14.2热机 同步练习-2026-2027学年九年级物理上册人教版

14.2热机同步练习 2026-2027学年人教版物理九年级上学期 一、热机原理与能量转化 1．【容易】【单选】中国航天把月球载人探测器命名为“揽月”，下列技术适用于宇航员在太空中应用的是（    ） A．声呐定位 B．红外遥感 C．风力发电 D．热机驱动 2．【容易】【单选】小花在制作简易热机模型的实践活动中，往瓶内喷入雾状酒精，点火使酒精燃烧，纸杯立刻飞起，纸杯飞起过程中与四冲程汽油机中能量转化过程一致的是（　　） A．做功冲程 B．压缩冲程 C．吸气冲程 D．排气冲程 3．【容易】【填空】如图所示，在试管内装一些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾，会看到塞子被弹出。在塞子被弹出的过程中，水蒸气的______能转化成塞子的机械能。这个过程和汽油机的______冲程原理相同。 4．【适中】【单选】如图所示，在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间后，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”。下列说法正确的是（　　） A．管口出现的“白气”是水蒸气 B．水蒸气推出橡胶塞导致水蒸气内能减少 C．水蒸气推出橡胶塞的过程，相当于四冲程汽油机的排气冲程 D．水被加热的过程中，其内能是通过做功的方式改变的 5．【适中】【填空】如图是小洲同学设计的简易热机模型，她设想：点燃酒精灯，当导气管出气口有蒸气喷出时，小风车就转动起来，此过程中烧瓶中水蒸气的内能是通过___________（选填“做功”或“热传递”）方式增大的，继而转化为小风车的___________能，但在实验过程中，发现小风车不转动，你的解决办法是___________（写出一条即可）。 二、四冲程内燃机的工作过程 6．【适中】【填空】在如图所示的四幅图中，甲、乙是课堂上看到的两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。与压缩冲程原理相同的是________图所示的演示实验。汽油机工作时，如果汽油机转速为3000r/min，则每秒钟曲轴可以转________圈，活塞对外做功________次。 7．【困难】【单选】关于如图所示的某单缸四冲程汽油机说法正确的是（    ） A．依靠飞轮惯性完成的是乙、丙、丁 B．四冲程汽油机在一个工作循环中工作过程依次是乙、丙、丁、甲 C．甲图中汽缸内气体温度会上升 D．丁图中机械能转化为内能 8．【困难】【填空】如图所示图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图，B图是_______冲程，与它原理相同的是_______图所示的演示实验，此冲程将_______能转化为_______能，若它在1s内完成20个工作循环，则飞轮的转速为_______r/min。 9．【困难】【填空】小白对家中的小汽车进行了一些研究：供汽车动力的是发动机的做功冲程，汽油在汽缸内燃烧时将化学能转化为内能；若飞轮的转速为2400r/min，则在1s内汽油机对外做功__________次；在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放入一小团干燥的硝化棉，用力把活塞迅速压下，硝化棉燃烧，该过程中是通过的__________方式来改变筒内空气的内能，其能量转化情况与图__________（选填“A”“B”“C”“D”）所示汽油机冲程中的能量转化情况是一致的。 三、汽油机与柴油机的区别 10．【适中】【填空】关于热机，下列说法正确的是_________ A．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴 B．柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入气缸 C．四冲程汽油机在工作过程中，进气门排气门都关闭的一定是压缩冲程 D．在柴油机的做功冲程中，活塞的机械能转化为密闭气体的内能 E．热机的大量使用会造成环境污染 F．汽油机工作时压缩冲程是将机械能转化为内能 G．只有做功冲程是依靠飞轮惯性完成的 H．汽油机的吸气冲程吸入的是纯空气 I．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 J．汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式 11．【困难】【单选】关于四冲程汽油机和柴油机的工作过程有以下几种说法，其中正确的是（　　） ①汽油机和柴油机的点火方式相同 ②用酒精灯给试管加热，试管口软木塞冲出的过程中的能量转化情况和内燃机压缩冲程的能量转换情况相同 ③只有做功冲程是燃气对外做功 ④若汽油机的转速是，内燃机对外做了300次功 A．