初中物理苏科版九年级上册第十二章第四节机械能与内能的相互转化同步练习-普通用卷（含解析）

初中物理苏科版九年级上册第十二章四机械能与内能的相互转化同步练习
一、单选题
质量为5kg的汽油，用去一半后剩下的汽油
A.
密度、比热容、热值都变为原来的一半
B.
密度不变、比热容、热值变为原来的一半
C.
密度、比热容变为原来的一半，热值不变
D.
密度、比热容、热值都不变
下列关于燃料热值概念的叙述正确的是
A.
燃烧时放出热量多的燃料的热值大
B.
相同质量的不同燃料燃烧时放出热量多的燃料的热值大
C.
质量完全燃烧时放出热量多的燃料的热值大
D.
质量燃烧时放出热量多的燃料的热值大
下列有关热机效率、燃料热值、物体内能的说法中，正确的是
A.
热机所用燃料的热值越大，效率越高
B.
热机所用燃料的化学能转化成的内能越多，效率越高
C.
物体的内能越大，温度越高
D.
摩擦生热是利用做功的方式来增加物体的内能
单缸四冲程汽油机的飞轮转速是，此汽油机在每秒钟内
A.
完成120个冲程，做功30次
B.
完成60个冲程，做功15次
C.
完成30个冲程，做功15次
D.
完成60个冲程，做功30次
汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代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，下列说法中不正确的是
A.
甲冲程是通过做功使燃料内能增大
B.
乙冲程是排气冲程，排出废气，带走大部分热量
C.
丙冲程是把机械能转化为内能，使汽车获得动力
D.
丁冲程是吸气冲程，吸入汽油和空气的混合物
一种用于轻型低速飞机的活塞式航空发动机，它有多个气缸，气缸工作时经历进气、压缩、膨胀、排气四个过程，在这四个过程中，能为飞机提供动力的是?
A.
进气
B.
压缩
C.
膨胀
D.
排气
关于柴油机与汽油机的区别，下列叙述错误的是
A.
构造上，柴油机气缸顶部有一个喷油嘴而没有火花塞
B.
柴油比汽油经济，但是柴油机比较笨重
C.
工作过程中，柴油机与汽油机只有一个冲程不同
D.
柴油机的效率一般比汽油机高
甲柴油机的效率比乙柴油机的效率高，这表明
A.
甲的功率比乙的大
B.
甲做的功比乙的多
C.
甲消耗的柴油比乙的少
D.
甲柴油机内能转化为机械能的百分比大
甲、乙两种燃料完全燃烧时的图像如图所示，则甲、乙两种燃料的热值q关系是
A.
B.
C.
D.
条件不足，无法判断
某四冲程汽油机的转速是，那么1秒种内该汽油机的冲程数和燃气做功次数分别是
A.
15个，60次
B.
60个，15次
C.
60个，30次
D.
30个，15次
二、填空题
在如图所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图，与压缩冲程原理相同的是______图所示的演示实验；汽油机利用内能来做功的冲程是______图所示的冲程。
某汽油机工作过程有吸气、压缩、做功和排气四个冲裎。如图为______冲程工作示意图，活塞向______运动，燃料混合物被压缩，在这个过程中机械能转化为______。
汽车是我们生活中常用的交通工具，汽油机是汽车的动力设备。单缸汽油机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是______冲程；其他三个冲程：进气冲程，______冲程和排气冲程，主要利用______来工作的。
四冲程内燃机的一个工作循环，只有______冲程是将内能转化为机械能，汽油机吸气冲程吸入的是________________。若飞轮的转速为，则在1s内，对外做功的次数是____次。
三、实验探究题
小明设计“比较不同燃料的热值”的实验装置如图所示，他选用碎纸片和酒精为燃料进行了实验。
组装器材时应按__________选填“自下而上”或“自上而下”的顺序组装，同时应保证碎纸片和酒精的__________相同。
实验时，燃料燃烧放出热量的多少是通过__________________来反映的。
下面表格是小明记录的实验数据：
温度
燃料
加热前的水温
燃料燃尽时的水温
水温的变化
酒精
20
40
20
碎纸片
20
30
10
?
?
