7.3 热机 同步练习卷（含答案）
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华东师大版九年级上学期热机同步练习卷
1．不管是汽油机还是柴油机，都是利用了燃料燃烧后的 转化成机械能。
2．2021年6月17日，我国运载火箭将“神舟十二号”载人飞船准确送入预定轨道。以火箭为参照物，该飞船是 的；火箭工作时将 能转化为机械能；火箭
热机（选填“属于”或“不属于”）。
3．柴油机和汽油机在构造上的主要区别是：柴油机气缸顶部有 ，汽油机气缸顶部有 ，在吸气冲程中的不同是：汽油机吸入气缸里的是 ，柴油机吸入气缸里的是 。
4．内燃机是将 转化机械能的装置。内燃机的一个工作循环是由四个冲程组成的，如图所示的是工作循环中的 冲程。
5．部分汽车是以四冲程内燃机为动力，工作时包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，如图是 冲程；该冲程中的能量转化是 。
6．如图是汽油机工作时的 冲程；汽车启动后，发动机温度升高，是因为 。
7．汽车是我们常用的交通工具之一，汽油机是汽车的动力装置，在压缩冲程末，火花塞点火使燃料猛烈的燃烧，将 能转化成内能。如图所示是汽油机的 冲程。若某汽车效率为40%，完全燃烧10kg的汽油可转化为 J的机械能。（q汽油＝4.6×107J/kg）
8．如图所示，是汽油机的 冲程，在压缩冲程中，气体的温度升高，这是通过 的方式增加内能，为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽油机外有一个水套，但是在东北冬天的气温很低，水箱会被冻裂，所以要给水箱中加入防冻液，目的是 （选填“升高”或“降低”）水的凝固点。
9．饺子是中国传统美食，面团被擀成面皮，说明力可以改变物体的 ，煮好的饺子出锅后整个厨房都能闻到香味，这是 现象。在如图所示的四幅图中，甲、乙是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；汽油机利用内能来做功的冲程是 图。
10．如图所示，对试管内水加热到一定程度，发现试管口的木塞会被推出，则木塞被推出过程中水蒸气的 能转化为木塞的 能（以上均选填“内”或“机械”），这与四冲程汽油机中 冲程的能量转化相同。
11．如图所示，将活塞迅速下压，玻璃筒底的棉花被点燃，此过程的能量转化方式与汽油机的 冲程相同；汽油机通过 冲程将废气排出汽缸。
12．柴油机通过消耗柴油提供动力，一台四冲程的柴油机飞轮的转速为2400r/min，则每分钟做功 次，做功冲程中能量转换是： 能转化 能。
13．一台四冲程的汽油机飞轮转速为2400r/min，若在做功冲程中，每次做功460J，这台汽油机的功率是 W，若汽油机的效率为40%，每分钟消耗汽油的质量为
kg（q汽油＝4.6×107/kg）。
14．内燃机一个工作循环有四个冲程，四冲程汽油机的汽缸顶部有 （选填“火花塞”或“喷油嘴”）。若某单缸四冲程汽油机每秒对外做功20次，则该汽油机飞轮的转速为
r/min。
15．汽油发动机每一个工作循环活塞经历四个冲程，带动曲轴转动两圈。一台汽油机，活塞面积是60cm2，活塞行程是30cm，做功冲程燃气产生的平均压强为8×105Pa，若飞轮的转速是2000转/分钟，效率为40%，（汽油的热值为4.6×107J/kg）求：
（1）做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是多少？
（2）做功冲程中，平均压力做多少功？
（3）汽油机在1小时内对外做功要消耗多少汽油？（保留一位小数）
16．随着人们生活水平的不断提高，家用轿车飞快的驶进千家万户。汽车的发动机主要是汽油机，某单缸四冲程汽油机一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程中燃气对活塞的平均压力为2.6×103N，飞轮1min转动1800圈，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），1min消耗汽油0.01kg（汽油的热值约为q＝4×107J/kg）。问：
（1）一个做功冲程中燃气对活塞做的功；
（2）汽油机的功率；
（3）汽油机的效率。
17．如图所示，某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50cm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强是9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作（不计摩擦），汽油的热值为4.6×107J/kg，求：
