人教版九年級物理同步練習(xí)及解析(一)：14.1熱機

這是一份人教版九年級物理同步練習(xí)及解析(一)：14.1熱機，共5頁。試卷主要包含了單選題，多選題，填空題，實驗探究題等內(nèi)容，歡迎下載使用。
1.如圖表示的四沖程汽油機工作循環(huán)中的（ ）

A.吸氣沖程 B.壓縮沖程 C.做功沖程 D.排氣沖程
2.四沖程柴油機在工作過程中，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的沖程是（ ）
A.吸氣沖程 B.壓縮沖程 C.做功沖程 D.排氣沖程
3.2019年8月．我國發(fā)射了全球首顆量子衛(wèi)星，為紀(jì)念墨子，這個全球首顆量子衛(wèi)星被命名為“墨子號”．發(fā)射衛(wèi)星和火箭常使用液態(tài)氫作為燃料，主要是因為液態(tài)氫具有（ ）
A.較小的密度 B.較大的比熱容 C.較低的沸點 D.較高的熱值
4.如圖是某內(nèi)燃機工作時的能量流向圖，該內(nèi)燃機的熱機效率是（ ）
A.25% B.35% C.40% D.75%
5.如圖所示是某個四沖程內(nèi)燃機在工作過程中的一個沖程，由圖中情況可判定這個沖程（ ）
A.是排氣沖程 B.是做功沖程
C.正在把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D.不是依靠飛輪的慣性完成
6.柴油機在做功沖程過程中，氣缸里燃?xì)獾模? ）
A.壓強增大，溫度升高，內(nèi)能增大 B.壓強增大，溫度升高，內(nèi)能減小
C.壓強減小，溫度降低，內(nèi)能增大 D.壓強減小，溫度降低，內(nèi)能減小
7.質(zhì)量相同的甲乙兩種燃料，完全燃燒放出的熱量比為2：1，則它們的熱值比為（ ）
A.2：1 B.1：2 C.4：1 D.1：4
8.對于燃料的熱值，下列說法中正確的是（ ）
A.燃料的熱值跟燃料的質(zhì)量成反比
B.燃料的熱值跟燃料的質(zhì)量成正比
C.燃料的熱值與燃料的體積有關(guān)
D.燃料的熱值跟燃料燃燒放出的熱量無關(guān)
9.熱機的廣泛使用已成為一個國家工業(yè)化程度的標(biāo)志，人類的現(xiàn)代生活已越來越離不開各種熱機，熱機從根本上改變著我們的世界．下列相關(guān)說法正確的是（ ）
A.熱機是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置
B.內(nèi)燃機完成一個工作循環(huán)對外做功兩次
C.使用熱值大的燃料可提高熱機效率
D.采取有效措施可以使熱機效率達(dá)到100%
二、多選題
10.下列有關(guān)熱機效率的說法中，正確的是（ ）
A.熱機所用燃料的熱值越大，效率越高
B.熱機所用燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱機的機械能越多，效率越高
C.如果改進(jìn)技術(shù)，汽油機的效率可以達(dá)到100%
D.蒸汽機、汽油機和柴油機的熱機效率分別是η1、η2和η3，則有η1＜η2＜η3
11.下列提高熱機效率的方法中，可行的是（ ）
A.減少各種熱損失 B.加潤滑油，減少機器部件的摩擦
C.減少消耗的總能量 D.充分利用廢氣的能量，如建熱電站
12.關(guān)于燃料的熱值，以下說法中不正確的是（ ）
A.燃料的熱值與燃料的種類有關(guān)，與燃料的質(zhì)量和燃燒狀況無關(guān)
B.燃燒2kg某種燃料放出3.6×107J的熱量，則這種燃料的熱值為1.8×107J/kg
C.燃料燃燒時，質(zhì)量越大，熱值越大
D.燃料不完全燃燒時的熱值比完全燃燒時的熱值小
13.某混合動力型汽車的動力裝置由汽油發(fā)動機和電動機組成．一般情況下，蓄電池為電動機供電，由電動機提供動力；當(dāng)需要較大動力時，由汽油發(fā)動機和電動機共同提供動力；當(dāng)汽車制動減速時，電動機還可以作為發(fā)電機的蓄電池充電．關(guān)于該車動力裝置在工作時的能量轉(zhuǎn)化情況，以下分析正確的是（ ）
A.汽油發(fā)動機做功沖程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能
B.電動機在提供動力時把電能轉(zhuǎn)化為機械能
C.發(fā)動機為蓄電池充電把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
D.制動減速發(fā)電的過程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能
14.汽車已經(jīng)成為現(xiàn)代生活中不可缺少的一部分，現(xiàn)代汽車多數(shù)采用汽油機作為發(fā)動機．如圖所示是四沖程汽油機的工作循環(huán)示意圖，下列說法中正確的是（ ）
A.甲沖程是把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 B.乙沖程是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能
C.丙沖程是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 D.丁沖程是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能
三、填空題
15.2019年5月18日，我國首次海域可燃冰（天然氣水合物）試采成功，實現(xiàn)了歷史性突破．可燃冰分布于深海沉積物或陸域永久凍土中，是由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀結(jié)晶物質(zhì)，燃燒后僅會生成少量的二氧化碳和水．根據(jù)測算，1立方米可燃冰可以分解釋放出160立方米以上的天然氣．完全燃燒5立方米可燃冰產(chǎn)生的熱量至少為 ______ （天然氣熱值為3.2×107J/m3）．試寫出可燃冰具備的兩條優(yōu)點 ______ 、 ______ ．
16.在我國實施的“西氣東輸”工程中，西部地區(qū)的天然氣被輸送到缺乏能源的東部地區(qū)．天然氣與煤相比，從熱學(xué)角度分析它突出的優(yōu)點是 ______ ；從環(huán)保角度分析它突出的優(yōu)點是 ______ ．完全燃燒0.5Kg天然氣放出的熱量是 ______ J（天然氣、煤的熱值分別為1.14×108J/kg、3×107J/kg）
四、實驗探究題
17.為比較酒精和碎紙片這兩種燃料的熱值，小娟采用如圖所示的裝置進(jìn)行實驗：他將一定質(zhì)量的酒精和碎紙片分別放入兩個燃燒皿中，點燃它們，分別給裝有質(zhì)量相等的水的兩個相同燒杯加熱，直至酒精和碎紙片完全燃燒．
（1）小明設(shè)計了一張記錄實驗數(shù)據(jù)的表格，其中①②兩項內(nèi)容漏寫了，請你幫他補充完整．
實驗后小明根據(jù)實驗數(shù)據(jù)利用公式Q= ______ 算出來水吸收的熱量，結(jié)合“10g酒精”這一數(shù)據(jù)，算出來酒精的熱值，算出的酒精熱值是否可靠，請說明理由 ______ ．
（3）小明發(fā)現(xiàn)分別使10g酒精和10g的碎紙片充分燃燒后，被它們加熱的各200g，25℃的水的溫度分別上升80℃和45℃，這說明 ______
A．燃燒酒精總比燃燒碎紙片放出的熱量多
B．酒精含有的熱量比碎紙片大得多
C．酒精的內(nèi)能比碎紙片的內(nèi)能大得多
D．酒精的熱值比碎紙片的熱值大．
人教版物理九年級第十四章第1節(jié)《熱機》同步練習(xí)
答案和解析
【答案】
1.B 2.C 3.D 4.B 5.C 6.D 7.A 8.D 9.A 10.BD 11.ABD 12.BCD 13.ABC 14.AC
×1010J；熱值大；污染小
16.熱值大；污染小；5.7×107
17.加熱后水溫/℃；10g碎紙片；cm△t；酒精完全燃燒放出的熱量大部分不能被水完全吸收；D
【解析】
1. 解：由圖可知，進(jìn)氣門和排氣門都是關(guān)閉的，活塞上行，可以判斷是壓縮沖程；
故選B．
由進(jìn)氣門和排氣門的關(guān)閉和打開情況、活塞的上行和下行情況來判斷是哪個沖程．
解決此題要結(jié)合內(nèi)燃機的四個沖程工作特點進(jìn)行分析解答．
2. 解：柴油機正常工作時，在壓縮沖程中，活塞對氣缸內(nèi)的氣體做功，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使氣缸內(nèi)的氣體溫度升高；在做功沖程中，汽油燃燒生成的高溫高壓的燃?xì)馔苿踊钊龉Γ瑢?nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，帶動曲軸轉(zhuǎn)動，對外提供動力．
故選C．
柴油機工作的四個沖程中，每個沖程都伴隨著能量的轉(zhuǎn)化或消耗．其中在壓縮沖程和做功沖程中，存在著機械能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化．根據(jù)這部分基礎(chǔ)知識即可確定答案．
內(nèi)燃機屬于熱機，熱機就是利用內(nèi)能來工作的機械，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能．內(nèi)燃機中涉及到的能量轉(zhuǎn)化是經(jīng)?？疾榈闹R點，需要引起注意．
3. 解：
發(fā)射衛(wèi)星的火箭采用液態(tài)氫作為火箭的燃料，原因是液態(tài)氫具有較高的熱值，完全燃燒相同質(zhì)量的氫時，可以釋放出更多的熱量，故D正確．
故選D．
熱值是指1千克的某種燃料完全燃燒后釋放的能量，熱值越大的燃料在完全燃燒相同質(zhì)量的燃料時，釋放出的熱量越多，所以在選擇火箭燃料時首先應(yīng)該考慮燃料熱值的大小．
本題考查學(xué)生對熱值定義的掌握情況，需要根據(jù)火箭的具體應(yīng)用來分析．
4. 解：因熱機的效率是指用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產(chǎn)生的能量之比，
所以，由內(nèi)燃機的能量流向圖可得，內(nèi)燃機的熱機效率：
η=1-25%-40%=35%．
故選B．
燃料燃燒的內(nèi)能減去機械自身消耗能量和廢氣帶走能量的百分比，即為獲得有用機械能的百分比，也就是該內(nèi)燃機的熱機效率．
本題考查了熱機效率的計算，明確熱機效率的含義是關(guān)鍵．
5. 解：圖中的氣門關(guān)閉，活塞上行，這是壓縮沖程；在壓縮沖程中，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；在內(nèi)燃機的四個沖程中，只有做功沖程是對外做功，吸氣、壓縮和排氣沖程都是依靠飛輪的慣性完成的．
故選C．
要解決此題首先要掌握內(nèi)燃機的四個沖程：吸氣、壓縮、做功、排氣沖程，同時需要掌握內(nèi)燃機四沖程的特點．并且要了解各個沖程中的能量轉(zhuǎn)化情況．
此題考查了汽油機的四個沖程，注意從活塞的運動方向和氣門的關(guān)閉兩方面判斷．
6. 解：
柴油機的做功沖程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，故氣體的內(nèi)能減少、溫度降低，
做功沖程中活塞向下運動，氣缸內(nèi)氣體質(zhì)量不變，體積變大，故氣體的壓強減?。?
故選：D．
在內(nèi)燃機的做功沖程中，進(jìn)氣閥和排氣閥均關(guān)閉、活塞向下運動；將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；
氣缸內(nèi)物質(zhì)質(zhì)量不變，體積增大，密度變小，壓強變小．
解決此題要結(jié)合內(nèi)燃機的做功沖程原理和壓強定義時進(jìn)行分析解答，要知道做功沖程中的能量轉(zhuǎn)化．
7. 解：
由題知，質(zhì)量之比m1：m2=1：1，這兩種燃料完全燃燒放出的熱量之比Q1：Q2=2：1，
由Q放=mq得兩種燃料的熱值之比：
q1：q2=Q1m1：Q2m2=21：11=2：1．
故選：A．
知道兩種燃料放出熱量和質(zhì)量之比，利用燃料完全燃燒放熱公式Q放=mq求這兩種燃料熱值之比．
本題考查了學(xué)生對燃料完全放熱公式Q放=mq的掌握和運用，因為是求比值，要細(xì)心，防止因顛倒而出錯！
8. 解：
燃料的熱值是燃料的一種特性，只決定于燃料的種類，與質(zhì)量、體積、燃燒情況以及燃料燃燒放出的熱量多少等無關(guān)，A、B、C不符合題意，D正確．
故選D．
熱值是燃料的一種特性，它代表燃料性能的優(yōu)劣，熱值的大小與燃料的種類有關(guān)，與燃燒程度、質(zhì)量的多少以及是否燃燒等均無關(guān)．
本題的解題關(guān)鍵是知道熱值是燃料的一種特性，它只與燃料的種類有關(guān)．
9. 解：A．熱機是利用內(nèi)能來工作的機器，其中能量的轉(zhuǎn)化是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機械，故A正確；
B．四沖程內(nèi)燃機的一個工作循環(huán)包括四個沖程，一個工作循環(huán)對外做一次功，故B不正確；
C．燃料的熱值是燃料的特性，燃料的熱值大，只能說明完全燃燒1kg的燃料放出的熱量多，而熱機的效率是指熱機有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比，采用使用熱值大的燃料，并不能提高熱機的效率，故C不正確；
D．熱機工作時，總要克服摩擦做功、總有部分能量散失到空中，用來做有用功的能量一定小于燃料完全燃燒產(chǎn)生的能量，所以熱機效率一定小于1，故D不正確．
故選A．
（1）熱機是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機器；
（2）四沖程內(nèi)燃機的一個工作循環(huán)包括四個沖程，分別是吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程；
（3）燃料的熱值：1kg的某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值；熱機的效率是指熱機有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比；
（4）熱機的效率是指熱機有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比，減少熱的損失，可以提高效率．
本題考查內(nèi)燃機的四個沖程以及熱機的效率；明確內(nèi)燃機的四個沖程中壓縮沖程、做功沖程能量的轉(zhuǎn)化，以及燃料的燃燒和能量的轉(zhuǎn)化的知識點；注意無論采取什么措施，熱機的效率總小于1．
10. 解：
A、用熱值大的燃料，燃燒相同燃料可以放出更多的熱量，但用來做有用功的能量不一定多，用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產(chǎn)生的能量的比值不一定大，熱機效率不一定得到提高，故A錯誤；
B、熱機效率是指熱機用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出能量的比值，所用燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱機的機械能越多，效率越高，故B正確；
C、熱機在工作時不可避免的要克服機械部件間的摩擦做額外功，機械效率不可能達(dá)到100%，故C錯誤；
D、汽油機和柴油機是內(nèi)燃機，由熱機的特點可知，汽油機的效率低于柴油機的效率，由于蒸汽機的燃料是在機器的外部燃燒，熱損失最多，效率最低，故D正確．
故選BD．
（1）熱機的效率是指用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產(chǎn)生的能量之比；減少熱的損失，可以提高效率；
（2）任何機器在做功時都不可避免的做額外功，效率不可能達(dá)到100%．
本題考查熱機的原理、熱機的機械效率、能量守恒定律的理解等，解題時逐一分析解答即可．
11. 解：熱機效率是指熱機有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比．
所以減少熱量的損失可以提高熱機的效率．使燃料充分燃燒、減少廢氣帶走的熱量、減少熱機部件間的摩擦都可以減少熱量的損失，提高效率，故A、B、D都可行．
而減少消耗的總能量，并不一定能提燃料有效利用的能量，故不一定提高熱機的效率，故C不可行．
故選ABD．
熱機的效率是指熱機有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比．要提高熱機的效率，在消耗相同能量的情況下，減少熱量的損失，來增加有效利用的能量．
此題主要考查了提高熱機效率的方法，其實就是想辦法提高有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比．
12. 解：
（1）熱值是燃料的一種特性，不同的燃料，其熱值一般不同，熱值大小僅與燃料的種類有關(guān)，而與燃料的質(zhì)量、燃料的燃燒程度無關(guān)，當(dāng)燃料不燃燒時，熱值仍存在，故A正確、CD錯誤；
（2）如果完全燃燒2kg某種燃料放出3.6×107J的熱量，則這種燃料的熱值為1.8×107J/kg，題目中沒有說明燃料的燃燒情況，所以無法確定燃料的熱值，故B錯誤．
故選BCD．
單位質(zhì)量的某種燃料完全燃燒放出的熱量叫做這種燃料的熱值，熱值是燃料的一種特性，熱值大小僅與燃料的種類有關(guān)，而與燃料的質(zhì)量、燃料的燃燒程度無關(guān)．
本題考查了學(xué)生對熱值概念的了解與掌握，理解熱值是燃料的特性．
13. 解：A、汽油發(fā)動機做功沖程是利用內(nèi)能來做功的沖程，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，正確；
B、電動機在提供動力時把電能轉(zhuǎn)化為機械能，正確；
C、發(fā)動機為蓄電池充電時，蓄電池發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，正確；
D、當(dāng)汽車制動減速時，電動機還可以作為發(fā)電機為蓄電池充電，將機械能轉(zhuǎn)化為電能，故D錯誤．
故選ABC．
（1）汽油機利用內(nèi)能來做功的沖程是做功沖程，它是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的；
（2）電動機消耗電能得到機械能，將電能轉(zhuǎn)化為機械能；
（3）發(fā)動機為蓄電池充電時，蓄電池發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存在蓄電池中；
（4）制動減速發(fā)電的過程是將電動機作為發(fā)電機來使用的，將機械能轉(zhuǎn)化為電能．
此題主要考查的是學(xué)生對汽油機和發(fā)動機、發(fā)電機工作過程中能量轉(zhuǎn)化情況的了解和掌握，基礎(chǔ)性題目．
14. 解：A、甲圖中兩氣門都關(guān)閉，活塞上行，汽缸容積變小，是壓縮沖程，活塞壓縮氣缸內(nèi)物質(zhì)做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A正確；
B、乙圖中排氣門開啟，氣體流出汽缸，是排氣沖程，沒有能量的轉(zhuǎn)化，故B錯誤；
C、丙圖中兩氣門都關(guān)閉，活塞下行，汽缸容積變大，是做功沖程，氣缸內(nèi)高溫高壓氣體推動活塞做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，故C正確；
D、丁圖中進(jìn)氣門開啟，氣體流入汽缸，是吸氣沖程，沒有能量的轉(zhuǎn)化，故D錯誤．
故選AC．
內(nèi)燃機一個工作循環(huán)中四個沖程的順序：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程．根據(jù)曲軸的轉(zhuǎn)動方向判斷活塞的運行方向，再根據(jù)氣門的關(guān)閉情況就可以確定是哪一個沖程．有兩個沖程發(fā)生能量轉(zhuǎn)化，一是壓縮沖程中機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；二是做功沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能．
本題考查了內(nèi)燃機的工作過程和四個沖程中的能量轉(zhuǎn)化，屬于中考的熱點題型．
15. 解：
（1）1m3的“可燃冰”相當(dāng)于的天然氣的體積為：V=1×160m3=160m3，
完全燃燒5立方米可燃冰產(chǎn)生熱量：Q放=Vq=5m3×160×3.2×107J/m3=2.56×1010J；
（2）可燃冰的熱值約為5.12×109J，天然氣的熱值約為3.2×107J/m3，與傳統(tǒng)燃料相比，可燃冰的優(yōu)點是熱值大、污染?。?
故答案為：2.56×1010J；熱值大；污染小．
（1）根據(jù)完全燃燒1m3的“可燃冰”釋放的能量與160m3天然氣相當(dāng)可求得完全燃燒5m3的“可燃冰”所放出的熱量；
（2）可燃冰燃燒的生成物中有害氣體少，污染??；熱值大．
此題圍繞可燃冰展開，考查有關(guān)可燃冰的知識．
16. 解：
（1）從熱學(xué)角度分析，天然氣的熱值大，相等質(zhì)量的不同燃料，完全燃燒時熱值大的放熱多；
從環(huán)保角度分析，天然氣燃燒污染小，而煤燃燒不僅放出二氧化碳，還要放出別的廢氣．
（2）完全燃燒0.5kg天然氣放出的熱量：Q放=mq=0.5kg×1.14×108J/kg=5.7×107J．
故答案為：熱值大；污染??；5.7×107．
（1）從熱學(xué)角度分析，相等質(zhì)量的物質(zhì)，熱值大的放熱就多；從環(huán)保角度分析，天然氣燃燒污染小，煤燃燒還要放出別的廢氣污染大；
（2）利用公式Q放=mq求天然氣完全燃燒放出的熱量．
本題考查了學(xué)生對燃料完全燃燒放熱公式的應(yīng)用，還從熱學(xué)角度和環(huán)保角度兩方面考查了學(xué)生學(xué)以致用的能力，注意對學(xué)生實際生活中物理知識的運用．
17. 解：（1）①需要記錄加熱前后水的溫度，用來計算水吸收的熱量；
②根據(jù)控制變量法的思想，酒精和碎紙片的質(zhì)量必須相等；
（2）根據(jù)Q=cm△t計算水吸收的熱量；
由于酒精完全燃燒放出的熱量大部分不能被水完全吸收，所以測出的酒精熱值要小于書上給出的酒精的熱值，因此本實驗中算出的酒精熱值不可靠；
（3）熱值是燃料的一種特性；10g的酒精和10g的碎紙片充分燃燒后，產(chǎn)生的熱量被水吸收，水升溫不同，反映了酒精產(chǎn)生的熱較多，說明酒精的熱值比碎紙片的熱值大，故D正確，ABC錯誤．
故答案為：（1）①加熱后水溫/℃；②10g碎紙片；（2）cm△t； 酒精完全燃燒放出的熱量大部分不能被水完全吸收；（3）D．
（1）根據(jù)控制變量法進(jìn)行分析，比較酒精和碎紙片這兩種材料的熱值，需使質(zhì)量相同，加熱水的質(zhì)量相同，根據(jù)水升高的溫度進(jìn)行比較；
（2）根據(jù)Q=cm△t計算水吸收的熱量；酒精燃燒釋放的熱量沒有被水完全吸收，酒精可能沒有完全燃燒，據(jù)此分析燃燒值的測量值與真實值間的關(guān)系；
（3）燃料的熱值是指1kg燃料完全燃燒放出的燃料；熱值是燃料的一種特性，反映了燃料燃燒時產(chǎn)生熱量方面的不同．
本題通過實驗考查了學(xué)生對控制變量法的應(yīng)用，同時考查了學(xué)生對熱量、比熱容的理解和掌握，考查了學(xué)生對實驗情況的分析． 溫度
燃料
加熱前水溫/℃
① ______
10g酒精
② ______