第2章 1 热机-【一本】2025-2026学年新教材九年级物理全一册同步训练（教科版2024）

TO第2章 改变 1 热 A课内精讲精练 知识点1利用内能做功 1.利用内能来做功的过程就是把燃料燃烧时释 放的 能转化为 能的过程 2.演示：如图所示，给锥形瓶里的水 加热，酒精燃烧把 能转化 为 能，水沸腾后，水蒸气推 动风车转动，水蒸气的 能转 化为风车的 能。在这个 过程中，导管口出现的白雾是 形 成的。 3.热机：通过燃料燃烧获取 能并将其转化 为 能的装置。最早应用于工业生产 的热机是 ,它用煤或燃油作燃料，燃 料燃烧加热锅炉中的水，水汽化成 进入汽缸推动活塞 (选填“往复”或 “转动”，下同)运动，再通过连杆和曲轴带动 轮子 对外做功。 4.热机的种类：蒸汽机、内燃机（包括汽油机、柴 油机)、汽轮机、喷气式发动机等。 知识点2内燃机 1.热机的种类较多，燃料直接在发动机汽缸内 燃烧产生动力的热机叫作 。燃料在 汽缸内燃烧，产生高温高压的燃气直接推动 活塞做功，因此叫作 内燃机。 2.内燃机工作时，汽油、柴油等燃料与空气混 合，在汽缸 (选填“内”或“外”)燃烧，生 成高温高压的燃气，推动活塞做功，而活塞通 过连杆、曲轴与飞轮相连，从而使活塞的移动 带动飞轮转动，将 能转化为 能。 3.常见的活塞式内燃机有汽油机和柴油机。以 汽油作为燃料的内燃机叫作 机；以柴 油作为燃料的内燃机叫作 机。 世界的热机AN 机 4.汽油机的构造：汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气 门、排气门、火花塞、飞轮。 火花塞、一汽缸 进气门飞 排气门 活塞 连杆 飞轮 知识点3汽油机的工作过程 1.冲程：活塞从汽缸的一端运动到另一端的过 程叫作一个冲程。 2.工作循环：多数汽油机是由吸气、压缩、做功 和排气四个冲程地不断循环来保证连续工 作的。 恋恋窗 丙 (1)吸气冲程（如图甲）：进气门 ,排气 门 ,活塞向 运动， 的混合物被吸人汽缸。 (2)压缩冲程（如图乙）：进气门和排气门都 ,活塞向 运动，燃料混合物被压 缩，压强 ,温度 。 该冲程将 能转化为 能。 (3)做功冲程（如图丙）：在压缩冲程结束时， 产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生 的 气体推动活塞向 运动，并通过连杆带动曲轴转动，对外做功。 该冲程将 能转化为 能。 (4)排气冲程（如图丁）：进气门 ,排气门 ,活塞向 运动，把废气排出汽缸。 (5)汽油机的一个工作循环中只有 冲程 对外做功，其余三个冲程依靠飞轮的 完成。 15 同步训练初中物理9年级JK版 例1汇教材情境改编]某四冲程内燃机工 作时的示意图如图所示，一个工作循环的正确 顺序为 丙 A.甲、乙、丙、丁 B.丁、丙、乙、甲 C.甲、丁、乙、丙 D.甲、丙、乙、丁 例2四冲程汽油机的某个冲程如 图所示，由图可看出它正处于 冲 程，该冲程将 能转化为 能 若该汽油机飞轮的转速是2400r/min, 则该汽油机每秒钟完成 个冲程，对外做功 次。 B课后分层作业 ●●●基础巩固●●● 1.[2024·新疆]下列运载工具中，不需要利用 热机的是 () A.喷气式飞机 B.柴油拖拉机 C.纯电动汽车 D.长征系列火箭 2.[2024·镇江]下列是汽油机工作时的各个冲 程示意图，其中为做功冲程的是 D 3.[2024·无锡]四冲程汽油机的工作循环中， 主要将机械能转化为内能的冲程是() A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 4.一台四冲程汽油机的某一个冲程中，火花塞 点火，燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体推 动活塞对外做功，则该冲程 () A.是压缩冲程 B.气体对外做功，内能转化为机械能 C.活塞依靠飞轮的惯性而运动 D.气体对外做功，内能增加 16 5.如图所示，下列关于某单缸四冲程汽油机的 说法正确的是 密香窗窗 A.靠飞轮惯性完成的冲程是乙、丙、丁 B.一个工作循环中的工作过程依次是丁、 丙、乙、甲 C.图甲中能量的转化是内能转化为机械能 D.图乙中汽缸内气体温度会下降 6.[2024·枣庄]古代的人们曾发明一种活塞式 点火器，如图所示。以牛角作套筒，木质推杆 前端黏附艾绒。取火时，一手握住套筒，另一 手猛推推杆，艾绒即燃。下列事例与猛推推杆 入筒的过程中，能量转化情况不同的是( A.内燃机的做功冲程 B.内燃机的压缩冲程 C.钻木取火 D.流星雨的形成 7.[教材习题改编]如图所示，在 试管里装入一些水，用橡皮塞 塞住试管口，将试管放在酒精 灯上加热使水沸腾，水蒸气会把橡皮塞冲开。 在这一过程中，水蒸气膨胀对橡皮塞 水蒸气的一部分 能转化为橡皮塞的 能，利用这一原理，可以制成热机。 8.如图所示，将水桶平放在地 面上，向桶中倒入少量酒精， 点燃酒精后，水桶向右喷出燃气并加速向左 运动。