九年级物理寒假分层作业：第4练 热机（解析版）

第4练热机一、选择题1．（2021·广东·深圳实验学校九年级阶段练习）2020年4月27日，深圳初三与高三学生返校上学，进入校门后，师生要在自动感应免洗手装置前洗手（如图），洗手液中含有一定浓度的酒精，下列说法正确的是（）A．学生搓动双手，内能转化为机械能B．倒在手中的洗手液一下子“消失不见”了，是升华现象C．装置上标识“洗手液易燃烧”，用去一半后，该洗手液的热值将不变D．搓动洗手液的过程中，闻到香味不能说明分子在不停地做无规则运动【答案】C【详解】A．学生搓动双手，双手会变热，是通过做功的方式改变物体的内能，此过程将机械能转化为内能，故A错误；B．倒在手中的洗手液一下子“消失不见”了，说明变成了气体，整个过程是由液态变为气态，是汽化现象，故B错误；C．热值是燃料的一种属性，只与自身种类有关，故用去一半后，该洗手液的热值也不变，故C正确；D．物质由分子组成，一切物质的分子都在不停地做无规则运动，故闻到洗手液的香味，说明分子在不停地做无规则运动，故D错误。故选C。2．（2021·广东·深圳市罗湖区翠园初级中学九年级期中）如图所示的实验中，用酒精灯加热水，随着水面上方水蒸气的增多和温度的升高，管内气体压强逐渐增大，塞子受到水蒸气的压力而冲出去，与此同时，看到管口处“冒白气”，关于该实验过程，下列说法正确的是（）A．水的温度升高过程和塞子被冲出去的过程，改变内能的方式是相同的B．塞子被冲出的过程与内燃机的做功冲程能量转化相同C．塞子被冲出的过程中机械能转化为内能D．塞子被冲出的过程与内燃机的压缩冲程能量转化相同【答案】B【详解】A．水的温度升高过程是利用热传递的方式增加水的内能，塞子被冲出去的过程是利用做功的方式改变物体的内能，两者改变内能的方式不同，故A错误；B．塞子被冲出的过程与内燃机的做功冲程都是将内能转化为机械能，因此两者的能量转化方式相同，故B正确；C．塞子被冲出的过程中是内能转化为机械能，故C错误；D．塞子被冲出的过程是内能转化为机械能，内燃机的压缩冲程是机械能转化为内能，两者的能量转化方式不同，故D错误。故选B。3．（2021·辽宁辽宁·九年级学业考试）如图所示，下列各种与热有关的现象，说法正确的是（）

A．如图甲，炽热的岩浆有内能，皑皑白雪无内能B．如图乙，冬天搓手取暖，利用热传递改变手的内能C．如图丙，燃气推动活塞向下运动，是汽油机的压缩冲程D．如图丁，四溢的花香能引来长喙天蛾，说明分子在不停地运动【答案】D【详解】A．由分子动理论可知，一切物体的分子都在不停地做无规则运动，都有内能，炽热的岩浆有内能，皑皑白雪也有内能，故A错误；B．冬天搓手取暖，利用做功的方式来改变手的内能，故B错误；C．由图丙可知，燃气燃烧，腔内空气受热膨胀，从而推动活塞向下运动，这是汽油机的做功冲程，故C错误；D．四溢的花香能引来长喙天蛾，这是扩散现象，说明分子在不停地运动，故D正确。故选D。4．（2021·四川船山·九年级期末）如图所示的某单缸四冲程汽油机说法正确的是（）A．飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁B．四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙乙甲C．甲图中能量的转化是内能转化为机械能D．乙图中气缸内气体温度会下降【答案】D【详解】AD．甲图：气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程；乙图：排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，气缸内气体温度会下降；丙图：气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程；丁图：进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程；在热机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程是靠飞轮的惯性完成的，依靠飞轮惯性完成的冲程是：甲、乙、丁冲程，故A错误，D正确；B．热机的四个冲程依次是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，即丁甲丙乙，故B错误；C．甲图是压缩冲程，将机械能转化为了内能，故C错误。故选D。5．（2021·湖北孝感·九年级期中）近年来，我国民用汽油发动机技术取得了长足进步，接近国际先进汽油发动机的水平某品牌汽车以80km/h的速度匀速行驶时，仪表盘显示发动机转速是1800r/min，若做功冲程每次做功6000J，则下列有关该汽车发动机的说法错误的是（）A．每秒飞轮转60圈 B．每秒完成60个冲程C．每秒对外做功15次 D．发动机的输出功率是90kW【答案】A【详解】ABC．汽油机一个工作循环包含了四个冲程，曲轴转两转，对外做功一次，因为发动机转速是1800r/min，所以1s钟飞轮转30r，是15个工作循环，对外做功15次，有60个冲程，故A错误，符合题意，B正确，不符合题意，C正确，不符合题意；D．发动机的输出功率为故D正确，不符合题意。故选A。6．（2021·湖北·武汉市第一初级中学九年级开学考试）如图所示，下列说法中正确的是（）

