初中物理人教版（2024）九年级全册热机课后作业题

这是一份初中物理人教版（2024）九年级全册热机课后作业题，文件包含第04讲热机原卷版docx、第04讲热机解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共33页， 欢迎下载使用。
考点一：热机的种类
考点二：汽油机构造和工作过程
考点三：汽油机和柴油机的辨析
考点四：热机工作过程中的能量转化
考点五：热机的计算问题
【知识梳理】
知识点一：热机
1. 热机
（1）定义：如车、船、飞机等的发动机通过燃料燃烧，获得内能，并利用内能做功，像这样的机械叫热机。
（2）工作原理：利用内能来做功
（3）能量转化：
（4）热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。它们构造不同，但它们有一个共同特点，那就是利用内能做功。
2. 内燃机
燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机中最常见的是汽油机和柴油机两类。
知识点二：汽油机
1.工作原理
利用气缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。
2.构造
（1）主要结构：如图所示，汽油机的主体是气缸。气缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞，活塞通过连杆与曲轴相连。
（2）冲程：活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
利用气缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。
（3）试管实验与汽油机构造比较：如图。
3.工作过程
（1）汽油机的一个工作循环：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。通过四个冲程的不断循环来连续工作。
知识点三：柴油机
1.工作原理
利用柴油在气缸内燃烧所产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。
构造
3.汽油机与柴油机主要区别：
汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴；
汽油机吸入汽油和空气的混合气体，柴油机吸入空气。
柴油机比汽油机效率高。
【题型归纳】
题型一：热机的种类
1．（23-24九年级上·广东佛山）近年来我国重大装备层出不穷，国人倍感自豪。下列装备的动力装置不是热机的是（ ）
A．新能源电动汽车B．东风号远洋轮船
C．国产大飞机C919D．长征五号运载火箭
2．（21-22九年级上·河北保定·期末）以下机械不属于热机的是（ ）
A．蒸汽轮机B．喷气式飞机
C．摩托车发动机D．电动自行车
3．（2024·福建南平·一模）下列设备工作过程中使用热机的是（ ）
A．“歼20”战斗机B．亚运会比赛帆船
C．共享单车D．航拍无人机
题型二：汽油机构造和工作过程
4．（24-25九年级上·全国·课后作业）如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，以下说法正确的是（ ）
A．汽油机一个工作循环四个冲程的正确顺序是：丙、甲、丁、乙
B．汽油机吸气冲程汽缸吸进的物质是汽油
C．若汽油机每秒做功10次，则飞轮的转速为1200r/min
D．图丁是做功冲程，机械能转化为内能
5．（2023·广东清远·二模）如图是四冲程汽油机的工作原理图，关于汽油机正确的是（ ）
A．一个工作循环的顺序是甲乙丙丁B．丁图是机械能转化为内能
C．获得动力的是乙图冲程D．丙图吸入的是空气
6．（23-24九年级上·山东枣庄·期末）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．汽油机在吸气冲程中吸进汽缸的是汽油和空气的混合物
B．吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程的四个图的排序是：丁甲丙乙
C．丙图是做功冲程，发生的能量是把内能转化为机械能
D．若飞轮每分钟转3000转，则每秒对外做功50次
题型三：汽油机和柴油机的辨析
7．（23-24九年级上·湖南郴州·期末）关于柴油机和汽油机的下列说法中正确的是（ ）
A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
