人教版九年级全册第1节 热机同步训练题

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《14.1 热机》同步培优精练2（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．如图所示，试管内的高温高压水蒸气从玻璃管中喷出，使小叶轮转动，与这一实验过程中能量的转化相同的是汽油机的（　　）A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程2．从能量转化的角度看，下列关于一台四冲程内燃机在一个循环中的描述正确的是（　　）A．压缩冲程存在着化学能转化为内能的过程 B．压缩冲程存在着内能转化为机械能的过程 C．做功冲程具有很明显的机械能转化为内能的过程 D．做功冲程存在着化学能转化为内能的过程3．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，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4．如图所示是四冲程汽油机工作的一个冲程，该冲程是（　　）A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程5．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错误的是（　　）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，活塞的机械能转化为燃气的内能 C．做功冲程中，具有很明显的机械能转化为内能的过程 D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量中很大部分6．如图为汽油机工作过程中某个冲程的示意图，该冲程是（　　）A．吸气冲程 B．排气冲程 C．做功冲程 D．压缩冲程7．关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（　　）A．吸气冲程：只吸入空气 B．压缩冲程：缸内温度降低 C．做功冲程：气体推动活塞做功 D．排气冲程：内能转化为机械能8．如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是（　　）A．一个工作循环的正确顺序是：甲乙丙丁 B．乙图冲程能获得动力 C．丙图冲程存在化学能转化为内能的过程 D．丁图冲程有明显机械能转化为内能的过程9．如图所示，机械能与内能相互转化的事例中，与图中内燃机工作冲程相同的是（　　）A．瓶塞飞出 B．搓手取暖 C．压缩气体 D．钻木取火10．如图所示的某单缸四冲程汽油机说法正确的是（　　）A．飞轮惯性完成冲程的是甲、乙、丁 B．四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙甲乙 C．丙图中气缸内气体温度会上升 D．飞轮转速3000r/min则该汽油机1s钟能做功25次二．多选题（共4小题）11．如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法错误的是（　　）A．一个工作循环的正确顺序是：丙乙甲丁 B．甲丙丁图是靠飞轮惯性完成的冲程 C．甲图是对外输出动力的冲程 D．乙图冲程将内能转化为机械能12．下列关于热机的说法中，正确的是（　　）A．热机是把内能转化为机械能的装置 B．热机是把机械能转化为内能的装置 C．只要对内燃机不断革新，它可以把气体的内能全部转化为机械能 D．即使没有漏气、也没有摩擦等能量损失，内燃机也不能把内能全部转化为机械能13．如图甲、乙、丙、丁是单缸内燃机一个工作循环的四个冲程。以下说法正确的（　　）A．图甲：做功冲程，可使汽车获得动力 B．图乙：吸气冲程，吸入的物质是空气 C．图丙：压缩冲程，机械能转化为内能 D．一个工作循环的正确顺序是：乙丁甲丙14．关于四冲程内燃机，下面说法正确的是（　　）A．内燃机是利用内能来做功的机器 B．在压缩冲程，内能转化为机械能 C．在做功冲程，内能转化为机械能 D．四个冲程依次为吸气、压缩、做功、排气冲程三．填空题（共3小题）15．如图为“走马灯”，点燃底部蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来。热空气上升驱动扇叶转动的能量转化方式为 　         　，这与四冲程汽油机的 　         　冲程相同。16．我们经常会看到一边行驶一边向空中喷雾的汽车，人们形象地将它称为雾炮车（如图）。喷向空中的水雾能使尘埃粒子快速沉降到地面，起到净化空气的作用。（1）喷向空中的水雾，有许多在掉向地面之前已经在空中散失了，还能起到降温作用。其原因是由于水　     　。（2）该雾炮车的发动机是柴油机。柴油机四个冲程中的　     　冲程实现了内能转化为机械能，从新驱动雾炮车前进。（3）该雾炮车在平直的公路上行驶，若通过前一半路程的平均速度为12km/h，通过后一半路程的平均速度为18km/h，则全程的平均速度为　     　m/s。17．内燃机的一个工作循环由　     　、　     　、　     　、　     　四个冲程组成。在如图所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。