2024五四制鲁教版物理九年级下学期课时练–第五节　热　机（有解析）

2024五四制鲁教版物理九年级下学期
第十九章　热和能
第五节　热　机
基础过关全练
知识点1　热机
1.(2023山东烟台莱山期末)如图是汽油机一个工作循环的四个冲程,不是靠飞轮惯性完成的冲程是 (　　)
　　　　　　　　　　　　
2.【实验探究·设计实验】(2023山东栖霞期末)喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏探究:瓶中留有少量水,盖上瓶盖(如图甲);扭转瓶子(如图乙);轻轻扭动瓶盖,瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶内出现白雾(如图丙)。图乙和图丙所示的过程,分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似,这两个冲程是 (　　)
A.吸气冲程和压缩冲程 B.压缩冲程和做功冲程
C.做功冲程和排气冲程 D.压缩冲程和排气冲程
3.关于汽油机和柴油机的区别,下列叙述中错误的是 (　　)
A.构造上,柴油机的汽缸顶部有一个喷油嘴而没有火花塞
B.工作过程中,汽油机与柴油机只有一个冲程不同
C.柴油机的效率比汽油机的高
D.柴油机比汽油机经济,但比较笨重
知识点2　燃料的热值
4.(2022山东泰安岱岳期末)一杯酒精用掉一半,剩下一半酒精的体积、质量、密度、比热容和热值的情况是 (　　)
A.体积、质量、密度、比热容和热值都不变
B.体积、质量和密度变为原来的一半,比热容和热值不变
C.体积、质量和热值变为原来的一半,密度和比热容不变
D.体积、质量变为原来的一半,密度、比热容和热值不变
5.【新独家原创试题】【环境保护】辽宁红沿河核电站核能供暖示范项目于2022年11月1日正式投运供热。据测算,项目投产后,每年将减少标准煤消耗5 726吨,环保效益显著。[已知标准煤的热值为2.9×107 J/kg,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),计算结果保留两位小数]
(1)5 726吨标准煤完全燃烧放出的热量是多少
(2)若5 726吨标准煤完全燃烧放出的热量全部被水吸收,则可使多少质量的初温为20 ℃的水温度升高10 ℃
知识点3　热机的效率
6.如图所示是某内燃机工作时的能量流向图,该内燃机的热机效率是 (　　)
A.25%　　　　B.35%　　　　C.40%　　　　D.75%
7.【环境保护】(2023山东桓台一模)为节约能源、保护环境,现把乡村大量农作物秸秆做成秸秆煤。若秸秆煤燃烧释放出的热量有40%被水吸收,现把50 kg、20 ℃的水升高到60 ℃需要吸收　　　　J热量,需完全燃烧秸秆煤　　　kg。新农村建设中,家中的暖气片用水作循环物质,主要是应用了水的比热容　　　　(选填“较大”或“较小”)的特性。[秸秆煤热值为2.4×107 J/kg,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
能力提升全练
8.【跨学科·物理学与日常生活】(2023山东济宁中考,7,★★☆)以下对厨房里一些现象的分析,不正确的是 (　　)
A.在碗沿上磕鸡蛋,利用了物体间力的作用是相互的
B.将刀刃磨得很薄,是为了减小压强
C.水烧开后,壶盖被顶起,其能量转化与内燃机的做功冲程相同
D.用天然气做饭,利用了天然气具有较大的热值
9.(2022山东泰安中考,9,★★☆)如图所示,用酒精灯给试管中的水加热,水温上升,直至沸腾一段时间后,会看到试管口的橡皮塞被冲出。下列描述正确的是 (　　)
A.试管中的水在升温过程中是通过做功的方式增加内能的
B.试管中的水沸腾时吸收热量,温度升高
C.水蒸气对橡皮塞做功,水蒸气的内能增加
D.水蒸气对橡皮塞做功,其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同
10.(2022山东广饶期末,3,★★☆)关于热机的说法正确的是 (　　)
A.热机效率越高说明做功越快
B.热机损失的能量中,废气带走的较少,主要是由于机械摩擦损失的
C.多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来工作的
D.汽油机压缩冲程中,要对外做功