此过程中，内能转化为 能，该 能量转化过程与汽油机的 冲程相同。 9.[2023·无锡]如图所示，在玻璃筒底 部放一小团脱脂棉，用力将活塞迅速 下压，脱脂棉会立即燃烧。下压过程 中，活塞对筒内空气 ,空气的 能 增大，该能量转化过程与汽油机的 冲 程相同。 10.汽油机的一个工作循环是由 个冲程组 成，其中对外做功 次。在压缩冲程中， 气体的温度升高，这是通过 的方式 增加内能。为了不让汽油机在工作时温度 升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水 套，让汽缸被水包围着，这是通过 的方式减少汽缸内能。用水来冷却汽缸是 因为水的 较大。 11.[教材习题改编]我国古代流行于民间的走 马灯如图甲所示。点燃走马灯内的蜡烛（如 图乙所示)，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1800r/min,则 该汽油机1s对外做功 次。 纸风车 纸马 甲 。●●能力提升●● 12.一台单缸四冲程柴油机，转速为360r/min。 若气体推动活塞一次做的功为1500J,那么 这台柴油机的功率为 () A.2250W B.4500W C.9000W D.18000W 13.[2023·常州]某压缩空气动力车如图所示， 回答下列问题。 尘喷气 进气冲程 排气冲程 乙 (1)小明将充满气的气球捆绑在小车上，制 成压缩空气动力车。当气球向右喷气时，静 第2章改变世界的热机同步训练 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，如图乙和丙所示。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 (选填“升高”或“降低”)。若该发动机的转 速为1200r/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 (选填“增大”或“减小”)。 。●●培优拔高●●。 14.某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为 30cm2,一个冲程活塞在汽缸中移动的距离 是50mm,满负荷工作时做功冲程燃气的平 均压强为9.0×105Pa,飞轮1min转动 1800r。当汽油机满负荷工作时（不计摩 擦)，求： (1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力； (2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功； (3)汽油机的功率。 17同步训练初中物理9年级JK版 12.(1)加热时间(2)质量升高的温度(3)B66(4)水 13.解：(1)水吸收的热量 Q吸=c水m水(t-t0水)=4.2×103J/(kg·℃)X1kg×(80℃ 20℃)=2.52×105J。 (2)根据题意可知，金属块放出的热量与水吸收的热量相等，即 Q毁=Q做=2.52×105J, 由Qt=cm(。-)得，金属块的比热容c鱼=m全金-D Q放 2.52×105J 2kg×(500℃-80℃)=0.3×103J/(kg·℃). 答：(1)水吸收的热量为2.52×105J;(2)金属块的比热容为 0.3×105J/(kg·℃). 4跨学科实践：风 知识梳理 1.运动不均匀2.低高高低3.陆地海洋陆地 4.海洋陆地陆地海洋5.电 实践应用 1.D2.C3.A4.(1)更小(2)比热容(3)汽化吸热 (4)做功2.6128×108化学 5.大Q=cm△t相等小小A 6.答：我国东南地区临海，而西北地区为沙漠。夏季日照时间相同 时（即相同条件下水和沙子吸收的热量相等时），由于水的比热 容比沙子的大，根据公式Q=cm△可知，水吸热升高的温度比 沙子小，西北地区的气温上升得快，较热的空气上升，沿海地区 第2章改变世界的热机 1热机 课内精讲精练 知识点11.内机械2.化学内内机械水蒸气液化 3.内机械蒸汽机水蒸气往复转动 知识点21.内燃机活塞式2.内内机械3.汽油柴油 知识点32.(1)打开关闭下空气和汽油(2)关闭上 增大升高机械内(3)火花塞高温高压下 内机械(4)关闭打开上(5)做功惯性 例1C例2压缩机械内8020 课后分层作业 1.C2.C3.B4.B5.D6.A7.做功内机械8.机械 的低温空气过来填补，故形成东南风。冬季的情况恰好相反，导 致西北地区的气温下降得快，沿海地区较热的空气上升，内陆地 区的低温空气过来填补，故形成西北风。 章末整合复习 知识回顾 空隙分子无规则引力斥力剧烈大转移增加 Q 减少转化增加减少内g=是9=号mgg种类 状态 达标小练 1.C2.A3.C4.B5.D6.B7.A8.C9.扩散剧烈 引力10.增大做功11.8.4×106不变比热容12.0.064 热传递不变13.