12.4 热机与社会发展 同步练习 2026-2027学年沪粤版九年级上册物理

**基本信息** 本同步练习围绕热机与社会发展，通过单选、填空、实验题分层设计，覆盖热机冲程、效率计算等核心知识点，强化从概念辨析到实验探究的能力进阶，适配新授课基础巩固与科学探究素养培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|热机判断、冲程识别等单一知识点|单选题（如第2题热机类型辨析）夯实物理观念| |综合应用|效率计算、能量转化等跨知识点|填空题（如第12题机械效率计算）培养科学推理| |拓展探究|实验设计、实际问题分析|实验题（如第15题火箭原理模拟）提升科学探究能力|

12.4 热机与社会发展 同步练习 一 、单选题（本大题共10小题，共30分） 1.（3分）如图甲、乙、丙、丁是单缸内燃机一个工作循环的四个冲程，该内燃机工作时飞轮转速为。以下说法正确的是  A. 该内燃机四个冲程正确的顺序是丙、甲、丁、乙 B. 该内燃机每秒做功次 C. 汽油机在压缩冲程中对气体的压缩程度更高 D. 如图丁是做功冲程，机械能转化为内能 2.（3分）以下机械不属于热机的是（ ） A. 火车 B. 超音速汽车 C. 摩托车 D. 电饭煲 3.（3分）内燃机的发明，使人类的许多梦想得以实现：飞机、汽车、潜艇、坦克等等，都是在内燃机发明之后才研制成功的。下列有关四冲程内燃机的说法正确的是 A. 汽油机和柴油机吸入汽缸的物质相同 B. 汽油机和柴油机都通过火花塞点火 C. 压缩冲程把内能转化为机械能 D. 一个工作循环对外做次功 4.（3分）要提高热机效率必须 A. 让更多的燃料燃烧 B. 提高热机功率 C. 减少各种热损失 D. 利用热值大的燃料 5.（3分）如图甲，在一个配有活塞的厚玻璃简里放一小团硝化棉，迅速下压活塞，硝化棉燃烧。如图乙是某汽油机工作的某一个冲程。下列说法中不正确的是（）  A. 甲图中，活塞与玻璃筒摩擦产生的热量是导致棉花燃烧的主要原因 B. 甲图中，迅速下压活塞的过程中，活塞的机械能转化为空气内能 C. 乙图所示冲程靠飞轮的惯性完成，并吸入空气和雾状汽油 D. 乙图所示冲程的下一个冲程，会发生与甲图相同的能量转化 6.（3分）小明家下水管道堵塞了，小明的爸爸将适量固体疏通剂倒入下水道，再缓缓倒入部分清水，疏通剂与水发生化学反应产生大量气体，气体膨胀将管道疏通，这种疏通管道的过程相当于四冲程汽油机的 A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程 7.（3分）我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭，成功将高分九号星送入预定轨道，发射获得圆满成功。火箭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 8.（3分）下列选项可能符合汽车热机能量流向的是 A. B. C. D. 9.（3分）关于热机的效率，下列说法正确的是 A. 使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率 B. 热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的燃料越多 C. 热机的效率越高说明做功越快 D. 热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的 10.（3分）某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶，用时，消耗燃油，已知汽车的牵引力是，燃油的热值为/kg，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是   汽车行驶速度是20km/h        消耗的燃油完全燃烧放出的热量是   汽车牵引力做功的功率是    汽车发动机的效率是 A. 只有和 B. 只有和 C. 只有和 D. 只有和 二 、填空题（本大题共4小题，共16分） 11.（4分）如图是国庆阅兵式上我国首次亮相的高超音速导弹，该导弹采用火箭动力助推火箭。助推火箭的发动机 ______热机选填“属于”或“不属于”；弹头飞行过程中温度升高，发生的能量转化是：______。 12.（4分）一台内燃机运行时的各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占，废气带走的能量占，摩擦机械损耗占，则它的机械效率为 ______ ，若这台内燃机消耗汽油，则它做的有用功为 ______ 汽油热值为． 13.（4分）（1）如图（1）所示，汽车由发动机、底盘、车身和电器设备四大部分组成。