14.2 热机 同步练-2026-2027学年人教版九年级物理全一册

**基本信息** 本练习通过基础-中档-提升三层设计，以“概念理解-原理应用-综合探究”路径巩固热机核心知识，适配新授课分层教学需求，培养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|热机定义、冲程判断、能量转化基本过程|直接考查热机四冲程、汽油机柴油机构造区别，如单选1、7、8，夯实物理观念| |中档层|能量转化分析、生活情境应用|结合煮茶、木塞冲出等情境（单选2、3），水火箭打气过程（填空13），培养科学推理能力| |提升层|综合计算、科学探究|水火箭能量守恒误差分析（填空14）、汽油机转速与冲程计算（填空18），渗透科学探究与质疑创新|

人教版物理九年级上册第十四章第二节 热机 1、 单选题 1．下列关于热机的说法正确的是（    ） A．热机都有吸气、压缩、做功、排气四个冲程 B．做功冲程将机械能转化为内能 C．火箭发动机属于热机 D．热机的大量使用对环境污染较小 2．如图所示是煮茶时的情景，下列说法中正确的是（　　） A．壶中的茶水在沸腾后继续加热，茶水的温度和内能都不变 B．从壶中刚倒入杯中的茶水烫口是因为其含有的热量多 C．沸腾后壶盖被顶起的能量转化情况与内燃机的压缩冲程相同 D．喝茶时感觉身体变暖了，是通过热传递的方式改变了内能 3．如图所示，用酒精灯对试管加热。水被加热一段时间后，木塞受到试管内水蒸气的压力而冲出去。下列说法正确的是（　　） A．用酒精灯加热试管，是通过做功的方式改变水的内能 B．木塞冲出去的过程，相当于四冲程汽油机的压缩冲程 C．木塞冲出去的过程中，木塞的机械能是由水蒸气的内能转化的 D．木塞冲出去后，试管口出现的白雾是水汽化后形成的水蒸气 4．实验小组制作了一个简易汽轮机模型如图所示。实验时将易拉罐下面的酒精灯点燃，当笔尖口有蒸气喷出时，扇叶就转动起来。下列说法正确的是（    ） A．酒精燃烧时，其内能转化为化学能 B．水被加热，是通过做功使水的内能增加 C．水蒸气推动扇叶转动，水蒸气内能减少 D．扇叶不断转动说明永动机是可以实现的 5．喜欢思考的小明用塑料瓶进行了如下游戏探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图甲）；扭转瓶子（如图乙）；轻轻拧松一点瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾（如图丙）。图乙和图丙所示的过程，分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似，这两个冲程是（　　） A．吸气冲程和压缩冲程 B．压缩冲程和做功冲程 C．做功冲程和排气冲程 D．压缩冲程和排气冲程 6．如图所示，“脚踏冲天炮”是一种深受大家喜爱的户外玩具。发射时，需要先用脚使劲踩踏气泵，泵内气体被压缩，松开脚后气泵内的气体推动泡沫“火箭”向上飞出。气体推动泡沫“火箭”升空的过程相当于下列的哪个冲程（　　） A． B． C． D． 7．如图是一种常用“柴油平板夯机”，广泛应用于路面施工、场地填土等多个方面。使用时柴油发动机提供动力，激荡器带动夯板上下运动。下列关于汽油机和柴油机的主要区别，说法错误的是（　　） A．构造上，汽油机汽缸顶部有火花塞，柴油机汽缸顶部有喷油嘴 B．吸气冲程中，柴油机吸入汽缸的是空气和柴油，汽油机吸入汽缸的是汽油 C．在压缩冲程末，柴油机的燃气温度和压强比汽油机里的高 D．汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式 8．热机工作时，能量转化的基本过程是（　　） A．机械能→内能→化学能 B．内能→化学能→机械能 C．化学能→机械能→内能 D．化学能→内能→机械能 9．2024年4月20日，我国自主研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。如图所示，这是四冲程柴油机的（　　） A．进气冲程 B．排气冲程 C．做功冲程 D．压缩冲程 10．如图为四冲程汽油机内部结构图，下列说法正确的是（　　） A．