（1）汽油机每完成一次做功冲程，燃气对活塞做的功；
（2）汽油机的平均功率；
（3）若此汽油机的效率为30%，求一分钟耗油量。
18．如图所示，某四冲程汽油机活塞面积为5×10﹣3m2，汽油燃烧产生的高温高压气体对活塞的压强为8×105Pa，该汽油机正常工作10min消耗130g汽油，所做的功为1.8×106J．（汽油热值为q＝4.6×107J/kg）
（1）高温高压气体对活塞产生的压力；
（2）该汽油机的功率；
（3）该汽油机的效率。
19．在1标准大气压下用液化气灶给3kg初温为40℃的水加热，完全燃烧了0.02kg液化气，且只有60%的热量被水吸收，已知水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），液化气的热值为7×107J/kg。求：（1）完全燃烧0.02kg液化气放出热量；（2）水升高温度。
20．一辆汽车能将汽油完全燃烧放出热量的30%转化为汽车向前行驶时所需要的能量，汽车行驶过程中的平均功率为4×104W，则完全燃烧100kg汽油可以供该汽车行驶多长时间？（汽油的热值为4.6×107J/kg）。
21．为助力乡村振兴，黄梅县下新镇将生态农业和旅游观光相结合，打造美丽乡村。如图是下新镇夏日赏荷用的观光艇，其部分技术参数如下表：（g＝10N/kg，q柴油＝4.3×107J/kg，ρ柴油＝0.8×103kg/m3）
商品名称 XX观光艇
商品型号 船长7.5m×型宽2.0m×型深0.9m
空船质量 800kg
发动机最大输出功率 40kW
最大载人数量 8人
最大航速 10m/s
（1）若人的质量为50kg，当观光艇满载时，所受的浮力是多少？
（2）当观光艇以最大速度航行时，受到水的平均阻力为多大？
（3）某次以最大航速游玩，耗时30分钟，消耗柴油7L，求发动机的效率？
22．学过比热容后，小方为了测量炉温，设计了一个方案，将100g的铁块放炉内加热到与炉温相同时取出，并立即放入250g，温度为20℃水中，致使水温最后升高到60℃（不计热损），请计算炉温。【c水＝4.2×103J/（kg ℃），c铁＝0.46×103J/（kg ℃），计算结果取整】
华东师大版九年级上学期热机同步练习卷
参考答案与试题解析
1．【解答】解：不管是汽油机还是柴油机，都是利用了燃料燃烧后的内能转化成机械能。
故答案为：内能。
2．【解答】解：以火箭为参照物，该飞船与火箭之间没有位置的变化，是静止的；火箭加速升空过程中，燃料燃烧释放的内能转化为机械能；火箭喷气式发动机靠燃烧燃料获得内能，将燃料燃烧的内能转化为火箭运动的机械能，属于热机。
故答案为：静止；内；属于。
3．【解答】解：（1）汽油机和柴油机在构造上的区别是：汽油机顶部有个火花塞，柴油机顶部有个喷油嘴。
（2）在吸气冲程里，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入的是空气。
故答案为：喷油嘴；火花塞；空气与汽油的混合物；空气。
4．【解答】解：内燃机的做功冲程将内能转化为机械能，为内燃机提供动力，故内燃机是将内能转化为机械能的装置；
图中两气门都关闭，活塞上行，则此冲程为压缩冲程。
故答案为：内能；压缩。
5．【解答】解：图中的气门闭合、活塞向上运动，是压缩冲程；该冲程中，将机械能转化为内能。
故答案为：压缩；将机械能转化为内能。
6．【解答】解：（1）图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程；
（2）汽车启动后，燃料在气缸内燃烧，化学能转化为内能，放出热量，使发动机温度升高。
故答案为：排气；燃料燃烧放出热量。
7．【解答】解：（1）内燃机的一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈地燃烧是化学能转化为内能；由图可知，此时的两个气门关闭，活塞下行，为做功冲程；
（2）2t汽油完全燃烧要放出的热量：Q放＝mq＝10kg×4.6×107J/kg＝4.6×108J；
则机械能为：E＝ηQ放＝4.6×108J×40%＝1.84×108J。
故答案为：化学；做功；1.84×108。
8．【解答】解：图中火花塞正在喷出电火花，所以是内燃机的做功冲程，在做功冲程中的能量转化是内燃机的内能转化为机械能；
在压缩冲程中，活塞对气体做功，气体的温度升高，这是通过做功的方式增加内能；
冬天在汽车的水箱中要加入防冻液，可以降低水的凝固点，防止水结冰。