只有①②③ B．只有①③ C．只有③④ D．只有②③④ 四、飞轮转速与做功次数的计算 12．【容易】【填空】一台单缸四冲程内燃机的转速为，那么每秒钟内燃气对活塞做功________次，活塞完成________个冲程。 13．【适中】【单选】一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是每分钟1200转，则汽油机每秒内（　　） A．完成20个冲程，做功10次 B．完成40个冲程，做功40次 C．完成40个冲程，做功10次 D．完成20个冲程，做功20次 14．【困难】【计算】下表所示的是东风牌单缸四冲程汽油机的部分参数，如图是气缸的示意图。不计摩擦，该汽油机满负荷工作时，求： 东风牌汽油机 DF050 活塞面积 冲程长度 5cm 燃气平均压强 转速 (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)该汽油机的功率。 五、改变内能的方式 15．【适中】【单选】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 16．【困难】【实验】为探究“通过做功方式改变物体内能”，小明设计了图甲的装置，由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、注射器等组成。 (1)小华提出两点建议：A．将温度传感器换成实验室温度计；B．将注射器换成打气筒。你觉得_________（选“A”、“B”或“都”）比较合理； (2)改进后，向烧瓶内注入几滴酒精后打气，小明发现装置没有明显变化，瓶内气体的温度也几乎没有变化，你认为可能的原因是________； (3)继续改进实验装置后，不断向瓶内打气，数据采集器获得如图乙的图像。则打气5秒后可能出现的现象是________；图乙中AB段对应的能量变化与热机中_________冲程相同；用本装置进行实验时________（选“能”或“不能”）去掉瓶内的酒精。 六、实验探究与跨学科实践 17．【容易】【实验】如图所示，在试管里装些水，用橡胶塞塞住管口，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塞子被冲出去，试管口出现白雾，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机械能，此过程与汽油机的______冲程相似； (3)通过此实验可知：利用内能可以______和______。 18．【适中】【实验】请补充完成跨学科实践项目————制作简易热机模型的项目报告单。 跨学科实践项目 制作简易热机模型 项目原理 热机是利用_______做功的机械。 器材准备 易拉罐、水、酒精灯、中性笔管、支架、小风扇。 项目实践 ①洗净易拉罐，在侧面底部2cm处开一个直径1cm的圆孔，向易拉罐注入40mL清水（水位不超过圆孔）。 ②支架搭建：调整支架高度时，酒精灯应点燃。 ③注水与加热：将中性笔管插入易拉罐圆孔，用热熔胶密封，点燃酒精灯，将易拉罐置于支架上开始加热，是通过______的方法使水的内能_______（选填“增大”或“减小”）的。 ④现象：产生大量白气，推动小风扇转动，其中的物理原理是_______  （选填“气体对外界做功”或“外界对气体做功”）。 项目展示 项目拓展 近期有老师将自己制作的“等离子炮”的视频上传至网络平台，引起强烈反响。原理与内燃机类似，通过燃料燃烧产生的能量推动空气，形成冲击效果，即燃料燃烧后产生的_______能转化为________能。 19．【适中】【阅读】跨学科实践 制作简易汽轮机模型 【项目提出】 热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制作简易汽轮机模型。 【项目实施】 （1）设计并制作：设计方案如图所示。向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用橡皮泥将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。 （2）测试实验：点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。此汽轮机模型属于______（填“内”或“外”）燃机。 （3）实验改进： ①同学们在测试过程中，发现加热很长时间后，扇叶才开始转动，这是因为________________ ； ②进行了调整后，再次测试，发现风扇转动得很慢。同学们交流后认为，这是蒸汽喷射力不足造成的。以下几种解决方案中你认为可行的是________________。 A．增加酒精灯的高度，用其内焰加热 B．更换一个更细的喷嘴 C．降低小风扇的高度，使喷嘴对准风扇的中心 【项目拓展】 （4）同学交流过程中，有同学设想：用凹面镜会聚太阳光替代酒精灯加热易拉罐，制成一个“太阳能蒸汽机”。