第1节 热机-【提优精练】2024-2025学年九年级全一册物理（人教版）

第十四章 内能的利用 第1节 热机 *基础培优题 挖掘教材,高于教材 5.如图所示,这是汽油机工作过程中的 知识点一热机 冲程。一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是 3.600r/min,则该汽油机每秒对外做功 1.下列四种交通工具,不是用热机作为动力机 次。 械的是 ) A.自行车 B.摩托车 C.卡车 D.飞机 ## 2.(教材P17图片改编)如图所 示,在试管内装些水,用橡胶 塞塞住,将水加热一段时间: 在上述加热过程中燃料的 能力提升题 综合应用,提升能力。 能转化为水蒸气的内能;随后会看 6.汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部 到橡胶塞被冲出,在橡胶塞被冲出的过程中, 分,现代汽车多数采用汽油机作为发动机,如 水蒸气的内能转化为橡胶塞的 能: 图是四冲程汽油机的工作循环示意图,下列 这体现了热机的工作原理 说法中错误的是 - 知识点二-内燃机 3.(教材P19图片改编)水烧开时产生的水蒸气 将壶盖顶起,汽油机的四个冲程中,能量转化 与之相同的是 _~ 甲 乙 丙 A.这四个冲程工作的正确顺序是乙→甲一 丁→丙 B.靠惯性完成的冲程是甲、乙、丙 C.甲冲程中内能转化为机械能 A C D.吸气冲程中吸入的是空气与汽油的混合物 4.(易错题)下面关于汽油机与柴油机的说法 7.喜欢思考的小明用塑料矿泉水 中,不正确的是 ( ) 瓶子进行了如下探究:瓶中留 A.柴油机与汽油机都是利用内能做功的机械 有少量水,盖上瓶盖(如图甲); B.一般来说汽油机输出功率比柴油机高 扭转瓶子(如图乙);轻轻扭动 C.汽油机吸入汽缸里的是汽油和空气的混合 瓶盖,瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶内出现 物,柴油机吸人汽缸里的是空气 白雾(如图丙)。图乙和图丙所示的过程,分 D.柴油机汽缸顶部有个喷油嘴,汽油机汽缸 别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似,这 , 两个冲程是 。 顶部有个火花塞 *10 中数数字科技 第四章 内能的利用 -/ #软木塞 圆简 鹤放电针 甲 乙 丙 二连接起电机 A.吸气冲程和压缩冲程 (1)将适量的汽油喷入简内,用软木塞塞住 B.压缩冲程和做功冲程 简口,摇动起电机。如果观察到放电针放 C.做功冲程和排气冲程 D.排气冲程和吸气冲程 电,汽油燃烧,软木塞被高温高压的气 体_ ,即可模拟四冲程汽油机工作时 8.光发动机是一种把光能转化为机械能的装 的 冲程。 置,其核心部分工作原理如图所示:带有活塞 (2)实验时若发现点火装置不能工作,可用 的密闭化学反应室中有气态物质,当光从窗 火柴替代放电针。想要点燃圆筒内的火柴, 口射入时,气态物质接收光能而发生反应生 可用 _会聚太阳光使其达到燃点。 成液态物质。在无光照射情况下反应逆向进 11.(开放性试题)某新型汽车由 行,重新生成气态物质。因此可通过控制窗 空气发动机提供动力,它共有 口处射入的光能使气室中的气态物质循环反 4个压缩空气缸,汽缸总容量 应,从而推动活塞输出机械能。当光发动机 为90L,可储存标准大气压下 装置中的活塞向右运动时,相当于汽油机四 90m的空气,其设计最高速度可达 个冲程中的 ( ) 154 km/h,平均每加一次气能行驶200km 活塞 ### 或10h。由于空气发动机不直接使用燃料 接转动 因而具有体积小、结构简单、维修成本低、探 窗口 装置 控方便、“零”排放的优点。即使因为技术不 曲轴连杆 成熟导致某些缺点,在科学界引起不小的争 A.吸气冲程 B.压缩冲程 议,但这项技术仍然具有广阔的发展空间。 C.做功冲程 D.排气冲程 根据上述材料,回答下列问题 9.