①甲图：这个实验可以作为热机的工作原理模型，是机械能转化为内能②乙图：手迅速下压，筒内观察到硝化棉燃烧，整个实验过程中有热传递发生③丙图：抽出玻璃板，上瓶也会变成红棕色，说明分子之间有引力④丁图：当瓶塞跳起来时，瓶内气休对外做功，内能减少，温度降低，使瓶内水蒸气液化成小水珠形成白雾A．只有②④ B．只有①③ C．只有②③ D．只有①④【答案】A【详解】①甲图：本图的实验，对试管加热，试管中气体推动活塞做功，气体的内能转化为活塞的机械能，这个实验可以作为热机的工作原理模型，是内能转化为机械能，故①错误；②乙图：手迅速下压，活塞对筒内气体做功，气体内能增大，温度升高，筒内观察到硝化棉燃烧，整个实验过程中有热传递发生，气体将热量传递给硝化棉，使其内能增大，温度升高，达到燃点，故②正确；③丙图：抽出玻璃板，上瓶也会变成红棕色，这是扩散现象，说明分子永不停息地做无规则运动，故③错误；④丁图：向烧瓶打气，瓶内气体压强增大，瓶内气休对外做功，使瓶塞跳起，气体内能减少，温度降低，使瓶内水蒸气液化成小水珠形成白雾，故④正确。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。7．（2021·四川·阆中中学九年级期中）关于如图所示的四个情景，下列说法不正确的是（）

A．图甲中活塞向下运动，这是内燃机的压缩冲程B．图乙中用水冷却发动机，这是利用了水的比热容大特点C．图丙中墨水在热水中扩散得快，说明温度越高，分子运动越剧烈D．图丁中玻璃筒内的硝化棉燃烧，是通过做功的方式增加了密闭空气的内能【答案】A【详解】A．图甲中活塞向下运动，火花塞发出电火花，属于内燃机的做功冲程，故A错误，符合题意；B．图乙中用水冷却发动机，是因为水的比热容比较大，在其他条件相同时，能够吸收更多的热量，起到很好的冷却作用，故B正确，不符合题意；C．图丙中墨水在热水中扩散得快，是因为分子在高温下运动更剧烈，故C正确，不符合题意；D．图丁中玻璃筒内的硝化棉燃烧，是因为活塞对玻璃筒内的密闭空气做功，密闭空气内能增加，温度升高，达到了硝化棉的着火点，故D正确，不符合题意。故选A。8．（2021·湖南永州·中考真题）下列关于分子热运动和内能的说法正确的是（）A．铁水很热具有内能，冰块很冷没有内能B．沙漠中昼夜温度变化大是因为沙石的比热容大C．汽油机压缩冲程中内能转化为机械能D．人造木板黏合剂中的甲醛扩散到空气中会造成空气污染，说明分子在不停地做无规则的运动【答案】D【详解】A．任何物体在任何温度下都具有内能，冰块虽然很冷，但也具有内能，故A错误；B．沙漠中昼夜温度变化大，是因为沙石的比热容小，与相同质量的其它物质相比，吸收或放出相同的热量，沙石升高或降低的温度较大，所以导致温差较大，故B错误；C．汽油机压缩冲程中，活塞压缩汽缸内的气体，对气体做功，将活塞的机械能转化为气体的内能，故C错误；D．人造木板黏合剂中的甲醛扩散到空气中会造成空气污染，这是甲醛分子不停地做无规则运动的结果，故D正确。故选D。二、非选择题9．（2021·江苏泗阳·九年级期中）汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分。（1）图甲是汽车的刹车结构示意图，根据图甲分析，这是______杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）。（2）内燃机有四个工作冲程，图乙是内燃机的______冲程，若飞轮转速是4800/min，该内燃机每秒对外做功______次，共完成______个冲程。

