2.1 热机 题型专练 （含解析）教科版（2024）九年级全册

教科版（2024）九年级全册 2.1 热机 题型专练
【题型1】利用内能做功
【典型例题】如图为小明用塑料瓶制作的水火箭，其原理是打入塑料瓶的压缩空气使水从“火箭”尾部向下喷出，从而推动“火箭”飞向空中。下列分析错误的是(　　)
A.使用打气筒打气时能量转化情况与汽油机的压缩冲程相同
B.水火箭升空过程中能量转化情况与汽油机的做功冲程相同
C.升空过程中，瓶内气体的内能减少
D.水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程
【举一反三1】试管中装入适量的水，试管口塞子塞住，酒精灯对试管加热一段时间后，塞子冲出去，则（ ）
A.加热过程中酒精的化学能全部转化为水的内能
B.塞子冲出前，试管内气体压强不断减小
C.塞子冲出时，试管内气体温度不变
D.塞子冲出时，塞子增加的机械能是由试管内气体的内能转化而来的
【举一反三2】刹车装置是通过刹车片和刹车盘之间的激烈摩擦实现车辆减速，某些重载货车装有刹车淋水系统，通过喷洒水降低刹车片温度。下列有关说法中正确的是(　　)
A.刹车是通过做功的方式增大了刹车盘的内能
B.刹车时，刹车盘温度高是由于含有的热量多
C.对刹车盘喷水，水会放出大量热量
D.对刹车盘喷水，水会液化成水蒸气
【举一反三3】如图所示是实践小组同学用塑料瓶制作的水火箭。他们先在瓶里装适量水，然后将带有喷嘴的橡胶塞插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气；当橡皮塞脱落时，水从火箭尾部瓶口向下喷出，水火箭向上飞向空中。下列有关说法正确的是(　　)
A.打气后气筒会发热，这是通过热传递改变气筒的内能
B.水火箭升空时与热机做功冲程工作原理相似
C.水火箭喷水上升过程中瓶内气体温度升高
D.水火箭升空时受到向上的推力，推力的施力物体是空气
【举一反三4】搓手取暖是通过 方式改变内能的，此过程的能量转化与汽油机的 冲程能量转化相同，汽油机通常选用水作冷却剂，主要是因为水的 。
【举一反三5】如图所示三个实验都是同学们做过的实验，请回答：
(1)其中用来说明气体对外做功，内能减小的是实验 ；
(2)实验结束后，小阳建议把装有二氧化氮气体的瓶子放在装有空气的瓶子上面也可以完成此实验。你认为他的建议 （选填“可以”或“不可以”） 被采纳；
(3)实验丙中，当瓶塞跳出时，可以看到瓶内出现 。
【举一反三6】2024年第12届全国少数民族传统体育运动会在三亚举行，攀椰竞速是海南特色项目。当运动员沿着竖立在地面上的椰子树匀速下滑时，他的机械能 (选填“减小”、“不变”或“增大”)。在下滑过程中，他感到手心发烫，这是通过 的方法使其内能增加。
【举一反三7】如图所示，给试管内水加热至一定程度，发现试管口木塞会被推出，这一过程是将内能转化为 能；四冲程内燃机的 冲程与上述实验木塞被推出过程的能量转化相同。
【题型2】汽油机的工作过程
【典型例题】如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是(　　)
A.一个工作循环的正确顺序是：甲乙丙丁
B.图乙冲程是做功冲程
C.图甲冲程是将所有的内能转化为机械能的过程
D.图丁冲程是机械能转化为内能的过程
【举一反三1】下面是汽油机工作时的各个冲程示意图，其中属于做功冲程的是(　　)
A.
B.
C.
D.
