《14.1 热机》同步培优精练（解析版）2021-2022学年物理人教版九年级全一册

《14.1 热机》同步培优精练（解析版）2021-2022年物理人教版九年级全一册
一．选择题（共10小题）
1．下图是单缸四冲程汽油机的一个工作循环过程，关于对图中的表述正确的是（　　）
A．甲图是吸气冲程，在大气压的作用下，将汽油吸入气缸
B．乙图是做功冲程，内能转化为机械能
C．丙图是排气冲程，靠飞轮的惯性来完成
D．丁图是压缩冲程，机械能转化为内能
2．如图所示，给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，这个过程与选项四冲程汽油机工作示意图中，哪一个冲程的能量转化过程是相同的（　　）
A． B．
C． D．
3．如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是（　　）
A．吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸
B．压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小
C．做功冲程中，燃料释放的能量绝大部分转化为机械能
D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分
4．如图表示四冲程内燃机工作时的示意图，一个工作循环的正确顺序为（　　）
A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲
C．甲、丁、乙、丙 D．甲、丙、乙、丁
5．汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，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，下列说法中错误的是（　　）
A．汽油机一个工作循环正确的顺序是：丁丙甲乙
B．甲冲程中的能量转化是：机械能转化为内能
C．丙冲程中存在的能量转化是：化学能转化为内能
D．依靠飞轮惯性完成的冲程是：甲、乙、丁冲程
6．火箭喷气发动机是利用燃料在燃烧室中燃烧，燃气向后高速喷出（如图），从而获得向前的动力。其工作原理与汽油机的下列工作过程示意图所示原理一致的是（　　）
A． B．
C． D．
7．2019年春节期间热映的《流浪地球》被誉为开启了中国科幻电影元年。这部电影讲述了多年以后太阳急速衰老膨胀，无法再给地球提供能量，人类为了拯救地球而点燃木星周围的可燃气体，逃离太阳系的故事。其中“点燃木星”将地球推开相当于内燃机的（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
8．关于四冲程汽油发动机内部工作描述正确的是（　　）
A．吸气冲程时，吸入的是空气
B．通过喷油嘴压燃点火，在压缩冲程时，将机械能转化为内能
C．做功冲程时，若每次对外做功1000J，则2400r/min的发动机的额定功率为20kW
D．排气冲程时，排出的废气已经没有内能，全转化为机械能
9．如图甲为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，如图乙为汽油机的工作冲程。下列判断不正确的是（　　）
A．气缸内的蒸汽推动活塞后，内能增加
B．舰载机获得的牵引力是因为气缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞
C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图乙中C所示的原理相似
D．从能量转化角度讲，图乙中B冲程是把机械能转化为内能
10．2021年3月12日凌晨，长征七号改遥二运载火箭成功将试验九号卫星送入预定轨道，“长七改”将填补我国运载火箭高轨轨道运载能力的空白。下列说法不正确的是（　　）
A．火箭点火升空时相当于热机的做功冲程，将机械能转化为内能
B．卫星脱离火箭时，由于具有惯性，能保持原有运动状态
C．火箭加速升空的过程中，机械能变大
D．火箭加速升空时，火箭推力大于重力
二．多选题（共4小题）
11．如图所示，为四冲程汽油机的一个冲程的剖面图，下列说法正确的是（　　）
A．这是做功冲程
B．这个冲程中，活塞向上运动
C．这个冲程中，机械能转化为内能
D．这个冲程中，内能转化为机械能
12．下列关于汽油机和柴油机的主要区别，其中错误的是（　　）
A．柴油机的上部是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞
B．在做功冲程中，柴油机的点火方式叫点燃式，汽油机的点火方式叫压燃式
C．柴油机和汽油机一个工作循环都是由4个冲程组成，压缩冲程把内能转化为机械能
D．柴油机吸入汽缸的只是空气，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物
13．在汽油机压缩冲程中，汽缸内气体的（　　）
A．温度升高 B．密度变小 C．热量增多 D．内能增加
14．汽油机和柴油机工作的共同特点是（　　）
A．都有燃料进入气缸
