14.1 热机 同步练习（含答案及解析）

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初中物理人教版九年级上学期14.1热机
一、单选题（共8题）
1.在内燃机的四个冲程中，如图所示的是（??
）
A.?吸气冲程???????????????????????????B.?压缩冲程???????????????????????????C.?做功冲程???????????????????????????D.?排气冲程
2.如图是汽油机工作的四个冲程，其中表示机械能转化为内能的冲程是（??
）
A.???????????????????????B.???????????????????????C.???????????????????????D.?
3.如图是汽油机工作时的四个冲程，下列说法正确的是（??
）
A.?汽油机吸气冲程汽缸吸进物质是汽油
B.?甲是压缩冲程是将内能转化为机械能，丁是做功冲程是将机械能转化为内能
C.?该车内燃机的四个冲程正确的工作顺序是乙→甲→丁→丙
D.?活塞在汽缸内往复运动一次，该汽油机对外做功一次
4.如图所示是四冲程汽油机的其中一个冲程的剖面图，下列说法正确的是（
??）
A.?该冲程是压缩冲程??????????????????????????????????????????????B.?该冲程中活塞向上运动
C.?该冲程是内能转化为机械能的过程??????????????????????D.?该冲程是机械能转化为内能的过程
5.如图是内燃机的某个冲程。下列四种现象中与该冲程能量转化方式一致的是（???
）
A.?滚摆上升?????????????????????????????????B.?火箭升空
C.?钻木取火????????????????????????????????????D.?山中瀑布
6.如图甲在配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉，迅速下压活塞，硝化棉燃烧。图乙是热机的做功冲程，下列说法正确的是（??
）
A.?图甲实验只通过热传递来改变筒内空气的内能????B.?图甲下压活塞，活塞的机械能转化为空气的内能
C.?图甲和图乙的能量转化情况相同?????????????????????????D.?随着技术的进步，图乙热机的效率能达到100%
7.如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（
??）
A.?图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少
B.?图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气的内能增大
C.?图丙，试管内的水蒸气推动了塞子
,
塞子冲出时，水蒸气的内能减少
D.?图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大
8.小明和班里的同学讨论热学知识，你认为正确的是（
??）
A.?看到阳光下屋内飞舞的灰尘，这是分子在不停地作无规则的运动
B.?陨石在坠入大气层时，内能增加，机械能减小
C.?用手捏海绵，海绵的体积变小了，说明分子间有间隙
D.?在内燃机的一个工作循环中，燃气对外做功四次
二、多选题（共3题）
9.如图所示是一新款跑车，当跑车在水平路面上疾驰时，下列说法正确的是（??
）
A.?给跑车提供动力的是压缩冲程
B.?做功冲程中，内能转化为机械能
C.?夏天在户外的车身较热，这是通过热传递增加车身的内能
D.?跑车用水作冷却剂，是因为水的比热容较小
10.用酒精灯给试管加热，如图所示，试管口软木塞冲出的过程中，下列说法不正确的是（???
）
A.?水蒸气对软木塞做功，水蒸气内能最大???????????????B.?水蒸气的内能转化为软木塞的机械能
C.?能量的转化与热机压缩冲程能量转化相同???????????D.?试管口的“白气”是水蒸气汽化形成的
11.如图所示，甲、乙是两个演示实验的示意图，丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。下列说法正确的是（?
）
A.?丙图所示的是做功冲程，其工作原理如甲图所示的实验
B.?丙图所示的是压缩冲程，其工作原理如乙图所示的实验
C.?丁图所示的是压缩冲程，其工作原理如甲图所示的实验
D.?丁图所示的是做功冲程，其工作原理如乙图所示的实验
三、填空题（共4题）
12.如图是四冲程汽油机压缩冲程示意图，此冲程把________能转化为________能。下一冲程是________冲程。
13.一辆小汽车从小红身旁驶过后，小红闻到了汽油气味，于是她结合所学知识确认这是汽油发生了扩散，该现象说明组成物质的分子在不停地做________运动；以小汽车为参照物，该车驾驶员是________的：她进一步思考：小汽车的发动机是汽油机，四冲程汽油机工作时，________冲程是将内能转化为机械能。
14.如图所示是汽油机的吸气冲程，它将________吸入气缸，在汽油机启动后吸气冲程依靠飞轮的________来完成；若该汽油机飞轮的转速为720r/min，那么该内燃机1s对外做功________次。
15.如图所示的四冲程汽油机工作示意图中，汽油机正在进行的是________冲程。若该汽油机的效率是20%，已知汽油的热值为4.6×107J/kg，则完全燃烧100g汽油放出的热量可以转化为________?J的有用功。在设计制造时，汽缸外有一个“水套”，利用水吸热降低汽缸温度，这是利用了水的________大的性质。
四、实验探究题（共1题）
16.给试管中的水加热一段时间后，能观察到塞子从管口飞出去，同时瓶口出现白雾.
（1）本实验中，对塞子做功的是（??