与压缩冲程原理相同的是图　     　所示的演示实验；汽油机利用内能来做功的冲程是　     　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。比如蒸汽机和汽油机都是热机，它们工作时，能的转化过程是　         　，喜欢探究的小明同学做了如图甲、乙所示的实验，其中　         　（选填“甲”或“乙”）图可以反映汽油机的工作原理。如图丙所示，来回摩擦绳甲乙使金属筒的温度升高，这是通过　         　的方式改变了金属筒的内能；当筒内的酒精蒸气将软木塞弹开后，周围的人能闻到酒精的气味，这个扩散现象说明了　         　。五．综合能力题（共1小题）19．热机发明后，一直在持续的改进和发展中。材料一：1769年，法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车（图甲），传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧（图乙）。材料二：1862年，法国人德罗夏提出内燃机（内燃指燃料在气缸内燃烧）的四冲程循环理论：①气缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入气缸；②通过气缸的向内运动对进入气缸里的燃料进行压缩；③高压燃烧气体产生巨大爆发力；④将已经燃烧的废气从气缸中排出。材料三：1876年，德国人奥托制造出以四冲程为依据的燃气内燃机，利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循环往复。阅读上面材料，回答下列问题：（1）传统蒸汽机的燃料在气缸　 　部燃烧；内燃机的燃料在气缸　 　部燃烧；（2）图丙所示是将　 　能转化为　 　能。（3）根据材料知道热机一个工作循环有四个冲程，请你判断图丁中表示的是　 　冲程；热机工作时用水而不用其他液体来做冷却剂，这是因为水的　 　。（4）小锦同学阅读了某牌号汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图戊所示的图表，请根据给出的信息，计算该内燃机输出的有用功为燃料释放热量的　 　%。六．解答题（共2小题）20．阅读短文，回答问题 空气的动力 空气动力是指空气与物体做相对运动时作用在物体上的力，简称气动力。当我们快速地松开鼓起来的气球时，气球会“嗖”的一下飞出去了，这时气球获得了气动力。我们再观察一个实验：如图甲所示，将一个针管的活塞推到底端，并通过一个胶管与一个吹了气的气球相连。用力挤压气球，发现活塞被顶起。这个实验说明空气作为动力对活塞做了功。 被压缩的气体压强变大，能对外做功。那么在生活中是否能将空气作为一种“能源”，变成一种推进物体前进的动力呢？经过长时间探索，人们已经成功制造出多种使用压缩空气为动力，推动叶片或者活塞运动的发动机，即叶片式、活塞式空气发动机。 图乙是某新型的以空气发动机为动力的汽车。它共有4个压缩空气缸，总容量为90L，可储存标准大气压下90m3的空气，其设计最高速度可达154km/h，平均每加一次气能行驶200km或10h．压缩空气动力汽车的充气方式有两种：一是使用车辆自带的空气压缩机，使用家庭电路作为电源，就可在4个小时内完成充气；二是到指定的加气站，可在短短3分钟内完成充气。由于空气发动机不直接使用燃料，因而具有体积小、结构简单、维修成本低、操控方便、“零”排放的优点。即使因为技术不成熟导致某些缺点，在科学界引起不小的争议，但这项技术仍然具有广阔的发展空间。根据上述材料，回答下列问题：（1）压缩空气动力汽车与汽油机汽车相比优点是　                　。（说出一点即可）（2）汽油机是利用　                　能做功的，图丙所示是四冲程汽油机的　                　冲程。A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程（3）分析上文，下面说法正确的是　                　（正确的选项多于一个）。A．松开鼓起来的气球时，气球飞出去，这是因为物体间力的作用是相互的B．空气动力汽车工作时将内能转化为机械能C．以空气发动机为动力的汽车，靠气缸内空气燃烧产生能量D．空气动力汽车工作时不会有能量的损失（4）资料表明，空气发动机排出的尾气温度低于周围空气的温度，对于产生此现象的原因，请你提出一条合理的解释　                　。21．目前，在所有节能与新能源车型中，混合动车车型相对成熟，当前的混合动力汽车一般是指内燃机车发电机，再加上蓄电池的汽车。根据上述信息，回答问题：（1）图2表示的是汽油机工作的　   　冲程。（2）当爬坡或遇路况不好时，蓄电池开始工作来补充动力，蓄电池工作时的能量转化为　   　。（3）我国玉兔号月球车已成功登上月球，为什么月球车是用电来驱动的，而不能用内燃机来驱动，其最主要的原因是　   　。
