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．如图所示，在塑料瓶内装入少量的液态乙醚，待乙醚充满整个塑料瓶后，启动电子打火器，活塞瞬间飞出，下列说法正确的是（　　）
A．活塞飞出是机械能转化为内能
B．此过程相当于热机的压缩冲程
C．乙醚气体分子离开塑料瓶后，其分子间距变小
D．启动电子打火器后，塑料瓶内气体温度升高，气体分子平均动能增大
2．如图所示是汽油机工作时的四个冲程，其中说法正确的是（　　）
A．按一个工作循环，其正确的排列顺序是丁、乙、丙、甲
B．甲冲程中的能量转换过程为机械能转换为内能
C．使用热值更高的燃料可提高热机的工作效率
D．丁冲程中活塞向下运动汽缸内压强变大，大气压将空气压入汽缸
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．如图为四冲程汽油机工作过程中某一冲程的示意图，此冲程的名称及能量转化是（　　）
A．吸气冲程，机械能转化为内能 B．压缩冲程，机械能转化为内能
C．做功冲程，内能转化为机械能 D．排气冲程，内能转化为机械能
5．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
6．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
7．如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是（　　）
A．吸气冲程中，只有汽油吸入了气缸
B．压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小
C．做功冲程中，燃料释放的能量只有少部分转化为机械能
D．排气冲程中，气缸内的气压小于气缸外的气压
8．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
9．如图所示，压缩冲程的是（　　）
A． B．
C． D．
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．汽车在高速公路上急刹车时轮胎的温度会升高，此过程与热机中能量转化相同的冲程是（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
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．人们在冬天常常搓手取暖，这是通过________方式来改变物体的内能，这里的能量转化方式与四冲程汽油机工作时的________冲程相同。
14．汽油机的转速为3000r/min，则1s内汽油机对外做功______次，活塞往复运动______次
15．汽车发动机常用水做冷却剂，这是因为水的______较大。水流过发动机外表时使发动机温度降低，这是通过______的方法减小了发动机的内能。发动机工作时将内能转化为机械能的是______冲程。
16．一台单杠四冲程内燃机正常工作时的转速为1800r/min，该内燃机每秒共经历了________冲程。如图所示，某单缸四冲程汽油机正处于________冲程，此冲程将________能转化为________能，接下来它应该处于________冲程，汽油机是汽车的“心脏”，气缸外面有“水套”，汽车行驶时水的温度会升高，水的内能会增大，这是通过________方式改变水的内能。
三、综合题
17．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_____________。
18．阅读短文，回答问题。
如图甲所示，发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在气缸中往运动，一个工作循环经历吸气、压缩、做功和排气四个冲程汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在汽缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（冲程长度）。实际汽车往往采用多缸发动机。如图乙所示发动机有4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个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吸气、压缩和排气冲程。四缸四冲程汽油机分为两种：一种是同步汽油机，四个汽缸在同一时间都是做的相同工作：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。一种是异步汽油机，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，其他三个汽缸分别做吸气、压缩和排气工作。
（1）汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为_____能。如图甲所示，汽油机正处在_____冲程。
（2）如果一个单缸四冲程汽油机在1s内完成了20个循环，则该汽油机1s内对外做功_____次，该汽油机工作时飞轮转速是_____r/min。
（3）若一个汽缸排量为V，燃气对活塞的平均压强为p，则一个做功冲程中燃气对活塞所做的功为_____（用字母表示）。
（4）四缸发动机中2号汽缸在做功冲程时，3号汽缸所处的冲程是_____冲程。
（5）有关四缸四冲程同步汽油机和异步汽油机说法正确的是_____。
A．四缸四冲程同步汽油机，飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功
B．四缸四冲程异步汽油机，四个汽缸在同一时间都是做的相同工作
C．若每个汽缸做功功率相同，同步汽油机的平均功率大于异步汽油机平均功率
D．异步机各汽缸的做功冲程错开，机械能输出更平稳
19．随着人们生活水平的不断提高，各种小汽车已经走进我们的家庭．仔细观察和思考，会发现小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象都与物理知识有关，请你用学过的物理知识解答下面的问题．
（1）小汽车的外形设计呈流线型，当小汽车在水平路面上高速行驶时对路面的压力与静止时相比是________（填“增大”“减小”或“不变”），其原因是___________．
（2）前挡风玻璃倾斜安装不仅可以减少空气阻力，更重要的作用是__________．
（3）小轿车水箱中用水做冷却剂，是利用水的________；冬天司机向水箱中添加防冻液是为了使冷却剂的凝固点________（填“升高”或“降低”）．
