初中物理鲁教版 (五四制)九年级下册第五节 热机精练

19.5热机同步练习鲁教版（五四制）初中物理九年级下册

一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）

1. 柴油机和汽油机的工作过程有所不同，它们的区别在哪些冲程

A. 吸气冲程、排气冲程 B. 压缩冲程、做功冲程、排气冲程
C. 压缩冲程、排气冲程 D. 吸气冲程、压缩冲程、做功冲程

2. 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

3. 甲、乙两台内燃机，甲的效率为，乙的效率为，这两个数据表示

A. 内燃机甲做的功比内燃机乙做得多
B. 内燃机甲的功率比内燃机乙的功率大
C. 在相同时间内内燃机甲燃烧的燃油比内燃机乙多
D. 在消耗相同的燃油时，内燃机甲做的有用功比内燃机乙做的有用功多

4. 当手扶拖拉机的柴油机出现故障而转速急骤增加时，正常操作已不能使它停止转动这种故障叫“飞车”时，下列应急措施可行的是

A. 用隔热的东西捂住进气口 B. 用隔热的东西捂住排气口
C. 脚踏刹车板，且手拉制动器 D. 设法让拖拉机撞上坚固的障碍物

5. 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了全转化为机械能了

6. 下列关于热现象的说法，正确的是

A. 温度高的物体内能大 B. 功率大的热机做功快
C. 热值高的燃料放热多 D. 比热大的物体升温快

7. 下列说法正确的是

A. 炎热的夏天在教室内洒水感觉凉爽，是因为水的比热容较大
B. 海边昼夜温差变化比沙漠中小，是因为水的比热容比砂石的小得多
C. 温度高的物体不一定比温度低的物体内能大
D. 燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多，热机的效率就越高

8. 下列关于热现象的说法中，正确的是

A. 火箭使用液态氢作燃料，是因为它含有的热量多
B. 汽油机的汽缸顶部有一个喷油嘴
C. 热机所用燃料的化学能转化成的内能越多，效率越高
D. 汽油机和柴油机均属于内燃机，工作时它们点火的方式不同

9. 柴油机上安装了一个笨重的飞轮，这是为了

A. 提高柴油机做功的效率
B. 节约所需要的燃料
C. 使柴油机稳当，防止使用过程中移动位置
D. 利用飞轮的惯性完成吸气、压缩、排气三个冲程

10. 2021年3月13日10时19分长四丙火箭以一箭三星的方式将遥感三十一号04组卫星送入预定轨道。下列说法正确的是

A. 卫星升空的过程中，相对火箭静止
B. 火箭升空的过程中重力不做功
C. 燃料燃烧得越充分燃料的热值越大
D. 火箭升空的过程中，机械能转化为内能

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）

11. 某单缸四冲程汽油机工作状态如图所示，此时的能量转化是______；若该汽油机1秒内对外做功15次，其曲轴的转速为______转分。
    
    
     

12. 一单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为，该汽油机每秒对外做功______次。
13. 四冲程内燃机的一个工作循环中只有______冲程是对外做功的，其他三个冲程是利用______来使活塞在气缸中运动的。
14. 热机是指利用____________做功的机械。目前我国已将发动机研发列为国家重大科技专项。下列我国“陆、海、空、天”装备中动力机械属于热机的是____________

A. 中国高铁交流异步牵引电动机                     052D型导弹驱逐舰燃气轮机

C. 歼20战机涡扇15煤油发动机                    长征五号火箭液氢液氧发动机

三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）

15. 如图所示，甲为四冲程内燃机压缩冲程的示意图，图中画出了压缩冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况，请在图甲中，画出另一个冲程中活塞运动的方向用“”或“”表示和进气门、排气门的开闭情况。
     

16. 图甲为内燃机的吸气冲程的示意图，图甲中画出了吸气冲程进气门、排气门的开闭情况与活塞的运动情况。请在图乙中用“T”表示阀门，画出做功冲程进气门、排气门的开闭情况，用“”或“”表示活塞运动方向，画出做功冲程活塞的运动情况。

