第二章改变世界的热机期末过关测试卷2021-2022学年九年级物理上册（教科版）（word版 含答案）

这是一份第二章改变世界的热机期末过关测试卷2021-2022学年九年级物理上册（教科版）（word版 含答案），共13页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．单缸四冲程汽油机的四个冲程的示意图如图所示。下列关于汽油机一个工作循环中四个冲程的顺序排列正确的是（ ）
A．丙、丁、乙、甲B．乙、丁、甲、丙
C．乙、甲、丁、丙D．甲、乙、丙、丁
2．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，可以增大热值B．内燃机的效率越高，它消耗的燃料就越少
C．使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率D．热机使用的燃料的热值越大，热机的效率就越高
3．关于四冲程汽油机和柴油机，下列说法中正确的是
A．在吸气冲程中，吸入汽缸的都只是空气
B．在压缩冲程末，柴油机汽缸内的气体温度比汽油机低
C．在做功冲程初，都有火花塞点火
D．在排气冲程时，排气都依靠飞轮的惯性来完成
4．下列有关热和能的说法中正确的是
A．燃料燃烧释放的热量越多，燃料的热值越大
B．热量一定是从内能大的物体传递到内能小的物体
C．物体的温度升高，可能是从外界吸收了热量
D．热机做的有用功越多，热机效率越大
5．下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况．关于对图中①②③④的补充正确的是（ ）
A．①做功冲程②内能转化为机械能③压缩冲程④机械能转化为内能
B．①压缩冲程②内能转化为机械能③做功冲程④机械能转化为内能
C．①压缩冲程②机械能转化为内能③做功冲程④内能转化为机械能．
D．①做功冲程②机械能转化为内能③压缩冲程④内能转化为机械能
6．“可燃冰”作为新型能源，有巨大的开发潜力．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，这表示“可燃冰”的（ ）
A．热量很大B．温度很高C．热值很大D．比热容很大
7．为体现低碳经济的理念，上海世博会充分利用太阳能发电技术，其主题馆屋面太阳能板的面积达3×104m2，年发电量3×106kW·h。若这些电能由火力发电站提供（煤的热值为3×107J／kg，煤完全燃烧释放的内能转化为电能的效率是30%），则仅此一项每年可节约煤炭的质量为( )
A．2.0×104kgB．1.2×105kgC．3.6×105kgD．1.2×106kg
8．某单缸四冲程汽油机的转速是600R/min，则下列说法正确的是
A．1min内燃机对外做了600次功
B．1s内完成了10个工作循环
C．燃气1s做功5次
D．1s内活塞共来回20次
9．有甲乙两汽车，甲的汽油机效率比乙的高，这表明
A．甲做的功比乙做的功多B．以相同的牵引力行驶相同的路程，甲耗油比乙少
C．甲消耗的汽油比乙的少D．甲做的功比乙做的功快
10．双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料，以下说法正确的是
A．热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高
B．汽油的热值是4.6×107J/kg，说明燃烧1kg汽油所放出的热量是4.6×107J
C．汽车发动机用水做冷却物质，是因为水的比热容较小
D．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
11．将一瓶酒精用去， 关于剩余部分酒精的质量、比热容和热值，下列说法正确的是
A．都变为原来的 B．热值、比热容不变、质量变为原来的
C．质量、比热容不变、热值变为原来的 D．质量、热值不变、比热容变为原来的
12．简易太阳能热水器的受光面积，内装水，太阳每分钟辐射到面积上的热量是，的水晒后水温升高，则热水器的效率为（ ）
A．33.3%B．20%C．50%D．83.3%
二、填空题
13．如图（a）所示，水沸腾后，盖在试管口上的塞子会受到水蒸气的压力而冲出，此过程中，水蒸气的内能转化为塞子的______能，图（b）所示为四冲程汽油机的______冲程，这一冲程其能量转化情况与图（a）中情况______（选填“相同”或“不同”），除做功冲程外，其他三个冲程均依靠飞轮的______来完成运动。
14．一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为，该柴油机1s对外做功______次。若其效率为，消耗5kg的柴油转化成的机械能是______J。（柴油热值为）
