14.2 热机 --- 2025-2026学年物理人教版九年级全一册

14.2 热机 一、单选题 1．如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，看到棉花燃烧起来，活塞被向上顶起。关于这个过程，下列说法正确的是（　　） A．压下活塞的过程中是内能转化为机械能 B．压下活塞的过程中筒内空气的内能变大 C．压下活塞的过程是活塞对硝化棉做功 D．活塞被向上顶起相当于内燃机的压缩冲程 2.如图所示实验，在橡胶塞被水蒸气冲出的过程中，以下说法正确的是（　　）    A．酒精燃烧时将内能转化为化学能 B．试管内的水的内能因为热传递而增加 C．橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出的过程中能量转化情况与汽油机的压缩冲程相同 D．水蒸气对外做功，内能减少，在试管口汽化成小水滴 3.如图所示，将一盖好瓶盖的空矿泉水瓶的下半截用力拧几圈，瓶内上半截的气体被挤压导致体积变小、压强变大，此时再缓慢拧动瓶盖，某一瞬间瓶盖突然被猛烈弹出、同时瓶内出现了白雾。对此过程的下列分析正确的是（　　） A．甲图中，用力拧瓶子下半截时，上半截的气体内能减小 B．甲图中，能量转化的过程和内燃机的做功冲程基本一致 C．乙图中，瓶盖被弹出时的原理和内燃机的排气冲程相同 D．乙图中，瓶内出现白雾是由瓶子内的水蒸气液化形成的 4.关于四冲程柴油机的工作过程，下列说法正确的是（　　） A．吸气冲程：只吸入空气 B．压缩冲程：缸内温度降低 C．做功冲程：活塞推动气体做功 D．排气冲程：内能转化为机械能 5.如图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． 6．单缸四冲程汽油机的四个冲程的示意图如图所示，下列关于这种汽油机一个工作循环中四个冲程的说法不正确的是（　　） A．如图是压缩冲程，汽缸内气体内能增加 B．如图是排气冲程，靠飞轮的惯性来完成 C．如图是做功冲程，将内能转化为机械能 D．如图是吸气冲程，只将空气吸入汽缸 7．汽油机的四个冲程中，哪个冲程存在着机械能转化为内能的过程  （　　） A． B． C． D． 8．如图甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，我们会看到硝化棉燃烧；如图乙所示，试管内装有少量的水，用橡皮塞子塞紧，用酒精灯对试管加热，会观察到塞子跳起来。下列说法不正确的是（　　） A．图甲中，活塞的机械能直接转化为硝化棉的内能 B．图乙所示实验中能量转化和内燃机的做功冲程相同 C．图乙中，当塞子跳起时可以观察到管口出现白雾 D．甲乙两图都说明了做功可以改变物体的内能 9．如图是一台单缸汽油机的剖面图，它工作时转速为3000r/min，则（　　） A．1s的时间内，该汽油机完成3000个工作循环 B．1s的时间内，该汽油机对外做功50次 C．图中，正在进行做功冲程 D．图中，正在将机械能转化为内能 10．为实现国家关于“碳达峰”、“碳中和”目标，汽车公司研发了一款新型汽车，与某款汽车同样油耗和使用条件下，发动机工作时，尾气中“汽油味”明显降低，动力更强劲。如图为发动机某一冲程示意图，下列有关说浊错误的是（　　） A．汽油机气缸顶部有一个火花塞 B．尾气中“汽油味”降低，是因为汽油在汽缸中燃烧不完全 C．该发动机减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护 D．该冲程内能转化为机械能 二、填空题 11．如图所示的实验装置，塑料瓶内盛少量水。给瓶内打气，当瓶塞跳起时，看到瓶内出现白雾。这一过程的能量转化与四冲程内燃机的 冲程相同；白雾的比热容和水的比热容 。（选填“相同”或“不同”） 12.柴油机的构造与汽油机类似，不同点在于柴油机有一个喷油嘴而没有火花塞，其压缩冲程结束时，气缸内气体被压缩为高温气体，温度超过柴油的燃点，此时由喷油嘴向气缸内喷入雾化的柴油，柴油迅速燃烧，从而推动活塞做功，则如图中图________是柴油机的做功冲程，柴油燃烧时将________能转化为________能。 13.单缸四冲程汽油机，飞轮转速是，该汽油机每秒钟内完成__________个冲程，做功__________次。 14.早在八百多年前，我国就发明了流行于民间的走马灯如图甲所示。如图乙点燃走马灯内的蜡烛，纸筒内部的空气温度升高，体积膨胀，密度变______选填“大”或“小”而上升，形成气流，驱动纸筒顶部的纸风车和固定在转轴上的纸马转动。该过程中，空气的______能转化为风车的机械能，这与四冲程汽油机______冲程的能量转化情况相同。若一汽油机曲轴的转速为，则该汽油机1s对外做功______次。 12.柴油机的构造与汽油机类似，不同点在于柴油机有一个喷油嘴而没有火花塞，其压缩冲程结束时，气缸内气体被压缩为高温气体，温度超过柴油的燃点，此时由喷油嘴向气缸内喷入雾化的柴油，柴油迅速燃烧，从而推动活塞做功，则如图中图________是柴油机的做功冲程，柴油燃烧时将________能转化为________能。 13.单缸四冲程汽油机，飞轮转速是，该汽油机每秒钟内完成__________个冲程，做功__________次。 14.早在八百多年前，我国就发明了流行于民间的走马灯如图甲所示。如图乙点燃走马灯内的蜡烛，纸筒内部的空气温度升高，体积膨胀，密度变______选填“大”或“小”而上升，形成气流，驱动纸筒顶部的纸风车和固定在转轴上的纸马转动。该过程中，空气的______能转化为风车的机械能，这与四冲程汽油机______冲程的能量转化情况相同。若一汽油机曲轴的转速为，则该汽油机1s对外做功______次。 15．如图是流行于民间的玩具式走马灯，点燃底部蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，它的能量转化和四冲程内燃机 冲程相同，某单缸四冲程内燃机的飞轮转速1200r/min，则1s内该内燃机对外做功 次；走马灯转动时，观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来，影子形成的原理是 。    三、计算题 16．