参考答案一．选择题（共10小题）1．解：当试管内水被加热后，水沸腾成为水蒸气，水蒸气喷出时带动小叶轮转动，水蒸气的内能转化为小叶轮的机械能；汽油机的做功冲程是汽油燃烧产生的内能转化为曲轴的机械能；故选：C。2．解：AB、在压缩冲程中，将机械能转化为内能，故AB错误。CD、在做功冲程中，燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能，高温高压燃气的内能又转化为机械能，故C错误、D正确。故选：D。3．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。4．解：由图可知，进气门、排气门都关闭，活塞上移，是压缩冲程。故选：B。5．解：A、在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正确；C、在做功冲程中，燃气对活塞做功，内能转化为机械能，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正确。故选：C。6．解：由图可知，进气门和排气门都是关闭的，活塞上行，因此是压缩冲程，压缩冲程中机械能转化为内能。故选：D。7．解：A、汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物，故A错误；B、在压缩冲程，活塞对气体做功，将机械能转化为内能，气体的内能变大，温度升高，故B错误；C、做功冲程中，燃气对活塞做功，燃气的内能转化为活塞的机械能，故C正确；D、排气冲程中没有能量的转化，故D错误。故选：C。8．解：甲图中两个气阀都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；乙图中进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程；丙图中排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程；丁图中两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是机械能转化为内能；A、四个冲程的正确顺序是乙丁甲丙，故A错误；B、乙图为吸气冲程，内燃机在做功冲程（即甲图冲程）获得动力，故B错误；C、丙图为排气冲程，在做功冲程（即甲图冲程）存在化学能转化为内能的过程，故C错误；D、丁图为压缩冲程，在该冲程中将机械能转化为内能，故D正确。故选：D。9．解：由图可知，内燃机两气门关闭，活塞下行，是做功冲程，对外做功时，内能转化为机械能；A、当瓶塞跳起时，同时还能看到瓶口出现“白雾”的现象，说明水蒸气对塞子做功，内能减少，温度降低，这一过程的能量转化为内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程的能量转化相同。故A正确；B、搓手取暖是机械能转化为内能，与图中内燃机工作冲程不同，故B错误；C、对气体做功，机械能转化为内能，与图中内燃机工作冲程不同，故C错误；D、钻木取火是机械能转化为内能，与图中内燃机工作冲程不同，故D错误；故选：A。10．解：AB、甲图中两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；乙图中进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程；丙图中排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；丁图中两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，所以正确的排序是乙、丁、甲、丙；内燃机的一个工作循环有四个冲程，只有在做功冲程中使机车获得动力，内能转化为机械能，其它三个冲程均为辅助冲程，依靠惯性完成，即依靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁；故AB错误；C、丙图是排气冲程，汽缸内的气体向外传递热量，内能减小，温度降低，故C错误。D、四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min，则该飞轮1s转50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1s飞轮转50圈，共25个工作循环，共100个冲程，共做功25次，故D正确；故选：D。二．多选题（共4小题）11．解：甲图中两个气阀都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，此冲程机械能转化为内能；乙图中两个气阀都关闭，火花塞点火，活塞下运动，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；丙图中进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程；丁图中排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程；A、四个冲程的正确顺序是丙甲乙丁，故A错误；B、四冲程内燃机工作时，只有做功冲程对外输出功，依靠飞轮的惯性来完成的冲程有吸气冲程、压缩冲程和排气冲程，甲丙丁图是靠飞轮惯性完成的冲程，故B正确；C、甲图为压缩冲程，在该冲程中将机械能转化为内能，不是对外输出动力的冲程，故C错误；D、乙图为做功冲程，此冲程将内能转化为机械能，故D正确。故选：AC。12．解：AB、热机是把内能转化为机械能的装置，故A正确，B错误；CD、无论科技如何发展，热机的效率可以提高，总存在摩擦、要做额外功，效率一定不会达到100%，即内燃机不能把内能全部转化为机械能，故C错误，D正确。故选：AD。13．