2021-2022学年人教版九年级全一册14.1热机 跟踪训练（含解析）

2021-2022学年人教版九年级全一册
14.1热机跟踪训练
一、填空题
1．做功冲程是气体对外做功，内能______，这时内能转化为_______能。
2．压缩冲程是对气体压缩做功，气体内能______，这时机械能转化为____能。
3．内燃机及其工作原理：将燃料的____能通过燃烧转化为____能，又通过做功，把____能转化为______能。按燃烧燃料的不同，内燃机可分为____、_____
等。
4．汽油机一个工作循环中只对外做____次功，曲轴转____周，飞轮转_____圈，活塞往返____次。
5．一次烧水过程中，水烧开后，她看到锅盖向上跳动，其原因是水蒸气的___________能转化为锅盖___________能。此过程中，水蒸气的内能改变是通过___________方式实现的。四冲程汽油机工作过程中的___________冲程与上述能量转化过程相同。
6．内燃机的一个工作循环有四个冲程，图中表示的是其中的________冲程。某小型单缸四冲程汽油机飞轮的转速为2400r/min，
该汽油机每秒完成________个工作循环。
7．如图所示的四幅图，甲、乙实验中与汽油机压缩冲程原理相同的是________图所示的演示的实验；丙、丁两图中表示汽油机做功冲程的是________图。
二、单项选择题（下列选项中只有一个选项满足题意）
8．关干柴油机和汽油机，下列说法中正确的是（　　）
A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
B．吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油，柴油机吸入的是柴油
C．四冲程汽油机在工作过程中，进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
D．在柴油机的压缩冲程中，内能转化为机械能
9．关于热机，下列说法正确的是（　　）
A．汽油机汽缸顶部有喷油嘴，柴油机汽缸顶部有火花塞
B．柴油机在吸气冲程中，将空气吸入气缸
C．汽油机在做功冲程中，进气门关闭排气门打开
D．汽油机在做功冲程中，是把机械能转化为内能
10．2019年1月3号，“嫦娥”奔月成功，如图所示是运载嫦娥四号探测器的长征三号乙载火箭成功发射时的场景，下图中与火箭发射时能量转化一致的冲程是（　　）
A．
B．
C．
D．
11．内燃机在压缩冲程末，气缸内的（　　）
A．内能增大，温度升高
B．内能不变，温度升高
C．内能减小，温度升高
D．内能减小，温度降低
12．如图所示是四冲程柴油机的剖面图，其中是做功冲程的是（　　）
A．
B．
C．
D．
13．如图所示是四冲程汽油机的剖面图，下列关于其四个冲程的描述错误的是（　　）
A．吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸
B．压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能增加
C．做功冲程中，燃料释放的能量绝大部分转化为机械能
D．排气冲程中，废气被排出汽缸
14．下图是四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是（　　）
A．图甲是压缩冲程，内能转化为机械能
B．该内燃机一个工作循环有四个冲程正确的顺序是乙、丁、甲、丙
C．丁是做功冲程，把绝大部分的内能转化为机械能
D．靠惯性完成的冲程是甲、乙、丙
15．汽油机是由四个冲程不断循环而工作的，图中表示机械能转化为内能的冲程是（　　）
A．
B．
C．
D．
16．如图所示，机械能与内能相互转化的事例中，与图中内燃机工作冲程相同的是（　　）
A．瓶塞飞出
B．搓手取暖
C．压缩气体
D．钻木取火
17．如图所示，将铁丝快速弯折十余次，弯折处温度升高，该过程与四冲程汽油机哪一个冲程能量转化相同？（　　）
A．吸气冲程
B．压缩冲程
C．做功冲程
D．排气冲程
三、多项选择题（下列选项中有多个选项满足题意）
18．如图所示是内燃机工作时的某冲程示意图，以下事例中能量的转化与其相同的是（　　）
A．火箭升空
B．手冷时对手“哈气”，手会感到暖和
C．水壶中的水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起
D．双手摩擦生热
19．如图是汽油机工作时的四个冲程，下列说法正确的是（　　）
A．该汽油机的四个冲程正确的工作顺序是乙→甲→丁→丙
B．甲是压缩冲程，将内能转化为机械能
C．丁是做功冲程，将内能转化为机械能
D．活塞在汽缸内往复运动一次，该汽油机对外做功一次
四、简答题
20．现代生活越来越离不开热机，因此全面了解和认清热机的结构和工作过程对我们的生活至关重要，请你完成下面围绕“热机”展开的一些问题：
(1)如图所示的流程图是用来说明汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况，请将其补充完整。①_____________；②_______________。
(2)我们发现热机工作时，一般要在汽缸的外面安装一个水箱用来降低汽缸的温度，是利用水_____的特性，这是采用_____的方式来减小汽缸的内能的。
(3)有一种单缸汽油机在原有四冲程的基础上增加两个冲程，成为六冲程汽油机，也就是在原有四冲程汽油机完成排气冲程后向气缸内喷水，水在气缸内汽化成水蒸气，水蒸气膨胀对外做功，这种汽油机一个工作循环有六个冲程，做功____次，这种汽油机这样设计的目的是_________。
五、实验探究题
21．下列两个装置都可以通过燃料燃烧，将化学能转化为内能，并利用内能做功。观察甲、乙两图情景。
(1)在图甲中，按动火花发生器的按钮。可以观察到的现象是______；
