2020-2021学年1 热机当堂检测题

2.1热机同步练习教科版初中物理九年级上册

一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）

1. 下列装置中，能把内能转化为机械能的是

A. 热机 B. 电视机 C. 洗衣机 D. 电吹风机

2. 一台单缸四冲程汽油机正常工作时飞轮转速为，那么1s内该汽油机做功次数为

A. 1800次 B. 30次 C. 15次 D. 2次

3. 火箭工作时，所发生的能量转化过程是

A. 化学能内能机械能 B. 内能化学能机械能
C. 化学能机械能内能 D. 机械能化学能内能

4. 关于柴油机和汽油机，下列说法错误的是

A. 柴油机以柴油为燃料 B. 汽油机以汽油为燃料
C. 柴油机顶部有一个喷油嘴 D. 汽油机对环境没有污染

5. 下列有关火箭的说法中错误的是．

A. 火箭最早起源于我国宋代，是热机的一种
B. 目前大多数空间运载火箭都是液体火箭
C. 火箭是空间飞行器的一种
D. 火箭由于带有燃料和氧化剂，所以工作时能在空气稀薄的高空和太空飞行

6. 目前我国已将发动机研发列为国家重大科技专项。我国下列“陆、海、空、天”装备中动力机械不属于热机利用内能做功的机械的是

A. 052D型导弹驱逐舰燃气轮机 B. 中国高铁交流异步牵引电动机
C. 长征五号火箭液氢液氧发动机 D. 歼20战机涡扇15煤油发动机

7. 如图是蒸汽机工作的原理示意图，关于蒸汽机的工作过程中所涉及的物理知识，下列说法正确的是

A. 汽缸内的蒸汽推动活塞做功，内能转化为机械能
B. 燃料燃烧时产生热量，这是将内能转化为化学能
C. 蒸汽推动活塞做功，蒸汽的内能增大
D. 蒸汽机加装冷凝器，能减少废气带走的温度

8. 如图所示，试管内装有少量水，管口被一橡胶塞塞紧。用酒精灯给试管内的水加热，直至水沸腾，不久后水蒸气把橡胶塞冲开。这个实验展示了哪一种热机的工作原理

A. 蒸汽机
B. 内燃机
C. 汽轮机
D. 喷气发动机

9. 关于热机中的能量转化关系，下列说法中正确的是

A. 热机是将机械能转化为内能的机器
B. 热机是将内能转化为机械能的机器
C. 热机是将燃料的化学能直接转化为机械能的机器
D. 热机利用化学能来做功，是将化学能转化为内能的机器

10. 下列关于蒸汽机的说法不正确的是

A. 蒸汽机是最早的热机
B. 很早以前，就有人开始利用蒸汽做功
C. 1769年瓦特改进、完善了蒸汽机，发明了冷凝器、蒸汽汽缸等部件，才使蒸汽机成为动力机器
D. 蒸汽机工作时将机械能转化为内能

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）

11. 如图所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去。这是因为酒精燃烧产生的燃气对外          ，燃气的          能转化为盒盖的          能。
12. 随着社会的不断进步，动力机械的不断变化，从最早的蒸汽机开始，到现在多数是内燃机，有些已是电力机车，电已成为推动现代社会进步的主动力。关于蒸汽机、内燃机、电力机车，属于热机的是          和          ，蒸汽机的工作物质是          ，内燃机的工作物质是          ，电力机车则是靠          来工作的。
13. 2019年1月3日，我国“嫦娥四号”探测器在月球背面成功着陆，标志着我国探月工程取得了历史性突破。

“嫦娥四号”到达月球上方后，高热值燃料发动机开始点火工作，该发动机          选填“属于”或“不属于”热机。“嫦娥四号”减速落月过程中，其动能不断          选填“增大”或“减小”。

“嫦娥四号”降落到距月球表面时，开始悬停并寻找着陆点。悬停时，“嫦娥四号”发动机的推力为，则“嫦娥四号”在月球上的重力为          N。“嫦娥四号”从高竖直降落到月球表面所用的时间为，其重力做功的功率为          W。

14. 四种程内燃机在做功冲程中，将机械能转化为内能，这是通过_____方式改变气缸内气体的内能；在吸气冲程中，旋转飞轮带动曲轴连杆使活塞运动，增加飞轮的质量，可以_____选填“增大”或“减小”飞轮的惯性。

三、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

15. 如图所示，取一只透明塑料盒，底部钻一小孔，刚好能将电子式火花发生器的放电针紧紧地插进孔中，打开塑料盒盖，向盒中滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后按动火花发生器的按钮。

实验中，你将观察到的现象是___________________________。

影响实验成败的原因可能有很多，请你写出其中的一个：______________________。

在此过程中，酒精燃烧后的燃气对外做功，燃气的_________能减少，转化为塑料盒盖的_________能。

根据这个原理，可以制造出的机器是_________。

16. 2020年4月24日，以“弘扬航天精神，拥抱星辰大海”为主题的2020年“中国航天日”启动仪式在国家航天局网站等网络平台举行。中国首次火星探测任务名称、任务标识，也在启动仪式上公布。中国行星探测任务被命名为“天问系列”，首次火星探测任务被命名为“天问一号”。2020年，我们的征途是星辰大海。

月19日发射探测器的长征五号火箭“胖五”的大推力氢氧发动机顺利完成100秒校准试车，携带氢燃料是因为氢的          大，该发动机          热机填“属于”或“不属于”。

火星是太阳系由内往外数第四颗星体，火星没有稳定的液态水，以二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷，沙尘悬浮其中，每年常有沙尘暴发生。火星是一颗          填“恒”“行”或“卫”星，火星上常见的沙尘暴          填“能”或“不能”说明分子在永不停息地做无规则运动。

四、计算题（本大题共2小题，共16.0分）

17. 一台单缸四冲程内燃机的活塞面积为，一个冲程中活塞的行程是，做功冲程中燃气的平均压强为飞轮转速为，求：
    内燃机每分钟做的功
    内燃机的功率。
    
    
    
    
    
    
     
18. 某型号四冲程柴油机，汽缸横截面积为，活塞行程为10cm，做功冲程燃气的平均压强为，飞轮转速为。
    燃气对活塞的平均压力是多少？
    一次做功冲程中气体对活塞做多少功？
    这台柴油机的功率是多少？
    
    
    
    
    
    
     

五、综合题（本大题共2小题，共20.0分）

19. 双能源汽油和天然气汽车以其经济、污染小等优点备受人们青睐已知汽油的热值为、天然气的热值为。
    内燃机是汽车的“心脏”，它是把内能转化为______的装置。
    完全燃烧9L的汽油放出的热量与完全燃烧______的天然气放出的热量相等。
20. 阅读短文，回答问题．

从火车到火箭

生产的发展需要强大的动力．17世纪，人类发明了热机．最早的热机是蒸汽机．在锅炉里把水烧成水蒸气，水蒸气在汽缸里推动活塞做功．原始的蒸汽机不便于使用

交通运输的发展迫切需要轻便的热机．于是，内燃机应运而生．内燃机分为汽油机、柴油机两大类．汽油机是1876年发明的，柴油机是1892年发明的．内燃机行驶时不需要携带很多的水和煤，不但轻便，效率也提高了

早期的飞机是由内燃机提供动力的．从20世纪40年代开始，飞机上越来越多地使用喷气发动机，它向后高速喷出气体，从而获得前进的动力．在功率相同时，喷气发动机比内燃机更轻便

根据材料内容，请回答下列问题：

在功率相同时，蒸汽机、内燃机、喷气发动机的重力依次_________填“增大”或“减小”．

在结构上汽油机的顶部是火花塞，柴油机的顶部是_________．

汽油机工作过程中燃料的化学能先转化为内能，内能再转化为_________．

答案和解析

1.【答案】A
 

【解析】热机的工作原理是通过燃料燃烧将化学能转化为内能，然后再通过做功把内能转化为机械能，故A选项正确。
 

2.【答案】C
 

【解析】解：
在四冲程内燃机的一个工作循环中，完成4个冲程，并对外做功1次，曲轴和飞轮转2圈，
一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为，说明1min飞轮转1800r；
则每秒钟飞轮转转，完成个工作循环，做功15次。
故选：C。
在四冲程内燃机的一个工作循环中，完成4个冲程，并对外做功1次，曲轴和飞轮转2圈。
本题考查内燃机四个冲程的判断以及内燃机转速的计算，在四冲程汽油机中，一个工作循环，曲轴转两圈，对外做功一次，这个知识是平常学习中比较容易忽视的，需要引起注意。
 

