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** 沪粤版物理九年级上册12.4同步练，通过基础概念辨析、综合应用计算、实验探究设计三层递进，覆盖热机冲程、热值、效率等核心知识点，强化物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|热机冲程判断、热值概念、效率意义|选择题1-6题，如牛角点火器对应压缩冲程，直接考查基础概念| |提升层|能量转化、效率计算、冲程能量分析|填空题9-16题，如火箭发射能量转化与热机做功冲程比较，综合应用知识点| |拓展层|复杂计算、实验探究、模型建构|计算题23题（效率综合计算）、实验题22题（简易热机模型），培养科学探究与问题解决能力|

2026-2027学年度沪粤版物理九年级上册同步练习 12.4热机与社会发展 一、选择题 1．我国古人发明的牛角点火器如图所示，取火时向内猛推推杆，套筒内空气被快速压缩，使前端艾绒被点燃，这个过程相当于汽油机的（     ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 2．两辆完全相同的燃油车，分别加注等质量的92号汽油和95号汽油，两种汽油的热值95号更大，且都完全充分燃烧，两车发动机效率相同。下列关于两车可行驶里程的判断正确的是（     ） A．加92号油的车行驶里程更长 B．加95号油的车行驶里程更长 C．两车行驶里程完全相同 D．无法比较两车里程 3．下列关于提高家用汽车汽油机热机效率的积极意义，说法错误的是（     ） A．可以降低日常出行的燃油消耗成本 B．能完全消除汽车行驶过程中产生的噪声 C．减少燃油燃烧的能量浪费，节约能源 D．降低尾气中未完全燃烧的污染物排放，利于环保 4．如图所示是内燃机某个冲程的示意图，下列关于这个冲程的说法正确的是（　　） A．该冲程是吸气冲程 B．此过程中内能转化为机械能 C．此过程中汽缸内温度会升高 D．此过程向外提供动力 5．一台单缸四冲程汽油机转速为1800转/min，则该汽油机1s内（     ） A．完成30个冲程，曲轴转30转 B．完成60个冲程，曲轴转30转 C．完成30个冲程，曲轴转60转 D．完成60个冲程，曲轴转60转 6．汽油机和柴油机是内燃机中最常见的两种类型，广泛应用于生产，生活的设备中。关于汽油机和柴油机描述正确的是（     ） A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B．汽油机在吸气冲程只将空气吸入气缸 C．柴油机比较轻巧，主要应用在摩托车、小汽车上 D．汽油机和柴油机的大量使用均会对环境造成不良的影响 7．2025年10月31日，搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F 遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。下列关于火箭发射说法正确的是（　　） A．火箭加速升空时，火箭的机械能守恒 B．火箭外壳与空气摩擦，温度升高，含有的热量增大 C．火箭发射时的能量转化过程和热机的做功冲程相同 D．火箭燃料燃烧越充分，可以同时提高发动机的效率和燃料的热值 8．内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动1800圈。汽油的热值为，下列说法正确的是（     ） A．图中所示的冲程是汽油机的做功冲程，工作时将机械能转化为内能 B．图中所示的冲程汽缸内物质的内能减小，是通过做功的方式实现的 C．该汽油机在1s内对外做功30次 D．该汽油机完全燃烧5kg汽油，输出有用功 二、填空题 9．一单缸四冲程柴油机，它的转速是20r/s，在1h内它完成___________个冲程，完成___________个做功冲程。 10．某汽车通过一条隧道，消耗质量为m的汽油（热值为q），汽车通过隧道时，牵引力做的有用功为W。则此过程中消耗的汽油完全燃烧放出的热量为____________，汽车发动机的效率为____________。（均用题中所给字母表示） 11．汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图是某汽油机的能量流向图。由图可知，该汽油机的效率为________。 12．如图所示，是汽油机的四个冲程的结构图，图甲是________冲程。把机械能转化为内能的冲程是________图，使汽车获得动力的是________图。 13．现在有的小汽车采用涡轮增压发动机，它和普通发动机相比，能利用废气的能量压缩空气，增加气缸的进气量，使燃料燃烧更充分，发动机效率更____________（选填"高"或"低"）。四冲程汽油机吸气冲程吸入的物质是__________________________________________________________________。 14．世界上很多发明都是受到生活现象的启发而萌生的创意，如：蒸汽机和汽油机，它们工作时，是将燃料燃烧释放的____________转化为_____________。如图所示模拟实验中：图____________是蒸汽机的工作原理图。 15．如图所示，2026年4月14日，我国在东风商业航天创新试验区使用力箭一号遥十二运载火箭，成功将吉星高分07A02星等8颗卫星发射升空。