14.1 热机 同步练习2021——2022学年度人教版九年级物理（含答案）

2021——2022学年度人教版九年级物理
第十四章
内能的利用
14.1
热机
同步练习
一、选择题
1．一台四冲程柴油机在一个工作循环中，将内能转化为机械能的冲程是（　　）
A．吸气冲程
B．压缩冲程
C．做功冲程
D．排气冲程
2．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
3．下列关于内能、热量等说法正确的是（　　）
A．汽油机的做功冲程中机械能转化为内能
B．端午节粽叶飘香是扩散现象
C．烧水是通过做功的方式改变水的内能
D．物体温度越高，含有的热量越多
4．下列与热现象有关的说法，正确的是（　　）
A．固体很难被压缩说明分子间没有间隙
B．0℃的物体也有内能，但一定很小
C．物体吸收热量后，温度不一定升高
D．汽油机的做功冲程将机械能转化为内能
5．一台内燃机的转速是1440转/分，那么在每秒钟内（　　）
A．转轴转动24转，燃气对活塞做功12次，活塞完成48个冲程
B．转轴转动1440转，燃气对活塞做功720次，活塞完成2880个冲程
C．转轴转动1440转，燃气对活塞做功1440次，活塞完成1440个冲程
D．转轴转动24转，燃气对活塞做功24次，活塞完成24个冲程
6．如图是四冲程发动机的工作循环示意图，其中将气体内能转化为机械能的是（　　）
A．图甲
B．图乙
C．图丙
D．图丁
7．下图是四冲程汽油机的工作示意图，下列判断正确的是（
）
A．正确的工作顺序是丙甲丁乙
B．靠惯性完成的冲程是甲乙丙
C．甲冲程将内能转化为机械能
D．丁冲程将机械能转化为内能
8．月球表面是真空环境，如图甲所示，嫦娥5号在月球上成功进行了月壤钻掘打包。月壤快递到家后，假如用质量均为1g的地岩甲和样品月岩乙进行对比实验，如图乙是这两种岩石温度随放热时间变化的图象，若它们在相同的时间内放出的热量相等，（已知c甲=2.2×103J/(kg?℃)，下列说法正确的是（　　）
A．机械臂在钻掘时，主要是以热传递的方式改变了月壤的内能
B．嫦娥5号在月球工作时用汽油发动机提供动力，做功冲程中内能不可能全部转化为机械能。
C．1g地岩甲在20min内放出的热量为6.6×104J
D．月岩乙的比热容为1.1×103J/(kg·℃)
二、填空题
9．用天然气烧水，水烧沸腾时，壶盖不断向上跳动，此过程中能量转化与四冲程汽油机的______冲程的能量转化相同；在标准大气压下用天然气把3kg的水从20℃加热至刚沸腾时，水的比热容______（填“增大”“减小”或“不变”），水吸收了______J的热量。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
10．如图所示是四冲程汽油机工作状态的示意图，由图可以看出，此时它正处在_______冲程，此时它的能量转化情况与________相同（选填“①”或“②”）；一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是2400r/min，则汽油机每秒对外做功________次。
11．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。
12．如图在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一团硝化棉，把活塞迅速压下去，可以观察到硝化棉燃烧，这是因为活塞压缩___________（“硝化棉”或“空气”）做功，使其内能___________（填“增加”或“减少”或“不变”）。该过程中能量转化过程与热机的___________冲程相似。
13．图中常用的手持式测温枪通过接受人体辐射的______（红外线/紫外线）测量人体温度。图点火爆炸现象中能量转化情况与热机______（吸气/压缩/做功/排气）冲程的能量转化情况相同。
14．如图所示，是四冲程汽油机工作过程中的______冲程，若它的转速为2400r/min，则2s内利用内能做功______次。
