14.3 热机-【通成学典】2026-2027学年九年级全一册物理拔尖特训(沪科版·新教材)

拔尖特训· 物理（沪科版）九年级 第三节热机 一阶·基础通关 融通新授知识，夯实双基 1.[2025莆田期中]下列关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是 () A.柴油机气缸顶部有个火花塞，汽油机气缸顶部有个喷油嘴 B.柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火 C.汽油机与柴油机使用的燃料不同 D.汽油机吸入气缸里的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入气缸里的是空气 2.热机在人类生活中发挥着重要的作用，推动了社会的快速发展，现代化的交通运输工具都靠它提 供动力。如图所示为热机工作过程中的能量转化原理图，其中①②③分别代表的是 能、 能 能。 排气门 进气门 喷油嘴 活塞 燃料的 燃烧 做功 气缸 ② ③ ① 连杆 心曲轴 (第2题图) (第3题图) 3.如图所示是某种内燃机某一冲程的示意图，据图回答问题： (1)这种内燃机是 (选填“汽油机”或“柴油机”)。 (2)它在吸气冲程吸入的物质是 (选填“空气”“燃料”或“空气和燃料的混合物”)。 (3)图中内燃机处在 冲程；该冲程中能量的转化是把 能转化为 能。 月二阶·素能攀升 强化运用能力，提升素能▲ 4.如图所示为汽油机工作原理示意图，则一个气缸正常工作时四个冲程的顺序是 () A.甲、乙、丙、丁 B.甲、乙、丁、丙 C.乙、甲、丙、丁 D.乙、甲、丁、丙 奢豸宽奮 喷雾器 喷管 压缩机燃烧室轮机 (第4题图) (第5题图) 5.[2025鞍山期中]空气喷气发动机只携带燃料，从外界空气中获得足够的氧来助燃，空气喷气发动 机的种类有很多，如图所示为空气涡轮喷气发动机结构图，工作过程中，机身在空气中高速前进， 空气从进气口进入，被压缩机压缩后进入燃烧室和从喷雾器喷出的燃料混合，由火花塞点火燃 烧，产生大量气体向后喷出，冲击燃气轮机转动，最后气体以极大的速度从尾部喷管喷出，使机身 得到巨大的反冲推力向前飞行，下列说法中错误的是 () A.该发动机工作过程中，先将燃料的化学能转化为内能，然后转化为机身的机械能 B.该发动机不能在大气层外工作 C.该发动机对外工作过程中，气体温度会升高 D.该发动机，点火方式与汽油机相同 26 第十四章内能与热机 6.科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相 同，在第四冲程结束后，立即向气缸内喷水，水在高温气缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动 活塞再次做功。 (1)在推动活塞做功的过程中，水蒸气的温度将 (选填“升高”“降低”或“不变”)，内能将 (2)如果这种单缸六冲程内燃机飞轮的转速是3600r/min,那么该内燃机1s对外做功 次。为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是 冲程。 7.某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm,一个冲程中活塞在气缸中移动的距离是50mm, 满负荷工作时做功冲程中燃气的平均压强为9.0×105Pa,飞轮1min转动1800r。当汽油机满 负荷工作时（不计摩擦），求： (1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力。 (2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功。 (3)汽油机的功率。 道三阶·思维拓展 深度探究创新，拓展思维▲ 8.新势学科融合光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图，密闭气室中2O4在光照下会分解， 使化学反应室气压增大，推动活塞右移，无光条件下发生逆反应，控制光照即可实现活塞往复运 动。活塞右移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 活塞 箱体 气缸 上止点 汝 接转动 窗口 化学 装置 活塞 反应室 飞轮 曲轴连杆 曲轴 上下止点 (第8题图) (第9题图) 9.图甲为四缸发动机工作原理图：内燃机通过连杆把四个气缸的活塞连在一根曲轴上 并使各气缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功，其他三个 拔尖微课 气缸分别在做吸气、压缩和排气工作 (1)发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将 能转 化为 能，温度 (选填“升高”“降低”或“不变”)。 (2)图乙为发动机在做功冲程中的示意图。下面给出公式W=pV的证明，请将推导过程补充完 整（要求各表达式均用S、1或p表示）：设活塞的面积为S,冲程长为l,燃气对活塞的压强为饣， 则燃气对活塞的压力F= ,燃气对活塞所做的功W= ,又根据数学知识可知发 动机的单缸排量V= ,故W=pV。 “答案与解析”见P12 27升高的温度△t+奶=40℃一20℃=20℃，则牛奶吸收的热 量Qs=c牛奶m牛奶△t牛奶=4.2×10J/(kg·℃)×300× 103kg×20℃=2.52X101J;不计热损失，水放出的热量 Q拉=Q=2.52×10J,由图乙可知，水降低的温度△t* 80℃一40℃=40℃，由Q拉=cm△t可得，水的质量m水= Q拉 2.52×101J C*△本4.2X102J/(kg·℃)X40℃=0.15kg=150g。 13.解：(1)热水放出的热量Q数=cm1(t一t1),冷水吸 收的热量Qs=cm2(t,一t,'):热水放出的热量全部被冷 水吸收，所以Q拉=Qe,即4.2×103J/(kg·℃)×200× 103kg×(100℃一t1)=4.2X103J/(kg·℃)×300X 10-3kg×(t1一20℃)，解得t,=52℃(2)迅速将200g 室温矿泉水倒入该杯，摇一摇，矿泉水的温度可升至2，根 据(1)可知4.2×103J/(kg·℃)×300×103kg× (52℃-t2)=4.2×103J/(kg·℃)×200×103kg×(t2- 20℃)，解得t2=39.2℃ 第三节热机 1.A柴油机气缸顶部有个喷油嘴，汽油机气缸顶部有个 火花塞，故A说法不正确：柴油机采用压燃式点火，汽油机 采用点燃式点火，故B说法正确；汽油机与柴油机使用的 燃料不同，故C说法正确；汽油机吸入气缸里的是汽油和 空气的混合物，柴油机吸人气缸里的是空气，故D说法 正确。 2.化学内机械 〔解析)热机工作时需要燃料，即通过燃料燃烧将化学能转 化为内能，而后通过内能做功，即将内能转化为机械能。 3.(1)柴油机(2)空气(3)压缩机械内 〔解析)(1)由题知，内燃机的气缸顶端有喷油嘴，所以该 内燃机是柴油机。(2)柴油机的吸气冲程中吸入的是空 气。(3)图中的气门闭合、活塞向上运动，是压缩冲程；该 冲程中，将机械能转化为内能 4.B图甲中，进气门开启，活塞下行，气体和燃料流人气 缸，是吸气冲程；图乙中，两气门都关闭，活塞上行，气缸容 积变小，是压缩冲程；图丙中，排气门开启，活塞上行，气体 流出气缸，是排气冲程；图丁中，两气门都关闭，活塞下行， 气缸容积变大，是做功冲程。因此按吸气、压缩、做功、排气 顺序排列正确的是甲、乙、丁、丙。 5.C该发动机工作过程中，燃料燃烧将化学能转化为内 能，然后将内能转化为机身的机械能，使飞行器运动，故A 正确：空气涡轮喷气发动机工作时需要从外界空气中获得 足够的氧来助燃，外太空属于真空状态，该发动机不能在 大气层外工作，故B正确；空气涡轮喷气发动机工作时，吸 入的空气先被加热，再对外做功，气体温度先升高再降低， 故C错误：该发动机点火方式是点燃式，汽油机的点火方 式也是点燃式，该发动机点火方式与汽油机相同，故D 正确。 6.(1)降低减小(2)40排气 〔解析)(2)单缸六冲程内燃机一个工作循环中，有6个冲 程，飞轮转动3r,对外做功2次，若单缸六冲程内燃机飞轮 的转速是3600r/min,则每秒钟飞轮转动60r,对外做功 40次。 7.解：(1)F=pS=9.0×10°PaX30×101m=2.7X 103N(2)W=Fs=2.7×103N×50×103m=135J (3)1800r/min=30r/s,一个工作循环中飞轮转2r,做一 次功，所用时间1=品sP-W-1J-2025W 1 t 21 15s 8.C当太阳光照射时，化学反应室内发生化学反应，导致 室内气压增大，这时将化学能转化为机械能，从而推动活 塞移动，相当于汽油机的做功冲程。 9.(1)内机械降低(2)pS pSl S 〔解析)(1)内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能，故 气体的内能减少.温度降低。(2②)由力一5得，活塞受到的 压力F=S,在做功冲程中，活塞移动的距离为1，发动机 的单缸排量V=S,燃气对活塞所做的功W=FL= Sl=pV。 第四节跨学科：热机效率和环境保护 1.D燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料是否燃烧 完全无关，故A错误，不符合题意；燃料的热值只与燃料的 种类有关，与燃料的质量无关，故B错误，不符合题意；燃 料释放出的热量与燃料是否完全燃烧、燃料的质量和热值 都有关，因此热值大的燃料不一定放出的热量就多，故C 错误，不符合题意；燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃 料的质量和体积无关，故D正确，符合题意。 2.D热机的效率是指热机所做有用功与燃料完全燃烧放 出热量的比值，效率高说明所做有用功与燃料完全燃烧放 出热量的比值大，当消耗相同的汽油时，甲的效率比乙高， 所以甲做的有用功比乙多，故选D。 3.C热机效率是指热机所做有用功与燃料完全燃烧放出 的热量的比值，与做功快慢无关，故A错误；热值是燃料的 一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料燃烧是否充分等 因素无关，故B错误；使燃料燃烧更充分，可以提高燃料的 利用率，提高热机的效率，故C正确；由热机效率的概念可 知，在做同样多的功的情况下，热机消耗燃料越少，效率越 高，但选项中未明确做功相同，因此效率不一定高，故D 错误。