故答案为：做功；做功；降低。
9．【解答】解：（1）包饺子时，将面团擀成皮，面团在力作用下，形状发生改变，说明力可以改变物体的形状；
饺子出锅后整个厨房都能闻到香味，是因为饺子的香味分子在不停地做无规则运动进入到空气中，这是扩散现象；
（2）甲图酒精燃烧后产生的高温高压的燃气，体积膨胀，对外做功，使盒盖飞出去，内能转化为盒盖的机械能；
乙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；
丙图两气门都关闭，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。
丁图两气门都关闭，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。
因此与压缩冲程原理相同的是乙图所示的演示实验；汽油机利用内能来做功的冲程是丙图。
故答案为：形状；扩散；乙；丙。
10．【解答】解：试管口木塞会被推出时，水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，则水蒸气内能变小；四冲程内燃机的做功冲程，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化机械能，与这个原理相同；
故答案为：内；机械；做功。
11．【解答】解：
将空气压缩引火仪活塞迅速下压，棉絮被点燃，说明将活塞迅速下压过程中，活塞对玻璃筒内空气做功，活塞的机械能转化为空气的内能，使筒内空气的内能增加，温度升高，是通过做功的方式增加筒内空气的内能；
汽油机的压缩冲程中，活塞的机械能转化为气体的内能，故图中实验过程中的能量转化方式与汽油机的压缩冲程相同；在排气冲程中将废气排出汽缸。
故答案为：压缩；排气。
12．【解答】解：（1）飞轮转速是2400r/min，表示每分钟飞轮转动2400圈，对外做功1200次；
（2）热机是先把燃料的化学能转化为内能，然后通过做功冲程把内能转化为机械能。
故答案为：1200；内；机械。
13．【解答】解：（1）因为飞轮每转两圈，对外做功一次，1min飞轮转动2400周
所以1min做功1200次，
因为每次做功460J，
所以1min做功：
W＝460J×1200＝5.52×105J，
这台汽油机的功率：
P＝＝＝9200W；
（2）由η＝＝40%可得汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝＝＝1.38×106J，
每分钟消耗汽油的质量：
m＝＝＝0.03kg。
故答案为：9200； 0.03。
14．【解答】解：（1）汽油机和柴油机在构造上的区别是：汽油机顶部有一个火花塞，柴油机顶部有一个喷油嘴；
（2）某单缸四冲程汽油机每秒对外做功20次，活塞经过80冲程，飞轮转40圈，单缸四冲程内燃机飞轮的转速40r/s＝2400r/min。
故答案为：火花塞；2400。
15．【解答】解：（1）由p＝得，燃气对活塞的平均压力：
F＝pS＝8×105Pa×60×10﹣4m2＝4800N；
（2）做功冲程中，平均压力做的功：
W＝Fs＝4800N×30×10﹣2m＝1440J；
（3）因飞轮的转速是2000r/min，即飞轮1min转2000r，对外做功1000次，
所以，1小时内汽油机对外做功60×1000＝60000次，
汽油机在1小时内做的总功：
W总＝60000×1440J＝8.64×107J，
由η＝得，汽油完全燃烧放出的总能量：
Q放＝＝＝2.16×108J，
由Q放＝mq得，完全燃烧汽油的质量：
m＝＝≈4.7kg。
答：（1）做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是4800N；
（2）做功冲程中，平均压力做了1440J的功；
（3）汽油机在1小时内要消耗4.7kg的汽油。
16．【解答】解：（1）活塞移动的距离s＝50mm＝0.05m，
一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W＝Fs＝2.6×103N×0.05m＝130J；
（2）曲轴每转两圈对外做功一次，所以1min转动1800周，要做功900次，
所以1min内所做的功W总＝W×900＝130J×900＝1.17×105J；
汽油机的功率为：
P＝＝＝1950W；
（3）该汽油机1min汽油完全燃烧放出的热量为：
Q＝mq＝0.01kg×4×107J/kg＝4×105J，
汽油机的效率为：
η＝×100%＝×100%＝29.25%。
答：（1）一个做功冲程中燃气对活塞做的功130J；