根据实验数据初步得出酒精的热值是碎纸片的____倍。通过实验得到的燃料热值与实际相比偏_____选填“大”或“小”，你认为出现这样情况的主要原因是_____________________。
现代生活越来越离不开热机，因此全面了解和认清热机的结构和工作过程对我们的生活至关重要，请你完成下面围绕“热机”展开的一些问题：
如图1所示是热机完成一个工作循环及相应主要能量转化情况的流程图，请你补充完整。_____冲程内能_____
如图2所示，在试管中装一些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾后，水蒸气把橡皮塞冲出的过程中将_____能转化为_____能，图中情景可用来演示四冲程汽油机工作过程中的_____冲程。
四冲程汽油机工作时，有些冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成，只有一个冲程不用靠飞轮的惯性来完成，这个冲程是_____冲程。
某热机在工作过程中，它的能量损失所占的百分比是：废气内能，散热损失，机械损失，则该热机的效率是____。
四、综合题
阅读下面短文并回答问题
混合动力汽车下图是我国自主研制生产的一种环保混合动力实验汽车。启动时，内燃机不工作，车内蓄电池输出能量；当高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输出能量，同时可以向蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量。测试人员驾驶该车在平直公路上以的速度匀速行驶1h，观察仪表盘，发现这段时间内燃机消耗燃油10kg，蓄电池储存的能量由最大值的增大至最大值，该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图甲所示，蓄电池的参数如图乙所示。
该混合动力汽车的内燃机是一台单缸四冲程油机，若飞轮转速是，则每秒对外做功______次。
下列说法错误的是______。
A.蓄电池充电时化学能转化为电能
B.方向盘上适当增加花纹是为了增大摩擦
C.使轮胎形变的力是轮胎对地面的压力
D.汽车设计为流线型，则该车在高速行驶时对路面的压力会比静止时小
在交通运输中，常用“客运效率”来反映交通工具的某项效能，“客运效率”指每消耗单位能量时对应的载客数和行驶路程的乘积，即客运效率人数路程消耗能量。1人骑电动自行车，每消耗的能量可驶30km，则此电动自行车与这辆汽车测试过程车内有2人的客运效率之比是______。汽油的热值为
测试过程中该车内燃机能量转化效率为______结果保留一位小数。若内燃机不工作，该车______填“能”或“不能”保持的速度匀速行驶。
输出电压
300
额定功率
25
最大容量
30
质量
120
答案和解析
1.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了对密度、比热容、热值的概念的理解。知道密度、比热容、热值是物质本身的属性是解题关键。
密度、比热容、热值都是物质的属性，与物质种类有关，但不随物质的质量，体积等因素的变化而变化，据此分析判断各选项的正误．
【解答】
密度、比热、热值都是物质的属性，不随物质的质量变化而变化．5kg汽油用去一半后，剩下汽油的密度、比热容、热值不变．
故选D．
2.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了学生对燃料热值是燃料特性的理解与掌握，是经常考的题型，充分理解“热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关”。
1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。
【解答】
燃料的热值只与燃料的种类有关，与放出热量的多少、多燃料的质量和燃料的燃烧程度无关，故ABD错误；
C.燃烧1千克某种燃料，完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值，故C正确。
3.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查内能、热量、以及热值的知识，属于热学基础知识的考查，相对比较简单。
热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比；减少热的损失，可以提高效率；?