B．进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
C．柴油机在吸气冲程中将柴油和空气吸入汽缸
D．柴油机的压缩冲程中，内能转化为机械能
8．（2024·湖北·一模）如图所示，甲是汽油机某个冲程的工作示意图，乙是柴油机某个冲程的工作示意图。下列说法正确的是（ ）
A．甲是汽油机的压缩冲程，此时进气门和排气门均关闭
B．甲是汽油机的做功冲程，汽缸顶部的火花塞产生电火花
C．乙是柴油机的吸气冲程，吸进汽缸的是空气和柴油的混合物
D．乙是柴油机的排气冲程，此时汽缸顶部的喷油嘴正在喷油
9．（23-24九年级上·湖北黄冈·阶段练习）关于汽油机和柴油机的主要区别，其中正确的是（ ）
A．柴油机的气缸上是喷油嘴，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．柴油机比汽油机笨重，功率较小
D．柴油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，汽油机吸入气缸的只是空气
题型四：热机工作过程中的能量转化
10．（24-25九年级上·全国）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
11．（2024·湖南永州·二模）如图所示的实验装置中，一个装有适量水的试管通过橡胶塞密封。当水被加热一段时间后，橡胶塞被推出，同时管口出现了大量“白气”。下列说法正确的是（ ）
A．管口出现的“白气”是水蒸气
B．水蒸气推出橡胶塞导致水蒸气内能增加
C．水被加热的过程中，其内能是通过热传递的方式改变的
D．水蒸气推出橡胶塞与汽油机压缩冲程能量转化情况相同
12．（23-24九年级上·河北保定·期末）如图所示，用酒精灯给试管中的水加热，水温上升，直至沸腾一段时间后，会看到试管口的塞子被推出。下列描述正确的是（ ）
A．酒精燃烧将内能转化为化学能
B．水蒸气推出塞子的过程中水蒸气的内能转化为塞子的机械能
C．水蒸气推出塞子导致水蒸气内能增加
D．水蒸气对塞子做功，其能量转化与汽油机压缩冲程的能量转化相同
题型五：热机的计算问题
13．（24-25九年级上·全国·单元测试）汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成的，其中获得动力的冲程是 ，一台某型号单缸四冲程汽油机的飞轮转速是，则汽油机每秒钟完成 个冲程，对外做功 次。
14．（2024·安徽池州·二模）汽油机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀对外做功，从而将燃气的内能转化为机车的机械能。若汽油机每秒对外做功25次，则汽油机1min完成了 个冲程。
15．（2024·山东德州·二模）如甲图所示的实验装置，当塞子从试管口喷出时，水蒸气的内能转化为塞子的 。这个能量转化过程与汽油机工作时图 （选填“乙”或“丙”）的能量转化过程一样，若一台单缸四冲程汽油机飞轮的转速为2400r/min，则该汽油机1s内对外做功 次。
【高分演练】
一、单选题
16．（24-25九年级上·黑龙江哈尔滨）关于单缸四冲程汽油机，下列说法正确的是（ ）
A．汽油机的热机效率低于蒸汽机的热机效率
B．通过改进结构可以使汽油机的效率达到100%
C．除做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的
D．汽油机每个工作循环对外做功2次
17．（24-25九年级上·山东滨州·开学考试）关于热机，下列说法正确的是（ ）
A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
B．汽油机和柴油机除了做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的
C．柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合气吸入气缸
D．改正技术后，热机的效率可以达到100%
18．（24-25九年级上·全国·课后作业）有关汽油机和柴油机的异同，下列说法错误的是（ ）
A．汽油机与柴油机使用的燃料不同
B．柴油机一般用于大型、重型机械，汽油机一般用于轻型、小型机械
C．吸气冲程，汽油机吸入的只有空气，柴油机吸入的是柴油和空气的混合物
D．柴油机压缩冲程末的温度比汽油机高
19．（2024·甘肃兰州·中考真题）如图所示，用酒精灯对试管加热，等水沸腾后，可以看到蒸汽把软木塞顶跑。下列说法正确的是（ ）
A．用酒精灯加热试管，水内能的增加是通过做功的方式实现的
