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．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　）
A．温度相同的物体内能一定相等
B．汽油机的做功冲程中燃气的内能减小
C．我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多
D．摩擦生热过程将机械能转化为内能，这些内能又可以自发的转化为机械能
2．如图表示四冲程内燃机的某个冲程示意图，这个冲程是（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
3．关于汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（　　）
A．汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴
B．汽油机用压燃式点火，柴油机用点燃式点火
C．吸气冲程中，汽油机吸入汽油和空气混合物，柴油机只吸入空气
D．小汽车、摩托车通常用汽油机做发动机；卡车、挖掘机用柴油机做发动机
4．如图所示为单缸四冲程汽油机工作时各冲程的示意图，该汽油机1s对外做功20 次。下列说法正确的是 （　　）
A．丁冲程进入汽缸的只有汽油
B．该汽油机飞轮的转速为 20 r/s
C．甲冲程的能量转化过程和摩擦生热相同
D．该汽油机一个工作循环的四个冲程正确的顺序是丁丙甲乙
5．下列现象的解释，说法正确的是（　　）
A．甲图中抽掉玻璃板后二氧化氮进入上面的空气瓶中，说明二氧化氮分子是运动的，空气分子是静止的
B．乙图中塞子受到水蒸气的压力而冲出去，水蒸气的内能转化为塞子的动能
C．丙图把活塞迅速压下，玻璃筒中的硝化棉燃烧，说明空气被压缩时内能减少
D．丁图为四冲程汽油机的吸气冲程
6．下列有关热和能的说法中，正确的是（　　）
A．发生热传递时，温度总是从高温物体传递给低温物体
B．一块0℃的冰熔化成0℃的水后，温度不变，内能不变
C．夏天在室内洒水降温，利用了水的比热容较大的性质
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
7．如图所示，压缩冲程的是（　　）
A． B．
C． D．
8．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
9．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
10．如图所示，给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，这个过程与选项四冲程汽油机工作示意图中，哪一个冲程的能量转化过程是相同的（　　）
A． B． C． D．
11．关于下图所示的四个情景，下列说法中正确的是（ ）
A．甲图：红墨水在热水中扩散得快，说明温度越高分子无规则运动越剧烈
B．乙图：两个铅块没有被重物拉开说明分子间只存在引力
C．丙图：二氧化氮的密度大于空气的密度，因此不能发生扩散现象
D．丁图：下压活塞的过程中，筒内气体内能不变
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．如图所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出。在水蒸气把软木塞冲出的过程中___________能转化为___________能，这与内燃机的___________冲程工作原理相同。
14．如图所示是四冲程汽油机工作时的_______冲程。若该汽油机飞轮转速为1800r/min，则汽油机每秒钟对外做功_______次。汽油机需要用冷却液进行降温，是利用冷却液_______大的特性。
15．如图所示为汽车四冲程发动机的_______冲程示意图，该冲程发生的能量转化是_______。
16．如图a快速将活塞下压，使活塞对______做功，最终使玻璃桶底部棉花燃烧，下压过程类似于图b中汽油机的______（选填“甲”或“乙”）能量转化情景，该冲程称为______冲程。
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．阅读理解，回答问题。
汽油机
内燃机就是指燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，分别叫做汽油机和柴油机。汽油机指汽油在汽缸内燃烧、生成高温高压燃气，燃气推动活塞而做功，燃气内能转化为活塞运动的机械能。
（1）构造：进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴。冲程：活塞从气缸一端运动到另一端的单向运动叫做一个冲程。
（2）工作原理。内燃机的工作过程以一个循环为一个单元，一个循环又分为四个冲程。
吸气冲程：开始工作前，活塞位于气缸上端，进、排气门军关闭。工作时，活塞由上向下运动，进气门打开，排气门仍关闭。由于缸内体积增大，压强减小，空气和汽油的混合气体被吸入气缸。这是第一个冲程。
压缩冲程：活塞运动到最下端，就开始转为向上运动。这时进气门、排气门都关闭，混合气体被强行压缩，使气体的温度升高，压强增大。这是第二个冲程。
做功冲程：压缩结束时虽然温度较高，但未能达到燃料的燃点。在压缩冲程结束的瞬间，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，高温高压燃气推动活塞向上向下运动，通过连杆带动曲轴转动。实现了内能向机械能的转化。这是第三个冲程。
