭搭载着探测器升空的过程中，探测器的机械能增大【答案】D【知识点】机械能及其转化；内能的概念；燃料的热值；热机的效率【解析】【解答】A．热值是燃料本身的一种特性，热值与燃料是否充分燃烧无关，故A错误；B．火箭发动机工作过程中，会有热量的损失，所以热机效率不会达到100%，故B错误；C．液氢燃料温度低至-253℃时也有内能，故C错误；D．火箭搭载着探测器升空的过程中，质量不变，速度增大，高度增大，动能增大，重力势能增大，机械能为重力势能和动能之和，所以机械能增大，故D正确。故选 D。【分析】机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比；物质的热值为单位质量燃料完全燃烧释放的能量，是物质的基本属性；只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，计算公式为Q=mq。12．（2024九上·广州期中）某热机的能量流向图如图所示（箭头粗细不代表能量多少），已知其工作效率为40%，输出机械能为100J，以下说法中正确的是（　　）A．能量A为电能，能量B为内能B．能量A为内能，能量B为电能C．能量A和B均为内能，能量B为200JD．能量A和B均为内能，能量B为150J【答案】D【知识点】热机；热机的效率【解析】【解答】根据图片可知，输入热机的是内能，输入热机的是机械能和散失的内能，那么能量A和B均为内能，故AB错误；根据图片可知，输出机械能为100J，且其工作效率为40%，根据η=WQ放得到：40%=100JQ放，解得：Q放=250J，则能量B为QB=Q放-W=250J-100J=150J，故C错误，D正确。故选D。【分析】AB.根据热机的能量转化的知识确定能量A和能量B的名称；CD.根据η=WQ放计算输入的能量A，根据QB=Q放-W计算能量B。13．（2024九上·凉州开学考）如图甲，迅速下压活塞，玻璃筒底部的棉花燃烧，图乙是汽油机的某一冲程，关于这两个过程，下列说法正确的是（　　）A．图乙是汽油机的压缩冲程B．图甲和图乙的能量转化情况相同C．图乙中是汽油机做功冲程D．随着技术的进步，图乙汽油机的效率能达到100%【答案】C【知识点】热机；热机的效率；热机的四个冲程【解析】【解答】AC．图乙中，进气门、排气门均关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是做功冲程，故A错误，故C正确；B．图甲中，活塞压缩玻璃筒内的空气做功，空气内能增加，温度升高，使棉花燃烧，将机械能转化成内能；图乙燃气对活塞做功，内能转化成机械能，能量转化不同，故B错误；D．热机工作时，由于摩擦、向外散热等因素，总存在能量损失，热机的效率不可能达到100%，故D错误。故选C。【分析】压缩活塞时，对气体做功，机械能转化为内能；汽油机的气门闭合，活塞向下，是做功冲程，将内能转化为机械能；热机效率不会到达100%。14．（2024九上·路南月考）有甲、乙两台汽油机，在相同的时间内，它们所做的有用功之比是5：4，消耗汽油的质量之比是3：2，那么它们的效率之比是（　　）A．15:8B．8:15C．6:5D．5:6【答案】D【知识点】热机的效率【解析】【解答】根据热值公式Q=mq可知，消耗汽油产生的热量和质量成正比，所以总功之比为3：2，根据效率公式η=W有W总，所以它们的效率之比为η甲η乙=W甲Q甲W乙Q乙=W甲m甲qW乙m乙q=W甲m乙W乙m甲=5×24×3=56。故选D。【分析】1、物质的热值为单位质量燃料完全燃烧释放的能量，是物质的基本属性；只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关；2、效率公式：η=W有W总，其中题目有用功的比值已给，总功根据效率公式计算即可。15．（2024九上·顺德月考）小明用煤气炉烧水时，进行了如下思考，正确的是（　　）A．煤气燃烧越充分，其热值越大B．只要煤气燃烧足够充分，效率就可以达到100%C．壶内水温度升高的过程中内能增大D．水沸腾过程中吸收热量，温度不变，内能不变【答案】C【知识点】沸腾及沸腾条件；温度、热量与内能的关系；燃料的热值；热机的效率【解析】【解答】A．燃料的热值是特性，与燃料的种类有关，与燃料的燃烧情况无关，故A错误；B．燃料燃烧时，不可避免有热量散失到空气中，则煤气炉的效率不可能达到100%，故B错误；C．壶内的水质量一定，温度升高，内能增大，故C正确；D．水沸腾时，吸收热量，内能增加，温度不变，故D错误。故选C。【分析】热值是燃料的特性；利用能量时，不可避免有损失；质量一定时，物体的温度升高，内能变大；水沸腾时，吸收热量，温度保持不变。