三、作图题
15．如图所示，甲(a)为四冲程内燃机压缩冲程的示意图，图中画出了压缩冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况，请在图甲(b)中，画出另一个冲程中活塞运动的方向（用“”或“”表示）。
16．图甲为内燃机的吸气冲程的示意图，图甲中画出了吸气冲程进气门、排气门的开闭情况与活塞的运动情况。请在图乙中用“T”表示阀门，画出做功冲程进气门、排气门的开闭情况，用“↑”或“↓”表示活塞运动方向，画出做功冲程活塞的运动情况。
四、实验题
17．小陈的老师在上课时进行了如图所示的两个演示实验：
(1)甲装置是一个配有活塞的厚玻璃管里放一小团硝化棉。实验时，应把活塞迅速下压，可以观察到硝化棉被点燃，这是因为活塞对空气做功，把活塞______能转化为空气的______能，此过程与四冲程柴油机的______冲程最相似；
(2)乙实验装置是厚壁玻璃瓶内装少许水，并不断向瓶内打气，过一会可以看到瓶塞弹跳起来，同时瓶内水面上内会出现白雾。由此可以推断瓶塞弹跳起来时水蒸气内能______（选填“增大”或“减小”），温度______（选填“升高”或“降低”），此过程是通过______（做功/热传递）的方式来改变水蒸气内能。
18．小明在实验室做以下两个热学实验。
(1)如图甲所示，其中一个瓶子装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体，另一个装有空气。演示扩散现象时应该把装有二氧化氮气体的瓶子放在_______（选填“上”或“下”）方，这样做的目的是_______；
(2)如图乙所示，用绳子摩擦铜管使管内乙醚沸腾，蒸气冲起软木塞，铜管口出现“白气”。这是由于气体对外做功，内能_______（选填“增大”或“减小”），温度降低，发生液化现象，
冲起软木塞过程中的能量转化情况与汽油机______的冲程能量转化情况相似。
19．(1)在寒冬季节，小爽同学双手搓后感觉手上发热，这是通过
______
的方式改变手的内能，这一能量转换过程与下面汽油机工作冲程图中的
______
图相同，在制造汽车发动机时，通常将汽油机浸于冷却液中，这样做的目的是通过
______
的方式来减少内能，从而降低温度。通常选用水作冷却剂，理由是
______
。若内燃机每秒钟完成20个做功冲程，则内燃机的曲轴转速是
______
r/min。
(2)为探究固体熔化时的温度变化规律，小欢在绝热容器内装入1kg某固体物质，其温度为-15℃。把一个每分钟放出相同热量的电加热器放入容器内的固体物质中，外接电源，闭合开关，开始加热并计时。加热器在5min内放出的热量为1.1×105J，由实验数据可得如图所示的图线。
(1)在10~20min，容器内物质的分子动能
______
，内能
______
（两空都选填“变大”、“不变”或“变小”）。
(2)加热器加热60min后，该物质还没沸腾，放出的热量全部被该物质吸收，则该物质的温度会升到
______
℃。
(3)该固体物质的比热是
______
J/（kg/℃）。
五、综合题
20．阅读理解，回答问题。
汽油机
内燃机就是指燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，分别叫做汽油机和柴油机。汽油机指汽油在汽缸内燃烧、生成高温高压燃气，燃气推动活塞而做功，燃气内能转化为活塞运动的机械能。
（1）构造：进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴。冲程：活塞从气缸一端运动到另一端的单向运动叫做一个冲程。
（2）工作原理。内燃机的工作过程以一个循环为一个单元，一个循环又分为四个冲程。
吸气冲程：开始工作前，活塞位于气缸上端，进、排气门军关闭。工作时，活塞由上向下运动，进气门打开，排气门仍关闭。由于缸内体积增大，压强减小，空气和汽油的混合气体被吸入气缸。这是第一个冲程。
压缩冲程：活塞运动到最下端，就开始转为向上运动。这时进气门、排气门都关闭，混合气体被强行压缩，使气体的温度升高，压强增大。这是第二个冲程。
