2020-2021学年人教版初中物理九年级全一册第十四章 第一节 热机 同步练习（含答案）

人教版九年级物理
第十四章
内能的利用
之热机
习题练习（附答案）
一、单选题
1.汽油机吸气冲程吸入气缸内的物质是(　　)
A．
柴油B．
汽油和空气C．
汽油D．
空气
2.关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法：
①在压缩冲程中，是机械能转化为内能　②在做功冲程中，是内能转化为机械能　③只有做功冲程是燃气对外做功　④汽油机和柴油机的点火方式相同
以上说法中正确的是(　　)
A．
只有②③
B．
只有①②③
C．
只有②④
D．
只有①③
3.四冲程内燃机工作的共同特点错误的是(　　)
A．
都有燃料进入汽缸
B．
将燃料燃烧放出的内能传递给工作物质，使工作物质受热膨胀，对外作功
C．
都能把燃料燃烧所释放出的内能全部转化为机械能
D．
一个工作循环中有三个冲程都要靠飞轮的惯性来完成
4.单缸四冲程汽油机完成一个工作循环，曲轴转过(　　)
A．
720°
B．
180°
C．
150°
D．
90°
5.一台单缸4冲程柴油机飞轮的转速是1800
r/min，则柴油机每秒(　　)
A．
完成30个冲程，做功30次
B．
完成60个冲程，做功60次
C．
完成60个冲程，做功15次
D．
完成120个冲程，做功30次
6.汽油机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此时气体的温度和内能的变化情况是(　　)
A．
温度降低，内能增大
B．
温度不变，内能不变
C．
温度升高，内能增大
D．
温度降低，内能减小
7.从能量转换的角度看，一台四冲程内燃机在一个循环中，存在着机械能转化为内能过程的是(　　)
A．
吸气冲程
B．
压缩冲程
C．
做功冲程D．
排气冲程
8.如下图所示，是四冲程汽油机工作时的一个冲程，下列说法中正确的是(　　)
A．
这是做功冲程，此过程中机械能转化成内能
B．
这是做功冲程，此过程中内能转化成机械能
C．
这是压缩冲程，此过程中内能转化成机械能
D．
这是压缩冲程，此过程中机械能转化成内能
9.下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况．关于对图中①②③④的补充正确的是(　　)
A．
①做功冲程　②内能转化为机械能　③压缩冲程　④机械能转化为内能
B．
①压缩冲程　②内能转化为机械能　③做功冲程　④机械能转化为内能
C．
①做功冲程　②机械能转化为内能　③压缩冲程　④内能转化为机械能
D．
①压缩冲程　②机械能转化为内能　③做功冲程　④内能转化为机械能
10.某机器的能量流向图如图所示，据此推测该机器可能是(　　)
A．
热机B．
电动机C．
发电机D．
电热水器
二、多选题
11.(多选题)如图是四冲程汽油机做功冲程的示意图．汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动．在活塞向下运动的过程中，汽缸内气体的(　　)
A．
内能减少B．
温度降低
C．
密度增大D．
分子热运动加快
三、填空题
12.如图是内燃机中________机的剖面图，图示表示正在进行的是________冲程．
13.汽油机完成一个工作循环，活塞经历四个冲程，分别为________、________、________、________，一个工作循环中，曲轴旋转________圈，活塞往复________次，对外做功________次．
14.如图所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把木塞冲开，有的同学由这个装置联系到内燃机，请你用连线反映他的联想创新的思维过程．
15.按如图所示装置进行实验，把试管中的水加热至沸腾，试管上方的小叶轮会转动起来，此过程中能量的转化与热机工作中的________冲程能量的转化相同．
