第十章 四、热机-【勤径学升】2024-2025学年九年级物理上册同步练测（北师大版）

第十章机械能、内能及其转化 四、热机 [答案 6] 基础巩固练 知汽油机 单缸四冲程汽油机在1s内完成了15个循环,则 该汽油机工作时飞轮的转速为 目前我国已将发动机研发列为国家重大科技专 r/min。 #1 项。我国下列“陆、海、空、天”装备中动力机械 不属于热机(利用内能做功的机械)的是( A.052D型导弹驱逐舰燃气轮机 4题图 B. 中国高铁交流异步牵引电动机 细②柴油机 C.长征五号火箭液氢液氧发动机 (甘肃武威凉州秋级期中)为保障断电期间的医 D.歼20战机涡扇15煤油发动机 疗用电,许多医院用柴油机发电,关于柴油机 (湘西州)随着人民生活水平的不断提高,小汽 下列说法正确的是 C - 车已进入了千家万户,小汽车的发动机一般都 A.向柴油机汽缸内多通入空气可以提高柴油的 是四冲程汽油机。以下是四冲程汽油机工作示 热值 意图,其中做功冲程是 B.压缩冲程中汽缸内气体的内能增大 C. 柴油机吸气冲程吸入的是柴油和空气的混 合物 C A D.用水循环来降低柴油机的温度主要是利用水 B C ③(宁淡)在如图所示的“汽油机模型”实验中,将 的比热容较小 关于汽油机和柴油机的区别,下列说法错误 少量的汽油喷入简内,用软木塞塞住简口,摇动 的是 C ~ 起电机,观察到放电针放电,汽油燃烧,软木塞 被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程 A.汽油机有火花塞,柴油机有喷油嘴 汽油机工作时的 ( B.汽油机用压燃式点火,柴油机用点燃式点火 。软木塞 C.吸气冲程中,汽油机吸入汽油和空气的混合 H圆简 物,柴油机只吸入空气 Il放电针 D.小汽车、摩托车通常用汽油机作发动机,卡 2_连接起电机 车、挖掘机用柴油机作发动析 3题图 柴油机和汽油机在一个工作循环内的四个冲程 A.吸气冲程 B.压缩冲程 C 中完全相同的冲程是 ~ C.做功冲程 D.排气冲程 A.吸气、压缩 B.压缩、排气 如图所示是四冲程汽油机工作状态示意图,由 C.吸气、压缩、排气 D.排气 图可以看出,此时它正处在。 冲程。某 见此图标眼抖音/微信扫码领取配套资源 稳步提升成绩 九年级物理·北师版(上册) [答案 P6] 能力提升练 (天门)某汽油机的四个冲程如图所示。在该汽 的燃料获得了更多的机械能,提高了热机的 油机的一个工作循环中,压缩冲程结束后,下一 为进入下一个工作循环,这款内燃 个冲程是 机的第六冲程应是 冲程。 素养拓展练 阅读短文,回答下列问题 空气的动力 A B C 空气动力是指空气与物体 如图所示为四冲程内燃机工作示意图,这四个 做相对运动时作用在物体上的 冲程中活塞和曲轴的位置,进气门、排气门的开 力,简称气动力。当我们快速 闭情况有错误的是 ) 地松开鼓起来的气球时,气球 7题图 会“嗖”一下出去了,这时气球 获得了气动力。 经过长时间探索,人们已经成功制造出多 种使用压缩空气为动力推动叶片或活塞运动的 A.吸气 B.压缩 C.做功 D.排气 发动机,即叶片式、活塞式空气发动机。 (天门)如图为汽油机工作循环中的 如图是某新型的以空气发动机为动力的汽 某个冲程,关于此冲程的说法正确 车。它共有4个压缩空气缸,总容量为90L,可 的是 ( 储存标准大气压下90m^{}的空气.其设计最高速 A.进气门打开,排气门关闭 度可达154km/h,平均每加一次气能行驶200km B.喷油嘴喷出雾状汽油 或10h。由于空气发动机不直接使用燃料,因而 3题图 C.靠飞轮的惯性完成 具有体积小、结构简单、维修成本低、操控方便 D.内能转化为机械能 “零排放”等优点。虽然因为技术不成熟导致某 下列关于汽油机和柴油机的说法中,错误的是 些缺点,在科学界引起不小的争议,但这项技术 仍然具有广阔的发展空间。 (1)压缩空气动力汽车最理想的加气工具应是 A.汽油机和柴油机使用的燃料不同 B.柴油机和汽油机的做功冲程都是将内能转化 (选填“内燃机”“电动机”或“蒸汽 为机械能 机”)提供动力。 C.柴油机汽缸顶部有个喷油嘴,汽油机汽缸顶 (2)空气发动机是利用内能做功的,空气发动机 部有个火花塞 获得动力时与四冲程汽油机的 D.汽油机和柴油机的效率没有差别,完全相同 程工作过程相似。 A.吸气 B.压缩 C.做功 D.排气 (江苏迁模拟)如图所示,某单缸四冲 (3)分析短文,下列说法正确的是 程汽油机正处于 冲程,此冲程 A.松开鼓起来的气球时,气球飞出去,这是 将___能转化为 能;若正 因为物体受到惯性的作用 常工作时飞轮的转速为1800v/min。该 B.空气动力汽车工作时将内能转化为机 汽油机每秒共经历了 个冲程。5题图 械能 科学家发明了一款单缸六冲程内燃机,它每一 C.以空气发动机为动力的汽车,靠汽缸内空 个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机 气燃烧产生能量 相同,在第四冲程结束后,立刻向汽缸内喷水, D.空气动力汽车工作时不会有能量的损失 水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气 (4)资料表明,空气发动机排出的尾气温度低于 推动活塞再次做功,水蒸气温度 (选填 周围空气的温度,对于产生此现象的原因 “升高”“降低”或“不变”),其内能 (选 请你提出一条合理的解释: 填“增大”“减小”或“不变”),这样燃烧同样多 12 见此图标抖音/微信扫码领取配意资源 稳步提升成绩九年级物理·北师版（上册） 体，B,点和C点的温度相等，因为然化过程要吸收2.C[解析]A图中进气门打开，排气门关闭，活塞向 热量，所以该物质在C,点时的内能大于在B,点时的 下运动，是吸气冲程；B图中进气门和排气门都关 内能。在整个过程中质量不发生变化，用相同的加 闭，活塞向上运动，是压缩冲程；C图中进气门和排 热器加热，在相等时问内吸收的热量相等，由于AB 气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲 段比CD段温度升高得快，故AB段的比热容小于 程：D图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运 CD段的比热容。 动，是排气冲程。 6.3.5×1065 3.C[解析]将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住 [解析]1盒牛奶的质量m4=0.25kg,1盒牛奶吸 筒口，摇动起电机，放电针放电，汽油燃烧，软木塞 收的热量：Q展=c年斯m*场△1本n=4.0× 被高温高压的气体冲出，这个过程中燃气的内能转 103J/(kg·℃)×0.25kg×(45℃-10℃)= 化为软木塞的机械能。汽油机的做功冲程中，燃气 3.5×10J;3盒牛奶啜收的热量：Q'=3×3.5× 的内能转化为活塞的机械能。故该实验可模拟四 101=1.05×101,曲)-号可得水放出的热童： 冲程汽油机工作时的做功冲程，C符合题意。 4.做功1800 Qa=2=105x10J=2.1×10J,由Qa=mA [解析]从题图中可以看出，该冲程具有火花塞点 750% 火和活塞向下运动的特点，可以判断这个冲程是做 Q 2.1×103J 得△*=em幸=4.2x10V(kg·℃)×2g 功冲程。汽油机在1s内完成了15个循环，即转 15×2=30(r),则1min转30×60=1800(r),故该 25℃，水的末温*=0*-△=90℃-25℃=65℃。 汽油机工作时飞轮的转速为1800r/min 素养拓展练 5.B[解析]热值大小仅与燃料的种类有关，与柴油 7.