科学家发明了一款单缸六冲程内燃机,它每一 (1)空气动力汽车与汽油动力汽车相比,优 点是 个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机 (说出一点即可) 相同,在第四个冲程结束后,立即向汽缸内喷 (2)空气发动机是利用压缩空气膨胀推动活 水,水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压的水 塞做功提供动力,空气动力汽车在开动时将 空气的 能转化为 葵气,推动活塞再次做功。据此判断,单缸六冲 能,空气 程内燃机的一个工作循环对外做功 发动机获得动力时与四冲程汽油机的 次,为进入下一个工作循环,该内燃机的第六个 冲程相似。 A.吸气 冲程。 B.压缩 冲程应该是 C.做功 *素养创新题 D.排气 挑战创新,素养发展 (3)资料表明,空气发动机排出的尾气温度 10.(跨学科实戏)在如图所示的“汽油机模型” 低于周围空气的温度,对于产生此现象的原 实验中,厚壁有机玻璃圆简内底装有两根与 因,请你提出一条合理的解释: 静电起电机相连接的放电针。 *111 中数数字科料支 中数数字科技轮轮轴的摩擦、用轻质量的绳子等。 (29℃一20℃)=0.9g。(4)由题意可知，水 专题培优内能 和盐水的数热系数k相同，且水和盐水的初 1.(1)热传递(2)C(3)0.9g(4)3.5×10 温和末温都相同，所以此时水和盐水的散热 解析：(1)物体向周国环境散热，内能减少，周国 环境的内能增加，能量发生了传递，因此这种改 快慢相同，则水和盐水放出热童之比QL Q共水执 变内能的方式是热传递。(2)由题意知，散热 快慢用单位时间内散失热量的多少来表示： 27斤，由题可知，水和盐水的休积相同， 249_12 速度在数值上等于物体在单位时间内通过的 ci△ys 因为Qt=cm△1，所以有 路程：密度在敛值上等于物体单位体积的质 C盘n后水 量：功率在数值上等于单位时间内做的功，与 C米PsVy 散热快慢一样，描迷的都是单位时间内的能 C然水P发本V公 斤：解得cg* 12 120a* 量：效率是指有用的能量与总能量之比。 11X1.0X103kg/m ×4.2×103J/(kg·℃)= (3)由题意可知，g=k(1梅一1年)一k(30℃ 12×1.1×103kg/m 35×10J/(kg·℃ 20℃)，解得k=0气，当物体温度降低到 2(1)分子不停地做无规则运动 (2)减小阻力臂(3)小于(4)比热容 29℃时，散热快慢9=k1'-tg)=10元入 第十四章 内能的利用 第1节 5.做功30解析：题图中进气门和排气门 热机 关闭，活塞向下运动，且火花塞产生电火 1.A 花，故此冲程为汽油机的做功冲程。汽油 2.化学机械 机的一个工作循环中，经历四个冲程，飞轮 3.C 转动两周，对外做功一次：该汽油机飞轮的 技法点拨m 转速是3600r/min=60r/s,所以飞轮每 汽油机四个冲程的辨析一进气门打开的 秒转动60周，即汽油机每秒完成30个工 为吸气冲程：排气门打开的为排气冲程：顶 作循环，对外微功30次。 部有火花的为做功冲程：两气门均关闭，活 技法点拔 塞上行的为压缩冲程。 1个工作循环中，有4个冲程，活塞往复运动 4,B解析：柴油机中混合气体被压编的程度比 2次（曲轴、飞轮转动2周），对外做功1次 汽油机的高，在微功冲程中气体的压强更大， 6.C解析：甲冲程，两气门都关闭，活塞向上运 能提供更大的牵引力，所以柴油机比汽油机 行，汽缸客积减小，是压缩冲程，将机减能转 的功率大，故B错误。 化为了内能，C错误。乙冲程，进气门打开 易错提醒m 活塞向下运行，汽缸容积增大，是吸气冲程， 柴油机和汽油机的区别 吸入汽油和空气的混合物，D正确。两冲程， (1)构造和点火方式：柴油机顶部没有火花 排气门打开，活塞向上运行，汽缸容积减小， 塞，有一个喷油嘴，是压燃式点火：汽油机顶 是排气冲程：丁冲程，两气门都关闭，火花塞 部有火花塞，为点燃式点火。 