16．（2025九上·乳源期末）2023年5月10日，搭载天舟六号货运飞船的运载火箭成功发射。运载飞船的火箭一般要选用热值　 　 (选填“大”或“小")的燃料，高温燃气推动运载火箭升空时能量的转化与四冲程内燃机的　 　冲程相同；随着燃料质量的减少，燃料的热值　 　。【答案】大；做功；不变【知识点】燃料的热值；热机的四个冲程【解析】【解答】 运载飞船的火箭一般要选用热值大的燃料， 高温燃气推动运载火箭升空 时，内能转化为机械能，和做功冲程能量转化相同，热值的大小和燃料的质量无关，所以热值不变。综上 第1空、大； 第2空、做功； 第3空、不变 。【分析】1、物质的热值为单位质量燃料完全燃烧释放的能量，是物质的基本属性；只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。2、做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能。17．（2024九上·岳阳月考）某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1s内，汽油机完成对外做功　 　次；若该内燃机正处于如图所示的冲程，则此冲程的能量转化情况是　 　。【答案】20；机械能转化为内能【知识点】热机；热机的四个冲程【解析】【解答】一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，对外做功1次。四冲程汽油机的飞轮转速为2400r/min=40r/s，所以1s完成20个工作循环，对外做功20次。图中内燃机的活塞向上运动，两气门关闭，机械能转化为内能。【分析】1、吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。2、热机转速和做功的关系，热机转2次，对应一次做功，对应四个冲程。18．（2025九上·南山期末）图为某汽油机的能量流向图，其热机效率为 　 　（用图中的符号表示）；若完全燃烧 0.21kg 汽油所产生的能量全部被水吸收，能使质量为 100kg，初温为 20℃的水温度升高到　 　℃。【c 水=4.2×103J/（kg·℃），q 汽油=4.6×107J/kg】。【答案】E2/E；43【知识点】热量的计算；燃料的热值；热机的效率【解析】【解答】图中，总能量为E，有用机械能为E2，热机效率是有用机械能盒总能量的比值，热机效率为η=E2E；根据燃料的质量，计算放出的热量：Q=m汽油q=0.21kg×4.6×107J/kg=0.966×107J，计算水的温度差为Δt=Qcm=0.966×107J4.2×103J/kg·℃×100kg=23℃，则末温为t=20℃+23℃=43℃。【分析】根据热机做的有用功和总能量的比值，计算热机效率；利用Q=mq，计算燃料放出的热量；根据Δt=Qcm，计算水的温度差。19．（2024九上·庆阳期末）汽油机用水做冷却剂，利用了水的　 　较大，如果该汽油机飞轮转速是2400r/min，该汽油机每秒钟对外做功　 　次。【答案】比热容；20【知识点】比热容的定义及其计算公式；热机的四个冲程【解析】【解答】水的比热容大，在质量和升高的温度相同时，由公式Q=cmΔt知，水吸收的热量多，冷却效果最好。汽油机飞轮转2圈，对外做功1次，飞轮转速2400r/min=40r/s，即每秒飞轮转40圈，该汽油机每秒对外做功20次。【分析】比热容的应用：水的比热容较大，用水做冷却剂。热机转速和做功的关系，热机转2次，对应一次做功，对应四个冲程。20．（2024九上·东莞期中）如图甲是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图甲可以看出，它此时处在　 　冲程，其能量转化情况与　 　（选填“乙”或“丙”）图相同。若此汽油机飞轮的转速为3600r/min，汽油机1 min对外做功　 　次。【答案】做功；丙；1800【知识点】热机；热机的四个冲程；能量的转化或转移【解析】【解答】图甲中，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，此时燃气对外做功，内能转化为机械能。乙图中，将活塞压下，活塞压缩空气做功，空气的内能增大，温度升高，将机械能转化为内能。丙图中，加热试管中的水，水的内能增大，水蒸气对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能。与做功冲程能量变化相同的是丙图。汽油机的一个工作循环，完成四个冲程，飞轮转两圈，对外做功一次。