（4）如图所示，是小汽车内四冲程汽油机工作的部分冲程示意图，其中图________是做功冲程，若汽油机飞轮转速为1 200转1分，则1秒内汽油机对外做________次功．
20．国产165型单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为，活塞冲程长，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为，飞轮的转速是．该汽油机每秒做功多少次？_______每次做功多少焦耳？___________汽油机满负荷工作时做功的功率是（不计摩擦损失）；汽油机燃烧相同的燃料，输出的机械能越多，表明汽油机越节能．是否节能，是衡量机器性能好坏的重要指标，关于汽油机尾气的温度跟汽油机性能之间的关系，你认为尾气温度越______（填“高”或“低”），性能越好．
21．随着物质生活水平的提高，小轿车已经走进我们普通的家庭。请根据下列提供的信息回答相关问题。
(1)如图是轿车车顶“外掀式天窗”，行驶时，如果天窗后部稍微向上掀开，车内的污浊空气就能被自动“抽出”，这里应用的物理原理是______；
(2)当该轿车汽油机的转速为2400r/min时，在1s内汽油机每个气缸里活塞对外做功次数是______，汽车行驶时，消耗了燃料的______能，最终获得了机械能。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
A．点燃乙醚后，化学能转化为内能推动活塞飞出转化为活塞的机械能，故A错误；
B．此过程是对外做功，相当于热机的做功冲程，故B错误；
C．分子间距与温度和压强有关，乙醚气体分子离开塑料瓶后，分子间距变大，故C错误；
D．启动电子打火器后，乙醚燃烧，化学能转化为内能，内能增加，温度升高，分子平均动能增大，故D正确。
故选D。
2．B
【详解】
A．由图可判断：甲是压缩冲程、乙是排气冲程、丙是做功冲程、丁是吸气冲程，所以正确的排列顺序是丁、甲、丙、乙，故A错误；
B．甲是压缩冲程，该冲程中的能量转化是机械能转化为内能，故B正确；
C．热机效率是热机所做的有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值，与燃料的热值高低没关系，故C错误；
D．丁冲程是吸气冲程，活塞向下运动时汽缸内气体压强变小，大气压将空气和汽油的混合物压入汽缸，故D错误。
故选B。
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】
进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，气体被压缩，为压缩冲程，机械能转化为内能，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
5．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。
6．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。
7．C
【详解】
A．吸气冲程中，只有汽油和空气吸入了气缸，故A错误；
B．压缩冲程中，压缩气体做功，气体的内能增大，通过做功的方式使汽缸内气体的内能增大，故B错误；
C．做功冲程中，燃料释放的能量只有少部分转化为机械能，只有30%左右，故C正确；
D．排气冲程中，气缸的体积变小，故气缸内的气压大于气缸外的气压，故D错误。
故选C。
8．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。
9．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。
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．B
【详解】
急刹车时，轮胎的机械能转化为内能，热机的压缩冲程也是将机械能转化为内能，吸气及排气冲程中没有能量转化，而做功冲程是内能转化为机械能，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
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． 做功 压缩
【详解】
[1]改变物体内能的方式包括热传递和做功，在冬天常常搓手取暖，这是通过克服摩擦做功方式来改变物体的内能，将机械能转换为内能。
[2]四冲程汽油机工作时，压缩冲程活塞压缩缸内气体，对气体做功，将机械能转化为内能，所以这里的能量转化方式与四冲程汽油机工作时的压缩冲程相同。
14． 25 50
【详解】
[1][2]四冲程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，完成4个冲程，对外做功1次，该汽油机的转速为
表示飞轮每秒转动的圈数为50，则曲轴转动50周，活塞往复运动50次，每秒完成25个工作循环，对外做功25次。
15． 比热容 热传递 做功
【详解】
[1]等质量的水与其它液体相比，上升相同的温度，水吸收的热量更多，汽车发动机常用水做冷却剂，这是因为水的比热容较大。
[2]发动机的温度较高，与水接触时将热量传递给水，发动机的内能减小，温度降低，是利用热传递改变内能的。
[3]汽车发动机工作时，在做功冲程过程中，高温高压的燃气将推动活塞向下运动，对外做功，将内能转化为机械能，故发动机工作时将内能转化为机械能的是做功冲程。
16． 60 做功 内 机械 排气 热传递
【详解】
[1]内燃机正常工作时的转速为1800r/min=30r/s，即每秒完成15个工作循环，完成60个冲程。
[2][3][4]如图，进气门和排气门都是关闭的，火花塞放出电火花，活塞下行，可以判断是做功冲程，做功冲程中内能转化为机械能。
[5]接下来应该将燃烧后的废气排出，所以接下来应该处于排气冲程。
[6]气缸外有一个水套，气缸被水包围着，水从气缸吸收热量，温度升高，水的内能会增大，这是通过热传递的方式改变水的内能。
17． 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
(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。
18． 机械 做功 20 2400 pV 排气 D
【详解】
（1）[1]汽油机工作时，消耗燃料燃烧的内能，产生机械能，将内能转化为机械能。
[2]观察图甲可知，两个气门都关闭，活塞向下运动，因此是做功冲程.
