第2章 第2节 动力机械（下册）-【拓展与培优】2026-2027学年九年级全一册科学同步练习（浙教版·新教材 浙江专版）

第2节 思维拓展 一、内燃机 1.把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的 发动机叫作热机，内燃机是指燃料在发动机气缸内 燃烧产生动力的热机.内燃机中最常见的是汽油机 和柴油机. 2.汽油机的四个冲程依次是吸气冲程、压缩冲 程、做功冲程和排气冲程，在做功冲程中内能转化 为机械能，实现对外做功.单缸四冲程内燃机中，一 个工作循环活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对 外做功一次. 3.柴油机气缸顶部有一喷油嘴，汽油机气缸顶 部有一火花塞；柴油机吸入气缸的是空气，而汽油 机吸入气缸的是空气和汽油的混合气体，柴油机采 用的点火方式是压燃式，汽油机采用的点火方式是 点燃式. 二、热机效率 1.定义：用来做有用功的那部分能量与燃料完 全燃烧所放出的能量之比叫作热机效率热机效率 是热机性能的一个重要指标。 2.提高热机效率的途径：在设计、制造和使用 上要尽量减少各种能量损失，有效减少摩擦。 3公式9 Q有用X100%, 三、环境保护 人们在使用燃料的同时，排放的烟尘废气是造 成大气污染的主要来源.改进燃烧设备，加装消烟除 尘装置，采取集中供热，在城市普及煤气和天然气 的使用是保护环境，控制消除大气污染的方法. 例1如图所示，在透明塑料盒上钻一个小孔， 把电子式火花发生器的放电针插进孔中，在盒内滴 入几滴酒精，按下电动点火按钮，点燃盒内的酒精， 盒盖被打出去.关于此实验，分析不正确的是() A.酒精燃烧过程是化学能转化为内能 B.实验时能闻到酒精的气味这是扩散现象 C.电子打火器的作用相当于柴油机中的喷 油嘴 46 ,学 动力机械 D.活塞飞出的过程中能量转化的形式与汽油 机的做功冲程相同 【分析】A.酒精燃烧过程中把化学能转化为 内能，故A正确；B.打开酒精灯灯帽，会闻到酒精的 气味，这是因为酒精分子不停地做无规则运动散放 到空气中，是扩散现象，故B正确；C.电子打火器的 作用相当于汽油机的火花塞，柴油机的喷油嘴只能 喷出柴油，不能点火，故C错误；D.气体推动盒盖飞 出的过程是气体推动盒盖做功的过程，相当于内燃 机的做功冲程，故D正确. 例2若让一台正在正常开动的柴油机停止转 动，一般应对它进行的操作是 () A.断开它的电路，停止给它供电 B.关停它的油路，停止给它供油 C.以上两种方法都可以 D.以上两种方法都不行 【分析】在压缩冲程未尾，喷油嘴会喷出雾状 柴油，柴油燃烧，然后内能转化为机械能，对外做 功，要想让一台正在正常开动的柴油机停止转动， 需要停止供油即可，断开它的电路，停止给它供电， 柴油机也可以工作，不能停止转动，故ACD错误，B 正确. 例3汽车是现代生活中最常见的一种交通工 具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流 向图.下列有关说法正确的是 () 克服摩擦机械散热 废气带走 耗能6%耗能30% 热量36% 燃料完全燃烧释放的能量100% 有用 机械能 能流图 A.甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做 功，气体的温度升高 B.由乙图可知该汽油机的效率是30% C.汽车尾气中的“汽油味”越浓，燃料燃烧得越 不充分，这会降低燃料的热值 (© 九年级 D.甲图中热机飞轮转数是1800r/min,则该热 机1s中对外做功30次 【分析】A.根据图甲可知，两个气门关闭、活 塞上行，为压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，机 械能转化为内能，气体的温度升高，故A正确；B.热 机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出 的热量的比值，由图可知，输出有用功所占比例为： 100%一36%一30%一6%=28%，即该汽油机的效 率为28%，故B错误；C.