14.1 热机2024—2025学年人教版九年级物理全一册

2024—2025学年九年级物理人教版14.1 热机 一、单选题 1．如图所示是某四冲程内燃机的其中一个冲程，下列说法中错误的是（    ） A．这是汽油机的压缩冲程 B．该冲程工作过程中把内能转化成机械能 C．该冲程可以给内燃机提供动力 D．该冲程工作过程中活塞向下运动，带动曲轴运动 2．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A．温度相同的物体内能一定相等 B．汽油机做功冲程中燃气的内能减小 C．我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多 D．摩擦生热过程将机械能转化为内能，这个能量转化过程与内燃机的做功冲程相同 3．2024年4月24日是第九个“中国航天日”，物理社团的同学们制作了水火箭，如图是水火箭的简易原理图。使用打气筒向水火箭内不断打气，当内部气体压强增大到一定程度时，会使水从水火箭中向下喷出，从而使水火箭升空。结合题中信息，以下说法错误的是（　　） A．水向下喷出会使水火箭升空是由于物体间力的作用是相互的 B．上升过程中，水火箭瓶内气体的内能减少 C．水火箭加速升空过程中能量守恒 D．往水火箭里打气的过程相当于热机的做功冲程 4．如图是汽油机工作时的四个冲程，其中属于吸气冲程的是（　　） A．   B．   C．   D．   5．关于如图所示的四个情景中，说法中正确的是（　　） A． 两个底面削平的铅块紧压在一起后能吊住重物，这是大气压的作用 B． 抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，说明瓶中气体分子间存在引力 C． 金属管装有少量乙醚，迅速拉动缠在金属管外的皮绳，可使管内的乙醚温度降低 D． 内燃机的做功冲程，此冲程中可将燃气的内能转化为活塞的机械能 6．如图所示的是四冲程汽油机工作时各冲程的示意图，在汽油机的一个工作循环中合理的顺序是（　　） A．甲、丁、丙、乙 B．甲、丁、乙、丙 C．乙、丙、甲、丁 D．丙、丁、甲、乙 7．如图为汽油机工作循环中的某个冲程，关于此冲程的说法正确的是（　　） A．这是工作循环中的压缩冲程 B．该冲程靠飞轮的惯性完成 C．此时进气门打开，排气门关闭 D．该冲程燃气推动活塞做功 8．如图是汽油机工作的四个冲程，其中表示压缩冲程的是（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 9．如图，是四冲程汽油机的工作示意图，这种汽油机一个工作循环的四个冲程中，燃气做功的是（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 10．如图是内燃机的某个冲程，下列几种情况中与该冲程能的转化方式一致的是（　　） A． B． C． D． 11．如图所示为一汽油机示意图、该图表示此时汽油机正处于（　　） A．吸气冲程，吸入的是空气 B．压缩冲程，机械能转化为内能 C．做功冲程，内能转化为机械能 D．排气冲程，机械能转化为内能 12．如图所示，水沸腾后会将软木塞冲开，其能量转化情况和四冲程内燃机的哪一个工作冲程相似（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 13．如图为柴油机的四个冲程示意图，但顺序不对，下列相关说法不正确的是（　　） A．甲图冲程中是吸气冲程，吸进汽缸的只有空气 B．乙图冲程中燃料释放的能量绝大部分转化为机械能 C．在一个工作循环内，正确的顺序是甲→丙→乙→丁 D．若它的曲轴转速是1800r/min，则每钟对外做功15次 14．关于图所示的四个情景，下列说法正确的是 A．甲图中两个底面削平的铅块紧压在一起后能吊住重物，是由于大气压强的存在 B．乙图中试管内的水沸腾后，水蒸气将软木塞推出，表明机械能可以转化为内能 C．丙图中红墨水在热水中比在冷水中扩散快，说明温度越高扩散越快 D．丁图中活塞向下运动，这是内燃机的压缩冲程 15．关于热学知识，下列说法中错误的是(   ) A．水银温度计在测量液体温度的过程中所指示的温度也是水银的温度 B．物体吸收热量，温度不一定升高 C．水可以做汽车发动机的冷却剂，是因为水的比热容较大 D．汽油机的压缩冲程是把内能转化为机械能 二、填空题 16．汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成，如图所示是表示汽油机的 冲程，在汽油机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是 冲程。汽车汽油机工作过程中，水箱中的水温度会升高，这是通过 的方式使水的内能增加。    17．内燃机的一个工作循环有四个冲程，图中表示的是其中的 冲程，如果一台汽油机飞轮转速为2400r/min，则该汽油机每分钟对外做功 次。 18．