10.4 热机 习题-2025-2026学年北师大版物理九年级全一册

10.4热机 习题 一、单选题 1．关于热机效率，下列说法正确的是（　　） A．热机效率可以大于1 B．效率高的热机做功快 C．减少能量损失可提高效率 D．使用优质燃料可使效率达100% 2．如图所示，甲是汽油机某个冲程的工作示意图，乙是柴油机某个冲程的工作示意图。下列说法正确的是（　　） A．甲是汽油机的压缩冲程，此时进气门和排气门均关闭 B．甲是汽油机的做功冲程，汽缸顶部的火花塞产生电火花 C．乙是柴油机的吸气冲程，吸进汽缸的是空气和柴油的混合物 D．乙是柴油机的排气冲程，此时汽缸顶部的喷油嘴正在喷油 3．如图，试管里盛适量水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出“白气”推动管口处的纸风车转动。对此过程中的热现象，分析正确的是（　　） A．水在沸腾过程中，水的内能不变 B．水在沸腾过程中，水的比热容变大 C．玻璃管口冒出的“白气”是扩散现象 D．“白气”使风车转动过程相当于汽油机的做功冲程 4．空气喷气发动机飞机只携带燃料，从外界空气中获得足够的氧来助燃。空气喷气发动机的种类很多，如图所示为空气涡轮喷气发动机结构图。工作过程中，机身在空气中高速前进，空气从进气口进入，被压缩机压缩后进入燃烧室和从喷雾器喷出的燃料混合，由火花塞点火燃烧，产生大量气体向后喷出，冲击燃气轮机叶轮转动，最后气体以极大的速度从尾部喷管喷出，使机身得到巨大的反冲推力向前飞行。下列有关说法中错误的是（    ）   （图中还有空气涡轮喷气发动机结构示意图，包含进气口、喷雾器、喷管、压缩机、燃烧室、轮机等标注） A．该发动机工作过程中，先将燃料的化学能转化为内能，然后再将其转化为机身的机械能 B．该发动机不能在大气层外工作 C．该发动机工作过程中，气体温度先升高再降低 D．该发动机点火燃烧前的过程与柴油机某冲程相同，点火方式也与柴油机相同 5．如图所示为中国传统农耕“春稻谷”的示意图，杠杆支点O 左侧长度比右侧短。人的脚用竖直向下的力踩杠杆的左端，可将右端的石锤举高抬起脚，石锤则会落下来，击 打下方石槽中的稻谷。下列有关“舂稻谷”的说法正确的是（     ） A．此杠杆是省力杠杆 B．米和壳能分离说明力能使物体发生形变 C．仅将支点O向右移动，将石锤举高相同的高度，可以减小踩踏的距离 D．击打稻谷，稻谷的温度升高，此过程中的能量转化与汽油机做功冲程相同 6．关于下列四幅图的说法中（    ） ①如图甲，橡皮塞被冲开的过程与汽油机的做功冲程都是内能转化为机械能 ②如图乙，两个压紧的铅块能吊起钩码是因为分子间存在斥力 ③如图丙，用力压活塞，空气被压缩，温度升高，内能增加 ④如图丁，当向塑料管b中用力吹气时，细管a中液面将会下降 A．只有①③正确 B．只有①④正确 C．只有②③正确 D．只有①③④正确 7．春节期间上映的电影《哪吒2》深受国人的喜爱，善于学习的小路同学在观看了该电影后总结了以下四个方面的物理知识，其中错误的是（    ） A．熬丙在深海水中真情流露热泪盈眶，但眼泪却反常的往上流，这是因为眼泪的密度小于深海水的密度 B．哪吒与敖丙联手，用水火之力生成蒸汽冲破巨岩，这个过程是内能转化为机械能 C．太乙真人使用宝葫芦收取妖怪时，宝葫芦内部气压小于外界气压 D．敖丙使用冰系法术将海水冻结，这个变化过程属于凝华 8．以下是汽油机工作时的四个冲程示意图，下列说法正确的是（   ） A．甲是吸气冲程，吸进的物质是空气 B．丁是压缩冲程，将机械能转化为内能 C．丙是做功冲程，将内能转化为机械能 D．依靠飞轮惯性完成的是甲、乙、丙冲程 二、填空题 9．小汽车是主要的交通工具，某品牌小汽车四冲程汽油机的转速为1800r/min，则1s内汽油机对外做功 次。若汽车在某段时间内消耗了210g汽油，则汽油完全燃烧可放出热量 J，这些热量能让100kg的水温度升高 （水未沸腾）。[汽油的热值为，水的比热容为，不计热量损失] 10．二氧化碳（CO₂）爆破技术是现代工程中非常环保的技术.起爆前高压泵将CO₂压缩成高压气体，气体内能 （选填“增大”或“减小”），温度 （选填“升高”或“降低”）；液化后输入爆破筒内。如图所示，爆破时电加热管发热使筒内的液态CO₂迅速汽化，形成高压气体从泄气孔中喷出实施爆破，喷出时的能量转化与内燃机的 冲程一致。 