B．蒸气把软木塞顶跑的过程，实现了内能向机械能的转化
C．蒸气把软木塞顶跑的过程，相当于汽油机的排气冲程
D．试管口出现的白雾是水汽化后形成的水蒸气
20．（2024·甘肃临夏·中考真题）汽车已经成为现代生活不可缺少的交通工具。下列关于汽车的说法正确的是（ ）
A．汽车的动力由内燃机提供，单缸四冲程汽油机的飞轮每转一圈，对外做功一次
B．汽车的轮胎刻有花纹，是为了增大接触面的粗糙程度，从而增大摩擦力
C．静止在水平地面上的汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力是一对平衡力
D．汽车的安全带可以减小突然加速时由于惯性带来的伤害
21．（2024·江苏南通·二模）2024年4月24日是第九个“中国航天日”。物理社团的涵涵制作了水火箭，如图是水火箭的简易原理图。使用打气筒向水火箭内不断打气，当内部气体压强增大到一定程度时，会使水从水火箭中向下喷出，从而使水火箭升空。以下说法错误的是（ ）
A．打气时，水火箭内部空气的内能增大
B．水火箭头部做成流线型是为了减小空气阻力
C．水向下喷出会使水火箭升空是由于力的作用是相互的
D．打气筒打气时能量转化过程与汽油机的做功冲程相同
22．（23-24九年级上·河北邢台·阶段练习）关于汽油机，下列说法正确的是（ ）
A．吸气冲程，活塞向上运动，吸入空气
B．排气冲程，活塞向下运动，排气门关闭
C．压缩冲程，活塞向上运动，内能转化为机械能
D．做功冲程，活塞向下运动，内能转化为机械能
23．（23-24九年级上·湖南株洲·期末）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。下列说法正确的是（ ）
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．从能量转化角度看，蒸汽弹射装置工作时与图乙中①所示的原理相似
D．从能量转化角度看，图乙中③冲程是把机械能转化为内能
24．（24-25九年级上·全国·假期作业）在做功冲程中，汽油机燃气的压强可达5.0×105Pa，柴油机燃气的压强可达1.0×106Pa，如果汽油机和柴油机的活塞面积、活塞运动的距离都相同，则在一个做功冲程中柴油机与汽油机做功之比是（ ）
A．1∶2B．1∶1C．2∶1D．4∶1
二、填空题
25．（24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·开学考试）柴油机和汽油机的主要区别在于，汽油机在吸气冲程中吸入汽油和空气的混合物，而柴油机吸入的只有 ，构造上柴油机顶端有喷油嘴，而汽油机顶部有 。
26．（24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·开学考试）转速为1200r/min的四冲程单缸内燃机，则1s内完成了40个冲程，做 次功。
27．（24-25九年级上·全国·课前预习）内燃机的一个工作循环由 、 、 、 四个冲程组成。一台某型号单缸四冲程汽油机的飞轮速度是1200r/min，则汽油机每秒钟对外做功 次。
28．（2024·江苏苏州·二模）柴油机的构造与汽油机类似，不同点在于柴油机有一个喷油嘴而没有火花塞，其压缩冲程结束时，气缸内气体被压缩为高温气体，温度超过柴油的燃点，此时由喷油嘴向气缸内喷入雾化的柴油，柴油迅速燃烧，从而推动活塞做功，则如图中图 是柴油机的做功冲程，柴油燃烧时将 能转化为 能。
29．（2024·广东江门·一模）2024年春运期间大雪，高铁运行受阻，“绿皮老祖”内燃机车头再次披挂上阵，将电力机车牵引出被困路段，送春运旅客回家。如图是单缸四冲程汽油机的某个冲程，由图可看出它正处于 冲程，若此冲程中平均推力为3000N，活塞移动的距离为50cm，此冲程对外做功 J，已知飞轮转速为2400r/min，这台汽油机的功率为 W。
三、实验题
30．（23-24九年级上·河南南阳·阶段练习）在“做功可以改变物体内能”的实验中，老师演示了两个实验：
（1）实验一：如图甲，把活塞迅速压下去，观察到硝化棉燃烧，下压活塞的过程中是将 转化为 （均选填“化学能”“内能”或“机械能”）；
（2）实验二：如图乙，向装有少量水的瓶子内不断打气，使得瓶内的气压增大，最终瓶塞跳起来。瓶塞“跳起”过程中的能量转化情况跟内燃机的 冲程的能量转化情况一样，内能 （选填“增加”或“减少”）。
31．（23-24九年级上·山东德州·阶段练习）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想到内燃机。