15．随着电子技术的发展，许多汽车已经采用了电子燃油喷射系统（这样的汽车俗称“电喷机”）．它用微电脑控制燃油的供应量和空气的吸入量，因而可使汽油燃烧更充分，提高发动机的效率．这种“电喷机”汽缸的顶部既有______，又有______；在吸气冲程中只吸入______；在压缩冲程末______前喷入雾状汽油．
16．（1）如图为四冲程汽油机工作过程中的示意图，其中表示做功冲程的是____________；做功冲程是将____________能转化为____________能．
（2）在压缩冲程活塞运动的过程中，关于汽缸内气体，下列说法错误的是_________．
A．密度增大 B．分子热运动加快 C．内能减少 D．温度升高
17．在一个标准大气压下，小李想把一壶盛有质量为2kg、温度为的水烧开，不计热损失，则需完全燃烧_____m3的天然气．这是通过_____方式使水的内能增加．[天然气的热值为，水的比热容为]
18．有一种“光电互补型”太阳能热水器，晴天以吸收太阳能作为加热方式，阴雨天可用电加热方式．
（1）某太阳能热水器的水箱内盛有120kg的水，当水温由15℃升高到45℃时，这些水吸收的热量是__J？[已知水的比热容c水=4.2×103 J/（kg•℃）]．
（2）若该热水器采用电加热方式工作时的效率为50%，则要使120kg的水由15℃升高到45℃消耗的电能是__千瓦时（kW・h）．
（3）若用燃气灶加热使120kg的水由15℃升高到45℃，使用热值为4.2×107J/kg的煤气，燃气灶烧水的热效率（热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比）为20%，则实际消耗的煤气为__kg．
三、实验题
19．小华同学设计了如图所示的实验，其中甲、乙、丙三个装置完全相同，液体的质量相同。
(1)要比较不同液体的比热容，应选择______两个装置进行实验。
(2)实验中，加热相同一段时间后，液体b上升的温度较高，说明液体______（填“a”或“b”）的比热容更大。
(3)为比较两种燃料的热值，必须控制相同的是______（可多选）。
A．燃料的质量
B．燃料燃烧的时间
C．烧杯内液体的质量
D．烧杯内液体的种类
(4)通过比较______来判断两种燃料热值的大小，这种实验方法是______。
20．下表列出了几种燃料的热值，单位是J/kg.
（1）由上表可知，完全燃烧1 g的酒精，可放出热量________J；放出相同的热量，完全燃烧干木柴与液态氢的质量比是________。
（2）为了探究“燃料完全燃烧时放出的热量是否与燃料的种类有关”，设计探究方案如下：
①在实验时所选用燃料种类应________，质量应________（选填“相同”或“不同”）；
②若燃烧放出的热量用水吸收，用不同燃料加热时水温升高的多少，来比较燃料燃烧值的大小，则实验中除了盛水容器相同外，你认为还应注意：（只要求填写两种）
A．________________________________________；
B．________________________________________。
四、计算题
21．某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均气压为9.0×105Pa，飞轮转速为1800转/min，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），求：
（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力；
（2）一个做功冲程中，燃气对活塞做的功;
（3）汽油机的功率．
22．天然气具有热值高、投资成本低、价格实惠、污染少、安全等优点．我市今年天然气用户预计达到6万户，年用气量将达到1350万m3以上，小李家5月份使用天然气20m3，已知天然气价格为3.50元/m3，热值为8.4×107J/m3．求：
（1）完全燃烧10m3天然气放出的热量；
（2）小李家5月份天然气的费用．
23．某县在冬季利用地热能为用户取暖．县内有一口自喷状态地热井，出水温度为，出水质量为．，天然气的热值为．
求：（1）当流出的地热水温度降低到，所放出的热量．
（2）这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，且天然气蒸汽锅炉的热效率为，则需要多少天然气？
参考答案
1．B
【解析】甲图中两个气门都关闭，火花塞点火，此时活塞向下运动，应该是第三个冲程--做功冲程；乙图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，应该是第一个冲程--吸气冲程；
