北师大版九年级年级全一册10.4热机同步练习（含解析）

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．关于热机，下列说法正确的是（　　）
A．热机是利用化学能做功的机械 B．内燃机是燃料在汽缸内燃烧的热机
C．内燃机的效率比蒸汽机的低 D．增大热机的功率，可以提高热机的效率
2．如图是汽油机工作循环的某个的示意图，则该冲程（　　）
A．吸气冲程 B．做功冲程 C．排气冲程 D．压缩冲程
3．如图所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中属于做功冲程的是（　　）
A． B． C． D．
4．电动汽车因低碳环保越来越受消费者的青睐，燃油汽车的汽油机四个冲程如图所示，其中主要造成环境污染的冲程是（　　）
A． B． C． D．
5．下面关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是（　　）
A．汽油机与柴油机使用的燃料不同
B．柴油机气缸顶部有个喷油嘴，汽油机气缸顶部有个火花塞
C．汽油机的热机效率高于柴油机，所以得到了更广泛的应用
D．柴油机在吸气冲程中只吸入空气，不需要吸入燃料
6．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
7．图a所示为汽油机的两个冲程，关于图b所示的四个热学实验，下列说法正确的是（　　）
A．实验A与汽油机的甲冲程能量转化一致，内能转化为机械能
B．实验B与汽油机的甲冲程能量转化一致，机械能转化为内能
C．实验C所示装置中，一瓶装有空气，另一瓶装有二氧化氮气体（密度比空气的大），为说明两种气体混合均匀是由于分子热运动造成的，应将装二氧化氮气体的瓶子放在下面
D．实验D是将两个铅块的底面削平、削干净，然后紧紧地压一起，两铅块就会结合起来，甚至下面吊一个钩码都不能把它们拉开，这说明固体也能发生扩散现象
8．如图为汽油机工作循环中的两个冲程，关于这两个冲程的说法正确的是（　　）
A．这两图所示冲程都是靠飞轮的惯性完成
B．甲图所示冲程为做功冲程，乙图所示冲程为压缩冲程
C．甲图所示冲程发生的能量转化主要是机械能转化为内能
D．乙图所示冲程发生的能量转化主要是机械能转化为内能
9．如图是给汽车提供动力的汽油机的四个工作冲程，下列说法正确的是（　　）
A．图甲是做功冲程，机械能转化为内能
B．图乙是排气冲程，依靠飞轮的惯性工作
C．图丙是压缩冲程，活塞向上运动
D．图丁是吸气冲程，吸入的只有空气
10．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．
11．如图为靳老师在课堂上给学生做的一个小实验：试管内装些水，用橡皮塞塞住管口，用酒精灯将水加热一段时间，可以看到塞子飞出，瓶口有白雾产生。下列说法正确的是（　　）
A．瓶口的白雾是水蒸气
B．酒精燃烧越充分，其热值越大
C．试管内水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少
D．高温水蒸气将塞子顶出的过程中的能量转化与内燃机压缩冲程的能量转化是相同的
12．如图所示是一个演示实验，老师向盒中滴入数滴酒精，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。以下四个过程中，与该过程中能量转化形式相同的是（　　）
A．冬天，搓手使手变得暖和 B．火箭与空气摩擦表面温度升高
C．汽油机的压缩冲程 D．热水瓶塞从瓶口跳起
二、填空题
13．燃烧燃料不但可以放出热量还能够做功。人们制造了各种利用内能做功的机械叫做______机。生活中的汽油机、电动机和发电机，______就属于这种机械。
14．如图试管内水蒸气将塞子推出的过程，水蒸气的_____能转化为塞子的_____能。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。
15．如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，其中图______是将内能转化为机械能的冲程。现有一台四冲程汽油机，飞轮的转速为2400r/min，则这个汽油机每秒钟内对外做了______次功。
