第十四章 第1节 热机-初中物理人教版九年级上册同步试题精编（含答案）

第十四章热机
一、选择题
1．关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（　　）
A．吸气冲程：只吸入空气 B．压缩冲程：缸内温度降低
C．做功冲程：气体推动活塞做功 D．排气冲程：内能转化为机械能
2．如图所示是内燃机工作中的一个冲程，下列描述正确的是（　　）
A．压缩冲程，内能转化为机械能 B．压缩冲程，机械能转化为内能
C．做功冲程，机械能转化为内能 D．做功冲程，内能转化为机械能
3．小汽车已成为大多数家庭出行代步的工具，其发动机大多数为汽油机，下列有关汽油机的说法正确的是（　　）
A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气 B．汽油机的效率一般比柴油机的效率高
C．汽油机的点火方式是压燃式 D．汽油机的压缩冲程是把机械能转化为内能
4．家用轿车四冲程汽油机工作时为轿车提供动力的冲程是（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
5．关于四冲程汽油机，下列说法中正确的是（　　）
A．在吸气冲程，吸入气缸内的是空气
B．在压缩冲程，燃料燃烧，化学能转化为内能
C．在做功冲程，内能转化为机械能
D．在排气冲程，进气门和排气门都打开
6．如图，甲、乙是两个演示实验的示意图，丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图，其中与做功冲程原理相同的演示实验图和表示汽油机机械能转化为内能的冲程示意图分步是（　　）
A．乙、丙 B．甲、丙 C．甲、丁 D．乙、丁
7．如图所示是探究能量转化的装置，下列相关说法正确的是（　　）
A．水蒸气驱动叶轮转动，水蒸气的内能减少了
B．实验过程中，燃料的化学能直接转化为叶轮的机械能
C．对水加热过程中是通过做功使水的内能增大的
D．此实验展现了热机工作时压缩冲程的能量转化过程
8．下列说法中，正确的是（　　）
A．柴油机的压缩冲程，主要是用热传递的方法增加了气缸内的内能
B．柴油机在做功过程中，燃气推动活塞做功将内能转化为机械能
C．汽车发动机用水作冷却剂，是利用水密度大的特点
D．电动机的核心部件电动机，属于热机的一种
9．如图为四冲程汽油机工作过程中各冲程的示意图，其中表示做功冲程的是（　　）
A． B． C． D．
10．如图是汽油机工作时的四个冲程，下列说法正确的是（　　）
A．汽油机吸气冲程汽缸吸进物质是汽油
B．甲是压缩冲程是将内能转化为机械能，丁是做功冲程是将机械能转化为内能
C．该车内燃机的四个冲程正确的工作顺序是乙→甲→丁→丙
D．活塞在汽缸内往复运动一次，该汽油机对外做功一次
二、填空题
11．如图所示为汽油机工作时的某冲程工作简图，它所表示的是______冲程。 在这个冲程中，气体温度______（选填“降低”、“不变”或“升高”），______能转化为了______能。
12．如题图A所示，在空气压缩引火仪玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，观察到棉花燃烧，此过程中活塞对筒内气体做功，气体的内能______（选填“增加”“减少”或“不变”），这与四冲程汽油机的______冲程的能量转化相同。题图B、C、D、E是四冲程汽油机的工作示意图，与图A原理相同的冲程是______图。
A．B．C．D．E．
13．如图甲所示装置，向盒内滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后动电火花发生器的按钮看到盒盖飞出去了，图______（乙/丙）中汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的。如果该内燃机每秒钟对外做功15次，该内燃机飞轮转速是______转/分钟。
　　 　　
14．如图甲、乙装置，对比“能量转化情况”、 “改变气体内能的方式”和“气体内能的变化”三个方面中，有______个方面是相同的，若汽油机1s内对外做功15次，则其曲轴的转速为______r/min。
15．汽油机是热机的一种，如图所示：四冲程汽油机工作状态示意图。由图可以看出，此时它正处于___________冲程。若该汽油机飞轮的转速为3000r/min，则在1s内，汽油机对外做功___________次。
16．用天然气烧水，水烧开后，壶盖不断向上振动，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。
17．若汽油机曲轴转速是2400转/min，则它1s对外做功______次。影片“流浪地球”开启了中国科幻元年，其中“点燃木星”将地球推开，相当于内燃机的______冲程。