排气冲程：做功冲程结束，活塞继续向下向上运动，进气门关闭，排气门打开，燃烧后的废气被活塞推出缸外。这是最后一个冲程。
此后，活塞又由上向下运动，从此进入下一轮循环。在一个工作循环中有四个冲程，活塞往复两次，曲轴转两周，对外做一次功。
（3）能的转化：在做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机械能。其余三个冲程靠消耗飞轮的机械能来完成。
问题：
A．内能转化为机械能的过程是______冲程完成的。
B．汽油机的构造由进气门，排气门，______，气缸，活塞，连杆，______组成。
C．活塞从气缸一端运动到另一端的______运动叫做一个冲程。
D．活塞在一个工作循环中有四个冲程，活塞往复______次，曲轴转______周，对外做一次功。
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）小林通过上网查到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图3所示．小林又向爸爸询问了一些实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为100km/h，发动机转速为2000r/min，平均油耗为9L/100km，参考图中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，1min获得的机械能为 _____ J，发动机产生的牵引力为 _____ N；行驶100km所消耗的汽油完全燃烧释放的能量是 _____ ．（已知汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.8×103kg/m3）
20．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_________．
21．图中的汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供了便利．汽车应用了许多物理知识：
(1)汽油机是汽车的“心脏”，汽油机的______冲程是将内能转化为机械能．
(2)小轿车前方的挡风玻璃是倾斜的，目的是为了使车内物体所成的______像（选填“实”或“虚”）位于玻璃的上方，不妨碍司机视线．
(3)有的轿车尾部安装一个“气流偏导器”，它是依据__________________________的原理，当轿车高速行驶时，能产生较大的抓地力．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
A．晶体熔化和水沸腾的过程中，吸收热量，内能增大，但温度却保持不变，所以温度相同的物体内能不一定相等，故A错误；
B．做功冲程将燃气的内能转化为活塞的机械能，内能减小，故B正确；
C．我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤的温度较高，热量是过程量，不能说含有热量，故C错误；
D．能量的转移和转化都具有方向性，摩擦生热过程将机械能转化为内能，这些内能不能自发的转化为机械能，故D错误。
故选B。
2．C
【详解】
由图可知，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，同时火花塞发出电火花，所以是做功冲程，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
3．B
【详解】
A．汽油机汽缸顶部有火花塞，柴油机汽缸顶部有喷油嘴，故A正确；
B．柴油机与汽油机采用的点火方式不同，柴油机采用压燃式，汽油机采用点燃式，故B错误；
C．在热机的吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合气体，柴油机吸入的只有空气，故C正确；
D．柴油机一般用于大型机械，例如卡车、挖掘机；汽油机用于小型机械，例如小汽车、摩托车，故D正确。
故选B。
4．D
【详解】
A．由图可知，丁冲程是吸气冲程，汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物，故A错误；
B．汽油机对外做功一次需要转两圈，则该汽油机飞轮的转速为40r/s，故B错误；
C．甲冲程是发动机的做功冲程，这时内能转化为机械能，摩擦生热是机械能转化为内能，故C错误；
D．该汽油机一个工作循环是吸气、压缩、做功、排气，则正确顺序应该是丁丙甲乙，故D正确。
故选D。
5．B
【详解】
A．抽出玻璃后，二氧化氮和空气之间发生扩散现象，说明分子不停地做无规则运动，故A错误；
B．塞子受到水蒸气的压力而冲出的瞬间，水蒸气的内能通过做功的形式转化为塞子的动能，故B正确；
C．当用力压活塞时，活塞压缩玻璃筒内的空气体积，对气体做功，空气的内能增大，温度升高，故C错误；
D．由图可知，汽油机进气门关闭，排气门打开，活塞由下端向上端运动，是排气冲程，故D错误。
故选B。
6．D
【详解】
A．发生热传递时，传递的是热量而不是温度，热量总是从高温物体传递给低温物体，故A错误；
B．晶体熔化时，吸收热量，内能增大，温度保持不变，所以一块0℃的冰熔化成0℃的水后，温度不变，内能增加，故B错误；
C．夏天在室内洒水降温，是利用了水蒸发吸热有致冷作用，不是利用了水的比热容较大的性质，故C错误；
D．内燃机的压缩冲程，活塞压缩气缸内气体做功，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。
7．B
【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。