你认为这个“太阳能蒸汽机”的优势是：_________________。（写出一条即可） 七、综合情境与科普阅读 20．【容易】【综合】阅读短文，回答问题。 热岛效应，指由于人为原因，改变了城市地表的局部温度、湿度、空气对流等因素，进而引起的城市小气候变化现象。该现象属于城市气候最明显的特征之一。由于城市化的速度加快，城市建筑群密集，柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率和更小的比热容，使得相同的日照情况下，城市地区升温较快，并向四周和大气中大量辐射，造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温，高温的城区处于低温的郊区包围之中，如同汪洋大海中的岛屿，人们把这种现象称之为城市热岛效应。在热岛效应的作用下，城市中每个地方的温度并不一样，而是呈现出一个个闭合的高温中心。在这些高温区内，空气密度小，气压低，容易产生气旋式上升气流，使得周围各种废气和有害气体不断对高温区进行补充。在这些有害气体作用下，高温区的居民极易患上呼吸系统或神经系统疾病。 (1)减弱热岛效应的措施之一：增大城区的绿地、水体面积，多植树。城区的水体、绿地对减弱夏季城市热岛效应起着十分可观的作用，这主要是利用了水的______的特性。 (2)减弱热岛效应的措施之二：人工蒸发补偿。解决城市大气热污染的首要办法是增大蒸发量，受城市安装条件的限制，采用喷雾系统是一种高效且经济的办法，这是利用了水_______（填物态变化名称）有_______（选填“吸热”或“放热”）的作用。 (3)研究表明，现在城市机动车保有量越来越大，机动车也是造成热岛效应的因素之一。以四冲程发动机小车为例，回答下列问题： 实现机械能转化为内能的是_______冲程；实现内能转化为机械能的是_______冲程。 在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过_______的方式增加物体的内能。 21．【适中】【综合】北京时间2025年11月25日12时11分，搭载神舟二十二号飞船的长征二号F遥二十二运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，飞船与火箭成功分离并进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。火箭通过燃烧液态氢燃料，喷出高压燃气获得推力。飞船位于火箭顶部，外部用整流罩保护以防大气摩擦高温损坏，离开大气层后整流罩与飞船分离，最终坠落在预定区域。 (1)火箭升空获得的机械能来自燃料燃烧所产生的___________能。 (2)整流罩分离后下落过程中，它的机械能___________，内能___________。（均选填“增大”“减小”或“不变”） (3)高压燃气把火箭推向太空过程中，其内能会___________（选填“增大”“减小”或“不变”），其原理与热机的___________冲程相同。 (4)火箭点火起飞时，采用喷水降温的方法保护发射平台。若系统喷出400t水，初温20℃，在20s内全部变成100℃的水，则水带走的热量为___________J。[水的比热容为] 试卷第1页（共3页） 第15页（共15页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 14.2热机同步练习 2026-2027学年人教版物理九年级上学期 一、热机原理与能量转化 1．【容易】【单选】中国航天把月球载人探测器命名为“揽月”，下列技术适用于宇航员在太空中应用的是（    ） A．声呐定位 B．红外遥感 C．风力发电 D．热机驱动 【答案】B 【难度】0.94 【详解】A．太空中是真空，声呐定位利用的是超声波，超声波不能在真空中传播，故A不符合题意； B．红外遥感利用的是红外线，红外线可以在真空中传播，故B符合题意； C．太空中是真空，不能形成风，不能利用风力发电，故C不符合题意； D．太空中是真空，没有氧气，热机驱动燃烧燃料需要氧气，故D不符合题意。 故选B。 2．【容易】【单选】小花在制作简易热机模型的实践活动中，往瓶内喷入雾状酒精，点火使酒精燃烧，纸杯立刻飞起，纸杯飞起过程中与四冲程汽油机中能量转化过程一致的是（　　） A．做功冲程 B．压缩冲程 C．吸气冲程 D．排气冲程 【答案】A 【难度】0.85 【详解】纸杯飞起过程是内能转化为机械能，与四冲程汽油机中能量转化过程一致的是做功冲程。故选A。 3．【容易】【填空】如图所示，在试管内装一些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾，会看到塞子被弹出。在塞子被弹出的过程中，水蒸气的______能转化成塞子的机械能。这个过程和汽油机的______冲程原理相同。 【答案】 内 做功 【难度】0.85 【详解】[1][2]塞子被弹出的过程中，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减小，温度降低，将内能转化为塞子的机械能。