）
A.火焰
B.试管内的水
C.试管内的水蒸气
D.试管
（2）本实验，对塞子做功的过程是________能转化为________能的过程.热机的四个工作冲程中，能对应说明上述能量转化过程的是________冲程.
五、计算题（共1题）
17.单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2
，
一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800圈．当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），求该汽油机的功率．
答案解析部分
一、单选题
1.
C
解：由图可以看出：内燃机的两个气阀关闭，活塞向下运动，所以是做功冲程。
故答案为：C。
【分析】每个冲程都有相对应的特征，进气冲程是进气阀打开，排气冲程是排气阀打开，做功冲程是火花塞点火，那么最后一个就是压缩冲程。
2.
A
解：机械能转化为内能的是压缩冲程，进气和排气阀门关闭，活塞向上运动，对照四个A符合。
故答案为：A
【分析】汽油机中，压缩冲程可以把机械能转化为内能，做功冲程把内能转化为机械能。
3.
C
解：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，是第二冲程；
乙中的进气门打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一冲程；
丙中的排气门打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四冲程；
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，是第三冲程；
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；
A、汽油机吸气冲程汽缸吸进物质是汽油和空气的混合物，A不符合题意；
B、甲冲程中将机械能转化为内能，丁冲程中将内能转化为机械能，B不符合题意；
C、四个冲程的正确顺序是乙→甲→丁→丙，C符合题意；
D、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，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】每个冲程都有相对应的特征，进气冲程是进气阀打开，排气冲程是排气阀打开，做功冲程是火花塞点火，那么最后一个就是压缩冲程。
4.
C
解：根据图示可知，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，气缸容积增大，因此是做功冲程．在做功冲程中将内能转化为机械能．ABD不符合题意、C符合题意．
故答案为：C
【分析】热机的一个工作循环由四个冲程组成，分别是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；其中压缩冲程将机械能转化为内能；做功冲程将内能转化为机械能。
5.
B
解：如图，进气门和排气门都是关闭的，活塞下行，因此是做功冲程，内能转化为机械能：
A．滚摆上升时，质量不变，速度减小，高度增加，故将动能转化为了重力势能，A不符合题意；
B．火箭升空时，将内能转化为机械能，B符合题意；
C．钻木取火是克服摩擦做功，将机械能转化为了内能，C不符合题意；
D．瀑布是将水的重力势能转化为了水的动能，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】内燃机的气门和排气门关闭，活塞下行，是做功冲程，将内能转化为机械能。
6.
B
解：A．下压活塞时，活塞对筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能，使气体的内能增加，是通过做功的方式改变内能的，A不符合题意；
B．下压活塞的过程，活塞的机械能转化为空气的内能，B符合题意；
C．热机在做功冲程中将燃料燃烧产生的内能转化为机械能，图甲和图乙的能量转化情况不同，C不符合题意；
D．热机在工作时，废气会带走一部分热量、燃料不可能完全燃烧、克服部件之间的摩擦会消耗能量等，所以热机的效率不可能达到100%，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能，内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能。
7.
C
解：A.图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，因此空气的内能增大，故A错误；
B.图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对塞子做功，那么空气的内能减少，故B错误；
C.图丙，试管内的水蒸气推动了塞子做功
,
将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，则塞子冲出时，水蒸气的内能减少，故C正确；
D.图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时对活塞做功，则气体的内能减少，故D错误。
故选C。
【分析】物体对外界做功，内能减少；外界对物体做功，内能增加，据此分析即可。
8.
B
解：A.看到屋内的灰尘，不是分子运动，因为分子是看不到的，A不符合题意；
B.陨石坠入大气层时，可以空气摩擦，内能增加，机械能减小，B符合题意；
C.捏海绵时体积变小，海绵是宏观物体，不能说明分子间的间隙，C不符合题意；
D.在内燃机的一个工作循环中，燃气对外做功1次，D不符合题意。
故答案为：B.
【分析】分子是组成物体的微小粒子，肉眼是看不到的，摩擦可以对物体做功，使物体的内能增加。
二、多选题
9.
B,C
解：AB．做功冲程中，将燃料燃烧的内能转化为机械能，从而为汽车提供动力，A不符合题意，B符合题意；
C．夏天户外的车辆，吸收了太阳辐射过来的热量，从而温度升高，内能增加；此过程属于热传递，C符合题意；
D．跑车用水做冷却剂，利用水的比热容大，能够吸收更多的热量，从而达到给车降温的目的，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】汽车汽油机的做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，温度不同的物体间会发生热传递。
10.
A,C,D
解：A、水蒸气对软木塞做功，水蒸气内能减小，A错误，符合题意；B、软木塞冲出的过程中是水蒸气的内能转化为软木塞的机械能的过程，B不符合题意；C、此过程能量的转化与热机做功冲程能量转化相同，都是内能转化为机械能，C错误，符合题意；D、试管口的“白气“是水蒸气遇冷液化形成的小液滴，D错误，符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】物体对外做功内能减小，前提是和外界没有热交换；蒸汽机就是根据这个道理制成的；所有“白气”都是水蒸气遇冷变成小液滴悬浮在空气中，是液化现象。
11.