四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

17. 如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同．燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初温相同。
    该实验除了图示中的实验器材以外，还需要的测量工具是停表和______，该实验装置的组装顺序应该遵循______选填“由上至下”、“由下至上”；
    比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择______两图进行实验；在实验中应控制液体的______相等；
    若在研究不同燃料热值实验时，记录数据如表。

根据表中的数据计算，燃料2的热值为______。

18. 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。

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？____选填序号A、B、C、

若某四冲程汽油机的功率为36kW，做功冲程每次对外做功800J，则在1秒钟内该汽油机能完成___________个冲程，此汽油机飞轮的转速为__________________ 转秒。
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_______________液体作为汽车冷却液效果会更好。

五、计算题（本大题共2小题，共16.0分）

19. 某太阳能热水器，向其中注入50Kg水，阳光照射一段时间后，水温从升高到。。试求：

这段时间该热水器中的水吸收的热量；

如果这段时间内该热水器的效率是，则热水器接收到太阳辐射的热量是多少？

若用煤燃烧来提供所需的热量，需完全燃烧多少千克煤？煤的热值为






 

20. 随着国民经济的发展，汽车已走进家庭。一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km，消耗汽油10L。若这些汽油完全燃烧放出的热量有用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为，密度为

求：这些汽油完全燃烧放出的热量；

 这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。

答案和解析

1.【答案】D
 

【解析】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；
在做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞做功；
在排气冲程中，活塞上移，排出废气。
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，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；
在做功冲程中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，效率更高；
在排气冲程中，活塞上移，排出废气。
可见在吸气、压缩、做功三个冲程中都有所不同，在排气冲程中是相同的。
故选：D。
汽油机和柴油机的异同点：
相同点：四个冲程相同，能的转化相同。
不同点：吸入的物质不同；结构不同；压强不同，效率不同；点火方式不同。
掌握汽油机和柴油机的相同点和不同点。
掌握热机的四个冲程，压缩冲程和做功冲程中能的转化。
 

2.【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。
 

3.【答案】D
 

【解析】解：AB、做功多少和功率的大小以及热机的效率没有关系，故A、B错误；
CD、甲内燃机的效率高于乙内燃机的效率，说明消耗相同的燃油，甲内燃机做的有用功多；或者做相同的有用功，甲消耗的燃油少，故C错误，D正确。
故选：D。
用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率，其表达式为：。
本题考查了热机的效率，属于基础题。
 

4.【答案】A
 

【解析】解：“飞车”的原因大多是因为活塞将部分润滑油带入气缸中，遇到高温高压的压缩空气而燃烧放热，使正常操作下减小油门，或停止供给柴油都不能停止或控制发动机转动，因而只好捂住进气口，不让氧气进入气缸，才能阻止气缸中燃料的燃烧。
A.用隔热的东西捂住进气口，故A符合要求；
B.压力太大，立即找一个隔热的东西，捂住排气口挡不住，故B不符合要求；
C.脚踏刹车板，同时手拉制动器，这是正常操作，故C不符合要求；
D.设法让拖拉机撞上坚固的障碍物，很明显不符合要求。
故选：A。
柴油机在工作时，吸入气缸的是空气，它的“点火”是“压燃式”，据此进行分析解答。
本题结合实际应用考查了热机的工作原理，明白柴油机的工作特点是关键。
 

5.【答案】C
 

【解析】

【分析】
此题考查的是汽油机吸入的气体、点燃方式、功率的计算以及汽油机的工作过程等，属于热机部分的重点内容，需要熟练掌握。
在吸气冲程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气；
内燃机的四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，将内能转化为机械能；压缩冲程把机械能转化为内能；汽油机的顶端有火花塞，是点燃式；
一台四冲程汽油机的一个工作循环中曲轴转2圈，飞轮转2周，做功一次；
根据题意求出1s内汽油机做的功，根据求出汽油机的功率；
排气冲程中，废气的温度很高，具有很大的内能。

