北师大版九年级年级全一册10.4热机同步练习（有解析）

北师大版九年级年级全一册 10.4 热机 同步练习
一、单选题
1．如图是单缸四冲程内燃机某个冲程的示意图，根据图中活塞和进气门、排气门的开闭情况，下列分析正确的是（　　）
A．该冲程获得动力
B．该冲程是排气冲程
C．该冲程是机械能转化为内能
D．该冲程不是由飞轮惯性来完成的
2．如图所示，压缩冲程的是（　　）
A． B．
C． D．
3．如图所示是汽车四冲程发动机的一个冲程示意图，在活塞向上运动的过程中，汽缸内气体（　　）
A．密度减小 B．气压降低 C．内能不变 D．分子热运动加快
4．如下图甲、乙、丙、丁是单缸内燃机一个工作循环有四个冲程，该内燃机工作时飞轮转速为2400r/min。以下说法正确的是（　　）
A．该内燃机一个工作循环有四个冲程，正确的顺序是丙、甲、丁、乙
B．该内燃机每秒做功20次
C．汽油机和柴油机的构造相似，汽油机在压缩冲程中对气体的压缩程度更高
D．如图丁是做功冲程，机械能转化为内能
5．下列说法中不正确的是（　　）
A．“二手烟”危害他人健康，是由于吸烟产生的有害分子不停地运动
B．热量可以从内能小的物体传递给内能大的物体
C．汽车的动力是由汽油机的做功冲程提供的
D．海边昼夜温差小，是因为海水的比热容小
6．有一个转速为3600r/min的四冲程汽油机，如图所示为该汽油机某冲程的示意图，则下列说法不正确的是（　　）
A．汽油机的效率越高，做功越快 B．这是汽油机的压缩冲程，机械能转化为内能
C．汽油机的该冲程是靠飞轮惯性完成的 D．汽油机正常工作时1s对外做功30次
7．如图所示，在 个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉 ，把活塞迅速压下去，硝化棉会烧起来。活塞压缩 体的能量转化形式与下图所示汽油机的四个冲程相同的是（　　）
A． B． C． D．
8．四冲程柴油机工作过程中，以下说法错误的是（　　）
A．压缩冲程和做功冲程发生了能量的转化 B．做功冲程使汽车获得动力
C．排气冲程排出了汽车的尾气 D．吸气冲程吸入气缸的是柴油
9．汽油机的四个冲程如图所示，在一个工作循环中，做功冲程结束后，下一个冲程是（　　）
A． B． C． D．
10．如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列关于冲程及其能量转化判断正确的是
A．做功冲程，将机械能转化为内能
B．做功冲程，将内能转化为机械能
C．压缩冲程，将机械能转化为内能
D．压缩冲程，将内能转化为机械能
11．下列说法正确的是（　　）
A．打扫卫生时房间内尘土飞扬，这种现象说明分子在不停地做无规则运动
B．一块0的冰熔化成0的水后，温度不变，内能不变
C．热量一定从内能大的物体向内能小的物体传递
D．内燃机的压缩冲程，主要通过做功的方式增大汽缸内物质的内能
12．如图所示是生活中常见的热水瓶，当注入一定的热水后，立即盖上软木塞，有时软木塞会“跳”起来。这一过程能量的转化，相当于内燃机的（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
二、填空题
13．如图所示是四冲程汽油机工作时的______冲程，汽缸内燃料混合物的内能______（选填“增大”或“减小”）。
14．“低碳环保”是当今世界的发展主题。天然气作为一种低污染燃料被广泛利用，完全燃烧0.042m3的天然气所释放的热量为______J；若这些热量完全被水吸收，能使质量为10kg、初温为20 oC的水温度升高到______oC。[c水＝4.2×103J/（kg oC），天然气的热值为4×107J/m3]
15．2021年6月，中国人民解放军陆军第79集团军某合成旅在野外陌生地域开展火力协同、多要素融合的实弹射击演练。如图所示，火炮飞出过程中将内能转化为______能，与汽油机工作时的______冲程的能量转化相同。
16．如图是单缸四冲程汽油机的______冲程，此冲程中气缸内气体内能逐渐______（选填“增大”或“减小”）。此汽油机的飞轮速度是1800r/min，则汽油机每秒对外做功______次。
三、综合题
17．小明对汽车进行研究，发现：
（1）汽车行驶在水平地面上，汽油机飞轮的转速为20r/s，则在1 min内汽油机做___次功，若汽车行驶过程中消耗汽油2kg，则这些汽油完全燃烧能放出______J的热量．（汽油的热值为4.6×107J/kg）；
（2）汽车冷却系统用水来冷却发动机，这是利用水_____的特点来工作的；汽车轮胎有凹凸不平的花纹，这样做是通过增大_____来增大______；
（3）在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过______的方式增加物体内能的，但转化得到的内能不可能再转化为机械能，这是因为能量的转化具有______性．；
18．图为四缸发动机工作原理:内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作.
