初中物理粤沪版九年级上册12.4 热机与社会发展课堂检测

2022-2023学年度沪粤版九年级物理上册 12.4热机与社会发展同步练习附答案

一、单选题

1．下列关于热机的说法正确的是（　　）

A．热机的效率为100%

B．热机只有汽油机和柴油机两种

C．好的热机工作时不排放废气

D．热机工作时都要利用燃料的化学能

2．甲、乙两台汽油机，甲的功率是乙的2倍，甲的效率是30%，乙的效率是20%，那么甲、乙在相同时间内所消耗汽油质量之比为（　　）  

A．3：4 B．2：3 C．3：2 D．4：3

3．汽油机工作循环的四个冲程中，汽车获得动力的冲程是（　　）

A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程

4．北京国际汽车展览会于4月21-25日在北京中国国际展览中心新、老展馆同时拉开大幕．某人为了测试汽车发动机的效率，开车以60km/h的平均速度行驶了120km，用去汽油25L，已知汽油的密度为0.7×103kg/m3，热值为4.6×107J/kg，发动机的功率为32kW，则该汽车发动机的效率为（　　）

A．28.6% B．36.5% C．23.6% D．38%

5．有一辆汽车在水平路面上用0.5h匀速行驶了36km，消耗汽油3 kg。若已知该汽车发动机的功率(即牵引力的功率)为23 kW，汽车(包括车上的人和物品)质量为1.5 t，车轮与地的接触总面积是0.5m2，汽油的热值为4.6×107 J／kg，g=10 N／kg。下列分析正确的是（　　）

A．该汽车对路面的压力等于l.5×104 N，该汽车克服阻力做的功是2.3×104J

B．该汽车通过这段路程的平均速度是200m／s，车对地的压强是30 Pa

C．该汽车的牵引力是1.5×104 N ，汽油燃烧放出的热量是1.38×108 J

D．该汽车发动机的效率是30％，该汽车的牵引力是1.15×103 N

6．关于热机，下列说法正确的是（　　）

A．汽油机气缸顶部有喷油嘴，柴油机气缸顶部有火花塞

B．汽油机在吸气冲程中，将空气吸入气缸

C．热机是利用内能做功的装置，可将内能转化为机械能

D．一般情况下汽油机的压缩比大于柴油机，其功率也更大

7．现有两个使用同一种燃料的加热器，用它们分别对甲、乙两种不同的物质加热．已知甲物质的比热是乙物质的2倍，甲物质的质量是乙物质的，当甲物质升高的温度是乙物质的时（甲、乙物质的物态都不发生改变），加热甲物质所用燃料是加热乙物质的，则两加热器利用热能的效率之比是（　　）

A．3：4          B．1：1

C．3：2 D．2：1

8．如图所示为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为（　　）

A． B．

C． D．

9．关于热值和热机效率，下列说法正确的是（　　）

A．使燃料燃烧更充分，可提高热机效率

B．热机使用的燃料的热值越大，热机效率就越高

C．1kg 汽油在气缸内燃烧放出的热量，就是汽油的热值

D．把煤磨成煤粉或煤粒，加大送风量使其燃烧更充分，可以提高煤的热值

10．内燃机的能量流向图如图所示。内燃机的效率为（　　）

A．7% B．28% C．31% D．34%

11．潍柴集团于2020年正式发布全球首款热机效率突破50%的商用柴油机，世界内燃机发展出现历史性新突破。关于对此柴油机的说法正确是（　　）

A．它必须用热值较高的燃油才能提高其热机效率

B．对比其他柴油机，相同时间内对外做功更快

C．对比其他柴油机，对外做同样的功消耗的燃料减少

D．随着技术的进步，集团生产的内燃机效率能达到100%

12．为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下，发动机工作时，尾气中“汽油味”明显降低，动力更强劲。如图为其发动机某一冲程示意图，下列有关说法错误的是（　　）

A．尾气中“汽油味”降低，是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全

B．该冲程为做功冲程，内能转化为机械能

C．汽油在汽缸内完全燃烧，发动机效率可达100%

D．该发动机减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护

13．汽车已走进很多现代家庭，如图为汽车的四冲程汽油机气缸的工作示意图，按吸气、压缩、做功、排气的顺序排列，下列排序正确的是（　　）

A．乙丙甲丁 B．甲丁乙丙 C．丙乙甲丁 D．丙丁甲乙

14．小叶看见面点师傅将面拉成长条，放入滚烫的油中就炸出了香脆可口的油条，于是很想了解油的吸热能力。在老师指导下，他用酒精灯分别加热质量为50g、初温为20℃的油和水，记录的相关数据如下表所示。若单位时间内油吸收的热量与水吸收的热量相等，酒精的热值为3×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。下列说法正确的是(　　)