11.(2023山东烟台牟平一中一模,5,★★☆)如图,下压活塞使硝化棉着火,这个过程与选项四冲程汽油机工作示意图中哪一个冲程的能量转化过程是相同的 (　　)
　　　　　　　　　　　　
12.【新素材·现代科技】(2023山东烟台蓬莱期末,19,★★☆)有一种“涡轮增压”(T型)轿车,通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧,比普通轿车(L型)更节能,排气更清洁。同样的汽油加在T型轿车内与加在L型轿车内相比热值　　　　(选填“更大”“一样大”或“更小”);若散热器中装有8 kg的水,水温升高50 ℃,水吸收的热量是　　　　J;若汽油机曲轴的转速为360 r/min,汽油机每秒内对外做功　　　　次。
13.(2022山东济宁中考,12,★★☆)某柴油机工作一段时间后,油箱里的柴油没有发生变化的是　　　(选填序号:①质量;②密度;③比热容;④热值)。完全燃烧10 kg柴油放出的热量Q=　　　　J。(q柴油=4.3×107 J/kg)
14.【跨学科·物理学与社会发展】(2023山东泰安中考,25,★★☆)太阳能汽车利用太阳能板将太阳能转化为电能驱动汽车前进。某品牌太阳能汽车在试验场地内进行测试,30 min行驶了27 km的路程,消耗的电能为1.84×107 J。已知汽油的热值q=4.6×107 J/kg,在该测试过程中,求:
(1)太阳能汽车行驶的平均速度;
(2)消耗的电能相当于完全燃烧多少千克的汽油释放的能量。
素养探究全练
15.【科学探究】(2023山东高青期末)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是10 g,甲、乙两图中液体的质量和初温相同。
　　　　 　　
(1)比较不同燃料的热值,应选择　　　　两图进行实验;燃料完全燃烧放出热量的多少是通过　　　　　　来反映的;
(2)比较不同物质吸热能力的特点:
①应选择　　　　两图进行实验;
②不同物质吸热的多少是通过　　　　来反映的;
③关于该实验的变量控制,下列要求中不正确的是　　　　;
A.采用相同的加热方法
B.烧杯中分别装入相同体积的不同液体
C.使用相同的烧杯
D.控制液体初温相同
④如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体,采用相同燃料供热,吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示,由图可以看出,A、B两种液体比热容之比是　　　　。
答案全解全析
基础过关全练
1.B　在汽油机的四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其他三个冲程都是靠飞轮的惯性完成的。A图中排气门打开,活塞向上运动,汽缸容积减小,是排气冲程;B图中两气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运行,汽缸容积增大,是做功冲程;C图中两气门都关闭,活塞向上运行,汽缸容积减小,是压缩冲程;D图中进气门打开,活塞向下运行,汽缸容积增大,是吸气冲程。
2.B　如图乙,扭转瓶子时,小明施加的外力压缩瓶内的气体,是机械能转化为内能,这一过程与四冲程内燃机的压缩冲程相似;当瓶盖被瓶内的气体冲出时,是瓶内气体对瓶盖做功,内能转化为机械能,这一过程与四冲程内燃机的做功冲程相似。故选B。
3.B　从构造上看,汽油机的汽缸顶部有火花塞,柴油机的汽缸顶部有喷油嘴。从冲程的角度看,吸气冲程中柴油机只吸入空气,汽油机吸入汽油和空气的混合物;压缩冲程中柴油机压缩得更厉害,燃气温度更高,内能更大;做功冲程中汽油机是点燃式,柴油机是压燃式。汽油机轻巧、效率低,柴油机笨重、效率高。故选B。
4.D　体积是物体所占用空间的多少,与物体的大小有关;质量与物体所含物质的多少有关;密度、比热容和热值是物质的特性,与物质的质量、体积无关,所以一杯酒精用掉一半后质量还剩一半,体积还剩一半,密度、比热容和热值不变,故选D。
5.解析　(1)m=5 726 t=5.726×106 kg,标准煤放出的热量Q放=qm=2.9×107 J/kg×5.726×106 kg≈1.66×1014 J;
(2)已知Q吸=Q放=1.66×1014 J,则水的质量为m水==≈3.95×109 kg。
6.B　由内燃机工作时的能量流向图可得,内燃机的热机效率η=1-25%-40%=35%。故选B。