16.科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立刻向气缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压的水蒸气，推动活塞再次做功，水蒸气温度________(选填“升高”、“降低”或“不变”)，其内能________(选填“增大”、“减小”或“不变”)，这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的效率．为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程应是________冲程．
17.喷气式发动机有两种，需要用大气中的氧气来助燃的是______________发动机，自带燃料和氧化剂的是_____________发动机，它工作时不需要空气，可以在大气层外工作，能够用来发射人造卫星和宇宙飞船．
18.宇航员操纵着月球车在月球上行驶时，月球车的动力是由蓄电池提供的，月球车为什么不用内燃机来驱动呢？
四、阅读理解题
19.阅读短文，回答文后的问题．
发动机是汽车得动力源．汽油机以汽油为燃料，使活塞在气缸中往复运动，一个工作循环经历进气、压缩、做功和排气四个冲程．汽油机的性能和汽缸排量有关．汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在汽缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(冲程长度)．实际汽车往往采用多缸发动机．如图所示发动机有4个汽缸(图中标注1、2、3、4)，通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上．各个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吸气、压缩和排气冲程．
(1)汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为________能．
(2)若一个汽缸排量为V，燃气对活塞的平均压强为p，则一个做功冲程中燃气对活塞所做的功为________(用字母表示)．
(3)四缸发动机中2号汽缸在做功冲程时，3号汽缸所处的冲程是(　　)
A．吸
B．压缩
C．做功
D．排气
(4)写出一个四缸发动机的优点：
___________________________________________.
答案解析
1.【答案】B
【解析】四冲程汽油机的吸气冲程中，吸入的气缸的气体是汽油和空气的混合物．
2.【答案】B
【解析】(1)汽油机四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，将内能转化为机械能，在压缩冲程中将机械能转化为内能，故①②③正确；
(2)汽油机中有火花塞，采用的是点燃式点火；而柴油机是喷油嘴喷出雾状柴油，进行压燃式点火，故④错误．
3.【答案】C
【解析】汽油机和柴油机的异同点：
(1)相同点：四个冲相同，能的转化相同；
(2)不同点：①吸入的物质不同；②结构不同；③压强不同，效率不同；④点火方式不同．汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合气体，在压缩冲程中，机械能转化为内能，内能增大，温度升高，汽油机气缸顶端有个火花塞，此时火花塞喷出电火花，点燃汽油．产生高温高压的燃气推动活塞做功．柴油机在吸气冲程中吸入空气，在压缩冲程中，机械能转化为内能，空气的内能增大，温度升高达到柴油的着火点，汽油机气缸顶端有个喷油嘴，此时喷油嘴喷出雾状的柴油，柴油依靠压缩时内能增大，温度升高，达到柴油着火点而燃烧，点燃方式是压燃式．燃烧产生高温高压的燃气推动活塞做功．柴油机的压缩比例更大，温度更高，做功越多，效率越高
根据以上分析可以看出，该题中汽油机和柴油机工作的共同特点是：都有燃料进入气缸；都有四个冲程；且将燃料燃烧放出的内能传递给工作物质，使工作物质受热膨胀，对外做功．A项，都有燃料进入汽缸，不合题意；B项，将燃料燃烧放出的内能传递给工作物质，使工作物质受热膨胀，对外作功，不合题意；C项，都能把燃料燃烧所释放出的内能全部转化为机械能，符合题意；D项，一个工作循环中有三个冲程都要靠飞轮的惯性来完成，不合题意．
4.【答案】A
【解析】汽油机，完成一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，所以转动720°.