在汽油机工作的四个冲程中，将机械能转化为内能的是 冲程，将内能转化为机械能的是 冲程。 19．如图所示，用酒精灯给水加热一段时间后，观察到软木塞冲出试管口。 （1）软木塞冲出试管口，说明力能改变物体的 。 （2）此过程中，水蒸气减少的内能转化为软木塞增加的 ，这与热机的 冲程相似。 三、计算题 20．燃气灶烧水时，把质量为2kg、初温为20℃的水加热到100℃，天然气完全燃烧放出了1.68×106J的热量．已知水的比热容为4.2×103J/（kg.℃），求： （1）水吸收的热量； （2）燃气灶烧水时的效率． 21．郝伶俐同学看到一些小汽车的尾部都标有“0.8”“1.6”“1.8”或“2.0”等字样，她上网查询得知这是汽车发动机“排气量”的数值，所谓排气量就是发动机的工作容积，是指汽缸内活塞从下止点到达上止点所扫过的体积。一般情况下发动机的“排气量”越大，功率越大。汽车发动机每一个工作循环要经历四个冲程，带动曲轴转动2周，做功一次。如图现有一辆小轿车（四个汽缸）发动机排气量为V0，燃气每次对活塞的平均压强为p0；当该发动机以最大功率工作时，曲轴的转速为n0r/min。 （1）单个汽缸一秒内燃气做多少次功 （2）该汽油机一个做功冲程做功多少？ （3）该汽油机的功率是多少？ 22．为了净化市区空气，环卫工人每天清晨都驾驶洒水车对市区道路洒水。下表是某洒水车的相关数据。已知汽油的热值为4.6×107J/kg，g取10N/kg，请根据题意回答下列问题： 空车质量 水罐容积 装满水时车轮与地面的总接触面积 额定功率 5t 4m3 0.6m2 120kW （1）若该洒水车的发动机是汽油发动机，发动机工作时哪个冲程将内能转化为机械能？燃烧0.5kg汽油能产生多少热量？ （2）该洒水车装满水时对地面的压强为多少？ （3）该洒水车在水平路面上以额定功率匀速行驶的速度为10m/s，试计算此过程洒水车所受的阻力。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B D C D A D A D C 题号 11 12 13 14 15 答案 B C B C D 1．A 【详解】该内燃机顶部有火花塞，是汽油机，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；高温高压燃气推动活塞向下运动，带动曲轴运动，将内能转化为机械能，内能减小，为内燃机提供动力，故BCD正确，A错误；故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 2．B 【详解】A．内能跟物体的质量、状态、温度有关，温度相同的物体，内能不一定相同，故A错误； B．汽油机在做功冲程中，燃气对活塞做功，燃气的内能转化为机械能，所以燃气的内能减少，故B正确； C．我们不敢大口地喝热气腾腾的汤，是因为热汤的温度高；热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故C错误； D．内燃机的压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能。摩擦生热过程将机械能转化为内能，这个能量转化过程与内燃机的压缩冲程相同，故D错误。 故选B。 3．D 【详解】A．水火箭向下喷水，给水一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，水给水火箭一个向上的力，使水火箭升空，故A正确，不符合题意； B．上升过程中，水火箭瓶内气体对水做功，自身内能减小，故B正确，不符合题意； C．根据能量守恒定律，水火箭加速升空过程中能量守恒，故C正确，不符合题意； D．向打气筒内打气的过程中机械能转化为内能，相当于热机的压缩冲程，故D错误，符合题意。 故选D。 4．C 【详解】A．如图，两气门关闭，活塞下行，为做功冲程，故A不符合题意； B．如图，进气门关闭，排气门打开，活塞上行，为排气冲程，故B不符合题意； C．如图，进气门打开，排气门关闭，活塞下行，为吸气冲程，故C符合题意； D．如图，两气门关闭，活塞上行，为压缩冲程，故D不符合题意。 故选C。 5．D 【详解】A．图中将接触面被削平的两个铅块用力压紧，可以使它们结合在一起，即便在下端悬挂一定质量的重物也不分开，这个实验说明分子之间存在相互作用的引力，故A错误； B．抽去玻璃隔板后，两瓶中的气体逐渐混合，属于扩散现象，表明分子在不停地做无规则运动，不能说明瓶中气体分子间存在引力，故B错误； C．金属管装有少量乙醚，迅速拉动缠在金属管外的皮绳，克服摩擦做功，金属管和内部乙醚的温度升高，达到乙醚燃点而燃烧，产生的高温燃气推动橡皮塞做功，可使橡皮塞从管口飞出，故C错误； D．图中两气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，该冲程是内燃机的做功冲程，此冲程中燃气的内能转化为活塞的机械能，故D正确。 故选D。 6．