【举一反三2】如图所示是汽油机工作时的四个冲程示意图，下列说法正确的是（　　）
A.甲是压缩冲程，将内能转化为机械能
B.活塞在汽缸内上下往复运动一次，该汽油机对外做功一次
C.丁冲程汽缸内的气体推动活塞向下运动，气体的内能减少
D.该内燃机的四个冲程正确的工作顺序是：丙→甲→丁→乙
【举一反三3】如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是(　　)
A.一个工作循环的正确顺序是：甲乙丙丁
B.图乙冲程是做功冲程
C.图甲冲程是将所有的内能转化为机械能的过程
D.图丁冲程是机械能转化为内能的过程
【举一反三4】如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，把水加热至沸腾一段时间后，塞子会冲出去。有关塞子冲出过程中的能量转化形式与下图所示汽油机的四个冲程的说法中正确的是(　　)
A.塞子冲出过程中的能量转化形式与甲图的能量转化情况相同
B.若该汽油机飞轮转速是1200r/min，则每2s对外做功20次
C.该汽油机一个工作循环有四个冲程，正确的顺序是乙、丁、甲、丙
D.靠惯性完成的冲程是甲、乙、丁
【举一反三5】如图（a）所示，在试管内装些水，用橡胶塞住，用酒精灯加热，过段时间后，观察到橡胶塞突然被推出，在此过程中，试管内水蒸气对橡胶塞做功，水蒸气的 转化为橡胶塞的机械能。如图（b）所示，汽油机正处于 冲程，若此台汽油机飞轮转速为1200r/min，则每秒钟完成 个工作循环。
【举一反三6】汽油机是工农业生产中常用的热机，某型号汽油机的飞轮转速是1200r/ min。
(1)此汽油机每秒钟完成 个做功冲程，此冲程将 能转化为 能；
(2)当汽油燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时汽油的热值将 （“变大”“不变”或“变小”）。
【举一反三7】如图所示是某插秧机使用的四冲程汽油机，此时该汽油机处于 冲程，若飞轮的转速是3000r/min，则每秒钟对外做功 次；
教科版（2024）九年级全册 1 热机 题型专练（参考答案）
【题型1】利用内能做功
【典型例题】如图为小明用塑料瓶制作的水火箭，其原理是打入塑料瓶的压缩空气使水从“火箭”尾部向下喷出，从而推动“火箭”飞向空中。下列分析错误的是(　　)
A.使用打气筒打气时能量转化情况与汽油机的压缩冲程相同
B.水火箭升空过程中能量转化情况与汽油机的做功冲程相同
C.升空过程中，瓶内气体的内能减少
D.水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程
【答案】D
【解析】向打气筒内打气的过程是机械能转化为内能，汽油机的压缩冲程中机械能转化为内能，能量转化方式是相同的，可知A正确，不符合题意；升空过程中，水从水火箭中喷出，是里面的压缩空气对外做功，瓶内气体的内能减少，相当于内燃机的做功冲程，可知BC正确，不符合题意，D错误，符合题意。
【举一反三1】试管中装入适量的水，试管口塞子塞住，酒精灯对试管加热一段时间后，塞子冲出去，则（ ）
A.加热过程中酒精的化学能全部转化为水的内能
B.塞子冲出前，试管内气体压强不断减小
C.塞子冲出时，试管内气体温度不变
D.塞子冲出时，塞子增加的机械能是由试管内气体的内能转化而来的
【答案】D
【解析】用酒精灯加热的过程中存在热损失，有部分热量传递给空气，因此酒精的化学不可能全部转化为水的内能，可知A不符合题意；塞子冲出前，试管内的水不停地吸收热量，内能会增加，温度会升高，气体含量增加，试管内的压强会变大，可知B不符合题意；塞子冲出时，试管内的水蒸气对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能会减小，温度会降低，可知C不符合题意，D符合题意。
【举一反三2】刹车装置是通过刹车片和刹车盘之间的激烈摩擦实现车辆减速，某些重载货车装有刹车淋水系统，通过喷洒水降低刹车片温度。下列有关说法中正确的是(　　)
A.刹车是通过做功的方式增大了刹车盘的内能
B.刹车时，刹车盘温度高是由于含有的热量多
C.对刹车盘喷水，水会放出大量热量
D.对刹车盘喷水，水会液化成水蒸气
【答案】A
【解析】刹车过程中克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，是通过做功的方式增大了刹车盘的内能，可知A正确；热量是过程量，不能说含有的热量的多少，可知B错误；对刹车盘喷水，刹车盘的温度大于水的温度，水会吸收大量热量，可知C错误；对刹车盘喷水，水会吸热由液态的水变成水蒸气，是汽化现象，可知D错误。
【举一反三3】如图所示是实践小组同学用塑料瓶制作的水火箭。他们先在瓶里装适量水，然后将带有喷嘴的橡胶塞插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气；当橡皮塞脱落时，水从火箭尾部瓶口向下喷出，水火箭向上飞向空中。下列有关说法正确的是(　　)
A.打气后气筒会发热，这是通过热传递改变气筒的内能
B.水火箭升空时与热机做功冲程工作原理相似
C.水火箭喷水上升过程中瓶内气体温度升高
D.水火箭升空时受到向上的推力，推力的施力物体是空气