点火，活塞向下运行，汽缸客积增大，是做功 (2)燃料：柴油机燃烧的是柴油，汽油机燃烧 冲程，将内能转化为机械能。据此可知，四个 的是汽油。 冲程工作的正确顺序是乙→甲→丁丙。靠 惯性完成的冲程是甲、乙、丙。 5 7B解析：扭转瓶子时，小明施加的外力压缩 2.②③④4.3×10 瓶内的气体，机械能转化为内能，这一过程与 解析：由于一部分柴油燃烧，使得油箱里的柴 四冲程内燃机的压缩冲程相似：当瓶盖被瓶 油质量减少：密度、比热客、热值的大小与质 内的气体冲出时，瓶内气体对瓶盖做功，内能 量无关，所以它们的大小不变。完全燃烧 转化为机械能，这一过程与四冲程内燃机的 10kg柴油放出的热量Q=mge。=10kgX 做功冲程相似。 4.3×102J/kg=4.3×10*J. 8C解析：通过控制富口处射入的光能使气室 易错提醒 中的气态物质循环反应，从而推动活塞输出 注意：密度、比热容、热值是物质的某种特 机械能：该过程将光能转化为机械能，使活塞 性，与物质的种类和状态有关，同种物质的 向右运动（气室内的气体对活塞做功），相当 比热容、热值一般不变。 于汽油机的做功冲程。 3,ABD解析：由题图知，燃料燃烧放出的热量 9.2排气解析：由“推动活塞再次做功”可 知，单缸六冲程内燃机的一个工作循环对外 只有一部分用来做有用功，转化成了机械能， 故C错误。 做功2次：为进入下一个工作循环，孩内燃机 4.ABC解析：热机效率是指热机有效利用的 的第六个冲程是排气冲程 能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，所以 10.(1)冲出做功(2)凸透镜 减少热量的损失、使燃料充分燃烧、减少废气 解析：(1)将适量的汽油喷入简内，用软木塞 带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以 塞住筒口，摇动起电机，当放电针放电时，汽 减少能量的损失，提高效率。 油燃烧，圆简内气体的内能增加，气体对软 5.7.5×102【解析：提高内燃机效率前后，汽油 木塞做功，软木塞被高温高压的气体冲出， 机做的有用功相同：提高内燃机数率之前，每 内能转化为机械能，因此减实脸可模拟四冲 年每辆汽车的汽油机微的有用功W=Q:刀 程汽油机工作时的做功冲程。(2)因为凸造 9m171=4.6×10J/kg×1×102kg×30%:提 镜对光有会聚作用，所以可用凸透镜会聚太 高内燃机效率之后，每年每辆汽车的汽油机 阳光点燃圆简内的火柴。 做的有用功 11.(1)不直接使用燃料（或体积小、结构简单 W=Qe'2=g::=4.6×103J/kg×m:× 维修成本低等) (30%十10%)：联立两式解得m:=750kg. (2)内机械C(3)气体对外做功，内能 则每辆汽车每年可节约的汽油质量 减小，温度降低 △n=m1一m2=1000kg-750kg 解析：(1)由题意可知，空气发动机与汽油机 250kg=0.25t, 相比的优点：不直接使用燃料、体积小、结构 全国每年可节约的汽油质量 简单、雏修成本低等。(2)空气发动机利用 m=3×10×0,25t=7.5×10t. 压缩空气膨张推动活塞做功提供动力，将内 6.C解析：以天然气为燃料时，仍有热量的散 能转化为机械能.所以这个能量转化过程相 失，仍需克服摩擦做颜外功，其机械效率不能 当于汽油机的做功冲程。(3)空气发动机排 达到100%，A错误：使用天然气作燃料的优 出的尾气温度低于周国空气的温度，这主要 点是对环境污染较少、成本较低，B错误：由 是因为气体对外微功，内能减小，温度降低。 Q=四可知，然料燃烧时放出的热量与燃 料的热值和质量有关，D错误。 第2节热机的效率 易错提醒“ 1.C解析：火精采用液态氢作为燃科，是因为 注意：根据公式Q=g可知，燃料燃烧时 液态氢具有校高的热值，与其他燃料相比，完 放出的热量取决于燃料的热值？和燃料的 全燃烧相同质量的液态氨时，可以放出更多 质量m两个因素，只知其一，并不能确定放 的热量。 出热量的多少。