2021学年第1节 热机优秀达标测试

14.1热机同步练习人教版初中物理九年级全一册

一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）

1. 下列交通工具中，没有利用热机的是

A. 蒸汽火车 B. 飞机 C. 轮船 D. 自行车

2. 如图所示是汽油机的某冲程工作示意图，以下改变物体内能的方式与此相同的是

A. 汽车在行驶过程中，汽车发动机里的冷却液温度升高
B. 打开暖风，车内温度升高
C. 刹车时，刹车片温度升高
D. 停在烈日下的汽车，车顶被晒得温度升高
 

3. 下列利用改变内能对外做功的设备是

A. 洗衣机 B. 柴油机 C. 收音机 D. 电视机

4. 如图所示的是四冲程汽油机工作循环中的

A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程

5. 如图所示表示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图，它们正确的排列顺序为

A. 甲、乙、丙、丁 B. 丁、丙、乙、甲
C. 甲、丙、乙、丁 D. 丁、甲、丙、乙

6. 如图是汽油机工作时的四个冲程，下列说法正确的是

A. 活塞在气缸内往复运动一次，该汽油机对外做功一次
B. 甲是压缩冲程，是将内能转化为机械能，丁是做功冲程是将机械能转化为内能
C. 该内燃机的四个冲程正确的工作顺序是乙甲丁丙
D. 汽油机吸气冲程气缸吸进的物质只有汽油

7. 如图所示是四冲程汽油机一个工作循环中的三个冲程，缺少了一个冲程，关于它的名称及顺序，下列判断正确的是

A. 吸气冲程，应在甲图之前 B. 排气冲程，应在丙图之后
C. 压缩冲程，应在甲、乙图之间 D. 做功冲程，应在乙、丙图之间

8. 2019年春节期间热映的科幻电影流浪地球讲述了多年以后太阳急速衰老膨胀，无法再给地球提供能量，人类为了拯救地球而点燃木星周围的可燃气体，逃离太阳系的故事．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

9. 如图所示是小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作．由此他联想到热机的四个冲程，以下与做功冲程最相似的是

A. 鼻孔吸气 B. 气沉丹田
C. 排山倒海 D. 打完收功

10. 如图所示的四个冲程不是按照热机正常工作的顺序排列的，你认为让汽车获得动力的冲程是

A.  B.  C.  D.

二、填空题（本大题共5小题，共10.0分）

11. 柴油机与汽油机在结构上的主要不同是汽缸顶部的火花塞换成了          ；汽油机进入汽缸中的是空气和汽油的混合气体，而柴油机进入汽缸中的是          ．
12. 图甲中一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，看到棉花燃烧起来，这是通过          的方式使玻璃筒内空气的内能增加，这与四冲程汽油机的          冲程能量转化相同；图乙中我们看到塞子飞出去，这是水蒸气的          能转化为塞子的          能．

13. 如图所示，工作中的四冲程汽油机正处于          冲程，该冲程将          转化为机械能，若该汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功          次、飞轮转过          圈．
    
     

14. 如图所示是某单缸四冲程汽油机的压缩冲程，在此冲程中把          能转化成内能；若该汽油机飞轮转动的速度是，则汽油机每秒对外做功          次。
     

15. 在吹气球时，吹大了的气球没握住，它叫啸着飞跑了在此过程中：

球内气体对气球          填“做”或“不做”功．

球内气体的内能将          填“减小”“增大”或“不变”．

图甲情景中的能量转化过程与图          填“乙”或“丙”所示热机工作冲程相同．若该热机的飞轮转速是，则热机每秒完成          个冲程．

三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）

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。

17. 如图所示，图甲为四冲程内燃机吸气冲程的示意图，图中画出了吸气冲程中活塞的运动方向和进气门、排气门的开闭情况。请在图乙中画出做功冲程中活塞的运动方向用“”或“”表示，以及进气门、排气门的开闭情况用“”表示。

四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

18. 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_________。

19. 小南和小湘两名同学帮物理老师到实验室里准备实验器材，所准备的两个实验装置如图所示，其中，甲装置是在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花球；乙装置中，玻璃瓶内装了少许水，认真思考并回答下列问题。
    乙实验中，用打气筒往瓶内打几下气后，可看到塞子跳起，瓶中同时会出现白雾，这是因为瓶内气体推动瓶塞，瓶内气体内能______选填“变大”“变小”“不变”。
    甲、乙两实验都是用______方式改变内能。其中甲装置相当于汽油机的______冲程。

五、计算题（本大题共2小题，共16.0分）

20. 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。
    
    
    
    
    