(1)发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将_____能转化为________能.
(2)有一台四缸发动机，其主要技术指标如下表所示．其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(即冲程长).转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数.
①该发动机在1 min内对外做功______J，单缸排量V=_______L.
②每个汽缸在每一次做功冲程中输出的有用功W1=______J.
(3)在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W=pV，式中p表示燃气对活塞的压强，则p=______Pa.(1L=10-3m3)
19．随着生活水平的提高，汽车已经进入百姓家庭，它给我们的生活提供了便利，促进了社会的发展．汽车应用了许多物理知识，请你解答：
（1）汽油机和柴油机构造相似，但汽油机汽缸顶部有________ ，柴油机汽缸顶部有________
（2）当汽油在汽油机的发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将________ （选填“升高”、“不变”或“降低”）；
（3）汽车发动机在工作时：发动机的温度会升得很高，通常在发动机外装有水套，汽车发动机用水作为冷却剂的主要原因是________
（4）汽车在爬坡时，驾驶员的操作总是加大油门同时将变速器换为低档．加大油门是使发动机发挥最大的功率，换为低档是为了减慢车速．那么，在爬坡时减慢车速的目的是________
20．我市城区正在进行天然气工程，有人表示赞同，有人表示反对，小宇同学收集如下两组有关数据：
（1）将表格数据填写完整_____________________；
（2）从环保角度考虑，你推荐小宇家 ______ （选填“继续使用煤气”或“更换使用天然气”），推荐的理由是 ______ ；
（3）从经济角度考虑，小宇应该选择 ______ （选填“继续使用煤气”或“更换使用天然气”）．
21．阅读短文，回答问题。
热机小史
生产的发展需要更为强大的动力，17世纪，人类发明了热机。最早的热机是蒸汽机。英国人瓦特在1782年发明了往复式蒸汽机，使蒸汽机成为可以广泛使用的动力机。后来，交通运输的发展迫切需要比较轻便的热机。于是内燃机应运而生。1876年发明了汽油机，1892年发明了柴油机。
早期的飞机是由内燃机提供动力的。从上世纪40年代开始，飞机上日益普遍使用喷气式发动机，它靠向后高速喷出气体而前进。在功率相同时，喷气式发动机比内燃机更轻便，这就使生产高速的大型飞机成为可能。
(1)____________发明了往复式蒸汽机，物理学中用他的名字命名了___________这个物理量的单位；
(2)早期的飞机获得动力的过程是把__________能转化为____________能；
(3)喷气式发动机靠___________前进 ，其利用的物理原理是_____________。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
如图，进气门、排气门均关闭，说明不是排气冲程；活塞向上运动，火花塞未点火，说明此冲程是压缩冲程，该冲程靠飞轮的惯性来完成，把机械能转化为内能，消耗了机械能，因此没有产生动力。故ABD错误，C正确。
故选C。
2．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．进气门开，活塞向下运动，故是吸气冲程，故A不符合题意；
B．进气门关，排气门关，活塞向上运动，故是压缩冲程，故B符合题意；
C．排气门开，进气门关，活塞向上运动，故是排气冲程，故C不符合题意；
D．进气门关，排气门关，活塞向下运动，故是做功冲程，故D不符合题意。
故选B。
3．D
【解析】
【详解】
AB．由图可知，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，因此是压缩冲程，在压缩过程中，汽油和空气的混合物质量不变、体积减小，由可知，汽油和空气的混合物的密度增大，气压升高，故AB不符合题意；
