14.1 热机（考点分层练）-2024-2025学年九年级物理全一册同步分层练习（湖南专用，人教版）

14.1� �热机 基础训练 知识点一 热机 1．如图所示，下列工具工作过程中使用热机的是（　　） A．共享单车 B．战斗机 C．风车 D．皮划艇 2．如图是蒸汽机工作的原理示意图，关于蒸汽机的工作过程中所涉及的物理知识，下列说法正确的是（　　） A．汽缸内的蒸汽推动活塞做功，内能转化为机械能 B．燃料燃烧时产生热量，这是将内能转化为化学能 C．蒸汽推动活塞做功，蒸汽的内能增大 D．蒸汽机加装冷凝器，能减少废气带走的温度 知识点二 汽油机和柴油机 3．海口市的生活垃圾焚烧发电厂，利用焚烧垃圾释放的能量加热锅炉，产生高温水蒸气推动发电机组转子转动，这个过程中的能量转化情况与四冲程内燃机的哪个冲程相同（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 4．如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是（    ） A．吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸 B．压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小 C．做功冲程中，燃料释放的能量全部转化为机械能 D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分 5．如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，以下说法正确的是（　　） A．汽油机一个工作循环四个冲程的正确顺序是：丙、甲、丁、乙 B．汽油机吸气冲程汽缸吸进的物质是汽油 C．若汽油机每秒做功10次，则飞轮的转速为1200r/min D．图丁是做功冲程，机械能转化为内能 6．关于汽油机和柴油机的主要区别，其中正确的是（　　） A．柴油机的气缸上是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞 B．在做功冲程中，柴油机的点火方式叫点燃式，汽油机的点火方式叫压燃式 C．柴油机比汽油机笨重，功率较小 D．柴油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，汽油机吸入气缸的只是空气 7．四冲程汽油机的 冲程对外做功，该冲程是将 能转化为 能，其余三个冲程靠 完成。 8．小雨周末在家帮助妈妈做饭，发现家中正在煮饭的高压锅限压阀被气流顶起，这一现象与热机的工作循环中的 冲程原理相同，一单缸四冲程汽油机，飞轮转速为3000r/min，则1s对外做功 次。 能力提升 9．如图所示是一盏“走马灯”，点燃底部蜡烛，热空气密度 （选填“变大”或“变小”）上升驱动扇叶转动，观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来。加热使空气上升驱动扇叶转动的能量转化过程与四冲程汽油机的 冲程相同。 10．如图为利用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图，蒸汽机的工作原理为：打开阀门A、关闭阀门B，高压蒸汽进入汽缸，推动活塞上行。当活塞到达汽缸顶部时，关闭阀门A、打开阀门B，蒸汽进入冷凝器，汽缸内压强减小，活塞下降，循环往复。 （1）蒸汽推动活塞上行过程中，是把 能转化为 能； （2）蒸汽机活塞上行过程与汽油机的 冲程相似； （3）蒸汽机活塞往复运动，通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为200kg，活塞每次上升高度为0.6m，则活塞上升一次蒸汽机对物体做了 J有用功，假设活塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机对物体做有用功的功率为 W。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 14.1� �热机 基础训练 知识点一 热机 1．如图所示，下列工具工作过程中使用热机的是（　　） A．共享单车 B．战斗机 C．风车 D．皮划艇 【答案】B 【详解】热机是把内能转化为机械能的装置。 ACD．自行车是消耗人体的化学能转化为自行车的机械能，风车是将风能（机械能）转化为电能，皮划艇消耗的人的化学能，故ACD不符合题意； B．战斗机的发动机是热机的一种，将内能转化为机械能，故B符合题意。 故选B。 2．如图是蒸汽机工作的原理示意图，关于蒸汽机的工作过程中所涉及的物理知识，下列说法正确的是（　　） A．汽缸内的蒸汽推动活塞做功，内能转化为机械能 B．燃料燃烧时产生热量，这是将内能转化为化学能 C．蒸汽推动活塞做功，蒸汽的内能增大 D．蒸汽机加装冷凝器，能减少废气带走的温度 【答案】A 【详解】A．汽缸内的蒸汽推动活塞做功，消耗内能，产生机械能，将内能转化为机械能，故A正确； B．燃料燃烧时放出热量，这是将化学能转化为内能，故B错误； C．蒸汽推动活塞做功，将内能转化为机械能，内能减小，故C错误； D．废气带走的不是温度，带走的是热量，故D错误。 故选A。 知识点二 汽油机和柴油机 3．海口市的生活垃圾焚烧发电厂，利用焚烧垃圾释放的能量加热锅炉，产生高温水蒸气推动发电机组转子转动，这个过程中的能量转化情况与四冲程内燃机的哪个冲程相同（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】C 【详解】加热锅炉，产生高温水蒸气推动发电机组转子转动，该过程是将内能转化为机械能的过程，此过程与汽油机的做功冲程类似，在做功冲程中也是燃气的内能转化为活塞的机械能。 故选C。 4．如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是（    ） A．吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸 B．压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小 C．做功冲程中，燃料释放的能量全部转化为机械能 D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分 【答案】A 【详解】A．