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．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
2．下列有关热和能的说法中正确的是 （　　）
A．热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
B．夏天吹电风扇感觉凉快，是因为使用电风扇降低了室内温度
C．铁丝温度升高可能是吸收了热量也可能是外界对铁丝做了功
D．汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能，燃气的内能增大，温度升高
3．如图所示为转速600r/min的四冲程内燃机的某一冲程，下列说法正确的是（　　）
A．燃料燃烧时，将内能转化为化学能
B．该冲程是做功冲程
C．燃料的热值越大，内燃机的效率就越高
D．1秒钟该内燃机对外做功20次
4．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
5．关于热机，下列说法正确的是（　　）
A．吸气冲程中，汽油机吸入的是空气 B．内燃机是燃料在汽缸内燃烧的热机
C．做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的 D．热机都是使用汽油作燃料
6．下列说法正确的是（　　）
A．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
B．雪花纷飞，说明分子不停地做无规则运动
C．同一物体，温度降低得越多，放出的热量越多
D．汽油机的压缩冲程，汽缸内的混合物内能增加，温度升高
7．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　）
A．0℃的冰块内能为0
B．汽油机做功冲程气缸内燃气的内能增加
C．存在温度差的两个物体相接触会发生热传递
D．出笼的馒头变凉的过程中所含的热量在减少
8．关于热量、温度、内能，下列说法正确的是（　　）
A．0℃的冰水混合物的内能为零 B．汽油机压缩冲程燃气的内能增加
C．物体温度升高一定是吸收了热量 D．物体吸收了热量，温度一定升高
9．如图是汽油机工作时的四个冲程，下列说法正确的是（　　）
A．活塞在气缸内往复运动一次，该汽油机对外做功一次
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．该内燃机的四个冲程正确的工作顺序是乙→甲→丁→丙
D．汽油机吸气冲程气缸吸进的物质只有汽油
10．图是四冲程汽油机一个工作循环中的两个冲程，下列判断正确的是（　　）
A．甲图为吸气冲程，缸内气体的内能转化为活塞的机械能
B．乙图为压缩冲程，活塞的机械能转化为缸内气体的内能
C．甲图为做功冲程，活塞的机械能转化为缸内气体的内能
D．乙图为排气冲程，缸内气体的内能转化为活塞的机械能
11．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
12．上世纪人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示，其工作原理是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机带动发电机发电。那么（　　）
A．当海水下降时，阀门K1开启，阀门K2关闭
B．当海水上升时，阀门K1关闭，阀门K2开启
C．当海水下降时，类似于汽油机的做功冲程
D．当海水上升时，类似于汽油机的压缩冲程
二、填空题
13．火箭发射时用液态氢做燃料，因为液态氢的_______大，燃烧过程中将燃料的化学能转化为_______能。
14．如图所示是四冲程汽油机一个工作循环中的三个冲程，其中缺少的一个冲程名称是________冲程，该冲程按顺序应排列在图________与图________两个冲程之间。
15．高压锅加热一段时间后其限压阀突然转动起来，是将内能转化为___________能；内燃机的___________冲程与上述能量转化形式相同。