发动机把燃料燃烧产生的_____能变为_____能，再通过底盘上的传动机构，将动力传给车轮，使汽车行驶。随着电子技术的发展，许多汽车已经采用了_____系统，取代了传统的化油器系统。  （2）在图（2）中，甲为四冲程内燃机吸气冲程的示意图，图中画出了吸气冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。请在图乙、丙、丁中，分别画出压缩，做功、排气冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。  14.（4分）现代火箭的特点是 ____________火箭可以作为星际航行的运载工具．火箭的输送系统按时按量地把 ______和 ______输送到燃烧室中，最初是用 ______点燃，产生高温、高压气体，随后就可自行工作． 三 、实验题（本大题共4小题，共24分） 15.（6分）如图甲是一枚简单的液体燃料火箭结构图，小明所在班级以“火箭中的科学奥秘”为主题开展了系列活动。    模拟火箭升空的原理：三组同学分别进行了下列活动，其中现象产生的原理与火箭升空相同的有______；    验证火箭顶部圆锥形能减少摩擦：某同学利用不吸水、硬质的纸张，制成等质量、密封的圆锥体和长方体，在同一高度让两者同时自由下落，如图乙所示。  为比较两者所受摩擦力的大小，他们需观察______；  为使实验效果更明显，下列措施可以采用的有______。  A.在更高处让两物体自由下落  B.用木头替代纸张进行实验  C.让两体积相同的物体在水中自由上浮。 16.（6分）热机是一种把内能转化为______能的机器，如图所示的是汽油机的______冲程。  热机的效率是热机性能的重要指标，汽油机的效率很低，主要原因是______带走的能量最多。如果这辆汽车一年耗油，该汽车内燃机的效率的平均值按，若经过改进可将其效率提高，一年可以节约______的汽油。  某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是，满负荷工作时做功冲程的平均压强为，飞轮的转速为转动周，当汽油机满负荷工作时不计摩擦，一次做功冲程中燃气对活塞做功______，汽油机的功率为______ 17.（6分）小明家买了一辆以汽油为燃料的小汽车，如图所示。经查阅资料，小明了解到以下信息：“该车若以的速度匀速行驶时，发动机的牵引力为，百公里油耗：”。百公里油耗是指汽车行驶，需要消耗汽油。  已知：汽油密度，汽油热值。请你运用所学过的知识解答下列问题：  完全燃烧汽油所放出的热量是多少？  该车以的速度匀速行驶时，它的发动机效率是多少？结果保留整数位 18.（6分）近年来，汽车逐步走进了普通百姓的家庭。    汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个气缸正常工作四个冲程的顺序是______对图甲、、、重新排序；  一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为，该汽油机每分钟做功______次，图所示的汽油机冲程是通过______的方式改变燃气内能的。除此之外通过______也可改变物体内能；  图乙所示为内燃机的能流图，内燃机的效率可表示为______；  现在很多地方正在使用乙醇汽油。乙醇汽油是一种由乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的替代能源，其中普通汽油体积占，乙醇即酒精体积占使用乙醇汽油的好处是______？写出一条即可 答案和解析 1.【答案】B; 【解析】解：、甲图中两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，  乙图是进气门打开，排气门关闭，此时活塞向下运动，是吸气冲程，  丙图中进气门关闭，排气门打开，此时活塞向上运动，是排气冲程，  丁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，  所以，该内燃机一个工作循环有四个冲程正确的顺序是乙、甲、丁、丙，故错误；  、由题知，飞轮每秒转数为，因飞轮每转周对外做功一次，所以该内燃机每秒做功次，故正确；  、汽油机和柴油机的构造相似，在压缩冲程末，柴油机在压缩冲程中对气体的压缩程度更高，柴油机汽缸内的温度比汽油机的高，故错误；  、图丁是做功冲程，是把燃气的内能转化为机械能，故错误。  故选：。  四冲程内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，根据两个气门的开关、活塞的运动方向以及火花塞是否点火可以确定每个冲程，从而排列出正确的顺序。  内燃机的一个工作循环包括四个冲程，飞轮转两周，对外做功一次。  