10.4 热机 同步练习-2026-2027学年北师大版九年级物理全一册

**基本信息** 北师大版物理九年级“热机”同步练，通过基础辨析、情境应用、综合计算三层设计，覆盖四冲程判断、能量转化及热效率计算，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|单一四冲程判断与能量转化|选择1-3直接考查冲程特征及能量转化方向| |中档|生活情境应用与跨知识点综合|填空16-18结合水火箭、擦黑板等情境，关联力与能量转化| |提升|热效率计算与科学探究|计算19-21综合Q吸、Q放及效率公式，培养科学推理能力|

北师大版物理九年级全册第十章第四节 热机 1、 选择题 1.题图为四冲程内燃机的做功冲程示意图,此冲程中气缸内的气体( ) A.体积变大,内能转化为机械能 B.体积变大,机械能转化为内能 C.体积变小,内能转化为机械能 D.体积变小,机械能转化为内能 2.小勇在厨房煮鸡蛋时,由观察到的现象联想到的物理知识,正确的是( ) A.鸡蛋浸入水中的体积越大,所受浮力越大 B.鸡蛋沉入水底静止时,所受浮力大于重力 C.给水加热,主要是通过做功的方式增大水的内能 D.锅盖被水蒸气顶起的过程与内燃机的压缩冲程发生的能量转化相同 3.点火爆炸实验中,电子式火花发生器点燃盒中酒精蒸气,产生的燃气将塑料盒盖喷出很远.此过程的能量转化方式类似于汽油机的 A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 4.2025年4月24日,我国在酒泉卫星发射中心,使用长征二号运载火箭,成功将神舟二十号载人飞船送入预定轨道,如图所示。下列说法正确的是( ) A.卫星在加速上升时,具有的动能保持不变 B.卫星在加速上升时,受到平衡力的作用 C.火箭上升时外壳温度升高,具有的内能减少 D.发射火箭与热机做功冲程的能量转化相同 5.周末,小明在厨房里突发奇想:用易拉罐做一个会转动的“蒸汽小风扇”。他往易拉罐里倒了小半罐水,把去掉笔芯的水性笔管插进罐口并用橡皮泥密封好,笔尖对准玩具小风扇的扇叶。点燃酒精灯加热,等了一会儿,笔管口突然“噗”地喷出一股蒸汽,小风扇果然“呼呼”地转了起来。下列说法正确的是( ) A.罐中水的温度升高以后,水的比热容变大 B.增加易拉罐的保温性能可以提高该热机模型的效率 C.该简易热机模型工作时,充当能量传递和转化的核心介质是扇叶 D.测试中发现扇叶不转动,可能是因为注入的水过多,加热后产生的蒸汽量不足以推动扇叶 6.如图是某四冲程汽油机顺序被打乱的工作图,下列说法正确的是( ) A.四个冲程的顺序应该是B D C A B.压缩冲程和做功冲程中均获得动力,其他2个冲程都是靠惯性运转的 C.冲程A的活塞正在往下运动,气缸内的气体内能减小 D.冲程B为吸气冲程,吸入气缸的只有空气 7.如图是汽油机一个工作循环的四个冲程,以下说法正确的是( ) A.汽油机一个工作循环四个冲程的正确顺序是:丙、甲、丁、乙 B.汽油机吸气冲程汽缸吸进的物质是汽油 C.若汽油机每秒做功10次,则飞轮的转速为 D.图丁是做功冲程,机械能转化为内能 8.下列有关热学的物理知识,说法正确的是( ) ①春天花开时,很远就能闻到花香,是因为分子在不停地做无规则运动 ②一块0 的冰熔化成0 的水后,温度不变,内能变大 ③内燃机的压缩冲程,主要通过热传递增加了汽缸内物质的内能 ④夏天在室内洒水降温,利用了水的比热容较大的性质 A.只有①② B.只有①③ C.只有②④ D.只有③④ 9.如图所示是四冲程汽油机的剖面图,关于其工作过程分析正确的是( ) A.压缩冲程中,通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小 B.排气冲程中,两气门打开,活塞向上运动将废气排出 C.吸气冲程中,汽油和空气的混合物进入汽缸 D.做功冲程中,燃料释放的能量绝大部分转化为机械能 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.如图表示四冲程内燃机工作时的示意图,一个工作循环的正确顺序为( ) A.