16．如图所示是四冲程汽油机工作过程中的 _____冲程。若则该汽油机曲轴的转速为1800r/min。该汽油机1s对外做功 _____次，为了降低汽油机汽缸的温度，汽缸外有一个水箱体，使汽缸被水包围着，这是通过 _____的方式减少汽缸内能的。
三、综合题
17．阅读下面的短文，回答问题。
汽油机与柴油机谁的热机效率高？
内燃机的活塞在汽缸里做往复运动时，活塞顶部离开汽缸盖最近时的位置，叫作上止点；活塞顶部离开汽缸盖最远时的位置，叫作下止点。上、下止点的距离叫作活塞行程，简称冲程。活塞在下止点时，活塞上面的空间叫作“汽缸总容积”；活塞在上止点时，活塞上面的空间叫作“燃烧室容积”；汽缸总容积与燃烧室容积的比值叫作“压缩比”。
压缩比表示空气（或燃料混合物）在汽缸中被压缩的程度。压缩比越大，汽缸内气体压缩后的压强越大，温度越高。压缩比是内燃机的主要技术规格之一，汽油机和柴油机的压缩比是不同的。例如：上海生产的165型汽油机的压缩比是6，压缩终了时的压强约为106Pa，温度可达到430℃；东风195型柴油机的压缩比是20，压缩终了时的压强约为3×106Pa～4×106Pa，温度可达到500℃～700℃。压缩比越大，热机效率就越高。
在汽油机里，吸入汽缸内的是燃料混合物，由汽化器把空气和汽油按一定比例进行均匀混合雾化而成，燃料混合物被压缩后，用火花塞点火引爆。汽油机的压缩比在5～8之间，不能任意提高。因为压缩比过大，压缩终了时的气体温度太高，密度太大，使点火时气体的燃烧太剧烈，会造成某一局部压力增长太快，对汽缸和活塞产生巨大的冲击力，发出很大的响声和震动，这种现象叫作“爆震”。发生爆震不仅对机件保养不利，而且使功率显著降低，经济性能大为恶化。
柴油机的点火方式与汽油机不同，当压缩冲程快结束前，由喷油嘴喷出雾状柴油，会自动着火。由于柴油机汽缸里压缩的只是纯空气，没有“爆震”问题，提高压缩比不受此限制。但由于汽缸、活塞等部件能承受的压力限制，柴油机的压缩比也不能过大，通常限制在12～20之间。与汽油机相比，柴油机的热机效率更高一些，其自重也比同样功率的汽油机要大些。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）内燃机的“压缩比”是指_________的比值。压缩比越大，热机效率越_________。
（2）在汽油机里，当火花塞产生电火花点燃燃料混合物时，会产生高温高压气体推动活塞向下运动，在此过程中将内能转化为_________。
（3）通常汽油机的压缩比要小于柴油机的压缩比，其原因在于它们_________的不同。
18．用燃气灶烧水时，把2.2 kg初温为20 ℃的水加热到100 ℃，共燃烧了45 g天然气（假设天然气完全燃烧）．已知天然气的热值为4.4×107 J/kg，水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）．
（1）在烧水的过程中，大量向外散失的能量不会自动再汇集回来，这说明能量的转化和转移是有______的．
（2）水的内能增加了_______J．
（3）燃气灶烧水的效率为_______．
19．随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭。小林的爸爸最近也购买了一辆轿车。
(1)“轿车不但要吃油，有时也要喝水”，用水冷却发动机是因为水的____大，在发动机开始工作后一段时间内，水箱中水的内能会____。
(2)下列四个实验中（图2所示），其能量转化方式与图1所示汽油机对应冲程类似的是____。
(3)轿车在上坡时，将档位换成低速档，以减小行驶的速度，这样做的目的是____。
A．安全 B．省油 C．减小行驶时的阻力 D．增大爬坡的牵引力
(4)倘若该汽油机发动机转速为 1200r/min，则该四冲程汽油机每秒钟活塞对外做功_____次。
20．国内某电机厂研制的直驱型风力发电机组处于国际领先地位．
(1)直驱型风力发电机是将风的________能转化成电能的装置．它是利用风力带动风车叶片旋转，使发电机的转子(永磁体)在定子(线圈)中运动，从而在定子(线圈)中产生____________．
(2)风能作为一种清洁的__________(选填“可再生”或“不可再生”)能源，其蕴藏量巨大，比地球上可开发利用的水能大10倍．我国仅陆地上一天的风能就有大约1.8×1016 J，这相当于多少吨热值为3×107 J/kg的煤完全燃烧所放出的热量______________-？
21．阅读短文，回答下列问题：
空气的动力
空气动力是指空气与物体做相对运动时作用在物体上的力，简称气动力。当我们快速地松开鼓起来的气球时，气球会“嗖”的一下飞出去了，这时气球获得了气动力。
经过长时间探索，人们已经成功制造出多种使用压缩空气为动力，推动叶片或者活塞运动的发动机，即叶片式、活塞式空气发动机。
如图是某新型的以空气发动机为动力的汽车。它共有4个压缩空气缸，总容量为90L，可储存标准大气压下90m3的空气，其设计最高速度可达154km/h，平均每加一次气能行驶200km或10h。由于空气发动机不直接使用燃料，因而具有体积小、结构简单、维修成本低、操控方便、“零”排放的优点。即使因为技术不成熟导致某些缺点，在科学界引起不小的争议，但这项技术仍然具有广阔的发展空间。
根据上述材料，回答下列问题：
（1）压缩空气动力汽车最理想的加气工具应是______（选填“内燃机”“电动机”或“蒸汽机”）提供动力的。
（2）空气发动机是利用______能做功的，空气发动机获得动力时与四冲程汽油机的______冲程工作过程相似。
A．吸气 B．压缩 C．做功 D．排气
（3）分析上文，下面说法正确的有______。
A．松开鼓起来的气球时，气球飞出去，这是因为物体受到惯性的作用
B．空气动力汽车工作时将内能转化为机械能
C．以空气发动机为动力的汽车，靠气缸内空气燃烧产生能量
D．空气动力汽车工作时不会有能量的损失
（4）资料表明，空气发动机排出的尾气温度低于周围空气的温度，对于产生此现象的原因，请你提出一条合理的解释：______。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．C
【详解】
A．发生热传递的条件是存在温度差，热传递的实质是内能从高温物体转移到低温物体，或者从同一物体的高温部分传到低温部分，内能大的物体温度不一定高，故A错误；
B．电风扇吹出的风加快了人身体汗水表面的空气流动速度，使汗水的蒸发加快，蒸发过程要吸热，有致冷作用，使用电风扇人会感觉凉快，但室内温度不变，故B错误；
C．物体内能增大，可能是从外界吸收热量也可能是外界对物体做功造成的，故C正确；
D．汽油机在做功冲程中把内能转化为机械能，燃气的内能减小，温度降低，故D错误。
故选C。
3．B
【详解】
A.燃料燃烧时，化学能转化为内能，故A错误；
B.由图丙可知，进气门、排气门关闭，活塞下行，所以是做功冲程，故B正确；
C.用热值大的燃料，燃烧相同质量的燃料，可以放出更多的热量，但用来做有用功的能量不一定多，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值不一定大，即热机效率不一定高，故C错误；
D.由题知，四冲程汽油机的飞轮转速是600r/min＝10r/s，即每秒钟飞轮转10圈；因飞轮每转2圈，完成1个工作循环并对外做功1次，所以该汽油机每秒完成5个工作循环，对外做功5次，故D错误。
故选B。
4．A
【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。
5．B
【详解】
A．吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合物，故A错误；
B．内燃机工作时，在气缸内燃烧燃料，将内能转化为机械能，故B正确；
C．热机在做功冲程中，燃气推动活塞运动，对外做功，其他冲程都是靠飞轮的惯性运动的，故C错误；
D．热机中汽油、柴油、天然气、氢气等燃料都可使用，故D错误。
故选B。
6．D
【详解】
A．热传递是有方向的，热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，故A错误；
B．雪花是宏观物体，雪花纷飞是宏观物体做的机械运动，不能说明分子的热运动，故B错误；
C．同一物体，物体质量一定，温度降低得多，不一定是放出热量，还有可能是物体对外做功，使物体温度降低，但是物体内能减小是一定的，故C错误；
D．汽油机的压缩冲程，曲轴由于惯性，使活塞向上运动，压缩气缸内燃气，汽缸内的混合物内能增加，温度升高，故D正确。
故选D。
7．C
【详解】
A．一切物体都有内能，0℃的冰块内能不为零，故A错误；
B．在汽油机的做功冲程中，燃烧产生的高温高压气体迅速膨胀，推动活塞向下运动，内能转化为机械能，内能减小，故B错误；
C．热传递的条件是温度差，存在温度差的两个物体相接触会发生热传递，故C正确；
D．出笼的馒头变凉的过程中温度降低，内能减小，热量是过程量，不能说“含有”，故D错误。
故选C。
8．B
【详解】
A．任何物体都有内能，0℃的冰水混合物内能不为零，故A错误；
B．汽油机压缩冲程，活塞压缩燃气对燃气做功，机械能转化为内能，汽缸内燃气的内能增加，故B正确；
C．物体温度升高，可能是吸收了热量，也可能是外界物体对它做了功，故C错误；
D．物体吸收了热量，内能一定增大，温度不一定升高，如冰熔化，内能增加，温度不变，故D错误。
故选B。
9．C
【详解】
A．题中四冲程汽油机的一个工作循环包含四个冲程，活塞完成两次往复运动，汽油机对外做功一次，若活塞只完成一次往复运动，则当中不一定包含做功冲程，故A错误；
B．甲是压缩冲程，活塞运动致使空气被压缩，是机械能向内能的转化，图丁是做功冲程，燃烧的气体推动活塞运动，是内能向机械能的转化，故B错误；
C．内燃机的工作顺序是：进气、压缩、做功和排气，分别对应乙、甲、丁、丙，故C正确；
D．在汽油机吸气冲程里，进入气缸的不仅有汽油，还有空气，故D错误。
故选C。
【点睛】
本题主要考查了四冲程内燃机的工作原理及过程中能量转化的知识点。
10．B
【详解】
AC．甲图两气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程，缸内气体的内能转化为活塞的机械能，故AC错误；
BD．乙图两气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，活塞的机械能转化为缸内气体的内能，故B正确，D错误。
故选B。
11．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。
12．D
【详解】
AC．由图示知，海水下降时，活塞向下运动，气室容积增大，阀门上面的大气压强大于气室内的大气压强，于是阀门K1关闭，K2开启，空气进入气室，这个过程相当于汽油机的吸气冲程，故AC不符合题意；
BD．海水上升时，活塞向上运动，气室内的空气被压缩，内能增大，是活塞的动能转化为空气的内能，这相当于汽油机的压缩冲程，这个过程中阀门下面的压强增大，大于阀门上面的大气压，于是阀门K1开启，K2关闭，故B不符合题意，D符合题意。
故选D。
13． 热值 内
【详解】
[1]用液态氢做燃料，比相同质量的其它燃料完全燃烧释放的热量多，即热值大。
[2]燃烧过程属于化学变化，燃烧时将燃料的化学能转化为内能。
14． 做功 乙 丙
【详解】
[1][2][3]甲图进气门打开、排气门都关闭，活塞由上向下运动，所以为吸气冲程；乙图中进气门、排气门都关闭，活塞由下向上运动，所以为压缩冲程；丙图进气门关闭、排气门打开，活塞由下向上运动，所以为排气冲程；汽油机一个工作循环包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；图中缺少做功冲程，在乙和丙之间补充做功冲程。
15． 机械 做功
【详解】
[1]限压阀突然转动起来，是锅内高温高压的水蒸气推动限压阀转动做了功，将内能转化成了机械能。
[2]在内燃机的做功冲程中，气缸内高温高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，也是内能转化成机械能，故内燃机的做功冲程与上述能量转化形式相同。
16． 做功 15 热传递
【详解】
[1]由图示知，气缸的两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程。
[2]由题意知，汽油机曲轴1s转动的转数
则该汽油机在1s内对外做功15次，因为曲轴每转动两次，做一次功，那么转动30r，做功15次。
[3]汽缸被水包围，那么水便将气缸产生的热量吸收，这是通过热传递减少汽缸内能的。
17． 汽缸总容积与燃烧室容积 高 机械能 点火方式不同、吸入物不同、汽缸里被压缩的物质不同（写对一条即可）
【详解】
(1)[1][2]由材料可知“压缩比”是指汽缸总容积与燃烧室容积的比值，压缩比越大，热机效率越高；