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． 17．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？ 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 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．B 【详解】ABC．把活塞迅速压下去，此时活塞对筒内的空气做功，空气的内能变大，温度升高，机械能转化为内能，空气和棉花之间发生热传递，使得硝化棉的温度升高达到其燃点，故AC错误，B正确； D．活塞被向上顶起是因为筒内的空气推动活塞做功，内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程相同，故D错误。 故选B。 2．C 3．D 4．A 5．A 6．D 【详解】A．图中两个气门都关闭，此时活塞向上运动，是压缩冲程，汽缸内气体的内能增加，故A正确，不符合题意； B．图中排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程，靠飞轮的惯性来完成，故B正确，不符合题意； C．图中两个气门都关闭，火花塞点火，此时活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，故C正确，不符合题意； D．图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，将汽油和空气的混合物吸入汽缸，故D错误，符合题意。 故选D。 7．B 【详解】A．图中的一个气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，吸气冲程没有能量转化，故A不符合题意； B．图中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，是机械能转化为内能，故B符合题意； C．图中的两个气阀都关闭，活塞下运动，为做功冲程，是内能转化机械能，故C不符合题意； D．图中的一个气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，排气冲程没有能量转化，故D不符合题意。 故选B。 8．A 【详解】A．下压活塞时，活塞对筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能，使气体的内能增加，空气的内能通过热传递的方式传递到硝化棉，故A错误，A符合题意； B．木塞冲出的过程中，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，能量转化情况与内燃机做功冲程相同，故B正确，B不符合题意； C．图乙中，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少，温度降低，发生液化现象，变成小水滴，出现“白雾”，故C正确，C不符合题意； D．甲图说明对物体做功，机械能转化为内能，乙图说明物体对外做功，内能转化为机械能，总之做功可以改变物体的内能，故D正确，D不符合题意。 故选A。 9．D 【详解】A．汽油机工作时的转速 3000r/min＝50r/s 即1s内飞轮转50圈。完成一个工作循环，飞轮转2圈，所以1s完成25个工作循环，故A不符合题意； B．1s的时间内，该汽油机完成25个工作循环，对外做功25次，故B不符合题意； C．图中，进气门、排气门关闭，活塞向上运动，正在进行压缩冲程，故C不符合题意； D．图中，正在进行压缩冲程，活塞对气体做功，在将机械能转化为内能，故D符合题意。 故选D。 10．B 【详解】A．汽油机的结构中，顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，故A正确，A不符合题意； BC．尾气中“汽油味”降低，是因为在做相同的有用 功时，消耗的汽油减少，减少了碳排放，有利于节 约能源和环境保护，故B错误，B符合题意，C正确，C不符合题意； D．该图为热机的做功冲程，将内能转化为机械能，故D正确，D不符合题意。 故选B。 11． 做功 相同 【详解】[1] 用气筒向装有少量水的烧瓶里打气，对里面的气体做功，气体的内能变大；瓶内气压增大，当气压把瓶塞从瓶口推出时，瓶内气体对瓶塞做功，内能转化为瓶塞的机械能，内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能，故与内燃机做功冲程能量转化相同。 [2] 白雾也是液态的水，和水的比热容相同。 12.  甲     化学     内  【解析】图中甲图燃料燃烧，气体对外做功，内能转化为机械能，活塞向下移动，所以图甲表示的是做功冲程。 柴油燃烧时向外放热，将储存的化学能转化为内能。 13. 40 10  【解析】四冲程汽油机的飞轮转速为，该飞轮每秒钟转20圈；因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以，1s内飞轮转20圈，活塞往复运动20次，共10个工作循环，完成40个冲程，做功10次。 14. 小     内     做功     15  【解析】点燃蜡烛，上方的空气吸收热量，温度升高体积膨胀，密度变小，密度小的热空气上升，形成对流，吹动扇叶转动。 该过程中，空气的内能转化为风车的机械能，这与汽油机的做功冲程的能量转化情况相同。 汽油机曲轴的转速为 即汽油机的曲轴每秒转30圈，由于汽油机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以该汽油机1s对外做功15次。 15． 做功 10 光的直线传播 16（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% 17．（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。 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 学科网（北京）股份有限公司 $