第十四章 14.1 热机 课时巩固练 2024-2025学年上学期初中物理人教版九年级

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第十四章 14.1 热机 课时巩固练
2024-2025学年上学期初中物理人教版九年级
一、单选题
1．如图所示实验，在橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出的过程中，以下说法正确的是（　　）
A．试管口出现的“白雾”是气体
B．水蒸气对外做功，内能增加
C．水蒸气对外做功，温度升高
D．这个实验基本展示了蒸汽机的工作原理
2．如图所示为四冲程汽油机未按工作循环排列的各冲程示意图，工作时，属于做功冲程的是（　　）
A． B． C． D．
3．内燃机，是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。让你描述你对内燃机的一些认识，你会怎样描述（　　）
A．柴油机吸气冲程吸入的是柴油和空气的混合物
B．汽油机汽缸顶部有喷油嘴
C．内燃机功率越大，效率越高
D．做功冲程中内能转化为机械能
4．如图是蒸汽机工作的原理示意图，关于蒸汽机的工作过程中所涉及的物理知识，下列说法正确的是（　　）
A．汽缸内的蒸汽推动活塞做功，内能转化为机械能
B．燃料燃烧时产生热量，这是将内能转化为化学能
C．蒸汽推动活塞做功，蒸汽的内能增大
D．蒸汽机加装冷凝器，能减少废气带走的温度
5．2024年1月11日，我国自主研制的全球最大固体运载火箭“引力一号”，在山东海阳附近海域成功首飞，将搭载的3颗卫星顺利送入预定轨道，如图所示。下列说法中正确的是（　　）
A．燃料燃烧越充分，燃料的热值越大
B．固体运载火箭发射前后，轮船所受的浮力不变
C．固体运载火箭发动机是利用内能做功的机械，它属于热机
D．升空时，燃气对火箭向上的推力大于火箭对燃气向下的推力
6．中国“探月工程”总设计师巴中籍院士吴伟仁是我们学习的榜样。如果请你协助吴院士设计一辆在月球上使用的月球车，但月球上没有大气，你准备用以下哪个作动力装置（　　）
A．柴油机 B．汽油机
C．空气喷气发动机 D．电动机
7．内燃机的发明，使人类的许多梦想得以实现：飞机、汽车、潜艇、坦克等等，都是在内燃机发明之后才研制成功的。下列有关四冲程内燃机的说法正确的是（　　）
A．汽油机和柴油机吸入汽缸的物质相同
B．汽油机和柴油机都通过火花塞点火
C．压缩冲程把内能转化为机械能
D．一个工作循环对外做1次功
8．关于如图所示的四个情景，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中两个底面削平的铅块紧压在一起后能吊住重物，主要是由于大气压强的作用
B．乙图中红墨水在热水中比在冷水中扩散快，说明分子做无规则运动的剧烈程度与温度有关
C．丙图双手互搓取暖，是通过热传递方式改变手的内能
D．丁图中活塞向下运动，这是内然机的压缩冲程
二、填空题
9．如图1所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉，迅速下压活塞，观察到的现象是： ，该现象表明：压缩空气做功，空气的内能 ，温度 。如图2所示，在平底烧瓶内装有少量的水，用打气筒向瓶内打气，观察到塞子跳出时瓶内有 出现，该现象表明：空气膨胀对外做功，空气的内能 。
10．有一台单缸四冲程汽油机，该汽油机工作时，将机械能转化为内能的是 冲程。 若汽油机1s对外做功25次，则飞轮的转速是 r/min。
11．如图甲，小明在塑料矿泉水瓶中留有少量水，盖上瓶盖，多次扭转瓶身，再轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出后，瓶内气体内能 （选填“增加”或“减小”），瓶盖冲出过程中的能量转化与图乙 （填字母）中的热机冲程相似。
12．如图所示为生活中常用的热水瓶，注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来。这一过程与汽油机的 冲程也发生同样的能量转化。如果该汽油机每秒钟对外做功20次该汽油机飞轮的转速是 r/min。
三、综合题
