初中物理教科版九年级上册第二章 改变世界的热机 单元卷及全面解析

初中物理教科版九年级上册《第二章改变世界的热机》单元卷限时答题区建议用时60分钟核心素养雷达图运算能力20%/建模能力30%/科学推理能力30%/实验探究能力20%一、选择题（每题3分，共30分）1.（涉及教科版P34知识点）下列关于热机的说法中，正确的是（）A热机是把内能转化为机械能的装置B热机是把机械能转化为内能的装置C只要对内燃机不断进行革新，它可以把燃料燃烧释放的内能全部转化为机械能D即使没有漏气，也没有摩擦等能量损失，内燃机也不能把内能全部转化为机械能2.（涉及教科版P36知识点）在四冲程汽油机的工作过程中，使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3.（涉及教科版P38知识点）关于燃料的热值，以下说法中正确的是（）A燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关B燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值C燃料燃烧时，质量越大，热值越大D燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小4.（涉及教科版P40知识点）在热机工作的四个冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动的是（）A吸气冲程B压缩冲程C做功冲程D排气冲程5.（涉及教科版P42知识点）甲、乙两台热机，甲的效率比乙的低，其含义是（）A甲热机消耗的燃料多B甲热机比乙热机做功少C甲热机的功率比乙热机的小D做相同的有用功，甲损失的能量比乙损失的多6.（涉及教科版P44知识点）为节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高热机效率的是（）A尽量使燃料充分燃烧B尽量增加热机的工作时间C尽量减少废气带走的热量D尽量减少热机部件间的摩擦7.（涉及教科版P46知识点）某单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1800r/min，则每秒钟该汽油机对外做功的次数是（）A1800次B900次C15次D30次8.（涉及教科版P48知识点）在北方的冬天，为了很好地保存蔬菜，人们通常会在菜窖里放几桶水，这样可以利用水时（填物态变化名称）热量，使菜窖温度不会太低（）A凝固放出B汽化吸收C液化放出D熔化吸收9.（涉及教科版P50知识点）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（）A①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B①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C①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D①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10.（涉及教科版P52知识点）关于热机的效率，下列说法中正确的是（）A热机做的有用功越多，效率就一定越高B热机的功率大，效率就一定高C热机消耗的燃料越多，效率就一定越低D以上说法都不正确二、填空题（每题3分，共18分）1.（涉及教科版P34知识点）热机是把能转化为能的机器。2.（涉及教科版P36知识点）四冲程汽油机的一个工作循环包括：吸气、、做功、排气四个冲程，其中将内能转化为机械能的是冲程。3.（涉及教科版P38知识点）汽油的热值是4.6×10⁷J/kg，现有汽油500g，若燃烧一半，则剩余汽油的热值是J/kg。4.（涉及教科版P42知识点）一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3600r/min，该柴油机活塞1s对外做功次。若其效率为40%，消耗5kg的柴油转化成的机械能是J。（q柴油=4.3×10⁷J/kg）5.（涉及教科版P44知识点）提高热机效率的途径：一是让燃料燃烧，二是要减少。6.（涉及教科版P50知识点）在热机的各种能量损失中，带走的能量最多。设法利用的能量，是提高燃料利用率的重要措施。三、实验探究题（每题12分，共24分）1.（涉及教科版P46知识点）如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧。此过程中活塞对筒内气体做功，气体的内能（选填“增大”或“减小”），这与四冲程汽油机的冲程的能量转化相同。若某单缸四冲程汽油机在工作时飞轮转速为3600r/min，则每秒做功次。2.（涉及教科版P52知识点）为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验。实验数据记录如下表：|物质|质量/g|初始温度/℃|加热时间/min|最后温度/℃||||||||水|60|20|6|45||食用油|60|20|6|68|1.从表中数据可知，水和食用油的质量（选填“相同”或“不相同”），加热结束时，食用油的温度比水温度（选填“高”或“低”）。2.在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，此时，水吸收的热量（选填“大于”“小于”或“等于”）食用油吸收的热量。3.实验表明，（选填“水”或“食用油”）吸热的能力更强。四、计算题（每题14分，共28分）1.（涉及教科版P38知识点）一辆汽车在平直公路上匀速行驶，发动机的功率为6×10⁴W，在10min内行驶了12km，求：1.发动机做的功；2.汽车行驶时受到的阻力。2.（涉及教科版P42知识点）某家庭需要将50kg、20℃的水加热到60℃作为生活用热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧0.8kg煤气。已知煤气的热值q=4.2×10⁷J/kg，水的比热容c=4.2×10³J/（kg·℃）。求：1.50kg、20℃的水加热到60℃需吸收的热量；2.完全燃烧0.8kg煤气放出的热量；3.煤气灶烧水的效率。参考答案1.A2.C3.A4.B5.D6.B7.C8.A9.D10.D1.内机械2.压缩做功3.4.6×10⁷4.308.6×10⁷5.充分各种能量损失6.废气废气实验探究题1.增大压缩302.