汽油机和柴油机的构造相似，但点燃方式不同：汽油机是点燃式，柴油机是压缩式。  在内燃机的做功冲程中，把燃料的内能转化为机械能。  本题涉及到内燃机大部分知识，综合性强，要求熟练的掌握相应的知识点。 2.【答案】D; 【解析】略 3.【答案】D; 【解析】解：、柴油机和汽油机在工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气，故错误；  、汽油机是通过火花塞点火的，而柴油机是通过压燃式点火的，故错误；  、压缩冲程中，活塞压缩气体，对气体做功，机械能转化为内能，故错误；  、四冲程汽油机和柴油机的一个工作循环，四个冲程，活塞往复运动两次，曲轴连杆转两周，飞轮转两周，只有做功冲程对外做功一次，故正确。  故选：。  柴油机和汽油机的主要区别：  ①汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合气体，在压缩冲程中，机械能转化为内能，内能增大，温度升高，汽油机气缸顶端有个火花塞，此时火花塞喷出电火花，点燃汽油，产生高温高压的燃气推动活塞做功；  ②柴油机在吸气冲程中吸入空气，在压缩冲程中，机械能转化为内能，空气的内能增大；柴油机气缸顶端有个喷油嘴，此时喷油嘴喷出雾状的柴油，柴油遇到高温的空气，达到着火点而燃烧，点燃方式是压燃式，燃烧产生高温高压的燃气推动活塞做功，柴油机的压缩比例更大、温度更高、做功更多，效率更高；  四冲程内燃机工作时，活塞在气缸中往复运动两次，完成一个工作循环，做一次功，共计四个冲程。  此题主要考查了学生对汽油机和柴油机区别的掌握，属于热机基础内容的考查，识记性内容，比较简单。 4.【答案】C; 【解析】解：、要多燃烧燃料，并没有完全利用，不合题意，故A错误；   B、提高热机的功率，增大热机在单位时间内做的功，其效率不一定提高，不合题意，故B错误；   C、保证良好的润滑，减小摩擦，可以减少因摩擦损失的能量，所以可以提高热机的效率，符合题意，故C正确；   D、采取热值高的燃料，其利用率不一定高，所以不一定能提高热机的效率，不合题意，故D错误．   故选：．  热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．要提高效率，就要减少热的损失．   此题主要考查了热机效率的概念，首先要知道热机效率是有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．要提高燃料的利用率，需要尽量减少能量的损失． 5.【答案】A; 【解析】略 6.【答案】C; 【解析】解：疏通剂与水发生化学反应生成高温高压气体，此时温度升高，内能增加，是化学能转化为内能；高压气体疏通管道最后通过高温高压气体的膨胀将管道疏通，该过程是内能转化为机械能，其中汽油机的做功冲程中也是将内能转化为机械能，故正确，错误。  故选：。  疏通剂与水发生化学反应生成高温高压气体，通过高温高压气体的膨胀将管道疏通。此时温度升高，内能增加，是化学能转化为内能；  汽油机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程中机械能转化为内能；二是做功冲程中内能转化为机械能。  解决此题要结合能量的转化，内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答。 7.【答案】C; 【解析】解：发射卫星的火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故正确。  故选：。  热值是指的某种燃料完全燃烧后释放的能量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，释放出的热量越多，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小。  此题主要考查学生对热值定义的掌握情况，需要根据火箭的具体应用来分析。 8.【答案】B; 【解析】解：热机是利用内能来做功的机器，汽车热机的效率通常为左右，只有选项中汽车热机工作时，有的内能转化为机械能，故错误、正确。  故选：。  热机是利用内能来做功的机器；  热机的效率是指用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧所放出的总能量的比值；  汽车热机的效率通常为左右。  此题主要考查热机的定义和热机的效率，知道热机效率比较低是解答该题的关键。 9.【答案】A; 【解析】解：使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故正确；  B.热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，当热机效率越高时，做一定的有用功，消耗的燃料越少，故错误；  C.