13．某老师通过温度传感器监测密封针筒内气体的温度，在室温恒为T1的环境中，当他快速向下推动活塞压缩针筒内的气体后松手，活塞即刻被向上弹起，此过程中针筒内均处于密封，针筒内物质均处于气态，针筒内气体温度随时间变化图像如图所示。（由于气体分子间距离比较大，分子间作用力可以忽略不计，因此在实验过程中可以不考虑分子势能）
（1）密封气体在t2时刻的内能 t3时刻的内能（选填“>”、“<”、“=”）；
（2）以下过程发生的能量转化与图丙相同的是 ；
A．0－t1过程 B．t1－t2过程 C．t2－t3过程 D．都没有
（3）活塞静止后，密封气体的温度最终保持在 。
A．T3 B．T2 C．T1 D．0℃
14．如图甲所示为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使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，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。
（1）图乙为发动机在做功冲程中的示意图。设活塞的面积为S，冲程长为l，燃气对活塞的压强为p，推导发动机做的功W= （用已给字母表示）；
（2）有一台四缸发动机，其主要技术指标如下表所示。其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（即冲程长）。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数；
排量 2.0L
输出功率 120kW
转速 6000r/min
①该发动机在1s内做功 J；
②在每个做功冲程里，发动机做功是多少 ？（写出计算过程）
参考答案：
1．D
A．试管口出现的“白雾”是小液滴，即水蒸气遇冷液化而成的小液滴，故A错误；
BC．水蒸气对外做功，内能转化为机械能，内能减小，温度降低，故BC错误；
D．在四冲程的热机中，做功冲程是内能转化为机械能的冲程，试管内水蒸气的内能可以转化为塞子的机械能，与做功冲程相同，故该实验基本展示了蒸汽机的工作原理，故D正确。
2．D
A．图中的排气门打开，活塞向上运动，汽缸容积减小，是排气冲程，故A不符合题意；
B．图中的气门都关闭，活塞向上运行，汽缸容积减小，是压缩冲程，故B不符合题意；
C．进气门打开，活塞向下运行，汽缸容积增大，是吸气冲程，故C不符合题意；
D．图中的气门都关闭，活塞向下运行，汽缸容积增大，是做功冲程，故D符合题意。
3．D
A．柴油机在吸气冲程中，将空气吸入汽缸，故A错误；
B．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，故B错误；
C．功率是物体做功快慢的物理量，与热机效率是两个完全不同的概念，故C错误；
D．内燃机的做功冲程中，将内能转化成了机械能，故D正确。
4．A
A．汽缸内的蒸汽推动活塞做功，消耗内能，产生机械能，将内能转化为机械能，故A正确；
B．燃料燃烧时放出热量，这是将化学能转化为内能，故B错误；
C．蒸汽推动活塞做功，将内能转化为机械能，内能减小，故C错误；
D．废气带走的不是温度，带走的是热量，故D错误。
5．C
A．燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，故A错误；
B．轮船漂浮，浮力等于重力，固体运载火箭发射后，重力变小，则浮力变小，故B错误；
C．固体运载火箭发动机是利用内能做功的机械，它属于热机，升空时，燃气对火箭做功，内能转化为机械能，故C正确；
D．升空时，燃气对火箭向上的推力和火箭对燃气向下的推力是一对相互作用力，大小相等，
6．D
ABC．因为月球上没有大气，所以柴油机、汽油机和空气喷气发动机不能正常工作，故ABC不符合题意；
D．电动机正常工作时不需要大气，只要有充足的电能即可正常工作，故D符合题意。
7．D
A．柴油机和汽油机在工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气，故A错误；
B．汽油机是通过火花塞点火的，而柴油机是通过压燃式点火的，故B错误；