（2）汽油机的功率为1950W；
（3）汽油机的效率为29.25%。
17．【解答】解：（1）由题可知，p＝9.0×105Pa，S＝30cm2＝3×10﹣3m2，
燃气对活塞的平均压力为：F＝pS＝9.0×105Pa×3×10﹣3m2＝2.7×103N；
活塞在气缸中移动的距离：s＝50cm＝0.5m，
一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W＝Fs＝2.7×103N×0.5m＝1350J；
（2）飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮转动1800周，要对外做功900次，
燃气对活塞做的总功为：W总＝W×900＝1350J×900＝1.215×106J，
而t＝1min＝60s，
汽油机的功率为：P＝＝＝20250W；
（3）由η＝×100%可得，消耗汽油完全燃烧释放的热量：
Q放＝＝＝4.05×106J，
由Q放＝mq可得，消耗汽油的质量：
m汽油＝＝≈0.088kg＝88g。
答：（1）汽油机每完成一次做功冲程，燃气对活塞做的功为1350J；
（2）汽油机的平均功率为20250W；
（3）若此汽油机的效率为30%，一分钟耗油量为88g。
18．【解答】解：
（1）高温高压气体对活塞产生的压力是：
F＝pS＝8×105Pa×5×10﹣3m2＝4000N；
（2）该汽油机的功率是：
P＝＝＝3000W；
（3）汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝0.13kg×4.6×107J/kg＝5.98×106J，
汽油机的效率：
η＝＝≈30.1%
答：（1）高温高压气体对活塞产生的压力是4000N。
（2）该汽油机的功率是3000W。
（3）该汽油机的效率是30.1%。
19．【解答】解：
（1）天然气完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝0.02kg×7×107J/m3＝1.4×106J；
（2）根据η＝可知，水吸收的热量为：
Q吸＝ηQ放＝60%×1.4×106J＝8.4×105J；
根据Q吸＝cm△t可知，水升高的温度为：
△t＝＝≈66.7℃；
水的末温为：40℃+66.7℃＝106.7℃；在1标准大气压下水的沸点为100℃，则水升高的温度为：100℃﹣40℃＝60℃。
答：（1）完全燃烧0.02kg液化气放出热量为1.4×106J；
（2）水升高温度为60℃。
20．【解答】解：100kg汽油完全燃烧时放出的热量：
Q放＝mq＝100kg×4.6×107J/kg＝4.6×109J；
由η＝得，汽车得到的机械能：
W＝ηQ放＝30%×4.6×109J＝1.38×109J；
由P＝得，汽车行驶的时间：
t＝＝＝3.45×104s＝575min≈9.6h。
答：完全燃烧100kg汽油可以供该汽车行驶9.6h。
21．【解答】解：（1）观光艇满载时观光艇和8人总质量为：
m＝800kg+50kg×8＝1200kg，
满载时人、观光艇总重力为：
G＝mg＝1200kg×10N/kg＝1.2×104N，
∵观光艇漂浮，
∴观光艇满载乘客时所受浮力为：
F浮＝G＝1.2×104N；
（2）∵P＝＝＝Fv，
∴观光艇受到的牵引力为：
F＝＝＝4×103N，
∵观光艇匀速行驶，
∴观光艇受到的牵引力和水的阻力为平衡力，
∴观光艇受到水的平均阻力为：
f＝F＝4×103N；
（3）t＝30min＝1800s，
30分钟发动机输出有用功为：
W＝Pt＝40×103W×1800s＝7.2×107J，
消耗柴油的体积为：V＝7L＝7×10﹣3m3，
柴油完全燃烧放出的热量（总能量）：
Q放＝mq＝ρVq＝0.8×103kg/m3×7×10﹣3m3×4.3×107J/kg＝2.408×108J，
柴油发动机的效率：η＝×100%＝×100%≈29.9%。
答：（1）观光艇满载时，所受浮力是1.2×104N；
（2）观光艇以最大速度航行时，受到水的平均阻力是4×103N；
（3）发动机的效率为29.9%。
22．【解答】解：
质量为250g、温度为20℃水中，温度升高到60℃，
水吸收的热量是Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×250×10﹣3kg×（60℃﹣20℃）＝4.2×104J，
因为没有热量损失，所以铁块放出的热量Q放＝Q吸＝4.2×104J，
设炉温为t0′，则铁块的初温为t0′，铁块的末温为60℃，铁块质量100g＝0.1kg，