内能与物体的温度，状态，质量等有关；
做功和热传递都可以改变物体内能。
【解答】
A.热值大小与燃料的种类有关，热值越大，单位质量燃料完全燃烧放出的能量越多，但效率的高低是有效利用的能量所占的百分比，与热值无关，选项A错误。
B.热机的效率是做有用功的能量占燃料完全燃烧释放化学能的比例，不但与燃料燃烧程度有关，还和做功过程的热散失有关，选项B错误。
C.物体的内能与温度和质量有关，内能大不代表温度高，选项C错误。
D.摩擦生热是利用做功的方式来改变物体内能，使机械能转化为内能。选项D正确。
4.【答案】B
【解析】解：飞轮转速为，
因一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，完成4个冲程，
所以，该汽油机1s内完成60个冲程，对外做功15次．
故选B．
内燃机完成1个工作循环，四个冲程，飞轮转2转，对外做功1次．
本题考查了内燃机完成一个工作循环飞轮转动的圈数和做功次数，属于基础题．
5.【答案】C
【解析】
【分析】
此题考查了对内燃机四个冲程的判断以及涉及能量转化的两个冲程，要结合气门和活塞运动情况进行判断。
热机的四个冲程：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为内能；做功冲程中内能转化为机械能。
【解答】甲冲程，气门都关闭，活塞向上运行，汽缸容积减小，是压缩冲程，通过做功使燃料内能增大、温度升高，是将机械能转化为了内能，故A正确；
B.乙冲程，排气门打开，活塞向上运动，汽缸容积减小，是排气冲程，该冲程排出废气，带走大部分热量，故B正确；
C.丙冲程，气门都关闭，活塞向下运行，汽缸容积增大，是做功冲程，将内能转化为了机械能，故C错误；
D.丁冲程，进气门打开，活塞向下运行，汽缸容积增大，是吸气冲程，该冲程吸入汽油和空气的混合物，故D正确。
故选C。
6.【答案】C
【解析】
【分析】
此题主要考查的是学生对内燃机的工作原理的理解和掌握，常见题目。
根据发动机做功过程中获得能量的冲程分析即可。
【解答】
内燃机工作时，提供动力的冲程是做功冲程，即气缸工作时经历进气、压缩、膨胀、排气四个过程中的膨胀过程，能为飞机提供动力，故C正确，ABD错误。
故选C。
7.【答案】C
【解析】解：A、汽油机与柴油机的结构上不同：汽油机顶部是个火花塞，柴油机的顶部是喷油嘴，故A正确；
B、柴油机比汽油机的效率高，但不如汽油机轻便，故B正确；
C、工作过程中，柴油机与汽油机的吸气冲程和压缩冲程都不同，柴油机吸入气缸的柴油，而汽油机吸入气缸的汽油和空气的混合物，压缩冲程的末尾柴油机是喷油嘴喷出雾状的柴油，汽油机是火花塞点火，故C错误；
D、由于柴油机和汽油机的结构和点燃方式不同，使得柴油机的效率比汽油机的效率高，故D正确；
故选：C。
汽油机与柴油机的不同点主要有：
不同点
吸入的物质
结构
点燃方式
气压
效率
汽油机
空气和汽油的混合物
气缸顶部有个火花塞
点燃式
气压较小
低
柴油机
空气
气缸顶部有一个喷油嘴
压燃式
气压较大
高
此题是一道关于汽油机和柴油机的比较应用题，解答时需要学生掌握好汽油机和柴油机的主要不同点。
8.【答案】D
【解析】解：甲柴油机的效率比乙柴油机的效率高，说明甲柴油机用来做有用功的能量占总能量的百分比大，所以D正确；
功率是表示物体做功快慢的物理量，与热机的效率是两个完全不同的概念，所以A错误；
B、选项中，甲做功多，比值不一定大，所以B错误；
C选项犯了同样的错误，消耗柴油少，用来做有用功的能量与消耗的总能量之比不一定大，所以C错误。
故选：D。
热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。比值越大，热机的效率越高。
此题主要考查了热机效率的概念，是一道很好的基础性题目。
9.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查了学生对热值的了解与掌握，能从图象中得出相关信息是本题的关键。
单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值，在图象上取某一质量，比较相应的Q值，从而比较这两种燃料的热值大小。
【解答】
取相同质量，由图可知，
，
，
故选A。
10.【答案】B
【解析】
【分析】
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转，对外做功1次。
本题主要考查对热机飞轮转速的含义的理解以及对热机工作循环中各冲程情况的了解，掌握好内燃机完成一个工作循环飞轮转动的圈数和做功次数的关系即可正确解答，属于基础知识的考查，难度不大。
【解答】
单缸四冲程汽油机飞轮转速是，即每秒飞轮转动30r，
因为汽油机完成1个工作循环，要经过四个冲程，曲轴和飞轮转动2转，对外做功1次；
所以，1秒种内该汽油机完成60个冲程，对外做功15次。
故选B。
11.【答案】乙；丙
【解析】
【分析】
此题是通过内燃机的工作原理和课本中的实验来验证做功改变物体内能的方法，是一道比较简单的实验题，掌握热机的工作原理，学会变通。
【解答】
甲图对试管中的水加热，加快水的蒸发，水蒸气对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能；
乙图是用力将活塞压下，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，是通过对物体做功来增大物体内能的，即将机械能转化为内能的过程；
丙图两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，做功冲程将内能转化为机械能；
丁图两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，压缩冲程是把机械能转化为内能的过程；由以上分析不难看出；
压缩冲程是机械能转化成内能，与此原理相同的是乙图所示的演示实
?
