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．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
2．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．
3．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
4．四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
5．汽油机在吸气冲程吸入气缸的是（　　）
A．汽油和空气 B．柴油 C．水蒸气 D．空气
6．一台单缸汽油机，飞轮转速为，那么内汽油做功的次数为（　　）
A．次 B．次 C．次 D．次
7．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
8．关于下图所示的热学实验，叙述正确的是（　 　）
A．甲图中，压紧的两铅块，下面悬挂钩码而不分开，这是由于大气压强的作用
B．乙图中，试管内的水沸腾后，水蒸气将软木塞推出，汽油机吸气冲程应用到此原理
C．丙图中，抽去玻璃隔板后，两瓶中的气体逐渐混合，这说明上面瓶中的空气密度较大
D．丁图中，金属管装有少量乙醚，迅速拉动缠在金属管外的皮绳，可使橡皮塞从管口飞出
9．2021年6月，陆军第79集团军某合成旅在野外陌生地域开展多火力协同、多要素融合的实弹射击演练。如图所示，火炮击发炮弹过程与汽油机的哪个工作冲程相同（　　）
A． B． C． D．
10．热学知识在日常生活中有广泛的应用，下列说法正确的是（　　）
A．四月的荷泽牡丹飘香，说明分子间有空隙
B．摩擦生热是通过热传递改变了物体的内能
C．热机通过压缩冲程将机械能转化为内能
D．暖气片内用水作为导热介质是因为水的沸点较高
11．如图所示描述的物理过程，下列分析正确的是（　　）
A．图甲：厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的温度升高，内能不变
B．图乙：瓶子内的空气推动塞子做功后，瓶子内空气的内能增大
C．图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增加
D．图丁：汽缸内的气体推动活塞向下运动，内能转化为机械能，气体内能减少
12．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
二、填空题
13．“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]
14．有一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速是1200r/min。那么该柴油饥每秒完成_____个冲程，做功______次。除做功冲程外，其它三个冲程的完成都是依靠飞轮的_____。
15．如图所示，在试管中装入适量的水，用橡胶塞塞住试管口，然后用酒精灯对水加热使水沸腾，水沸腾产生的水蒸气会把橡胶塞冲出，水蒸气的内能转化为塞子的______能，与汽油机工作时______冲程的能量转化相同。
16．如图所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去，这一过程与四冲程汽油机的______冲程的能量转化相同；一台汽油机飞轮的转速为3600r/min，则在1s内对外做功______次。
三、综合题
17．十八世纪，瓦特发明的冷凝器蒸汽机，推动了人类第一次工业革命。如图为利用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图，蒸汽机的工作原理为：打开阀门A、关闭阀门B，高压蒸汽进入汽缸，推动活塞上行。当活塞到达汽缸项部时，关闭阀门A、打开阀门B，蒸汽进入冷凝器，汽缸内压强减小，活塞下降。如此循环往复。
(1)蒸汽推动活塞上行过程中，能量转化是_____；
(2)蒸汽机活塞上行过程与汽油机的_____冲程相似；
(3)蒸汽机工作时，汽缸内部压强为1.1×106帕，若活塞面积为0.1m2，则活塞受到蒸气的压力是多少_____？
(4)蒸汽机活塞往复运动，通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为200千克，活塞每次上升高度为0.6米，则活塞上升一次蒸汽机对物体做了多少有用功_____？假设活塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机对物体做有用功的功率为多少_____？
18．小涵发现最近我国许多城市出现了共享电动汽车，极大的方便了当地市民和所到游客的出行。电动汽车具有绿色环保、能量转化效率高等优点，各国都在推广这种绿色的交通工具。如图是某品牌的电动汽车，它的部分参数如表所示。请回答∶
(1)一辆此型号的空车静止在水平地面上时，车对水平地面的压强是多少？
(2)若某燃油汽车百公里耗油6升，每升油6元，电动汽车充电每度0.6元，通过计算比较使用燃油汽车与电动汽车哪种更经济？
(3)标准承载下，电动汽车以72km/h的速度匀速行驶1分钟，消耗电能0.4kw h，求该电动汽车的效率是多少？
19．阅读短文，回答文后的问题
按压式瓶盖
在日常生活中，装有洗手液或洗发液的瓶子，其瓶盖都是按压式的，如图所示．按压式瓶盖的工作原理是什么呢？液体是怎么“吸”上来的
洗手液瓶中有个按压式吸液结构，它由导液管、进液阀门、弹簧、活塞、出液阀门、出液管、储液筒等组成，如图所示，其中进液阀门和出液阀门是塑料小球，进液阀门位于弹簧下端，出液阀门位于活塞上端．使用的时候，通过手向下按压，活塞向下移动，弹簧被压缩使得进液阀门关闭，出液阀门打开，储液筒里的液体从出液管流出瓶外；当手松开时，弹簧恢复原来的自然状态，使得活塞向上移动，出液阀门关闭，进液阀门打开，液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒．这样活塞在圆筒中上下往复运动，不断地把液体“吸”出瓶外．