汽油机吸气冲程吸入的只有空气 B．汽车利用汽油机的压缩冲程获得动力 C．图中冲程能量转化是将机械能转为内能 D．飞轮每转2转，汽油机对外做功1次 11．下列汽油机的四个冲程中，利用高温高压气体推动活塞运动的冲程是（　　） A． B． C． D． 二、填空题 12．汽油机是应用最为广泛的热机之一，其吸气冲程中，吸入的是______________；汽油机和柴油机在构造上的主要区别是：汽油机汽缸顶部有______________，柴油机汽缸顶部有喷油嘴。 13．物理科技文化节中，同学们展示了自制水火箭，结构如图所示。在塑料瓶中装入适量水，用带有打气管的瓶塞将瓶口塞住，发射时用打气筒向瓶内打气，当瓶内压强足够大时，瓶内的水向下喷出，水火箭升空。用打气筒将空气压入水火箭的能量转化与汽油机的______（选填“压缩”或“做功”）冲程相同；水火箭上升过程中，瓶内气体的内能________（选填“增加”“减少”或“不变”）。 14．主题情境·水火箭   图甲所示的是小明制作的水火箭，用打气筒向瓶内打气，当瓶内气压达到一定程度时，橡胶塞被冲出，水火箭快速上升。请完成下面小题。 (1)用打气筒向瓶内打气过程中，打气筒的活塞对瓶内空气做功，这一过程中机械能转化为空气的______能。橡胶塞被冲出的过程与图乙中的_______（选填“A”或“B”）冲程原理相同。 (2)因为能量是守恒的，所以小明认为水火箭上升时内部气体内能的减小量就等于水火箭、水和橡胶塞的机械能的增加量。他的想法_______（选填“正确”或“错误”）。原因是____________。 15．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。 16．如图所示，是四冲程汽油机的______冲程，活塞的往复直线运动带动曲轴转动，将直线运动转化为______运动。 17．某单缸四冲程汽油机的转速是600r/min，则1s内对外做功___________次，做功冲程的能量转化是___________（选填“机械能转化为内能”或“内能转化为机械能”）。 18．如图为单缸四冲程汽油机工作示意图。 (1)在一个工作循环中，依次为吸气冲程、压缩冲程、______冲程和排气冲程，图中正确的排列顺序为______； (2)图丁冲程中，______能转化为______能； (3)若该汽油机1s对外做功10次，则它1min完成______个冲程，1min完成______个工作循环，1min活塞往复运动______次，1min飞轮转______次。 参考答案 1．C 【详解】A．内燃机一般具有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，其他热机并不全具有这四个冲程，故A错误； B．做功冲程将内能转化为机械能，故B错误； C．火箭发动机是利用燃料燃烧获取的内能做功的设备，属于热机，故C正确； D．热机的大量使用对环境会造成严重的污染，如大气污染、噪声污染、热污染等，故D错误。 故选C。 2．D 【详解】A．壶中茶水在加热沸腾后继续加热，温度保持不变，但由于要不断吸热，茶水的内能会增加，故A错误； B．热量是过程量，不能描述为含有或具有热量，故B错误； C．沸腾后壶盖被顶起工作过程是通过做功的方式，将内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程原理相同，故C错误； D．喝茶时身体感觉变暖了，是由于身体吸收热量内能增加，通过热传递的方式改变身体的内能，故D正确。 故选D。 3．C 【详解】A．用酒精灯加热试管，水吸收热量，温度升高，内能增大，通过热传递改变内能，故A错误； BC．木塞冲出的过程，是水蒸气对木塞做功，将水蒸气的内能转为木塞的机械能，四冲程汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能，两者能量的转化不同，故B错误，C正确； D．试管中出现的白雾是水蒸气遇冷液化形成的，因为水蒸气对木塞做功，内能减小，温度降低，故D错误。 故选C。 4．C 【详解】A．酒精灯燃烧将化学能转化为内能，故A错误； B．水被加热，是通过热传递使水的内能增加，故B错误； C．