?
?
?
?验；
汽油机利用内能来做功的冲程是丙图所示的冲程。
故答案为：乙；丙。
12.【答案】压缩
?
上
?
内能
【解析】解：由图可知，气缸中的两个气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，所以是压缩冲程；在这个过程中机械能转化为内能。
故答案为：压缩；上；内能。
在内燃机的四个冲程中，进气门和排气门均关闭的只有压缩冲程和做功冲程，而在压缩冲程中活塞向上运动，做功冲程中活塞向下运动；一个气门打开，另一个气门关闭的是吸气冲程和排气冲程，而在吸气冲程中活塞向下运动，排气冲程中活塞向上运动，据此分析判断；
四冲程内燃机工作时，内能转化为机械能的是做功冲程，机械能转化为内能的是压缩冲程。
此题考查了内燃机的四个冲程，注意从活塞的运动方向和气门的关闭两方面判断。
13.【答案】做功
?
压缩
?
惯性
【解析】解：在汽油机的做功冲程中是内能转化为机械能，靠燃气的内能对外做功，推动活塞运动；
而吸气冲程、压缩冲程、和排气冲程都是靠飞轮的惯性完成的；
故答案为：做功；压缩；惯性。
内燃机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程；
只有做功冲程对外做功，即将燃气的内能转化为机械能；
吸气冲程、压缩冲程、和排气冲程都是靠惯性完成的。
此类问题是考查内燃机四个冲程的特点及其做功冲程中的能量转化问题。
14.【答案】做功；汽油和空气；25
【解析】
【分析】
此题主要考查热机的工作循环特点，解答时要明确它的四个冲程吸气、压缩、做功、排气冲程，燃气推动活塞做功一次，活塞往返两次，飞轮转动两周，压缩冲程、做功冲程能量的转化。
内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，将机械能转化为内能的是压缩冲程，将内能转化为机械能的是做功冲程。
汽油机和吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物；
内燃机每进行一个工作循环，要经过四个冲程，燃气推动活塞做功一次，活塞往返两次，飞轮转动两周。
【解答】
汽油机的一个工作循环包括：吸气、压缩、做功、排气四个冲程，做功冲程是将内能转化为机械能；汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物；
单缸四冲程内燃机飞轮的转速，
每秒飞轮转动50转，内燃机经过25个工作循环，燃气对活塞做功25次。
故答案为：做功；汽油和空气；25。
15.【答案】自下而上?；质量；
温度计示数的变化；
；小；燃料燃烧不充分
【解析】
【分析】
本题是探究不同燃料放热情况的实验，主要考查了控制变量法的应用，实验中要掌握比较放热多少的方法。
安装实验仪器一般按照先下后上，先左后右的顺序安装；
本实验是用燃烧酒精和碎纸片放出的热量加热烧杯内的水，通过水温度的变化，比较水吸热的多少，从而得出碎纸片的热值与酒精热值的大小关系，再计算出碎纸片的热值，因此要控制变量酒精和碎纸片的质量、两烧杯中水的质量、以及两个烧杯相等或相同；
通过水温度的变化值得出水吸热的大小关系，也就知道燃烧酒精和碎纸片放出热量的关系；
由表中数据可知分别燃烧质量相同的酒精和碎纸片使水升高的温度关系，据此得出热值关系；
由于“烧杯、空气也吸收热量”且“燃料不可能完全燃烧”，据此分析得到的热值与实际的关系。
【解答】
为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，并且温度计不要碰到烧杯壁和烧杯底，应按照由下往上的顺序组装器材；
为了比较相同质量的酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少，必须控制二者的质量相等、烧杯内水的质量相等、两个烧杯相同；
实验中，用酒精和碎纸片燃烧给水加热，可通过水升高的温度来比较酒精和碎纸片放出的热量多少；
由表中数据可知，相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热，酒精燃烧放出的热量可以将水的温度升高，碎纸片燃烧放出的热量可以将水的温度升高，可见酒精的热值是碎纸片的2倍；
因为烧杯、空气也吸收热量，并且燃料不可能完全燃烧，所以测得的热值会偏小。