8．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。
9．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。
10．C
【详解】
水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，这个过程是把水的内能转化为橡皮塞的机械能，与汽油机中的做功冲程能量转化过程相同。A为压缩冲程，B为排气冲程，C为做功冲程，D为吸气冲程。
故选C。
11．A
【详解】
A．分子热运动的剧烈程度与温度有关，红墨水在热水中扩散得快，说明温度越高分子无规则运动越剧烈，故A正确；
B．分子间同时存在引力和斥力，两个铅块没有被重物拉开说明此时分子间引力起主要作用，故B错误；
C．所有分子都会不停地做无规则运动，二氧化氮也要发生扩散现象，故C错误；
D．下压活塞的过程中，机械能转化为内部气体的内能，筒内气体内能增大，故D错误。
故选A。
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． 内 机械 做功
【详解】
[1]酒精燃烧产生的化学能会转化为试管内水和水蒸气的内能，当内能增大到一定程度时，水蒸气的内能对塞子做功，把塞子冲出去，转化为塞子的机械能。
[2]内燃机的做功冲程中，高温高压燃气推动活塞做功，燃气内能转化为活塞的机械能，所以此过程与内燃机做功冲程能量转化形式相同。
14． 做功 15 比热容
【详解】
[1]如图所示，进气门、排气门关，活塞向下运动，是气油燃烧产生的内能推动活塞做功，故是做功冲程。
[2]汽油机每秒钟转的圈速为
每转2圈，对外做功一次，故对外做功的次数为15次。
[3]汽油机需要用冷却液进行降温，是利用冷却液比热容大，与其他液体相比，每升温1℃吸收的热量比较多，即比热容大，吸收热量的能力强。
15． 做功 内能转化为机械能
【详解】
[1]由图中可知，此时进气门与排气门均关闭，活塞向下运动，故是做功冲程。
[2]发动机的做功冲程中，消耗内能对外做功，将内能转化为机械能。
16． 空气 甲 压缩
【详解】
[1]由图a可知，将活塞下压时，活塞压缩筒内空气，对空气做功，气体内能增大，将机械能转化为内能。
[2][3]图甲中进气门与排气门均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能；图乙中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；故可知下压过程类似于图b中汽油机的甲能量转化情景，该冲程称为压缩冲程。
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． 做功 火花塞 曲轴 单向 两 两
【详解】
（3）[1]在做功冲程中，气体推动活塞对外做功，将气体的内能转化为活塞的机械能。
[2][3]汽油机由进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴组成。
[4]由文章可知，活塞从气缸一端运动到另一端的单向运动叫做一个冲程。
[5][6]内燃机工作中，活塞从气缸的一端运动到另一端叫做一个冲程，在四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，在内燃机的一个工作循环中，曲轴转动2周，活塞往复运动2次，对外做功1次。
19． 比热容 增加 A D 1.8×106 1080 3.312×108J
【详解】
(1)[1][2]由公式Q=cm△t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]图1是做功冲程，能量转化为内能转化为机械能；
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．
(3)[4]由
的变形式可知，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][6][7]由发动机输出特性曲线可知：发动机转速为2000r/min时，其输出功率约为30kW，1min对外所做的有用功：
W=Pt=30×103W×60s=1.8×106J；
发动机的牵引力：
由平均油耗为9L/100km，则行驶100km消耗的汽油是9L=9dm3=9×10-3m3，则完全燃烧释放的热量：
Q=mq=ρVq=0.8×103kg/m3×9×10-3m3×4.6×107J/kg=3.312×108J，
20． )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%．
21． 做功 虚 流体流速越快的位置压强越小
【详解】
（1）做功冲程中，两气门都关闭，活塞在高温高压的气体作用下向下运动，内能转化为机械能；
（2）挡风玻璃相当于平面镜，因为平面镜成的像是虚像，所以挡风玻璃倾斜安装，是为了避免由于平面镜成像而使车内景物的像成在车的正前方，影响司机视线．
（3）当车高速行驶时，气流偏导器的上方空气流速小，压强大；下方空气流速大，压强小．向下的压强大于向上的压强，故对汽车产生了一个向下的压力，产生较大的抓地力；
所以依据是：流体流速越快的位置压强越小．
【点睛】
注意掌握做功冲程和压缩冲程中的能量转化问题，是常考的知识点；另外注意流体压强与流速关系的应用，是飞机产生升力的原因，牢记流速大的地方压强小的规律，中考中也是常出现的题目类型，且要能用此特点解释生活中的相关现象．
答案第1页，共2页
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