根据铁块放出的热量Q放＝cm（t0′﹣t），
所以t0′＝＝+60℃≈973℃
答：炉温约为973℃。
1．不管是汽油机还是柴油机，都是利用了燃料燃烧后的 转化成机械能。
2．2021年6月17日，我国运载火箭将“神舟十二号”载人飞船准确送入预定轨道。以火箭为参照物，该飞船是 的；火箭工作时将 能转化为机械能；火箭
热机（选填“属于”或“不属于”）。
3．柴油机和汽油机在构造上的主要区别是：柴油机气缸顶部有 ，汽油机气缸顶部有 ，在吸气冲程中的不同是：汽油机吸入气缸里的是 ，柴油机吸入气缸里的是 。
4．内燃机是将 转化机械能的装置。内燃机的一个工作循环是由四个冲程组成的，如图所示的是工作循环中的 冲程。
5．部分汽车是以四冲程内燃机为动力，工作时包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，如图是 冲程；该冲程中的能量转化是 。
6．如图是汽油机工作时的 冲程；汽车启动后，发动机温度升高，是因为 。
7．汽车是我们常用的交通工具之一，汽油机是汽车的动力装置，在压缩冲程末，火花塞点火使燃料猛烈的燃烧，将 能转化成内能。如图所示是汽油机的 冲程。若某汽车效率为40%，完全燃烧10kg的汽油可转化为 J的机械能。（q汽油＝4.6×107J/kg）
8．如图所示，是汽油机的 冲程，在压缩冲程中，气体的温度升高，这是通过 的方式增加内能，为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽油机外有一个水套，但是在东北冬天的气温很低，水箱会被冻裂，所以要给水箱中加入防冻液，目的是 （选填“升高”或“降低”）水的凝固点。
9．饺子是中国传统美食，面团被擀成面皮，说明力可以改变物体的 ，煮好的饺子出锅后整个厨房都能闻到香味，这是 现象。在如图所示的四幅图中，甲、乙是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；汽油机利用内能来做功的冲程是 图。
10．如图所示，对试管内水加热到一定程度，发现试管口的木塞会被推出，则木塞被推出过程中水蒸气的 能转化为木塞的 能（以上均选填“内”或“机械”），这与四冲程汽油机中 冲程的能量转化相同。
11．如图所示，将活塞迅速下压，玻璃筒底的棉花被点燃，此过程的能量转化方式与汽油机的 冲程相同；汽油机通过 冲程将废气排出汽缸。
12．柴油机通过消耗柴油提供动力，一台四冲程的柴油机飞轮的转速为2400r/min，则每分钟做功 次，做功冲程中能量转换是： 能转化 能。
13．一台四冲程的汽油机飞轮转速为2400r/min，若在做功冲程中，每次做功460J，这台汽油机的功率是 W，若汽油机的效率为40%，每分钟消耗汽油的质量为
kg（q汽油＝4.6×107/kg）。
14．内燃机一个工作循环有四个冲程，四冲程汽油机的汽缸顶部有 （选填“火花塞”或“喷油嘴”）。若某单缸四冲程汽油机每秒对外做功20次，则该汽油机飞轮的转速为
r/min。
15．汽油发动机每一个工作循环活塞经历四个冲程，带动曲轴转动两圈。一台汽油机，活塞面积是60cm2，活塞行程是30cm，做功冲程燃气产生的平均压强为8×105Pa，若飞轮的转速是2000转/分钟，效率为40%，（汽油的热值为4.6×107J/kg）求：
（1）做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是多少？
（2）做功冲程中，平均压力做多少功？
（3）汽油机在1小时内对外做功要消耗多少汽油？（保留一位小数）
16．随着人们生活水平的不断提高，家用轿车飞快的驶进千家万户。汽车的发动机主要是汽油机，某单缸四冲程汽油机一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程中燃气对活塞的平均压力为2.6×103N，飞轮1min转动1800圈，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），1min消耗汽油0.01kg（汽油的热值约为q＝4×107J/kg）。问：
（1）一个做功冲程中燃气对活塞做的功；
（2）汽油机的功率；
（3）汽油机的效率。
17．如图所示，某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50cm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强是9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作（不计摩擦），汽油的热值为4.6×107J/kg，求：