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，对外做功
C．都能把燃料燃烧所释放出的内能全部转化为机械能
D．都有四个冲程
三．填空题（共3小题）
15．如图所示，用力将空气压缩引火仪的活塞迅速下压，玻璃筒底部的棉花冒烟燃烧，下压过程将机械能转化为　 　能，此过程与汽油机的　 　冲程能量转化形式相同。
16．近期科学家发明了一种单缸六冲程内燃机，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，立刻向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速　 　（填物态变化名称）成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，在水蒸气推动活塞做功的过程中主要的能量转化情况是　 　，从而提高了热机的效率。
17．如图所示的四幅图，甲、乙实验中与汽油机压缩冲程原理相同的是　 　图所示的演示的实验；丙、丁两图中表示汽油机做功冲程的是　 　图。
四．实验探究题（共1小题）
18．世界上很多发明都是受到生活现象的启发而萌生的创意，比如：蒸汽机和汽油机，它们工作时，能的转化过程是　 　。图中　 　是汽油机的工作原理图。
五．综合能力题（共1小题）
19．阅读短文，回答文后的问题
汽油发动机汽车与空气动力汽车
汽油发动机是一般汽车的动力源．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．
空气动力汽车是近十多年科技发展的产物，它利用高压压缩空气为动力源，将压缩空气存储的压力能转化为其他形式的机械能，从而驱动汽车运行（如图所示）．空气动力发动机的工作冲程与传统内燃机相似，但由于使用空气作为动力能源，在气缸里没有高温高压的气体燃烧过程，只通过单纯的气体膨胀做功来达到功率输出的目的，因此不再需要复杂的冷却系统，机体也可以选用较低强度、轻质的材料和简单的结构，所以结构简单、尺寸小、重量轻，造价低．
请回答下列问题：
（1）汽油机工作时将燃料燃烧后产生的　 　转化为机械能．
（2）汽油发动机一个工作循环中，为汽车提供动力的是　 　冲程，汽油发动机的冷却系统选用水来冷却是因为　 　．
（3）空气动力汽车与汽油机汽车相比，优点是：　 　（写出一点即可）．
（4）空气动力汽车获得动力是将压缩空气的压力能转化为汽车的　 　能，压缩空气存储瓶向外释放压缩空气做功时，瓶内的温度　 　（填：“升高”、“不变”、“下降”）．
六．解答题（共2小题）
20．常见的内燃机有　 　和　 　两种。四冲程内燃机的一个工作循环是由　 　、　 　、　 　和　 　四个冲程组成的。除　 　冲程做功而外，其他冲程是靠飞轮的　 　来完成的。在一个工作循环中，曲轴转动　 　周，燃气对活塞做功　 　次。
21．阅读下面的短文，回答问题
涡轮增压，是一种利用内燃机运作产生的废气驱动空气压缩机的技术。涡轮增压器利用发动机排出废气的惯性来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮压送由管道送来的空气，使之增压进入气缸。
汽车发动机的工作，多是靠燃料在发动机气缸内燃烧做功，从而对外输出功率。
涡轮增压的主要原理是采用专门的压气机先将气体进行压缩，再让气体进入气缸，这样提高了进入气缸气体的密度。空气的密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，这样就可以增加发动机的输出功率了。
请回答下列问题：
（1）发动机排出废气的惯性只跟废气的　 　有关。
（2）发动机消耗内能驱动汽车行驶的是　 　冲程，该冲程将　 　能转化为　 　能。
（3）吸入相同体积空气时，使用涡轮增压的汽车与普通汽车相比，牵引力可做的功更　 　。
（4）发动机排出的废气的能量　 　（选填“能”或“不能”）全部转化为叶轮的机械能用以压缩空气。
参考答案
一．选择题（共10小题）
1．解：
A、由图可知，甲图中的进气门关闭，排气门打开，活塞上行，所以是排气冲程；故A错误；
B、乙图中的气门关闭，活塞下行，所以是做功冲程，做功冲程是将内能转化为机械能的过程，故B正确；
C、丙图中的气门关闭，活塞上行，所以是压缩冲程，压缩冲程是将机械能转化为内能的过程，故C错误；
D、丁图中的进气门打开，排气门关闭，活塞下行，所以是吸气冲程，故D错误。
故选：B。
2．解：水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，是水蒸气的内能转化为机械能，与做功冲程中的能量转化相同；
A、图中，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能；
B、图中，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程；
C、图中，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；