热机的效率越高说明用来做有用功的能量占燃料完全燃烧产生的能量之比大，做功越快是指功率大，功率和效率没有关系，故错误；  D.热机工作时，热机损失的能量中，废气带走的热量多，机械摩擦损失的不是主要的，故错误。  故选：。  用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫热机效率；  功率是指做功快慢的物理量；  热机的工作过程中，燃料燃烧放出的能量，废气的温度很高，带走的热量最多。  此题主要考查了学生对热机和热机效率的理解，同时也考查了热机效率与功率、热值的区别，注意效率与功率做功快慢不同。 10.【答案】D; 【解析】  该题考查了速度、燃烧值、功、功率、热机效率的计算，综合性强，难度适中，关键是公式的灵活运用。  已知汽车行驶的时间和路程，利用速度公式即可求解；  根据可求热量；  根据可求得该汽车牵引力所做的功，再利用求功率；  利用效率公式求出该汽车的效率。    汽车的行驶速度：  ，故错误；  消耗的燃油完全燃烧放出的热量：  ，故正确；  该汽车牵引力所做的功：  ，  该汽车牵引力所做功的功率：  ，故错误；  该汽车的效率：  ，故正确。  故选D。  11.【答案】是 机械能转化为内能; 【解析】解：火箭发动机工作时向后高速喷出气体，从而获得前进的动力，燃料在气缸内部燃烧，属于热机；弹头飞行过程中，弹头克服摩擦做功，将机械能转化成内能，导致温度升高。  故答案为：是；机械能转化为内能。  热机分为内燃机和外燃机，燃料在机器内部燃烧的机器是内燃机；  克服摩擦做功，机械能转化为内能。  此题主要考查了热机的种类以及能量的转化，是一道基础题。 12.【答案】34%;3.06×107; 【解析】解：①各种能量损耗的总和是：，   所以有效利用的能量，即它的机械效率为．  ②完全燃烧柴油放出的热量为：，   效率：，则该内燃机对外做的有用功为：   J.   故答案为：；．   热机是将内能转化为机械能的机器．热机的效率是有效利用的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比．用来做有用功的那部分能量与气缸散热损失的能量、废气带走的能量、摩擦等机械损耗的能量之和等于燃料燃烧释放的能量．   根据燃料完全燃烧放热公式计算完全燃烧柴油能放出的热量；已经计算出了内燃机的效率，可利用热效率的公式变形计算出有用功．   此题主要考查了热机效率的计算，以及燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用，热机的效率是有效利用的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，利用好热机效率公式是关键． 13.【答案】内;机械;电子燃油喷射; 【解析】略 14.【答案】功率巨大 多级 燃料 氧化剂 电火花; 【解析】解：现代火箭的特点是功率巨大。多级火箭可以作为星际航行的运载工具．火箭的输送系统按时按量地把燃料和氧化剂输送到燃烧室中，最初是用电火花点燃，产生高温、高压气体，随后就可自行工作。  故答案为：功率巨大；多级；燃料；氧化剂；电火花。  根据现代火箭的特点及工作原理解题。  此题主要考查的是火箭上用到的物理知识，体现了物体知识应用于生活的物理理念；我们不仅要学习物理知识，更要学习物理知识的应用能力，这才是我们学习的根本目的。 15.【答案】A、B 两物体着地的先后 A、C ; 【解析】解：、由于力的作用是相互的，喷出的气体对气球也会产生向前的反作用力，是气球运动起来，喷气式飞机、舰船、运载火箭都是类似应用；   B、同学推同学，也是由于物体间力的作用是相互的，使得二人都向后退；   C、磁体间不接触而能发生相互作用，是因为在磁力的作用空间存在一种特殊的物质--磁场。磁体间的相互作用是通过磁场发生的。所以与火箭升空相同的有、。   故答案：、   如果两物体同时着地，则说明二者受到的摩擦力相同，如果两物体不是同时着地，那么可根据两物体着地的先后来比较两者所受摩擦力的大小，   为使实验效果更明显，可以放大两种形状所受到的阻力作用，可以采用选项：在更高处让两物体自由下落，那么哪个先着地说明那个受到的摩擦力较小，和选项：让两物体在水中自由上浮，通过比观察两物体自由上浮的顺序即可比较其受到的摩擦力大小。   故答案为：两物体着地的先后填比较着地时间等也可、。  根据火箭升空的原理：物体间力的作用是相互的，对、、、三种现象逐一分析即可；   此时两者所受摩擦力即为空气阻力，根据两物体先后着地的顺序可确定二者所受摩擦力的大小；   因为距离越长，两物体自由下落的间隔时间越长，更能明确二者着地的先后顺序；   把两物体同时放在水中，两物体在水中自由上浮。