10.4 热机&10.5 调查燃料的利用及其对环境的影响-【勤径学升】2025-2026学年新教材九年级上册物理同步练测（北师大版2024）

第十章 机械能、内能及其转化 基础巩固练 第四节 热 机 [答案 P3] 知识点①热机的种类 1热机的发明及广泛使用，对人类社会的发展起到 了重要的作用，下列不属于热机应用的是( ) A.喷气式飞机 B.柴油拖拉机 C.纯电动汽车 D.燃油摩托车 知识点②汽油机 2 下列关于汽油机四个冲程的描述正确的是 ( ) A.吸气冲程中，只有空气进入汽缸 B.压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体 的内能减小 C.做功冲程中，机械能转化为内能 D.排气冲程中，废气带走燃料释放的大量能量 3(宁波)在如图所示的“汽油机模型”实验中，将 少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动 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 汽油机工作时的 ( ) 软木塞 圆筒 放电针 连接起电机 3题图 A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 4 如图所示是四冲程汽油机工作状态示意图，由 图可以看出，此时它正处在____冲程。某 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_____r/min。 4题图 知识点③柴油机 5(甘肃武威凉州校级期中)为保障断电期间的医 疗用电，许多医院用柴油机发电，关于柴油机， 下列说法正确的是 ( ) A.向柴油机汽缸内多通入空气可以提高柴油的 热值 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 D.用水循环来降低柴油机的温度主要是利用水 的比热容较小 6 关于汽油机和柴油机的区别，下列说法错误 的是 ( ) A.汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴 B.汽油机用压燃式点火，柴油机用点燃式点火 C.吸气冲程中，汽油机吸入汽油和空气的混合 物，柴油机只吸入空气 D.小汽车、摩托车通常用汽油机作发动机，卡 车、挖掘机用柴油机作发动机 7 柴油机和汽油机在一个工作循环内的四个冲程 中完全相同的冲程是 ( ) A.吸气、压缩 B.压缩、排气 C.吸气、压缩、排气 D.排气 知识点④火 箭 8 2024年5月3日，我国在文昌航天发射场使用 长征五号遥八运载火箭，成功将“嫦娥六号”探 测器发射升空。汽油机四个冲程中有能量转 化，且与火箭发射时的主要能量转化情况相同 的是 ( ) A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 9下列关于火箭的说法正确的是 ( ) A.火箭使用的是喷气发动机，其与内燃机的工 作原理完全相同 B.火箭在工作时需要像活塞、曲轴等那样的传 动结构 C.火箭是热机的一种，工作时燃料的化学能最 终转化为火箭的机械能 D.火箭升空时不需要反作用力推动机身向前 运动 10新情境 2025年4月24日，神舟二十号载人飞 船发射成功。火箭携带载人飞船加速升空的过 程中，受到向上的推力_____(选填“大于” “等于”或“小于”)总重力；载人飞船的动能____ ,机械能________;当神舟二十号与空 间站组合体刚好成功对接时，以神舟二十号为 参照物，空间站组合体是_______(选填“运动” 或“静止”)的。 见此图标眼抖音/微信扫码 领取配套资源 稳步提升成绩 13 同步练测·九年级物理·北师版·上册 能力提升练 [答案 P3] ①(绥化)如图所示是四冲程汽油机的工作示意 图。从能量转化的角度看，机械能转化为内能 的冲程是 ( ) A B C D 2右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.进气门打开，排气门关闭 B.喷油嘴喷出雾状汽油 C.靠飞轮的惯性完成 D.内能转化为机械能 2题图 3下列关于汽油机和柴油机的说法中，错误的是 ( ) 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 为机械能 C.柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶 部有个火花塞 D.汽油机和柴油机的效率没有差别，完全相同 4(怀化)如图所示，在试管内装少量水，用橡胶塞 塞住管口，将水加热一段时间，塞子冲出，内燃 机的四个冲程中与之原理相似的是 ( ) A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 B 甲 乙 丙 4题图 5题图 5喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶进行了如下游 戏探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖(如图甲所 示);扭转瓶子(如图乙所示);轻轻扭动瓶盖，瓶 盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾(如图 丙所示)。图乙和图丙所示的过程，分别与四冲 程内燃机连续的两个冲程相似，这两个冲程是 ( ) A.吸气冲程和压缩冲程 B.压缩冲程和做功冲程 C.做功冲程和排气冲程 D.压缩冲程和排气冲程 6下列流程图用来说明单缸四冲程汽油机的一个 工作循环及涉及的主要能量转化情况，下列对 图中①②③④的补充正确的是 ( ) 吸气 ①) (③ 排气 冲程 ② (④) 冲程 6题图 A.①做功冲程 ②内能转化为机械能 ③压缩冲程 ④机械能转化为内能 B.①压缩冲程 ②机械能转化为内能 ③做功冲程 ④内能转化为机械能 C.①做功冲程 ②机械能转化为内能 ③压缩冲程 ④内能转化为机械能 D.①压缩冲程 ②内能转化为机械能 ③做功冲程 ④机械能转化为内能 7在汽油机的做功冲程中，高温、高压的燃气推动 活塞运动做功，下列说法正确的是 ( ) A.燃气的内能减少，温度升高 B.燃气的内能增加，温度升高 C.燃气的内能减少，温度降低 D.燃气的内能增加，温度降低 8 某校第五届科技节拉开帷幕。图甲为物理老师 自制的水火箭结构示意图。图乙为使用打气筒 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，你认为以下说法错误的 是 ( ) 可乐瓶 高压气体 空气 水 水 打气筒 打气管 接打气筒 甲 乙 8题图 A.利用打气筒向水火箭内打气，水火箭中空气 的内能增大 B.打气筒将空气压入水火箭内的能量转化过程 与汽油机的压缩冲程相同 C.水火箭加速升空阶段机械能一定在增大 D.水向下喷出会使水火箭升空是由于力的作用 是相互的 14 见此图标眼抖音/微信扫码领取配套资源稳步提升成绩 第十章 机械能、内能及其转化 9 新素材下图是我国古代发明的取火器模型图， 把推杆迅速推入牛角套筒时，套筒内空气被压 缩，推杆前端的艾绒立刻燃烧起来，此过程中机 械能转化为_____ 能，内燃机工作的 ______冲程原理与该过程相同。 艾绒 推杆 套筒 9题图 11题图 10科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一 个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机 相同，在第四冲程结束后，立刻向汽缸内喷水， 水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气， 推动活塞再次做功，水蒸气温度_____(选填 “升高”“降低”或“不变”),其内能_ (选 填“增大”“减小”或“不变”),这样燃烧同样多 的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的效 率。为进入下一个工作循环，这款内燃机的第 六冲程应是______冲程。 (江苏宿迁模拟)如图所示，某单缸四冲程汽油 机正处于_____冲程，此冲程将_____ _能 转化为______能；若正常工作时飞轮的转速 为1 800 r/min。该汽油机每秒共经历了 ______个冲程。 12压缩空气动力车。 喷气 ( 甲 压缩空气 压缩空气 进气冲程 排气冲程 乙 12题图 (1)小明将充满气的气球捆绑在小车上，制成压 缩空气动力小车，当气球向右喷气时，静止 的小车向左运动起来，如图甲所示，该现象 说明力的作用是_____;还说明力可以改 变物体的_____ _________ (2)为制造压缩空气动力汽车，工程师将装有压 缩空气的钢瓶与空气动力发动机连接，该发 动机的一个工作循环分为进气冲程和排气 冲程，如图乙所示。