物理九年级全册第十四章 内能的利用第1节 热机同步达标检测题

14.1 热机 同步易错题集

【高频考点梳理】

一、热机

1、定义：把内能转化为机械能的机械叫做热机。

2、热机的种类很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。

二、内燃机

1、内燃机是现代社会中最常见的一种热机，分为汽油机和柴油机两大类。

2、内燃机工作过程

（1）冲程：活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。

（2）内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。活塞往复运动2次。

（3）四冲程汽油机工作示意图

①吸气冲程：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气缸。

②压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩。机械能转化为内能。

③做功冲程：火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。内能转化为机械能。

④排气冲程：进气门保持关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。

总结：吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程。

三、汽油机和柴油机区别

汽油机：汽缸顶部为火花塞，吸入汽油和空气的混合物，点火方式为点燃式，效率较低。

柴油机：汽缸顶部为喷油嘴，吸入空气，点火方式为压燃式、效率较高。

【必刷易错题集】

1．（2022•枣庄模拟）下列设备中，没有利用热机的是（　　）

A．火车 B．飞机 

C．轮船 D．自行车

解：

火车、飞机、轮船工作时都要使用化石能源作燃料，都是使用热机工作的。

自行车工作时是通过消耗人的能力工作的，没有使用热机。

答案：D。

2．（2021•张家界期末）下面关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是（　　）

A．汽油机与柴油机使用的燃料不同 

B．柴油机气缸顶部有个喷油嘴，汽油机气缸顶部有个火花塞 

C．柴油机与汽油机除使用的燃料不同外，在构造上完全相同 

D．柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火

解：

A、汽油机和柴油机使用的燃料不同，汽油机使用汽油，柴油机使用柴油，故A正确；

B、汽油机气缸顶部有个火花塞，柴油机气缸顶部有个喷油嘴，故B正确；

C、柴油机气缸顶部有个喷油嘴，没有火花塞，汽油机气缸顶部有个火花塞，没有喷油嘴，所以汽油机与柴油机除使用的燃料不同外，在构造上也不相同，故C错误；

D、汽油机采用点燃式点火，柴油机采用压燃式点火，故D正确。

答案：C。

3．（2022•东莞模拟）我国电影近年来涌现出大批优秀的作品，科幻大片《流浪地球》就是其中的佼佼者。如图所示，电影中，为帮助地球脱离木星的吸引，主人公点燃了木星上的可燃气体，从而将地球推离木星。其中“点燃木星”将地球推开的过程相当于内燃机的（　　）

A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程

解：“点燃木星”将地球推开，燃料的内能转化为地球机械能，相当于内燃机的做功冲程，

答案：C。

4．（2022•宜宾模拟）热机在工作过程时，能量的转化过程是（　　）

A．内能→化学能→机械能 B．化学能→内能→机械能 

C．化学能→机械能→内能 D．化学能→机械能→化学能

解：热机工作时需要燃料，即通过燃料燃烧将化学能转化为内能，而后通过内能做功，即将内能转化为机械能。

答案：B。

5．（2022•淮安期中）如图是内燃机的某个冲程示意图，关于这个冲程下列分标正确的是（　　）

A．此时活塞正向上运动 

B．这是吸气冲程 

C．此过程中气缸内温度会升高 

D．此过程中内能转化为机械能

解：由图可知，进气门、排气门都关闭，活塞向下运动，为做功冲程，此冲程中，气缸内的气体膨胀做功，将气体的内能转化为活塞的机械能，气缸内气体内能减小、温度较低，故ABC错误、D正确。

答案：D。

6．（2022•大连模拟）内燃机在做功冲程，高温气体迅速膨胀做功后，气体的温度和内能变化的情况（　　）

A．温度降低，内能减小 B．温度不变，内能不变 

C．温度升高，内能增大 D．温度降低，内能增大

解：

当内燃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。

答案：A。

7．（2021•淮安中考）如图所示，将铁丝快速弯折十余次，弯折处温度升高，该过程与四冲程汽油机哪一个冲程能量转化相同？（　　）

A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程

解：将铁丝快速弯折十余次，对铁丝做功，铁丝的内能增加，温度升高，此过程中机械能转化为内能；汽油机的压缩冲程是机械能转化为内能的冲程，与上述能量转化相同。

答案：B。

8．（2022•绵阳模拟）李丽周末和家人乘车去游玩，某一时刻她看到汽车转速表显示的转速为1800r/min，她向爸爸了解到汽车发动机为四冲程发动机，则此时汽车在1s内完成了（　　）

A．60个冲程，做了15次功 B．60个冲程，做了60次功 

C．120个冲程，做了30次功 D．30个冲程，做了30次功

解：

飞轮转速是1800r/min＝30r/s，即该飞轮每秒钟转30圈。因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程、做功1次，所以飞轮转30圈共做功15次、有60个冲程，故A正确，BCD错误。

答案：A。

9．（2022•洛阳模拟）如图是给汽车提供动力的汽油机的四个工作冲程，下列说法正确的是（　　）
 

A．图甲是做功冲程，机械能转化为内能 

B．图乙是排气冲程，依靠飞轮的惯性工作 

C．图丙是压缩冲程，活塞向上运动 

D．图丁是吸气冲程，吸入的只有空气

解：A、甲图中两个气门都关闭，活塞上行，是内燃机的压缩冲程，此冲程机械能转化为内能，故A错误；

B、乙图中进气门关闭，排气门打开，活塞上行，是内燃机的排气冲程，此冲程靠飞轮的惯性来完成，故B正确；

C、丙图中两个气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，是内燃机的做功冲程，将内能转化为机械能，故C错误；

D、丁图中排气门关闭，进气门打开，活塞下行，是汽油机的吸气冲程；在该冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合气体，故D错误。

答案：B。

10．（2022•潍坊模拟）汽油机在压缩冲程中，汽缸中空气的温度、内能和体积的变化情况是（　　）

A．温度升高，内能增加，体积减小 

B．温度升高，内能增加，体积增大 

C．温度降低，内能减少，体积减小 

D．温度降低，内能减少，体积增大

解：在压缩冲程中，活塞由下向上运动，压缩汽缸内的混合气体，使其体积减小，活塞对汽缸中的混合气体做功，使混合气体的内能增大，温度升高。

答案：A。

11．（2022•岳阳模拟）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机械能转化为内能  ③做功冲程  ④内能转化为机械能 

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内能转化为机械能  ③做功冲程  ④机械能转化为内能

解：

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。其中柴油机的气缸中的柴油就是由此点燃的，因此柴油机的点火方式叫压燃式。

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。

答案：B。

12．（2021•郑州期末）如图a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b为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断不正确的是（　　）
 

A．图a中气缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力 

B．气缸内的蒸汽推动活塞时，内能减小 

C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图A所示的原理相似 

D．汽油机一个工作循环的正确顺序是ABCD

解：A是吸气冲程、B是压缩冲程、C是做功冲程、D是排气冲程，蒸汽弹射装置是内能转化为机械能，与C图做功冲程相似；

AB、a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AB正确；

C、蒸汽弹射装置工作时内能转化为机械能，与汽油机的做功冲程相似，而图A中汽油机的进气门打开，排气门关闭，活塞向下移动，是汽油机的吸气冲程，与蒸汽弹射装置工作时的原理不同，故C错误；

D、四冲程汽油机一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，所以汽油机一个工作循环的正确顺序是ABCD，故D正确。

答案：C。

二、填空题

13．（2022•滨阳模拟）如图所示，这是一个 　柴油机　（选填“柴油机”或“汽油机”）模型。家用汽车一般选用 　汽油机　（选填“柴油机”或“汽油机”）做为发动机。

解：柴油机和汽油机构造上的区别：柴油机气缸顶部有喷油嘴，而汽油机顶部有火花塞，图中顶部是喷油嘴，所以这是一个柴油机的模型；

汽油机轻巧、便利，噪声相对较小，一般家用汽车的发动机是汽油机。

答案：柴油机；汽油机。

14．（2022•成都模拟）如图所示的是一种“走马灯”，点燃灯底部的蜡烛后，人们发现纸片小人的影子动了起来。“走马灯”中热空气上升驱动扇叶转动的过程与四冲程汽油机的 　做功　冲程相同。

解：点燃蜡烛时，气体温度升高，气体的密度变小，热空气就会向上运动，运动的热空气推动扇叶转动，运动的热空气对外做功，将内能转化为机械能，该过程和四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同。

答案：做功。

15．（2022•广州模拟）如图所示，由中国自主研发的我国第一部“空气动力发动机汽车”在第十四届中国北京国际科技产业博览会上展出。它是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，这种车在开动时将空气的　内　能转化为　机械　能，类似柴油机的活塞做功，排气口排摔出的是冷空气，为绿色环保产品。

解：新型空气动力汽车，它利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，这种车在开车时空气膨胀做功将空气的内能转化为车的机械能。

答案：内；机械。

16．（2022•贵阳模拟）如图所示为汽油机工作过程中某一冲程的示意图，此图是　压缩　冲程，有一种单缸汽油机在原有四冲程的基础上增加两个冲程，成为六冲程汽油机，也就是在原有四冲程汽油机完成排气冲程后向气缸内喷水，水在气缸内汽化成水蒸气，水蒸气膨胀对外做功，这种汽油机一个工作循环有六个冲程，做功　2　次，这种汽油机这样设计的目的是　提高热机的效率（节约能源）　。