丙图中排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，应该是第四个冲程--排气冲程；丁图中两个气门都关闭，火花塞没有点火，此时活塞向下运动，应该是第二个冲程压缩冲程。按以上分析，四个冲程的先后顺序应该是乙、丁、甲、丙。故ACD错误，故B正确。
故选B。
2．C
【解析】A．燃料的热值是燃料本身的一种属性，与燃料是否充分燃烧无关，故A错误；
B．内燃机的效率高，只能说明所做的有用功与总功的比值高，不能说明消耗的燃料就少，故B错误；
C．使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故C正确；
D．热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，与燃料的热值无关，故D错误。
故选C。
3．D
【分析】
A、在吸气冲程，汽油机吸入的是燃料混合物；柴油机吸入的只有空气；
B、在压缩冲程柴油机将燃料混合物压缩得程度更大，温度更高；
C、汽油机是通过火花塞点火，而柴油机是由喷油嘴喷出雾状柴油而燃烧；
D、除了做功冲程，其它三个冲程都是靠飞轮的惯性完成；
【解析】A. 汽油机在吸气冲程吸入的是空气和燃料的混合物，所以A错误；
B. 在压缩冲程末，由于柴油机将燃料混合物压缩得程度更大，所以温度更高，所以B错误；
C. 在做功冲程初，柴油机是靠喷油嘴喷出雾状柴油而燃烧，所以C错误；
D. 吸气、压缩、排气冲程都是靠飞轮的惯性完成的，所以D正确；故选D.
4．C
【分析】
（1）1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关；
（2）热传递时内能从高温物体转移向低温物体的；
（3）做功和热传递都可以改变物体的内能，二者是等效的；
（4）热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比．
【解析】A. 热值是燃料的特性，与放出热量的多少无关，故A错误；
B. 发生热传递的物体间一定存在温度差，此时内能是从高温物体转移到低温物体的，故B错误；
C. 物体内能增大，可能是从外界吸收了热量．也可能是外界对物体做了功，故C正确；
D. 热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比；当热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高，故D错误．故选C.
5．C
【解析】汽油机的四个冲程分别是吸气冲程，压缩冲程，做功冲程和排气冲程，所以①压缩冲程，把机械能转化为内能，也就是压缩对气体做功使其内能增大温度升高 ③是做功冲程，把内能转化为机械能．对照答案C对．
6．C
【解析】同等条件下，也就是质量相等，两者都完全燃烧．“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”的热值大于煤气的热值，即“可燃冰”的热值很大。
7．D
【解析】由题知，利用太阳能年发电量
∵
∴用火力发电需要煤炭
即：每年可节约煤炭1.2×106kg。
故选D。
【点睛】
本题是一道电学与热学的综合应用题。与生活相连，加强了学生的节能环保意识。注意计算时的单位变换要正确。
8．C
【分析】
内燃机一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，完成4个冲程．
【解析】A. 内燃机一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，飞轮转速为600R/min，1min内燃机对外做300次，故A错误；BCD、因一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，完成4个冲程，飞轮转速为600R/min＝10R/s，所以每秒钟可以完成5个工作循环，做功5次，活塞往复10次，故BD错误，C正确．故选C．
9．B
【解析】汽油机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，效率高说明比值大．所以，做功的多少与功率和时间有关，与效率无关，故A错误；以相同的牵引力行驶相同的路程，则说明做功相同，效率高的耗油少，所以甲耗油比乙少，故B正确；由于不知道做功的多少，所以不能根据效率的高低比较耗油的多少，故C错误；功率是用来表示做功快慢，与效率无关，故D错误，故选B．
10．A
【解析】A. 热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高，故A正确；B. 汽油的热值是4.6×107J/kg，说明完全燃烧1kg汽油所放出的热量是4.6×107J，故B错误；C. 汽车发动机用水做冷却物质，是因为水的比热容较大，吸热能力强，故C错误；D、由Q放＝mq可知，燃烧时放出的热量与燃料的热值和质量有关，故D错误．故选A.