CD．在活塞向上运动的过程中，活塞对缸内气体做功，活塞的机械能转化成汽油和空气的混合物的内能，因此气缸内的汽油和空气混合物的内能增加、温度升高，分子热运动加快，故C不符合题意，D符合题意。
故选D。
4．B
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知，甲两个阀门关闭，活塞向上，属于压缩冲程；乙进气阀门打开，排气阀门关闭，活塞向下，属于吸气冲程；丙进气阀门关闭，排气阀门打开，活塞向上，属于排气冲程；丁两个阀门关闭，发出电火花，活塞向下，属于做功冲程。
A．由图可知该内燃机一个工作循环有四个冲程，正确的顺序是乙、甲、丁、丙，故A错误；
B．内燃机一个工作循环有四个冲程，飞轮转两转，活塞上下往返两次，对外做功一次。该内燃机工作时飞轮转速为2400r/min，即40r/s。故该内燃机每秒对外做功20次。故B正确；
C．柴油机的压缩比例更大，温度更高，做功越多，效率越高，故C错误；
D．由上已知，丁属于做功冲程，是将内能转化为机械能，故D错误。
故选B。
5．D
【解析】
【详解】
A．有一个人在房间内吸烟，烟味会很快扩散到房间中的空气中，这是由于吸烟产生的有害分子不停地做无规则运动，故A正确，不符合题意；
B．热传递的条件是两个物体存在温度差，热量从高温的物体传递给低温的物体。内能大小与物体的质量、温度和状态有关，内能小的物体可能温度较高，故热量可以从内能小的物体传递给内能大的物体，故B正确，不符合题意；
C．汽油机的做功冲程将内能转化为机械能，故汽车的动力是由汽油机的做功冲程提供的，故C正确，不符合题意；
D．海边和内陆相比水多，而海水的比热容大，在同样的吸热或放热条件下，海水的温度变化小，故海边昼夜温差小，故D不正确，符合题意。
故选D。
6．A
【解析】
【详解】
A．热机的效率越高说明用来做有用功的能量占燃料完全燃烧产生的能量之比越大，做功越快是指功率大，功率和效率没有关系，故A错误，符合题意；
B．由图可知，两个气门都是关闭的，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能，故B正确，不符合题意；
C．依靠飞轮惯性完成的冲程有：吸气、压缩和排气三个冲程，故C正确，不符合题意；
D．转速为3600r/min的四冲程内燃机，则每秒转60圈，两圈做一次功，共做30次功，故D正确，不符合题意。
故选A。
7．B
【解析】
【详解】
由图中可知，把活塞迅速压下去，活塞压缩筒内空气，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，使得筒内温度升高，达到硝化棉的燃点，使得硝化棉燃烧。
A．由图中可知，此时进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，此过程无能量转化，故A不符合题意；
B．由图中可知，此时进气门与排气门均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，活塞压缩气缸内的气体做功，将机械能转化为内能，故B符合题意；
C．由图中可知，此时进气门与排气门均关闭，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，故C不符合题意；
D．由图中可知，此时进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，此过程无能量转化，故D不符合题意。
故选B。
8．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．压缩冲程：活塞的机械能转化为燃料混合物的内能；做功冲程：燃料燃烧，化学能转化为内能，产生高温高压气体，推动活塞做功，内能在转化为机械能。故A正确，不符合题意；
B．做功冲程中，燃气推动活塞，内燃机对外做功，使汽车获得动力。故B正确，不符合题意；
C．排气冲程中，做功完毕的燃气被排出内燃机，汽车排出尾气。故C正确，不符合题意；
D．柴油机吸气冲程吸入气缸的只有空气，在压缩冲程末喷油嘴向气缸内喷入柴油。故D错误，符合题意。
故选D。
9．D
【解析】
【详解】