该火箭的发动机通过燃烧推进剂（如液氧+液氢）为火箭提供动力，其工作时将燃料的化学能转化为燃气的______能，再转化为火箭的_______能，从而为火箭提供动力。 16．如图所示，先在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，然后迅速压活塞，你观察到的现象是___________；对这一现象的解释是，活塞压缩玻璃筒内的空气，对筒内空气___________，使空气的___________增加，温度升高，达到乙醚燃点；这个过程的实质就是内燃机的___________冲程。 17．如图所示是某种内燃机某一冲程的示意图，它表示的是________冲程，如果该飞轮的转速是2400 r/min，则该热机每秒钟做功________次。为了降低汽缸的温度，汽缸外有一个水箱，使汽缸被水包围着，这是通过________的方式减少汽缸内能的，用水来包围汽缸，是因为水的___________较大。 18．汽车发动机用水作冷却液是因为________。某汽车在一段平直的公路上匀速行驶，已知这段过程汽车牵引力所做的有用功为，消耗汽油0.3kg，汽油完全燃烧放出的热量为________，则该汽车的热机效率为________（） 19．旅行家骑摩托车在某次旅程中消耗汽油3kg，这些汽油完全燃烧能放出的热量为________J；如图为该摩托车的单缸四冲程汽油机某个冲程的能量流向图，由此可以判断该汽油机正处于________冲程。 20．某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞直径为 D，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是L，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为 p0，飞轮 1min 转动 1800 周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），若 1min 消耗汽油 m。汽油的密度 ρ ； 汽油的热值为 q 。则一个做功冲程中燃气对活塞做的功为___________ 。 21．如图所示是某种内燃机某一冲程的示意图，这种内燃机是______（填“汽油机”或“柴油机”），该内燃机一个工作循环的四个冲程按顺序依次是：吸气冲程、____________、做功冲程、排气冲程，若该内燃机1s对外做功45次，那么它曲轴的转速为______r/min。 三、实验题 22．如图所示是小光制作的简易热机模型。 (1)制作过程中，需要将笔的尖端朝外，另一端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处____________。 (2)点燃易拉罐下面的酒精灯，当蒸汽喷出时，扇叶转动起来，此过程相当于内燃机的____________冲程。 (3)为了提高热机的效率，我们可以在气缸、管道等部位使用____________材料，以减少____________。 四、计算题 23．我国自主研制的“红旗”无人驾驶汽车在某段平直公路上进行测试，汽车以18m/s的速度匀速行驶了10.8km，已知汽车行驶过程中受到的阻力是1000N，发动机消耗燃油是0.6kg，（燃油的热值为）试求： (1)汽车牵引力所做的功是多少； (2)燃油完全燃烧放出的热量； (3)发动机的效率是多少？ 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 同步练习 参考答案 1．B 【详解】向内猛推推杆，对套筒内空气做功，空气内能增加，温度升高，机械能转化为内能；汽油机压缩冲程中活塞压缩气体做功，机械能转化为内能，两者能量转化相同，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．B 【详解】号汽油的热值更大，根据公式可知，等质量的汽油完全燃烧，号汽油放出的热量更多，在发动机效率一致的情况下，由可知，转化成有用的机械能更多，两辆燃油车完全相同，与地面的摩擦相同，加号汽油的燃油车克服摩擦力做功更多，由可知，加号油的车行驶里程更长。故B正确，ACD错误。 故选B。 3．B 【详解】A．热机效率提升后，相同有用功下消耗的燃油更少，能直接降低出行成本，故A正确； B．提高热机效率只能减少能量损耗，无法完全消除汽车运行的机械噪声，故B错误； C．提高热机效率能让更多燃油内能转化为机械能，减少能量浪费，节约能源，故C正确； D．效率提升会让燃料燃烧更充分，减少尾气中有害污染物的排放，助力节能减排、保护环境，故D正确。 本题选错误的选项，因此选B。 4．C 【详解】A．由图可知，内燃机在该冲程活塞向上运动，两个气门均关闭，是压缩冲程，故A错误； BC．压缩冲程是将机械能转化为内能，汽缸内气体内能增加，温度升高，故B错误，C正确； D．向外提供动力的是做功冲程，故D错误。 故选C。 5．B 【详解】飞轮转速是1800r/min＝30r/s，曲轴每转2圈完成4个冲程，因此曲轴转30转时，完成的冲程数为个。 因此1s内该汽油机完成60个冲程，曲轴转30转。 故选B。 6．D 【详解】A. 汽油机顶部为火花塞，柴油机顶部为喷油嘴，该选项描述相反，故A错误； B. 汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物，仅柴油机吸气冲程只吸入空气，故B错误； C. 