A 【详解】甲图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是第一个冲程﹣﹣吸气冲程； 乙图中排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，是第四个冲程﹣﹣排气冲程； 丙图中两个气门都关闭，火花塞点火，此时活塞向下运动，是第三个冲程﹣﹣做功冲程； 丁图中两个气门都关闭，火花塞没有点火，此时活塞向上运动，是第二个冲程压缩冲程； 按照四个冲程的先后顺序应该是甲丁丙乙。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【点睛】此题考查了内燃机四个冲程的确定及四个冲程的排序，属于基础知识。 7．D 【详解】由图可知，汽油机的进气门和排气门都关闭，火花塞点火，汽缸内汽油和空气的混合气体发生燃烧，推动活塞做功，将内能转化为机械能，是汽油机的做功冲程，该冲程对外提供动力，不需要靠飞轮惯性完成，故ABC错误，D正确。 故选D。 8．A 【详解】压缩冲程活塞往上运动，进气门、排气门关闭，火花塞不点火，故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 9．D 【详解】甲图进气门开启，活塞下移，空气和汽油混合物流入汽缸，是吸气冲程；乙图排气门开启，活塞上行，排出废气，是排气冲程；丙图两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，将机械能转化为内能；丁图两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，燃气对活塞做功，将内能转化为机械能。 故选D。 10．C 【详解】图中进气门和排气门都是关闭的，活塞上行，为压缩冲程，压缩冲程中机械能转化为内能。 A．滚摆上升时，质量不变，速度减小，高度增加，将动能转化为了重力势能，故A不符合题意； B．火箭升空时，将内能转化为机械能，故B不符合题意； C．钻木取火是克服摩擦做功，将机械能转化为了内能，故C符合题意； D．瀑布是将水的重力势能转化为了水的动能，故D不符合题意。 故选C。 11．B 【详解】由图可知，汽油机的进气阀和排气阀均关闭，所以不是吸气冲程和排气冲程，飞轮带动活塞向上运动，所以该汽油机正处于压缩冲程，机械能转化为内能，故B符合题意，A不符合题意，C不符合题意，D不符合题意。 故选B。 12．C 【详解】如图所示，在试管中装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲开，是内能转化为机械能；内燃机的四个冲程中，做功冲程是将内能转化为机械能的过程，因此相当于汽油机的做功冲程， 故选C． 13．B 【详解】A．甲图：进气门打开，活塞向下运行，汽缸容积增大，是吸气冲程，柴油机吸入汽缸的只是空气，故A正确，不符合题意； B．乙图：气门都关闭，活塞向下运行，汽缸容积增大，是做功冲程，将内能转化为了机械能，大部分能量热散失、用来克服摩擦做功，不是能量绝大部分转化为机械能，故B错误，符合题意； C．丙图：气门都关闭，活塞向上运行，汽缸容积减小，是压缩冲程，丁图：排气门打开，活塞向上运动，汽缸容积减小，是排气冲程，在一个工作循环内，正确的顺序是甲→丙→乙→丁，故C正确，不符合题意； D．四冲程柴油机的转速为1800r/min，说明1s内汽油机曲轴的转动30r，一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，1s内曲轴转动30r，对外做功15次，故D正确，不符合题意。 故选B。 14．C 【分析】（1）分子间存在着相互作用的引力与斥力； （2）木塞冲出过程也是水蒸气的内能转化为塞子机械能的过程，水蒸气的内能会减小，温度降低； （3）物质是由分子组成的，分子处于永不停息的运动状态，分子之间存在间隙，分子同时存在相互作用的引力和斥力；温度越高，分子运动越剧烈； （4）四冲程汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，其中只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；另外还有压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能． 【详解】A、甲图中两个底面削平的铅块紧压在一起后能吊住重物，是由于分子间存在引力，故A错误； B、当加热试管到一定程度时，水蒸气的内能足够大会将塞子冲出，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，故B错误； C、红墨水在热水中扩散的比冷水中快，说明温度越高，分子运动速度越快，扩散越快，故C正确； D、图中冲程中火花塞点火和活塞向下移动的特点，可以判断这个冲程是做功冲程，故D错误． 故选C． 15．D 【详解】A．液体温度计是根据液体的热胀冷缩的性质制成的，水银温度计在测量液体温度的过程中所指示的温度和水银的温度相等，故A正确，不符合题意； B．