2023年教科版初中物理九年级上册第二章 改变世界的热机 单元测试含超详细解析答案.pdf

初中物理 九年级上册 1/6 第二章综合测试 一、选择题（每题3 分，共 36 分）1.下列所示的工具工作过程中使用热机的是（）A.自行车 B.柴油车 C.脚踏车 D.皮艇 2.如图所示，是小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作。由此他联想到热机的四个冲程，以下与做功冲程最相似的是（）A.鼻孔吸气 B.气沉丹田 C.排山倒海 D.打完收工 3.如图所示是某老师的自制教具。他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出。关于此实验，分析不正确的是（）A.酒精不完全燃烧时热值不变 B.能闻到酒精的气味说明分子在永不停息地做无规则运动 C.燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程 D.纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，温度降低 4.实验装置如图所示，加热试管使水沸腾。对观察到的现象分析正确的是（）A.玻璃管口冒出“白气”是水汽化成的水蒸气 B.加热使水升温是通过做功的方式改变水的内能 C.小叶轮的转动说明永动机是可以实现的 D.小叶轮转动，水的内能转化为叶轮的机械能 5.四冲程内燃机工作时，哪个冲程将机械能转化为内能（）A.压缩冲程 B.做功冲程 C.吸气冲程 D.排气冲程 6.如图所示是汽油机工作时做功冲程示意图，下列说法正确的是（）A.该冲程中活塞往复运动两次 B.该冲程是机械能转化为内能 C.该冲程是内能转化为机械能 D.随着汽油的燃烧，汽油的热值会减小 7.关于“热机”，下列说法中错误的是（）A.通过技术改进，可以使热机的效率达到 100%B.减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色出行”C.用水而不用其他循环物质降低热机的温度，主要是利用水的比热容较大的特性 D.严寒的冬天，人们晚上把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时，水凝固而胀坏水箱 8.汽油机吸气冲程吸入汽缸内的物质是（）A.柴油 B.汽油和空气 C.汽油 D.空气 初中物理 九年级上册 2/6 9.如图所示的实验或机器均改变了物体的内能，其中与另外三个改变内能方式不同的是（）A.探究萘的熔化规律 B.压缩气体点燃棉花 C.内燃机压缩冲程 D.水蒸气将木塞冲出 10.目前，汽车发动机的汽缸都采用金属材料制作，这主要利用了金属耐高温、耐摩擦等性质。但由于它的另一特性，却使得转化为有用功的能量大为减少，降低了发动机的机械效率，这是指它具有良好的（）A.弹性 B.磁性 C.导热性 D.导电性 11.两台汽油机，甲机的效率为 35%，乙机的效率为 25%，这两个数据表示（）A.甲机做的功比乙机的多 B.甲机的功率比乙机的大 C.在相同时间内甲机消耗的汽油比乙机多 D.在消耗相同的汽油时，甲机做的有用功比乙机多 12.一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为每分钟 1 200 转，则汽油机每秒内（）A.完成 20 个冲程，做功 10 次 B.完成 40 个冲程，做功 40 次 C.完成 40 个冲程，做功 10 次 D.完成 20 个冲程，做功 20 次 二、填空题（每空 2 分，共 36 分）13.如图所示，在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花被点燃，此过程的能量转化方式与汽油机的_冲程相同；某效率为 25%的汽油机在一次工作中消耗了4 kg汽油，该汽油机对外做的机械功为_J。（汽油的热值为74.6 10 J/kg）14.菲菲家的下水道堵了，爸爸用固体疏通剂进行疏通。具体操作是先将适量的疏通剂倒入下水道，再缓慢加入清水，疏通剂与水发生化学反应生成高温高压气体，通过高温高压气体的膨胀将管道疏通。