16．一台单缸四冲程汽油机飞轮的转速是2400r/min，则该汽油机每秒钟完成______ 个冲程，对外做功______次。
三、综合题
17．（1）如图所示汽油机正在进行的是_______冲程；
（2）如图所示，小明的爸爸把电水壶的三线插头中间的铜片拆除，变成两线插头，以便能在墙壁上的两孔插座上使用，这样操作后电水壶_____（“能”或“不能”）正常使用；
（3）如图所示，甲、乙两个房间里相同的电炉上，相同的两壶水都已烧开，根据所观察的现象，请你判断出_________房间的气温较高。若壶中装有4kg的水，水温由20℃升高了80℃，水吸收的热量为_____________J
18．某油电混合动力汽车工作原理如图所示，当它以90km/h的速度匀速行驶10min的过程中，发动机和驱动电机共同为汽车提供动力，驱动汽车行驶所需的能量E1=3×107J，其中η1=60%来自于汽油燃烧，而汽油燃烧放出热量的η2=40%用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电，其中用于充电的能量E2=2×106J．设汽油在发动机气缸内完全燃烧，汽油热值q=5×107J/kg．
（1）当该汽车制动刹车时，驱动电机会反转为发电机给蓄电池充电．电机发电的原理是_______，产生的电能是从汽车的______能转化而来的；
（2）求题述过程中汽车受到的阻力；______
（3）题述过程中，汽车所消耗汽油的质量用m表示．
①求汽车所消耗汽油的质量m；______
②请将下列表达式填写完整：η1 E1=______（用q、m 、η2和E2表示）．
19．阅读短文，回答问题
在我国随着人民生活水平的不断提高和“汽车下乡”政策的实施，汽车已经走进了很多普通农村家庭，最近小王家也购买了一辆小汽车．小王十分高兴，将汽车里里外外看了个遍，并且进行了认真的思考，发现汽车上许多地方都用到了物理知识，下面就是他思考的问题，请你帮他补充完整．
（1）汽车发动机是汽油机，发动机工作时，________冲程将内能转化为机械能．
（2）汽车上的散热器用水作为冷却剂，这是利用了水的________较大的性质．
（3）通过查看说明书得知轿车车身质量为1725kg．当车上载有275kg的人和物品时，车轮与地面的总接触面积为4.0×10﹣2m2 ， 轿车对地面的压强为________Pa．（g取10N/kg）
（4）若汽车油箱的容积为60升，内装的是密度为0.71×103 kg/m3、热值为4.6×107J/kg的汽油，则该油箱中最多可装________kg的汽油．若该车以20m/s的速度匀速行驶100km时所消耗的汽油为5kg，汽车发动机的输出的功率为12kw，则汽车发动机的效率为________．
（5）通过测量获得轿车以不同的速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离）数据如下表所示：
当轿车以80km/h行驶时所对应的制动距离为________m．
20．目前世界各国城市垃圾的处理方式主要有分类回收、填埋、堆肥和焚烧4种．我国100万人口以上的大中型城市基本上已经具备联合国环境组织（UNEP）规定的垃圾发电成熟期的标准．至今，我国在多个城市已建成近30座垃圾焚烧发电厂．
（1）据报道，2009年我国某城市将建成全国最大、世界第三的垃圾焚烧发电厂，日焚烧生活垃圾将达3000t（吨），如果这些垃圾完全燃烧，每天释放的热量Q=1.5×1013J．如果这些释放的能量21.6%转化为电能（用E表示），试计算这座垃圾焚烧发电厂生活垃圾的热值是多少？
（2）建立垃圾焚烧发电厂有哪些好处？（请写出其中一个好处）
21．热机发明后，一直在持续的改进和发展中。
材料一：1769年，法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车（图甲），传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧（图乙），热效率为5%～8%之间。
材料二：1862年，法国人德罗夏提出内燃机（内燃指燃料在气缸内燃烧）的四冲程循环理论：①气缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入气缸；②通过气缸的向内运动对进入气缸里的燃料进行压缩；③高压燃烧气体产生巨大爆发力；④将已经燃烧的废气从气缸中排出。
材料三：1876年，德国人奥托制造出以四冲程为依据的煤气内燃机，利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循环往复，内燃机的效率达到14%。
(1)四冲程循环理论提及的“巨大爆发力”由图中的______冲程实现；
(2)德罗夏提到的内燃方式是基于______的猜想；
(3)老师在重复演示“做功改变内能”实验（图丙）之间，需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下，其目的与内燃机的______（选填“吸气”“压缩”“做功”或“排气”）冲程的原理相似。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
A．热机是利用燃料燃烧时产生的内能通过做功的方式转化为机械的机械能，故A错误；
B．内燃机是燃料在汽缸内燃烧的将燃料燃烧时产生的内能转化为机械能的热机，故B正确；
C．内燃机的燃料利用率比蒸汽机的高，所以，内燃机的效率比蒸汽机的要高，故C错误；
D．增大热机的功率，不能提高热机的效率，功率与效率无关，故D错误。
故选B。
2．C
【详解】
如图火花塞没有点火，气缸向上运动，进气门关闭，排气门打开，应该是排气冲程。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
3．C
【详解】
A．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．两气门都关闭，活塞向上运动，汽缸容积变小，是压缩冲程，故B不符合题意；
C．两气门都关闭，活塞向下运动，汽缸容积变大，是做功冲程，故C符合题意；
D．进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，故D不符合题意。
故选C。
4．B
【详解】
A．两气门都关闭，火花塞打出电火花，活塞向下运动，是做功冲程，没有废气排出，不会造成环境污染，故A不符合题意；
B．进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，排出废气，会造成环境污染，故B符合题意；
C．进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，气缸容积增大，是吸气冲程，没有废气排出，不会造成环境污染，故C不符合题意；
D．两气门都关闭，活塞向上运动，气缸容积减小，是压缩冲程，没有废气排出，不会造成环境污染，故D不符合题意。
故选B。
5．C
【详解】
A．汽油机与柴油机使用的燃料不同，汽油机使用的燃料是汽油，柴油机使用的燃料是柴油，故A说法正确，不符合题意；
B．柴油机气缸顶部有个喷油嘴，用来喷柴油，汽油机气缸顶部有个火花塞，用来点燃气缸内的汽油，故B说法正确，不符合题意；
C．汽油机的热机效率低于柴油机，但汽油机相对于柴油机更加轻巧，所以得到了更广泛的应用，故C说法不正确，符合题意；
D．工作过程中柴油机吸入的是空气，不需要吸入燃料，由喷油嘴喷柴油，汽油机吸入的空气和汽油的混合物，故D说法正确，不符合题意。
故选C。
6．B
【详解】
A．汽油机的做功冲程中是将内能转化为机械能，故A错误；
B．端午节粽叶飘香是由于分子在做不停息地无规则运动导致的扩散现象，故B正确；
C．烧水的过程中，水吸收热量，内能增大，是通过热传递的方式改变水的内能，故C错误；
D．热量是一个过程量，只能说“吸收”（或“放出”）了多少热量，不能用“含有”、“具有”等词，故D错误。
故选B。
7．C
【详解】
A．图甲中排气门打开，为排气冲程，没有能量转化，故A错误；
B．实验B中活塞对气体做功，将机械能转化为内能，甲冲程是排气冲程，没有能量的转化，故B错误；
C．二氧化氮气体的颜色是红棕色的，而且比空气的密度大，因此必须放在下面的瓶子中。将两个瓶口对在一起，二氧化氮气体分子会向空气中运动，所以下面瓶内的气体颜色会变淡，上瓶内的气体颜色会变红，故C正确；
D．将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压一起，两铅块就会结合起来，甚至下面吊一个钩码都不能把它们拉开，说明分子间存在引力，故D错误。
故选C。
8．C
【详解】
甲图活塞向上运动，两个气门都关闭，是压缩冲程，是靠飞轮的惯性完成的，此时机械能转化为内能；乙图活塞向下运动，两个气门都关闭，是做功冲程，此时内能转化为机械能；且四个冲程中只有做功冲程对外做功，其它三个冲程靠飞轮的惯性完成，故ABD错误，C正确。
故选C。
9．B
【详解】
A．图甲进气门、排气门关闭，活塞向上运动，属于压缩冲程，机械能转化为内能，故A错误；
B．图乙进气门关闭、排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，依靠外力或飞轮的惯性工作，故B正确；
C．图丙进气门、排气门关闭，气缸内燃料燃烧产生高温高压气体推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，是做功冲程，故C错误；
D．图丁进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，汽油机的吸入的油气与空气的混合气体，故D错误。
故选B。
10．B
【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。
11．C
【详解】
A．瓶口的白雾是水蒸气液化而成的小水滴，故A错误；
B．燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，故B错误；
C．物体对外做功，内能减少，试管内水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减小，故C正确；
D．高温水蒸气将塞子顶出的过程中水蒸气的内能转化为塞子的机械能，压缩冲程是将机械能转化为内能，故D错误。
故选C。
12．D
【详解】
塑料盒相当于一个气缸，塑料盒的盖相当于活塞，酒精在塑料盒内燃烧，产生高温高压的燃气，推动塑料盒盖运动，把内能转化为机械能。
A．两个手相互摩擦做功，机械能转化为手的内能，故A不符合题意；
B．火箭与空气摩擦表面温度升高，火箭和空气之间有摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能，故B不符合题意；
C．汽油机的压缩冲程是将机械能转化为内能，故C不符合题意；
D．热水瓶塞从瓶口跳起，是水蒸气对瓶塞做功的结果，这时水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能，故D符合题意。
故选D。
13． 热 汽油机
【详解】
[1][2]利用内能可以做功，人们制造了各种利用内能做功的机械，这种机械叫做热机，是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能的机器动力机械的一类，如蒸汽机、汽轮机、燃气轮机、内燃机、喷气发动机，生活中常见的汽油机、电动机和发电机，汽油机就属于这种机械。
14． 内 机械 做功
【详解】
[1][2][3]由图可知，试管内的水蒸气当用酒精灯加热一定程度时，水蒸气会对塞子做功，将水蒸气的内能会转化为塞子的机械能；此过程与汽油机的做功冲程类似，在做功冲程中也是燃气的内能转化为活塞的机械能。
15． 丙 20
【详解】
[1]在内燃机的四个冲程吸气、压缩、做功、排气冲程中，内能转化为机械能的是做功冲程；甲图：排气门打开，活塞向上运行，气缸容积减小，是排气冲程，此冲程机无能量转化；乙图：两气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，此冲程机械能转化为内能；丙图：气门都关闭，火花塞喷出电火花，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，此冲程内能转化为机械能；丁图：进气门打开，活塞向下运动，气缸容积增大，是吸气冲程，此冲程机无能量转化；所以图丙是将内能转化为机械能的冲程。
[2]飞轮的转速为2400r/min=40r/s，在一个工作循环中，飞轮转动2转，对外做功一次，所以此汽油机每秒钟内完成80个冲程，对外做功20次。
16． 80 20
【详解】
[1][2]一台单缸四冲程汽油机飞轮的转速是2400r/min，飞轮转速可换算为
即一秒钟飞轮转40圈。因为汽油机一个工作循环，需要经过4个冲程，对外做功1次，飞轮转2圈，所以汽油机每秒钟完成80个冲程，对外做功20次。
17． 做功 能 乙 1.344×106
【详解】