D
解：由图甲，用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧。是将机械能转化为内能的过程。
由图乙，对试管中的水加热，加快水的蒸发，使试管中水的内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能。
由图丙，气门都关闭，活塞向上运动，所以是汽油机的压缩冲程，机械能转化为内能；
由图丁，气门都关闭，活塞向下运动，所以是汽油机的做功冲程，内能转化为机械能。
综上所述，丙图所示的是压缩冲程，其工作原理如图甲所示的实验；丁图所示的是做功冲程，其工作原理如乙图所示的实验。只有D说法正确。
故答案为：D
【分析】压缩体积时对物体做功，使物体的内能增大，物体对外做功时，内能减小。
三、填空题
12.
机械；内；做功
解：四冲程汽油机的压缩冲程把机械能转化为内能，下一个冲程是做功冲程。
故答案为：机械；内；做功。
【分析】冲程发生了能量的转化的有压缩冲程，做功冲程；压缩冲程，机械能转化为内能。做功冲程，内能转化为机械能。
。
13.
无规则；静止；做功
解：闻到汽油气味，是因为汽油分子在不停运动，汽油分子运动到空气中，进入人们的鼻孔，使人感觉到了汽油味，说明了分子在不停地做无规则运动。以小汽车为参照物，该车驾驶员相对于小汽车之间的位置没有发生改变，所以该车驾驶员是静止的。四冲程汽油机工作时，只有做功冲程中燃气对活塞做功，将内能转化为机械能。
【分析】分子在不停运动，相对于参照物，没有位置变化是静止的；汽油机的做功冲程将内能转化为机械能。
14.
汽油和空气混合物；惯性；6
解：汽油机的吸气冲程，将空气和汽油的混合物吸入气缸，汽油机吸气冲程后靠飞轮的惯性完成，汽油机飞轮转速是做功数的2倍，则飞轮每秒转：720转/60=12转，做功12/2=6次。
故答案为：汽油和空气的混合物；惯性；6.
【分析】汽油机的吸气冲程，将空气和汽油的混合物吸入气缸；汽油机吸气冲程后靠飞轮的惯性完成，汽油机飞轮转速是做功数的2倍。
15.
做功；9.2×105；比热容
解：（1）根据图示可知，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，气缸容积增大，因此是做功冲程；（2）汽油完全燃烧放出的热量：Q＝mq＝0.1kg×4.6×107J/kg＝4.6×106J；
因为η＝
，
所以该汽油机对外做的有用功W有用＝ηQ完全＝20%×4.6×106J＝9.2×105J。（3）用水作为冷却剂，源于水的比热容大，即相同质量的水和其他的液体相比较时，若都是升高1℃时，水能吸收的热量最多，故用水冷却效果最好。
故答案为：做功；9.2×105；比热容。
【分析】（1）根据图中气门的开关情况和活塞的运动方向判断出是哪一个冲程；（2）根据Q＝mq求出汽油完全燃烧放出的热量；再根据效率的计算公式可以求出该汽油机对外做的有用功；（3）在自然界中水的比热容最大，这也是我们选用水作为作取暖或冷却物体的物质的根本原因。
四、实验探究题
16.
（1）C
（2）内；机械；做功
解：（1）塞子被弹出是由于试管内的水汽化产生的水蒸气的内能变大，把塞子弹出来的，所以是试管中的水蒸气对塞子做的功，C答题题意；
（2）水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减小，塞子的机械能增加，水蒸气的内能转化为塞子的机械能；这个实验与内燃烧机的做功冲程的原理相同.
故答案为：（1）C；（2）内；机械；做功.
【分析】（1）做功能改变物体的内能，物体对外做功，物体的内能减小；外界对物体做功，物体的内能增大.
（2）内燃机的一个工作循环有四个冲程，分别是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程.压缩冲程中机械能转化成内能，做功冲程中内能转化成机械能．
五、计算题
17.
解：（1）p=9.0×105Pa，活塞面积S=30cm2=30×10-4m2
，
燃气对活塞的平均压力为：F=PS=9.0×105Pa×30×10-4m2=2700N．
（2）活塞做功一次的路程s=50mm=0.05m，一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W=Fs=2700N×0.05m=135J．
（3）飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮转动1800周，要对外做功900次，燃气对活塞做的总功为：W总=W×900=135J×900=121500J，而t=1min=60s，汽油机的功率为：p=
【分析】（1）知道燃气的平均压强和活塞的面积，可利用公式F=PS计算出平均压力的大小．（2）知道活塞在气缸中移动的距离，可利用公式W=FS计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功．（3）飞轮（曲轴）每转两圈对外做功一次，计算出飞轮转动1800周对外做功的次数，已经计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功，从而可以计算出燃气对活塞做的总功，又知道做功的时间，可利用公式?
计算出汽油机的功率．
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