发动机对外做功的是 (选填“进气”或“排气”)冲程，此 过程中钢瓶内压缩空气的温度_____。 若该发动机的转速为1200 r/min,则1s内发 动机对外做功_____次。汽车行驶一段路 程后，钢瓶内压缩空气的密度_____。 ◎素养拓展练 13阅读短文，回答下列问题。 空气的动力 空气动力是指空气与物体 做相对运动时作用在物体上的 力，简称气动力。当我们快速 地松开鼓起来的气球时，气球 会“嗖”一下出去了，这时气球 获得了气动力。 13题图 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 发动机，即叶片式、活塞式空气发动机。 如图是某新型的以空气发动机为动力的汽 车。它共有4个压缩空汽缸，总容量为90 L,可 储存标准大气压下90 m3的空气，其设计最高速 度可达154km/h,平均每加一次气能行驶200 km 或10h。由于空气发动机不直接使用燃料，因而 具有体积小、结构简单、维修成本低、操控方便、 “零排放”等优点。虽然因为技术不成熟导致某 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 ___(选填“内燃机”“电动机”或“蒸汽 机”)提供动力。 (2)空气发动机是利用内能做功的，空气发动机 获得动力时与四冲程汽油机的______冲 程工作过程相似。 A.吸气 B.压缩 C.做功 D.排气 (3)分析短文，下列说法正确的是________ A.松开鼓起来的气球时，气球飞出去，这是 因为物体受到惯性的作用 B.空气动力汽车工作时将内能转化为机 械能 C.以空气发动机为动力的汽车，靠汽缸内空 气燃烧产生能量 (4)资料表明，空气发动机排出的尾气温度低于 周围空气的温度，对于产生此现象的原因， 请你提出一条合理的解释：_ o 15见此图标眼抖音/微信扫码 领取配套资源稳步提升成绩 同步练测·九年级物理·北师版·上册 [答案 P4] 第五节 调查燃料的利用及其对环境的影响 基础巩固练 知识点①常见的燃料和热值 1 关于燃料的热值，以下说法中正确的是( ) A.燃料的热值与燃料的种类有关，与燃料的质 量和燃烧状况无关 B.燃烧2kg某种燃料放出3.6×10?J的热量， 则这种燃料的热值为1.8×10?J/kg C.燃料的质量越大，热值越大 D.燃料燃烧不完全时热值会变小 2 我国发射了全球首颗量子卫星。为纪念墨子， 这颗量子卫星被命名为“墨子号”。发射卫星的 火箭常使用液态氢作为燃料，主要是因为液态 氢具有 ( ) A.较小的密度 B.较大的比热容 C.较高的热值 D.较低的沸点 3[科学态度与责任]我们每天都会产生大量的垃 圾，合理分类和利用垃圾是我们面临的一个重 大课题。某垃圾处理厂处理垃圾时提炼出了 200kg燃料油，燃料油的热值为4.0×10?J/kg, 其物理意义是_ ,将这些燃料油的一半完全燃烧，放出 的热量为______J,燃料油燃烧时将化学能转 化为 ______能，剩余燃料油的热值为 J/kg。 知识点②)燃料的利用效率 4(合肥瑶海区期中)关于热机的效率，下列说法 正确的是 ( ) A.热机做的有用功越多，效率一定越高 B.热机消耗的燃料越少，效率一定越高 C.热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率 一定越高 D.热机做功越快，效率一定越高 5为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施 不能提高热机效率的是 ( ) A.在设计与制造热机时要不断改进与创新，以 减少能量的损失 B.尽量减少热机内部各部件间的摩擦 C.让燃料与空气充分混合，使燃料燃烧得比较 完全 D.尽量增加热机的工作时间 6 汽车作为一种普通的 交通工具已走进千家 万户。汽车发动机一 般是柴油机或汽油机， 工作时把燃料燃烧放 出的_____能转化 为机械能。小明同学 输出有用功 燃料燃烧释放 的能量(100%) 废气(33%) 冷却水(30%) 摩擦与辐射(7%) 6题图 查阅了某型号汽车发动机的资料后，将内燃机 的能量流向制成了图。根据图中给出的信息可 知，该内燃机的效率为_______。 7(荆门)目前正在我市进行试 验飞行的国产大型水陆两栖 飞机“鲲龙”AG600装有4台 国产WJ6涡轮螺旋桨发动机， 7题图 是国家为满足森林灭火和水上救援的迫切需 要，研制的大型特种用途民用飞机。