3.【答案】A
 

【解析】解：火箭发射升空时，通过燃烧燃料将化学能转化为内能，释放的内能转移到高温高压的燃气上，然后向后喷出燃气使火箭上升，高度增加，速度增大，这是气体膨胀对外做功的过程，将燃气的内能转化为火箭的机械能。在整个升空过程中，燃料的化学能转化成燃气的内能，再转化成火箭的机械能。
故选：A。
火箭主要靠喷气式发动机工作，喷气式发动机是热机的一种，是先燃烧燃料将化学能转化为内能，然后通过喷气将内能转化为机械能的机器。
动能和势能统称为机械能，重力势能与物体的质量和高度有关。动能与物体的质量和速度有关。
本题考查关于火箭发射和过程中能的转化。是一道热学的基础题。
 

4.【答案】D
 

【解析】解：A、柴油机使用的燃料是柴油，故A正确；
B、汽油机的使用的燃料是汽油，故B正确；
C、柴油机气缸顶端有个喷油嘴，汽油机气缸顶端有个火花塞，故C正确；
D、汽油机排放出的和，污染环境，还会形成酸雨，故D错误。
故选：D。
柴油机和汽油机的主要区别：
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；柴油机气缸顶端有个喷油嘴，此时喷油嘴喷出雾状的柴油，柴油遇到高温的空气，达到着火点而燃烧，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、做功更多，效率更高
本题考查了学生对汽油机和柴油机区别的掌握，属于热机基础内容的考查，识记性内容，比较简单
 

5.【答案】C
 

【解析】解：A、火箭发动机也是将内能转化成机械能，属于热机，故A正确；
B、目前大多数空间运载火箭都是液体火箭，故B正确；
C、火箭是航天运输工具，不是飞行器，故C错误；
D、火箭自身带有燃料和氧化剂，工作时不需要空气，可以在大气层外工作，故D正确。
故选：C。
火箭最早起源于我国宋代。把内能转变为机械能的机器叫热机，火箭是热机的一种。
目前大多数空间运载火箭都是液体火箭；
火箭可以发射空间飞行器，它本身不是空间飞行器；
火箭自身带有燃料和氧化剂，不需要外界提供氧气。
此题考查的是火箭上用到的物理知识，体现了物体知识应用于生活的物理理念；我们不仅要学习物理知识，更要学习物理知识的应用能力，这才是我们学习的根本目的。
 

6.【答案】B
 

【解析】解：燃气轮机、火箭液氢液氧发动机和煤油发动机都是热机，工作时把内能转化成机械能，而电动机是把电能转化成机械能，不符合热机的特点，故B符合题意。
故选：B。
热机是把内能转化成机械能的装置，分析各选项能量转化，找出符合要求的答案。
本题考查了学生对热机的认识，把握住热机的能量转化是解题的关键。
 

7.【答案】A
 

【解析】汽缸内的蒸汽推动活塞做功，将内能转化为机械能，A正确。燃料燃烧时产生热量，这是将化学能转化为内能，B错误。蒸汽推动活塞做功，将内能转化为机械能，内能减小，C错误。废气带走的不是温度，是热量，所以D错误。故选A。
 

8.【答案】A
 

【解析】酒精燃烧，是将酒精的化学能转化为内能释放出来，然后将内能通过热传递的方式传给水和试管，水吸热汽化，形成大量水蒸气，水蒸气对橡胶塞做功，将水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，这是蒸汽机的工作原理。故选A。
 

9.【答案】B
 

【解析】热机是利用内能来工作的机器，将内能转化为机械能，故A、D错误，B正确。热机是通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置，并不是将化学能直接转化为机械能，故C错误，故选B。
 

10.【答案】D
 

【解析】蒸汽机工作时，将内能转化为机械能，故D符合题意。
 

11.【答案】做功 

内 

机械

【解析】解：按动电火花发生器的按钮产生电火花，点燃盒内酒精，酒精燃烧产生高温高压的燃气，燃气膨胀对外做功，燃气的内能转化为盒盖的机械能。
 

12.【答案】蒸汽机 

内燃机 

蒸汽 

高温高压的燃气 

电

【解析】略
 

13.【答案】属于 

减小 

3125 

【解析】 解：“嫦娥四号”到达月球上方后，高热值燃料发动机开始点火工作，该发动机将燃料燃烧产生的内能转化为发动机的机械能，是热机；“嫦娥四号”减速落月过程中，质量减小，速度减小，其动能减小。悬停时，“嫦娥四号”处于平衡状态，受到重力和发动机的推力一对平衡力的作用，大小相等，即 N；重力做的功  J；其重力做功的功率。
 