5.【答案】C
【解析】一个工作循环包括四个冲程，对外做功1次，活塞往复2次，曲轴(飞轮)转动2周．
由题知，飞轮每秒转数为：
n＝＝30
r，所以每秒钟完成了30×2＝60个冲程，对外做功15次．
6.【答案】D
【解析】汽油机在做功冲程中，汽油机内部的高温气体迅速膨胀对外做功时，内能转化为机械能，故气体的内能会减小，气体的温度会降低．
7.【答案】B
【解析】在内燃机的四个冲程中，做功冲程是气缸内高温高压的燃气对活塞做功，将内能转化为机械能，压缩冲程是将机械能转化为内能的过程．
8.【答案】D
【解析】在内燃机的四个冲程中，进气阀和排气阀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；一个气阀打开，另一个气阀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．
图中的进气门与排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，把机械能转化为内能，故D选项说法正确．
9.【答案】D
【解析】内燃机的一个工作循环包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，这四个冲程的顺序是固定的．
根据内燃机的工作过程可知，第二个冲程是压缩冲程，在此过程中活塞压缩气缸内的气体，将机械能转化为内能，气缸内的气体温度升高．
第三个冲程是做功冲程，此时燃料燃烧生成的高温高压的燃气推动活塞对外做功，将内能转化为机械能．
10.【答案】A
【解析】热机：将内能转化为机械能；电动机：将电能转化为机械能；发电机：将机械能转化为电能；电热水器：将电能转化为内能．由流程图可以看出：该机器将一部分内能转化成了机械能，还有一大部分内能散失掉了，所以该机器是热机．
11.【答案】AB
【解析】在内燃机的四个冲程中，进气阀和排气阀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．
如图所示，两个气阀关闭，活塞向下运动，是做功冲程，内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能，故气体的内能减少、温度降低，分子热运动减慢；气体质量不变，体积变大，故气体分子的密度减少．
12.【答案】汽油　压缩
【解析】汽油机与柴油机结构上的区别是有汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴．由图可知，该内燃机有火花塞，所以是汽油机；图中的气门闭合、活塞上行，所以是压缩冲程．
13.【答案】吸气冲程　压缩冲程　做功冲程　排气冲程　2　2　1
【解析】(1)内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程．压缩冲程活塞向上运动，压缩气体对气体做功，将机械能转化为内能；做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，只有做功冲程对外做功，其它三个冲程都是依靠惯性来完成的．
(2)一个工作循环包括四个冲程，对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转动2周．
14.【答案】
【解析】与内燃机对比分析可知，实验中的：玻璃管类似内燃机的坚固汽缸；酒精燃烧类似内燃机的油料燃烧；高温高压水蒸气类似内燃机的高温高压燃气；木塞冲出类似活塞运动做功．
15.【答案】做功
【解析】由图可知，从玻璃管口喷出的水蒸气驱动叶轮转动，水蒸气会对叶轮做功，将水蒸气的内能会转化为塞子的机械能；此过程与汽油机的做功冲程类似，在做功冲程中也是燃气的内能转化为活塞的机械能．
16.【答案】降低　减小　排气
【解析】在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸汽，推动活塞再次做功，水蒸汽温度降低，内能减小；这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的效率．为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是排气冲程．
17.【答案】空气喷气　火箭喷气
【解析】喷气式发动机有两种，需要用大气中的氧气来助燃的是空气喷气发动机；自带燃料和氧化剂的是火箭喷气发动机，它工作时不需要空气，可以在大气层外工作能够用来发射人造卫星和宇宙飞船．
18.【答案】内燃机工作时需要将燃料在汽缸内燃烧，把燃料的内能转化为月球车的机械能，因为月球上没有空气，在月球上内燃机无法正常工作，所以月球车不用内燃机来驱动．
【解析】物质的燃烧需要空气中的氧气，在月球上没有空气，月球车不用内燃机来驱动．内燃机工作时需要将燃料在汽缸内燃烧，把燃料的内能转化为月球车的机械能，因为月球上没有空气，在月球上内燃机无法正常工作．
19.【答案】(1)机械　(2)PV　(3)A　(4)运行更稳定、功率更大等
【解析】(1)汽油机是将内能转化为机械能的机器；
(2)设活塞移动距离为L，则活塞的面积为：S＝，
则活塞受到燃气压力为：F＝PS＝，
则一个做功冲程中燃气对活塞所做的功为：
W＝FL＝L＝PV
(3)已知四缸发动机中2号汽缸在做功冲程时，3号汽缸所处的冲程是排气冲程，故选A.
(4)四缸发动机的优点，运行更稳定、功率更大等．