甲、乙、丙、丁 B.丁、丙、乙、甲 C.甲、丁、乙、丙 D.甲、丙、乙、丁 12.2026 年徐州冬日,室外的人们常搓手取暖,该过程能量转化与四冲程汽油机哪个冲程能量转化相同( ) A.做功冲程 B.排气冲程 C.吸气冲程 D.压缩冲程 13.随着我国农业机械化水平提高,各类型柴油机农业机械已成为种植、收割粮食的主要工具。如图所示,耕地机正在农田里耕地。下列说法正确的是( ) A.柴油机工作时将柴油的化学能全部直接转化为机械能 B.柴油机的做功冲程将机械能转化为内能 C.耕地机的柴油机使用循环水冷却是因为水的比热容大 D.随着油箱内柴油质量的减小,柴油的热值变小 14.如图所示是一个四冲程柴油机的剖面图,下列关于柴油机和汽油机工作的相关说法不正确的是( ) A.柴油机和汽油机吸气冲程吸进的都是空气 B.除了做功冲程外,其余冲程都需要依靠曲轴的惯性完成 C.柴油机顶部是喷油嘴,汽油机顶部是火花塞 D.柴油机多用于载重汽车、火车、轮船、拖拉机等 15.如图所示,是四冲程内燃机工作过程中的( ) A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 2、 填空题 16.如图为某科技小组发射水火箭的过程,可乐瓶内的水向后喷出,水火箭就向上飞出,这一现象说明了力的作用是;从能量转化角度来看,水火箭的机械能是由高压气体的能转化来的,这一过程的能量转化与汽油机的冲程能量转化方式相同。 17.热机的工作原理如图所示:从能量转化的角度看,水蒸气把木塞子冲出去的过程是能转化为能。 18.如图所示,是用热成像手机拍摄的老师擦黑板时的情景。从手机屏幕上看到,黑板擦又红又亮,其它地方较暗,说明擦黑板的过程,能转化为能,黑板擦的温度升高,其能量转化过程与四冲程汽油机的冲程相同。 3、 计算题 19.煤具有易燃污染小、成本低等特点。用秸秆煤将一壶质量为的20 的水加热到100 ,此过程消耗秸秆煤,秸秆煤的热值约为,水的比热容为。试求: (1)这些水吸收的热量是多少? (2)秸秆煤完全燃烧放出的热量是多少? (3)该过程的热效率是多少? 20.学习了热效率的知识后,小明尝试估测家里天然气热水器的热效率。他把“进水量”设置为40kg,当水温达到40 时,自动停止加热。已知自来水的温度是20 ,加热过程共消耗0.1m3天然气。计算:(天然气的热值q天然气=4.2 107J/m3,水的比热容c水=4.2 103J/(kg )) (1)水箱中自来水吸收的热量Q吸; (2)天然气完全燃烧放出的热量Q放; (3)该热水器的热效率 。 21.小明同学的爸爸驾车去往40km的目的地,此过程消耗了汽油2.1kg,已知汽油的热值为4.6 107J/kg。若汽车行驶过程中发动机的牵引力为725N。求: (1)完全燃烧2.1kg汽油放出的热量; (2)该汽车的热机效率。 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 参考答案 1.A 【详解】图中冲程中两个气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,因此气缸内气体体积变大;做功冲程中,高温高压燃气膨胀推动活塞运动,对外做功,将气体的内能转化为活塞的机械能,故A符合题意,BCD不符合题意。 故选A。 2.A 【详解】A.根据阿基米德原理,浮力大小等于物体排开液体的重力,因此鸡蛋浸入水中的体积越大,排开的水越多,所受浮力越大,故A正确; B.由对沉入水底的鸡蛋受力分析可得,鸡蛋沉入水底静止时,浮力小于重力,故B错误; C.给水加热主要是通过热传递的方式增大水的内能,故C错误; D.锅盖被水蒸气顶起的过程是水蒸气的内能转化为锅盖的机械能的过程,类似于内燃机的做功冲程,故D错误。 故选A。 3.C 【详解】塑料盒相当于一个汽缸,塑料盒的盖相当于活塞,酒精在塑料盒内燃烧,产生高温高压的燃气,推动塑料盒盖运动,把内能转化为机械能,这一过程与热机工作时的做功冲程类似. 故选C. 4.D 【详解】A.