水蒸气推动扇叶转动，水蒸气的内能转化为扇叶的机械能，水蒸气的内能减少，故C正确； D．扇叶持续转动依赖酒精灯持续供能，永动机违背了能量守恒定律，故D错误。 故选C。 5．B 【详解】图乙扭转瓶子压缩瓶内气体，外界对气体做功，气体内能增加，对应压缩冲程；图丙瓶内气体膨胀将瓶盖冲出，气体对外做功，内能减小，对应做功冲程。故选B。 6．C 【详解】空气推动小火箭升空的过程中，空气体积膨胀对小火箭做功，内能转化为机械能。 A．如图，为排气冲程，不涉及能量转化，故A不符合题意； B．如图，为压缩冲程，活塞压缩缸内气体，对气体做功，机械能转化为内能，故B不符合题意； C．如图，为做功冲程，燃气推动活塞做功，内能转化为机械能，故C符合题意； D．如图，为吸气冲程，不涉及能量转化，故D不符合题意。 故选C 。 7．B 【详解】A．在构造上，汽油机汽缸顶部有火花塞，用于在做功冲程开始时点燃燃料；柴油机汽缸顶部有喷油嘴，用于做功冲程开始时向汽缸内喷射柴油。故A正确，不符合题意； B．在吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入的是纯净的空气。故B错误，符合题意； C．柴油机的压缩比较大，在压缩冲程中，活塞对汽缸内的气体做功更多，使得气体内能增加更多，因此在压缩冲程末，柴油机汽缸内气体的温度和压强比汽油机的高。故C正确，不符合题意； D．汽油机是利用火花塞产生电火花点燃燃料，属于点燃式；柴油机是依靠压缩空气使其温度升高到柴油的燃点，使柴油自行燃烧，属于压燃式。故D正确，不符合题意。 故选B。 8．D 【详解】热机工作时，燃料燃烧将化学能转化为内能，并将内能转变为机械能。所以热机是利用内能做功的机器。能量转化的基本过程是化学能→内能→机械能，故ABC不符合题意；D符合题意。 故选D。 9．D 【详解】由图可知，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 10．D 【详解】A．汽油机吸入气缸的是空气和汽油的混合物，故A错误； B．汽油机的做功冲程中，将内能转化为机械能，所以汽车是利用汽油机的做功冲程获得动力，故B错误； C．图中两气门关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是做功冲程，将内能转化为机械能，故C错误； D．由汽油机的工作过程可知，飞轮每转2转，汽油机对外做功1次，故D正确。 故选D。 11．A 【详解】A．进气门和排气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程。在做功冲程中，燃料燃烧产生高温高压气体，推动活塞向下运动，将内能转化为机械能 ，故A符合题意； B．进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，此冲程是将混合物压缩，机械能转化为内能，故B不符合题意； C．进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，此冲程是吸入汽油和空气的混合物，故C不符合题意； D．进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，此冲程是将燃烧后的废气排出气缸，故D不符合题意。 故选A。 12． 空气和汽油的混合物 火花塞 【详解】[1]汽油机的吸气冲程中，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，吸入的是汽油和空气的混合物（因为汽油机需要先混合燃料和空气，再通过火花塞点火燃烧）。 [2]汽油机和柴油机构造的主要区别：汽油机汽缸顶部有火花塞（用于点燃混合气体），而柴油机汽缸顶部是喷油嘴（直接喷射柴油，靠压缩空气的高温自燃）。 13． 压缩 减少 【详解】[1][2]汽油机的压缩冲程是由机械能转化为内能，用打气筒将空气压入水火箭，当外界对物体做功时，物体的内能增大，伴随着能量转化是由机械能转化为内能，所以用打气筒将空气压入水火箭的能量转化与汽油机的压缩冲程相同；水火箭上升过程中，瓶内气体对外做功，内能转化为机械能，所以内能减少。 14．