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

着手哈气取暖，是通过热传递改变手的内能的，故D错误。 5.A足球在被踢开的过程中，其内部装置的工作，是将动 能转化为电能，然后将电能转化为化学能并储存在蓄电池 中；蓄电池供LED灯发光时，将化学能转化为电能，电能再 转化为光能。故A正确。 6.A下球中乙醚汽化的过程，吸收热量，是通过热传递的 方式改变了内能大小，故A错误，符合题意；饮水鸟和外界 有能量交换，不是凭空动起来的，因此根据能量守恒定律 可知，饮水鸟不是永动机，其能量转化过程符合能量守恒 定律，若没有能量补充，则饮水鸟最终会停下来，故B、D正 确，不符合题意：若空气温度变得很低，饮水鸟内的乙醚汽 化太慢，气压变小，很难将乙醚压人上球，饮水鸟的重心不 能上移，则饮水鸟会慢慢地停下来，故C正确，不符合 题意。 7.B用电低谷时，抽水蓄能电站利用电网多余电能抽水 至上水库，消耗电能的同时水的机械能增加，即为电能转 化为水的机械能，故A错误；用电高峰时，水从上水库放出 到下水库，使水轮机带动发电机发电，机械能转化为电能， 故B正确：质量相同时，高度越高，重力势能就越大，即上 下水库的高度差要大，故C错误：由于能量的损耗，存储的 能量不可能100%转化为电能，故D错误。 8.不能简车工作时消耗了水的动能，将水流的动能转化 为筒车的机械能 〔解析)能的总量守恒，永动机是不可能实现的，简车工作 时消耗了水的动能，将水流的动能转化为简车的机械能， 所以不能说明它是永动机。 9.(1)先变大再变小(2)非平衡(3)1小于 〔解析)(1)小球在下落的过程中，从P点到a点，加速下 落，从α点开始，橡皮筋逐渐发生弹性形变，橡皮筋所受弹 力由小变大，当重力大于弹力时，小球受到的合力向下，小 球加速下落；当弹力等于重力时，小球受到的合力为0，速 度达到最大；当弹力大于小球重力时，合力向上，小球开始 做减速运动。由此可知，小球下落速度的变化情况是先变 大后变小；由于小球的质量不变，因此小球动能的变化情 况是先变大再变小。(2)当橡皮筋的伸长量最大即弹性势 能最大时，小球速度减小为0，小球受力不平衡，所以处于 非平衡状态。(3)由图丙可知，在b点时小球的速度是最 大的，重力等于弹力；此时橡皮筋的伸长量△h=h。一h。 0.5m一0.4m=0.1m,橡皮筋每受到0.1N的拉力就伸长 1cm,则弹力F一01mX0.1N=1N,因此小球的重力为 1N。根据能量守恒定律可知，由a点到b点，小球减少的 重力势能转化为小球的动能和橡皮筋的弹性势能，则小球 的动能变化量小于重力势能的变化量。 第2节热机 1.A甲为压缩冲程，机械能转化为内能；乙为排气冲程； 丙为做功冲程，内能转化为机械能；丁为吸气冲程。 2.B柴油机和汽油机的主要区别：汽油机在吸气冲程中 吸人了汽油和空气的混合气体，气缸顶端有个火花塞，点 燃汽油：柴油机在吸气冲程中吸人空气，气缸顶端有个喷 油嘴，喷出雾状的柴油，柴油遇到高温的空气而燃烧，压缩 冲程末的温度和压强都比汽油机高。 3.机械能转化为内能压缩 〔解析)摩擦生热过程中能量转化是机械能转化为内能；四 冲程汽油机的压缩冲程能量转化也是机械能转化为内能。 4.内能做功 〔解析)高温高压燃气推动塑料杯迅速飞出去，这个过程中 燃气做功，燃气的内能转化为塑料杯的机械能：四冲程内 燃机的做功冲程中，也将内能转化为机械能。 5.D这是酒精燃烧的高温气体膨胀做功的结果，即罐中 气体的内能减小。 6.(1)热传递转移(2)塞子冲出时试管口出现白雾 机械做功(3)加热做功 〔解析)(1)酒精燃烧是将酒精内部的化学能转化为内能 释放出来，然后将内能通过热传递转移给水和试管，使水 的内能增加，温度升高。水沸腾后由于汽化形成大量的水 蒸气，水的内能转移到水蒸气，此过程的实质是能量的转移。 (2)实验时观察到的现象是塞子冲出时试管口出现白雾， 试管口处出现的白雾是因为水蒸气对外做功，内能减少， 温度降低，使水蒸气遇冷液化形成白雾。塞子冲出试管口 是因为管内的水蒸气对外做功，将它的内能转化为塞子的 机械能，此过程和汽油机的做功冲程相似，汽油机做功冲 程中燃气推动活塞做功，燃气内能转化为机械能。(3)热 量可以从温度高的物体传到温度低的物体，内能从一个物 体转移到另外一个物体，利用内能可以加热。内能可以向 机械能转化，内能可以做功。 F 7解：)由力一5可得，燃气对活塞的平均压力F S=9.0×10Pa×30×101m2=2700N(2)一个做功 冲程中燃气对活塞做的功W=Fs=2700N×50×103m= 135J(3)因飞轮每转2r对外做功1次，所以飞轮1min 转动1800r,做功900次，则燃气对活塞做的总功W急= W×900=135J×900=121500J,汽油机的功率P= W色_121500J=2025w t 60s 方法归纳 对汽油机功率的正确认知 由F=S可求出燃气对活塞的平均压力：利用活 塞移动的距离，由W=Fs计算出一个做功冲程中燃气 对活塞做的功。