D、图中，进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程。
故C符合题意，ABD不合题意。
故选：C。
3．解：
A、汽油机在吸气冲程中，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸，故A正确；
B、在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，气体的内能变大，此过程是机械能转化为内能的过程，故B错误；
C、在做功冲程中，燃料燃烧释放的内能大部分需要克服摩擦、发生热传递而散失，只有一少部分转化为机械能，故C错误；
D、在排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的大部分，故D错误。
故选：A。
4．解：
甲图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程。
乙图中两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程；
丙图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，排气冲程；
丁图中两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程。
故选：C。
5．解：甲冲程，两气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为了内能，是第二冲程；
乙冲程，排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，是第四冲程；
丙冲程，气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，将内能转化为了机械能是第三冲程；
丁冲程，进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，是第一冲程；
A、四个冲程的正确顺序是丁甲丙乙，故A错误；
B、甲冲程中机械能转化为内能，故B正确；
C、丙冲程是做功冲程，此冲程燃料燃烧化学能转化为内能，故C正确；
D、靠惯性完成的冲程是甲、乙、丁，故D正确。
故选：A。
6．解：火箭的喷气发动机工作时，燃料燃烧产生高温高压的气体，经喷管向后高速喷出，从而获得向前的动力，使火箭发射出去，燃料燃烧时将化学能转化为内能，然后再将内能转化为火箭的机械能；
A、该图中两个气门关闭，活塞下行，为做功冲程，内能转化为机械能，故A正确；
B、该图中排气门打开，活塞上行，为排气冲程，没有能量的转化，故B错误；
C、该图中进气门打开，活塞下行，为吸气冲程，没有能量的转化，故C错误；
D、该图中两个气门关闭，活塞上行，为压缩冲程，是机械能转化为内能，故D错误。
故选：A。
7．解：影片“流浪地球”开启了中国科幻元年，其中“点燃木星”将地球推开，内能转化为机械能，相当于内燃机的做功冲程。
故选：C。
8．解：
A、汽油机在吸气冲程中，吸入的是空气和汽油的混合物，故A错误；
B、汽油机在压缩冲程中，将机械能转换为内能，点燃方式采用点燃式，故B错误；
C、做功冲程中一次对外做功1000J，即汽油机2r对外做功1000J，1min转2400r，1min做功是W＝＝1.2×106J；
发动机的额定功率P＝＝＝2×104W＝20kW，即发动机的额定功率是20kW，故C正确；
D、排气冲程时，排出废气的温度很高，具有很大的内能，故D错误。
故选：C。
9．解：
AB、甲图中，气缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，其内能减小，同时推动活塞，使舰载机获得巨大的牵引力，该过程中内能转化为机械能，燃气的内能减小，故B正确，A错误；
C、图中汽油机两气门都关闭，火花塞点火和活塞向下移动，是汽油机的做功冲程，也是内能转化为机械能的过程，与蒸汽弹射装置工作时的原理相似，故C正确；
D、图中汽油机两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，此冲程机械能转化为内能，故D正确。
故选：A。
10．解：A、火箭点火升空时相当于热机的做功冲程，热机的做功冲程是将内能转化为机械能，故A错误；
B、卫星脱离火箭时，能保持原有运动状态，是因为它具有惯性，能保持原有的运动状态不变，故B正确；
C、火箭加速升空的过程中，质量不变，而速度增大，所以动能增大；因为高度增大，所以重力势能增大；因此动能和重力势能都增大；因为动能增大，重力势能增大，而机械能＝动能+重力势能，所以机械能变大，故C正确；
D、火箭发射加速离开地面时，火箭的运动状态时刻在改变，火箭一定受到非平衡力的作用，受到的推力一定大于火箭的重力，故D正确。
故选：A。
二．多选题（共4小题）
11．解：
图中两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故BC错误，AD正确。
故选：AD。
12．解：