汽油机的一个工作循环中，做功冲程结束后，下一个冲程是排气冲程。
A．图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，故A不符合题意；
B．图中两个气门都关闭，火花塞点火，此时活塞向下运动，是做功冲程，故Ｂ不符合题意；
C．图中两个气门都关闭，此时活塞向上运动，是压缩冲程，故C不符合题意；
D．图中排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程，故D符合题意。
故选D。
10．B
【解析】
【详解】
如图所示，两个气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程，燃料在缸内燃烧，将燃料的内能转化成机械能，ACD错误，B正确。故选B。
11．D
【解析】
【详解】
A．打扫卫生时房间内尘土飞扬，是固体颗粒的机械运动，不能说明分子在不停地做无规则运动，故A错误；
B．一块0℃的冰熔化成0℃的水后，吸收热量，温度不变，内能增加，故B错误；
C．发生热传递时，热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体，内能的大小跟质量、温度、状态有关，内能大的物体温度不一定高，故C错误；
D．内燃机的压缩冲程，活塞压缩气缸内物质做功，机械能转化为内能，是通过做功改变物体的内能，故D正确。
故选D。
12．C
【解析】
【详解】
有时软木塞会“跳”起来，是气体对外做功，将水蒸气的内能转化为机械能。
A．吸气冲程没有能量的转化，故A不符合题意；
B．压缩冲程是将机械能转化为内能，故B不符合题意；
C．做功冲程是将内能转化为机械能，与题中能量的转化相同，故C符合题意；
D．排气冲程没有能量的转化，故D不符合题意。
故选C。
13． 压缩 增大
【解析】
【详解】
[1][2]如图所示，进气门和排气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程。在压缩冲程中，活塞压缩汽缸内燃料混合物，使混合物温度升高，内能增大。
14． 1.68×106 60
【解析】
【详解】
[1]完全燃烧0.042m3的天然气所释放的热量
Q放=Vq=0.042m3×4×107J/m3=1.68×106J
[2]若这些热量完全被水吸收，则水吸收的热量
Q吸=Q放=1.68×106J
由Q吸=cmΔt可知，水升高的温度
由Δt=t﹣t0可知，水的末温
t=Δ t+t0=40℃+20℃=60℃
15． 机械 做功
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]火炮飞出过程中,火药在炮膛内燃烧产生高温高压的气体，推动炮弹飞出，因此是将内能转化为机械能；汽油机的做功冲程中，燃料在汽缸内猛烈燃烧，产生高温高压的气体，推动活塞向下运动，将内能转化为机械能。
【点睛】
16． 压缩 增大 15
【解析】
【详解】
[1]图中的两气门闭合、活塞上行，所以是压缩冲程。
[2]活塞向上运行，气缸内的容积变小，活塞压缩气体做功，气缸内气体内能逐渐增大。
[3]此汽油机的飞轮速度是1800r/min，则该飞轮每秒钟转30圈，因为一个工作循环飞轮转2圈，做功1次，则汽油机每秒对外做功15次。
17． 600 9.2×107 比热容大 接触面的粗糙程度 摩擦（力） 做功 方向
【解析】
【详解】
（1）根据题意知道，汽油机飞轮的转速为20r/s，所以在1min内转动的圈数是1200转，由于四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，活塞往复1次，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次，所以共完成2400个冲程，600个工作循环，即做600次功；2kg汽油完全燃烧产生的热量：Q放 =mq=2kg×4.6×l07 J/kg=9.2×l07 J；
（2）汽车冷却系统用水来冷却发动机，这是利用水的比热容较大的性质，因为升高相同的温度，水吸收的热量多；汽车轮胎的外表面有凹凸不平的花纹，这是为了在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力；