动能的大小与质量和速度有关,卫星加速上升,质量不变、速度增大,动能增大,故A错误; B.卫星加速上升,受到的推力大于重力,运动状态改变,受力不平衡,故B错误; C.火箭上升时外壳与空气摩擦,温度升高,质量不变、温度升高,内能增大,故C错误; D.发射火箭时,燃料化学能转化为内能,再转化为机械能;热机做功冲程也是内能转化为机械能,能量转化相同,故D正确。 故选D。 5.BD 【详解】A.比热容是物质的固有特性,只与物质的种类和状态有关,与温度无关;水温度升高后,物质种类和状态均不变,因此水的比热容不变,故A错误; B.热机效率是用来做有用功的能量占燃料完全燃烧释放总能量的比例;增加易拉罐的保温性能,可以减少热量向外界的散失,使更多内能转化为扇叶的机械能,因此可以提高该热机模型的效率,故B正确; C.该装置工作时,酒精燃烧的内能传递给水,水汽化为高温高压蒸汽,再由蒸汽喷出推动扇叶转动,能量传递转化的核心介质是蒸汽,不是扇叶,故C错误; D.若注入水过多,相同加热条件下,水升温沸腾需要吸收更多热量,测试相同时间内产生的蒸汽量较少,推力不足以推动扇叶转动,这种情况是可能存在的,故D正确。 故选BD。 6.C 【详解】A.A图中火花塞点火,活塞向下运动,是做功冲程;B图中进气门打开,活塞向下运动,是吸气冲程;C图中排气门打开,活塞向上运动,是排气冲程;D图中两个气门关闭,活塞向上运动,是压缩冲程;所以正确顺序为B D A C,故A错误; B.只有做功冲程获得动力,其它3个冲程都是靠飞轮的惯性完成的,故B错误; C.A是做功冲程,做功冲程中,气缸内的气体推动活塞做功,内能转化为机械能,气缸内的气体的内能减小,故C正确; D.汽油机吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物,不是只有空气,故D错误。 故选C。 7.C 【详解】题中四个图所代表的冲程: 图甲:进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程。 图乙:进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,是吸气冲程。 图丙:进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,是排气冲程。 图丁: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。 A.汽油机一个工作循环的正确顺序是吸气、压缩、做功、排气。对应图中的顺序为乙、甲、丁、丙。故A错误; B.汽油机在吸气冲程中,吸入的是汽油和空气的混合物,而不是纯汽油。故B错误; C.在四冲程内燃机中,飞轮转2圈,完成一个工作循环,对外做功1次。若汽油机每秒做功10次,则飞轮每秒转动次数为 则飞轮的转速为 故C正确; D.图丁是做功冲程,此过程中,燃气推动活塞做功,将内能转化为机械能,而不是将机械能转化为内能,故D错误。 故选C。 8.A 【详解】①春天花开时,很远就能闻到花香,花香分子通过扩散进入空气,说明分子在做无规则运动,故①正确; ②一块0 的冰熔化成0 的水,由于熔化过程中,温度不变,但吸收了热量,内能是变大的,故②正确; ③内燃机的压缩冲程,活塞压缩汽缸内物质,机械能转化为内能,是通过做功增加了汽缸内物质的内能,故③错误; ④夏天在室内洒水,水汽化吸收热量,起到降温的作用,不是利用水的比热容较大的性质,故④错误; 故A符合题意,BCD不符合题意。 故选A。 9.C 【详解】A.压缩冲程中,通过做功的方式,把机械能转化为气体内能,气体的内能增加,故A错误; B.排气冲程中,排气门打开,进气门关闭,活塞向上运动将废气排出,故B错误; C.吸气冲程中,进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,吸入汽油和空气的混合物,故C正确; D.在做功冲程中,燃料燃烧释放的内能只有少量转化为机械能,其他的需要克服摩擦、发生热传递而散失, 故D错误。 故选C。 