7.8.4×106　0.875　较大
解析　水所需吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×50 kg×(60 ℃-20 ℃)=8.4×106 J;秸秆煤所放出的热量Q放===2.1×107 J;完全燃烧秸秆煤的质量m'===0.875 kg;因为水的比热容较大,相同质量的水和其他物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以暖气片中用水作循环物质。
能力提升全练
8.B　把鸡蛋往碗沿上一嗑,鸡蛋就破了,是因为鸡蛋给碗一个作用力的同时,碗也会给鸡蛋一个反作用力,体现了物体间力的作用是相互的,故A正确;刀刃磨得很薄,是通过减小受力面积来增大刀刃对菜的压强,容易把菜切开,故B错误;烧开水时,水壶中的水蒸气将壶盖顶起时,内能转化为机械能,内燃机做功冲程中,气体推动活塞做功,内能转化为机械能,两者能量转化相同,故C正确;家中用天然气做饭是利用了天然气的热值大,故D正确。
9.D　水在升温过程中,水吸热,温度升高、内能增大,水的内能增大是通过热传递方式实现的;水沸腾时温度不变;水蒸气膨胀对橡皮塞做功,将水蒸气的内能转化为橡皮塞的机械能,水蒸气的内能减少,能量转化情况与汽油机的做功冲程相同,综上所述,A、B、C错误,D正确。
10.C　热机的功率越大表示热机做功越快,与效率无关,故A错误;热机损失的能量中,废气带走的能量最多,故B错误;多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来工作的,故C正确;汽油机压缩冲程中,机械能转化为内能,要对内做功,故D错误。
11.A　下压活塞使硝化棉着火,此过程中机械能转化为内能,与压缩冲程中的能量转化相同;A图中,两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程,此冲程将机械能转化为内能;B图中,排气门开启,活塞上行,气体流出汽缸,是排气冲程;C图中,两气门都关闭,火花塞点火,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程,此冲程将内能转化为机械能;D图中,进气门开启,活塞下行,气体流入汽缸,是吸气冲程。故选A。
12.一样大　1.68×106　3
解析　热值只与燃料的种类有关,与燃烧情况无关,因此同样的汽油加在T型轿车内与加在L型轿车内相比热值一样大;水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×8 kg×50 ℃=1.68×106 J;汽油机曲轴的转速为360 r/min,即6 r/s,也就是说每秒曲轴转6圈,完成12个冲程,对外做功3次。
13.②③④　4.3×108
解析　某柴油机工作一段时间后,由于一部分柴油燃烧,油箱里的柴油的质量减少;密度、比热容、热值的大小与质量的多少无关,所以密度、比热容、热值的大小不变;完全燃烧10 kg柴油放出的热量Q=mq柴油=10 kg×4.3×107 J/kg=4.3×108 J。
14.解析　(1)太阳能汽车行驶的平均速度为
v====54 km/h;
(2)相当于完全燃烧汽油的质量为
m====0.4 kg。
素养探究全练
15.(1)甲、乙　温度计示数的变化　
(2)①甲、丙　②加热时间　③B　④1∶2
解析　(1)为了比较热值大小,要用不同的燃料加热同一种液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数的变化反映吸热的多少,进而比较热值的大小,应选择甲和乙两图进行实验;(2)①比较不同物质吸热能力的特点,应控制燃料的种类相同而被加热的液体不同,由图示可知,应选择甲、丙两图进行实验;②用相同的加热装置对物质加热,加热时间越长,物质吸收的热量越多,不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的;③比较不同物质的吸热能力,应控制液体的质量相等,烧杯中分别装入相同质量的不同液体,故B错误;④由图丁可以看出,升高相同的温度,A、B两种液体所需的加热时间之比为1∶2,故两种液体所吸收的热量之比为1∶2,根据c=可知A、B两种液体比热容之比是1∶2。
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