飞轮（曲轴）每转动2r对外做功1次，飞 轮1min转动1800r,对外做功900次，燃气对活塞做的 总功除以做功时间即为汽油机的功率。 8.(1)内做功(2)B(3)气体对外做功，内能减少， 温度降低 〔解析〕(1)四冲程汽油机的做功冲程是利用燃料燃烧产 生的高温高压的燃气推动活塞做功，空气发动机使用压缩 空气为动力，与四冲程汽油机的做功冲程能量转化相同， 都是将内能转化为机械能。(2)松开鼓起来的气球时，气 球飞出去，这是因为气球向外喷气时，自身也获得一个反 作用力；空气动力汽车工作时，压缩的气体对外做功，将内 能转化为机械能；以空气发动机为动力装置的汽车，靠气 缸内空气膨胀对外做功，而不是燃烧空气产生能量：空气 动力汽车工作时能量会有一定的损失，因此能量不可能完 全被利用。(3)空气发动机排出的尾气温度低于周围空气 的温度，这主要是因为气体对外做功，内能减小，温度降低。 第3节热机的效率 1.A 2.C汽油机的热机效率7=100%-36%一30%-6%= 28%,故A不符合题意；由图示知，废气带走了最多的能 量，比例为36%，增加废气带走的能量会降低汽油机的效 率，故B不符合题意；由于在汽油机的工作过程中，总是会 存在能量损失，即有用能量总是小于燃料放出的总能量， 所以汽油机的效率不可能达到100%，故C符合题意；燃料 的热值与燃料的种类有关，与燃烧是否充分无关，故D不 符合题意。 3.热传递2.688×100.1 〔解析)加热过程中水吸收热量，这是通过热传递的方式改 变水的内能；水的内能增大量即水吸收的热量Q cm(t-t。)=4.2X103J/(kg·℃)×40kgX(40℃一 24℃)=2.688×10°J:由7=Q×100%可知，天然气完 Q放 全燃烧放出的热量Q,-Qs_-268X10」-3.2X10J, 84% 由Q物=9可知，消耗天然气的体积V=Q粒三 3.2×105J 3.2×107J/m =0.1m3。 4.C使用智能燃气灶时，根据烹饪需求实时调整火力大 小，可以节约燃气，提高燃料的利用率，从而提高热机效率， 故A正确；优化燃烧室设计，确保燃料与空气的混合更加充 分，可以提高燃料的利用率，从而提高热机效率，故B正确； 热值是燃料的一种特性，热值越小，相同质量的燃料在相同 条件下，完全燃烧放出的热量越少：使用热值更小的燃料完 成同一项任务需要的燃料更多，不能提高加热效率，故C错 误：回收烟气中的热量，用于预热进入燃烧室的空气，可以提 高燃料的利用率，从而提高热机效率，故D正确。 5.B燃料燃烧时是把化学能转化为内能，故A错误；热 值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃 烧情况等无关，火箭发射升空的过程中，火箭中剩余燃料 的热值不变，热值与放出热量的多少无关，故B正确、C错 误；由于存在热损失，燃料燃烧的内能只有一部分转化成 火箭的机械能，故D错误。 6.热值越多 7.60 〔解析)因为内燃机效率提高1%，所以2=1+1%= 30%+1%=31%:因为7Q数 W 100%= -×100%,所以 qm W=9;因为内燃机效率提高后有用功是相同的，所以每 辆汽车gm,=%9gm2,即m,=m1,则汽车每年节约燃 72 舳m=mm:三m二m,=1-/% 72 (1-2)X1.6t-a.06t60kg 8.(1)自下而上(2)相等温度计示数的变化(3)酒 精(4)偏小 〔解析)(1)安装器材时，需用外焰加热，故应按照自下而 上的顺序安装器材。(2)为保证实验结论的可靠性，实验 时应取质量相等的两种燃料，分别给装有质量相等的水的 两个相同的烧杯加热，直到两种燃料完全燃烧完；本实验 燃料完全燃烧放出热量的多少是通过水吸收的热量进行 比较的，而水吸收的热量是通过水升高的温度，即温度计 示数的变化进行比较的。(3)由表中数据可知，用酒精加 热的水温度升得高，由Q:=cm△t可知，这些水吸收的热 量多，说明酒精燃烧放出的热量多，由g-Q红可知，酒精的 177 热值大。(4)因为在加热过程中存在热量损失，并且燃料 不可能完全燃烧，所以测得的热值会偏小。 9.C燃料的热值大小不能直接测量，需要通过水吸收热 量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而水吸收热量 的多少跟水的质量和升高的温度有关，因此可以利用 cm*△t=mg来比较热值大小。