（1）按压式瓶盖的工作原理和_______原理相同．
A．钢笔灌墨水 B．吸尘器 C．帕斯卡裂桶实验 D．汽油机
（2）洗手液能被“吸”上来是利用了_______．
（3）向下按压后松手时，液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒，是因为瓶中气压_______储液筒中气压．（选填“大于”、“小于”或“等于”）
（4）如果宇航员在太空舱中按压这种瓶装洗手液瓶盖，_______挤出洗手液．（选填“能”或“不能”）
20．阅读短文，回答问题。
空气动力汽车
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空气为动力来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，它采用压缩技术，把空气压缩后储存在汽缸内。该汽车只需将插头插到墙上的插座内，汽车的空气压缩机就开始工作，使汽车气罐内的气压达到每平方英寸4500磅。达到这一气压大约需要4小时。然后气罐内的空气就会缓慢释放，牵动汽车的活塞运动。在车速低于35英里/h时，这种空气动力汽车完全依气罐工作，只排放出冷空气。它共有4个压缩空气罐，总容量为90L。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。
（1）图中所示的空气动力汽车在加气过程中与汽油机的_________冲程相似；
（2）空气发动机是利用空气的_________能做功的。空气动力汽车工作时相当于内燃机的_________冲程；
（3）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，请你提出一条合理的解释： __________。
21．随着人民生活水平的提高，汽车已在家庭逐步普及．小明通过查询得知：一辆某型号的汽车在额定功率下行驶时单位时间内的能量流向图如下所示．
(1)从能量转化角度看，其中“摩擦损耗”的这部分能量转化成_____能．
(2)若将汽车转化为有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”，则该发动机的能量转化效率η为_________．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．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。
3．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。
4．D
【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。
5．A
【详解】
四冲程汽油机的吸气冲程中，吸入气缸的是汽油和空气的混合物。
故选A。
6．C
【详解】
在四冲程内燃机的一个工作循环中，完成4个冲程，曲轴和飞轮转2圈，对外做功1次，一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min，说明1min飞轮转1800r；则每秒钟飞轮转
飞轮转30r，完成15个工作循环，做功15次，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
7．D
【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。
8．D
【详解】
A．铅块被压紧，下面悬挂钩码而不分开，是因为铅分子之间有相互作用的引力，故A错误；
B．水蒸气将软木塞推出，水蒸气对软木塞做了功，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，和汽油机的做功冲程原理相同，故B错误；
C．抽去玻璃隔板，两瓶气体逐渐混合，是因为空气分子二氧化氮分子不停运动发生了扩散，空气的密度小于二氧化氮的密度，故C错误；
D．迅速拉动金属管外面的皮绳，皮绳克服金属管的摩擦做功，机械能转化为内能，金属管及乙醚温度升高，乙醚汽化产生大量乙醚蒸汽，内部压强增大，乙醚蒸汽对橡皮塞做功，把橡皮塞顶出，故D正确。
故选D。
9．B
【详解】
A．火炮击发炮弹的过程中，火炮中燃料的燃烧产生的内能转化为炮弹的机械能，图中汽油机冲程中，两个气门关闭，活塞向上运动，这是压缩冲程，活塞的机械能转化为燃料的内能，故A不符合题意；
B．两个气门关闭，活塞向下运动，这是做功冲程，燃料燃烧获得的内能转化为活塞的机械能，带动飞轮转动，故B符合题意；
C．一个气门打开，活塞向上运动，将燃料燃烧产生的废气排出，这是排气冲程，没有能量转化，故C不符合题意；
D．一个气门打开，活塞向下运动，将汽油和空气的混合物吸入气缸，这是吸气冲程，没有能量转化，故D不符合题意。
故选B。
10．C
【详解】
A．四月的荷泽牡丹飘香，说明分子在不停地坐无规则运动，故A错误；
B．摩擦生热，克服摩擦力做功产生热量，是通过做功改变了物体的内能，故B错误；
C．热机通过压缩冲程对热机内气体做功，将机械能转化为内能，故C正确；
D．暖气片内用水作为导热介质是因为水的比热容较大，当质量与降低相同温度时，水比其他液体放出的热量多，故D错误。
故选C。
11．D
【详解】
A．图甲中厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加，故A错误；
B．图乙中瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能减小，故B错误；
C．图丙中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能减少，故C错误；
D．图丁中汽缸内的气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，气体的内能减少，故D正确。
故选D。
12．D
【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。