C．压缩冲程中，活塞压缩气体，对气体做功，机械能转化为内能，故C错误；
D．四冲程汽油机和柴油机的一个工作循环，四个冲程，活塞往复运动两次，曲轴连杆转两周，飞轮转两周，只有做功冲程对外做功一次，故D正确。
8．B
A．分子间存在引力，甲图中两个底面削平的铅块紧压在一起后能吊住重物，是由于分子间存在作用力，故A错误；
B．分子做无规则运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，运动越距离，故乙图中红墨水在热水中比在冷水中扩散快，说明分子做无规则运动的剧烈程度与温度有关，故B正确；
C．改变内能的方式有做功和热传递，丙图双手互搓取暖，是通过做功的方式改变手的内能，故C错误；
D．丁图中火花塞放电，活塞向下运动，这是内然机的做功冲程，内能转化为机械能，故D错误。
9． 硝化棉燃烧 增加 升高 白雾 减小
[1][2][3]在一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，我们会看到硝化棉燃烧的现象，主要原因是用力压活塞时，活塞对瓶内气体做功，气体的温度升高，内能增加。
[4][5]在平底烧瓶内装有少量的水，用打气筒向瓶内打气时候，会看到白雾产生，主要原因是瓶子内的空气推动塞子跳起时，瓶内气体对瓶塞做功，使气体自身的内能减少，温度降低，瓶内空气中的水蒸气遇冷液化成小水滴，从而形成白雾。
10． 压缩 3000
[1]单缸四冲程汽油机的一个工作循环包括：吸气、压缩、做功、排气四个冲程，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程是将内能转化为机械能。
[2]若汽油机1s对外做功25次，经过100冲程，飞轮转50圈，该汽油机飞轮的转速为
11． 减小 C
[1]由题意可知，多次扭转瓶身，再扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出后，瓶内气体对瓶盖做功，内能转化为机械能，所以瓶内气体内能减小。
[2]分析图乙，A中吸气阀开启，是吸气冲程；
B中两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，该过程是将机械能转化为内能；
C中两气阀关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，该冲程将内能转化为机械能；
D中排气阀开启，是排气冲程，
则瓶盖冲出过程中，内能转换为机械能，故整个过程与热机的做功冲程的能量转化相同，也就是与图乙C中的热机冲程相似。
12． 做功 2400
[1]软木塞会跳起来，这一过程中瓶内气体对木塞做功，内能减小，气体的内能转化为木塞的机械能。汽油机的做功冲程中，汽缸内的气体对活塞做功，气体的内能转化为活塞的机械能，故做功冲程也发生同样的能量转化。
[2]汽油机的一个工作循环中，飞轮转动两周，对外做功一次，如果该汽油机每秒钟对外做功20次；则此汽油机飞轮每秒转动的转速为
13． > B C
[1]物体的内能与它的温度、质量、状态有关，由题意可知，此过程中针筒内均处于密封，气态物质没有外漏，质量不变，针筒内物质均处于气态，状态不变，但观察坐标图，可知，t2时刻温度比t3时刻的高，因此t2时刻气体内能更大。
[2]丙图是内燃机的压缩冲程，该过程是机械能转为内能，应该对应的是密封气体内能增加的那一段过程，观察坐标图，可知，这三个过程，只有t1－t2过程温度升高，内能增大，故ACD不符合题意，B符合题意。
[3]最终密封气体的温度会与室温达到平衡，即相等的状态，所以最终温度为T1，故ABD不符合题意，C符合题意。
14． pSl 1.2×105 600J
（1）[1]由得活塞受到的压力
F=pS
因为在做功冲程，活塞移动的距离为l，所以燃气对活塞所做的功
W=Fl=pSl
（2）①[2]根据得发动机在1s内做功为
W1=Pt=120×103W×1s=1.2×105J
②[3]转速为6000r/min，所以每秒转100圈，四缸每转2圈对外做功4次，每转1圈做功2次，所以1秒做功200次，每次做功
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