要用燃料燃烧时产生的 外焰加热，所以应先固定燃料的位置，再固定铁圈的位置， 所以应按从下往上的顺序进行调节，故A错误；若△相拔尖特训·物理（人教版）九年级全一册 第2节热机 自一阶·基础通关 融通新授知识，夯实双基 1.汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，燃油汽车多数采用汽油机作为发动 如图所示为四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中，错误的是 ( A.汽油机一个工作循环中各冲程正确的顺序是丁、丙、甲、乙 B.甲冲程中存在的能量转化是机械能转化为内能 C.丙冲程中存在的能量转化有化学能转化为内能 D.依靠飞轮惯性完成的冲程是甲、乙、丁三个冲程 需冠宽奢 发动机 水箱 行走轮 夯板 激荡器 (第1题图) (第2题图) (第3题图) (第4题图) 2.[2025运城万荣段考]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，汽油机气缸顶部有火花塞，柴油机气缸顶部有喷油嘴 B.吸气冲程中，柴油机吸入气缸的是空气和柴油，汽油机吸入气缸的是汽油 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 3.[2025常州门2025年2月，江苏地域文明探源工程发布：在兴化草堰港遗址中发掘出7000年前的 钻木取火器。如图所示，古人手搓钻杆，使其与取火板摩擦生热一段时间，即可取得火种。摩擦 生热的能量转化方式是 ,与四冲程汽油机的 冲程相同。 4.如图所示为某同学制作的“等离子炮”。往瓶中喷入丁烷气体，按动电火花发生器按钮后，观察到 塑料杯迅速飞出，这个过程中高温高压燃气的 转化为塑料杯的机械能，它与四冲程内燃 机的 冲程的能量转化相同。 月二阶·素能攀升 强化运用能力，提升素能◆ 5.如图所示，将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，往易拉罐里喷少量酒精，用点燃的 打火机靠近易拉罐底部的小孔，纸杯就会飞出去。下列说法中，正确的是( 纸杯 ● A.酒精燃烧时，将化学能转化为机械能 易拉罐 B.纸杯飞出去的过程的能量变化与内燃机的排气冲程相同 C.纸杯飞出去时，易拉罐对纸杯做了功 (第5题图) D.纸杯飞出去时，易拉罐内气体的内能减小 第十四章内能的利用 6.势教材P25材料改编)如图所示，在试管里装一些水，用塞子塞住管口，将水加热一段时间，观察现象： (1)实验时燃料燃烧放出热量，通过 的方式使水的内能增加，温度升高，水沸 腾后由于汽化形成大量的水蒸气，此过程的实质是能量的 (2)实验时观察到的现象是 ,这是因为管内的水蒸气对外做功， 将它的内能转化为塞子的 能，此过程和汽油机的 冲程相似。 (第6题图)》 (3)通过此实验可知：利用内能可以 和 7.★某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm,一个冲程内活塞在气缸中移 离是50mm,满负荷工作时做功冲程的气缸内燃气的平均压强为9.0×105P 尖微课 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。 三阶·思维拓展 深度探究创新，拓展思维▲ 8.新情境科技成就阅读短文，回答问题。 空气的动力 空气的动力是指空气与物体做相对运动时作用在物体上的力，简称气动力。当我们快速地 松开鼓起来的气球时，气球会“嗖”的一下飞出去，这时气球就获得了气动力。经过长时间探索， 人们已经成功制造出多种使用压缩空气为动力，推动叶片或者活塞运动的发动机，即叶片式、活 塞式空气发动机。如图所示为某新型汽车，该汽车以空气发动机为动力装置。其 空气发动机共有4个压缩空气缸，总容量为90L,可储存标准大气压下903的 空气。这款汽车的设计最高速度可达154km/h,平均每加一次气能行驶200km AIR 或10h。由于空气发动机不直接使用燃料，因而具有体积小、结构简单、维修成本 (第8题图) 低、操控方便、“零排放”的优，点。即便因为技术不成熟导致该汽车存在某些缺，点，在科学界引起 不小的争议，但这项技术仍然具有广阔的发展空间。 (1)空气发动机是利用 能做功的。空气发动机获得动力时与四冲程汽油机的 冲程工作过程相似。 (2)下列说法中，正确的是 A.松开鼓起来的气球时，气球飞出去，这是因为物体受到惯性的作用 B.空气动力汽车工作时将内能转化为机械能 C.以空气发动机为动力装置的汽车，靠气缸内空气的燃烧产生能量 D.空气动力汽车工作时不会有能量的损失 (3)资料表明，空气发动机排出的尾气温度低于周围空气的温度，对于产生此现象的原因，请你提 出一条合理的解释： “答案与解析”见P7 15