(1) 内 B (2) 错误 水火箭与空气摩擦做功会导致能量损耗 【详解】（1）[1]打气过程中，活塞对瓶内空气做功，将机械能转化为空气的内能，使瓶内气压增大。橡胶塞被冲出时，瓶内气体对外做功，将内能转化为机械能。 [2]观察图乙：A中排气门打开、活塞上行，是排气冲程，无能量转化；B中两个气门关闭，火花塞点火，活塞下行，是做功冲程，将内能转化为机械能，因此原理和橡胶塞冲出过程相同的是B。 （2）[1][2]根据能量守恒，瓶内气体内能减小后，一部分内能转化为水火箭、水和橡胶塞的机械能，还有一部分内能会通过热传递散失到空气中，还有部分能量克服摩擦做功损耗，因此气体内能的减小量大于机械能的增加量，小明的想法错误。 15． 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 16． 做功 圆周 【详解】[1][2]由图可知，两气门都关闭，活塞向下运动，汽缸容积变大，同时火花塞发出电火花，所以是做功冲程，曲轴的作用是将活塞直线运动转化为圆周运动。 17． 5 内能转化为机械能 【详解】[1]汽油机完成1个工作循环，四个冲程，飞轮转2转，对外做功1次。某单缸四冲程汽油机的转速是 即每秒完成5个工作循环，对外做功5次。 [2]汽油机的做功冲程中，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，高温高压气体推动活塞向下运动，将内能转化为机械能。 18．(1) 做功 甲丁乙丙 (2) 机械 内 (3) 2400 600 1200 1200 【详解】（1）[1]四冲程汽油机的一个完整工作循环，必须遵循在一个工作循环中，依次为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程的固定顺序，这是由其工作机制决定的。吸气冲程吸入燃料和空气混合物，压缩冲程压缩混合物以提高温度和压强，做功冲程利用混合物燃烧产生的能量推动活塞做功，排气冲程排出燃烧后的废气，四者依次进行才能实现持续运转。 [2]甲图进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动。进气门打开时，活塞向下运动可使气缸内体积增大、气压减小，从而将外界的汽油和空气混合物吸入气缸，符合吸气冲程的特征。丁图进气门和排气门均关闭，活塞向上运动。两气门关闭可保证气缸内密闭，活塞向上运动时，气缸内混合物被压缩，体积减小、压强增大、温度升高，无点火动作，符合压缩冲程的特征。乙图进气门和排气门均关闭，火花塞点火，活塞向下运动。两气门关闭确保燃烧产生的高压气体不泄漏，火花塞点火使混合物剧烈燃烧，产生的高温高压气体推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，符合做功冲程的特征。丙图排气门打开、进气门关闭，活塞向上运动。排气门打开时，活塞向上运动可挤压气缸内的废气，将燃烧后的废气排出气缸，为下一次吸气做准备，符合排气冲程的特征。所以图中正确的排列顺序为：甲、丁、乙、丙。 （2）[1][2]丁图为压缩冲程，核心过程是活塞向上运动压缩气缸内的燃料混合物。能量转化原理：活塞向上运动需要曲轴带动，而曲轴的转动依赖于飞轮的惯性，此过程中混合物被压缩，温度升高、内能增大，所以将机械能转化为内能。 （3）[1]一个工作循环中，活塞往复2次，对应4个冲程；飞轮与曲轴同轴，活塞往复1次对应飞轮转动1圈，故2次往复对应飞轮转2圈；且只有做功冲程对外做功，因此1个工作循环仅对外做功1次。已知该汽油机1s对外做功10次，则1min做功次数=10次/s×60s=600次 则1min工作循环数=1min对外做功次数=600个 [2]1min完成冲程数=工作循环数×4=600个×4=2400个 [3]1min活塞往复次数=工作循环数×2=600个×2=1200次 [4]1min飞轮转动次数=工作循环数×2=600个×2=1200次 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 第 1 页 共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $