14.1热机练习--2024-2025学年人教版九年级全一册物理

14.1热机 练习 一、填空题 1．在巴黎奥运会10米气步枪混合团体赛中，盛李豪和黄雨婷组合摘得金牌。气步枪的原理是利用高压气体将子弹迅速推出，从而击中远处射击靶。高压气体将子弹推出时，高压气体的内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），这一过程的能量转化相当于四冲程内燃机中的 冲程。 2．生活中的“热”字表示“热量、内能或温度”不同的含义；如“热胀冷缩”中的“热”表示 ；“热机”中的“热”表示 。 3．图甲为我国古代“省油灯”剖面示意图。向灯盏夹层内注水，能达到省油的目的。主要利用了水的 较大，能较快降低油的温度，减慢油的蒸发。图乙是全自动无人驾驶地铁列车，该列车为纯电力驱动，能够实现自动唤醒、自动启停、自动开关门等功能。该款全自动无人驾驶地铁列车 （选填“属于”或“不属于”）热机。 4．如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，其中图 是机械能转化为内能的冲程，若此时转速表显示1200r/min，则1秒钟对外做功 次。 5．汽油机和柴油机都属于内燃机，做功冲程都是将 能转化为机械能，但它们也存在很多不同点，如柴油机的点火方式为压燃式，而汽油机的点火方式为 。 6．如图是2023年10月26日神舟十七号运载火箭载着开封航天员江新林和队友三人共赴苍穹的场景。火箭的发动机 （填“是”“不是”）热机，火箭点火升空时的能量转化是 。 二、单选题 7．大多数汽车采用汽油机作为发动机，如图是单缸四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中不正确的是（　　） A．一个工作循环的正确顺序是：丁、甲、丙、乙 B．丁冲程是吸气冲程，吸入的是汽油和空气的混合物 C．乙冲程是把内能转化为机械能 D．气缸内气体的内能最大的是丙冲程 8．热机的广泛使用已成为一个国家工业化程度的标志，下列交通或运输工具中，动力设备不是使用热机的是（　　） A．远洋货轮 B．C919客机 C．载重汽车 D．木帆船 9．关于内燃机，下列说法不正确的是（　　） A．内燃机是利用内能来做功的机器 B．在压缩冲程，内能转化为机械能 C．即使技术再进步，内燃机的效率也不能到达100% D．做同样的功，内燃机效率越高消耗的燃料越少 10．2023年5月30日9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，10分钟后，神舟十六号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，下列说法正确的是（    ） A．飞船加速升空时，飞船的动能增大，重力势能增大 B．飞船变换角度入轨时，它的运动状态保持不变 C．火箭用的发动机不属于热机 D．火箭用液态氢做燃料，是因为液态氢比热容大 三、多选题 11．2024年10月20日，随州市教科院在广水举行“科学实验展评活动”成果展。如图1为某小组同学自制的水火箭结构示意图。如图2为使用打气筒向水火箭内不断打气示意图，当水面上方压强增大到一定程度时，会使水向下喷出，从而使水火箭升空结合材料，你认为以下说法正确的是（　　） A．利用打气筒向水火箭内打气，水火箭中空气的内能不变 B．打气筒将空气压入水火箭内时机械能转化为内能 C．水火箭升空瞬间的能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同 D．水向下喷出时，通过热传递的方式减小了内能 12．如图所示，甲、乙分别是某内燃机的四个工作冲程及其能量流向图。下列说法正确的是（   ） A．图甲中的②是做功冲程，机械能转化为内能 B．内燃机一个工作循环的正确顺序是③①②④ C．由图乙可知该内燃机的效率是28% D．减少该机械散热的耗能，可以提高燃料的热值 四、简答题 13．“东风快递，使命必达”。如图所示是国庆阅兵式上我国首次亮相的高超音速导弹DF-17，该导弹采用火箭动力助推火箭。DF-17的表面层由耐高温材料制成，可防止弹头飞行过程中因高温而损坏。 (1)助推火箭的发动机是否属于热机？为什么？ (2)弹头飞行过程中温度升高，发生了什么能量转换？ 五、计算题 14．如图所示，为我国首艘国产大型邮轮“爱达·魔都”号首次航行的情景。若该邮轮以36km/h的速度匀速航行43min，消耗柴油9×103kg，发动机的功率6×107W，已知柴油的热值为4.3×107J/kg，则： (1)消耗的柴油完全燃烧放出的热量是多少焦耳？ (2)该邮轮在航行过程中的阻力为多大？ (3)发动机的效率是多少？ 15．汽车排量Ⅴ指汽缸工作容积，也就是指活塞从上止点到下止点所扫过的容积（如图），它取决于活塞的面积S和活塞上下运动的距离L（既冲程长）。设活塞在做功过程中汽缸内的气体压强不变为p，若t时间内曲轴转动n圈。请推导 (1)在一个做功冲程里，发动机做功； (2)发动机的功率。 