飞机在空 中满载时的最大巡航速度为460 km/h,发动机 巡航推力为5×10?N。某次试飞中AG600 以最 大速度满载巡航1h,消耗燃油2×103kg,燃油 完全燃烧产生的内能为_____J,发动机的工 作效率为_______。(燃油的热值取4.6× 10?J/kg) 8“可燃冰”作为新能源，有着巨大的开发使用潜 力。在同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热 量可达煤气的数十倍。2m3的“可燃冰”完全燃 烧后可放出的热量为_________J,利用这些热量 烧水供暖，可以将4×10?kg的水从0℃加热到 100℃,水吸收的热量为_____ __J,则烧水 的效率为_____。[“可燃冰”的热值为1.4× 101?J/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)] ②素养拓展练 9 跨学科 中国首次火星探索 任务“天问一号”探测器的 成功发射，是我国综合国力 和创新能力提升的重要标 9题图 志。如图所示是某火箭发射时的场景，目前运 载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为 助燃剂。(氢的热值为1.4×10?J/kg) (1)运载火箭使用液态氢作为燃料的主要优点 是__________和_____ (2)某火箭发射时携带了3×10?kg液态氢燃 料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初 温为20℃的水加热至沸腾?[c水=4.2× 103J/(kg·℃),当地气压为标准大气压] (3)氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为 氢气在汽缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能 源车以70kW的功率匀速行驶0.5h,消耗 了2kg燃料，求该发动机的效率。 16 见此图标眼抖音/微信扫码领取配套资源 稳步提升成绩 参考答案及解析 3.大于 熔化过程要吸收热量 小于 [解析]由题图可知，该物质有一定的熔点，属于晶 体，B点和C点的温度相等，因为熔化过程要吸收热 量，所以该物质在C点时的内能大于在B点时的内 能。在整个过程中质量不发生变化，用相同的加热 器加热，在相等时间内吸收的热量相等，由于AB段 比CD段温度升高得快，故AB段的比热容小于CD 段的比热容。 4.(1)3 000(2)A(3)2000 5.相等 内 乙 6.(1)质量(2)等于(3)低于(4)水 大于 (5)水 比热容(6)煤油 素养拓展练 7.B 第2课时 比热容的计算和应用 【基础巩固练】 1.A 2.B 3.6.4×10?热传递 4.解：由Q放=cm△t得，铁钉降低的温度： 5.解：由题意知，水放出的热量：Q放=4.2×10?J, 6.A 7.A 8.A 9.导热性 【能力提升练】 =8m7046×x10 V(g2)×4.2×10?*g 由Q放=cm(t?-t)得，每天需要水的质量： =1000℃, m=c一)=42×10V(e“×1)×(6°℃-56℃) 铁钉初温：t?=△t+t=1000℃+20℃=1020℃。 =2500 kg。 答：铁钉的初温为1020℃。 答：每天需要2500kg的水流经散热器。 1.C 2.C 3.B 4.D 5.I 6.72×10? 6.3.5×10?65 [解析]1盒牛奶的质量：m牛奶=0.25kg,1盒牛奶吸收 的热量：Q=c牛奶m+如A牛奶=4.0×103J/(kg·℃)× 0.25kg×(45℃-10℃)=3.5×10?J;3盒牛奶吸 收的热量：Q疲'=3×3.5×10?J=1.05×10?J,由η Q可得水放出的热量：Qu=9=1050×? 2.1×10?J,由Q放 = cm△t得Ak=2 4.2×102Jkg.°C)×2kg=25℃,水的末温：4x= to水-△t水=90℃-25℃=65℃。 7.1.7×103扩散 8.解：牛奶升温时吸收的热量： Q吸=c?m?(t-t?)=2.5×103J/(kg·℃)×0.24kg ×(40℃-12℃)=16800J, 不计热量损失，则Q放=Q吸=16800J, 热水由80℃降低到40℃放出的热量： Q放=c?m?