汽油机在吸气冲程中，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸，故A正确； B．在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，气体的内能变大，此过程是机械能转化为内能的过程，通过做功的方式使汽缸内气体的内能增大，故B错误； C．在做功冲程中，燃料燃烧释放的内能大部分需要克服摩擦、发生热传递而散失，只有一少部分转化为机械能，故C错误； D．在排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的大部分，故D错误。 故选A。 5．如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，以下说法正确的是（　　） A．汽油机一个工作循环四个冲程的正确顺序是：丙、甲、丁、乙 B．汽油机吸气冲程汽缸吸进的物质是汽油 C．若汽油机每秒做功10次，则飞轮的转速为1200r/min D．图丁是做功冲程，机械能转化为内能 【答案】C 【详解】A．甲图中两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，乙图是进气门打开，排气门关闭，此时活塞向下运动，是吸气冲程，丙图中进气门关闭，排气门打开，此时活塞向上运动，是排气冲程，丁图中两个气门都关闭，火花塞点火，此时活塞向下运动，是做功冲程，所以，该内燃机一个工作循环有四个冲程正确的顺序是乙、甲、丁、丙，故A错误； B．汽油机吸气冲程汽缸吸进的物质是汽油和空气混合物，故B错误； C．由题知，该内燃机每秒做功10次，每分钟做功600次，因飞轮每转2周对外做功一次，则飞轮的转速为1200 r/min ，故C正确； D．图丁是做功冲程，是把燃气的内能转化为机械能，故D错误。 故选C。 6．关于汽油机和柴油机的主要区别，其中正确的是（　　） A．柴油机的气缸上是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞 B．在做功冲程中，柴油机的点火方式叫点燃式，汽油机的点火方式叫压燃式 C．柴油机比汽油机笨重，功率较小 D．柴油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，汽油机吸入气缸的只是空气 【答案】A 【详解】A．柴油机和汽油机的结构不同，柴油机的气缸上是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞，故A正确； B．在做功冲程，汽油机的点火方式叫点燃式，柴油机的点火方式叫压燃式，故B错误； C．柴油机比汽油机笨重，效率高，功率大，故C错误； D．在吸气冲程，柴油机吸入气缸的只是空气，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，故D错误。 故选A。 7．四冲程汽油机的 冲程对外做功，该冲程是将 能转化为 能，其余三个冲程靠 完成。 【答案】 做功 内 机械 飞轮的惯性 【详解】[1][2][3][4]汽油机只有做功冲程对外做功，在做功冲程中燃气推动活塞运动对外做功，将内能转化为机械能，其它三个冲程依靠飞轮的惯性来完成的。 8．小雨周末在家帮助妈妈做饭，发现家中正在煮饭的高压锅限压阀被气流顶起，这一现象与热机的工作循环中的 冲程原理相同，一单缸四冲程汽油机，飞轮转速为3000r/min，则1s对外做功 次。 【答案】 做功 25 【详解】[1]正在煮饭的高压锅限压阀被气流顶起，这是锅内的气体对外做功，锅内气体的内能转化为机械能；内燃机的做功冲程中，高温高压的燃气的内能转化为机械能。 [2]飞轮转速为3000r/min=50r/s，可知1s转50圈，对外25次功。 能力提升 9．如图所示是一盏“走马灯”，点燃底部蜡烛，热空气密度 （选填“变大”或“变小”）上升驱动扇叶转动，观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来。加热使空气上升驱动扇叶转动的能量转化过程与四冲程汽油机的 冲程相同。 【答案】 变小 做功 【详解】[1]热空气上升时，质量不变，体积膨胀，故密度变小。 [2]加热使空气上升驱动扇叶转动是内能转化为机械能，四冲程的汽油机中做功冲程是热空气对外做功，内能转化为机械能。 10．如图为利用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图，蒸汽机的工作原理为：打开阀门A、关闭阀门B，高压蒸汽进入汽缸，推动活塞上行。当活塞到达汽缸顶部时，关闭阀门A、打开阀门B，蒸汽进入冷凝器，汽缸内压强减小，活塞下降，循环往复。 （1）蒸汽推动活塞上行过程中，是把 能转化为 能； （2）蒸汽机活塞上行过程与汽油机的 冲程相似； （3）蒸汽机活塞往复运动，通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为200kg，活塞每次上升高度为0.6m，则活塞上升一次蒸汽机对物体做了 J有用功，假设活塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机对物体做有用功的功率为 W。 【答案】 内 机械 做功 600 1000 【详解】（1）[1][2]蒸汽推动活塞上行过程中，蒸汽对活塞做功，蒸汽的内能转化为活塞的机械能。 （2）[3]汽油机的做功冲程中，高温高压燃气推动活塞做功，燃气的内能转化为活塞的机械能，与蒸汽机活塞上行过程的能量转化相似。 （3）[4][5]由图知，杠杆左端的力臂是右端力臂的2倍，活塞每次上升高度为h=0.6m，则根据相似三角形的知识可知，杠杆右端下降的高度为h；由定滑轮的特点可知，定滑轮右侧物体上升的高度      物体的重力 G=mg=200kg×10N/kg=2000N 活塞上升一次蒸汽机对物体做的有用功 W有=Gh'=2000N×0.3m=600J 活塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机对物体做有用功的功率 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$