18．如图甲所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内水蒸气推出，水蒸气的 _____ 能转化为塞子的机械能；图 _____ 中汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的。汽油机工作时要产生大量的热通常采用水循环将热量带走，这是因为 _____ 。
19．一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速是2400r/min，柴油机每秒内完成_____个冲程，做功_____次，活塞往复运动_____次。除做功冲程以外的其它冲程是_____来完成。在设计制造时，汽缸外有一个“水套”是利用水吸热来降低汽缸温度的，这是利用了水的_____大的性质。
试卷第4页，总5页
参考答案
1．C
【详解】
A．吸气冲程：吸入空气和汽油的混合物，故A错误；
B．压缩冲程：活塞压缩混合气做功，缸内气体内能增大，温度升高，故B错误；
C．做功冲程：燃烧后的高温高压气体推动活塞做功，内能转化为机械能，故C正确；
D．排气冲程：排气门打开，进气门开闭，由飞轮的惯性带曲轴转动，带活塞上移，排出废气，不涉及内能与机械能间的转化，故D错误。
故选C。
2．D
【详解】
如图所示，内燃机的进气门和排气门都关闭，活塞向下带动曲轴运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，故ABC错误，D正确。
故选D。
3．D
【详解】
A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物，故A错误；
B．柴油机是压燃式，一般是柴油机的效率高，故B错误；
C．汽油机的点火方式是用火花塞点火，故C错误；
D．汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩空气和汽油的混合物，混合物内能增大，温度升高，是把机械能转化为内能，故D正确。
故选D。
4．C
【详解】
在四冲程内燃机的做功冲程中，燃料燃烧产生大量的高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，做功冲程中将燃料燃烧产生的内能转化为机械能，为热机工作提供动力，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
5．C
【详解】
A．在汽油机的吸气冲程中，吸入气缸内的是空气和汽油的混合物，故A错误；
B．在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩气缸内的混合气体，对混合气体做功，将机械能转化为内能，故B错误；
C．在汽油机的做功冲程中，高温高压的燃气对活塞做功，将内能转化为机械能，故C正确；
D．在汽油机的排气冲程中，进气门关闭和排气门打开，故D错误。
故选C。
6．D
【详解】
甲图用力将活塞压下，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。这是通过对物体做功来增大物体内能的，是将机械能转化为内能的过程；
乙图对试管中的水加热，试管中的水吸收热量，不断汽化，试管中水蒸气的内能增大、体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，水蒸气的内能转化为塞子的机械能；
丙图两气门都关闭，火花塞点火，燃气推动活塞下行，是做功冲程，做功冲程将内能转化为机械能；
丁图两气门都关闭，活塞上行，是压缩冲程，压缩冲程是把机械能转化为内能的过程。
由以上分析可看出与做功冲程原理相同的是乙，表示汽油机将机械能转化为内能的冲程示意图是丁。
故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
7．A
【详解】
A．水蒸气驱动叶轮转动，水蒸气的内能转化为叶轮的机械能，水蒸气的内能减少了，故A正确；
B．实验过程中，燃料的化学能先转化为水和水蒸气的内能再转化为叶轮的机械能，故B错误；
C．对水加热过程中是通过热传递使水的内能增大的，故C错误；
D．此实验展现了热机工作时做功冲程的能量转化过程，故D错误。
故选A。
8．B
【详解】
A．柴油机的压缩冲程，是压缩气体做功，涉及了能量转化，故是做功的方式改变内能，故A选项错误；
B．柴油机在做功过程中，燃气推动活塞做功将内能转化为机械能，故B选项正确；
C．汽车发动机用水作冷却剂，是利用水比热容比较大的特点，升高相同的温度吸收的热量比较多，故C选项错误；
D．电动机的核心部件电动机，利用的是电能转化为机械能，不是利用燃料的内能，故不是热机，故D选项错误。
故选B。
9．C
【详解】
A．进气口开，出气口关闭，活塞向下运动，故是吸气冲程，故A不符合题意；
B．进气口关闭，出气口开，活塞向上运动，故是排气冲程，故B不符合题意；
C．进气口和出气口关闭，活塞向下运动，是做功冲程，气体对活塞做功，故C符合题意；
D．进气口和出气口关闭，活塞向上运动，故是压缩冲程，故D不符合题意。
故选C。
10．C
【详解】