（3）在紧急刹车时，刹车片发热，是因为刹车片克服摩擦做功，使刹车片的内能增加、温度升高，即是通过做功途径改变物体内能；汽车制动过程中产生的内能就散失在空气中，无法自动转化为电能或机械能，这说明能量的转化是具有方向性的．
18． 内 机械 7.2 0.5 3 1.2
【解析】
【详解】
(1)在做功冲程里，高温、高压的燃气膨胀做功，将内能转化为机械能；
(2)①∵P＝，∴发动机在1s内做功：W＝Pt＝120×103W×1s＝1.2×105J，1分钟可以做功W1.2J∵四缸总排量为2.0L，所以单缸排量：V＝×2.0L＝0.5L，
②∵发动机在1s内做功1.2×105J，发动机有四个缸同时工作，∴每个缸1s内做功：W＝×1.2×105J＝3×104J，又∵转速为6000r/min，四冲程内燃机每个工作循环曲轴转两周、做功一次，∴1s内做功50次，每个做功冲程做功：W′＝×3×104J＝600J.(3)∵W′＝pV,V＝0.5L＝0.5×10 3m3，∴燃气对活塞的压强：p＝＝1.2×106Pa，
【点睛】
（1）发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气膨胀推动活塞做功，将燃气的内能转化为机械能．（2）①知道发动机的输出功率，利用功率公式P＝,计算发动机在1s内做功；知道四个缸总排量，可以求单缸排量；②已求出发动机1s内做功多少，因为有四个缸同时工作，所以可以求出每个缸1s内做功多少，又知道转速（每分钟曲轴或飞轮所转的周数）为6000r/min，而四冲程内燃机每个工作循环曲轴转两周、做功一次，可知1min内做功3000次，得出1s内做功50次，可以求每个做功冲程里发动机做功多少．（3）上面求出了在每个做功冲程里，燃气对活塞所做的功的大小，又知道单缸排量V，利用W＝pV求燃气对活塞的压强．
19． 火花塞 喷油嘴 降低 水的比热容大 增大牵引力
【解析】
【详解】
（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）汽油发动机冒“黑烟”说明燃烧不充分，用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的比值就小，所以效率降低；（3）因为水这种物质的比热容较大，在吸收相同的热量时，相同质量升高的温度相对较小，常用来作为冷却剂使用；（4）因为发动机的功率P=Fv，即功率一定时，降低速度是为了增大牵引力．
点睛：掌握柴油机和汽油机的主要区别：知道热机的效率是指用来做有用功的能量占燃料完全燃料放出的总能量的百分比；作为冷却剂的物质，在吸收相同的热量时，相同质量升高的温度小；机车行进时，发动机的功率P=Fv，即功率一定时，降低速度可以增大牵引力．
20． 3 更换使用天然气 天然气燃烧后的产物不污染空气，是一种清洁能源 更换使用天然气．
【解析】
【详解】
（1）因每户所需燃料完全燃烧释放的热量相等，
所以，可得：
，
即，
解得：；
（2）天然气纯度高，产物不污染空气，而煤气含一氧化碳、硫化物等有毒、有害的杂质，有刺鼻气味，会对环境造成污染，所以，从环保角度考虑，应推荐更换使用天然气；
（3）从经济的角度考虑，每户每月用煤气所需的费用6m3×9元/m3=54元，
每户每月用天然气所需的费用3m3×15元/m3=45元，
即使更换灶具具有一些费用，但从长远考虑还是使用天然气省钱．
所以小宇应该选择更换使用天然气．
21． 瓦特 功率 内 机械能 向后高速喷出气体 物体间力的作用是相互的
【解析】
【分析】
(1)英国人瓦特发明了往复式蒸汽机，使之成为可以广泛使用的热机；功率的单位是瓦特。
(2)在热机的做功冲程中，将内能转化为机械能。
(3)物体间力的作用是相互的。
【详解】
(1)[1]英国人瓦特在1782年发明了往复式蒸汽机，使之成为可以广泛使用的热机。
[2]人们以他的名字命名了功率的单位。
(2)[3][4]早期的飞机是由内燃机提供动力的，在获得动力的过程中，将内能转化为机械能。
(3)[5]喷气式发动机靠向后高速喷出气体而前进。
[6]其利用的物理原理是物体间力的作用是相互的。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页