(1)4×103J/(kg·℃)(2)3.5×10°J 机汽缸内空气的多少无关，故A错误；柴油机的压 [解析](1)由表格数据分析可知，该晶体的熔点为 缩冲程中汽缸内气体的内能增大，故B正确：柴油 0℃，在12.5℃到25℃的阶段，该晶体吸收的热量： 机在吸气冲程中吸入的是空气，故C错误；用水循 Q.=550kJ-500kJ=50kJ,晶体熔化为液体后，其质 环来降低热机的温度，主要是利用水的比热容较大 量不变，仍然为1kg,根据Q复=cm△可知，该品体在 的特性，故D错误。 液态时的比热容：C= 50×103J 6.B[解析]汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴，故A m4t1kg×(25℃-12.5℃) 说法正确：柴油机与汽油机采用的点火方式不同， 4×10J/(kg·℃)。 柴油机采用压燃式，汽油机采用，点燃式，故B说法 (2)该晶体的熔点为0℃，表格前11组数据中第 错误；在内燃机的吸气冲程中，汽油机吸入的是汽 1~4组为晶体未熔化时吸热升温的数据，最后9~ 油和空气的混合物，柴油机吸入的只有空气，故C 11组为该晶体在液态时吸热升温的数据。分析前 说法正确；柴油机一般用于大型机械，如卡车、挖掘 4组数据可知，温度每升高12.5℃，晶体吸收的热 机，汽油机用于小型机械，如小汽车、摩托车，故D 量为25kJ,所以，第5组数据是晶体的温度刚升高 说法正确。 到0℃时的数据（品体即将熔化），则温度刚为0℃7.D[解析]吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空 吸收的热量与第1组数据相比，晶体吸收的热量 气的混合气体，柴油机吸入的只有空气，所以吸气 为：Q,=100kJ:分析上面表格9~11组数据可知， 冲程不同；柴油机属于压燃式，所以在压缩冲程中， 该晶体在液态时，温度每升高12.5℃，吸收的热量 柴油机比汽油机压缩程度高，所以压缩冲程不同： 为50kJ;由此可知，晶体刚熔化完时与第1组数据 汽油机汽缸顶部有个火花塞，柴油机汽缸顶部有个 相比，吸收的热量为Q2=500kJ-50kJ=450kJ:因 喷油嘴，柴油机采用压燃式，点火，汽油机采用点燃 此该晶体在熔化过程中吸收的热量：Q=Q2一Q,= 式点火，所以做功冲程不同；排气冲程只是将废气排 450kJ-100kJ=350kJ=3.5×10J。 出，所以柴油机和汽油机在一个工作循环内完全相 四、热机 同的冲程是排气冲程。通过以上分析可知，D正确。 【基础巩囿练】 【能力提升练】 1,B[解析]燃气轮机、火箭液氢液氧发动机和煤油 1.B[解析]汽油机四个冲程是吸气冲程、压缩冲 发动机都是热机，工作时把内能转化成机械能，而 程、做功冲程、排气冲程，在该汽油机的一个工作循 电动机是把电能转化成机械能，不符合热机的特 环中，压缩冲程结束后，下一个冲程是做功冲程；A 点，故B符合题意。故选B。 图中两个气门关闭，活塞上行，为压缩冲程，故A不 ·6. 参考答案及解析 符合题意；B图中两个气门关闭，活塞下行，为做功 球向外喷气时，自身也获得一个反作用力，说明物 冲程，故B将合题意；C图中进气门关闭，排气门打 体间力的作用是相互的，故A错误；空气动力汽车 开，活塞上行，为排气冲程，故C不符合题意；D图 工作时压缩的气体对外做功，将内能转化为机械 中进气门打开，排气门关闭，活塞下行，为吸气冲 能，故B正确；以空气发动机为动力的汽车，靠汽缸 程，故D不符合题意。 内空气膨胀对外做功，而不是燃烧产生能量，故C 2.B[解析]吸气冲程中，进气门打开，排气门关闭， 错误：空气动力汽车工作时能量会有一定的损失， 根据图中曲抽的位置可知，活塞向下运动，故A正 故D错误。 确：压缩冲程中，两个气门都关闭，活塞应该向上运 (4)空气发动机排出的尾气温度低于周围空气的温 动，根据图中曲轴的位置可知，此时活塞向下运动， 度，这主要是因为气体对外做功，内能减小，温度降低。 