14.1热机 同步练习（有解析） 2024—2025学年人教版物理九年级全一册

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14.1热机
刷基础
知识点1 热机
1[2023 江苏盐城期末]如图所示的工具，在工作过程中使用热机的是 ( )
2[2024辽宁铁岭质检]世界上很多的发明都是人们受到生活现象的启示而萌发的创意。比如蒸汽机和内燃机，它们工作时能量的转化情况是： 能转化为 能。图中 是内燃机的工作原理图。
知识点2汽油机
3汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中错误的是 ( )
A.汽油机一个工作循环正确的顺序是：丁、甲、丙、乙
B.甲冲程中气体内能增大，温度升高
C.丙冲程中存在的能量转化是：内能转化为机械能
D.依靠飞轮惯性完成的冲程是：乙、丙、丁冲程
4 新考向传统文化[2024 山东菏泽期末]景颇族的祖先曾发明了一种活塞式点火器，如图所示，以牛角作套筒，在木质推杆前端黏附艾绒。取火时，一手握住套筒，另一手猛推推杆，艾绒即燃，随即将杆拔出，口吹立见火苗。汽油机的工作冲程中与手推推杆入筒过程能量转化相同的是 ( )
A.吸气冲程
B.压缩冲程
C.做功冲程
D.排气冲程
知识点3 柴油机
5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的混合物，柴油机只吸入空气
D.小汽车、摩托车通常用汽油机作发动机，卡车、挖掘机用柴油机作发动机
易错点 内燃机的做功次数与飞轮转数之间的关系易混淆
[中]某四冲程内燃机的飞轮转速为3 600 r/ min,则在每秒内 ( )
A.曲轴转120周 B.对外做功60次
C.完成120个冲程 D.完成80个工作循环
刷提升
1[中]如图所示为四冲程内燃机工作示意图，这四个冲程中活塞和曲轴的位置，进气门、排气门的开闭情况有错误的是 ( )
2[2024山东德州质检，中]如图所示，是小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作，由此他联想到汽油机的冲程，下列说法正确的是 ( )
A.“鼻孔吸气”动作所对应的汽油机冲程吸入的只有空气
B.“气沉丹田”动作所对应的汽油机冲程将内能转化为机械能
C.“排山倒海”动作所对应的汽油机冲程是靠飞轮的惯性来完成的
D.“打完收工”动作所对应的汽油机冲程排出了废气
3[2024 浙江宁波期中，中]如图是生活中常用的高压锅。当高压锅内的气压达到一定值时，安全阀会被高压蒸汽顶起，这一过程高压锅内气体内能发生了变化。下列冲程中也发生同样的能量变化的是 ( )
4[2023 浙江绍兴期末，中]礼花喷射器结构如图所示，气罐内有高压气体，气罐通过气阀与纸筒相连。使用时转动纸筒打开气阀，气体将纸筒内的礼花快速喷向远处。对该过程的分析正确的是( )
A.气罐内壁温度降低
B.罐内气体的内能增加
C.罐内气体通过热传递方式改变了其内能
D.该过程能量转化方式与汽油机压缩冲程相同
[偏难](多选)某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞横截面积为 30 cm ，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50 mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为 飞轮 1m in转动1 800周，当汽油机满负荷工作时(不计摩擦)，下列说法中正确的是 ( )
A.汽油机每秒内完成30个冲程
B.汽油机的功率为2 025 W
C.做功冲程中燃气对活塞的平均压力为2 700 N
D.一个做功冲程中燃气对活塞做的功为1.35×10 J
6[2023 江苏泰州质检，中]如图所示是厨房用的蒸蛋器，在使用的过程中蒸蛋器会通过上方的小孔喷出蒸汽，小华将自制的风车放在蒸蛋器上方，成功地让风车转了起来。请你根据所学知识解释，水蒸气推动风车的能量转化与汽油机 冲程的能量转化相同。在此冲程完成过程中燃气的内能 (填“增加”“减小”或“不变”)。某单缸四冲程汽油机在 1 s内完成了15个工作循环，则该汽油机工作时飞轮的转速为 r/ min。
刷素养
7核心素养科学态度与社会责任[偏难]20 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。下列说法中正确的是 ( )
A.当海水下降时，阀门K 开启，阀门K 关闭
B.当海水上升时，阀门K 关闭，阀门K 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
第1节 热机
刷基础
1. B 【解析】自行车、皮划艇是靠人力前行的；柴油车是靠内燃机工作的，内燃机是热机的一种；电动车将电能转化为机械能的。故A、C、D不符合题意，B符合题意。
2.内 机械 乙 【解析】蒸汽机和内燃机都属于热机，是将内能转化为机械能的机器。在图甲中，利用水蒸气驱动小风车转动，水蒸气会对小风车做功，将水蒸气的内能转化为小风车的机械能，此过程与蒸汽机的工作过程相似，反映了蒸汽机的工作原理。在图乙中，火焰使蜡烛上方空气温度升高，热空气上升，热空气带动小风车转动，将内能转化为机械能，与内燃机的工作原理相同。