热值是燃料本身的一种特 性，只与燃料本身决定，和燃料的质量、放出热量的多 少、燃烧是否充分、温度高低无关，故C错误；D.热机 在一个工作循环中，飞轮转动两圈，对外做功一次，完 成4个冲程.该热机飞轮转速是1800r/min=1800r/ 60s-30r/s,即每秒钟飞轮转动30圈，完成15个 工作循环，完成60个冲程，对外做功15次，故D 错误. 巩固练习 A组 1.我国在柴油机的研制上已将本体热效率突 破53%.在柴油机的四个冲程中，内能转化为机械 能的是 () A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 2.内燃机工作过程中，关于能量转化的下列说 法中错误的是 () A.燃料燃烧时化学能转化为内能 B.在压缩冲程中机械能转化为内能 C.在做功冲程中内能转化为机械能 D.在压缩冲程中内能转化为机械能 3.如图所示的三种情况中都涉及能量的转化， 下列分析正确的是 塞子 热 甲 乙 丙 A.图甲：塞子被弹起时，热水瓶内水蒸气对塞 子做功，瓶内气体内能塔大 B.图乙：表示汽油机处于压缩冲程，从能量转 化角度看，与图甲相似 C.图丙：表示汽油机处于压缩冲程，从能量转 全一册 化角度看，与图甲相似 D.图丙：燃料的化学能转化成燃气的内能，再 转化成机械能 4.如图所示是一台四冲程内燃机的 (填“压缩”或“做功”)冲程，这个 冲程是通过 (填“做功”或“热传 递”)的方式改变汽缸内气体的内能. 5.用塑料矿泉水瓶进行了如下探究：瓶中留有 少量水，盖上瓶盖（如图甲）；扭转瓶子（如图乙）；轻 轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出 现白雾.文中画线部分的能量转化过程与图丙中热 机的 冲程相似（填字母序号）；柴油机气缸 顶部 火花塞（填“有”或“无”）. 丙 6.如图所示，在水平桌面上放置一个底部接通 橡胶管的塑料小碗，其中放入适量干燥面粉，点燃 蜡烛，再罩上一个透明塑料盒，从橡胶管一端快速 吹气，使面粉弥漫整个塑料盒，飞扬的面粉在接触 到烛焰瞬间被点燃引发爆炸，塑料盒被冲飞.面粉燃 烧时将 能转化成内能，内能再转化成简盖 的机械能.这和热机的能量转化情况相同，若汽油机 飞轮的转速是1800r/min,则该汽油机1min内燃 气对外做功 次 硬纸盒 干面粉 蜡烛 木板 皮管吹气 B组 7.如图是甲、乙两台汽油机燃烧不同质量的同 种燃油的能量流向及比例的饼状图，下列说法正确 的是 ( ) 24 科 甲汽油机能量的流向及比例（单位：J) 散热损失 不完全燃烧 的能量 储存的能量 摩擦损失 5726% 的能量 219123% 3814% 尾气带走 对外做功的能量 的能量 352537% 285830% 乙汽油机能量的流向及比例（单位：J) 散热损失 不完全燃烧 摩擦损失 储存的能量 的能量 的能量 238619% 6285% 5024% 尾气带走 对外做功的能量 的能量 364229% 540143% A.若对外做相同的功，甲汽油机更省油 B.若燃烧质量相同的同种燃油，乙汽油机摩擦 损失的能量更多 C.若塔加燃烧同种燃油的质量，甲汽油机的机 械效率可以更高 D.乙汽油机做有用功的比例比甲汽油机大，乙 汽油机的热机效率更高 8.如图a所示为我国002号航母“山东舰”上简 化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在2s内达到起 飞速度，如图b所示为四冲程汽油机的工作示意图. 下列判断错误的是 ( 牵引索 滑轮 蒸汽活塞 图a 图b A.图a中汽缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活 塞使舰载机获得牵引力 248 B.图a中汽缸内的蒸汽推动活塞时，蒸汽的内 能减小 C.从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与 图乙所示的原理相似 D.