14.【答案】做功  增大
 

【解析】解：
在做功冲程中，燃气膨胀做功将内能转化为机械能，这是通过做功的方式改变气体的内能的；
物体的质量越大，惯性越大，增加飞轮的质量，可以增大飞轮的惯性。
故答案为：做功；增大。
改变内能的方式有两种，做功和热传递，其中做功改变内能的本质是机械能与内能的转化，热传递改变内能的本质是内能的转移。
物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性，惯性大小只与物体的质量有关。
此题主要考查的是学生对内能的改变、汽油机四个冲程能量转化以及惯性大小影响因素的了解和掌握，属于基础性题目。
 

15.【答案】塑料盒盖飞出去  塑料盒盖的松紧程度或酒精多少等  内  机械  热机
 

【解析】解：电子式火花发生器点火后，观察到的现象是酒精燃烧产生的内能使塑料盒盖飞出去；塑料盒盖的松紧程度或酒精多少等会影响实验的成败；酒精燃烧后产生的内能对外做功，燃气的内能减少，燃气的内能转化为塑料盒盖的机械能；根据燃料燃烧产生的内能做功这个原理，可以制造出的机器是热机。
 

16.【答案】热值  属于  行  不能
 

【解析】【解析】运载火箭采用液态氢作为燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的燃料时，氢可以释放出更多的热量；火箭发射过程中，将燃料燃烧释放出的内能转化为机械能，所以该发动机属于热机。火星是太阳的行星；沙尘是固态颗粒物，沙尘暴是物体的机械运动，不能说明分子的无规则运动。
 

17.【答案】解：由得，燃气对活塞的平均压力：；
一个做功冲程中燃气对活塞做的功：；
曲轴每转两圈对外做功一次，所以1min转动1800周，要做功900次，所以内燃机每分钟做的功：
；
内燃机的功率：。
答：内燃机每分钟做的功是；
其功率是72000W。
 

【解析】热机工作时的压力和燃气的压强和活塞的面积有关，做功的多少和燃气的平均压力和做功的距离有关；
计算功率要在对应的时间内计算做功的多少。
此题考查热机中压力、功、功率的计算。在计算功率时要注意功和时间的对应关系。
 

18.【答案】解：燃气对活塞的平均压力：
；
一个做功冲程中燃气对活塞做的功：
；
飞轮转速：，
因为一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功一次，
所以每秒共有10个工作循环，对外做功10次；
该柴油机每秒做的功：
，
柴油机的功率为：
。
答：燃气对活塞的平均压力是35000N；
一次做功冲程中气体对活塞做功3500J；
这台柴油机的功率是35000W。
 

【解析】根据求出燃气对活塞的平均压力；
根据求出一次做功冲程中气体对活塞做的功；
根据四冲程内燃机1个工作循环中包括4个冲程，飞轮转两圈，对外做功1次的特点，求出每秒柴油机做功的次数，再求出做的总功，利用公式即可求出该柴油机的功率。
此题考查热机中压力、功的计算以及功率的计算，常见题目。
 

19.【答案】机械能  4
 

【解析】解：
内燃机是将内能转化为机械能的机器；
汽油完全燃烧放出的热量：，
因为，所以需要完全燃烧天然气的体积：
。
故答案为：机械能；。
内燃机是利用内能做功的机器，其在工作时有四个冲程，即吸气、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；
知道汽油体积和热值，利用燃料完全燃烧放热公式求放出的热量，再根据燃料完全燃烧放热公式求需要完全燃烧的天然气的体积。
此题主要考查了内燃机工作时的能量转化情况以及对燃料完全燃烧放热公式掌握和运用。
 

20.【答案】减小  喷油嘴  机械能
 

【解析】解：
对于蒸汽机、内燃机、喷气发动机，在功率相同时，蒸汽机最重，内燃机次之，喷气发动机最轻．
汽油机与柴油机的构造不同，汽油机顶部为火花塞，柴油机顶部为喷油嘴．
汽油机工作过程中燃料的化学能先转化为内能，内能再转化为机械能．