汽油机的做功冲程中，燃料燃烧释放的内能推动活塞向下运动，内能转化为机械能，与此过程相同。 4．【适中】【单选】如图所示，在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间后，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”。下列说法正确的是（　　） A．管口出现的“白气”是水蒸气 B．水蒸气推出橡胶塞导致水蒸气内能减少 C．水蒸气推出橡胶塞的过程，相当于四冲程汽油机的排气冲程 D．水被加热的过程中，其内能是通过做功的方式改变的 【答案】B 【难度】0.65 【详解】A．管口出现的“白气”是试管内喷出的高温水蒸气遇到外界较冷的空气液化形成的小水滴，水蒸气是无色透明的气体，是看不见的。故A错误； B．水蒸气对橡胶塞做功，将水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，所以水蒸气的内能会减少，温度降低。故B正确； C．水蒸气推出橡胶塞的过程，是内能转化为机械能的过程，相当于四冲程汽油机的做功冲程，而排气冲程是排出废气。故C错误； D．水被加热的过程中，是通过酒精灯的火焰，从外界吸收热量，使水的内能增加，温度升高。这是通过热传递的方式改变内能的。故D错误。 故选B。 5．【适中】【填空】如图是小洲同学设计的简易热机模型，她设想：点燃酒精灯，当导气管出气口有蒸气喷出时，小风车就转动起来，此过程中烧瓶中水蒸气的内能是通过___________（选填“做功”或“热传递”）方式增大的，继而转化为小风车的___________能，但在实验过程中，发现小风车不转动，你的解决办法是___________（写出一条即可）。 【答案】 热传递 机械 增大酒精灯火力，产生更多水蒸气/换用更轻巧的小风/减小风车转轴摩擦/出气口靠近对准风车叶片 【难度】0.65 【详解】[1]改变内能的方式分为做功和热传递，酒精灯给水加热，是通过热传递增大水蒸气的内能。 [2]水蒸气喷出冲击小风车，内能转化为小风车的机械能，使风车转动。 [3]若小风车不转，一般是水蒸气推力不足、风车阻力过大，只要对应给出合理改进方法即可。 二、四冲程内燃机的工作过程 6．【适中】【填空】在如图所示的四幅图中，甲、乙是课堂上看到的两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。与压缩冲程原理相同的是________图所示的演示实验。汽油机工作时，如果汽油机转速为3000r/min，则每秒钟曲轴可以转________圈，活塞对外做功________次。 【答案】 甲 50 25 【难度】0.65 【详解】[1]甲图中用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程；乙图对试管中的水加热，加快水的蒸发，使试管中水的内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能；丙图两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，压缩冲程是把机械能转化为内能的过程；丁图两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，做功冲程将内能转化为机械能；由以上分析可知，汽油机利用内能来做功的冲程是丁图；压缩冲程是机械能转化成内能，与此原理相同的是甲图所示的演示实验。 [2][3]若汽油机飞轮转速是3000r/min，即50r/s，所以此汽油机曲轴每秒钟转50圈，可完成25个工作循环，100个冲程，活塞对外做功25次。 7．【困难】【单选】关于如图所示的某单缸四冲程汽油机说法正确的是（    ） A．依靠飞轮惯性完成的是乙、丙、丁 B．四冲程汽油机在一个工作循环中工作过程依次是乙、丙、丁、甲 C．甲图中汽缸内气体温度会上升 D．丁图中机械能转化为内能 【答案】D 【难度】0.4 【详解】甲图：排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程； 乙图：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程； 丙图：两气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，内能转化为机械能； 丁图：两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能，汽缸内气体内能增大，温度升高； A．四冲程汽油机只有做功冲程不需要飞轮惯性完成，吸气、压缩、排气冲程都依靠飞轮惯性，因此依靠惯性的是甲、乙、丁，故A错误； B．一个工作循环的顺序是：吸气→压缩→做功→排气，即乙、丁、丙、甲，故B错误； C．