若该汽油机1秒可对外做功30次，则其飞 轮转速为3600r/min 9.如图所示，小华发现家中蒸蛋器在使用时会 通过上方小孔喷出蒸汽，于是他小心地将自制的风 车放在小孔附近，成功让风车转了起来，蒸汽推动 风车转动时的能量转化与汽油机 冲程的 能量转化相同.某单缸四冲程汽油机工作时，飞轮转 速为3600r/min,则其10s内对外做功 次；若缸内燃气对活塞平均推力为1500N,活塞向 下运动的距离为0.05m,则功率是 W 10.汽车的排气量是指发动机汽缸的工作容 积，一般情况下发动机排气量越大，功率越大.某款 汽车使用四缸发动机，每个汽缸活塞行程均为 8cm,活塞面积均为50cm2,燃气对活塞的平均压 强为10sPa,飞轮转速为6000r/min.求： (1)它的总排气量. (2)一个做功冲程中，燃气对活塞做的功. (3)该汽车的平均功率.C组 18.(1)600N(2)4m/s 19.(1)大(2)改变力的方向6000(3)3.6× 10J(4)8000W 20.(1)2.4×10J2.4×103W(2)mg- mgv L 第1节简单机械(4)一机械效率 例B 巩固练习 A组 1.D2.D3.D4.A5.B6.B7.C 8.D 9.480040% 10.60J480J87.5% 11.80%120 12.84070% 13.(1)5000J(2)4000J(3)80% B组 14.C15.B 16.1.8×101.8×10430%减小 17.1250J312.5N 18.(1)80%(2)70J 19.(1)定(2)8(3)由平衡条件可知，拉力： F=mg=60kg×10N/kg=600N,人的拉力做功： W=Fs=600N×0.5m×100=3×10'J,消耗脂肪的 3×10°J 质量：m物-37.5X10/gX10%88:拉力共做功 3×10J,相当于消耗8克脂肪。 第2节动力机械 例1C 例2B 例3A 巩固练习 A组 1.C2.D3.D 4.压缩做功 5.D无 6.化学900 B组 7.D8.C 9.做功3002250 10.(1)发动机的排气量：V持=4V每=4Sh=4× 50cm2×8cm=1600cm3=1.6L. (2)根据力三可得，燃气对活塞的推力： F=pS=10Pa×50×10-4m2=5000N, 一个做功冲程中燃气对活塞做的功： W=Fh=5000N×0.08m=400J. (3)飞轮每转两圈对外做功一次，所以1min转 动6000周，要做功3000次，则该汽车的平均功率： P=WE=400JX300X4=80000W=80kw. t 60s 第2章培优训练 A组 1.B2.B3.C4.D5.A6.A7.B 8.D 9.做功 10.1212 11.动滑轮102W 12.费力减小 13.粗糙程度费力 14.150变大 15.(1)32.5kg(2)不变(3)Q=cm△t= 4.2×103J/(kg·℃)×2.5kg×20℃=2.1×10J (4)①W=Pt=75×103W×1×60s=4.5×10J ②C B组 16.B17.B18.D19.B20.D21.D 22.B0.320 23.改变力的方向100N3000 24.(1)5(2)省距离 25.(1)6N(2)0.6(3)变大 26.(1)30N(2)B (3)根据图片可知，绳于自由端的速度 3m=15m/s拉力F做功的功率P=Fu=40NX 2 1.5m/s=60W. 27.(1)60(2)90(3)1090 28.(1)杠杆平衡原理（或F1·11=F2·l,) (2)右(3)1.0（或1）(4)AB 29.(1)物体上升的速度0.2m/s. (2)图乙中阴影部分的面积表示的物理量是功， 功的大小为150J. (3)滑轮组提升该重物时的机械效率为70%。 C组 30.D31.B32.D 33.75%100变大 34.(1)由阿基米德原理可知：F浮=P水gSh= 1000kg/m3×10N/kg×0.04m2×1m=400N. (2)当A怡好完全浸没在水中时，根据杠杆平衡 条件得：FM·OM=FN·ON 4(GA-F￥)·OM=FN·2OM ·29·