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．如图所示的某单缸四冲程汽油机四个冲程的图片，下列说法不正确的是（　　）
A．靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁
B．四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙甲乙
C．甲图中能量的转化是内能转化为机械能
D．乙图中汽缸内气体温度会下降
2．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
3．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
4．如图是单缸四冲程内燃机某个冲程的示意图，根据图中活塞和进气门、排气门的开闭情况，下列分析正确的是（　　）
A．该冲程获得动力
B．该冲程是排气冲程
C．该冲程是机械能转化为内能
D．该冲程不是由飞轮惯性来完成的
5．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
6．科幻大片《流浪地球》中的主人公为了拯救人类，点燃木星上的可燃气体，借助燃烧产生的高温气体把即将与木星相撞的地球成功推开。“高温气体把地球推开”的过程相当于汽油机的（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
7．如图所示是某单缸四冲程汽油机的某个冲程，若该汽油机每1秒钟对外做功25次，则（　　）
A．图示冲程是压缩冲程
B．该汽油机飞轮（曲轴）每1秒钟转25圈
C．图示冲程存在着化学能转化为内能的过程
D．图示冲程存在着机械能转化为内能的过程
8．一台单缸汽油机，飞轮转速为，那么内汽油做功的次数为（　　）
A．次 B．次 C．次 D．次
9．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
10．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
11．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．摩擦生热是通过热传递改变了物体的内能
B．热机通过压缩冲程将机械能转化为内能
C．四月的荷泽牡丹飘香，说明分子间有空隙
D．暖气片内用水作为导热介质是因为水的沸点较高
12．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
二、填空题
13．如图所示为四冲程汽油机的______冲程，在该冲程中，气缸内气体的内能___（选填“减小”“增大”或“不变”）；汽油机以水为冷却剂，是因为水具有较大的____（选填“热值”“密度”或“比热容”）。
14．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。
15．一台汽油机飞轮的转速为3600r/min，在1s内汽油机对外做了_________次功。
16．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。
三、综合题
17．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：______。
18．请阅读《走马灯》回答问题．
走马灯
《燕京岁时记·走马灯》中记载：“走马灯者，剪纸为轮，以烛嘘之，则车驰马骤，团团不休，烛灭则顿止矣．”走马灯（如图所示）古称蟠螭（pán chī）灯（秦汉）、转鹭灯（唐）、马骑灯（宋），中国特色工艺品，亦是传统节日玩具之一，属于灯笼的一种．
走马灯的构造是在一根立轴上部装有叶轮，其轴中央装两根交叉细铁丝，在铁丝每一端粘上人、马之类的剪纸．立轴下端附近装一支蜡烛，蜡烛点燃后，热气上升，形成气流，从而推动叶轮旋转，于是剪纸随轮轴转动．从外面看，在灯笼纸罩上，剪纸的影子就活动起来了．
根据阅读材料，回答下列问题：
（1）立轴下端的蜡烛点燃后，蜡烛上方的空气受热膨胀，密度变_______，随即上升，冷空气由下方进入补充，产生空气对流，从而推动叶轮旋转；
（2）立轴下端的蜡烛作用之一是提供热源，使空气产生对流；作用之二是提供光源，利用光的__________现象，在灯笼纸罩上形成剪纸的影子；
（3）走马灯利用了气体驱动的原理，如图所示的机器中，工作原理与其相同的是____________．
A．蒸汽机　 B．水轮机 　C．电风扇 　D．燃气轮机
19．如图所示，汽车是大家熟悉的交通工具，汽车应用了许多物理知识．请你运用所学的物理知识解答下列问题：
（1）发动机是汽车的“心脏”．发动机工作时_____冲程将内能转化为机械能，另外三个冲程靠飞轮的惯性完成．
（2）载重汽车都安装了较多的车轮，其目的是_____，且轮胎上有凸凹不平的花纹，其目的是_____．
（3）有一辆重1.2×104N的6轮汽车，如果每个车轮与路面的接触面积为200cm2，该汽车对水平地面的压强是_____Pa．