【解答】
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；
发动机的额定功率，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。

6.【答案】B
 

【解析】解：
A、在状态、质量不确定的情况下，温度高的物体内能不一定大，故A错误；
B、功率是表示物体做功快慢的物理量，功率越大做功越快，故B正确；
C、由可知，燃料燃烧时放出热量的多少与热值、燃料质量的大小有关，只根据热值无法判断放热多少，故C错误；
D、由知，在质量和吸收的热量相同时，物质比热容越大，升高的温度越低，故D错误。
故选：B。
一切物体都具有内能，内能的大小跟质量、温度、状态有关；
功率是表示物体做功快慢的物理量；
根据分析热值与热量的关系；
由分析比热容与升高温度的关系。
本题考查了热学的几个基本的知识点，包括内能与温度、热量的关系，功率的大小，比热容的应用等，有一定综合性，但难度不大。
 

7.【答案】C
 

【解析】解：A、炎热的夏天，在室内地面上洒水，水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度，使人感到凉爽，不是利用水的比热容大的特点，故A错误；
B、海边昼夜温差变化比沙漠中小，是因为水的比热容比沙石的大，同样吸热或放热时，水的温度变化小，故B错误；
C、由于内能与多个因素有关，故温度高的物体不一定比温度低的物体内能大，故C正确；
D、燃料燃烧时放出的热量的多少由质量和热值两个因素决定，热机的效率取决于有用功在总功中所占的比例，故D错误。
故选：C。
水的蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度，即蒸发吸热；
水的比热容较大，相同质量的水和沙石比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；
内能的大小与温度、状态、质量等因素有关；
某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值，由分析判断。
本题考查了学生对比热容、内能、燃料热值是燃料特性等知识的理解与掌握，难度适中。
 

8.【答案】D
 

【解析】

【分析】
本题综合考查了热值、热机的效率以及汽油机和柴油机的不同之处，正确理解相关的知识点是解题的关键。
运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量；
汽油机在压缩冲程中，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，点火方式是点燃式；
在柴油机的压缩冲程末，温度升高超过柴油的着火点，此时喷油嘴喷出雾状的柴油，柴油迅速燃烧，点燃方式是压燃式；
热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比；减少热的损失，可以提高效率。
【解答】
A.火箭使用液态氢作燃料，是因为它的热值大，故A错误；
B.汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴，故B错误；
C.热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出能量的比值，故C错误；
D.汽油机和柴油机均属于内燃机，工作时汽油机是点燃式，柴油机是压燃式，故D正确。
故选D。
  

9.【答案】D
 

【解析】解：在做功冲程中，高温高压燃气推动活塞做功，内能转化成活塞的机械能；其他三个冲程是靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成的，故D正确。
故选：D。
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。
解决此题要结合内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答。
 

10.【答案】A
 

【解析】解：A、卫星随火箭升空过程中，以火箭为参照物，卫星与火箭之间位置不变，故卫星是静止的，故A正确；
B、火箭受到的重力方向向下，所以火箭上升的过程中重力做负功，重力势能增大，故B错误；
C、热值是燃料本身的一种特性，只与燃料本身决定，和燃料的质量、放出热量的多少、燃烧是否充分、温度高低无关，故C错误；
D、在火箭升空的过程中，燃料燃烧释放出的内能转化为机械能，故D错误；
故选：A。
判断物体运动还是静止的，关键是看物体和参照物之间是否发生了位置的变化；当两个物体之间没有位置变化时，以其中任何一个物体为参照物，另一个物体都是静止的。
火箭上升的过程中重力做负功，重力势能增大；
热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。
根据消耗能量与得到能量是什么来判断能量的转化情况；
本题既考查了火箭发射过程中的能量转化和机械能变化情况，同时也考查了对燃料热值的了解，属基础知识的考查，难度不大。
 