故B错误：做功冲程中，两个气门都关闭，活塞向下 五、火箭 运动，故C正确：排气冲程中，进气门关闭，排气门 【基础巩固练】 打开，活塞向上运动，故D正确。故选B。 1.D[解析]月球表面没有空气，燃料不能燃烧，所 3.D[解析]观察题图可知，汽油机的进气门和排气 以柴油机、汽油机、空气喷气发动机都不能使用，故 门都关闭，火花塞产生电火花，汽缸内汽油和空气 应该使用电动机，故ABC错误、D正确。故选D。 的混合物燃烧，是汽油机的做功冲程，将内能转化 2.A[解析]如图，该机器将一部分化学能转化成了 为机械能，该冲程对外做功，不需要靠飞轮的惯性 内能，还有一部分内能转化成了机械能，火箭发动 完成，故A、B、C错误，D正确。故选D。 机属于热机，热机工作时燃料燃烧，化学能转化为 4.D[解析]汽油机和柴油机使用的燃料不同，汽油 内能，然后将内能转化为机械能，故A符合题意：发 机使用汽油，柴油机使用柴油，故A正确：柴油机和 电机工作时将其它形式的能转化为电能，故B不符 汽油机微功冲程都是将内能转化为机械能，故B正 合题意：滑轮组工作时由于绳子与滑轮的摩擦，大 确；汽油机汽缸顶部有个火花塞，采用点燃式点火， 部分是机械能输出，也有少部分机械能转化为内 柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，采用压燃式点火，故C 能，故C不符合题意；电饭煲工作时将电能转化为 正确；一般柴油机的压缩比比汽油机大得多，且汽 内能，不产生机械能，故D不符合题意。故选A。 缸内柴油燃烧要比汽油燃烧更充分，所以柴油机的 3.B 效率更高一些，故D错误。 4.A 5.压缩机械内60 5.属于做功 [解析]由题图知，两个气门都关闭，活塞向上运动， [解析](1)火箭发动机利用燃料燃烧获取内能再 则此冲程为压缩冲程，将机械能转化为内能； 通过做功的方式转化为机械能，是热机的一种： 1800r/min=30r/s,即每秒飞轮转动30周，完成15 (2)火箭加速上升的过程中，火箭外壳与大气摩擦， 个工作循环，完成60个冲程，对外做功15次。 克服摩擦做功，将机械能转化为内能，其内能增加， 6.降低减小效率排气 这是通过做功的方式改变物体内能的。 [解析]在第四冲程结束后，立刻向汽缸内喷水，水 六、燃料的利用和环境保护 在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动 【基础巩固练】 活塞再次做功，气体的内能转化为机械能，水蒸气 1,D[解析]发射卫星的火箭采用液态氢作为火精 温度降低，内能减小：这样燃烧同样多的燃料莪得 的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，故D正确。 了更多的机械能，提高了热机的效率；一个工作循 2.A[解析]热值是燃料的一种特性，不同的燃料， 环最后一个冲程是排气冲程，排出汽缸内的废气。 其热值一般不同，热值大小仅与燃料的种类有关， 素养拓展练 而与燃料的质量、燃料的燃烧程度无关，故A正确， 7.(1)电动机(2)C(3)B(4)气体对外做功，内 C、D错误；如果完全燃烧2kg某种燃料放出3.6× 能减小，温度降低 10?J的热量，则这种燃料的热值为1.8×10J/kg, [解析](1)从节能和环保的角度分析，压缩空气 题目中没有说明燃料的燃烧情况，所以无法确定燃 动力汽车最理想的加气工具应是电动机提供动力。 料的热值，故B错误。 (2)热机的原理是利用燃烧产生的高温燃气推动活 3.(1)不同多 塞做功，从而把内能转化为机械能，所以是做功冲 (2)完全燃烧放出的热量质量热值 程，故C正确。 (3)4.2×10510空气 (3)松开鼓起来的气球时，气球飞出去，这是因为气 [解析](3)完全燃烧0.01m3的天然气放出的热 ·7.