【答案】省力压缩40160【详解】（1）[1]O点为支点，刹车油右侧的活塞对金属杆的力是阻力，脚对刹车踏板的力是动力，且动力臂大于阻力臂，所以这是一个省力杠杆。（2）[2]由图可知，两气门都关闭，活塞上行，汽缸内油气混合物的体积变小，是压缩冲程；[3][4]四冲程内燃机飞轮的转速为4800r/min＝80r/s即1s内飞轮转过80圈，因为在一个工作循环中，飞轮每转动两周，对外做功一次，所以该内燃机每秒对外做功40次，完成160个冲程。三、实验题10．（2021·江苏盐都·九年级期中）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同。（1）比较不同燃料的热值，应选择___________两图进行实验；比较不同物质的吸热能力，应选择___________两图进行实验。（2）在这两个实验中，仪器安装到位后，都要用到的测量器材是温度计和___________。（3）为了比较液体a和液体b的吸热能力，在设计实验方案时，需要确定以下需要控制的变量，你认为其中多余的是___________。A．采用的加热方式B．酒精灯里所加酒精量C．液体a和液体b的质量D．盛放液体a和液体b的容器（4）为了比较燃料1和燃料2的热值，应该在燃料完全燃烧后，通过比较___________来得出结论（温度计示数/加热时间）。（5）根据实验测得的数据，分别描绘出a、b两种液体的温度随加热时间变化的图像，如图戌所示，分析图像可知液体___________（a/b）的吸热能力更强。若加热过程中无热量损失，则a、b两种液体的比热容之比ca：cb=___________。（6）某同学用图丁装置测酒精的热值。加热前酒精灯的质量为m1，加热一段时间后变为m2；烧杯中水的质量为M，水的初温t1，末温t2，水的比热容用c表示。用以上物理量代入公式，可以粗略算出酒精热值。但是，这种方法测出的热值偏___________（大/小）。【答案】甲、乙甲、丙天平B温度计示数a2∶1小【详解】（1）[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，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲、乙两图进行实验。[2]为了比较两种液体的比热容，需要燃烧同种燃料，加热不同的液体，且液体的质量相同，在加热时间相同时，通过温度计的示数高低进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲、丙两图进行实验。（2）[3]根据控制变量法可知，比较不同物质的吸热能力时，需要控制两种物质的质量和初温相同；比较不同燃料的热值时，需要控制两种燃料的质量相同，需要用温度计测量液体升高的温度；所以都需要用到温度计和天平。（3）[4]AD．采用完全相同的加热方式，是为了控制热源放出的热量相同；盛放a液体和b液体的容器相同，目的使a和b两种液体在相同的时间吸收相同的热量，故AD有必要；B．酒精灯里所加酒精量相同，B多余；C．根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，C有必要。故选B。（4）[5]实验时应比较相同质量的燃料1和燃料2完全燃尽后液体升高的温度，即根据温度计上升的示数比较燃料热值的大小。（5）[6]由图乙可知，相同质量的a、b液体，被加热相同的时间（吸收相同的热量），a液体升温慢，b液体升温快，说明a液体的吸热本领强。[7]根据图乙可知，a、b都加热5min，A温度变化量为Δta=30℃﹣10℃=20℃B温度变化量为Δtb=50℃﹣10℃=40℃由Qa=Qb=cmΔt可得camΔta=cbmΔtb则

（6）[8]水吸收的热量Q吸=cM(t2﹣t1)酒精灯放出的热量Q放=Q吸=cM(t2﹣t1)燃烧酒精的质量m=m1﹣m2由Q=mq可得酒精的热值

因为燃料无法完全燃烧以及没有考虑在加热过程中热量的散失，导致测量的Q放偏小，所以测量值比准确值偏小。

四、综合题11．（2021·江苏苏州·八年级期末）嫦娥五号由国家航天局组织实施研制，是中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器。2020年11月24日，长征五号运载火箭搭载嫦娥五号探测器成功发射升空并将其送入预定轨道。12月1日，嫦娥五号在月球预选着陆区着陆。12月6日，嫦娥五号轨道器和返回器组合体与上升器分离，进入环月等待阶段，准备择机返回地球。12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月球样品着陆地球。

（1）长征五号运载火箭在穿越地球大气层时速度越来越快，那么火箭受到的推力与自身重力______（选填“相等”或“不相等”）；（2）火箭上升的作用力来自于______（选填“燃气”或“空气”）；（3）嫦娥五号轨道器完成探月任务后乘火箭离开月球表面，若在某段时间内火箭沿斜向上方向作匀速直线运动，如图丙所示。则在这段时间内，在月球表面上观察到火箭发动机的喷气方向应该是______（选填“竖直向下”、“火箭运动的反方向”或“水平向左”）。【答案】不相等燃气竖直向下【详解】（1）[1]由题意知，长征五号运载火箭在穿越地球大气层时速度越来越快，