11．B
【解析】比热容是物质的一种特性，各种物质都有自己的比热，某种物质的比热容和其质量、体积、温度无关，所以一瓶酒精用去三分之二，剩下的酒精的比热容不变；燃料的热值是燃料的一种特性，与燃料的质量、温度和体积无关，所以一瓶酒精用去三分之二，剩下的酒精的热值不变；因为质量与物质的多少有关，因此一瓶酒精用去三分之二，剩下的酒精的质量为原来的三分之一．故选B.
【点睛】
比热容是物质的特性，仅与物质的种类和所处的状态有关，而与物体的温度、质量和体积无关；热值是燃料的特性，其大小仅与燃料的种类有关，而与燃料的质量和燃烧程度无关；质量与物质的多少有关．
12．D
【解析】太阳能热水器7h得到太阳的辐射热量
Q＝1.8×7×60×2×104J＝1.512×107J
水吸热为
Q吸＝cm△t═4.2×103J/(kg⋅℃)×60kg×50℃＝1.26×107J
热水器的效率为
η＝×100%＝×100%83.3%
故选D。
13．机械 压缩 不同 惯性
【解析】[1]水沸腾后，盖在试管口上的塞子会受到水蒸气的压力而冲出，此过程中，水蒸气的内能转化为塞子的机械能。
[2]图（b）所示汽油机的进气门、排气门关闭，活塞压缩气体，为四冲程汽油机的压缩冲程。
[3]这一冲程其能量转化情况为机械能转化为内能，所以这一冲程其能量转化情况与图（a）中情况不同。
[4]汽油机除做功冲程外，其他三个冲程均依靠飞轮的惯性来完成运动。
14．30 6.45×107
【解析】[1]由于飞轮转速为3600r/min，则飞轮1s转动60r，又因为柴油机对外做功一次，飞轮转动两周，所以柴油机对外做功30次。
[2]5kg的柴油完全燃烧放出的热量
Q放=mq=5kg×4.6×107J/kg=2.3×108J
由知道，转化成的机械能
W机械=Q放η=2.3×108J×30%=6.45×107J
15．火花塞 喷油嘴 空气 火花塞点火
【解析】[1][2]汽缸的顶部有火花塞和喷油嘴；
[3]这种“电喷机”在吸气冲程只吸入空气；
[4]在火花塞点火前喷入汽油，使吸入的汽油与空气充分混合．
16．D 内 机械 C
【解析】(1)[1]A图，进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程；
B图，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程；
C图，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程；
D图，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程．所以表示做功冲程的是D；
[2][3]做功冲程中通过燃气（蒸汽）推动活塞做功，由内能转变为机械能；
(2)[4]在压缩冲程中，活塞对汽缸内的气体做功，气体的质量不变，但体积变小，所以气体的密度增大，且气体的内能增加，温度升高，分子热运动加快，故C符合题意，ABD不符合题意．
17．0.0224 热传递
【解析】[1] 在一个标准大气压下，开水的温度为100℃．把质量为2kg、温度为20℃的水烧开，水要吸收的热量为：
Q吸=c水m△t==6.72×105J．
根据Q放=Vq，不计热损失，则需完全燃烧天然气的体积为：
V====0.0224m3．
[2]天然气燃烧放出的热量传递给水，使水的内能增加，这是利用热传递的方式改变水的内能的．
18．1.512×107 8.4 1.8
【解析】
【解析】(1)水吸收的热量：Q吸=cm(t−t0)=4.2×103 J/(kg⋅℃)×120kg×(45℃−15℃)=1.512×107J，
(2)根据题意可知，电加热时消耗的电能：W===3.024×107J=kW⋅h=8.4kW⋅h；
(3)根据题意可知，煤气灶加热时放出的热能：Q放===7.56×107J，
由Q放=mq得消耗煤气的质量：m′===1.8kg.