物体吸收热量，温度不一定升高，比如晶体熔化过程中，吸收热量，温度不变，故B正确，不符合题意； C．用水作为汽车发动机的冷却剂，是因为水的比热容较大，与其他物质相比，在质量相同、升高的温度相同时，水吸收的热量多，故C正确，不符合题意； D．汽油机的压缩冲程中，将机械能转化为内能，故D错误，符合题意。 故选D。 16． 压缩 做功 热传递 【详解】[1]图中汽油机的进气门、排气门都关闭，活塞上行，所以该冲程为压缩冲程。 [2]在汽油机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是做功冲程。 [3]汽油机的温度比水的温度高，所以内能会从汽油机传向水，这是通过热传递的方式改变水的内能。 17． 做功 1200 【详解】[1]由图可知，内燃机两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，图示所示的冲程是内燃机的做功冲程。 [2] 汽油机的飞轮转速是2400r/min，表示每分钟飞轮转动2400转，由于汽油机的飞轮每转动2转，对外做功1次，所以该汽油机每分钟对外做功1200次。 18． 压缩 做功 【详解】[1]在汽油机工作过程中的压缩冲程中，活塞压缩汽缸内空气和汽油混合物做功，机械能转化为内能。 [2]在做功冲程中，汽油燃烧，产生高温高压的燃气推动活塞做功，内能转化为机械能。 19． 运动状态 机械能 做功 【详解】(1)[1]力可以改变物体的形状，可以改变物体的运动状态；软木塞冲出试管口，说明力能改变物体的运动状态。 (2)[2][3]水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能减小，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，该过程与热机的做功冲程相似。 20．（1）6.72×105；（2）40% 【分析】（1）知道水的质量、水的比热容，求出水温度的升高值，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量，即水的内能增加值； （2）知道天然气完全燃烧放出的热量；水吸收的热量跟天然气完全燃烧放出的热量之比等于燃气灶的效率． 【详解】(1)水吸收的热量：Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(100℃−20℃)=6.72×105J，即水的内能增加了4.2×105J；(2)天然气完全燃烧放出的热量Q放=1.68×106J； 燃气灶的效率：η=×100%=×100%=40% 21．（1）（2）；（3） 【详解】解：（1）当该发动机以最大功率工作时，曲轴的转速为 由于汽车发动机每一个工作循环要经历四个冲程，带动曲轴转动2周，做功一次，所以单个汽缸一秒内燃气做功次数 （2）假设活塞的横截面积为S，活塞从下止点到达上止点所运动的路程为L，燃气对活塞的平均压力 F=p0S 发动机排气量为V0，一个汽缸排气量是，汽油机一个做功冲程所做的功 （3）汽缸一秒内燃气所做的功 汽缸做功的功率 该汽油机的功率是 答：（1）单个汽缸一秒内燃气做功次数是； （2）该汽油机一个做功冲程做功是； （3）该汽油机的功率是。 22．（1）做功冲程，2.3×107J；（2）1.5×105Pa；（3）1.2×104N 【详解】解：（1）汽油发动机的做功冲程中，活塞向下运动，利用曲轴连杆带动飞轮旋转向外做功，将内能转化为机械能。由题意可知，汽油的热值为q=4.6×107J/kg，故由Q=qm可知，燃烧0.5kg汽油产生的热量为 Q=qm=4.6×107J/kg×0.5kg=2.3×107J （2）由表中信息可知，水罐的容积为V=4m3，故由可知，水罐装满时水的质量为 m水=ρ水V=1×103kg/m3×4m3=4×103kg 则洒水车装满水时车和水的总质量为 m总=m车+m水=5×103kg+4×103kg=9×103kg 由G=mg可得，车和水的总重力为 G总=m总g=9×103kg×10N/kg=9×104N 由受力分析可知，洒水车对地面的压力等于洒水车和水的总重力，即 F压=G总=9×104N 由可得，洒水车对地面的压强为 （3）由表中数据可知，洒水车的额定功率为 P=120kW=1.2×105W 洒水车在水平路面上以额定功率匀速行驶的速度为v=10m/s，由P=Fv可得，洒水车的牵引力为 因洒水车做匀速直线运动，处于受力平衡状态，故洒水车所受阻力f等于洒水车所受牵引力F，即 f=F=1.2×104N 答：（1）发动机工作时做功冲程将内能转化为机械能，燃烧0.5kg汽油产生2.3×107J热量； （2）该洒水车装满水时对地面的压强为1.5×105Pa； （3）此过程洒水车所受的阻力为1.2×104N。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$