11.【答案】机械能转化为内能  1800
 

【解析】解：由图甲可知，两个气门都关闭，火花塞未点火，活塞向上运动，因此是压缩冲程，此过程中机械能转化为内能；
四冲程内燃机的曲轴转2圈，完成4个冲程，并对外做功1次；
汽油机1秒内对外做功15次，曲轴转30圈，则每分钟对外做功900次，曲轴转1800圈，因此曲轴的转速为。
故答案为：机械能转化为内能；1800。
内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，判断冲程名称可用口诀：“先看气门开关情，再看活塞上下行；开下吸气开上排，关上压缩关下功”进行分析；
四冲程内燃机的曲轴转2圈，完成4个冲程，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次，据此分析。
本题主要考查对热机飞轮转速的含义的理解、热机工作循环中各冲程情况，属于综合性题目。
 

12.【答案】30
 

【解析】

【分析】
解决此题要结合内燃机的四个冲程工作进行分析解答，记住相关的数据大小，会根据转速进行相关计算。
【解答】
飞轮转速是，表示每秒飞轮转动60圈，要经过120个冲程，对外做功30次，  

13.【答案】做功  惯性
 

【解析】解：做功冲程中，燃料燃烧，先将化学能转化为内能，然后又将内能转化为机械能；其他三个冲程是利用惯性轮的惯性来使活塞在气缸中运动的。
故答案为：做功；惯性。
内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，只有做功冲程对外输出功，其它三个冲程依靠飞轮惯性迅速完成。
解决此类问题要结合内燃机的四个冲程特点进行分析。
 

14.【答案】内能；BCD
 

【解析】

【分析】 

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健。
【解答】
热机是指利用内能做功的机械。
燃气轮机、煤油发动机和火箭都是热机，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，故BCD正确，A错误。 
故答案为：内能，BCD。  

15.【答案】解：
由图可知，气缸顶部的火花塞点火，是四冲程内燃机的做功冲程，在内燃机的做功冲程中，两个气门都关闭，活塞向下运动；如下图所示：

 

【解析】四冲程内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，吸气冲程，进气门打开，排气门关闭；压缩冲程，两个气门都关闭，活塞向上运动；做功冲程，两个气门都关闭，活塞向下运动；排气冲程，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动。
熟悉每个冲程的特征是作图的关键，本题的难点是准确作图。
 

16.【答案】解：
在内燃机的做功冲程中，两个气门都关闭，活塞向下运动，如图乙所示：

 

【解析】在内燃机的四个冲程中，进气门和排气门均关闭的只有压缩冲程和做功冲程，而在压缩冲程中活塞向上运动，做功冲程中活塞向下运动；一个气门打开，另一个气门关闭的是吸气冲程和排气冲程，而在吸气冲程中活塞向下运动，排气冲程中活塞向上运动，据此进行解答。
熟悉每个冲程的特征是作图的关键；本题的难点是准确作图。
 

17.【答案】天平  由下至上  甲、乙  甲、丙  质量 
 

【解析】解：探究物质的吸热能力的实验中，要测量温度的变化和控制不同物质质量相同，测量温度的工具为温度计，图中已显示，测量质量的工具是天平；该实验中还需要控制加热时间相同，测时间的工具为停表，故还需要的测量器材：天平和秒表；
因要用酒精灯的外火焰加热，故在组装实验器材时应该按照由下而上的顺序；
比较不同燃料的热值，应选择不同的燃料加热相同的物质，即用甲乙两图进行实验；
比较不同物质吸热升温的特点，应控制燃料相同而吸热物质不同，应选择甲、丙两图进行实验；
根据控制变量法可知，实验中需要控制液体的质量相同；
由表格数据可知，燃料燃尽时，液体升高的温度之比为：：：1，
根据可知，两液体吸收热量之比，即燃料燃烧放出热量之比为：：1，
燃料的质量相同，根据可知，燃料的热值之比为2：1，
由此得出燃料2的热值。
故答案为：天平；由下至上；甲、乙；甲、丙；质量；。
根据实验中要测量的量确定所用的器材；因用酒精灯的外焰加热，据此确定组装实验器材的顺序，确保一次调整到位；
比较不同燃料的热值，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同；比较不同物质吸热升温的特点，应控制燃料相同而吸热物质不同；
测出了燃料1的热值，通过计算液体升高的温度之比，得出液体吸收热量之比，就是燃料完全燃烧放出热量之比，根据公式得出燃料2的热值。
本题比较不同物质的比热容大小和比较不同燃料的热值，考查两实验相同处和不同处及转换法和控制变量法的运用。
 