飞轮的转速为3600r/min，即1 min内有1800个工作循环，对外做功1800次。故第1空填：做功；第2空填：丙；第3空填：1800。【分析】根据汽油机的气门状态和活塞运行方向，判断冲程；对物体做功，机械能转化为内能；内能对外做功，转化为机械能。汽油机工作时，飞轮转数是做功数的2倍。21．（2023九上·惠州月考）如图所示是汽油机与柴油机的示意图，则属于柴油机的是　 　图。在汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩混合气做功，混合气体的温度　 　（选填“升高”或“降低”），内能　 　（选填“增加”或“减少”）。【答案】乙；升高；增加【知识点】做功改变物体内能；热机；热机的四个冲程【解析】【解答】由图可知，甲图中汽缸顶部有火花塞，所以甲是汽油机，乙图中汽缸顶部有喷油嘴，所以乙是柴油机；在汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩混合气做功，将活塞的机械能转化为混合气体的内能，混合气体的温度升高，内能增加。故答案为：乙；升高；增加。【分析】（1）柴油机和汽油机的结构不同，柴油机顶部是喷油嘴，汽油机顶部是火花塞；（2）汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，分别是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；其中压缩冲程将机械能转化为内能；做功冲程将内能转化为机械能。对物体做功时，物体的内能增大，温度升高；物体对外做功时，物体的内能减小，温度降低。22．（2024九上·南海月考）火箭发射的场景，火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为它的　 　大，火箭发射升空时，燃料的化学能转化为　 　能，再转化为火箭的机械能，火箭发动机在没有空气的环境中　 　（选填“能”、“不能”）正常工作。【答案】热值；内；能【知识点】燃料的热值；热机【解析】【解答】（1）火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为它的热值大，因为质量一定的燃料，热值越大，放出的热量越多。（2）火箭发射升空时，燃料燃烧时，将燃料的化学能转化为内能，内能对外做功，转化为火箭的机械能；（3）由于火箭发动机的燃料中有助燃剂，故在没有空气的环境中仍然能正常工作。故答案为：热值；内；能。【分析】（1）热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量，反映了燃料燃烧放热的能力；（2）燃料本身具有化学能，燃烧时，燃料会放出内能，这些内能再转化为机械能；（3）火箭发动机内部自带助燃剂。23．（2024九上·南宁开学考）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）如图丙是四冲程汽油机　 　冲程的示意图，其能量转化情况与乙图　 　(选填：相同或不同)。【答案】（1）速度；匀速直线运动（2）桶内空气；增大（3）压缩；相同【知识点】动能的影响因素；探究影响物体动能大小的因素；热机的四个冲程【解析】【解答】（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，则此时小球质量相同，不同高度下落速度不同，所以探究动能和速度的关系。水平面光滑，所以木块将做匀速直线运动。综上 第1空、速度； 第2空、匀速直线运动.（2） 将活塞迅速下压，活塞对 桶内空气做功，内能增加。综上 第1空、桶内空气； 第2空、增大。（3）图丙为压缩冲程，能量转化为机械能转换为内能，和图乙相同。综上 第1空、压缩； 第2空、相同。【分析】1、机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比；2、控制变量法：在物理实验中，存在多个影响因素共同决定某个物理量，如影响动能的因素有质量和速度，在探究动能和速度的关系时，需要控制速度不同，其余因素相同，所以使得小车在斜坡上的不同位置下滑。24．（2024九上·广州期中）（1）如图1，在空烧瓶内滴入少量水，塞紧橡皮塞后向瓶内不断打气，此过程瓶内气体的内能　 　（选填“增大”“减小”或“不变”）。突然，塞子从瓶口冲出，瓶内充满白雾，此过程的能量转化情况是　 　，这与图2汽油机哪个冲程中的能量转化情况相同？　 　（填字母）。（2）现有0.3kg的汽油（热值为4.6×107J/kg）。