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学期

**基本信息** 初中物理“热机与社会发展”同步练，含选择、填空、作图、简答、计算5类题型，共15题45分，以能量观念为核心，覆盖热机原理、效率计算等知识点，通过基础巩固与情境应用结合，培养科学思维与问题解决能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|热值特性、冲程判断等单一概念|单选题1-3题直接考查概念辨析，填空题9(1)、11题通过实例强化能量转化认知| |进阶层|热机效率计算、冲程能量转化等综合应用|单选题4-6题结合图像数据推理，作图题13题通过标注阀门状态深化冲程模型建构| |提高层|热机原理迁移、效率定量计算等问题解决|简答题14题分析自制模型能量转化，计算题15题结合汽车行驶情境考查效率公式综合应用|

12.4 热机与社会发展 满分45分 时间：30分钟 姓名：___________班级：___________分数：___________ 一、单选题 1．（2分）2024年10月11日，我国成功回收首颗可重复使用返回式技术试验卫星——实践十九号卫星。如图所示，是卫星发射升空时的情景，下列关于十九号卫星的分析正确的是（     ） A．当卫星发射时，卫星的动能不变，重力势能增大 B．当卫星回收着陆时，卫星的动能减小，重力势能减小 C．发射十九号卫星的火箭对氢能的利用效率可以达到100% D．十九号火箭加速升空消耗氢燃料过程中，氢的热值减小 2．（2分）汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，下列有关汽油机的说法正确的是（     ） A．热机的效率越高，在做同样多的有用功时消耗的能量越多 B．热机做功越快，其机械效率越高 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 D．若该汽油机飞轮的转速为3600r/min，则在1s内汽油机完成120次冲程 3．（2分）下面是小明同学的物理学习笔记中的摘录，其中不正确的是（     ） A．燃料的热值与燃料的质量没有关系 B．火箭用固态氢做燃料是因为氢含有的热量多 C．单缸四冲程汽油机只有做功冲程将内能转化为机械能获得动力，其他三个都靠飞轮的惯性完成 D．尽量减少工作过程中各种能量的损失是提高热机效率的主要途径 4．（2分）某热机在工作过程中，完全燃烧了质量为m的某种燃料，该燃料的热值为q。热机在工作时间t内，对外输出的平均功率为P。关于该热机的效率，下列推导正确的是（　　） A． B． C． D． 5．（2分）如图所示是从机械能、内能和化学能出发，整理的第12章“机械能和内能”的单元知识结构图，图中①②③处依次填写的内容是（     ） A．单摆、扩散、热值 B．温度计、燃烧、比热容 C．火箭、热传递、做功 D．热机、做功、热传递 6．（2分）如图是某汽油机的主要能量流向和相关参数图，下列说法正确的是（     ） A．有用机械能所占比例最大 B．废气带走的能量占比为25% C．该汽油机的效率为35% D．减少机械摩擦能提高汽油机效率 7．（2分）如图甲所示，是小明用易拉罐制作的一辆小车，往易拉罐内喷入一些酒精并点燃后，小车就会向前行驶。如图乙所示是汽油机的四个冲程，其中与甲图中小车行驶时能量转化相同的是（     ） A． B． C． D． 8．（2分）如图是自制的简易热机模型，在矿泉水瓶的侧壁上钻一个小孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，在瓶口喷入液态酒精并盖上纸杯。按下电火花发生器的按钮后，酒精燃烧，纸杯飞出。下列说法正确的是（　　） A．纸杯被冲出，是机械能转化为内能，对应热机压缩冲程 B．气体推动纸杯过程中，瓶内气体内能减少 C．不断优化结构，可让该热机效率达到100% D．酒精燃烧越充分，酒精的热值就越大 二、填空题 9．（8分） (1)不同形式的能量可以在一定条件下相互转化，如图1所示。以下事例中分别属于哪些能量转化（只需考虑最主要的能量转化），请将图1中能量转化对应的字母序号填写在相应的横线上。 例：电热水器工作时K ①热机的压缩冲程____________；②给某锂电池充电时____________； ③植物吸收太阳光进行光合作用____________；④电动机带动水泵把水送到高处____________。 (2)如图2所示是某装置工作时的能量流向图，请根据图中信息判断：此装置可能是____________（选填“热机”或“电灯”或“电风扇”），其工作效率为____________。 (3)如图3是____________（选填“汽油机”或“柴油机”）的____________冲程。 10．（1分）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________。 11．（4分）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。 12．（4分）小张在吹气球时，被吹大了的气球没能用手握住，呼啸着飞了出去，若他及时捡拾起气球，将会感觉到它喷气的嘴部温度和原来相比___________（选填“变高”、“变低”或“没有变化”），如图甲所示为四冲程汽油机工作过程中的___________冲程，该过程的能量转化情况与图___________相同。若汽油机1 s内对外做功15次，则其曲轴的转速为___________r/min。 三、作图题 13．（2分）如图，是小麟同学学习内燃机的工作原理图（部分），已知左图是压缩冲程的工作原理图，题图是做功冲程的工作原理图，但小麟不小心将一滴黑墨水滴在题图中排气阀门的位置，为此他在右侧的【    】中进行批注“打开”或“关闭”；并在活塞旁边的（     ）中批注“↑”或“↓”表示活塞的运动方向。 