在疏通剂与水的化学反应过程中，能量的转化情况是_能转化为_能，高压气体疏通管道的过程相当于四冲程汽油机的_冲程。15.给汽车加油时，会闻到汽油味，这是_现象。当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率_（填“升高”“不变”或“降低”）。16.若汽油机每秒完成 40 个冲程，则每秒它对外做功_次，飞轮转过_圈。17.汽油机作为汽车的“心脏”，在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，将_能转化成_能。一辆汽车一年行驶30 000 km，消耗汽油2 t，这些汽油完全燃烧放出_J的热量。（74.6 10 J/kgq汽油）18.根据所学知识，完成填空。（1）如图所示的热水壶，倒水时需用力紧握壶柄，是通过_来增大摩擦。（2）该壶嘴上有一个能绕 A点活动的金属片，水烧开时，“热气”会将金属片冲开，此时“热气”的内能转化为金属片的_，这与汽油机的_冲程能量转化过程相同。初中物理 九年级上册 3/6（3）一单缸四冲程汽油机的曲轴转速为600 r/min，对外做功一次约为1 500 J，这台汽油机的功率为_W。（4）汽油机装有汽化器，如图乙所示，它的作用是通过喷油管喷出汽油与流过的空气充分混合，混合后的气体再进入汽缸。为使喷油管内汽油快速喷出，应将管口安装在_（填“A”或“B”）位置，因为此处空气流速大，压强_。三、综合应用题（19 题 6 分，20 题 12 分，21 题 10 分，共 28 分）19.阅读短文，回答下列问题。从火车到火箭 生产力的发展需要强大的动力。17 世纪，人类发明了热机。最早的热机是蒸汽机。在锅炉里把水烧成水蒸气，水蒸气在汽缸里推动活塞做功。原始的蒸汽机不便于使用 交通运输的发展迫切需要轻便的热机。于是，内燃机应运而生。内燃机分为汽油机、柴油机两大类。汽油机是 1876 年发明的，柴油机是 1892 年发明的。内燃机行驶时不需要携带很多的水和煤，不但轻便，效率也提高了 早期的飞机是由内燃机提供动力的。从 20 世纪 40 年代开始，飞机上越来越多地使用喷气发动机，它向后高速喷出气体，从而获得前进的动力。在功率相同时，喷气发动机比内燃机更轻便（1）在功率相同时，蒸汽机、内燃机、喷气发动机的重力依次_（填“增大”或“减小”）。（2）在结构上汽油机汽缸的顶部是火花塞，柴油机汽缸的顶部是_。（3）汽油机工作过程中燃料的化学能先转化为内能，内能再转化为_。20.飞机的发动机是一种热机，通过燃烧航空煤油，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，高空中某飞机获得51.6 10 N的水平推力，以 600 km/h的速度沿水平方向匀速航行1 h，需要完全燃烧热值为74 10 J/kg的航空煤油4 000 kg。求1 h内：（1）飞机的航程。（2）发动机所做的功。（3）航空煤油完全燃烧放出的热量。初中物理 九年级上册 4/6（4）发动机的热机效率。21.认识自然，亲近自然。初春，学校组织学生到桂东北的猫儿山山脚下一农庄进行社会实践活动，小明携带一个质量为1 kg的合金锅、一台如图所示的便携式丁烷气炉（内置一瓶新的燃气，参数如下表所示），爱探究的小明通过手机上网查到便携式丁烷气炉的热效率为 30%，丁烷气体的燃烧效率为 90%，野炊地水的沸点为96，测出当地水的温度为26，水的比热容为34.2 10 J/kg（），锅的比热容为30.8 10 J/kg（），则：（1）完全燃烧0.1 kg的丁烷气体可以放出多少焦耳的热量？（2）2 kg的水温度升高50需要吸收多少焦耳的热量？（3）如果丁烷气炉以最大火力工作，一瓶燃气最多能持续燃烧1.4 h，这样能够把质量为多少千克的水烧开？（最后结果保留 1 位小数）品名 便携式丁烷气炉 质量 1.88 kg（不含气瓶）型号 WZL168A 尺寸 343 mm284 mm113 mm 用途 野外用 点火方式 电子点火 使用燃气 液化丁烷气 燃气消耗量 150 g/h（最大火力时）气瓶规格 品名 总质量 净质量 主要成分 热值 354 g 250 g 丁烷 79 10 J/kg 初中物理 九年级上册 5/6 第二章综合测试 答案解析 一、1.【答案】B 2.【答案】C【解析】鼻孔吸气相当于四冲程热机的吸气冲程；气沉丹田压缩体内空气，相当于四冲程热机的压缩冲程；排山倒海向外推相当于四冲程热机的做功冲程；打完收工相当于四冲程热机的排气冲程。故选 C。3.【答案】C 4.【答案】D 5.【答案】A【解析】将机械能转化为内能的是压缩冲程，将内能转化为机械能的是做功冲程。6.【答案】C【解析】本题考查汽油机的做功冲程。活塞往复运动两次是一个工作循环，该冲程活塞由上向下运动一次，故 A 错误；做功冲程是内能转化为机械能，故 B 错误，C 正确；汽油的热值不随燃烧情况的改变而改变，故 D 错误。7.【答案】A【解析】由于总存在能量的散失和损耗，所以热机的效率不可能达到 100%。8.【答案】B【解析】汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气，柴油机吸气冲程吸入的是柴油。9.【答案】A【解析】探究萘的熔化规律，利用酒精灯加热，是通过热传递改变内能的过程；用力将活塞迅速压下，压缩空气做功，是机械能转化为内能的过程；内燃机压缩冲程，是活塞压缩工作物质做功，改变物质内能；水蒸气冲开木塞，对木塞做功，是通过做功将内能转化为机械能的过程。10.【答案】C 11.【答案】D 12.【答案】C 二、13.【答案】压缩 4.6 107 14.【答案】化学 内 做功 15.【答案】扩散 降低 16.【答案】10 20【解析】汽油机飞轮每转 1 圈完成 2 个冲程，每转 2 圈完成 4 个冲程，做一次功。17.【答案】化学 内 9.2 1010【解 析】燃 料 燃 烧 是 把 化 学 能 转 化 为 内 能；2 t汽 油 完 全 燃 烧 要 放 出 的 热 量2 103 kg4.6 107 J/kg9.2 1010 JQmq 放汽油。18.【答案】（1）增大压力（2）机械能 做功（3）7 500（4）A 小 初中物理 九年级上册 6/6【解析】（1）倒水时需用力紧握壶柄，是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力。（2）水烧开的时候，“热气”总是将壶嘴上的金属片冲开，“热气”对金属片做功，“热气”的内能转化为金属片的机械能；从能量转化的角度看，水汽冲开金属片现象相当于汽油机的做功冲程。（3）汽油机飞轮转速是600 r/min，每分钟飞轮转动 600 圈，完成 300 个工作循环，对外做功 300 次。做功冲程工作时，推动活塞一次做功1 500 J，1 min做功1 500 J3004.5 105 JW，这台汽油机的功率4.5 105 J7 500 W60sWPt。（4）由图可知，A 处细，B 处粗，等质量的空气经过 A、B 时，A 处流速大于 B 处流速，根据流体压强和流速的关系知，A处的压强小于 B 处的压强，故将管口安装在 A处，喷油管内汽油更容易快速喷出。三、19.【答案】（1）减小（2）喷油嘴（3）机械能 20.【答案】（1）飞机的航程600 km/h1 h600 kmsvt。（2）发动机所做的功1.6 105 N600 000 m9.6 1010 JWFs。（3）航空煤油完全燃烧放出的热量4 107 J/kg4 000 kg1.6 1011 JQqm 放。（4）发动机的热机效率9.6 1010 J100%100%60%1.6 1011 JWQ放。21.【答案】解：（1）完全燃烧0.1 kg的丁烷气体放出的热量0.1 kg9 107 J/kg9 106 JQmq 放。（2）2 kg水温度升高50吸收的热量4.2 103 J/kg2 kg504.2 105 JQc mt吸水水（）。（3）丁烷气炉以最大火力工作时，燃气消耗的质量0.15 kg/h1.4 h0.21 kgm气，燃气燃烧时所放出的热 量190%90%0.21 kg9 107 J/kg90%1.701 107 JQQm q 气放，水 吸 收 的 热 量2130%1.701 107 J30%0.8 103 J/kg1 kg9626=5.047106 JQQQ锅（）（-），能烧开水的质量25.047 106 J17.2 kg4.2 103 J/kg9626Qmct 水水（）（-）。