六、实验题 16．如图所示，在试管内装适量的水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾，根据图中提供的信息回答下列问题。 (1)塞子冲出试管后，由于 继续向前运动 (2)塞子被推出的过程中， 能转化成 能，这个过程中能量转化与内燃机的 冲程相同。 (3)如图所示，先在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉，然后迅速压下活塞，观察到的棉花燃烧起来：对这一现象的解释是，活塞压缩玻璃筒内的空气，对筒内空气 ，使空气的 能增加，温度升高，达到燃点。这个过程的实质就是内燃机的 冲程。 17．如图所示是四个热学实验。请根据实验现象解决相关问题： 甲：演示气体扩散，其中A瓶中装有无色的空气、B瓶中装有红棕色的二氧化氮气体； 乙：两块表面平整光滑的铅块压紧后可吊起重物； 丙：给试管中的水加热，水蒸气把软木塞顶起来； 丁：用弹簧测力计拉玻璃板，玻璃板的下表面与水面接触未分开，发现弹簧测力计的示数大于玻璃板的重力。 (1)甲实验中，使两个瓶口上下相对，之间用一块玻璃板隔开，然后抽掉玻璃板。上面放置的是 （选填“A”或“B”）瓶； (2)其中 两个实验现象的原因相同，这两个实验都表明：分子间存在引力； (3)丙这个实验虽然简单，却基本展示了 的工作原理。在这个实验中，燃料燃烧时产生的热量传给水和水蒸气；塞子受到水蒸气的压力而冲出去，这属于能量的 （转移、转化）。 18．为了探究做功对物体内能的影响，小明利用注射器、数字温度传感器等器材进行了如图所示探究。 如图甲，在注射器前端筒壁上钻一个小孔，将温度传感器的探头插入注射器内，用密封胶将小孔密封，读出此时温度传感器的示数； (1)如图乙，用橡皮帽将注射器的注射口堵住，用力向左推动活塞，传感器的示数逐渐增大，说明活塞压缩筒内气体，使气体内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），这是通过 的方式改变了气体的内能； (2)当橡皮帽被喷出时，注射口喷出“白气”，温度传感器示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；此过程中的能量转化与汽油机的 冲程相同。 参考答案： 题号 7 8 9 10 11 12 答案 C D B A BC BC 1． 减小 做功 【详解】[1]高压气体将子弹推出时，高压气体的内能转化为子弹的机械能，高压气体的内能减小。 [2]这一过程的能量转化相当于四冲程内燃机中的做功冲程，都是将内能转化为机械能。 2． 温度 内能 【详解】[1]“热胀冷缩”指的是物体在温度高时膨胀，温度低时收缩，因此“热胀冷缩”中的“热”表示的是温度高。 [2]“热机”是利用内能对外做功的，所以“热”指内能。 3． 比热容 不属于 【详解】[1]水的比热容较大，在质量一定时，吸收相同的热量，温度变化量较小，向灯盏夹层内注水，水吸收热量，降低油的温度，减慢油的蒸发，从而达到省油的目的。 [2]热机是指利用内能做功的机械，全自动无人驾驶地铁列车为纯电力驱动，所以不属于热机。 4． 甲 10 【详解】[1] 机械能转化为内能的冲程为压缩冲程，图甲中，进气门和排气门都是关闭的，活塞向上运动，可以判断是压缩冲程。 [2] 若飞轮转速是1200r/min=20r/s，表示每秒飞轮转动20圈，要经过40个冲程，对外做功10次。 5． 内 点燃式 【详解】[1]热机是利用内能来做功的机器，即汽油机和柴油机的做功冲程都是将内能转化为机械能。 [2]由课本的知识可知，汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式。 6． 是 化学能转化为内能，内能再转化为机械能 【详解】[1]火箭的发动机也是利用内能工作的机械，属于热机。 [2]火箭发射升空时，通过燃烧燃料将化学能转化为内能，释放的内能转移到高温高压的燃气上，然后向后喷出燃气，气体膨胀对外做功，内能转化为机械能，使火箭高度增加，速度增大，因此火箭点火升空时的能量转化是化学能转化为内能，内能再转化为机械能。 7．C 【详解】ABC．甲图气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为了内能，是第二冲程； 乙图排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，没有能量的转化，是第四冲程； 丙图气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，将内能转化为机械能，是第三冲程； 丁图进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，吸入的是汽油和空气的混合物，是第一冲程，所以一个工作循环的正确顺序是：丁、甲、丙、乙，故AB正确，不符合题意，C不正确，符合题意； D．做功冲程中电火花点火后的瞬间，汽油燃烧产生高温高压的燃气，此时气缸中的温度最高、内能最大，故D正确，不符合题意。 故选C。 8．D 【详解】ABC．远洋货轮、C919客机、载重汽车工作时都需要燃烧燃料，放出热量，将内能转换为机械能，所以都是使用热机工作的，故ABC不符合题意； D．木帆船是利用风力工作的，工作时没有使用热机，故D符合题意。 故选D。 9．B 【详解】A．内燃机是利用内能转换成机械能的机械，故A正确，不符合题意； B．在压缩冲程，活塞向上运动，压缩汽缸内气体，对其做功，机械能转换成内能，故B错误，符合题意； C．由于能量不可避免有损失，即使技术再进步，内燃机的效率也不能到达100%，故C正确，不符合题意； D．内燃机效率是有效利用的能量与燃料完全燃烧释放的能量之比，做同样的功，内燃机效率越高，燃料完全燃烧释放的能量越少，根据，消耗的燃料越少，故D正确，不符合题意。 故选B。 10．A 【详解】A．飞船加速升空时，速度增大，飞船的动能增大，高度增大，重力势能增大，故A正确； B．飞船变换角度入轨时，运动方向在变，它的运动状态改变，故B错误； C．火箭用的发动机将内能转化为机械能，属于热机，故C错误； D．火箭用液态氢做燃料，是因为液态氢热值大，故D错误。 故选A。 11．BC 【详解】A．利用打气筒向水火箭内打气，打气筒对水火箭做功，水火箭中空气的内能增大，故A错误； B．打气筒将空气压入水火箭内时，将机械能转化为内能，通过做功改变物体的内能，故B正确； C．水火箭升空瞬间的能量转化过程中将内能转化为机械能，能量转化与汽油机的做功冲程相同，故C错误； D．水向下喷出时，水对火箭做功，通过做功的方式减小内能，故D错误。 故选B。 12．BC 【详解】AB．①图中两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；②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，燃气推动活塞下行，内能转化为机械能；③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；④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。所以，该内燃机一个工作循环的四个冲程正确的顺序是③①②④，故A错误，B正确； C．由图乙可知该内燃机的效率为 故C正确； D．热值是燃料的一种属性，与机械散热的耗能多少无关，故D错误。 故选BC。 13．(1)见解析 (2)见解析 【详解】（1）热机是指各种利用内能做功的机械‌。火箭发动机工作时它向后高速喷出气体，从而获得前进的动力，燃料在汽缸内部燃烧，燃料的内能转化为机械能，所以属于热机。 （2）DF-17弹头飞行过程中与空气发生摩擦，弹头克服摩擦做功，将机械能转化成内能，导致温度升高。 14．(1) (2) (3) 【详解】（1）消耗的柴油完全燃烧放出的热量是 （2）该邮轮在航行过程中的牵引力为 邮轮做匀速直线运动，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，该邮轮在航行过程中的阻力为 （3）发动机做的机械功为 发动机的效率是 15．(1)见解析 (2)见解析 【详解】（1）由题意可知，做功冲程中，燃气对活塞的压力为 则在一个做功冲程里，发动机做功为 （2）若t时间内曲轴转动n圈，对外做功次，则做一次功的时间为 则发动机的功率为 16．(1)惯性 (2) 内 机械 做功 (3) 做功 内 压缩 【详解】（1）塞子冲出试管后具有速度，由于惯性要保持原有运动状态继续向前运动。 （2）[1][2][3]塞子被推出的过程中，瓶内气体对塞子做功，气体的内能转化为塞子的机械能，与内燃机的做功冲程相同。 （3）[1][2][3]活塞压缩玻璃筒内的空气过程中，活塞对筒内空气做功，活塞机械能转化为筒内空气的内能，使空气内能增加，与内燃机的压缩冲程相同。 17．(1)A (2)乙丁 (3) 热机 转化 【详解】（1）二氧化氮的密度大于空气的密度，如果把二氧化氮气体放到上方的话，由于自身密度大的缘故，二氧化氮分子也会下沉到下方的空气瓶子中去，就不能说明分子在不停地做无规则运动，因此要把密度小的空气瓶子放到上方，把二氧化氮放在下方，即上面放置的是A瓶。 （2）分子间存在相互作用的引力和斥力，其中乙和丁两个实验现象的原因相同，这两个实验都可以表明分子间存在引力。 （3）[1][2]丙实验是气体膨胀对外做功，基本展示了热机的工作原理，高温高压燃气推动活塞做功；塞子受到水蒸气的压力而冲出去，这属于能量的转化，将内能转化为机械能。 18．(1) 增大 做功 (2) 变小 做功 【详解】（1）[1][2]根据题意可知，活塞压缩筒内气体做功，使气体内能增大，温度升高，这是通过做功的方式改变了气体的内能。 （2）[1][2]当橡皮帽被喷出时，筒内气体对外做功，温度降低，温度传感器示数变小，这是内能转化为机械能，与汽油机的做功冲程的能量转换相同。 学科网（北京）股份有限公司 $$