甲是排气冲程，排出高温废气后，汽缸内气体温度会下降，故C错误； D．丁是压缩冲程，机械能转化为内能，故D正确。 故选D。 8．【困难】【填空】如图所示图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图，B图是_______冲程，与它原理相同的是_______图所示的演示实验，此冲程将_______能转化为_______能，若它在1s内完成20个工作循环，则飞轮的转速为_______r/min。 【答案】 压缩 E 机械 内 2400 【难度】0.4 【详解】[1][2][3][4]A图中，气门一开一闭，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程；B图中，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能；C图中，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；D图中，气门一开一闭，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程。E图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧。是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程；F图是水蒸气膨胀对外做功，将塞子冲出，是内能转化为机械能。故与图B原理相同的是图E所示的演示实验。 [5]1s完成20个工作循环，所以1min完成1200个工作循环，一个工作循环飞轮转两周，1200个工作循环飞轮转2400周，可知1min飞轮转2400周，即转速为2400r/min。 9．【困难】【填空】小白对家中的小汽车进行了一些研究：供汽车动力的是发动机的做功冲程，汽油在汽缸内燃烧时将化学能转化为内能；若飞轮的转速为2400r/min，则在1s内汽油机对外做功__________次；在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放入一小团干燥的硝化棉，用力把活塞迅速压下，硝化棉燃烧，该过程中是通过的__________方式来改变筒内空气的内能，其能量转化情况与图__________（选填“A”“B”“C”“D”）所示汽油机冲程中的能量转化情况是一致的。 【答案】 20 做功 B 【难度】0.4 【详解】[1]依据题目所给数据，时间单位为分钟，现将其化为秒，则 因为一个工作循环中飞轮转2次，对外做功1次，现在1s内飞轮转40次，则做功20次。 [2]用力把活塞压下，硝化棉燃烧，活塞对空气施加力的作用，使空气在力的方向上移动距离，该过程是通过做功的方式来改变内能的。 [3]甲图是机械能转化为内能，与之相同的是压缩冲程，压缩冲程中进气门和排气门都关闭，火花塞不点火，为图B。 三、汽油机与柴油机的区别 10．【适中】【填空】关于热机，下列说法正确的是_________ A．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴 B．柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入气缸 C．四冲程汽油机在工作过程中，进气门排气门都关闭的一定是压缩冲程 D．在柴油机的做功冲程中，活塞的机械能转化为密闭气体的内能 E．热机的大量使用会造成环境污染 F．汽油机工作时压缩冲程是将机械能转化为内能 G．只有做功冲程是依靠飞轮惯性完成的 H．汽油机的吸气冲程吸入的是纯空气 I．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 J．汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式 【答案】AEFIJ 【难度】0.65 【详解】A．汽油机顶部是火花塞点火，柴油机顶部是喷油嘴喷柴油，故A正确。 B．柴油机吸气冲程只吸入空气，柴油是压缩冲程末才由喷油嘴喷入气缸，故B错误。 C．四冲程中，压缩冲程和做功冲程的进气门、排气门都是关闭的，故C错误。 D．做功冲程是燃气的内能转化为活塞的机械能，故D错误。 E．热机燃烧燃料会排放废气，大量使用确实会造成环境污染，故E正确。 F．压缩冲程中活塞压缩气体做功，将机械能转化为气体的内能，故F正确。 G．四冲程热机中，吸气、压缩、排气冲程都是依靠飞轮惯性完成，只有做功冲程是主动对外做功，故G错误。 H．汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物，不是纯空气，故H错误。 I．汽油机吸入汽油+空气的混合物，柴油机只吸入空气，故I正确。 J．汽油机靠火花塞点火，是点燃式；柴油机压缩空气使温度升高引燃柴油，是压燃式，故J正确。 11．