A．2min内油吸收的热量为3×104J

B．他使用的酒精灯的加热效率为21%

C．油的末温比水的高，所以吸热能力更强

D．油的吸热能力与其吸收的热量多少有关

15．甲、乙两台汽油机，P甲>P乙，η甲≤η乙，则（　　）

A．甲比乙做功快 B．甲比乙做功多

C．甲比乙消耗燃油质量多 D．甲和乙消耗燃油质量一样多

16．如图所示，将一盖好瓶盖的空纯净水瓶用力拧紧后，瓶内气体体积减小，压强增大，稍稍转松瓶盖，瓶盖被弹出去，瓶内和瓶口出现大量白气。下列说法正确的是（　　）

A．瓶盖被弹出去时，瓶内气体含有的热量减少

B．瓶盖被弹出去时，瓶内气体内能减少，温度不变

C．瓶盖被弹开的过程是机械能转化为内能的过程

D．瓶盖被弹开过程中的能量转化情况与汽油机做功冲程中的相同

17．做同样的有用功，甲、乙柴油机用时和消耗柴油对比如下，下列说法正确的是（　　） 

A．甲的功率较大，热机效率较低 B．甲的功率较大，热机效率较高

C．乙的功率较大，热机效率较高 D．乙的功率较大，热机效率较低

18．小明家买的新车有6只汽缸，但工作原理还是四冲程的内燃机，下列有关四冲程的内燃机工作过程，下列说法正确的是（　　）

①压缩冲程，汽缸内气体被压缩，机械能转化为内能

②做功冲程中，内能转化为机械能

③只有做功冲程是燃气对外做功，所以其他3个冲程可有可无

④该汽油机转速3000转/分，则每秒钟做功25次

A．只有①② B．只有②④ C．只有①②④ D．①②③④

19．“猪脚粉”是广西特有美食，对其烹饪过程的描述，与物理知识相符的是（　　）

A．燃料燃烧﹣﹣内能主要转化为化学能

B．高汤熬制﹣﹣通过做功改变汤的内能

C．锅盖被蒸汽顶起﹣﹣与热机压缩冲程工作原理相同

D．猪脚粉香气四溢﹣﹣分子在不停地做无规则的运动

20．探究某物质熔化和沸腾的实验如图甲所示，把100g某种固体碾碎放入试管中，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像如图乙所示，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=1.5×103J/(kg·℃)，下列选项错误的（　　）

A．该物质在第5min末的内能大于第4min末的内能

B．在AB段和BC段，该物质吸收的热量相同

C．该物质固态时的比热容为3.0×103J/(kg·℃)

D．该装置能量的转化效率为30%

二、实验探究题

21．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.28kg的煤，煤的热值约为3×107J/kg，求：

（1）假如单位时间燃烧煤的质量相同，则在烧水过程中，　     　热效率最高（选填“0~2min“、”2~4min“或“4~6min“）。

（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量；　           　

（3）煤炉的效率。　     　

22．小明发现篮球的气压不足，于是用打气筒给篮球打气。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，10秒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：

小明分析上表实验数据得出：导致打气筒外壁发热的原因是　                                               　；

（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，理由是　                                                                                                                                                                　，于是他们对实验进行改进，对猜想A再次进行探究，你认为他们的改进方法是 　                                                                                                                                                                     　。

三、计算题

23．太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太阳能热水器已走进千家万户。如图所示，某家庭太阳能热水器阳光照射时，平均每小时吸收的太阳能，若热水器吸收8h的太阳能，可以使质量为100kg的水温度升高50oC。已知水的比热容，天然气的热值。求：

（1）水吸收的热量；

（2）该太阳能热水器的效率；

（3）若这些水吸收的热量由天然气来提供，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需要多少m3的天然气。

24．小华家里用的是天然气灶，他尝试估测该灶的效率。小华在水壶中加入5L水，水的初温是20℃，然后将水烧开，他观察天然气表发现此次烧水用了0.1m3天然气，天然气的热值为3.2×107J/m3，水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃），当地大气压为标准大气压。求：

（1）水吸收的热量Q吸（不计水的热量损失）；

（2）天然气完全燃烧放出的热量Q放；

（3）天然气灶的效率η。

25．一辆5G无人环卫车，质量为460kg，车与地面的总接触面积为200cm2，在水平路面上匀速直线行驶过程中阻力为车所受重力的，g取10N/kg。

（1）该车静止时对水平路面的压强是多大？

（2）该车在水平路面上沿直线匀速行驶3000m时，牵引力做了多少功？若功率相同的燃油汽车以相同的速度行驶相同的路程，消耗的汽油为0.6kg，此燃油汽车的效率是多少？（q汽=4.6×107J/kg）

26．用天然气热水器加热水，将40kg水从25℃加热到50℃，完全燃烧 天然气。已知天然气的热值为，水的比热容为 。试求：

（1）此过程中水吸收的热量是多少？

（2）天然气完全燃烧放出的热量是多少？

（3）该热水器加热这些水的效率是多少？

四、填空题

27．某台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400g汽油，则汽油完全燃烧可放出热量为　          　J。（q汽=4.6×107J/kg）

