10.4热机2024—2025学年北师大版九年级全一册物理

2024—2025学年九年级物理北师大版10.4热机 一、单选题 1．如图所示，用软木塞塞住试管口，将试管放在酒精灯上加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲开。水蒸气把软木塞冲开的过程涉及的能量转化与下列汽油机的冲程相同的是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 2．一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是，此汽油机每秒钟内（　　） A．完成个冲程，做功次 B．完成个冲程，做功次 C．完成个冲程，做功次 D．完成个冲程，做功次 3．以下说法不正确的是（　　） A．燃料不完全燃烧时，它的热值不变 B．永动机不可制作成功，因为它违反了能量守恒定律 C．煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量比燃烧干木柴放出的热量多 D．汽油机吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物 4．如图所示，用酒精灯给试管内的水加热至一定程度，发现试管口的木塞被冲出。下列描述正确的是（　　） A．水蒸气对木塞做功，与汽油机做功冲程的原理相同 B．水蒸气对木塞做功，把机械能转化为内能 C．试管中的水是通过做功的方式增大内能的 D．水蒸气对木塞做功，水蒸气内能增大，温度升高 5．某单缸四冲程内燃机的转速为1800r/min，如图为该内燃机某冲程的示意图。下列说法错误的是（　　） A．该内燃机是柴油机 B．这是压缩冲程，机械能转化为内能 C．该冲程是靠飞轮惯性完成的 D．该内燃机正常工作时，1s对外做功15次 6．下图是热机的工作冲程图，其中将给机车提供动力的冲程是（    ） A． B． C． D． 7．关于热机，下列说法正确的是（　　） A．热机是利用化学能做功的机械 B．内燃机是燃料在汽缸内燃烧的热机 C．内燃机的效率比蒸汽机的低 D．增大热机的功率，可以提高热机的效率 8．关于四冲程的内燃机，下列说法不正确的是（    ） A．燃料燃烧时，化学能转化为内能 B．吸气冲程、压缩冲程、排气冲程是靠飞轮的惯性来完成的 C．压缩冲程是把内能转化为机械能 D．做功冲程是利用汽缸内高温高压气体的内能做功，把内能转化为机械能 9．随着人民生活水平的不断提高，汽车走进了很多家庭。关于汽车的相关知识，下列说法正确的是（　　） A．给汽车提供动力的是汽油机的压缩冲程 B．汽油机的做功冲程将机械能转化成内能 C．汽车的发动机用水作冷却剂，是因为水的比热容大 D．汽车刹车时，刹车片温度升高，这是通过热传递的方式使其内能升高 10．下列有关热和能的说法正确的是（　　） A．发生热传递时，热量总是从高温物体传递给低温物体 B．一块0℃的冰熔化成0℃的水后，温度不变，内能不变 C．汽油机和柴油机的工作原理相同，都是内能转化为机械能 D．夏天在室内洒水降温，利用了水的比热容较大的性质 11．如图所示把矿泉水瓶盖上瓶盖，用力拧变形，轻拨瓶盖，瓶盖会被冲出，瓶内出现“白气”，同时会发出“嘣”的响声.关于以上现象下列说法错误的是（　　） A．“把矿泉水瓶盖上瓶盖，用力拧变形”是为了压缩空气，对空气做功 B．“瓶盖会被冲出”说明在此过程中瓶盖机械能增大 C．“瓶内出现白气”说明瓶内空气的内能减小了 D．把矿泉水瓶拧变形的过程与汽油机的做功冲程原理相同 12．关于热机，下列说法正确的是（　　） A．汽油机汽缸顶部有喷油嘴，柴油机汽缸顶部有火花塞 B．柴油机在吸气冲程中，将空气吸入汽缸 C．汽油机在做功冲程中，进气门关闭排气门打开 D．汽油机在做功冲程中，是把机械能转化为内能 13．如图所示，瓶内有一个温度计的探头。在瓶内盛少量水，用橡皮塞塞紧瓶口，再用打气筒向瓶内打气，当瓶内气压达到足够大时，塞子将从瓶口冲出，且原来透明的瓶内充满了白雾，对“塞子从瓶口冲出”分析正确的是（　　） A．塞子冲出过程与汽油机的压缩冲程相似 B．塞子冲出过程中，温度计示数增大 C．塞子冲出过程是气体对外界做功，气体内能减小 D．原来透明的瓶内充满了白雾是因为发生了汽化现象 14．如图所示对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（　　） A．图甲，迅速拍击手柄时圆筒内的硝化棉被点燃，原因是活塞与筒壁摩擦生热 B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，瓶内空气的温度将升高 C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少 D．图丁，表示四冲程汽油机的压缩冲程 15．如图是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的热机效率是（　　） A． B． C． D． 二、填空题 16．如图是四冲程汽油机，现正处在 冲程，该冲程是通过 方式增加了汽缸内气体的内能，若该单缸四冲程汽油机的转速为3000r/min，则它每秒钟完成 个冲程。 17．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。 18．改变内能有不同的方式，如图所示，是通过 方式把试管里的水进行加热，水沸腾后，水蒸气推动活塞迅速冲出管口。在活塞被推出的过程中，能量转化情况与内燃机 冲程相同。 19．如图所示的汽油机处于 （选填“压缩”或“做功”）冲程。单缸四冲程汽油机的飞轮转动速度是2400r/min，则此汽油机每分钟对外做功 次。 三、实验题 20．如图甲、乙是小明和小华“探究不同物质吸热情况”和“比较不同燃料燃烧时的放热能力”的实验装置。 （1）甲、乙两组实验中均用到的实验探究方法有 和 。 （2）甲、乙两组实验中，杯中物质的质量应 （选填“相等”或“不相等”）； （选填“甲”或“乙”）组实验中燃料的质量应相等。 （3）甲组实验中，当温度计示数相同时，可以根据 来比较吸热的多少；乙组实验中，当燃料燃尽时，可以根据 来比较燃料放出热量的多少。 四、综合题 21．“翔州一号”是我用首艘海上飞船（图甲），它可以在空中飞行，飞行高度可达100米，也可以在水上航行，巡航速度可达140~162千米/时。 （1）下列汽油机的冲程中，给“翔州一号”提供动力的冲程是 ；（填字母） A． B． C． D． （2）“翔州一号”的机翼形状如图乙所示。这样设计的原理是 ； （3）“翔州一号”在平静的水面由静止开始运动，水平方向的阻力f随运动时间t的变化关系如图丙所示。t=50秒后，“翔州一号”以最大巡航速度做匀速直线运动。求在50-100秒内，“翔州一号”牵引力做功为多少焦？ 五、计算题 22．如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时，消耗汽油1.5L.假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，（已知：汽油的密度为，汽油的热值为）求： （1）消耗汽油的质量为多少千克？ （2）该汽车发动机做的有用功是多少？ （3）该汽车的输出功率为多少？ 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 C B C A A B B C C A 题号 11 12 13 14 15 答案 D B C C D 1．C 【详解】在试管中装入适量的水，用胶塞塞住试管口，然后用酒精灯对水加热使水沸腾，水沸腾产生的水蒸气会把胶塞冲出，在此过程中水蒸气的内能转化为胶塞的机械能，而汽油机的做功冲程中是燃气的内能转化为活塞的机械能，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 2．B 【详解】汽油机的一个工作循环由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程组成，在一个工作循环中曲轴转2圈，飞轮转2周，做功一次；由飞轮的转速为1800 r/min可知飞轮在1s内转动30周，完成了15个工作循环，共完成60个冲程，在每个工作循环中只有做功冲程对外做功，因此该汽油机在1s内做功15次，故B符合题意，故ACD不符合题意。 故选B。 3．C 【详解】A．燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧情况无关，燃料不完全燃烧时，它的热值不变，故A正确，不符合题意； B．不可能造出永动机，是因为机械能在转化过程中会有一部分转化为其它形式的能，因此永动机违反了能量守恒定律，故B正确，不符合题意； C．煤的热值比干木柴大，但两种燃料的质量未知，由Q放 = mq可知，不能比较两种燃料燃烧放出的热量，故C不正确，符合题意； D．与柴油机的吸气冲程不一样，汽油机的吸气冲程中吸入汽缸的是空气和汽油的混合物，故D正确，不符合题意。 故选C。 4．A 【详解】ABD．木塞冲出试管口时，水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能转化为木塞的机械能，水蒸气的内能减少，同汽油机的做功冲程原理，故A正确，BD错误； C．用酒精灯加热水的过程中，水从酒精灯火焰吸收热量，是通过热传递的方式使水的内能增加的，故C错误。 故选A。 5．A 【详解】A．根据汽油机和柴油机的区别可知，汽油机的汽缸顶部有一个火花塞，柴油机的汽缸顶部有一个喷油嘴，因此该内燃机是汽油机，故A错误，符合题意； B．由图可知，两个气门都关闭，活塞向上运动，因此是压缩冲程，压缩冲程将机械能转化为内能，故B正确，不符合题意； C．单缸四冲程内燃机工作时，只有做功冲程对外做功，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的，所以该冲程是压缩冲程，是靠飞轮惯性完成的，故C正确，不符合题意； D．内燃机一个工作循环，飞轮转两圈，四个冲程，对外做功一次，因此转速为1800r/min的内燃机，每秒钟飞轮转30周，完成15个工作循环，对外做功15次，故D正确，不符合题意。 故选A。 6．B 【分析】解答此类题注意总结规律，在内燃机的四个冲程中，进气阀和排气阀均关闭的只有压缩冲程和做功冲程，而在压缩冲程中活塞向上运动，做功冲程中活塞向下运动；一个气阀打开，另一个气阀关闭的是吸气冲程和排气冲程，而在吸气冲程中活塞向下运动，排气冲程中活塞向上运动；在压缩冲程中，机械能转化为内能；在做功冲程中，内能转化为机械能． 【详解】A．进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程；故A不符合题意； B．两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，内能转化为机械能，给机车提供动力；故B符合题意； C．排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程；故C不符合题意； D．两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，机械能转化为内能；故D不符合题意。 故选B。 7．B 【详解】A．热机是利用燃料燃烧时产生的内能通过做功的方式转化为机械的机械能，故A错误； B．内燃机是燃料在汽缸内燃烧的将燃料燃烧时产生的内能转化为机械能的热机，故B正确； C．内燃机的燃料利用率比蒸汽机的高，所以，内燃机的效率比蒸汽机的要高，故C错误； D．增大热机的功率，不能提高热机的效率，功率与效率无关，故D错误。 故选B。 8．C 【详解】A．燃料燃烧时，通过化学反应将燃料的化学能转化为内能释放出来，故A正确，故A不符合题意； B．内燃机的四个冲程中，做功冲程是通过燃气推动活塞做功来完成的，吸气冲程、压缩冲程、排气冲程为辅助冲程，是靠飞轮的惯性来完成的，故B正确，B不符合题意； C．压缩冲程中，活塞压缩缸内气体，对气体做功，使气体温度升高，内能增大，是把机械能转化为内能，故C错误，C符合题意； D．做功冲程是利用燃料的内能推动活塞对外做功，把燃气的内能转化为机械能，故D正确，D不符合题意。 故选C。 9．C 【详解】AB．汽油机的做功冲程将内能转化为机械能，给汽车提供动力，故AB错误； C．汽车的发动机用水作冷却剂，是因为水的比热容大，升高相同的温度时，吸收热量较多，故C正确； D．汽车刹车时，克服摩擦做功，刹车片温度升高，这是通过做功的方式使其内能升高，故D错误。 故选C。 10．A 【详解】A．由热传递的条件可知，发生热传递时，热量总是从高温物体传递给低温物体，故A正确； B．一块0℃的冰熔化成0℃的水后，吸收热量，温度不变，但内能增加，故B错误； C．在构造上汽油机采用的是火花塞，柴油机采用的是喷油嘴。汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合气体，柴油机吸入的只是空气。柴油机在压缩冲程中，机械能转化为内能，空气的内能增大，温度升高达到柴油的着火点，柴油机汽缸顶端有个喷油嘴，此时喷油嘴喷出雾状的柴油，柴油依靠压缩时内能增大，温度升高，达到柴油着火点而燃烧，点燃方式是压燃式；汽油机的压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，引燃汽油和空气的混合物，故为点燃式点火。汽油机和柴油机都是内能转化为机械能，但工作原理不同，故C错误； D．夏天在室内洒水，水汽化（蒸发）吸收热量，起到降温的作用，不是利用了水的比热容较大的性质，故D错误。 故选A。 11．D 【详解】A．“把矿泉水瓶盖上瓶盖，用力拧变形”是为了压缩空气，对空气做功，空气内能增大，故A正确，不符合题意； B．“瓶盖会被冲出”，瓶盖的高度增高重力势能增大，速度增大动能增大，说明在此过程中瓶盖机械能增大，故B正确，不符合题意； C．“瓶内出现白气”空气对外做功，温度降低，水蒸气遇冷液化成为小水珠，说明瓶内空气的内能减小了，故C正确，不符合题意； D．把矿泉水瓶拧变形的过程是将机械能转化为内能，与汽油机的压缩冲程原理相同，故D错误，符合题意。 故选D。 12．B 【详解】A．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，故A错误； B．与汽油机不同的是柴油机在吸气冲程中，将空气吸入汽缸，故B正确； C．汽油机在做功冲程中，进气门和排气门都是关闭的，故C错误； D．汽油机的做功冲程中，将内能转化成了机械能，故D错误。 故选B。 13．C 【详解】A．塞子被瓶内气体冲出，气体对塞子做功，内能转化为机械能；汽油的做功冲程将内能转化为机械能，所以塞子冲出过程与汽油机的做功冲程相似，故A错误； BC．塞子被瓶内气体冲出的过程是瓶内气体对外做功气体内能减少，温度降低，温度计示数变小，故B错误，C正确； D．瓶内的气体压强增大到一定程度，对瓶塞做功，将瓶塞打出，气体对外做功，将内能转化为机械能，气体的内能减少，温度降低，温度计示数减小，瓶中的水蒸气遇冷液化而形成白雾，故D错误。 故选C。 14．C 【分析】（1）改变物体内能的方式：做功和热传递；压缩空气做功，机械能转化为内能； （2）物体对外做功，内能减少，温度降低； （3）根据活塞的运动方向和气门的闭合情况判断是内燃机的哪一个冲程． 【详解】A. 甲图中迅速下压活塞，活塞压缩空气做功，机械能转化为内能，使硝化棉被点燃，故A错误； B. 