(1)质量(2)37(3)加热时间转换法 (4)a(5)不变 14.解：(1)热水器中水的质量 m水=p水V水=1.0×103kg/m3×0.5m3=500kg, 水吸收的热量Q吸=c水m本△t=4.2×103J/(kg·℃)× 500kg×(45℃-25℃)=4.2×107J. (2)燃烧焦炭所释放的能量 Qk-9题=42X102J=2.1×10°J, 20% 需要燃烧焦炭的质量m=Q做=2.1×108 93×107J/kg -=7 kg 答：(1)在这4h内水吸收的热量为4.2×10？J;(2)需要燃烧的 焦炭质量为7kg。 做功9.做功内压缩10.41做功热传递比热容 11.小内做功1512.B13.(1)相互的运动状态 (2)进气降低20减小 1儿解：1)由p=号得，然气对活塞的平均压力 F=pS=9.0×105Pa×30×10-4m2=2700N。 (2)一个冲程活塞在汽缸中移动的距离 s=50mm=0.05m,一个做功冲程中燃气对活塞做的功 W=Fs-2700N×0.05m-135J. (3)飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮转动1800t, 要对外做功900次，汽油机的功率 P=W色-900X135J=2025w. 60s 答：(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力为2700N;(2)一个 做功冲程中燃气对活塞做的功为135J;(3)汽油机的功率为 2025W。 2热机效率 课内精讲精练 知识点11.有用功完全特别注意小于无 3.(1)完全(2)摩擦(3)废气 例1D 例2解：(1)柴油燃烧放出的热量 Q放=m柴油q=0.7kg×4.3×107J/kg=3.01×107J, 该车在此过程中所做的有用功 W有用=P1=210×103W×43s=9.03×106J, 该柴油发动机的效率 _W有用_9.03×108J 7-Q量-3.01X10×100%=30%. (2)汽车的速度v=72km/h=20m/s, 由P=”-=F和得， t P2.1×105W 汽车的牵引力F= =1.05×104N, 20m/s 因为汽车做匀速直线运动，所以阻力 f=F=1.05×104N。 答：(1)该柴油发动机的效率为30%：(2)该车在以此速度匀 速行驶的过程中受到的阻力是1.05×104N 知识点21.蒸汽机2.汽油机柴油机喷气式发动机 课后分层作业 1.C2.B3.C4.B5.B6.125032.6%7.做功2 8.机械高9.内28% 10据：1汽车的平均惠度0=-36的"=90km. (2)全程消耗汽油的体积V=30L=0.03m3, 汽油的质量m=pV=0.71×103kg/m3×0.03m3=21.3kg, 汽油完全燃烧放出的热量 Q=mq=21.3kg×4.6×107J/kg=9.798×108J。 (3)汽车全程所做的有用功 W=P1=25×103W×4×3600s=3.6×108J, 则汽车发动机的效率 W3.6×108J 7=Q9.798X10×100%≈36.7%. ●参考答案 答：(1)汽车的平均速度为90km/h;(2)汽油完全燃烧放出的热 量为9.798×108J:(3)汽车发动机的效率为36.7%。 11.751.12×10837.5% 12.解：(1)1min内输出有用的机械功 W有用=Pt=5.52×104W×60s=3.312×105J。 (2)混合气体的质量 m混合=pV=1.5kg/m3×2×10-3m3=3×10-3kg, 因为空燃比是14：1，所以燃油的质量是整个质量的5， 做一次功消耗汽油的质量 m*描=3×10-3kg×5=2×10-1kg. (3)飞轮转速为2500r/min,1min内汽油机对外做功1250次， 消耗汽油的质量 m汽抽=1250×2×10-4kg=0.25kg, 汽油完全燃烧放出的热量 Q放=m汽抽9=0.25kg×4.6×107J/kg=1.15×107J, 发动机的效率 )0-部x8号×1m%=a8%。 答：(1)1min内输出有用的机械功为3.312×106J:(2)做功一 次消耗汽油的质量为2×10-4kg;(3)发动机的效率为28.8%。 3跨学科实践：保护地球家园 知识梳理 1.热岛效应2.二氧化碳热平衡 实践应用 1.A 2,答：(1)尾气排放造成的空气污染；(2)燃料燃烧排放的烟尘造成的 粉尘污染；(3)废渣造成的固体污染；(4)噪声污染。（合理即可） 3.(1)强烈的日光(2)生成物中不含铅，污染少(3)推广使用新 能源汽车（合理即可）4.C5.(1)1.5×1072500 (2)机械能(3)33% 6.(1)内 解：(2)由刀。知，褐煤完全燃烧放出的热量 Q-W-3.6X10」=1×10J,根据Q=mg知，褐煤的质量 36% Q 1×107J m= 9揭煤2.5X107J/kg =0.4kg,已知完全燃烧1kg褐煤会排 放2.5kg的二氧化碳，所以排放二氧化碳的质量