（1）汽油机每完成一次做功冲程，燃气对活塞做的功；
（2）汽油机的平均功率；
（3）若此汽油机的效率为30%，求一分钟耗油量。
18．如图所示，某四冲程汽油机活塞面积为5×10﹣3m2，汽油燃烧产生的高温高压气体对活塞的压强为8×105Pa，该汽油机正常工作10min消耗130g汽油，所做的功为1.8×106J．（汽油热值为q＝4.6×107J/kg）
（1）高温高压气体对活塞产生的压力；
（2）该汽油机的功率；
（3）该汽油机的效率。
19．在1标准大气压下用液化气灶给3kg初温为40℃的水加热，完全燃烧了0.02kg液化气，且只有60%的热量被水吸收，已知水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），液化气的热值为7×107J/kg。求：（1）完全燃烧0.02kg液化气放出热量；（2）水升高温度。
20．一辆汽车能将汽油完全燃烧放出热量的30%转化为汽车向前行驶时所需要的能量，汽车行驶过程中的平均功率为4×104W，则完全燃烧100kg汽油可以供该汽车行驶多长时间？（汽油的热值为4.6×107J/kg）。
21．为助力乡村振兴，黄梅县下新镇将生态农业和旅游观光相结合，打造美丽乡村。如图是下新镇夏日赏荷用的观光艇，其部分技术参数如下表：（g＝10N/kg，q柴油＝4.3×107J/kg，ρ柴油＝0.8×103kg/m3）
商品名称 XX观光艇
商品型号 船长7.5m×型宽2.0m×型深0.9m
空船质量 800kg
发动机最大输出功率 40kW
最大载人数量 8人
最大航速 10m/s
（1）若人的质量为50kg，当观光艇满载时，所受的浮力是多少？
（2）当观光艇以最大速度航行时，受到水的平均阻力为多大？
（3）某次以最大航速游玩，耗时30分钟，消耗柴油7L，求发动机的效率？
22．学过比热容后，小方为了测量炉温，设计了一个方案，将100g的铁块放炉内加热到与炉温相同时取出，并立即放入250g，温度为20℃水中，致使水温最后升高到60℃（不计热损），请计算炉温。【c水＝4.2×103J/（kg ℃），c铁＝0.46×103J/（kg ℃），计算结果取整】
华东师大版九年级上学期热机同步练习卷
参考答案与试题解析
1．【解答】解：不管是汽油机还是柴油机，都是利用了燃料燃烧后的内能转化成机械能。
故答案为：内能。
2．【解答】解：以火箭为参照物，该飞船与火箭之间没有位置的变化，是静止的；火箭加速升空过程中，燃料燃烧释放的内能转化为机械能；火箭喷气式发动机靠燃烧燃料获得内能，将燃料燃烧的内能转化为火箭运动的机械能，属于热机。
故答案为：静止；内；属于。
3．【解答】解：（1）汽油机和柴油机在构造上的区别是：汽油机顶部有个火花塞，柴油机顶部有个喷油嘴。
（2）在吸气冲程里，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入的是空气。
故答案为：喷油嘴；火花塞；空气与汽油的混合物；空气。
4．【解答】解：内燃机的做功冲程将内能转化为机械能，为内燃机提供动力，故内燃机是将内能转化为机械能的装置；
图中两气门都关闭，活塞上行，则此冲程为压缩冲程。
故答案为：内能；压缩。
5．【解答】解：图中的气门闭合、活塞向上运动，是压缩冲程；该冲程中，将机械能转化为内能。
故答案为：压缩；将机械能转化为内能。
6．【解答】解：（1）图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程；
（2）汽车启动后，燃料在气缸内燃烧，化学能转化为内能，放出热量，使发动机温度升高。
故答案为：排气；燃料燃烧放出热量。
7．【解答】解：（1）内燃机的一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈地燃烧是化学能转化为内能；由图可知，此时的两个气门关闭，活塞下行，为做功冲程；
（2）2t汽油完全燃烧要放出的热量：Q放＝mq＝10kg×4.6×107J/kg＝4.6×108J；
则机械能为：E＝ηQ放＝4.6×108J×40%＝1.84×108J。
故答案为：化学；做功；1.84×108。
8．【解答】解：图中火花塞正在喷出电火花，所以是内燃机的做功冲程，在做功冲程中的能量转化是内燃机的内能转化为机械能；
在压缩冲程中，活塞对气体做功，气体的温度升高，这是通过做功的方式增加内能；
冬天在汽车的水箱中要加入防冻液，可以降低水的凝固点，防止水结冰。
故答案为：做功；做功；降低。
9．【解答】解：（1）包饺子时，将面团擀成皮，面团在力作用下，形状发生改变，说明力可以改变物体的形状；