【困难】【单选】关于四冲程汽油机和柴油机的工作过程有以下几种说法，其中正确的是（　　） ①汽油机和柴油机的点火方式相同 ②用酒精灯给试管加热，试管口软木塞冲出的过程中的能量转化情况和内燃机压缩冲程的能量转换情况相同 ③只有做功冲程是燃气对外做功 ④若汽油机的转速是，内燃机对外做了300次功 A．只有①②③ B．只有①③ C．只有③④ D．只有②③④ 【答案】C 【难度】0.4 【详解】①汽油机和柴油机的点火方式不同，汽油机采用的是点燃式点火；而柴油机采用的是压燃式点火，故①错误； ②试管口软木塞冲出的过程是试管内气体的内能转化为软木塞的机械能，对应的是内燃机的做功冲程，压缩冲程是机械能转化为内能，故②错误； ③在内燃机的四个冲程中，其中吸气、压缩、排气都是靠外力或飞轮的惯性来完成的，只有做功冲程对外做功，故③正确； ④四冲程汽油机每转两圈完成一个工作循环，对外做功一次，内燃机对外做功次，故④正确。 综上可知，只有③④正确，故C正确，ABD错误。 故选C。 四、飞轮转速与做功次数的计算 12．【容易】【填空】一台单缸四冲程内燃机的转速为，那么每秒钟内燃气对活塞做功________次，活塞完成________个冲程。 【答案】 15 60 【难度】0.85 【详解】[1][2]在四冲程内燃机的一个工作循环中，完成4个冲程，并对外做功1次，曲轴和飞轮转2圈，由题可知，曲轴和飞轮转速是1800r/min，表示每分钟曲轴和飞轮转1800圈，则每秒钟曲轴和飞轮转30圈，那么每秒钟燃气对活塞做功15次，活塞完成60个冲程。 13．【适中】【单选】一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是每分钟1200转，则汽油机每秒内（　　） A．完成20个冲程，做功10次 B．完成40个冲程，做功40次 C．完成40个冲程，做功10次 D．完成20个冲程，做功20次 【答案】C 【难度】0.7 【详解】单缸四冲程汽油机，一个工作循环，飞轮转2圈，完成4个工作冲程，做功1次。已知飞轮转速为，则该飞轮每秒钟转20圈，完成40个冲程，做功10次。 故选。 14．【困难】【计算】下表所示的是东风牌单缸四冲程汽油机的部分参数，如图是气缸的示意图。不计摩擦，该汽油机满负荷工作时，求： 东风牌汽油机 DF050 活塞面积 冲程长度 5cm 燃气平均压强 转速 (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)该汽油机的功率。 【答案】(1)2700N (2)135J (3)2025W 【难度】0.4 【详解】【小问1详解】 由题意可知，活塞面积 由可知，做功冲程中燃气对活塞的平均压力 【小问2详解】 一个做功冲程中燃气对活塞做的功 【小问3详解】 因为飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮1min转动1800圈，做功900次，则燃气对活塞做的总功 该汽油机的功率 五、改变内能的方式 15．【适中】【单选】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 【答案】D 【难度】0.65 【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。 16．【困难】【实验】为探究“通过做功方式改变物体内能”，小明设计了图甲的装置，由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、注射器等组成。 (1)小华提出两点建议：A．将温度传感器换成实验室温度计；B．将注射器换成打气筒。你觉得_________（选“A”、“B”或“都”）比较合理； (2)改进后，向烧瓶内注入几滴酒精后打气，小明发现装置没有明显变化，瓶内气体的温度也几乎没有变化，你认为可能的原因是________； (3)继续改进实验装置后，不断向瓶内打气，数据采集器获得如图乙的图像。则打气5秒后可能出现的现象是________；图乙中AB段对应的能量变化与热机中_________冲程相同；用本装置进行实验时________（选“能”或“不能”）去掉瓶内的酒精。 【答案】(1)B (2)装置漏气 (3) 橡皮塞被弹开，瓶内出现白雾，采集到的温度下降 压缩 能 【难度】0.4 【详解】（1） A：实验室温度计的精度和数据采集能力远低于温度传感器，不利于准确记录温度变化，不合理。B：将注射器换成打气筒，能更方便、持续地对瓶内气体做功，合理，故B符合题意。 （2）向瓶内打气时，若装置漏气，则对气体做功的效果会大幅减弱，导致瓶内气体温度几乎无变化。 （3）[1]打气后，瓶内气体内能急剧增加，温度升高，打气5秒时，瓶内气体内能达到峰值，会推动橡皮塞弹开（内能转化为机械能），同时瓶内酒精蒸气因内能减少而液化，出现白雾，采集到的温度温度下降。 [2]图乙中AB段，气体被压缩，外界对气体做功，内能增加，与热机的压缩冲程能量变化相同。 [3]根据传感器采集的数据可知，在用本装置进行实验时能去掉瓶内的酒精，理由是通过温度传感器的温度变化可反映内能改变情况。 六、实验探究与跨学科实践 17．【容易】【实验】如图所示，在试管里装些水，用橡胶塞塞住管口，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塞子被冲出去，试管口出现白雾，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机械能，此过程与汽油机的______冲程相似； (3)通过此实验可知：利用内能可以______和______。 【答案】(1) 热传递 转移 (2)做功 (3) 加热 做功 【难度】0.85 【详解】（1）[1][2]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，此过程中内能从一个物体转移到另一个物体，因此此过程的实质是能量的转移。 （2）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机械能，此过程和汽油机的做功相似，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）[1][2]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，使低温物体的温度升高，利用内能可以加热。内能可以向机械能转化，因此内能可以做功。 18．【适中】【实验】请补充完成跨学科实践项目————制作简易热机模型的项目报告单。 跨学科实践项目 制作简易热机模型 项目原理 热机是利用_______做功的机械。 器材准备 易拉罐、水、酒精灯、中性笔管、支架、小风扇。 项目实践 ①洗净易拉罐，在侧面底部2cm处开一个直径1cm的圆孔，向易拉罐注入40mL清水（水位不超过圆孔）。 ②支架搭建：调整支架高度时，酒精灯应点燃。 ③注水与加热：将中性笔管插入易拉罐圆孔，用热熔胶密封，点燃酒精灯，将易拉罐置于支架上开始加热，是通过______的方法使水的内能_______（选填“增大”或“减小”）的。 ④现象：产生大量白气，推动小风扇转动，其中的物理原理是_______  （选填“气体对外界做功”或“外界对气体做功”）。 项目展示 项目拓展 近期有老师将自己制作的“等离子炮”的视频上传至网络平台，引起强烈反响。原理与内燃机类似，通过燃料燃烧产生的能量推动空气，形成冲击效果，即燃料燃烧后产生的_______能转化为________能。 【答案】 内能 热传递 增大 气体对外界做功 内 机械 【难度】0.65 【详解】[1]热机将内能转化为机械能，是利用内能做功的机械。 [2][3]点燃酒精灯，将易拉罐置于支架上开始加热，热量从高温的火焰向低温的水传递，是通过热传递来使水的内能增大。 [4]水沸腾时，产生大量白气，推动小风扇转动，是水蒸气对小风扇做功，内能转化为机械能，其中的物理原理是气体对外界做功。 [5][6]“等离子炮”原理与内燃机类似，通过燃料燃烧产生的能量推动空气，形成冲击效果，即燃料燃烧后产生内能，推动空气，是转化为机械能。 19．【适中】【阅读】跨学科实践 制作简易汽轮机模型 【项目提出】 热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制作简易汽轮机模型。 【项目实施】 （1）设计并制作：设计方案如图所示。向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用橡皮泥将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。 （2）测试实验：点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。此汽轮机模型属于______（填“内”或“外”）燃机。 （3）实验改进： ①同学们在测试过程中，发现加热很长时间后，扇叶才开始转动，这是因为________________ ； ②进行了调整后，再次测试，发现风扇转动得很慢。同学们交流后认为，这是蒸汽喷射力不足造成的。以下几种解决方案中你认为可行的是________________。 A．增加酒精灯的高度，用其内焰加热 B．更换一个更细的喷嘴 C．降低小风扇的高度，使喷嘴对准风扇的中心 【项目拓展】 （4）同学交流过程中，有同学设想：用凹面镜会聚太阳光替代酒精灯加热易拉罐，制成一个“太阳能蒸汽机”。你认为这个“太阳能蒸汽机”的优势是：_________________。（写出一条即可） 【答案】 外 加热时间不足，无法产生足够的水蒸气 B 环保无污染 【难度】0.65 【详解】[1]内燃机是燃料在汽缸内燃烧产生高温高压的燃气推动活塞做功；此汽轮机模型酒精在空气中燃烧，蒸汽推动外面的扇叶转动，这两个过程都不在易拉罐内，因此此汽轮机模型属于外燃机。 [2]加热很长时间后，扇叶才开始转动，这与水蒸气的量有关，加热时间不足，无法产生足够的水蒸气，不能使扇叶开始转动。 [3]A．增加酒精灯的高度，用其内焰加热，温度更低，故A不符合题意； B．更换一个更细的喷嘴可以增大蒸汽喷出速度，能增大蒸汽喷射力，故B符合题意； C．扇叶转动时本质是可看作杠杆，降低小风扇的高度，使喷嘴对准风扇的中心，会使动力臂变小，需要更大推力来推动，会转得更慢，故C不符合题意。 故选B。 [4]太阳能是可再生的清洁能源，故太阳能蒸汽机的优势是环保无污染。 七、综合情境与科普阅读 20．【容易】【综合】阅读短文，回答问题。 热岛效应，指由于人为原因，改变了城市地表的局部温度、湿度、空气对流等因素，进而引起的城市小气候变化现象。该现象属于城市气候最明显的特征之一。由于城市化的速度加快，城市建筑群密集，柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率和更小的比热容，使得相同的日照情况下，城市地区升温较快，并向四周和大气中大量辐射，造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温，高温的城区处于低温的郊区包围之中，如同汪洋大海中的岛屿，人们把这种现象称之为城市热岛效应。在热岛效应的作用下，城市中每个地方的温度并不一样，而是呈现出一个个闭合的高温中心。在这些高温区内，空气密度小，气压低，容易产生气旋式上升气流，使得周围各种废气和有害气体不断对高温区进行补充。在这些有害气体作用下，高温区的居民极易患上呼吸系统或神经系统疾病。 (1)减弱热岛效应的措施之一：增大城区的绿地、水体面积，多植树。城区的水体、绿地对减弱夏季城市热岛效应起着十分可观的作用，这主要是利用了水的______的特性。 (2)减弱热岛效应的措施之二：人工蒸发补偿。解决城市大气热污染的首要办法是增大蒸发量，受城市安装条件的限制，采用喷雾系统是一种高效且经济的办法，这是利用了水_______（填物态变化名称）有_______（选填“吸热”或“放热”）的作用。 (3)研究表明，现在城市机动车保有量越来越大，机动车也是造成热岛效应的因素之一。以四冲程发动机小车为例，回答下列问题： 实现机械能转化为内能的是_______冲程；实现内能转化为机械能的是_______冲程。 在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过_______的方式增加物体的内能。 【答案】(1)比热容大 (2) 汽化 吸热 (3) 压缩 做功 做功 【难度】0.85 【详解】（1）水的比热容较大，相同质量的水和其他物质相比，吸收相同热量时温度变化较小，因此利用水的比热容大特性可有效调节城区温度。 （2）[1][2]喷雾系统中的水雾通过汽化（蒸发）过程吸收周围环境的热量，从而降低温度，汽化属于吸热过程。 （3）[1][2]压缩冲程中活塞压缩气体做功，机械能转化为内能；做功冲程中高温高压气体推动活塞做功，内能转化为机械能。 [3]刹车片与车轮摩擦时，通过做功的方式将机械能转化为内能，使刹车片温度升高。 21．【适中】【综合】北京时间2025年11月25日12时11分，搭载神舟二十二号飞船的长征二号F遥二十二运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，飞船与火箭成功分离并进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。火箭通过燃烧液态氢燃料，喷出高压燃气获得推力。飞船位于火箭顶部，外部用整流罩保护以防大气摩擦高温损坏，离开大气层后整流罩与飞船分离，最终坠落在预定区域。 (1)火箭升空获得的机械能来自燃料燃烧所产生的___________能。 (2)整流罩分离后下落过程中，它的机械能___________，内能___________。（均选填“增大”“减小”或“不变”） (3)高压燃气把火箭推向太空过程中，其内能会___________（选填“增大”“减小”或“不变”），其原理与热机的___________冲程相同。 (4)火箭点火起飞时，采用喷水降温的方法保护发射平台。若系统喷出400t水，初温20℃，在20s内全部变成100℃的水，则水带走的热量为___________J。[水的比热容为] 【答案】(1)内 (2) 减小 增大 (3) 减小 做功 (4) 【难度】0.65 【详解】（1）火箭采用液态氢作为燃料，燃料燃烧产生高温高压的气体，推动火箭升空，将内能转化成火箭的机械能，火箭升空获得的机械能来自燃料燃烧所产生的内能。 （2） [1][2]整流罩与飞船分离后下落过程中，进入大气层后，整流罩与空气摩擦，将部分机械能转化为内能，故它的机械能减小，内能增大。 （3） [1][2]高压燃气把火箭推向太空的过程中，内能转化为机械能，因此其内能会减小；热机在做功冲程高温高压的燃气对活塞做功，燃气的内能减小，内能转化成机械能，火箭升空的原理与热机的做功冲程相同， （4） 水带走的热量为 试卷第1页（共3页） 第15页（共15页） 学科网（北京）股份有限公司 $