乙图中软木塞飞出时，瓶内气体对外做功，管内气体的内能减少，温度降低，故B错误； C. 丙图中试管内的水蒸气推动了塞子做功，水蒸气的内能减少，故C正确； D. 丁图中活塞向下运动，进气门关闭，排气门关闭，是内燃机的做功冲程，故D错误． 故选C． 15．D 【详解】因热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，所以，由内燃机的能量流向图可得，内燃机的热机效率 故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 16． 压缩 做功 100 【详解】[1][2][3]如图，进气门、排气门都关闭，活塞上移，现正处在压缩冲程；压缩冲程活塞对气体做功，使气体的内能增大。 [3]飞轮的转速是3000r/min，所以每分钟转动的圈数为3000r，因为飞轮转动一圈完成两个冲程，所以1min可以完成 2×3000=6000 个冲程，故每秒钟完成100个冲程。 17． 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。 18． 热传递 做功 【详解】试题分析：酒精灯对水加热，通过热传递方式把试管里的水进行加热，水沸腾后，水蒸气推动活塞迅速冲出管口，将内能转化为机械能，在活塞被推出的过程中，能量转化情况与内燃机做功冲程相同． 考点：物体内能的改变 点评：改变物体内能有两种方式：做功和热传递．当物体对外做功时，物体的内能转化为机械能，物体的内能减小． 19． 压缩 1200 【详解】[1]由图可知，汽油机的两气门都关闭，活塞向上运动，故可以判断这个冲程是压缩冲程。 [2]单缸四冲程汽油机的飞轮转动速度是2400r/min，每分钟飞轮转动2400r，一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，每分钟对外做功1200次。 20． 控制变量法 转换法（两空不分顺序） 相等 乙 加热时间 液体升高的温度 【详解】（1）[1][2]甲装置是比较不同物质吸热升温的现象，则需要相同的热源，确保相同时间放出的热量相同，对质量和初温相同的不同液体加热，比较吸收相同热量时温度的变化量；乙装置是为了比较不同燃料燃烧时的放热能力，需要用相同质量的不同燃料，加热质量相同的同一种液体，比较同种液体升高的温度来比较比较不同燃料燃烧时的放热能力，都用到了控制变量法和转换法。 （2）[3]甲装置是比较不同物质吸热升温的现象，则需要相同的热源，确保相同时间放出的热量相同，对质量和初温相同的不同液体加热，比较吸收相同热量时温度的变化量。 [4]乙装置是为了比较不同燃料燃烧时的放热能力，需要用相同质量的不同燃料，加热质量相同的同一种液体，比较同种液体升高的温度。 （3）[5][6]根据转换法，当温度计示数相同时，甲组实验是通过加热时间来比较不同物质吸收热量的多少，乙组是利用燃料燃烧产生的热量来加热液体，通过液体温度的变化来比较不同燃料放出热量的多少。 21． C 流速越大，压强越小，流速越小，压强越大 2.25×107J 【详解】（1）[1]A中的一个气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，故A不符合题意。 B中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，故B不符合题意。 C中的两个气阀都关闭，活塞下运动，所以为做功冲程，给汽车提供动力，故C符合题意。 D中的一个气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，故D不符合题意。 故选C。 （2）[2]“翔州一号”的机翼形状如图乙所示，机翼要设计成上凸下平的形状，当飞船前进时，气流通过机翼上、下方的速度不同，空气对机翼上表面产生的压强小于它对机翼下表面产生的压强。这样，机翼上、下表面就存在着压强差，从而获得升力，设计的原理是流速越大，压强越小；流速越小，压强越大。 （3）[3]由图乙知，当“翔州一号”做匀速直线运动时，动力为1.0×104N，所以，根据二力平衡条件可得船受到的阻力为 f=F=1.0×104N 由图像知，在0~50s内，动力大于阻力，所以此时“翔州一号”做加速运动；t=50秒后，“翔州一号”以最大巡航速度做匀速直线运动，速度为 v=162km/h=45m/s 从50~100s时间内“翔州一号”通过的路程为 s=vt=45m/s×50s=2250m 所以从50~100s时间内牵引力做功为 W=Fs=1×104N×2250m=2.25×107J 22．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）由得，消耗汽油的质量为 （2）汽油完全燃烧放出的热量 由得，汽油机的有用功 （3）由得，汽车运动的时间 汽车的输出功率 答：（1）消耗汽油的质量为1.2kg； （2）汽车发动机做的有用功； （3）该汽车的输出功率为。 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 $$