3. D 【解析】甲图：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能；乙图：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程；丙图：进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能；丁图：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程。汽油机一个工作循环的顺序是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，即丁、甲、丙、乙，故A 正确。压缩冲程中气体内能增大，温度升高，将机械能转化为内能，故B 正确。做功冲程中将内能转化为机械能，故C 正确。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，所以依靠飞轮惯性完成的冲程是：甲、乙、丁冲程，故D错误。故选 D。
4. B 【解析】封闭的气体被推杆压缩的过程中，推杆对气体做功，气体内能增加，是机械能转化为内能；汽油机的压缩冲程也将机械能转化为内能，与上述能量转化相同。
5. B 【解析】汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴，故A说法正确；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说法错误；在内燃机的吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入的只有空气，故C说法正确；柴油机一般用于大型机械，如卡车、挖掘机，汽油机用于小型机械，如小汽车、摩托车，故D说法正确。
刷易错………………………………………………
6. C 【解析】四冲程内燃机的飞轮转速为3 600 r/ min=60 r/s,表示每秒飞轮转动60周，故1s内活塞往复运动60次，曲轴转动60周，对外做功30次，完成30个工作循环，完成120个冲程，故C正确。故选C。
1. B 【解析】吸气冲程中，进气门打开，排气门关闭，根据图中曲轴的位置可知，活塞向下运动，故A 正确；压缩冲程中，两个气门都关闭，活塞应该向上运动，根据图中曲轴的位置可知，此时活塞向下运动，故B 错误；做功冲程中，两个气门都关闭，活塞向下运动，故C 正确；排气冲程中，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，故D 正确。故选B。
2. D 【解析】“鼻孔吸气”相当于吸气冲程，汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物，故A错误；“气沉丹田”相当于压缩冲程，汽油机压缩冲程将机械能转化为内能，故B错误；“排山倒海”动作对外做功，相当于汽油机做功冲程，此冲程将内能转化为机械能，不是靠飞轮的惯性来完成的，故C错误；“打完收工”所对应的汽油机冲程是排气冲程，排出了废气，故D正确。
3. B 【解析】安全阀会被高压蒸汽顶起，锅内气体膨胀对外做功，气体的内能转化为安全阀的机械能，是通过做功改变内能的，与汽油机的做功冲程的能量转化相同。A选项中，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程；B选项中，两个气门都关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是做功冲程，将内能转化为机械能；C选项中，两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能；D选项中，排气门关闭，进气门打开，活塞向下运动，是吸气冲程。故选 B。
4. A 【解析】在喷出礼花的过程中，罐内的压缩气体对礼花做功，气体的内能转化为礼花的机械能，罐内气体的内能减少，气罐内壁温度降低，故A正确，B、C错误；汽油机压缩冲程中机械能转化为内能，而气体将纸筒内的礼花快速喷向远处是将内能转化为机械能，故D错误。故选 A。
5. BC 【解析】汽油机工作时，完成一个工作循环，飞轮转动2周，完成4个冲程，对外做功1次。飞轮1 min转动1 800 周,即每秒转动30周，每秒完成60个冲程，故A选项错误；由题可知，汽油机的汽缸活塞面积 燃气对活塞的平均压力F=pS=9.0× 故(C 选项正确；一个冲程活塞在汽缸中移动的距离 s =50mm=0.05 m，一个做功冲程中燃气对活塞做的功W= Fs=2700 N×0.05m=135 J,故D选项错误；飞轮每转两周对外做功一次，所以飞轮转动1 800 周时，要对外做功900 次，燃气 1 min 对活塞做的总功为 900×135 J=121 500 J,汽油机的功率 P= 故B选项正确。
6.做功 减小 1 800 【解析】水蒸气推动风车转动的能量转化为内能转化为机械能，与汽油机做功冲程中的能量转化相同。在做功冲程中，燃气对外做功，内能转化为机械能，所以燃气的内能减小。单缸四冲程汽油机工作时，一个工作循环飞轮转两周，故l s内完成15 个工作循环时，飞轮转30周，所以1min内飞轮转动30 r/s×60 s=1 800 r,所以飞轮的转速为1 800 r/ min。
刷素养
7. D 【解析】由图知，当海水下降时，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K 关闭，K 开启，空气进入气室，这个过程相当于汽油机的吸气冲程，故A、C不符合题意；当海水上升时，活塞向上运动，气室内的空气被压缩，内能增大，是活塞的机械能转化为空气的内能，这个过程相当于汽油机的压缩冲程，这个过程中气室内气体的压强大于阀门上面的大气压，于是阀门K 开启，K 关闭，故B不符合题意，D符合题意。故选D。