汽油机燃烧了0.2kg汽油，实际放出的热量为8×106J，产生的有用机械能为2.76×106J。则：①燃烧0.2kg汽油时，未完全燃烧损耗的能量为　 　J。②汽油机的效率为　 　。③剩下的汽油，热值为　 　J/kg。【答案】（1）增大；瓶内气体内能（部分）转化为塞子机械能；C（2）1.2×106；30%；4.6×107【知识点】燃料的热值；热机的效率；热机的四个冲程；能量的转化或转移【解析】【解答】（1） 塞紧橡皮塞后向瓶内不断打气 ，机械能转化为空气的内能，所以内能增大； 塞子从瓶口冲出 ，气体的内能转化为瓶塞的机械能，和做功冲程相同，即火花塞点燃，进气排气口关闭，活塞下移，C正确，ABD错误；综上 第1空、增大； 第2空、瓶内气体内能（部分）转化为塞子机械能； 第3空、C；（2） 燃烧0.2kg汽油 ，根据热值公式Q=mq可知完全燃烧释放热量为Q=0.2kg×4.6×107J/kg =9.2×106J， 实际放出的热量为8×106J ，所以 未完全燃烧损耗的能量为 1.2×106J；汽油机的效率η=2.76×1069.2×106=30%；热值和燃烧的质量无关，所以热值为4.6×107J/kg。综上 第1空、1.2×106； 第1空、30% ；第3空、4.6×107.【分析】1、活塞压缩空气，类似打气筒，活塞的机械能转化为空气的内能，空气温度增加，通过热传递使得棉花燃烧；2、加热水使得瓶塞喷射，通过热传递使得水的温度升高，吸收热量，水不断汽化为水蒸气，水蒸气内能增加，转化为瓶盖的机械能，水的内能减小，温度降低，水蒸气遇冷液化为小水珠。3、物质的热值为单位质量燃料完全燃烧释放的能量，是物质的基本属性；只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。比较不同物质的热值，原理为Q=mq。25．（2024九上·雷山月考）发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在气缸中往复运动，一个工作循环经历吸气、压缩、做功和排气四个冲程，汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在气缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(冲程长度)。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，实际汽车往往采用多缸发动机。如图所示发动机有4个汽缸(图中标注1、2、3、4)，通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个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吸气、压缩和排气冲程。（1）汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为　 　能。（2）已知汽油的热值为4×107 J/ kg，如果汽车油箱装有 40 kg的汽油，这些汽油充分燃烧2kg，放出的热量为　 　J。（3）四缸发动机中3号汽缸在压缩冲程中，则2 号汽缸所处的冲程是____。(填字母)A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程（4）该发动机转速为2400 r/ min时，每个工作循环所需要的时间为　 　秒。【答案】（1）机械（2）8×107（3）D（4）0.05【知识点】热机的四个冲程；能量的转化或转移【解析】【解答】（1） 汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为 机械能。综上 第1空、 机械；（2）根据热值的计算公式Q=mq可知 充分燃烧2kg 汽油放出的热量Q= 4×107 J/ kg ×2kg=8×107 J。综上 第1空、8×107 J（3）据题可知2号气缸的活塞上移动，排除压缩冲程，所以为排气冲程，D正确，ACD错误。综上选D。（4） 该发动机转速为2400 r/ min =40r/s，所以一个工作循环为2r，所以1s完成20个循环，所以每个工作循环所需要的时间为 0.05s。综上 第1空、 0.05.【分析】1、汽油机四个冲程包括：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，根据特点进行识别。吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。