19．甲、丙 a ACD 液体升高的温度 转换法
【解析】(1)[1]为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料（即热源相同），加热不同的液体，同时让液体的质量相同，所以应选择甲和丙两图进行实验。
(2)[2]使用相同的热源，相同时间内吸收的热量相同，液体b升温多，由此可知，液体a吸热能力更强，比热容更大。
(3)[3]运用控制变量法比较两种燃料的热值时，应控制两种燃料的质量相同，烧杯内液体的种类、质量相同。
(4)[4][5]实验通过比较燃料完全燃烧后液体升高的温度，判断燃料的热值大小，升高的温度越高，燃料的热值越大，运用了转换法。
20．3×104 35:3 不同 相同 水的质量相同 水的初温相同
【解析】
【解析】（1）燃烧1g＝0.001kg的酒精可放出的热量:Q＝mq＝0.001kg×3.0×107J/kg＝3×104J，放出相同的热量，完全燃烧干木柴与氢气的质量比：根据Q木＝m木q木、Q氢＝m氢q氢 又根据Q氢＝Q木 即 m木q木＝m氢q氢 m木：m氢＝q氢：q木＝1.4×108J/kg：1.2×107J/kg＝35：3 （2）①探究燃料燃烧时放出热量的多少是否与燃料的种类有关，就应该选择种类不同，质量相同的燃料；②若燃烧放出的热量用水吸收，则实验中除了盛水容器相同外，你认为还应注意：水的质量要相等，水的初温要相同。
【点睛】
（1）1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值；根据Q＝mq以及变形公式即可求出酒精放出的热量和完全燃烧干木柴的质量；（2）探究燃料燃烧时放出热量的多少是否与燃料的种类有关，当然是物质种类不同了，试验中选用控制变量法，质量就应该相同；由Q＝qm公式可判断，哪种物质放出的热量多，升高的温度高的热值就大．
21．(1) 2700N；(2)135J；(3) 2025W
【解析】(1)因p=9.0×105Pa，S=30cm2=30×10-4m2，所以燃气对活塞的平均压力为：
F=pS=9.0×105Pa×30×10-4m2=2700N；
(2)一个冲程活塞移动的距离为s=50mm=0.05m，所以一个做功冲程中燃气对活塞做的功：
W=Fs=2700N×0.05m=135J；
(3)飞轮1min转动1800周，要对外做功900次，则燃气对活塞做的总功为：
W总=W×900=135J×900=121500J，
而t=1min=60s，所以汽油机的功率为：
P===2025W．
答：(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力为2700N；
(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功为135J；
(3)汽油机的功率为2025W．
22．（1）8.4×108J（2）70元
【解析】
【分析】
（1）已知使用天然气20m3，天然气热值为8.4×107J/m3．根据计算天然气放出的热量；
（2）天然气价格为3.50元/m3，乘以使用的天然气体积，即为5月份天然气的费用．
【解析】（1）完全燃烧10m3天然气放出的热量为；
；
（2）小李家5月份天然气的费用为；
。
23． 4.2×1010J 1250m3
【解析】（1） 水放出的热量：.（2）这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，则：.天然气需要放出的热量：.所以天然气的体积：.
【点睛】
（1）已知水的质量，水的初、末温度和水的比热容，由放热公式可以求出水所释放的热量．（2）已知效率先求出天然气需要放出的热量，由Q＝Vq的变形公式可以求出天然气的体积．