（1）酒精灯燃烧， 能转化为 能；
（2）水的温度升高，水汽化产生高温高压的水蒸气，增加了试管内物质的 能；
（3）水蒸气冲开瓶塞后，水蒸气的温度 ，（填“升高”或“降低”或“不变”）内能 ；此过程是通过 （做功/热传递）的方式来改变水蒸气内能；
（4）水蒸气冲开瓶塞的过程， 能转化为 能，这相当于四冲程内燃机的 冲程。
四、计算题
32．（23-24九年级上·云南昭通·阶段练习）某四冲程内燃机，飞轮转速为300 r/min，活塞面积为120 cm2，行程s是0.3 m，假如做功冲程中燃气的平均压强是5×105 Pa。求：
（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力。
（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功。
（3）内燃机的功率。
33．（23-24九年级上·内蒙古呼和浩特·期中）某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞横截面积为，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），求：
（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力；
（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功。
五、综合题
34．（23-24九年级上·广东阳江·期末）如图是小蒜同学做的一组实验，观察实验完成填空：
（1）如图甲所示，迅速向下挤压活塞，活塞压缩气体使气体内能 ，温度升高，观察到硝化棉被引燃，该过程是将机械能转化为 能；该过程的能量转化情况与汽油机的 冲程相同。
（2）如图乙所示，把一个底端密闭的薄壁金属管固定在桌上，管里放一些酒精，管口用塞子塞紧，用绳子在管外绕几圈并迅速地来回拉动，一会儿看到塞子被弹起，筒口出现“白气”；塞子被弹起，原因是筒内气体膨胀对活塞做功，筒内气体内能 ，内能转化为 能.筒口出现“白气”，原因是水蒸气遇冷 （填物态变化）成小液滴形成的。
35．（23-24九年级上·江苏常州·期中）国产油电混合动力汽车。
（1）汽油机是热机的一种，如图所示是四冲程汽油机工作状态示意图，此时它正处在 冲程。该冲程将内能转化为 能；
（2）汽油机的飞轮转速为2400r/min，则在1s内，汽油机完成 个冲程，对外做功的次数是 次；
（3）发动机散热器常用水做冷却剂，是因为水的 大；
（4）该汽车在高速公路上以108km/h的速度匀速行驶了1min，发动机的功率始终保持72kW不变，该过程中发动机做的功为 J，发动机牵引力的大小为 N。
36．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）空气能热水器工作原理如图甲所示。蒸发器从室外空气吸热，加热低沸点氟介质并使其汽化，氟介质蒸汽由压缩机压缩升温后，进入冷凝器液化释放热量传递给水箱中的冷水，随后经过“节流降温过滤降压”回到室外的蒸发器开始下一个循环。通常我们用“能效比”（即制热量与消耗的电能的比值）来反映空气能热水器的节能性能。

（1）空气能热水器工作时，氟介质蒸汽在冷凝器中液化，是通过 （选填“加压”或“降温”）方法；
（2）这款空气能热水器正常工作时的能效比为 ，若制造的热量全部被水吸收，将一箱15℃的冷水加热到55℃，消耗的电能为 J；
（3）在如图乙所示，压缩机活塞上下移动的距离是20cm，横截面积是40cm2，工作时，活塞压缩氟介质的压强约为2.5×105Pa，则作用在活塞上的压力为 N，活塞压缩一次氟介质做的功为 J。若消耗的电能有80%转化为压缩氟介质的能量，压缩机曲轴的转速是 r/s。次序
1
2
3
4
冲程
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
工作
示意图
气门开闭
进开、排闭
进闭、排闭
进闭、排闭
进闭、排开
活塞运动方向
向下
向上
向下
向上
曲轴的运动
半周
半周
半周
半周
冲程的
作用
吸入汽油和空气的混合物
压缩空气和汽油的混合物，使其内能增加、温度升高
火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功
排出废气
能的转化
机械能转化成内能
内能转化成机械能
说明
1个工作循环，包含4个冲程，活塞往复运动2次，曲轴和飞轮运转2周，对外做功1次
每秒制热量Q/J
3000
每秒消耗电能W/J
750
电源规格U/V
220
水箱容积V/L
200