2、热机转速和做功的关系，热机转2次，对应一次做功，对应四个冲程。26．（2024九上·广州期中）为了探究做功对物体内能的影响，小明利用注射器、数字温度传感器等器材进行了如图所示探究。如图甲，在注射器前端筒壁上钻一个小孔，将温度传感器的探头插入注射器内，用密封胶将小孔密封，读出此时温度传感器的示数；（1）如图乙，用橡皮帽将注射器的注射口堵住，用力向左推动活塞，传感器的示数逐渐增大，说明活塞压缩筒内气体，使气体内能　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”），这是通过　 　的方式改变了气体的内能；（2）当橡皮帽被喷出时，注射口喷出“白气”，温度传感器示数　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）；此过程中的能量转化与汽油机的　 　冲程相同。【答案】（1）增大；做功（2）变小；做功【知识点】做功改变物体内能；热机的四个冲程【解析】【解答】（1）根据题意可知，温度传感器的示数逐渐增大，那么温度升高， 说明活塞压缩筒内气体，使气体内能增大。此过程将机械能转化为内能，这是通过做功的方式改变了气体的内能。（2）当橡皮帽被喷出时，将内能转化为机械能，则内能减小，温度降低，因此温度传感器示数变小，与汽油机的做功冲程的能量转换相同。【分析】（1）温度升高，内能增大；温度降低，内能减小。做功改变内能的本质为能量的转化，热传递改变内能的本质为能量的转移；（2）“白气”是水蒸气的液化现象，说明温度降低，据此分析温度传感器的变化。热机的压缩冲程，将机械能转化为内能；做功冲程，将内能转化为机械能。（1）[1][2]根据题意可知，活塞压缩筒内气体做功，使气体内能增大，温度升高，这是通过做功的方式改变了气体的内能。（2）[1][2]当橡皮帽被喷出时，筒内气体对外做功，温度降低，温度传感器示数变小，这是内能转化为机械能，与汽油机的做功冲程的能量转换相同。27．（2024九上·大埔期中）如图所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把木塞冲开。（1）酒精灯燃烧，　 　能转化为　 　能；（2）水的温度升高，水汽化产生高温高压的水蒸气，增加了试管内物质的内能；（3）水蒸气冲开瓶塞后，水蒸气的温度降低，内能　 　；（4）水蒸气冲开瓶塞的过程，　 　能转化为　 　能，这相当于四冲程内燃机的　 　冲程。【答案】化学；内；减小；内；机械；做功【知识点】做功改变物体内能；热机【解析】【解答】（1）酒精灯燃烧时，消耗了化学能，所以这是化学能转化为内能的过程。（3）水蒸气冲开瓶塞后，对外做功，将水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能，因此水蒸气的内能会减少，温度也会降低。（4）水蒸气冲开瓶塞的过程，是将内能转化为机械能的过程。这与四冲程内燃机的做功冲程非常相似，在做功冲程中，也是将内能转化为机械能。【分析】能量转化的方向：燃烧（化学能→ 内能 ）；做功（内能→ 机械能 ）。内燃机冲程与能量转化的匹配：做功冲程是内能→ 机械能，压缩冲程是机械能→ 内能。28．（2025九上·中山月考）一辆燃油汽车沿平直公路匀速行驶了 15km， 所用时间为600s， 消耗汽油1kg， 汽车在行驶过程中所受阻力恒为1000N(汽油的热值取q汽油=5.0×107J/kg)。求：（1）牵引力所做功的大小；（2）1kg汽油完全燃烧放出的热量：（3）汽车发动机的效率。【答案】（1）一辆燃油汽车沿平直公路匀速 行驶，所以阻力等于牵引力等于1000N，根据W=Fs可知W=1000N×15000m=1.5×107J；（2）汽油的热值取q汽油=5.0×107J/kg ，根据Q=mq计算 1kg汽油完全燃烧放出的热量 Q= 5.0×107J；（3）解：根据效率公式η=WQ=1.5×107J5.0×107J=30%【知识点】燃料的热值；热机的效率；功的计算及应用【解析】【分析】（1）一辆燃油汽车沿平直公路匀速 行驶，所以汽车受到平衡力，阻力等于牵引力，根据W=Fs计算 牵引力所做功 ；（2）汽油的热值取q汽油=5.0×107J/kg ，消耗汽油质量为1kg，根据热值公式Q=mq计算 1kg汽油完全燃烧放出的热量 ；（3）根据效率公式η=WQ计算 汽车发动机的效率。29．（2023九上·咸阳月考）某家庭用燃气热水器将质量为10kg，温度为10oC的自来水加热到50oC消耗的天然气体积为0.1m3（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•oC），天然气的热值为3.2×107J/m3。