（4）“五、一”假的一天，刘小华乘坐爸爸的汽车到机场游玩，在机场高速公路的入口处，看到如图所示的标志牌．在不违反交通规则的前提下，他们从入口处至少行驶_____小时才能到达机场．
（5）汽车在一段平直的路段上行驶了1km，若汽车速度计的指针一直指在如图所示的位置，爸爸告诉小华：汽车在这段时间的功率是50kW．请计算在这段时间内汽车的牵引力大小是_____N．
20．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。
21．太阳能清洁无污染，是人类能源的宝库，某太阳能汽车总质量为800kg，顶部安装了太阳能电池板，它是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型汽车，如图丙所示，太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为2.4×103W/m2，汽车上的太阳能电池板的有效面积为5m2．
（1）太阳能电池电池板一般是由晶体态硅制成的，它能直接把太阳能转化成电能，其主要材料是( )
A．磁性材料 B．纳米材料 C．半导体 D．超导体
（2）当该车行驶时，其中的能量转化情况是：____________
（3）太阳能电池板能将太阳能转化为电能，若太阳能电池板的转换效率为40%，则转换给汽车电动机的功率是_____瓦？
（4）如果这辆汽车的电动机经电能最终转化为机械能的效率为80%，若汽车所受阻力为车重的0.02倍．汽车受到的阻力是_____（g取10N/kg），则汽车在该平面上匀速时的速度为_____m/s
（5）小龙从网上查找到该车输出功率与转速关系如图甲所示，根据图分析，发动机转速为1000～5000r/min范围内，则它输出功率P与转速n的关系式为_____W．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
A．甲图中两气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程；乙图中进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程；丙图中排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程；丙图中两气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，在热机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程是靠飞轮的惯性完成的，依靠飞轮惯性完成的冲程是：乙、丙、丁冲程，故A正确，不符合题意；
B．热机的四个冲程依次是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，即乙丁甲丙，故B错误，符合题意；
C．甲图中是做功冲程，将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，故C正确，不符合题意；
D．乙图中进气门打开，活塞向下运行，气缸内气体积增大，对外膨胀做功，内能减小，温度降低，故D正确，不符合题意。
故选B。
2．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。
3．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。
4．C
【详解】
如图，进气门、排气门均关闭，说明不是排气冲程；活塞向上运动，火花塞未点火，说明此冲程是压缩冲程，该冲程靠飞轮的惯性来完成，把机械能转化为内能，消耗了机械能，因此没有产生动力。故ABD错误，C正确。
故选C。
5．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。
6．C
【详解】
燃烧产生的高温气体具有很大的内能，把即将与木星相撞的地球成功推开的过程，是将高温气体的内能转化为地球机械能，相当于内燃机的做功冲程，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
7．C
【详解】
A．图中两个气门关闭，火花塞产生电火花，活塞向下运动，是做功冲程，故A不符合题意；
B．每1秒钟对外做功25次，因一个工作循环有4个冲程，飞轮转2圈，做功一次，所以飞轮（曲轴）每1秒钟转50圈，故B不符合题意；
CD．做功冲程中燃料燃烧，而燃料燃烧将化学能转化为内能，高温高压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，故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
8．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。
9．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。
10．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。
11．B
【详解】