A、柴油机和汽油机的结构不同：柴油机的气缸上是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞，故A正确；
B、在做功冲程，汽油机的点火方式叫点燃式，柴油机的点火方式叫压燃式，故B错误；
C、柴油机和汽油机一个工作循环都是由4个冲程组成，压缩冲程把机械能转化为内能，故C错误；
D、在吸气冲程，柴油机吸入气缸的只是空气，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，故D正确。
故选：BC。
13．解：
（1）在压缩冲程中，活塞压缩气缸内气体对气体做功，机械能转化为内能，内能增加，温度升高；气缸内气体质量不变体积变小，密度变大；故A、D正确，B错误；
（2）热量是热传递过程中传递能量的多少，不能说热量增多，故C错误。
故选：AD。
14．解：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
故据上分析能看出，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。
故选：ABD。
三．填空题（共3小题）
15．解：
用力将空气压缩引火仪的活塞迅速下压，玻璃筒底部的棉花冒烟燃烧，说明压缩筒内空气做功，筒内气体的内能增加、温度升高，当达到棉花的燃点，棉花冒烟燃烧，其能量转化方式是机械能转化为内能；
在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物做功，将机械能转化为内能，所以它们的能量转化情况相同。
故答案为：内；压缩。
16．解：据题意可知，该内燃机在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，使得水蒸气的内能转化为内燃机的机械能，即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。
故答案为：汽化；内能转化为机械能。
17．解：
甲图对试管中的水加热，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；与汽油机的做功冲程原理相同；
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，即是将机械能转化为内能的过程；与汽油机压缩冲程原理相同；
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。
故答案为：乙；丙。
四．实验探究题（共1小题）
18．解：（1）蒸汽机和汽油机都属于热机，是将内能转化为机械能的机器；
（2）由图甲可知，燃料燃烧，将燃料的化学能转化为水和水蒸气的内能，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，将水蒸气的内能转化为叶轮的机械能；此过程与蒸汽机的工作过程相似，反映了蒸汽机的工作原理。在图乙中，火焰使上方空气温度升高、上升，热空气带动叶轮转动，内能转化为机械能，与汽油机的工作原理相同。
故答案为：内能转化为机械能；乙。
五．综合能力题（共1小题）
19．解：（1）汽油机工作时，燃料燃烧后产生的内能对外做功，内能转化为机械能；
（2）汽油发动机一个工作循环中，为汽车提供动力的是做功冲程，此冲程中，内能转化为机械能；汽车发动机的冷却系统选择水作为工作物质，是因为水的比热容大，能吸收更多的热量；
（3）由材料内容的介绍可知，压缩空气动力汽车与汽油机相比的优点主要有：不直接使用燃料、体积小、结构简单、维修成本低等；
（4）空气动力汽车工作时压缩的气体对外做功，将内能转化为机械能，使得内能减小，温度降低。
故答案为：（1）内能；（2）做功；水的比热容大；（3）结构简单；（4）机械；下降。
六．解答题（共2小题）
20．解：常见的内燃机有汽油机和柴油机；
四冲程内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成的；
除做功冲程，其它冲程是靠飞轮的惯性来工作的；
在一个工作循环中，曲轴转动2周，燃气对活塞做功1次。
故答案为：汽油机；柴油机；吸气；压缩；做功；排气；做功；惯性；2；1。
21．解：
（1）惯性大小只跟物体的质量大小有关，所以发动机排出废气的惯性只跟废气的质量有关；
（2）四冲程内燃机包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，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，使汽车获得动力；
（3）“涡轮增压”，是利用高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”高速旋转，来带动同轴的“进气涡轮”也高速旋转，从而提高了热机效率，所以在吸入相同体积空气时，使用涡轮增压的汽车与普通汽车相比，牵引力可做的功更多；
（4）发动机排出的废气带动叶轮转动过程中，要克服摩擦力做功，机械能转化为内能，所以发动机排出的废气的能量不能全部转化为叶轮的机械能用以压缩空气。
故答案为：（1）质量；（2）做功；内；机械；（3）多；（4）不能。