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.C 【详解】甲图:左侧进气门打开,右侧排气门关闭,活塞向下运动,外界混合气被吸入气缸,为吸气冲程; 丁图:两个气门全部关闭,活塞向上运动,气缸内气体被压缩,为压缩冲程; 乙图:两个气门全部关闭,活塞向下运动,燃气燃烧膨胀推动活塞下行做功,为做功冲程; 丙图:右侧排气门打开,左侧进气门关闭,活塞向上运动,气缸内废气被排出,为排气冲程; 四冲程标准顺序为吸气、压缩、做功、排气,对应甲、丁、乙、丙,故C符合题意,ABD不符合题意。 故选C。 12.D 【详解】搓手取暖是克服摩擦力做功,将机械能转化为内能,通过做功方式增加手的内能。 A.在做功冲程中,燃料燃烧释放内能推动活塞向下运动,将内能转化为机械能,故A不符合题意; BC.吸气冲程和排气冲程是依靠飞轮惯性完成,没有能量转化,故BC不符合题意; D.在压缩冲程中,活塞向上运动压缩气缸内气体,此时机械能转化为气体的内能,故D符合题意。 故选D。 13.C 【详解】A.由于存在热量散失,柴油机工作时将柴油的化学能转化为内能,内能不会全部转化为机械能,故A错误; B.柴油机的做功冲程将内能转化为机械能,压缩冲程将机械能转化为内能,故B错误; C.耕地机的柴油机使用循环水冷却是因为水的比热容大,与质量相同的其他物质相比,在降低相同温度时,水能带走更多的热量,有效地降低柴油机的温度,故C正确; D.热值是燃料的一种特性,与燃料的质量无关,所以随着油箱内柴油质量的减小,柴油的热值不变,故D错误。 故选C。 14.A 【详解】A.在吸气冲程中,汽油机吸入的是 汽油和空气的混合物,柴油机吸入的是空气,故A错误,符合题意; B.内燃机的四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其余三个冲程(吸气、压缩、排气冲程)都是依靠曲轴的惯性来完成的,故B正确,不符合题意; C.柴油机顶部是喷油嘴,通过喷油嘴喷油,利用压缩空气产生的高温高压使柴油自燃;汽油机顶部是火花塞,靠火花塞点火使汽油燃烧,二者结构不同,故C正确,不符合题意; D.柴油机因其功率较大、经济性好等特点,多用于载重汽车、火车、轮船、拖拉机等,故D正确,不符合题意。 故选A。 15.C 【详解】图中内燃机的进气门、排气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,符合做功冲程的特点。故ABD不符合题意,C符合题意。 故选C 。 16. 相互的 内 做功 【详解】[1]可乐瓶内的水向后喷出,火箭对水施加了向下的作用力,同时,水对火箭施加了向上的作用力,水火箭就向上飞出,这一现象说明了力的作用是相互的。 [2]从能量转化角度来看,水火箭内的高压气体体积膨胀将水喷出,对水和水火箭做功,水火箭的机械能是由高压气体的内能转化来的。 [3]汽油机的做功冲程中,缸内气体推动活塞做功,将内能转化为机械能,与高压气体推动水火箭升空时的能量转化方式相同。 17. 内 机械 【详解】[1][2]当试管内水被酒精灯加热后,水蒸气的内能逐渐增大,最后会把塞子推出,水蒸气的内能转化为塞子的机械能。 18. 机械 内 压缩 【详解】[1]擦黑板时,黑板擦与黑板之间发生摩擦,克服摩擦力做功,机械能转化为内能,使黑板擦的温度升高,所以热成像下黑板擦又红又亮。 [2]四冲程汽油机的压缩冲程中,活塞压缩气缸内的气体做功,将机械能转化为内能,与擦黑板时的能量转化过程相同。 19.(1) (2) (3)10% 【详解】(1)水的质量为,初温,末温,水的比热容。 水吸收的热量是 (2)设秸秆煤的质量为,热值。 秸秆煤完全燃烧放出的热量是 (3)该过程的热效率是 20.(1) (2) (3) 【详解】(1)水箱中自来水吸收的热量 (2)天然气完全燃烧放出的热量 (3)该热水器的热效率 21.(1)9.66 107J (2)30% 【详解】(1)完全燃烧2.1kg汽油放出的热量为 (2)牵引力做的功 该汽车的热机效率 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 $