（1）相同高（2）大于（3）水计算题1.（1）3.6×10⁷J（2）3000N2.（1）8.4×10⁶J（2）3.36×10⁷J（3）25%参考答案及解析选择题【考点】热机的能量转化；【解题思路】热机是把内能转化为机械能的装置，由于存在各种能量损失，燃料燃烧释放的内能不可能全部转化为机械能，故A、D正确，B、C错误；【易错点】学生易混淆热机的能量转化方向，以及不清楚能量转化过程中存在损失。体现了科学推理的核心素养。【考点】汽油机的工作冲程；【解题思路】在四冲程汽油机的工作过程中，做功冲程是内能转化为机械能的冲程，使汽车获得动力，故C正确；【易错点】学生易混淆各个冲程的特点和作用。培养了对物理过程的分析能力。【考点】燃料的热值概念；【解题思路】燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关，故A正确；燃烧1千克某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值，B缺少“完全燃烧”，故B错误；热值是燃料的一种特性，与质量无关，C错误；燃料不完全燃烧时，放出的热量少，但热值不变，D错误；【易错点】学生易对热值概念理解不透彻，忽略“完全燃烧”这个条件。体现了对物理概念的准确理解素养。【考点】汽油机的冲程特点；【解题思路】进气门和排气门都关闭，活塞向上运动的是压缩冲程，故B正确；【易错点】学生易混淆不同冲程中气门和活塞的运动情况。培养了对物理模型的认知能力。【考点】热机效率的含义；【解题思路】热机效率是指有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值，甲的效率比乙的低，做相同的有用功，甲损失的能量比乙损失的多，故D正确；【易错点】学生易将热机效率与燃料消耗、做功多少、功率大小混淆。体现了对物理量关系的分析素养。【考点】提高热机效率的方法；【解题思路】尽量使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以提高热机效率，而增加热机的工作时间不能提高热机效率，故B正确；【易错点】学生易认为增加工作时间能提高效率。培养了对实际问题的分析能力。【考点】汽油机的转速与做功次数的关系；【解题思路】单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1800r/min，即每秒转30转，每两转对外做功一次，所以每秒对外做功15次，故C正确；【易错点】学生易弄错转速与做功次数的关系。体现了数学与物理结合的运算能力。【考点】物态变化与吸放热；【解题思路】在北方的冬天，菜窖里放几桶水，水凝固时放出热量，使菜窖温度不会太低，故A正确；【易错点】学生易混淆不同物态变化的吸放热情况。培养了对生活中物理现象的观察和分析能力。【考点】汽油机的工作循环及能量转化；【解题思路】单缸四冲程汽油机的一个工作循环包括压缩冲程、做功冲程，压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能，故D正确；【易错点】学生易混淆压缩冲程和做功冲程的能量转化情况。体现了对物理过程的综合分析素养。【考点】热机效率的影响因素；【解题思路】热机效率是有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值，热机做的有用功越多，若燃料完全燃烧放出的热量也多，效率不一定高；热机的功率大，只能说明做功快，与效率无关；热机消耗的燃料越多，若有用功也多，效率不一定低，故D正确；【易错点】学生易将热机效率与有用功、功率、燃料消耗等概念混淆。培养了对物理概念的辨析能力。填空题【考点】热机的能量转化；【解题思路】热机是把内能转化为机械能的机器；【易错点】学生易混淆能量转化的方向。体现了对物理基本概念的掌握。【考点】汽油机的工作冲程及能量转化；【解题思路】四冲程汽油机的一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，其中将内能转化为机械能的是做功冲程；【易错点】学生易混淆各个冲程的能量转化情况。培养了对物理过程的记忆和理解能力。【考点】燃料热值的特性；【解题思路】热值是燃料的一种特性，与质量无关，所以剩余汽油的热值不变，仍为4.6×10⁷J/kg；【易错点】学生易认为热值与质量有关。体现了对物理特性的理解素养。【考点】汽油机的转速与做功次数的关系及能量计算；【解题思路】飞轮转速为3600r/min，即每秒转60转，每两转对外做功一次，所以每秒对外做功30次；消耗5kg的柴油完全燃烧放出的热量为Q放=mq=5kg×4.3×10⁷J/kg=2.15×10⁸J，转化成的机械能为W=ηQ放=40%×2.15×10⁸J=8.6×10⁷J；【易错点】学生易弄错转速与做功次数的关系，以及能量计算时出错。体现了数学运算和物理知识结合的能力。【考点】提高热机效率的途径；【解题思路】提高热机效率的途径：一是让燃料充分燃烧，二是要减少各种能量损失；【易错点】学生回答不完整。培养了对提高效率方法的总结能力。【考点】热机的能量损失；【解题思路】在热机的各种能量损失中，废气带走的能量最多。设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施；【易错点】学生易忽略废气带走能量最多这一点。体现了对热机能量损失的分析素养。实验探究题【考点】内能的改变及汽油机冲程；【解题思路】快速压下活塞，活塞对筒内气体做功，气体的内能增大，这与四冲程汽油机的压缩冲程的能量转化相同；飞轮转速为3600r/min，即每秒转60转，每两转对外做功一次，所以每秒做功30次；【易错点】学生易混淆改变内能的方式和汽油机冲程的对应关系。培养了实验观察和知识迁移能力。【考点】比较不同物质的吸热能力；【解题思路】（1）从表中数据可知，水和食用油的质量相同，加热结束时，食用油的温度比水温度高；（2）在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，根据Q=cmΔt，水吸收的热量大于食用油吸收的热量；（3）实验表明，水吸热的能力更强；【易错点】学生易在分析数据和比较吸热能力时出错。体现了对实验数据的分析和归纳能力。计算题【考点】功和功率的计算及二力平衡；【解题思路】（1）根据P=W/t，可得发动机做的功W=Pt=6×10⁴W×10×60s=3.6×10⁷J；（2）汽车匀速行驶，牵引力F=W/s=3.6×10⁷J/12000m=3000N，因为汽车匀速行驶，牵引力与阻力是一对平衡力，所以汽车行驶时