做功冲程：压缩结束时虽然温度较高，但未能达到燃料的燃点。在压缩冲程结束的瞬间，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，高温高压燃气推动活塞向上向下运动，通过连杆带动曲轴转动。实现了内能向机械能的转化。这是第三个冲程。
排气冲程：做功冲程结束，活塞继续向下向上运动，进气门关闭，排气门打开，燃烧后的废气被活塞推出缸外。这是最后一个冲程。
此后，活塞又由上向下运动，从此进入下一轮循环。在一个工作循环中有四个冲程，活塞往复两次，曲轴转两周，对外做一次功。
（3）能的转化：在做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机械能。其余三个冲程靠消耗飞轮的机械能来完成。
问题：
A．内能转化为机械能的过程是______冲程完成的。
B．汽油机的构造由进气门，排气门，______，气缸，活塞，连杆，______组成。
C．活塞从气缸一端运动到另一端的______运动叫做一个冲程。
D．活塞在一个工作循环中有四个冲程，活塞往复______次，曲轴转______周，对外做一次功。
21．请阅读《太空快递，稳稳送达》，回答问题。
太空快递，稳稳送达
“叮咚~尊敬的天和核心舱，天舟二号已出发送货，正在派送途中，请注意查收。”北京时间5月29日20时55分搭载着天舟二号货运飞船的长征七号遥三运载火箭，在位于海南省的文昌航天发射场点火发射，约604秒后，天舟二号飞船与火箭成功分离，精确进入预定轨道。在天和核心舱发射升空30天后，中国向空间站核心舱成功发出了第一件快递“包裹”。天舟二号和天舟一号货运飞船在构型上基本一致，但也有着自己的鲜明特色。它总长10.6米，最大直径3.35米，最大起飞质量13.5吨，物资上行能力达6.9吨，载货比0.51，在轨寿命不小于1年，供电能力不小于2700瓦。作为货运飞船、运载能力自然是第一评估要素。专家称，“目前世界上最大运载能力超过5吨的现役货运飞船只有两型，中国的天舟就是其中之一，天舟货运飞船的运载能力处于国际领先水平。”天舟二号货运飞船不仅装得多，而且送得快，它快速交互对接系统已经提前安排好入轨后的动作时序，节省了指令在天地间传达的时间，也免去地面临时注入程序的流程，从地面“发货”到“快递小哥”来敲门的时间大约7个小时，堪比“同城快递”，实现了空间站任务物资运输快速补给。除了运输生活物资、实验设施外，天舟二号还携带了3吨推进剂，交会对接之后，就摇身一变成为空间站的“加油站”。天舟二号还能给空间站充电，它有自己独立的能源系统，可以实现能源自给自足。靠泊空间站期间，天舟二号处于休眠状态，自身能源需求小，富余出来的电能就可以输送到空间站，为航天员活动提供保障，同时支撑一些电能消耗较大的科学实验。天舟二号还是一个太空“垃圾桶”，航天员在空间站里产生的生活垃圾、人体排泄物，都会集中到天舟二号舱内存放，完成使命后，天舟二号将带走这些废弃物，在坠入大气层的过程中一同烧毁。天舟二号已将首批物资发往太空，接下来就让我们静待太空之家的“住户”航天员的到来吧!
（1）搭载着天舟二号的长征七号遥三运载火箭从点火到船箭分离，约604s。此过程中，天舟二号的动能______，机械能______（均选填“增加”“不变”或“减小”）；
（2）天舟二号有自己的鲜明特色，请你写出一条它的特色______；
（3）请你说说什么是载货比______。
【参考答案】
1．C
2．B
3．B
4．C
5．A
6．C
7．B
8．D
9．做功
不变
1.008×106
10．压缩
①
20
11．做功
20
12．空气
增加
压缩
13．红外线
做功
14．做功
40
15．
16．
17．机械
内
压缩
减小
降低
做功
18．下
排除二氧化氮气体所受重力对实验的影响
减小
做功
19．做功
B
热传递
水的比热容大
2400
不变
变大
15
2.2×104
20．做功
火花塞
曲轴
单向
两
两
21．增加
增加
装的多（或送的快、是空间站的“加油站”等）
物资质量与最大起飞质量之比