也可使实验效果更明显。  解决此类实验题目，要结合控制变量法进行分析解答，物理学中对于多因素的问题，常常采用控制变量的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题，每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法，它是科学探究中的重要思想方法，控制变量法是初中物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一。 16.【答案】机械 做功 废气 60 135 2025; 【解析】解：  汽油机是热机的一种，是将内能转化为机械能的机器；根据图示可知，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，气缸容积增大，因此是做功冲程。  汽油机的效率很低，主要原因是废气带走的能量多；这辆汽车消耗汽油做的有用功：  ，  内燃机效率提高后为：，  效率提高后所需汽油完全燃烧放出热量：  ，  由可得，效率提高后需要汽油的质量：  ，  则每辆车每年节约汽油：  。  由可得，燃气对活塞的平均压力：  ；  一个做功冲程中燃气对活塞做的功：  ；  因飞轮每转两圈对外做功一次，  所以，飞轮转动周，做功次，  则燃气对活塞做的总功：  ，  汽油机的功率：  。  故答案为：机械；做功；废气；；；。  汽油机属于热机，是将内能转化为机械能的机器；根据图中气门的开关情况和活塞的运动方向判断出是哪一个冲程；  由于内燃机效率提高后有用功是相同的，因为，所以可得，知道该辆汽车每年耗油，可求每辆汽车每年节约燃油；  知道燃气的平均压强和活塞的面积，根据求出做功冲程中燃气对活塞的平均压力；知道活塞在气缸中移动的距离，根据求出一个做功冲程燃气对活塞做的功。利用公式计算出汽油机的功率。  该题考查了对热机及各冲程特点的了解和热值计算公式的理解和掌握，还考查了压强公式、做功公式、功率公式的应用，知道飞轮每转两圈对外做功一次是关键。 17.【答案】解：（1）汽油的体积：  V=10L=0.01，  10L汽油质量：  m=ρV=0.7×103kg/×0.01=7kg，  完全燃烧10L汽油所放出的热量：  Q放=mq=7kg×4.6×107J/kg=3.22×108J，  （2）汽车行驶100km，牵引力做功：  W=Fs=1000N×100×103m=1×108J，  发动机的效率：  η=×100%=×100%≈31%。  答：（1）完全燃烧10L汽油所放出的热量是3.22×108J；  （2）它的发动机效率是31%。; 【解析】  已知汽油的体积，利用公式可求得其质量，再利用公式可求得完全燃烧汽油所放出的热量；  设小汽车匀速行驶，根据公式可求得牵引力做功，然后利用可求得它的发动机效率。  本题是一道综合性的较强的计算题，密度公式变形的应用，功的计算，热机效率的计算等知识点，题目的难度不大。 18.【答案】； ；做功； 热传递；    ； 污染小  ; 【解析】  该题考查了功的计算、内燃机四冲程的特点以及能量转化，根据气阀开闭和活塞移动情况确定冲程的名称是关键。  内燃机的四个冲程：吸气、压缩、做功、排气冲程，根据气阀开闭和活塞移动情况确定冲程的名称，并排出正确顺序；  热机完成一个工作循环，要经过个冲程，燃气对外做功次，活塞往返次，飞轮转动周，根据这个比例关系可以求出答案；  改变内能的方式有做功和热传递两种方式；  热机的机械效率是指有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值。其中在压缩冲程中，机械能转化为内能，在做功冲程中将内能转化为机械能。  从节能环保的角度作出分析和解答。    中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是第二个冲程；  中的进气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一个冲程；  中的排气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四个冲程；  中的两个气阀都关闭，火花塞点火，活塞下运动，所以为做功冲程，是第三个冲程；  故先后顺序为：。  若飞轮转速是，表示每分钟飞轮转动圈，个工作循环，对外做功次，则做功次，此过程中燃气对外做功，则其内能减小即通过做功的方法改变物体的内能，除此之外通过热传递也可改变物体内能。  由能流图可知：燃料完全燃烧放出的热量为，有用机械能即有用功为，所以内燃机的效率可表示为。  使用乙醇汽油的好处是：污染小。  故答案为：； ；做功； 热传递；    ； 污染小    1 学科网（北京）股份有限公司 $