28．小李在进行如图所示的实验前，向酒精灯内添加酒精时，闻到了酒精味，这是酒精的　     　现象；试管内的水沸腾后，塞子被高温高压的水蒸气冲出去，这个过程中的能量转化情况与汽油机的　     　冲程的能量转化情况相同，试管内水的比热容在塞子被冲出后　     　（选填“变大”“变小”或“不变”）。

29．小红在家用天然气灶烧开水，在标准大气压下，5kg水从20℃加热至沸腾，完全燃烧了0.1m3的天然气，此过程中，水吸收的热量是　          　J，天然气灶烧水的热效率为　     　。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为4.0×107J/m3]

30．2022年6月5日10时44分，搭载着神舟十四号载人飞船的长征二号F火箭成功发射。火箭起飞过程中，以发射塔为参照物，火箭是　     　（选填“运动”或“静止”）的；火箭喷气发动机将燃料燃烧后燃气的内能转化为　     　能，此能量转化过程与四冲程汽油机的　     　冲程相同。

31．2022年6月5日，神舟十四号载人飞船成功发射。在飞船发射升空过程中，以飞船为参照物，飞船内的航天员处于 　     　（填“静止”或“运动”）状态；在升空的不同阶段，要分别抛掉逃逸塔、助推器、整流罩等，以减小箭船的总重力，提高火箭做功的 　     　（填“功率”或“效率”）。

32．如图所示，将水加热至沸腾后，塞子被冲出，此过程的能量转化方式与汽油机的　     　冲程相同。若单缸四冲程汽油机飞轮转速为1200r/min，则1s内完成　     　个冲程。

33．某铁质发动机的质量为100kg，热机效率为40%。若损耗的能量中的被发动机吸收，不考虑热量散失，则完全燃烧200g的汽油，温度为40℃的发动机的温度将升高到 　     　℃。[汽油的热值为4.6×107J/kg，铁的比热容为0.46×103J/（kg•℃）]

34．天然气的热值为，的天然气完全燃烧放出的热量是　         　J；用天然气热水器将质量为50kg，温度为20℃的水加热到60℃，完全燃烧了的天然气。水吸收的热量是　         　J，热水器的效率是　     　。（已知

答案解析部分

1．【答案】D

2．【答案】D

3．【答案】C

4．【答案】A

5．【答案】D

6．【答案】C

7．【答案】B

8．【答案】C

9．【答案】A

10．【答案】D

11．【答案】C

12．【答案】C

13．【答案】C

14．【答案】B

15．【答案】A

16．【答案】D

17．【答案】D

18．【答案】A

19．【答案】D

20．【答案】D

21．【答案】（1）0~2min

（2）

（3）30%

22．【答案】（1）热传递

（2）压缩

（3）活塞在筒内往复运动时，不断压缩气体做功导致发热

（4）在实验过程中，活塞向下运动时既克服摩擦做功，又压缩空气做功，无法准确的确定外壁发热的原因；根据控制变量法，要探究猜想A，应让活塞只克服摩擦做功，而不压缩空气做功；打气筒不与篮球连接，直接让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数，用测温枪测出打气筒外壁的温度与打气筒往气压不足的篮球内打气时打气筒外壁的温度进行比较，进而得出结论。

23．【答案】（1）解：水吸收的热量为

答：水吸收的热量为。

（2）解：太阳能热水器在8h内吸收的热量为

所以，太阳能热水器的效率为

答：该太阳能热水器的效率为37.5%

（3）解：若这些热量由天然气提供

则所需天然气的体积

答：若这些水吸收的热量由天然气来提供，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需要多少0.6m3的天然气。

24．【答案】（1）解：水的质量

水吸收的热量

答：水吸收的热量为 ；

（2）解：天然气放出的热量

答：天然气放出的热量为 ；

（3）解：天然气灶的效率

答：天然气灶的效率 。

25．【答案】（1）解：由 知道，环卫车的重力

对水平地面的压力F=G=4600N

环卫车对水平地面的压强

答：该车静止时对水平路面的压强是；

（2）解：环卫车匀速行驶受到的阻力

由于环卫车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力，则牵引力F牵=f=2300N

由知道，该车在水平路面上沿直线匀速行驶3000m时，牵引力做功

由知道，燃烧燃油释放的能量

由 知道，此燃油汽车的效率是

答：该车在水平路面上沿直线匀速行驶3000m时，牵引力做功；此燃油汽车的效率是25%

26．【答案】（1）解：此过程中水吸收的热量

答：此过程中水吸收的热量是；

（2）解：天然气完全燃烧放出的热量

答：天然气完全燃烧放出的热量是；

（3）解：该热水器加热这些水的效率

答：该热水器加热这些水的效率是。

27．【答案】10；1.84×107

28．【答案】扩散；做功；不变

29．【答案】1.68×106；42%

30．【答案】运动；机械；做功

31．【答案】静止；效率

32．【答案】做功；40

33．【答案】44

34．【答案】3.5×107；8.4×106；60%