饺子出锅后整个厨房都能闻到香味，是因为饺子的香味分子在不停地做无规则运动进入到空气中，这是扩散现象；
（2）甲图酒精燃烧后产生的高温高压的燃气，体积膨胀，对外做功，使盒盖飞出去，内能转化为盒盖的机械能；
乙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；
丙图两气门都关闭，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。
丁图两气门都关闭，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。
因此与压缩冲程原理相同的是乙图所示的演示实验；汽油机利用内能来做功的冲程是丙图。
故答案为：形状；扩散；乙；丙。
10．【解答】解：试管口木塞会被推出时，水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，则水蒸气内能变小；四冲程内燃机的做功冲程，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化机械能，与这个原理相同；
故答案为：内；机械；做功。
11．【解答】解：
将空气压缩引火仪活塞迅速下压，棉絮被点燃，说明将活塞迅速下压过程中，活塞对玻璃筒内空气做功，活塞的机械能转化为空气的内能，使筒内空气的内能增加，温度升高，是通过做功的方式增加筒内空气的内能；
汽油机的压缩冲程中，活塞的机械能转化为气体的内能，故图中实验过程中的能量转化方式与汽油机的压缩冲程相同；在排气冲程中将废气排出汽缸。
故答案为：压缩；排气。
12．【解答】解：（1）飞轮转速是2400r/min，表示每分钟飞轮转动2400圈，对外做功1200次；
（2）热机是先把燃料的化学能转化为内能，然后通过做功冲程把内能转化为机械能。
故答案为：1200；内；机械。
13．【解答】解：（1）因为飞轮每转两圈，对外做功一次，1min飞轮转动2400周
所以1min做功1200次，
因为每次做功460J，
所以1min做功：
W＝460J×1200＝5.52×105J，
这台汽油机的功率：
P＝＝＝9200W；
（2）由η＝＝40%可得汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝＝＝1.38×106J，
每分钟消耗汽油的质量：
m＝＝＝0.03kg。
故答案为：9200； 0.03。
14．【解答】解：（1）汽油机和柴油机在构造上的区别是：汽油机顶部有一个火花塞，柴油机顶部有一个喷油嘴；
（2）某单缸四冲程汽油机每秒对外做功20次，活塞经过80冲程，飞轮转40圈，单缸四冲程内燃机飞轮的转速40r/s＝2400r/min。
故答案为：火花塞；2400。
15．【解答】解：（1）由p＝得，燃气对活塞的平均压力：
F＝pS＝8×105Pa×60×10﹣4m2＝4800N；
（2）做功冲程中，平均压力做的功：
W＝Fs＝4800N×30×10﹣2m＝1440J；
（3）因飞轮的转速是2000r/min，即飞轮1min转2000r，对外做功1000次，
所以，1小时内汽油机对外做功60×1000＝60000次，
汽油机在1小时内做的总功：
W总＝60000×1440J＝8.64×107J，
由η＝得，汽油完全燃烧放出的总能量：
Q放＝＝＝2.16×108J，
由Q放＝mq得，完全燃烧汽油的质量：
m＝＝≈4.7kg。
答：（1）做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是4800N；
（2）做功冲程中，平均压力做了1440J的功；
（3）汽油机在1小时内要消耗4.7kg的汽油。
16．【解答】解：（1）活塞移动的距离s＝50mm＝0.05m，
一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W＝Fs＝2.6×103N×0.05m＝130J；
（2）曲轴每转两圈对外做功一次，所以1min转动1800周，要做功900次，
所以1min内所做的功W总＝W×900＝130J×900＝1.17×105J；
汽油机的功率为：
P＝＝＝1950W；
（3）该汽油机1min汽油完全燃烧放出的热量为：
Q＝mq＝0.01kg×4×107J/kg＝4×105J，
汽油机的效率为：
η＝×100%＝×100%＝29.25%。
答：（1）一个做功冲程中燃气对活塞做的功130J；
（2）汽油机的功率为1950W；
（3）汽油机的效率为29.25%。