柴油机较笨重，多用于重型设备，汽油机更轻巧，应用于摩托车、小汽车，故C错误； D. 汽油机和柴油机工作时燃烧化石燃料，会排放有害气体、产生噪声等，均会对环境造成不良影响，故D正确。 故选D。 7．C 【详解】A．火箭加速升空时，其质量不变，速度增大，则动能增大；高度升高，则重力势能增大。机械能等于动能与重力势能之和，因此机械能增大，故A错误； B．火箭外壳与空气摩擦，温度升高，含有的内能增大。热量是过程量，只能描述物体吸收或放出热量，不能说物体“含有热量”，故B错误； C．火箭发射时，燃料燃烧推动火箭，内能转化为机械能；热机的做功冲程气体对活塞做功，也是将内能转化为机械能，故C正确； D．热值是燃料的固有特性，只与燃料种类有关，与燃烧是否充分无关；燃料燃烧越充分，能提高发动机的效率，但无法改变热值，故D错误。 故选C。 8．D 【详解】A．图中所示冲程两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故A错误； B．图示为压缩冲程，活塞 对气体做功，气体的内能应该是增加的，而不是减小，故B错误； C． 已知飞轮每分钟转1800圈，则每秒飞轮转速 四冲程汽油机飞轮每转2圈对外做功1次，因此1秒内对外做功 ，故C错误； D．完全燃烧5kg汽油放出的总热量 已知汽油机效率，则输出有用功： ，故D正确。 故选 D。 9． 【详解】1h内飞轮转过的总转数为 因四冲程柴油机每转动2r完成4个冲程、1个做功冲程，故总冲程数为 做功冲程数为 10． 【详解】由热值计算公式可知，汽油完全燃烧放出的热量；由热机效率定义可知，汽车发动机的效率 11．28% 【详解】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，输出有用机械能所占比例为 即该汽油机的效率为。 12． 吸气 乙 丙 【详解】图甲中，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程；把机械能转化为内能的是压缩冲程，该冲程进气门、排气门关闭，活塞向上运动，符合题意的是图乙；使汽车获得动力的是做功冲程，该冲程进气门、排气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，符合题意的是图丙。 13． 高 空气和汽油的混合物 【详解】因燃料燃烧更充分，燃料完全燃烧释放的总能量中转化为有用功的占比更大，故发动机效率更高；四冲程汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物。 14． 内能 机械能 甲 【详解】蒸汽机和汽油机在工作时，将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，然后通过做功，将内能转化为机械能。 图中甲，是加热水产生水蒸气后，通过高温的水蒸气驱动风车转动，揭示了蒸汽机的工作原理；图中乙，是燃料燃烧加热空气，通过高温的空气驱动风车转动，揭示内燃机的工作原理。 15． 内 机械 【详解】火箭发动机工作时，燃料燃烧发生化学变化，将化学能转化为燃气的内能；随后高温高压的燃气膨胀对外做功，推动火箭运动，将内能转化为火箭的机械能。 16． 棉花燃烧 做功 内能 压缩 【详解】因下压活塞时对筒内空气做功，故空气内能增加、温度升高，达到乙醚燃点后棉花燃烧；该过程机械能转化为内能，与内燃机的压缩冲程能量转化形式一致。 17． 做功 20 热传递 比热容 【详解】由图中两气门均关闭、活塞向下运动，可知该冲程为做功冲程； 飞轮每秒转动的圈数为 因四冲程热机飞轮每转2圈对外做功1次，故每秒做功次数为 汽缸与水存在温度差，通过热传递的方式减少汽缸内能； 用水包围汽缸，是因为水的比热容较大，能够很好地给汽缸降温。 18． 水的比热容较大 30% 【详解】因水的比热容较大，相同质量的水升高相同温度时可吸收更多热量，冷却效果好，故用水作冷却液。 汽油完全燃烧放出的热量为 汽车的热机效率为 19． 压缩 【详解】汽油完全燃烧放出的热量为 由图中能量流向可知该冲程将机械能转化为内能，故汽油机正处于压缩冲程。 20． 【详解】活塞的受力面积 燃气对活塞的压力 一个做功冲程的功 21． 柴油机 压缩冲程 【详解】因内燃机顶部有喷油嘴，故为柴油机； 四冲程柴油机的一个工作循环的四个冲程按顺序依次是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程； 因四冲程内燃机每对外做功1次，曲轴转动2周，故每分钟对外做功次数 曲轴转速 22．(1)密封 (2)做功 (3) 隔热 热量散失 【详解】（1）该模型需要让罐内水产生的水蒸气集中从笔尖喷出，推动扇叶，因此必须将罐的开口处密封，防止蒸汽漏气，才能保证蒸汽从笔尖喷出。 （2）该过程中水蒸气的内能转化为扇叶的机械能，内燃机的做功冲程正是将内能转化为机械能，因此对应做功冲程。 （3）热机能量损失的主要原因之一是机件散热带走大量内能，在气缸、管道部位使用隔热材料，可以减少热量散失，从而提高热机效率。 23．(1) (2) (3)40% 【详解】（1）汽车匀速行驶，牵引力与阻力是一对平衡力，所以牵引力 行驶路程 牵引力做功 （2）燃油完全燃烧放出的热量 （3）发动机的效率 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 $