故答案为：自下而上?；质量；温度计示数的变化；；小；燃料燃烧不充分。
16.【答案】做功；机械能；
内；机械；做功；
做功；
【解析】
【分析】
此题综合考查了热机的四个冲程及能量转化形式、热机效率的计算等知识，涉及知识点较多，考查比较全面，要熟练掌握。
内燃机的四个冲程及能量转化情况；四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；
压缩冲程活塞压缩燃料混合物做功，将机械能转化为内能；做功冲程高温高压的燃气推动活塞对活塞做功，将内能转化为机械能；
木塞冲出过程也是水蒸气的内能转化为塞子机械能的过程，水蒸气的内能会减小，温度降低；在内燃机的做功冲程中，能量转化关系是内能转化为机械能；
内燃机的工作过程：在一个工作循环中有四个冲程，活塞往复运动两次，曲轴和飞轮转动两周，只有在做功冲程中使机车获得动力，其它三个冲程均为辅助冲程，依靠惯性完成。
根据总能量和损失的能量计算效率。
【解答】
内燃机的四个冲程是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；做功冲程高温高压的燃气推动活塞对活塞做功，将内能转化为机械能；
当加热试管到一定程度时，水蒸气的内能足够大会将塞子冲出，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能；此过程的能量转化关系是内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程类似；
在内燃机的做功冲程中，燃气的内能转化为活塞的机械能，而吸气冲程、压缩冲程、排气冲程都是靠飞轮的惯性完成的；
能量损失所占的百分比是：废气内能，散热损失，机械损失，故机械效率为：。
故答案为：做功；机械能；内；机械；做功；做功；。
17.【答案】15?
AC?
138：1?
?
不能
【解析】解：
已知飞轮转速为，说明飞轮1s转动30周；四冲程汽油机飞轮转动2周，燃料对外做功一次，所以1s汽油机对外做次。
、蓄电池充电时，消耗电能得到化学能，所以是电能转化为化学能，故A错误；
B、方向盘上适当增加花纹是增大接触面的粗糙程度增大摩擦力，故B正确；
C、自行车对地面的压力，其实质是一种弹力，是由于轮胎形变而产生的，故使轮胎形变的力是地面对轮胎的支持力，故C错误；
D、汽车外型是流线型，当汽车高速行驶时，相同时间内，空气经过上方的路程比下方路程长，即上方空气流速大、压强小，而下方空气流速小、压强大，汽车在压强差下产生向上的升力，
汽车对路面的压力减小，小于汽车的重力，则该种汽车在高速行驶时对路面的压力会比静止时偏小，故D正确。
故选：AC。
根据题意可得，电动自行车的客运效率：，
汽车的客运效率：，
则：：：1；
车速为时，阻力是2000N，由于牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，则，
汽车行驶的路程：
，
牵引力做功：
；
蓄电池储存的能量：
内燃机输出的有用能量：
，
燃油完全燃烧放出的热量：
；
；
由得，汽车的速度：
，
故内燃机不工作该车不能保持的速度匀速行驶。
故答案为：；?；?：1；?；不能。
四冲程汽油机一个工作循环中，飞轮转两周，对外做功一次；已知飞轮的转速，可以得到每秒做功的次数；
、判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，总是消耗的能量转化为得到的能量；
B、摩擦力大小的影响因素：压力和接触面的粗糙程度。压力越小，接触面越光滑，摩擦力越小；
C、物体发生弹性形变后，要恢复原状，对与它接触的物体有力的作用，这就是弹力；
D、当流线型的汽车快速行驶时，产生升力，车子对地面压力减小；
知道客运效率，求出电动自行车的客运效率和汽车的客运效率，再求出电动自行车与这辆汽车的客运效率之比；
根据可求出燃油放出的热量，由图象可知，车速为时，阻力是2000N，牵引力也是2000N，根据求出距离，根据求出牵引力做的功，再求出蓄电池储存的能量，最后根据求出内燃机的效率；根据求出汽车的速度，进而判断内燃机不工作，该车能否保持的速度匀速行驶。
本题是一道信息给予题，涉及到的知识点较多，关键是从题干中找出有用的信息，有一定的难度。
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