【答案】B
【解析】打气后气筒发热，是由于压缩气体做功，使气筒内壁和气体的内能增加，温度升高，这是通过做功的方式改变内能，而不是热传递，可知A错误；水火箭升空时，水向下喷出，火箭获得向上的反作用力，这与热机做功冲程中高温高压气体推动活塞对外做功的原理相似，都是利用反冲作用实现能量转化，可知B正确；水火箭喷水上升过程中，瓶内气体对外做功，内能减小，温度会降低，而不是升高，可知C错误；水火箭升空时受到向上的推力，是由于水向下喷出时，火箭受到水对它的反作用力，这个推力的施力物体是喷出的水，而不是空气，可知D错误。
【举一反三4】搓手取暖是通过 方式改变内能的，此过程的能量转化与汽油机的 冲程能量转化相同，汽油机通常选用水作冷却剂，主要是因为水的 。
【答案】做功　压缩　比热容大
【解析】搓手取暖，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，是通过做功的方式改变内能的，这与汽油机工作中的压缩冲程的能量转化相同，在压缩冲程中，活塞压缩气体做功，将机械能转化为内能。
汽油机通常选用水作冷却剂，主要是因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，能更好地吸收发动机产生的热量，起到冷却的作用。
【举一反三5】如图所示三个实验都是同学们做过的实验，请回答：
(1)其中用来说明气体对外做功，内能减小的是实验 ；
(2)实验结束后，小阳建议把装有二氧化氮气体的瓶子放在装有空气的瓶子上面也可以完成此实验。你认为他的建议 （选填“可以”或“不可以”） 被采纳；
(3)实验丙中，当瓶塞跳出时，可以看到瓶内出现 。
【答案】(1)丙　　　(2)不可以　　　(3)白雾
【解析】（1）甲是压缩气体对气体做功，将机械能转化内能，乙说明分子之间是扩散现象，丙是瓶内气体对活塞做功，将内能转化机械能。
（2）不能把装有二氧化氮气体的瓶子放在装有空气的瓶子上面，若将装有二氧化氮气体的瓶子放在上面，二氧化氮的密度大于空气的密度，会对实验有影响。
（3）实验丙中，当瓶塞跳出时，是瓶内气体对活塞做功，气体对外做功，内能减小，温度降低，水蒸气遇冷液化形成小水珠，可以看到瓶内出现白雾。
【举一反三6】2024年第12届全国少数民族传统体育运动会在三亚举行，攀椰竞速是海南特色项目。当运动员沿着竖立在地面上的椰子树匀速下滑时，他的机械能 (选填“减小”、“不变”或“增大”)。在下滑过程中，他感到手心发烫，这是通过 的方法使其内能增加。
【答案】减小　做功
【解析】当运动员沿着竖立在地面上的椰子树匀速下滑时，运动员的质量不变、速度不变，故其动能不变；运动员的高度降低，则重力势能减小；则运动员的机械能减小。
在下滑过程中，他感到手心发烫，手克服摩擦力做功，使得手的内能增加，温度升高，故他的手心会感到发烫，这是通过做功的方法使其内能增加的。
【举一反三7】如图所示，给试管内水加热至一定程度，发现试管口木塞会被推出，这一过程是将内能转化为 能；四冲程内燃机的 冲程与上述实验木塞被推出过程的能量转化相同。
【答案】机械 　　 做功
【解析】试管内的水不断汽化，产生大量的水蒸气，水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能转化为木塞的机械能；内燃机的做功冲程，高温高压燃气对活塞做功，内能转化为机械能，所以四冲程内燃机的做功冲程与上述实验木塞被推出过程的能量转化相同。
【题型2】汽油机的工作过程
【典型例题】如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是(　　)
A.一个工作循环的正确顺序是：甲乙丙丁
B.图乙冲程是做功冲程
C.图甲冲程是将所有的内能转化为机械能的过程
D.图丁冲程是机械能转化为内能的过程
【答案】D
【解析】甲图中两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；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；丁图中两个气门都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是机械能转化为内能。一个工作循环的正确顺序是：乙丁甲丙。可知AB错误，D正确；甲图为做功冲程，此冲程将内能转化为机械能，但转化过程中会有能量损失，因此不可能所有的内能都转化为机械能，可知C错误。
【举一反三1】下面是汽油机工作时的各个冲程示意图，其中属于做功冲程的是(　　)
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】由图知，进气门开启，排气门关闭，活塞下移，空气和汽油混合物流入汽缸，是吸气冲程，此冲程无能量转化，可知A不符合题意；由图知，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，将机械能转化为内能，可知B不符合题意；由图知，两气门都关闭，火花塞点火，燃气对活塞做功，活塞下行，是做功冲程，将内能转化为机械能，为汽车提供动力，可知C符合题意；由图知，进气门关闭，排气门开启，活塞上行，排出废气，是排气冲程，此冲程无能量转化，可知D不符合题意。