(2)从能量转化方面看，图甲的实验过程与四冲程汽油机的______冲程相似；
(3)甲、乙两个装置对应两种不同热机原理，其中与图乙对应的热机是______燃机。在工业实际应用中，与图______（选填甲、乙序号）原理对应的热机效率一般更高。
22．在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，当水沸腾一段时间后，会观察到橡胶塞被水蒸气推出去，如图所示。
(1)对试管加热水温升高的过程中，水的内能_____（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
(2)橡胶塞被水蒸气推出去的过程中，将______转化为橡胶塞的动能，这个过程跟四冲程内燃机的_____（选填“压缩冲程”或“做功冲程”）相似。
参考答案
1．减少
机械
【解析】
略
2．增加
内
【解析】
略
3．化学
内
内
机械
汽油机
柴油机
【解析】
略
4．1
2
2
2
【解析】
略
5．内
机械
做功
做功
【解析】
[1][2][3][4]水烧开后，锅盖跳动是水蒸气的内能转化为锅盖的机械能。这个过程中，水蒸气对锅盖做功，内能减少。四冲程汽油机的做功冲程与这个能量转化相同。
6．做功
20
【解析】
[1]如图所示，进气口和出气口关闭，汽油燃烧，对活塞做功，活塞向下运动，则是做功冲程。
[2]
某小型单缸四冲程汽油机飞轮的转速为2400r/min，
该汽油机每秒转速为
每转两圈，完成一个工作循环，故该汽油机每秒完成20个工作循环。
7．乙
丙
【解析】
[1]甲实验中，瓶塞被压出去的过程是水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能，图乙实验中，活塞迅速压下时，硝化棉被点燃，这个过程是机械能转化为内能，而汽油机的压缩冲程中，是机械能转化为内能，所以与压缩冲程原理相同的是图乙实验。
[2]丙图中，进气门、排气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，丁图中，进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程。
8．C
【解析】
A．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，故A错误；
B．吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合物，但是柴油机吸入的是空气，故B错误；
C．四冲程汽油机在工作过程中，做功冲程和压缩冲程的进、排气门同时关闭，故C正确；
D．在柴油机的压缩冲程中，活塞压缩空气做功，将机械能转化为内能，故D错误。
故选C。
9．B
【解析】
A．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，故A错误；
B．与汽油机不同的是柴油机在吸气冲程中，将空气吸入气缸，故B正确；
C．汽油机在做功冲程中，进气门和排气门都是关闭的，故C错误；
D．汽油机的做功冲程中，将内能转化成了机械能，故D错误。
故选B。
10．C
【解析】
火箭发射时，燃料燃烧释放的内能转化为火箭的机械能。
A．图中的进气门打开，排气门关闭，活塞向下运行，是吸气冲程，没有能量转化，故A不符合题意；
B．图中的气门都关闭，活塞向上运行，是压缩冲程，此时机械能转化为内能，故B不符合题意；
C．图中的气门都关闭，活塞向下运行，活塞容积增大，且上端的火花塞放出电火花，是做功冲程，在这一过程中，内能转化为机械能，故C符合题意；
D．图中的进气门关闭，排气门打开，活塞向上运行，是排气冲程，没有能量转化，故D不符合题意。
故选C。
11．A
【解析】
压缩冲程是活塞压缩气体对气体做功的冲程，气体内能增加，温度升高，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
12．B
【解析】
A．进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程，故A不符合题意；
B．两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，故B符合题意；
C．两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，故C不符合题意；
D．排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程，故D不符合题意。
故选B。
13．C
【解析】
A．汽油机在吸气冲程中，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸，故A正确，不符合题意；
B．在压缩冲程中，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，气体的内能变大，此过程是机械能转化为内能的过程，故B正确，不符合题意；
C．在做功冲程中，燃料燃烧释放的内能大部分需要克服摩擦、发生热传递而散失，只有一少部分转化为机械能，故C错误，符合题意；
D．排气冲程将废气排出汽缸，故D正确，不符合题意。
故选C。
14．D
【解析】
A．图甲两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能，故A错误；
B．内燃机一个工作循环分别是吸热冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。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；图丁两气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，内能转化为机械能，四个冲程正确的顺序是乙、甲、丁、丙，故B错误；
