12.4 热机与社会发展 同步练习 2026-2027学年 沪粤版物理九年级上册

**基本信息** 聚焦热机概念与应用，通过基础辨析、中档计算、综合探究三层设计，实现从物理观念建构到科学探究能力的递进培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|热机基本概念（内燃机种类、冲程判断）|单选/填空为主，如汽油机与柴油机区别，强化物理观念| |中档层|热机效率计算与能量转化|计算题结合生活情境，如汽车效率计算，体现科学推理| |综合层|热机实际应用与科学探究|实验题含控制变量法，如热值比较实验，培养科学探究能力|

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）关于四缸内燃机的汽车说法中错误的是 A. 在实际应用中，为了增大功率和减小振动，把四个或更多的汽缸组合在一起，他们的做功冲程是轮流进行的 B. 只有第三个冲程是燃气推动活塞做功，其他三个冲程是靠飞轮惯性完成的 C. 由于该装置构造精密所以热机效率一定大于 D. 该汽车不能在月球直接使用 2.（3分）以下机械属于内燃机的是 A. 火箭喷气发动机 B. 汽油机 C. 滑轮组 D. 洗衣机 3.（3分）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，硝化棉会燃烧起来。活塞压缩⽓体的能量转化形式与如图所示汽油机的四个冲程相同的是 A. B. C. D. 4.（3分）以下方法中不能提高热机效率的是 A. 尽量减小热机的功率 B. 尽量使燃料充分燃烧 C. 保证转动部分良好润滑 D. 尽量减少各种热损失 5.（3分）下图是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述错误的是（ ） A. 吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸 B. 压缩冲程中，具有明显的机械能转化为内能的过程 C. 做功冲程中，燃料释放的能量绝大部分转化为机械能 D. 排气冲程中，废气被排出汽缸 6.（3分）如图为汽油机工作循环中的某个冲程，关于此冲程的说法正确的是 A. 进气门打开，排气门关闭 B. 喷油嘴喷出雾状汽油 C. 靠飞轮的惯性完成 D. 内能转化为机械能 7.（3分）如图所示，甲、乙、丙三图的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内液体的初温与质量也相同，不考虑热量损失。能证明燃料的热值较高的是  A. 燃料完全燃烧后，对比甲乙两图，发现乙图液体温度较低 B. 燃料完全燃烧后，对比甲乙两图，发现乙图液体温度较高 C. 加热相同时间，对比甲丙两图，发现液体升温较高 D. 加热相同时间，对比甲丙两图，发现液体升温较高 8.（3分）关于柴油机和汽油机，下列说法错误的是 A. 柴油机以柴油为燃料 B. 汽油机以汽油为燃料 C. 柴油机顶部有一个喷油嘴 D. 汽油机对环境没有污染 9.（3分）关于热机的效率，下列说法中正确的是 A. 热机做的有用功越多，效率一定越高 B. 燃料的热值越大，效率一定越高 C. 热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高 D. 热机做功越快，效率一定高 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，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是 A. 汽车行驶速度是 B. 消耗的燃油完全燃烧放出的热量是 C. 汽车牵引力做功的功率是 D. 汽车发动机的效率是 二 、填空题（本大题共4小题，共16分） 11.（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． 12.（4分）一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占，废气带走的能量占，摩擦等机械损耗占，则它的机械效率为______已知某型号柴油机的效率是，在柴油机内完全燃烧柴油能放热______，这些热通过该柴油机的转化，能对外做有用功______J.柴油的热值为 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）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：______。 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）随着经济的发展，汽车已成为人们常用的交通工具，截至年月，全国机动车保有量达亿辆，其中汽车保有量亿辆。某物理小组的同学在社会实践活动中，通过实际调查和网上查询，绘制了一辆某种型号汽车在额定功率下行驶时单位时间的能量流向图，请你参与讨论有关问题。  根据图中的能量流向，该轿车行驶时造成的能量损耗最主要的是 ______。  汽油机是汽车的“心脏”，一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是，此汽油机每秒钟完成 ______个做功冲程，其中 ______冲程将机械能转化为内能。  若将机器转化有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”，由图中提供的数据可得，该轿车的能量转化效率为 ______。保留三位有效数字  一辆使用汽油为燃料的小汽车，在路面水平的高速公路上以的速度匀速行驶时，百公里油耗为，发动机的效率为。设汽车通过的路程。汽油的密度，汽油热值为。该路段上消耗的汽油完全燃烧释放的热量是 ______，该路段上发动机给汽车行驶提供的牵引力为 ______。  对减少汽车行驶中的能量损耗，就你所知，提出一条建议：______。 17.（6分）木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧，得到了如表的数据：   燃烧的质量 燃烧完全燃烧放出的热量 木柴 焦炭 木炭 燃烧的热值 木柴 焦炭 木炭 从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是 ______ 的；   从表中的数据可以得到，对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越 ______ ．   从表中的数据可以得到，对于不同的燃料，燃料的热值一般情况下是 ______ ． 18.