(2)[3]点燃混合物推动活塞运动为做功冲程，该冲程时将内能转换为机械能；
(3)[4]通常汽油机的压缩比要小于柴油机的压缩比，其原因在于它们点火方式不同、吸入物不同、汽缸里被压缩的物质不同。
18． 方向 7.392×105 37.3%
【详解】
(1)在烧水过程中，大量向外散失的能量不会自动再汇集回来，说明在能的转化和转移的过程中，能量转化和转移是有方向性；(2)水吸收的热量：Q吸＝cm(t t0)＝4.2×103J/(kg ℃)×2.2kg×(100℃ 20℃)＝7.392×105J，即水的内能增加了；(3)天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝45×10 3kg×4.4×107J/kg＝1.98×106J，燃气灶的效率：η＝×100%＝×100%＝37.3%
【点睛】
（1）能量转化和转移是有方向性，如：热传递时内能从高温物体转移向低温物体的．（2）知道水的质量、水的比热容，求出水温度的升高值，利用吸热公式Q吸＝cm△t求水吸收的热量，即水的内能增加值；（3）由Q放＝mq可求出天然气完全燃烧放出的热量；水吸收的热量跟天然气完全燃烧放出的热量之比等于燃气灶的效率．
19． 比热容 增大 A D 10
【详解】
(1)[1][2]汽车发动机工作过程中，不可避免地产生很多热量，这些热量如不及时带走会影响机器的正常工作。由公式Q=cmΔt知，在质量和升高的温度相同时，与其它液体比较，因为水的比热最大，所以吸收的热量最多，冷却效果最好。发动机工作过程中会产生热量，热量传递到水，所以水的内能增加。
(2)[3]A．电火花发生器点火后将盒盖顶出，此时燃气的内能转化机械能，故与题目中的情境相同，故A正确；
B．滚摆向下运动，动能增加，重力势能减小，所以是重力势能转化为动能的过程，故B错误；
C．向下压缩空气引火仪，即将机械能转化为仪器内部空气的内能，所以是将机械能转化为内能的过程，故C错误；
D．酒精灯加热杯中冷水，这是通过热传递的方式改变内能的，故D错误。
故选A。
(3)[4]由
=Fv
可知，汽车的最大功率一定时，减小行驶速度时，可以获得更大的牵引力，故选D。
(4)[5]若飞轮转速是
1200r/min=20r/s
表示每秒飞轮转动20圈，汽油机一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，每秒钟飞轮转动20r，经过40个冲程，对外做功10次。
20． 机械(或动)　 感应电流 可再生 6×105 t
【详解】
(1)直驱型风力发电机工作时，主要是利用风带动发电机的转子(永磁体)转动，使转子在定子线圈中运动，这样使定子线圈中的导线相当于在做切割磁感线运动时，于是在定子线圈中产生电流，这个过程中是把风的机械能转化为电能．(2)风能是可以源源不断地从自然界得到补充的，是可再生能源；若一天的风能大约有1.8×J，则完全燃烧煤需要的量为：m＝＝6×kg＝6×t，
【点睛】
发电机是利用电磁感应现象工作的，在工作过程中把机械能转化为电能．能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源．根据热值公式Q＝mq计算．
21． 电动机 内 C B 气体对外做功，内能减小，温度降低
【详解】
（1）[1]从节能和环保的角度分析，压缩空气动力汽车最理想的加气工具应是电动机。
（2）[2][3]热机的做功冲程是利用燃料燃烧产生的高温高压的燃气推动活塞做功，空气发动机使用压缩空气为动力，与内燃机的做功冲程能量转化相同，都是将内能转化为机械能，故选C。
（3）[4]A．松开鼓起来的气球时，气球飞出去，这是因为气球向外喷气时，自身也获得一个反作用力，因此说明物体间力的作用是相互的，故A错误；
B．空气动力汽车工作时压缩的气体对外做或，将内能转化为机械能，故B正确；
C．以空气发动机为动力的汽车，靠气缸内空气膨胀对外做功，而不是燃烧产生能量，故C错误；
D．空气动力汽车工作时能量会有一定的损失，因此能量不可能完全被利用，故D错误。
故选B。
（4）[5]空气发动机排出的尾气温度低于周围空气的温度，这主要是因为气体对外做功，内能减小，温度降低。
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