【举一反三2】如图所示是汽油机工作时的四个冲程示意图，下列说法正确的是（　　）
A.甲是压缩冲程，将内能转化为机械能
B.活塞在汽缸内上下往复运动一次，该汽油机对外做功一次
C.丁冲程汽缸内的气体推动活塞向下运动，气体的内能减少
D.该内燃机的四个冲程正确的工作顺序是：丙→甲→丁→乙
【答案】C
【解析】甲中的两个气门都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，将机械能转化为内能，可知A错误；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，可知B错误；丁中的两个气门都关闭，活塞下运动，所以为做功冲程，将内能转化为机械能，可知C正确；汽油机一个工作循环包括：吸气、压缩、做功、排气四个冲程，对应的是乙、甲、丁、丙，可知D错误。
【举一反三3】如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是(　　)
A.一个工作循环的正确顺序是：甲乙丙丁
B.图乙冲程是做功冲程
C.图甲冲程是将所有的内能转化为机械能的过程
D.图丁冲程是机械能转化为内能的过程
【答案】D
【解析】甲图中两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；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；丁图中两个气门都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是机械能转化为内能。一个工作循环的正确顺序是：乙丁甲丙。可知AB错误，D正确；甲图为做功冲程，此冲程将内能转化为机械能，但转化过程中会有能量损失，因此不可能所有的内能都转化为机械能，可知C错误。
【举一反三4】如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，把水加热至沸腾一段时间后，塞子会冲出去。有关塞子冲出过程中的能量转化形式与下图所示汽油机的四个冲程的说法中正确的是(　　)
A.塞子冲出过程中的能量转化形式与甲图的能量转化情况相同
B.若该汽油机飞轮转速是1200r/min，则每2s对外做功20次
C.该汽油机一个工作循环有四个冲程，正确的顺序是乙、丁、甲、丙
D.靠惯性完成的冲程是甲、乙、丁
【答案】B
【解析】塞子冲出过程中，试管内的气体推动塞子做功，内能转化为机械能，图甲是压缩冲程，机械能转化为内能，两者的能量转化形式不同，可知A错误；若该汽油机飞轮转速是1200r/min=20r/s，则每秒曲轴转动20r，完成10个工作循环，对外做功10次，每2s对外做功20次，可知B正确；甲为压缩冲程，乙为吸气冲程，丙为排气冲程，丁为做功冲程，该汽油机一个工作循环有四个冲程，正确的顺序是乙、甲、丁、丙，可知C错误；除做功冲程外，其它三个冲程都靠惯性完成，所以，靠惯性完成的冲程是甲、乙、丙，可知D错误。
【举一反三5】如图（a）所示，在试管内装些水，用橡胶塞住，用酒精灯加热，过段时间后，观察到橡胶塞突然被推出，在此过程中，试管内水蒸气对橡胶塞做功，水蒸气的 转化为橡胶塞的机械能。如图（b）所示，汽油机正处于 冲程，若此台汽油机飞轮转速为1200r/min，则每秒钟完成 个工作循环。
【答案】内能 　　 压缩 　　 10
【解析】管内水蒸气对橡胶塞做功，水蒸气的内能减小，橡胶塞的机械能增大，水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能。
由图（b）得，汽油机的两气阀关闭，活塞向上运动，此时汽油机正处于压缩冲程。
若此台汽油机飞轮转速为
则飞轮1s转动20r。汽油机工作1个工作循环，飞轮转动2r，则每秒钟完成10个工作循环。
【举一反三6】汽油机是工农业生产中常用的热机，某型号汽油机的飞轮转速是1200r/ min。
(1)此汽油机每秒钟完成 个做功冲程，此冲程将 能转化为 能；
(2)当汽油燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时汽油的热值将 （“变大”“不变”或“变小”）。
【答案】(1)10 　　 内 　　 机械　　　(2)不变
【解析】（1）汽油机工作一个循环四个冲程，飞轮转2r，完成一个做功冲程。飞轮转速是1200r/ min，则每秒转20r，共10个工作循环，完成10个做功冲程，该冲程将内能转化为机械能，对外做功。
（2）燃料的热值是燃料本身的一种性质，与燃料是否充分燃烧无关，可知当汽油燃烧不充分时，汽油的热值不变。
【举一反三7】如图所示是某插秧机使用的四冲程汽油机，此时该汽油机处于 冲程，若飞轮的转速是3000r/min，则每秒钟对外做功 次；
【答案】压缩 　　 25
【解析】观察图片，进气门、排气门关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内气体，所以是压缩冲程。
汽油机的转速为3000r/min，说明1s内汽油机曲轴的转动50r，因为一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，所以1s内对外做功25次。