13． 1.68×106 60
【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℃
14． 40 10 惯性
【详解】
[1][2]单位换算1200r/min=20 r/s，即每秒转20转，1转2个冲程，所以每秒完成40个冲程；四个冲程做一次功，每秒做功10次。
[3]惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，除做功冲程外，其它三个冲程的完成没有动力，都是依靠飞轮的惯性来完成的。
15． 机械 做功
【详解】
[1]当试管内水被酒精灯加热后，水汽化成水蒸气，水蒸气的内能逐渐增大，推动塞子做功，最后会把塞子冲出去，水蒸气的内能转化为了塞子的机械能。
[2]汽油机的做功冲程是汽油燃烧产生高温高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，将内能转化为机械能，因此这一现象与做功冲程的能量转化相同。
16． 做功 30
【详解】
[1]酒精燃烧后的燃气对盒盖做功，将燃气的内能转化为盒盖的机械能，燃气的内能减小；四冲程热机中的做功冲程就是利用内能来做功的冲程，将内能转化为机械能。
[2]四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次。汽油机的转速为3600r/min，说明1s内汽油机曲轴的转动60圈；一个工作循环中，轴转两圈，完成4个冲程，对外做功一次，故汽油机在1s内完成120个冲程，对外做功30次。
17． 内能转化为机械能 做功 1.1×105N 600J 1000W
(1)蒸汽对活塞做功时，将内能转化为机械能。
(2)汽油机在做功冲程中将内能转化为机械能。
(3)利用公式变形可计算活塞受到蒸汽的压力。
(4)根据图中杠杆和定滑轮的特点，判断活塞上升一次时物体升高的高度，根据计算对物体所做的有用功；已知活塞每分钟向上运动100次，则根据可计算每分钟对物体所做有用功的功率。
【详解】
(1)蒸汽推动活塞上行过程中，蒸汽对活塞做功，蒸汽的内能转化为活塞的机械能。
(2)汽油机的做功冲程中，高温高压燃气推动活塞做功，燃气的内能转化为活塞的机械能，与汽油机做功冲程的能量转化相似。
(3)由可得，活塞受到蒸汽的压力：
(4)由图知杠杆左端的力臂是右端力臂的2倍，活塞每次上升高度为h=0.6m，则根据相似三角形的知识可知，杠杆右端下降的高度为，由定滑轮的特点可知，定滑轮右侧物体上升的高度为
物体的重力为
活塞上升一次蒸汽机对物体做的有用功为
活塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机对物体做有用功的功率为
答：(1)蒸汽推动活塞上行过程中，能量转化是内能转化为机械能；
(2)蒸汽机活塞上行过程与汽油机的做功冲程相似；
(3)活塞受到蒸汽的压力是1.1×105N；
(4)活塞上升一次蒸汽机对物体做的有用功为600J；该蒸汽机对物体做有用功的功率为1000W。
【点睛】
本题综合考查了热机的工作原理和能量转化、压力、功和功率的公式的灵活应用，以及对杠杆和定滑轮原理的掌握情况，涉及的知识点较多，正确理解题意，从图中获得有用的信息是关键。
18．(1) ；(2)电动汽车更经济；(3)75%
【详解】
(1)由汽车参数表可知，空车静止质量为800kg，每个轮胎与地面接触面积为50cm2，汽车有4个轮胎，故车对水平地面的压强为
(2)由电动汽车参数表可知，电池容量为44kW h，充满电最大行驶里程为200km，则百公里费用为
而燃油汽车百公里费用为
可见电动汽车更经济。
(3)标准承载下，匀速行驶时的拉力等于阻力，为
以72km/h的速度匀速行驶1分钟的位移为
则拉力做功为
汽车总消耗电能为
则得到汽车的效率为
答：(1)车对水平地面的压强是；
(2)电动汽车更经济；
(3)该电动汽车的效率是75%。
19． A 大气压 大于 能
【详解】
（1）按压瓶盖，瓶内气体被压缩，压强变大，大于外界大气压，洗手液在内外气压差的作用下被“吸”上来，利用的是大气压．
A、在钢笔吸墨水的过程中，挤出管内空气，松开手后，管内气压小于外界大气压，墨水在外界大气压的作用下压入管内，符合题意；
B、吸尘器在工作时，由于转动的扇叶处气体的流速大，压强小，从而在周围大气压的作用下将灰尘、纸屑等垃圾“吸”入，不符合题意；
C、帕斯卡裂桶实验是利用了液体压强与深度的关系，与大气压无关，不符合题意；
D、汽油机是将空气与汽油的混合气，在吸气冲程中被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生内能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能，与大气压无关，不符合题意；
（2）由（1）可知，洗手液能被“吸”上来是利用了大气压；
（3）向下按压后松手时，液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒，说明瓶中气压大于储液筒中气压；
（4）因为太空舱内也有空气，而这种瓶装洗手液瓶盖是利用大气压工作的，所以如果宇航员在太空舱中按压这种瓶装洗手液瓶盖能挤出洗手液．
20． 压缩 内 做功 详见解析
【详解】
(1)[1]空气动力汽车在加气过程中，将机械能转化为内能，与汽油机的压缩冲程相同；
(2)[2][3]由材料可知，空气发动机是利用空气的内能来做功，将内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程相同；
(3)[4]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。
21． )内　 12.5%
【详解】
解答：“摩擦损耗”的能量转化为：机械能转化为内能；该发动机的能量转化效率为：η＝＝12.5%
点睛：从能量的转化角度看，摩擦过程将机械能转化为内能．根据题意，能量转化效率＝×100%．
答案第1页，共2页
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