11．图甲是我国古代发明的取火器的模型图，把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒燃烧起来，这是通过 的方式，使筒内空气的内能增加，温度升高。这一过程与图乙所示的内燃机工作冲程的能量转化方式 （选填“相同”或“不同”），如果这台内燃机工作时飞轮转速为，则它每秒钟可以完成 个工作循环。 12．一台四冲程汽油机的转速为3000r/min，则1s内活塞往复 次，曲轴转动 周，对外做功 次，完成 个冲程。如图所示，工作中的四冲程汽油机正处于 冲程，该冲程将 转化为机械能，若该汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功 次，飞轮转过 圈。 三、实验题 13．轩宇是班里的小发明家，刚刚学了热机的他，制作了如图所示的模型，他在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒内滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后揿动电火花发生器的按钮…… (1)在此过程中， 燃烧后产生的 能转化为盒盖的 能。 (2)在这一实验过程中，你应当注意观察的是（　　） A．揿动电火花发生器 B．盒内的酒精 C．盒盖跳起的现象 D．盒盖跳起的瞬间盒内出现的现象 (3)汽油机工作过程中的 冲程与这一实验过程中能量的转化是一致的。 14．物理兴趣小组为了探究水火箭射程与瓶内液体质量的关系，设计了两种改变瓶内液体质量的方案：方案一，相同体积只改变液体的密度；方案二，同种液体只改变液体的体积。 经查阅资料得知：水火箭射程还与瓶内液体占总体积的比例、瓶内气压和发射角度等因素有关。他们决定采用方案一，并用图甲装置和有关测量工具进行如下实验。 实验步骤： ①取一可乐瓶作为水火箭内胆，瓶内装入体积为 V 的水，将其放置在已固定角度的发射架上； ②用打气筒给水火箭打气，直至瓶内气压为p； ③打开开关，可乐瓶内的高压气体推动水向后喷出，水火箭向前飞出； ④测出水火箭的射程，多次实验取平均值； ⑤用食盐和水配制A、B、C三种密度不同的溶液，均量取体积为V的溶液替换水，重复上述步骤①②③。 实验结果如图乙所示。 (1)实验中用于测量水火箭射程的工具是 ； (2)下图汽油机冲程中与步骤③能量转化相同的是 ； A． B． C． D． (3)本实验可得出的结论是 ； (4)请分析方案二是否合理并说明理由 。 15．为了探究做功对物体内能的影响，小明利用注射器、数字温度传感器等器材进行了如图所示探究。 （1）如图甲，在注射器前端筒壁上钻一个小孔，将温度传感器的探头插入注射器内，用密封胶将小孔密封，读出此时温度传感器的示数。 （2）如图乙，用橡皮帽将注射器的注射口堵住，用力向左推动活塞，传感器的示数逐渐增大，说明活塞压缩筒内气体做功，使气体内能 （选填“增大”“减小”或“不变”），此过程中发生的能量转化是 ；推动活塞过程中，小明感觉十分费力，证明分子间存在 力。 （3）快速取下橡皮帽，注射口喷出“白气”，温度传感器的示数 （选填“变大”“变小”或“不变”）；此过程中的能量转化与汽油机的 冲程相同。 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 参考答案 1．C 【详解】A．热机工作时，不可避免地要克服机械部件间的摩擦做额外功，还有热量散失等，所以热机效率总小于1，故A错误； B．热机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，与做功快慢无关，故B错误； C．减少能量损失，比如减少热量散失、减少摩擦等，能让更多的能量用来做有用功，可提高热机效率，故C正确； D．由于存在额外功等，即使使用优质燃料，热机效率也不可能达到100%，故D错误。 故选C。 2．B 【详解】AB．根据图示可知，两个气门关闭，活塞下行，汽缸顶部的火花塞产生电火花，为做功冲程，故A错误、B正确； CD．根据图示可知，进气门打开、排气门关闭，活塞下行，为吸气冲程；气缸的顶部有个喷油嘴，是柴油机的吸气冲程，吸入的只是空气，故CD错误。 故选B。 3．D 【详解】A．水在沸腾过程中，不断吸收热量，水的内能增大，故A错误； B．