求：（1）天然气完全燃烧放出的热量；（2）水吸收的热量；（3）该热水器工作时的效率。【答案】解：（1）根据题意可知，天然气完全燃烧放出的热量为Q放＝Vq＝0.1m3×3.2×107J/m3＝3.2×106J。答：天然气完全燃烧放出的热量为3.2×106J。（2）根据题意可知，水吸收的热量为Q吸＝cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg⋅℃）×10kg×（50℃﹣10℃）＝1.68×106J，答：水吸收的热量为1.68×106J。（3）根据题意可知，该热水器工作时的效率为η=Q吸Q放×100%=1.68×106J3.2×106J×100%=52.5%。答：该热水器工作时的效率为52.5%。【知识点】比热容的定义及其计算公式；燃料的热值；热机的效率【解析】 【分析】（1）根据Q放＝Vq计算天然气完全燃烧放出的热量；（2）根据Q吸＝cm（t﹣t0）计算水吸收的热量；（3）根据η=Q吸Q放×100%计算热水器工作时的效率。30．（2023九上·江津月考）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5×103kg。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，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=1.4×108J/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为50%，行驶这28km的路程需燃烧多少千克氢燃料？【答案】解：（1）该氢燃料电池车行驶的平均速度为v=st=28km0.5ℎ=56km/ℎ（2）氢燃料电池车受到的总重力为G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N该电池车匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍，汽车做匀速直线运动，牵引力和阻力是一对平衡力，所以车受到的牵引力为F=f=0.02G=0.02×5×104N=103N牵引力做的功为W=Fs=103N×28×103m=2.8×107J（3）氢能源燃烧释放的能量Q放=Wη=2.8×107J50%=5.6×107J行驶这28km的路程需燃烧的氢燃料质量为m=Q放q=5.6×107J1.4×108J/kg=0.4kg答：（1）行驶的平均速度为56km/h；（2）牵引力做的功是2.8×107J；（3）行驶这28km的路程需燃烧0.4kg千克氢燃料。【知识点】燃料的热值；热机的效率；速度公式及其应用；功的计算及应用【解析】【分析】（1）利用v=st计算该电池车行驶的平均速度；（2）由G=mg计算氢燃料电池车受到的总重力，该电池车匀速行驶时做匀速直线运动，所受力为平衡力，据此可得车受到的牵引力等于阻力；（3）根据W=Fs计算牵引力做的功；（4）由题中条件，利用η=WQ放×100%，可计算出氢能源燃烧释放的能量，根据m=Q放q计算出需燃烧多少氢燃料的质量。31．（2024九上·兰州期末）热机的效率是衡量汽车发动机性能的关键指标。2020年9月，我国发布全球首款热机的效率突破50%的商业化柴油机，这一成果的意义犹如人类历史上首次百米赛跑突破10s。立志成为汽车设计师的小雷，也想设计改造内燃机，使内燃机的热机的效率达到80%。考虑影响热机效率的因素，你认为小雷可以在哪些方面改进创新？假如小雷的设想实现了，会给我们的生活带来哪些影响？(写出一条即可)【答案】内燃机的重力、内燃机各部件之间的摩擦、废气带走的能量都会影响热机效率的大小；所以改良热机结构、减小摩擦、利用废气的热量都可以提高热机效率；热机效率提高后，可以节省燃料、减少有害气体的排放等。【知识点】热机的效率【解析】【解答】提高热机的效率的方法有减小无用功，增大有用功，无用功主要有摩擦做功，重力做功以及排气冲程带走部分能量，所以改进的方法主要有改良热机结构，减小摩擦；使用轻质材料，减少重力做功，发明结构，利用废气。优点为：节省燃料，节能环保。【分析】根据机械做功简答机械做功分为有用功和额外功，机械效率为有用功与总功的比值，提高机械的效率方法：η=W−W额W提高热机的效率的方法有减小无用功，增大有用功，无用功主要有摩擦做功，重力做功以及排气冲程带走部分能量。题号一二三四五总分评分阅卷人一、选择题得分阅卷人二、填空题得分阅卷人三、实验探究题得分阅卷人四、计算题得分阅卷人五、简答题得分