解：A、甲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，为汽车提供动力，故A正确；B、根据A项解答可知，气缸顶部有火花塞，可确定是汽油机；乙图中排气门关闭，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B错误；C、丙图中进气门关闭，排气门打开，活塞上行，是内燃机的排气冲程，无能量转化，故C错误；D、丁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，一个工作循环的正确顺序是：乙丁甲丙，故D正确。故选：AD。14．解：A、内燃机是利用内能来做功的机器，故A正确；B、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，故B错误；C、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，故C正确；D、内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程，故D正确。故选：ACD。三．填空题（共3小题）15．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，该冲程和四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同。故答案为：内能转化为机械能；做功。16．解：（1）喷向空中的水雾在空中散失了，能起到降温作用，是因为水汽化吸热的缘故；（2）柴油机四个冲程中的做功冲程可以将柴油燃烧释放的内能转化为机械能，从而驱动雾炮车前进；（3）解设总路程为s，则前一半路程的时间t1＝＝；后一半路程的时间t2＝＝；则汽车在全过程的平均速度是v＝＝＝＝＝14.4km/h＝4m/s。故答案为：（1）汽化吸热；（2）做功；（3）4。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。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。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。由以上分析不难看出：压缩冲程是机械能转化成内能，与此原理相同的是乙图所示的演示实验；汽油机利用内能来做功的冲程是丙图。故答案为：吸气冲程；压缩冲程；做功冲程；排气冲程；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，工作时将内能转化为机械能；（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。图中的工作过程是内能转化为机械能，是汽油机的做功冲程。（3）来回拉绕在金属筒上的绳子，绳子对筒做功时，机械能转化为筒的内能，筒的温度升高，筒内酒精蒸气的温度也会升高，内能增加；当酒精蒸气的内能足够大时会将塞子喷出，酒精蒸气的内能转化为塞子的机械能，周围的人也能闻到酒精味，说明了分子在不停地做无规则运动，属于扩散现象。故答案为：内能转化为机械能；乙；做功；分子在不停地做无规则运动。五．综合能力题（共1小题）19．解：（1）传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧，内燃机的燃料在气缸内燃烧；（2）用力将活塞压下，我们会看到：棉絮燃烧了；因为用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，是机械能转化为内能；（3）根据图丙可知，进气门关闭，排气门关闭，火花塞点燃，活塞下行，因此该冲程为做功冲程；因为水的比热容大，质量一定时，升高相同的温度时，吸收的热量多，温度升高的慢，故可以用水来降低汽缸体的温度；（4）由图可知，有用功的能量：100%﹣33%﹣30%﹣5%＝32%，所以该内燃机输出的有用功为燃料释放热量的32%。故答案为：（1）外；内；（2）机械；内；（3）做功；比热容大； （4）32。六．解答题（共2小题）20．解：（1）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；（2）热机的原理是利用燃烧产生的高温燃气推动活塞做功，从而把内能转化为机械能。由图丙可知，进气门、排气门关闭，活塞下行，所以是做功冲程，故C正确；（3）A、松开鼓起来的气球时，气球飞出去，这是因为气球向外喷气时，自身也获得一个反作用力，因此说明物体间力的作用是相互的，故A正确；B、空气动力汽车工作时压缩的气体对外做或，将内能转化为机械能，故B正确；C、以空气发动机为动力的汽车，靠气缸内空气膨胀对外做功，而不是燃烧产生能量，故C错误；D、空气动力汽车工作时能量会有一定的损失，因此能量不可能完全被利用，故D错误；故选AB；（4）空气发动机排出的尾气温度低于周围空气的温度，这主要是因为气体对外做功，内能减小，温度降低。故答案为：（1）不直接使用燃料（体积小、结构简单、维修成本低等）；（2）内；C；（3）AB；（4）气体对外做功，内能减小，温度降低。21．解：（1）由图可见，汽油机的进气门排气门都关闭，活塞向下运动，火花塞点火，因此该冲程是做功冲程；（2）蓄电池工作时是将化学能转化为电能的装置；（3）在月球上没有充足的氧气使内燃机内的燃料燃烧，内燃机无法工作，所以要选择电动机作为动力来源。故答案为：（1）做功；（2）化学能转化为电能；（3）月球上没有充足的氧气使内燃机内的燃料燃烧，内燃机无法工作。