（2）[3][4]由于1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次，当汽油机在1s内完成了20个循环，该汽油机1s内对外做功20次；1s内转动的圈数为
20×2=40r
则1min转动的圈数为
40r/s×60s=2400r
故该汽油机工作时飞轮的转速为2400r/min。
（3）[5]在做功冲程，活塞移动的距离为L，发动机的单缸排量V=SL，燃气对活塞所做的功
W=FL=pSL=pV
（4）[6]四汽缸发动机，各个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吸气、压缩和排气冲程，据此可知四缸发动机中2号汽缸在做功冲程中，3号汽缸所处的是排气冲程。
（5）[7]A．由题知，同步汽油机四个汽缸在同一时间都是做的相同工作，所以飞轮转动的2周里，四个汽缸是同时完成做功冲程，即同时在做功，故A错误；
B．四缸四冲程异步汽油机，各汽缸的做功过程错开，所以四个汽缸在同一时间做的工作不同，故B错误；
C．若每个汽缸做功功率相同，由于都是四个汽缸，所以同步汽油机的平均功率与异步汽油机平均功率相等，故C错误；
D．异步机各汽缸的做功冲程错开，做功冲程均匀，则机械能输出更平稳，故D正确。
故选D。
19． 减小 因为小汽车外型是流线型，当汽车高速行驶时，车身上方空气流速大，压强小，小汽车受到了一个向上的升力，减小了小汽车对地面的压力 使各种反射光旁射，提高行车的安全性 比热容大 降低 甲 10
【详解】
(1)如图，小汽车外型是流线型，当汽车高速行驶时，相同时间内，空气经过上方的路程比下方路程长，流速大，压强小，汽车在压强差下产生向上的升力，汽车对路面的压力减小，小于汽车的重力．
(2)小汽车前面的挡风玻璃相当于平面镜，平面镜成像的特点是像与物关于镜面对称，如果竖直安装，像会在正前方，干扰司机观察路况，如果玻璃是倾斜的，使驾驶室内物体的像成在司机的视线的上方，不干扰司机观察路况，排除因平面镜成像造成的不安全因素；
(3)汽车发动机工作时产生大量的热，为了保护发动机，需要降低它的温度；相同质量的水和其它物质比较，由于水的比热容大，升高相同的温度，水吸收的热量多，冷却发动机的效果好，所以汽车水箱用水做冷却剂．冬天，向汽车水箱中加入防冻液后，低温下水也不会凝固，这说明水的凝固点降低了；
(4)由题中甲图可知：两气门关闭、活塞下移，是做功冲程，乙图：进气门打开，排气门关闭，活塞下移是吸气冲程；汽油机的转速为1200r/min，说明1s内汽油机曲轴的转动次数等于20.一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，1s内曲轴转动20次，对外做功10次．
20． 10次 135J 见解析
【详解】
[1] 飞轮的转速为，即，曲轴每转动一周为两个冲程，因此汽油机每秒钟内完成40个冲程，汽油机四个冲程为一个循环，其中只有做功冲程阶段对外做功，因此40个冲程中只有对外做功，即该汽油机每秒做功10次；
[2]活塞平均压力为：
每次做功为：
；
[3]尾气的温度高，说明散失的热量多，汽油机的效率低，反之，汽油机的效率高，即节能．
21． 空气流速越大，压强越小 20 化学
【详解】
(1)[1]天窗后部稍微向上掀开，车上方空气流速大，压强小，车内空气流速相对较慢，压强大，在内外气压差的作用下，车内的污浊空气就能被自动“抽出”，所以这里应用的物理原理是空气流速越大，压强越小。
(2)[2]汽油机一个工作循环，4个冲程，活塞往返2次，飞轮转2转，对外做功1次，汽油机的转速为2400r/min时，故1s飞轮40转，对外做功20次，则在1s内汽油机每个气缸里活塞对外做功次数是20。
[3]汽车行驶时，燃料燃烧是将燃料储存的化学能转化为内能，再对外做功，转化为机械能给车提供动能。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页