A．汽油机吸气冲程汽缸吸进物质是汽油和空气的混合物，故A错误；
B．甲是压缩冲程是将机械能转化为内能，丁是做功冲程是将内能转化为机械能，故B错误；
C．该车内燃机的四个冲程正确的工作顺序是乙→甲→丁→丙，故C正确；
D．活塞在汽缸内往复运动两次，该汽油机对外做功一次，故D错误。
故选C。
11．压缩 升高 机械能 内能
【详解】
[1]进气口、出气口关闭，活塞向上，压缩气体做功，故是压缩冲程。
[2]压缩气体做功，对气体做功，气体的内能增大，故温度升高。
[3][4]压缩气体时，活塞对气体做功，活塞的机械能减小，气体的内能增加，故将机械能转化为内能。
12．增加 压缩 B
【详解】
[1]活塞对筒内气体做功，活塞的机械能转化为气体的内能，气体内能增加。
[2]汽油机的压缩冲程，活塞压缩气体做功，将机械能转化为内能，故与压缩冲程相同。
[3]图A中活塞压缩气体做功，将机械能转化为内能，与压缩冲程相同。压缩冲程的特点是两气阀关闭，活塞向上运动，从图中可以看出B图是压缩冲程。
13．丙 1800
【详解】
[1]图甲所示装置，向盒内滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后揿动电火花发生器的按钮，看到盒盖飞出，在此过程中，酒精燃烧后的燃气的内能转化为塞子的机械能；图乙中两气门都关闭，活塞向上运动，将机械能转化为内能，是压缩冲程；图丙中两气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，且上端火花塞发出电火花，是做功冲程，在该冲程中也是内能转化为机械能，故乙不符合题意，丙符合题意。
故选丙。
[2]汽油机在一个工作循环中，飞轮转动两圈，对外做功一次，该内燃机每秒钟对外做功15次，则每秒飞轮转30转，故可知每分钟飞轮转1800转，即该内燃机飞轮转速是1800转/分钟。
14．一 1800
【详解】
[1]甲装置是压缩空气做功，机械能转化成内能，气体内能增大，乙装置是做功冲程，气体推动活塞做功，内能转化成机械能，气体内能减小，只有改变 气体内能的方式是相同的，都是通过做功的方式。
[2]1s内对外做功15次，即15个做功冲程，15个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，则1秒内曲轴转30周，曲轴每分钟转1800圈，即曲轴转速为1800r/min。
15．做功 25
【详解】
[1]四冲程汽油机工作时的四个冲程分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，观察图，汽油机此时进气门和排气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程。
[2]该汽油机飞轮的转速为3000r/min，即飞轮1min转动3000转，飞轮转两圈汽油机对外做功一次，则该汽油机1min对外做功1500次，1s对外做功的次数
16．做功
【详解】
水烧开后，壶盖不断向上振动，水蒸气对壶盖做功，内能减小，内能转化为壶盖的机械能，这与汽油机的做功冲程的能量转化相同。
17．20 做功
【详解】
[1]汽油机完成一个工作循环，燃气对外做功一次，活塞往复两次，飞轮转动两周，完成4个冲程，飞轮转速为
则对外做功的次数为
[2]影片“流浪地球”开启了中国科幻元年，其中“点燃木星”将地球推开，内能转化为机械能，内燃机的做功冲程将高温高压的燃气内能转化为机械能，故相当于内燃机的做功冲程。
18．内 丙 水的比热容比较大，在质量相同、升高的温度相同时，水可以吸收更多的热量，降低发动机的温度
【详解】
[1]用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间后，塞子被试管内水蒸气推出，水蒸气对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能。
[2]图乙中进气门、排气门关闭，活塞由下向上运动，是压缩冲程，图丙中进气门、排气门关闭，活塞由上向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，汽油机的做功冲程与甲实验过程中能量的转化是一致的。
[3]汽车的散热器可用水做冷却剂，是因为水的比热容比较大，在质量相同、升高的温度相同时，水可以吸收更多的热量，降低发动机的温度。
19．80 20 40 依靠飞轮的惯性 比热容
【详解】
[1][2][3]单缸四冲程柴油机的飞轮转速是2400r/min＝40r/s，即飞轮1s转40r；飞轮转2r，完成4个冲程，做功1次，活塞往复运动2次，所以飞轮转40r，完成80个冲程，做功20次，活塞往复运动40次；
[4]除做功冲程以外的其他冲程是依靠飞轮的惯性来完成；
[5]选择用水作为冷却剂，是利用了水的比热容大，即相同质量的水和其他的液体相比较时，升高相同的温度，水能吸收的热量多，故用水冷却效果最好。
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