（6分）如图所示是一台单缸四冲程汽油机的 ______冲程；若飞轮曲轴转速为。那么，每秒钟燃气推动活塞做功的次数为 ______次。 答案和解析 1.【答案】C; 【解析】解：、在实际应用中，为了增大功率和减小震动，把四个或更多的汽缸组合在一起，他们的做功冲程是轮流进行的，故正确；  、内燃机的四个冲程中，只有第三个冲程做功冲程是燃气推动活塞做功，其他三个冲程是靠飞轮惯性完成的，故正确；  、热机在工作时不可避免的要损失一部分能量如散热、克服机械部件间的摩擦，所以热机的效率不可能达到，热机的效率一定小于，故错误；  、四缸内燃机的汽车是利用燃料与空气中的氧气发生化学反应，释放出的内能转化为机械能来获得动力的，而月球上没有空气，更没有氧气，所以该汽车不能在月球上直接使用，故正确。  故选：。  在实际应用中，为了增大功率和减小震动，把四个或更多的汽缸组合在一起，他们的做功冲程是轮流进行的，每一个冲程至少有一个气缸在做功。  内燃机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；做功冲程把内能转化为机械能，对外提供动力；其他三个冲程要靠飞轮的惯性来完成，即飞轮具有的动能。  热机所做有用功有效利用的能量与燃料完全燃烧释放的热量之比叫做热机效率。热机工作时总是有能量的损失，所以热机的效率不可能达到  热机工作时，燃料燃烧需要氧气。月球上处于真空状态，没有空气。  此题主要考查了内燃机的工作原理，以及能量转化情况，解决本题的关键是知道汽油机的四个冲程，使汽车获得动力的冲程是做功冲程，还要知道再构造精密的热机效率也不会达到。 2.【答案】B; 【解析】解：、火箭喷气发动机属于热机，但与内燃机并不完全相同，它是以热气流高速向后喷出，利用产生的反作用力向前运动的喷气推进装置。它自身携带燃烧剂与氧化剂，不依赖空气中的氧助燃，火箭在飞行过程中随着火箭推进剂的消耗，其质量不断减小，是变质量飞行体，因此，严格讲不属于内燃机，故不合题意；  、汽油机工作时，燃料在气缸内燃烧，通过燃气对外做功，将内能转化为机械能，属于内燃机，故符合题意；  、滑轮组属于简单机械，不是内燃机，故不合题意；  、洗衣机利用的是电动机来工作，不是内燃机，故不合题意。  故选：。  内燃机，是一种动力机械，它是通过使燃料在气缸内燃烧，并将其放出的内能直接转化为机械能的发动机。  此题主要考查了对内燃机的认识与理解，要注意与其它类似机械的区分。 3.【答案】B; 【解析】解：  图中，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉，迅速向下压活塞，由于压缩玻璃筒内的空气对其做功，使得空气的内能增加，温度升高，故是将机械能转化为内能的过程，故与内燃机的压缩冲程相类似；  、图中，进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程；  、图中，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能；  、图中，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；  、图中，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程；  所以错误，正确。  故选：。  改变内能的方式有两种，即做功和热传递；对物体做功，物体的内能会增加，物体对外做功，其内能会减小；  四冲程汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，其中只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；另外还有压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能。  知道做功可以改变物体的内能，并能准确判断其能量的转化过程是解决该题的关键。 4.【答案】A; 【解析】解：要提高热机效率，可行的方法有：热机工作过程中尽量使燃料充分燃烧，尽量减小机械摩擦和各种散热消耗的能量，减小废气带走的能量。提高热机效率和热机的功率没有关系。   故选：。  在热机中，用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫热机的效率；   提高热机效率的方法有：使燃料尽可能充分燃烧；减少运动部件摩擦发热的损失；减少废气带走的热量。  此题主要考查了提高热机效率的方法，其实就是想办法提高有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。 5.【答案】C; 【解析】 6.【答案】D; 【解析】解：观察图可知，汽油机的进气门和排气门都关闭，火花塞打出电火花，气缸内汽油和空气的混合气体发生燃烧，是汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能，该冲程对外提供动力，不需要靠飞轮惯性完成，故错误，正确。  故选：。  汽油机的做功冲程，进气门和排气门关闭，火花塞打出电火花，气缸内汽油和空气的混合气体发生燃烧。  油机的做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，对外提供动力。  此题主要考查了对汽油机做功冲程的认识和了解，熟练掌握汽油机和柴油机的区别和联系是解答该题的关键。 7.【答案】B; 【解析】解：根据可知，相同质量的同种液体，升高的温度越大，吸收的热量越多；根据可知，质量相同的不同燃料，完全燃烧后放出热量越多，它的热值越大。  、燃料完全燃烧后，对比甲乙两图，发现乙图液体温度较低，说明乙图中液体吸收的热量较少，则表示燃料放出的热量较少，燃料的热值较低，故错误；  、燃料完全燃烧后，对比甲乙两图，发现乙图液体温度较高，说明乙图中液体吸收的热量较多，则表示燃料放出的热量较多，燃料的热值较高，故正确；  、由图可知，甲丙两图燃烧的是燃料，对不同的液体加热，探究的是液体和液体的吸热能力，所以不能证明燃料的热值较高，故错误。  故选：。  根据可知，质量相同的不同燃料，完全燃烧后放出热量越多，它的热值越大；  不考虑热损失，液体吸收的热量等于燃料燃烧放出的热量；  根据可知，相同质量的同种液体，升高的温度越大，吸收的热量越多。  此题主要考查燃料热值的概念和比热容的概念，实验中用到了控制变量法和转化法思想， 8.【答案】D; 【解析】解：、柴油机使用的燃料是柴油，故正确；  、汽油机的使用的燃料是汽油，故正确；  、柴油机气缸顶端有个喷油嘴，汽油机气缸顶端有个火花塞，故正确；  、汽油机排放出的和，污染环境，还会形成酸雨，故错误。  