水在沸腾过程中，水的比热容不变，故B错误； C．玻璃管口冒出的“白气”是水蒸气液化形成的小水珠，故C错误； D．“白气”使风车转动过程中，水蒸气的内能转化为风车的机械能，汽油机的做功冲程中，燃气推动活塞做功，燃气的内能转化为活塞的机械能，两者原理相同，故D正确。 故选 D。 4．D 【详解】A．空气涡轮喷气发动机工作时，先将燃料的化学能转化为内能，然后再将内能转化为机身的机械能，故A正确，不符合题意； B．空气涡轮喷气发动机工作时需要吸入空气，所以该发动机不能在大气层外工作，故B正确，不符合题意； C．空气涡轮喷气发动机工作时，吸入的空气先被加热，再对外做功，气体温度先升高再降低，故C正确，不符合题意； D．该发动机的火方式是由火花塞点火燃烧，柴油机是压燃式，两者不同，故D错误，符合题意。 故选D。 5．B 【详解】A．此杠杆动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A错误； B．米和壳分离说明形状发生了改变，说明力能改变物体的形状，故B正确； C．支点O向右移动，石锤举高相同高度，踩踏的距离增大，故C错误； D．汽油机做功冲程是内能转化为机械能，击打稻谷，稻谷温度升高，是机械能转化为内能，故D错误。 故选B。 6．A 【详解】①甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气对软木塞做功，将水蒸气的内能转化为木塞的机械能，内燃机的做功冲程中，高温高压的燃气对活塞做功，是将内能转化成机械能，两者的能量转化相同，故①正确； ②分子间既有引力也有斥力，乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码，主要是因为分子间存在引力，故②错误； ③丙图中活塞向下运动时，活塞对压缩瓶内空气做功，使瓶内空气的温度升高、内能增大，该过程中机械能转化为内能，故③正确； ④如图丁，当向塑料管b中用力吹气时，a管上方空气流动快，压强小，细管a中液面将会上升，故④错误； 由以上分析可知，①③正确，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 7．D 【详解】A．海水里含有很多盐分和其他矿物质，所以它的密度比普通淡水要大，深海的海水密度通常比浅海的大。眼泪也含有一些盐分和蛋白质，但总体来说，它的密度还是更接近人体内部的液体，比深海海水的密度小。当密度较小的眼泪滴入密度较大的海水中时，根据浮沉条件，眼泪会有上浮，故A正确，不符合题意； B．能量之间可以相互转化，哪吒与敖丙联手，用水火之力生成蒸汽冲破巨鼎封印，是内能转化为机械能，故B正确，不符合题意； C．太乙真人使用宝葫芦收取妖怪时，是利用宝葫芦内部气压小于外界气压，在气压差的作用下将妖怪吸入宝葫芦，故C正确，不符合题意； D．敖丙使用冰系法术将海水冻结，是水由液态变成固态，这个变化过程属于凝固，而凝华是物质由气态直接变成固态的过程，故D错误，符合题意。 故选D。 8．C 【详解】A．甲的吸气阀开启，排气阀关闭，活塞向下运动，是吸气冲程；汽油机在吸气冲程中吸入的是空气和雾状汽油的混合物，故A错误；     B．丁的吸气阀关闭，排气阀开启，是排气冲程，没有能量转化，故B错误； C．丙的吸气阀与排气阀均关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是做功冲程，将燃料燃烧释放的内能转化为活塞的机械能，故C正确；     D．4个冲程中只有做功冲程对外做功，其他3个冲程都靠飞轮的惯性完成；乙的吸气阀与排气阀均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，则依靠飞轮惯性完成的是甲、乙、丁冲程，故D错误。 故选C。 9． 15 23 【详解】[1]汽油机一个工作循环有4个冲程，飞轮转2圈，对外做功1次，转速为1800r/min，则1s内飞轮转30圈，完成了60个冲程，汽油机对外做功15次。 [2]根据可知，消耗210g汽油，完全燃烧可放出热量 [3]不计热量损失，则，根据可知，这些热量能让100kg的水温度升高 10． 增大 升高 做功 【详解】[1][2]将二氧化碳进行压缩时，压缩气体体积，对气体做功，内能变大，温度升高。 [3]当压缩气体迅速膨胀时，对外做功，内能转化为机械能；内燃机的做功冲程，将内能转化为机械能，因此CO₂迅速汽化，形成高压气体从泄气孔中喷出实施爆破，喷出时的能量转化与内燃机的做功冲程一致。 11． 做功 不同 10 【详解】[1]推杆压缩筒内的气体，对筒内气体做功，通过做功的方式，将机械能转化为内能，使筒内空气的内能增加，温度升高，达到艾绒的着火点。 [2]如图，两气门关闭，火花塞点火，活塞下行，是做功冲程，在这个冲程中，缸内气体推动活塞做功，将内能转化为机械能，所以，取火器取火过程与图乙所示的内燃机工作冲程原理不同。 [3]飞轮的转速是1200r/min=20r/s，因为飞轮每转动2周完成1个工作循环，所以该汽油机每秒钟共完成10个工作循环。 12． 50 50 25 100 做功 内能 10 20 【详解】四冲程汽油机一个工作循环包括四个冲程，即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；在一个工作循环中，活塞往复运动2次，曲轴转动2周，对外做功1次。 [1][2]已知汽油机转速为3000r/min=50r/s，即曲轴每秒转动50周。因为曲轴每转1周，活塞往复1次，所以1s内活塞往复50次。 [3]因为曲轴每转2周对外做功1次，所以1s内对外做功的次数为次。 [4]因为一个工作循环包括4个冲程，且曲轴每转2周完成一个工作循环，所以1s内完成的冲程数为。 [5][6]观察图可知，进气门和排气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，所以该冲程是做功冲程；在做功冲程中，燃气膨胀推动活塞做功，将内能转化为机械能。 [7]因为一个工作循环包括4个冲程，且一个工作循环对外做功1次，所以每秒完成40个冲程时，对外做功的次数为次。 [8]因为一个工作循环中曲轴转动2周，所以每秒完成40个冲程（即10个工作循环）时，飞轮转过的圈数为10×2=20圈。 13．(1) 酒精 内 机械能 (2)D (3)做功 【详解】（1）[1][2][3]酒精燃烧后产生的高温高压的燃气，体积膨胀，对外做功，使盒盖飞出去，内能转化为盒盖的机械能。 （2）本实验高能气体膨胀对外做功，内能减小，温度降低；观察气体内能减小之后的变化，所以在这一实验过程中，应当注意观察的是盒盖跳起的瞬间盒内出现的现象；故选D。 （3）汽油机的做功冲程中，内能转化为机械能，所以汽油机的做功冲程与这一实验过程中能量的转化是一致的。 14．(1)卷尺 (2)B (3)其他条件一定时，瓶内液体质量越大，水火箭射程越远 (4)见解析 【详解】（1）水火箭射程比较远，实验中用于测量水火箭射程的工具是卷尺。 （2）步骤③中，打开开关，可乐瓶内的高压气体推动水向后喷出，水火箭向前飞出，内能转化为机械能。 A图中进气门打开，排气门关闭，活塞下行，是吸气冲程；B图中气门都关闭，活塞下行，是做功冲程，内能转化为机械能；C图中气门都关闭，活塞上行，是压缩冲程，机械能转化为内能；D图中进气门关闭，排气门打开，活塞上行，是排气冲程。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 （3）根据，体积相同时，密度越大，质量越大。由图乙可知，液体的密度越大，射程越远。所以本实验可得出的结论是：其他条件一定时，瓶内液体质量越大，水火箭射程越远。 （4）水火箭射程还与瓶内液体占总体积的比例、瓶内气压和发射角度等因素有关。方案二，同种液体只改变液体的体积，没有控制瓶内液体占总体积的比例不变，不符合控制变量法思想，所以不合理。 15． 增大 机械能转化为内能 斥 变小 做功 【详解】（2）[1][2]用橡皮帽将注射器的注射口堵住，用力向左推动活塞，活塞压缩筒内气体做功，使筒内气体的温度升高，传感器的示数逐渐增大，气体内能增大。 [3]分子间存在引力和斥力，推动活塞过程中小明感觉十分费力，证明分子间存在斥力。 （3）[4][5]快速取下橡皮帽，注射器内气体的对外做功，内能减小，温度降低，故温度传感器的示数变小。注射口喷出“白气”，白气是水蒸气遇冷液化形成的小水滴；在此过程中，筒内气体的内能转化为机械能，与汽油机的做功冲程相同。 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 $