(to-t), 所以需要热水的质量： m=(m-)-42×10V/(kg:68)×<(80°C-40℃) =0.1 kg。 答：她至少要用0.1kg 80℃的热水加热牛奶。 素养拓展练 9.(1)水的比热容大些 (2)牛奶 给盛牛奶的烧杯加上盖子(或将盛牛奶 的烧杯用隔热物质包起来)(其他方法合理亦可) 第四节 热机 【基础巩固练】 1.C 2.D 3.C 4.做功 1800 5.B 6.B 7.D 8.C 9.C 10.大于 增大 增大 静止 【能力提升练】 1.A 2.D [解析]观察题图可知，汽油机的进气门和排气 门都关闭，火花塞产生电火花，汽缸内汽油和空气的 混合物燃烧，是汽油机的做功冲程，将内能转化为机 械能，该冲程对外做功，不需要靠飞轮的惯性完成， 故A、B、C错误，D正确。故选D。 3.D [解析]汽油机和柴油机使用的燃料不同，汽油 机使用汽油，柴油机使用柴油，故A正确；柴油机和 ·3· 同步练测·九年级物理·北师版·上册 汽油机做功冲程都是将内能转化为机械能，故B正 确；汽油机汽缸顶部有个火花塞，采用点燃式点火， 柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，采用压燃式点火，故C 正确；一般柴油机的压缩比比汽油机大得多，且汽缸 内柴油燃烧要比汽油燃烧更充分，所以柴油机的效 率更高一些，故D错误。 4.C 5.B 6.B 7.C 8.C 9.内 压缩 10.降低 减小 排气 11.压缩 机械 内 60 12.(1)相互的 运动状态 (2)进气 降低 20 减小 素养拓展练 13.(1)电动机(2)C(3)B(4)气体对外做功， 内能减小，温度降低 第五节 调查燃料的利用及其对环境的影响 【基础巩固练】 1.A 2.C 3.1 kg 燃料油完全燃烧放出的热量是4.0×10?J 4.0×10?内 4.0×10? 4.C 5.D 6.内 30% 7.9.2×101? 25% 8.2.8×101? 1.68×101?60% 素养拓展练 9.(1)热值大 无污染 解：(2)液态氢完全燃烧放出的热量： Q放=m氧q=3×10?kg×1.4×108J/kg=4.2× 1012J, 水吸收的热量：Q吸=Q放=4.2×1012J, 根据Q吸=cm△t可得，水的质量： =4=42×10V(e“×)?×(10℃-20℃) =1.25×10?kg; (3)测试中该氢能源车所做有用功： W有用=Pt=7×10?W×1.8×103s=1.26×10?J, 该过程中氢气完全燃烧释放的热量： Q放'=m'q=2kg×1.4×10?J/kg=2.8×10?J, 该发动机的效率： ”=6 ×100?.28×10°×100?5?? 答：(2)这些燃料完全燃烧最多能将1.25×10?kg 初温为20℃的水加热至沸腾；(3)该发动机的效率 为45?? 专题1 热量的综合计算 1.解：(1)因为c=4.2×103J/(kg·℃),m=100kg, △t=t-t?=60℃-20℃=40℃, 所以水吸收的热量： Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×100 kg×40℃= 1.68×10?J; (2)因为Q吸=Q放×70%, 所以液化石油气燃烧放出的热量： Qm=70?.68×10J=2.4×10J, 因为Q放=m气q,所以改用太阳能热水器后平均每 天可节约液化石油气的质量： mL=98.0×10°JkL=0.3kg。 答：(1)这些水吸收的热量是1.68×10?J;(2)她家 改用太阳能热水器后平均每天可以节约0.3 kg液 化石油气。 2.解：(1)列车行驶1 km需要完全燃烧柴油释放的热 量：Q放=W=1.075×10?J, 由Q放=mq可得，所需柴油的质量： mz=98第=43×51010=2 5kg; (2)由Q吸=cm△t可得水的质量： m二k△-42×101V75g10C)×500~511 9kg。 答：(1)列车行驶1km需要消耗2.5kg柴油；(2)若 这些能量能全部转化为内能被水吸收，能使约 511.9kg的水温度升高50℃。 3.解：(1)水升高的温度：△t=80℃-25℃=55℃; (2)水吸收的热量： Q吸=c水m△t=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×55℃= 4.62×10?J; (3)0.025kg煤气完全燃烧放出的热量：Q放=m煤9 =0.025kg×4.2×10?J/kg=1.05×10?J; ·4·