故选：。  柴油机和汽油机的主要区别：  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。  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  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 9.【答案】C; 【解析】解：、热机的有用功多，与燃料完全燃烧放出的能量之比不一定大，效率不一定高，故错误；  、用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出热量的比值叫热机效率，热机的效率与燃料的热值无关，故错误；  、热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，则有用功占燃料完全燃烧放出的热量的比例越高，即效率一定越高，故正确；  、热机做功越快，功率越大，功率是反映物体做功快慢的物理量，与效率是两个完全不同的概念，故错误。  故选：。  热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，比值越大，则效率越高。据此分析；  功率是反映物体做功的快慢的物理量。  此题主要考查了学生对热机效率、热值以及功率概念的理解，属于基础题，难度不大。 10.【答案】D; 【解析】  此题主要考查了速度、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；  根据燃油密度和体积求得其质量，利用可求得消耗的总能量，再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：，故错误；  、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。    11.【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。 12.【答案】35%;6×107;1.98×107; 【解析】解：各种能量损耗的总和是：，   所以它的机械效率为：．  完全燃烧柴油放出的热量：   ；   ，   该柴油机对外做的有用功：   J.   故答案为：；；J.  用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率．   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；   求出柴油完全燃烧放出的热量总能量，知道柴油机的效率，利用效率公式求有用功．  该题考查了学生对热机的机械效率、吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，因条件已给出，难度不大． 13.【答案】内;机械;电子燃油喷射; 【解析】略 14.【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。 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】排放废气损耗和散热器的损耗 15 压缩 12.7% 1.35×108 675 给机器加润滑油，减少有害摩擦; 【解析】解：从能量流程图上可以读出，该轿车行驶时造成的能量损耗最主要的是排放废气损耗和散热器的损耗。  一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是；  曲轴每转两圈对外做一次功，则该汽油机每秒对外做功次数为次；  其中压缩冲程将机械能转化为内能；  轿车的能量转化效率为：；  百公里油耗为，文字说明：汽车通过的路程所消耗的汽油是，即：，  据可知，消耗的汽油的质量为：  ，  消耗的汽油完全燃烧释放的热量是：；  发动机的效率为，所以据可得，发动机所做的有用功为：  ，  据可知，发动机给汽车行驶提供的牵引力为：  ；  给机器加润滑油，减少有害摩擦；改进油箱的密闭性，减少蒸发损耗；控制汽车数量；提高汽油质量；对排放的尾气进行收集、再利用等。  故答案为：  排放废气损耗和散热器的损耗；；压缩；；；；给机器加润滑油，减少有害摩擦。  有用功是指某一物理过程中不得不做的功，从流程图上看能量损耗为有用功之外的损耗。  机器转化有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”，根据定义和图解计算出能量转化率。  在四冲程内燃机的一个工作循环中，曲轴转两圈，完成个冲程，对外做功次。  发动机的机械效率是有用功与消耗总功的比值；  减少汽车行驶中的能量损耗，就要使汽油燃料的能量尽量多的使用到有用功中，从能量损耗方面综合考虑。  此类题目考查知识了内燃机的四个冲程、热机效率的相关问题，要结合相关知识点进行分析解答，是中考的难点。 17.【答案】不同；多；不同的; 【解析】解：由表格中数据可知，完全燃烧质量相同的木材、焦炭、木炭放出的热量是不同的．   从表中的数据可以看出，对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越多．   对于同一种燃料，完全燃烧放出的热量与燃料的质量成正比，即放出热量与质量的比值不变；   对于不同的燃料，完全燃烧放出的热量与燃料的质量的比值即燃料的热值一般情况下是不同的．   故答案为：不同；多；不同的．   某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值；   热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度、放出热量的多少以及燃烧温度的高低等均无关；   同一种燃料的热值一般情况下是相同的，不同的燃料，燃料的热值一般情况下是不同的．   该题考查了学生对常见燃料的分类以及热值的了解与掌握，属于基础性题目，比较简单． 18.【答案】压缩 20; 【解析】解：图中，两个气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；  飞轮转速是，因一个工作循环飞轮转圈，做功一次，所以汽油机做功的次数：次。  故答案为：压缩；。  根据气门的关闭和活塞的运行情况判断是哪一个冲程；  单缸四冲程汽油机曲轴转一圈，完成个冲程，个工作循环对外做功次。  解决此题要结合内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答，记住相关的数据大小，会根据转速进行相关计算。 1 学科网（北京）股份有限公司 $