(1)[1]因为图中火花塞产生火花，所以该冲程是做功冲程。
(2)[2]三线插头中间的金属片主要作用是为了用电器的金属外壳接地从来防止人触电的，如果把电水壶的三线插头中间的铜片拆除，变成两线插头，这样另外两个金属片仍然能够正常接触火线和零线，电水壶能正常使用；但是电水壶外壳没有接地线，不安全。
(3)[3]因为“白气”的形成是水蒸气遇冷液化形成的，根据图可知，甲的液化程度更高，说明甲的温度更低。
[4]水吸收的热量为
18． 电磁感应 机械 2000N 1kg η2qm－E2
【详解】
第一空、第二空．驱动电机反转为发电机给蓄电池充电，将汽车的机械能转化为电能，它的基本原理是电磁感应；
第三空．汽车牵引力为：
因为匀速行驶，所以受力平衡，阻力等于牵引力为2000N；
第四空．驱动汽车行驶消耗的来自于燃油的能量为：
驱动汽车行驶和对蓄电池充电的总能量为：
燃料燃烧放出的总热量为：
汽车所消耗汽油的质量为：
；
第五空．η1 E1即驱动汽车前进消耗的来自于燃料的能量，燃料燃烧放出的总热量为： ，其中的η2用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电，用于充电的能量为E2，因此用于驱动汽车行驶的能量为：
，
即：
η1 E1=η2qm－E2．
19． 做功 比热容 5×105 42.6 26.1% 32
【详解】
(1)汽油机的做功冲程中，将内能转化为机械能；(2)因为水的比热容大，和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车上的散热器用水作为冷却剂；(3)车、人、货物的总质量：m＝1725kg+275kg＝2000kg，因为在水平路面上,所以汽车对地面的压力：F＝G＝mg＝2000kg×10N/kg＝20000N，汽车对地面的压强：p＝＝5×105Pa；(4)根据ρ＝得,该油箱中最多可装汽油的质量为：m＝ρV＝0.71×103kg/m3×60×10 3m3＝42.6kg；根据v＝可得，行驶时间：t′＝＝5000s，汽车的有用功：W有＝P′t′＝12×103W×5000s＝6×107J，释放的能量：Q＝m″q＝5kg×4.6×107J/kg＝2.3×108J；发动机的效率：η＝×100%＝×100%26.1%；(5)第n次实验,速度vn,制动距离mn，则mn＝0.1×(n+1)×vn＝0.1×(3+1)×80m＝32m.
【点睛】
（1）汽油机的做功冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，气体对外做功，将内能转化为机械能；（2）水的比热容大，和其它物质比较，升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多；（3）已知汽车、人、货物质量和汽车与地面的接触面积，利用重力公式和压强公式求汽车对地面的压强；（4）根据m＝ρV算出汽油的质量；已知行驶的距离和速度，根据速度的变形公式可求所用的时间，再根据公式W＝Pt可求汽车的有用功；根据公式Q＝qm可求释放的能量，有用功与释放能量的比值就是发动机的热机效率；（5）第n次实验，速度vn，制动距离mn，根据表中数据所反映的规律为：mn＝0.1×（n+1）×vn，利用此规律计算即可．
20．（1）5×106J/kg；（2）建立垃圾焚烧发电厂的好处是：可以减少固体物污染．
【详解】
(1)这座垃圾焚烧发电厂生活垃圾的热值：q＝＝5×106J/kg；(2)建立垃圾焚烧发电厂好处：环保、减少固体物污染．
21． C 燃料在气缸内燃烧，热量损失少，热效率高 排气
【详解】
(1)[1]在四冲程内燃机中，提供动力的是做功冲程；由图可知，A中进气门打开，活塞下行，为吸气冲程；B中两个气门关闭，活塞上行，为压缩冲程；C中两个气门关闭，活塞下行，为做功冲程；D中排气门打开，活塞上行，为排气冲程；故“巨大爆发力”由C冲程实现。
(2)[2]德罗夏提到的内燃方式是基于燃料在气缸内燃烧，热量损失少，热效率高的猜想。
(3)[3]老师需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下，其目的是排出里面的废气，相当于内燃机的排气冲程。
答案第1页，共2页
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