17．【解答】解：（1）由题可知，p＝9.0×105Pa，S＝30cm2＝3×10﹣3m2，
燃气对活塞的平均压力为：F＝pS＝9.0×105Pa×3×10﹣3m2＝2.7×103N；
活塞在气缸中移动的距离：s＝50cm＝0.5m，
一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W＝Fs＝2.7×103N×0.5m＝1350J；
（2）飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮转动1800周，要对外做功900次，
燃气对活塞做的总功为：W总＝W×900＝1350J×900＝1.215×106J，
而t＝1min＝60s，
汽油机的功率为：P＝＝＝20250W；
（3）由η＝×100%可得，消耗汽油完全燃烧释放的热量：
Q放＝＝＝4.05×106J，
由Q放＝mq可得，消耗汽油的质量：
m汽油＝＝≈0.088kg＝88g。
答：（1）汽油机每完成一次做功冲程，燃气对活塞做的功为1350J；
（2）汽油机的平均功率为20250W；
（3）若此汽油机的效率为30%，一分钟耗油量为88g。
18．【解答】解：
（1）高温高压气体对活塞产生的压力是：
F＝pS＝8×105Pa×5×10﹣3m2＝4000N；
（2）该汽油机的功率是：
P＝＝＝3000W；
（3）汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝0.13kg×4.6×107J/kg＝5.98×106J，
汽油机的效率：
η＝＝≈30.1%
答：（1）高温高压气体对活塞产生的压力是4000N。
（2）该汽油机的功率是3000W。
（3）该汽油机的效率是30.1%。
19．【解答】解：
（1）天然气完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝0.02kg×7×107J/m3＝1.4×106J；
（2）根据η＝可知，水吸收的热量为：
Q吸＝ηQ放＝60%×1.4×106J＝8.4×105J；
根据Q吸＝cm△t可知，水升高的温度为：
△t＝＝≈66.7℃；
水的末温为：40℃+66.7℃＝106.7℃；在1标准大气压下水的沸点为100℃，则水升高的温度为：100℃﹣40℃＝60℃。
答：（1）完全燃烧0.02kg液化气放出热量为1.4×106J；
（2）水升高温度为60℃。
20．【解答】解：100kg汽油完全燃烧时放出的热量：
Q放＝mq＝100kg×4.6×107J/kg＝4.6×109J；
由η＝得，汽车得到的机械能：
W＝ηQ放＝30%×4.6×109J＝1.38×109J；
由P＝得，汽车行驶的时间：
t＝＝＝3.45×104s＝575min≈9.6h。
答：完全燃烧100kg汽油可以供该汽车行驶9.6h。
21．【解答】解：（1）观光艇满载时观光艇和8人总质量为：
m＝800kg+50kg×8＝1200kg，
满载时人、观光艇总重力为：
G＝mg＝1200kg×10N/kg＝1.2×104N，
∵观光艇漂浮，
∴观光艇满载乘客时所受浮力为：
F浮＝G＝1.2×104N；
（2）∵P＝＝＝Fv，
∴观光艇受到的牵引力为：
F＝＝＝4×103N，
∵观光艇匀速行驶，
∴观光艇受到的牵引力和水的阻力为平衡力，
∴观光艇受到水的平均阻力为：
f＝F＝4×103N；
（3）t＝30min＝1800s，
30分钟发动机输出有用功为：
W＝Pt＝40×103W×1800s＝7.2×107J，
消耗柴油的体积为：V＝7L＝7×10﹣3m3，
柴油完全燃烧放出的热量（总能量）：
Q放＝mq＝ρVq＝0.8×103kg/m3×7×10﹣3m3×4.3×107J/kg＝2.408×108J，
柴油发动机的效率：η＝×100%＝×100%≈29.9%。
答：（1）观光艇满载时，所受浮力是1.2×104N；
（2）观光艇以最大速度航行时，受到水的平均阻力是4×103N；
（3）发动机的效率为29.9%。
22．【解答】解：
质量为250g、温度为20℃水中，温度升高到60℃，
水吸收的热量是Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×250×10﹣3kg×（60℃﹣20℃）＝4.2×104J，
因为没有热量损失，所以铁块放出的热量Q放＝Q吸＝4.2×104J，
设炉温为t0′，则铁块的初温为t0′，铁块的末温为60℃，铁块质量100g＝0.1kg，
根据铁块放出的热量Q放＝cm（t0′﹣t），
所以t0′＝＝+60℃≈973℃
答：炉温约为973℃。