C．由上分析可知，丁是做功冲程。汽油机的效率约为20%～30%，故只能把一小部分的内能转化为机械能，故C错误；
D．只有做功冲程将内能转化机械能，其它三个冲程是辅助冲程，要靠飞轮的惯性完成，故靠惯性完成的冲程是甲、乙、丙，故D正确。
故选D。
15．A
【解析】
A．两气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，机械能转化为内能，
故A符合题意；
B．进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，为排气冲程，故B不符合题意；
C．两气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程，内能转化为机械能，故C不符合题意；
D．进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，为吸气冲程，故D不符合题意。
故选A。
16．A
【解析】
由图可知，内燃机两气门关闭，活塞下行，是做功冲程，对外做功时，内能转化为机械能；
A．当瓶塞跳起时，同时还能看到瓶口出现“白雾”的现象，说明水蒸气对塞子做功，内能减少，温度降低，这一过程的能量转化为内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程的能量转化相同；故A符合题意；
B．搓手取暖是机械能转化为内能，与图中内燃机工作冲程不同，故B不符合题意；
C．对气体做功，机械能转化为内能，与图中内燃机工作冲程不同，故C不符合题意；
D．钻木取火是机械能转化为内能，与图中内燃机工作冲程不同，故D不符合题意。
故选A。
17．B
【解析】
将铁丝快速弯折十余次，弯折处温度升高，该过程属于机械能转化为内能，吸气冲程和排气冲程不涉及能量转化，压缩冲程为机械能转化为内能，做功冲程为内能转化为机械能，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
18．AC
【解析】
由图可知，两个阀门关闭，活塞向下运动，火花塞发出电火花，属于做功冲程，该冲程将内能转化为机械能。
A．火箭升空，将燃料燃烧释放的内能转化为火箭的机械能，故A符合题意；
B．手冷时对手“哈气”，
手会感到暖和，属于热传递，手吸收热量，温度升高，故B不符合题意；
C．水壶中的水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起，该过程将水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，故C符合题意；
D．双手摩擦生热，是通过做功的方式改变物体的内能，将机械能转化为内能，故D不符合题意。
故选AC。
19．AC
【解析】
A．图甲中两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，图乙中，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，图丙中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，图丁中两气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，所以四个冲程的顺序是乙→甲→丁→丙，故A正确；
B．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，故B错误；
C．图丁中两气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，内能转化为机械能，故C正确；
D．汽油机一个工作循环，活塞在气缸内往复两次，对外做功一次，故D错误。
故选AC。
20．压缩冲程
内能转化为机械能
比热容大
热传递
2次
提高热机效率
【解析】
(1)[1][2]汽油机的四个冲程，吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，压缩冲程中，活塞上升压缩气缸内的气体，使气体内能增大，燃料燃烧产生高温高压的燃气，机械能转化为内能；做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，内能转化为机械能。
(2)[3][4]因为水的比热容大，即相同质量的水和其他的液体相比较时，若都是升高相同的温度时，水能吸收的热量最多，故用水冷却效果最好，此时存在温度差，故采用热传递的方式来减小汽缸的内能。
(3)[5][6]这种汽油机一个工作循环有六个冲程，比原有的四冲程汽油机多做一次功，因此六冲程中共做功2次，因为是利用排气冲程后的余热，所以大大的提高了热机的效率，节约了能源。
21．盖子飞出
做功
外
甲
【解析】
(1)[1]酒精与空气的混合气体在瓶内遇到火花发生爆炸，产生的高温高压燃气推动瓶盖做功，盖子飞出。
(2)[2]从能量转化方面看，该实验过程与四冲程汽油机的做功冲程相似，把内能转化为机械能。
(3)[3][4]图甲燃料在“气缸”内燃烧，产生的燃气直接推动瓶盖做功，这个“塑料瓶热机”属于内燃机，乙装置靠外部加热，属于外燃机，甲装置的燃料在瓶的内部燃烧，产生的燃气直接推动瓶盖做功，内能利用率高，所以甲装置的效率高。
22．增大
水蒸气的内能
做功冲程
【解析】
(1)对试管加热水温升高的过程中，通过热传递改变内能，水内能变大。
(2)水吸热迅速的汽化，产生大量的水蒸气，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，此过程中的能量转化情况与汽油机的做功冲程类似，在汽油机的做功冲程中是燃气的内能转化为活塞的机械能。