解：①图中的气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程；

②比原有的四冲程汽油机多做一次功，因此六冲程中共做功两次，因为是利用排气冲程后的余热，所以大大的提高了热机的效率，节约了能源。

答案：压缩；2；提高热机的效率（节约能源）。

17．（2022•重庆模拟）甲图中，气球内的气体喷出时，球内气体的内能将 　减小　（选填“增大”“不变”或“减小”）。该过程的能量转化过程与图 　丙　（选填“乙”或“丙”）所示热机工作冲程相同。

解：球内气体喷出，球内气体的内能转化为气球的机械能，球内气体的内能减小；

热机的做功冲程是将内能转化为机械能的，做功冲程中活塞向下运动，由此可知图丙是做功冲程，与气球能量转化过程相同。

答案：减小；丙

18．（2022•西安模拟）如图所示为生活中常用的热水瓶，其外壁采用镀银的双层玻璃，注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来。这一过程中瓶内气体的　内　能转化为软木塞的机械能。汽油机的　做功　冲程也发生同样的能量转化。如果该汽油机飞轮转速是1800r/min，则该汽油机每秒钟内完成　60　个冲程，对外做功　15　次。

解：

瓶塞跳起来，机械能增大，这是由于暖瓶内气体膨胀做功造成的，水蒸气的内能转化成瓶塞的机械能；

汽油机在做功冲程中，气缸内高温气体膨胀推动活塞做功，内能转化为机械能。

汽油机的一个工作循环包括四个冲程，飞轮转两周，对外做功一次：该汽油机飞轮转速是1800r/min＝30r/s，则该汽油机每秒内对外做功15次，完成60个冲程。

答案：内；做功；60；15。

三、实验探究题

19．（2022•徐州模拟）老师用如图1所示实验装置，加热试管使水沸腾，发现试管上方的小风车，开始不停地转动；由此引出以下问题，请利用所学的知识回答。

（1）图1实验中能量转化方式与图2中汽油机的哪个冲程相同？　丁　

（2）若某四冲程汽油机的功率为36千瓦，做功冲程每次对外做功800焦耳，则在1秒钟内该汽油机能完成　180　个冲程，此汽油机飞轮的转速为　5400　转/分。

（3）如图3所示的是等质量两种液体吸收的热量与温度变化情况的图象。根据图中提供的信息判断，这两种液体中，选择　乙　液体作为汽车冷却液效果会更好。

解：

（1）由图1知，加热试管使水沸腾，水蒸气推动小风车做功，使之不停地转动；这一过程中内能转化为机械能。

图2中：

甲、两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能；

乙、一个气门关闭，一个气门打开，活塞向上运动，属排气冲程，没有能量转化；

丙、一个气门关闭，一个气门打开，活塞向下运动，是吸气冲程，没有能量转化；

丁、两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能；

可见，图1实验中能量转化方式与图2中汽油机的丁冲程相同；

（2）某四冲程汽油机的功率P＝36kW＝36000W，每秒做功36000J，

每秒做功次数n＝＝45次，则每秒完成45个循环，飞轮转动90转，有45×4＝180个冲程；

1min转90×60＝5400R，故该汽油机工作时飞轮的转速为5400R/min。

（3）根据比热容的概念可知，比热容大的物体每升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量就大，根据图象判断甲、乙液体，每升高1℃，哪一个需要吸收的热量多，吸收热量多的比热容就大；可以看出乙比热容大；

根据Q＝cm△t，吸收相同的热量，比热容大的，温度升高的就小，就更适合做冷却液。故乙做冷却液更好。

答案：（1）丁；（2）180；5400；（3）乙。

20．（2021•珠海期末）（1）图甲是一台单缸四冲程汽油机 　压缩　冲程的示意图，其能量转化情况与 　丙　（选填“乙”或“丙”）图相同，此过程中通过 　做功　方式改变汽缸内燃料混合物的 　内能　。

（2）科学家设计了一款单缸六冲程汽油机，它的构造和工作循环的前四个冲程与四冲程汽油机相似，在第四冲程结束后，再完成两个冲程。

①第五冲程中，向汽缸内喷水，水在汽缸内迅速 　汽化　成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，则第五冲程为 　做功　（选填“吸气”、“压缩”、“做功”或“排气”）冲程。

②第六冲程中活塞向 　上　运动。（选填“上”或“下”）

解：

（1）图中汽油机两个气门都关闭，活塞向上运动，因此是压缩冲程，此冲程机械能转化为的内能；

乙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，因此与做功冲程原理相同的是乙实验；

丙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，因此与做压缩程原理相同的是丙实验；

（2）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，所以第五冲程为做功冲程；

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，活塞向上运动。

答案：（1）压缩；丙；做功；内能；（2）①汽化；做功；②上。