18.【答案】；；90；乙。
 

【解析】解：
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：
A、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；
B、进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，属排气冲程，没有能量转化；
C、两个气门都关闭，活塞向下运动，火花塞点燃，是做功冲程，将内能转化为机械能；
D、排气门关闭，进气门打开，活塞向下运动，是吸气冲程，没有能量转化；
可见，图1实验中能量转化方式与图2中汽油机的做功冲程相同；故填C。
某四冲程汽油机的功率，即每秒做功36000J，
每秒做功次数次，则每秒完成45个循环，飞轮转动90转，有个冲程；
1s转90转，故该汽油机工作时飞轮的转速为90转秒。
根据比热容的概念可知，比热容大的物体每升高或降低所吸收或放出的热量就大，根据图象判断甲、乙液体，每升高或升高相同温度，哪一个需要吸收的热量多，吸收热量多的比热容就大；由此可以看出乙比热容大；
根据，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。
故答案为：；；90；乙。
瓶内热水蒸发产生大量水蒸气，水蒸气膨胀对瓶塞做功，内能转化为机械能；汽油机的四个冲程中，压缩冲程机械能转化为内能，做功冲程内能转化为机械能。
知道某四冲程汽油机的功率，可得每秒做功大小，知道每次做功大小，可求每秒做功次数。而四冲程内燃机1个工作循环中包括4个冲程、对外做功1次、曲轴飞轮转2圈，据此求转速；
根据吸收热量的公式，质量相等的甲、乙液体，吸收相同的热量，比热容大的，温度升高的少，就更适合做冷却液。
本题从一小实验入手，考查了四冲程汽油机的能量转化特点、水的比热容大的应用，注重了物理知识与生活的联系，应重点掌握。
 

19.【答案】解：
。
；
，
。
答：这段时间该热水器中的水吸收的热量为；
如果这段时间内该热水器的效率是，则热水器接收到太阳辐射的热量是；
若用煤燃烧来提供所需的热量，需完全燃烧千克煤。
 

【解析】已知水的质量、水的初温末温，利用吸热公式计算水吸收的热量有用能量；
利用效率公式求该热水器接收到太阳辐射的热量；
知道煤燃烧放出的热量，利用求需完全燃烧煤的质量。
本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，因条件已给出，难度不大。
 

20.【答案】解：，  ， 
汽油的质量， 
汽油完全燃烧放出的热量：  ； 
由题知，用来驱动汽车做的有用功： 
，
， 
所以轿车牵引力：， 
又轿车匀速行驶，轿车受到的阻力：。 
答：这些汽油完全燃烧放出的热量为；
这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力为966N。
 

【解析】本题考查了密度的计算、功的计算、燃料燃烧放热的计算，公式多，环环相扣，注意灵活运用，属于难题。
知道汽油的体积和密度，利用密度公式求汽油的质量；又知道汽油的热值，利用求汽油完全燃烧放出的热量；
求出了汽油完全燃烧放出的热量，又知道汽油完全燃烧放出的热量有用来驱动汽车做有用功，据此求出用来驱动汽车做的有用功W；知道轿车行驶的距离，根据求轿车牵引力；又知道轿车匀速行驶，根据求匀速行驶时轿车受到的阻力。