A．摩擦生热是克服摩擦做功，消耗机械能转化为内能，是通过做功改变物体的内能，故A错误；
B．在热机（内燃机）的压缩冲程中，将机械能转化为内能，故B正确；
C．四月的菏泽牡丹飘香，是牡丹的芳香分子无规则运动的结果，故C错误；
D．暖气片内用水作为导热介质是因为水的比热容较大，质量相同的水和其它物质相比，升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多，故D错误。
故选B。
12．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。
13． 压缩 增大 比热容
【详解】
[1][2]由图可知，两个气门都关闭，活塞向上运动，故可以判断这个冲程是压缩冲程，此冲程是通过压缩气体做功将机械能转化为内能，气缸内气体的内能增大。
[3]汽油机以水为冷却剂，因为水的比热容较大，质量相同的水和其它液体相比较，升高相同的温度时，吸收的热量多。
14． 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。
15．30
【详解】
飞轮的转速为
每个工作循环，转轴转动2圈，完成4个冲程，对外做功一次，该汽油机1s内转动60圈，故汽油机对外做功次数为
16． 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。
17． 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。
18． 小 直线传播 AD
（1）根据可知：一定质量的气体体积膨胀，即体积变大后，密度变小；
（2）光在同种均匀介质中沿直线传播；
（3）走马灯利用了气体驱动的原理，分析选项中分别用了哪种驱动方式．
【详解】
（1）火焰上方空气加热后体积膨胀，根据，可知空气密度变小，会向上运动；
（2）立轴下端的蜡烛作用之一是提供热源，使空气产生对流；光在同种均匀介质中沿直线传播，故作用之二是提供光源，利用光的直线传播现象，在灯笼纸罩上形成剪纸的影子；
（3）走马灯利用了气体驱动的原理，蒸汽机是利用气体驱动，水轮机是利用水的动能，电风扇是利用电能驱动，燃气轮机是利用燃气驱动，故AD符合题意．
19． 做功 增大面积，减小压强 增大粗糙程度，增大摩擦力 105 0.3 2000N
【详解】
（1）在内燃机的四个冲程中，只有做功冲程是将内能转化为机械能，其它冲程是靠飞轮的惯性完成；
（2）在汽车的压力一定时，轮子越多，受力面积越大，所以汽车对地面的压强越小；轮胎上有凸凹不平的花纹是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大轮子与地面之间的摩擦，从而增大摩擦力；
（3）6轮汽车，每个车轮与路面的接触面积为200cm2，故总面积s＝6×0.02m2=0.12m2，由压强公式p＝可知，p＝＝105Pa；
（4）由标志牌信息可知，距离机场还有30km，行驶速度不能超过100km/h；由速度的变形公式t＝＝＝0.3h；
（5）由速度表盘可知，此时速度v＝90km/h＝m/s＝25m/s，已知功率P＝50kW＝50×103W；故牵引力F＝＝＝2000N．
20． 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。
21． C 太阳能﹣﹣电能﹣﹣机械能 4800 160N 24 1.5n
【详解】
试题分析：（1）根据材料的分类：导体、半导体、绝缘体和太阳能电池板的材料进行解答；
（2）根据该车的原理分析解答；
（3）利用太阳板的接收功率和面积，结合效率求出转化功率；
（4）先求出其重力，因为匀速，牵引力等于摩擦力，根据摩擦力阻力与重力关系求出阻力即可解答；利用P===Fv解答匀速行驶速度
（5）由这台发动机输出特性曲线可以得出发动机转速为1000﹣﹣5000r/min范围内输出功率与转速的大致关系．
解：（1）太阳能电池板是由晶体态硅制成的，硅属于半导体；
（2）该车使用中的能量转化情况为：太阳能转化为电能，电能在转换为机械能；
（3）太阳能电池板能将太阳能转化为电能，若太阳能电池板的转换效率为40%，则转换的电功率为：P=ηP0S=40%×2.4×103W/m2×5m2=4.8×103W；
（4）车的重力为G=mg=800kg×10N/kg=8000N，
由于这辆汽车在某水平面上匀速行驶，则牵引力等于阻力，故F=f=0.02G=0.02×8000N=160N；
因为牵引力为F=160N，由P===Fv可得：v===24m/s．
（5）由这台发动机输出特性曲线可以看出在发动机转速为1000﹣500r/min范围内，它的输出功率与转速大致成正比关系，
由曲线图可知当P=6000W时，n=4000r/min，故==1.5，因此P=1.5n．
故答案为（1）C；（2）太阳能﹣﹣电能﹣﹣机械能；（3）4800；（4）160N；24；（5）1.5n．
【点评】
此题主要考查了功率、重力、二力平衡等知的求解，计算时注意公式变换以及单位统一．
答案第1页，共2页
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