四、简答题 14．（4分）自制汽轮机模型如图，中空笔壳一端插入装少量水的易拉罐，接口处用胶密封，中空笔壳尖口对准小风扇的扇叶，点燃酒精灯，蒸汽喷出推动扇叶转动。 (1)从能量转化的角度分析该模型工作原理。 (2)在测试过程中，发现扇叶转动很慢，请写出出现这种现象的一种可能原因。 五、计算题 15．（6分）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 12.4 热机与社会发展参考答案及解析 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B D B A D D C B 1．B 【详解】A．卫星发射加速升空，质量不变，速度增大，高度增大，动能增大，重力势能增大，故A错误； B．卫星回收着陆减速下降，质量不变，速度减小，高度减小，动能减小，重力势能减小，故B正确； C．火箭发动机工作时存在废气带走热量、散热及摩擦等能量损失，有用功小于燃料完全燃烧放出的热量，由可知效率小于，故C错误； D．热值是燃料的特性，只与燃料种类有关，与消耗的质量无关，十九号火箭加速升空消耗氢燃料过程中，氢的热值不变，故D错误。 故选B。 2．D 【详解】A．由热机效率公式得，做同样多有用功时，效率越高消耗的能量越少，故A错误； B．热机做功快说明功率大，功率与机械效率是无关联的两个物理量，功率大小不影响效率高低，故B错误； C．热值是燃料的固有属性，仅与燃料种类有关，与燃烧是否充分无关，故C错误； D．飞轮转速，汽油机每转动2r完成4个冲程，1s内完成的冲程数为，故D正确。 故选 D。 3．B 【详解】A．热值是燃料固有属性，仅与燃料种类有关，与质量无关，故A正确； B．热量是过程量，不能表述为“含有热量”，火箭用固态氢做燃料是因为氢的热值大，故B错误； C．单缸四冲程汽油机仅做功冲程将内能转化为机械能提供动力，其余三个冲程靠飞轮惯性完成，故C正确； D．热机效率，减少工作过程中的能量损失可提高有用功占燃料完全燃烧放出总热量的比例，是提高热机效率的主要途径，故D正确。 本题选择描述错误的，故选B。 4．A 【详解】根据题意可知，热机在时间t内所做的有用功，热机在时间t内完全燃烧燃料放出的热量，热机的效率 故选A。 5．D 【详解】题干标注①是内能的一种应用，内能最终转化为机械能，热机的工作原理就是利用内能做功，将内能转化为机械能，符合①的描述；初中物理明确指出，改变物体内能的两种方式就是做功和热传递，正好对应②③的位置，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 6．D 【详解】A．根据图乙，机械自身消耗能量占35%，废气带走能量占40%，有用机械能占比为 有用机械能所占比例不是最大，故A错误； B．由图乙可知，废气带走的能量占比为40%，不是25%，故B错误； C．汽油机的效率等于有用机械能占燃料完全燃烧放出内能的比例，即25%，不是35%，故C错误； D．减少机械摩擦，可以减少机械自身消耗的能量，使更多内能转化为有用机械能，能提高汽油机效率，故D正确。 故选D。 7．C 【详解】小车被燃气推动的过程，是燃气的内能转化为小车的机械能，相当于内燃机的做功冲程，做功冲程进气门关闭、排气门关闭，活塞下行，火花塞点火，故选C。 8．B 【详解】A．纸杯被冲出，是内能转化为机械能，对应热机做功冲程，故A错误； B．气体推动纸杯过程中，内能转化为机械能，瓶内气体内能减少，故B正确； C．不断优化结构，热机仍会有能量损失，不能让该热机效率达到100%，故C错误； D．燃料的热值为燃料的一种特性，与燃烧是否充分无关，酒精燃烧越充分，酒精的热值不变，故D错误。 故选 B。 9．(1) C J G A (2) 热机 37.5% (3) 汽油机 做功 【详解】（1）①热机压缩冲程中机械能转化为内能，对应图1中C； ② 锂电池充电时电能转化为化学能，对应图1中J； ③ 植物光合作用时光能转化为化学能，对应图1中G； ④ 电动机带动水泵工作时电能主要转化为机械能，对应图1中A。 （2）该装置将内能转化为机械能，故为热机。其工作效率为 （3）因该内燃机顶部有火花塞，故为汽油机。图中气门均关闭、火花塞点火、活塞向下运动，故为做功冲程。 10．28% 【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。 11． 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。 12． 变低 压缩 乙 1800 【详解】气球内的气体向外喷出并对外做功，内能减小，温度降低，所以喷气嘴部温度变低； 图甲中两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能； 图乙中迅速下压活塞，活塞对气体做功，机械能转化为内能，使气体温度升高，能量转化与压缩冲程相同；图丙中酒精燃烧后将塞子冲出，是内能转化为机械能，所以该过程的能量转化情况与图乙相同； 四冲程汽油机完成一个工作循环，曲轴转两周，对外做功一次，1s内对外做功15次，1s内曲轴转的圈数为圈，1min有60s，则其曲轴的转速为 13． 【详解】热机做功冲程时，进气门关闭，排气门关闭，活塞向下运动，以此作图。 14．(1)酒精灯加热水，将燃料的化学能转化为水的内能；蒸汽喷出推动扇叶，将水蒸气的内能转化为扇叶的机械能。 (2)①可能笔尖喷出的蒸汽太少；②可能是扇叶转动时受到摩擦较大；③风扇自身质量太大，转动时阻力大。（任写一条） 15．(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 学科网（北京）股份有限公司 $