    
     
21. 转速为的四冲程单缸内燃机，该内燃机的功率为6000W，若气缸的横截面积为，活塞一个冲程运动的距离是40cm，求：
    每个工作循环做功多少J？
    做功冲程燃气产生的平均压力是多少N？
    燃气的压强是多少Pa？
    
    
    
    
    
    
    
    

答案和解析

1.【答案】D
 

【解析】解：蒸汽火车、飞机、轮船的发动机均是一种把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的装置，即热机．故选D．
 

2.【答案】C
 

【解析】

【分析】
此题主要考查了内燃机工作时的能量转化情况以及改变内能的两种方式。
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；
改变内能的方式有：做功和热传递。
【解答】
根据图示可知，两个气门都关闭，活塞上行，因此该冲程为压缩冲程，将机械能转化为内能，是通过做功改变物体的内能；
A、汽车在行驶过程中，汽车发动机里的冷却液从发动机吸收热量温度升高，属于热传递改变内能，故A不符合题意；
B、打开暖风，热量被风扇从发动机吹到车内，使车内温度升高，属于热传递改变内能的，故B不符合题意；
C、刹车时，刹车片克服摩擦做功，机械能转化为内能，使刹车片温度升高，是通过做功改变物体的内能，故C符合题意；
D、放在阳光下汽车的顶部晒热，是汽车从太阳光中吸收热量，是利用热传递改变内能的，故D不符合题意。
故选：C。
【点评】  

3.【答案】B
 

【解析】略
 

4.【答案】A
 

【解析】解：
由图示可知，进气门打开，活塞向下，此时汽油机处于吸气冲程．
 

5.【答案】D
 

【解析】解：甲图中两个气门都关闭，活塞向上运动，因此是压缩冲程；乙图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，因此是排气冲程；丙图中两个气门都关闭，活塞向下运动，火花塞产生电火花，因此是做功冲程；丁图中进气门打开，排气门关闭，因此是吸气冲程。故正确顺序是：丁、甲、丙、乙，故选D。
 

6.【答案】C
 

【解析】解：甲中的两个气门都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，将机械能转化为内能；乙中的进气门打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程；丙中的排气门打开，活塞向上运动，所以为排气冲程；丁中的两个气门都关闭，活塞向下运动，所以为做功冲程，将内能转化为机械能；在内燃机的一个工作循环中，曲轴转动两周，活塞往复运动2次，对外做功1次，故A、B错误；四个冲程的正确顺序是乙甲丁丙，故C正确；汽油机吸气冲程气缸吸进的物质是汽油和空气的混合气，故D错误。选C。
 

7.【答案】D
 

【解析】略
 

8.【答案】C
 

【解析】略
 

9.【答案】C
 

【解析】解：鼻孔吸气类似于吸气冲程，气沉丹田类似于压缩冲程，排山倒海类似于做功冲程，打完收功类似于排气冲程．故C符合题意．
 

10.【答案】B
 

【解析】解：在汽油机的四个冲程吸气、压缩、做功、排气中，内能转化为机械能的是做功冲程，该冲程让汽车获得动力。  A图：进气门打开，活塞向下运行，是吸气冲程，不符合题意。  B图：两个气门都关闭，火花塞喷出电火花，活塞向下运行，是做功冲程，符合题意。  C图：两个气门都关闭，活塞向上运行，是压缩冲程，不符合题意。  D图：排气门打开，活塞向上运行，是排气冲程，不符合题意。
 

11.【答案】喷油嘴；

空气；

【解析】略
 

12.【答案】做功；

压缩；

内；

机械；

【解析】略
 

13.【答案】做功；

内能；

10；

20；

【解析】解：

由图中进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断汽油机所处的冲程，一般从两个方面突破：一是看进气门和排气门的开、闭．
进气门开的为吸气冲程，排气门开的为排气冲程，进气门和排气门都闭合为压缩或做功冲程；
二是看活塞的运动方向．
活塞向下运动为吸气或做功冲程，活塞向上运动为压缩或排气冲程．
热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2圈．

14.【答案】机械 

30

【解析】略
 

15.【答案】做

减小

乙

60

【解析】

【分析】
本题考查了改变物体内能方法一是做功，二是热传递和热机的工作过程中能量转化，属于基础题目。
知道做功可以改变物体的内能：当对物体做功时，物体的内能增大；当物体对外做功时，物体的内能减小；热机的工作过程中，一个工作循环有4个冲程，飞轮转2转，对外做1次功，压缩冲程中机械能转化为内能，做功冲程中内能转化为机械能。
【解答】
气球内的气体向外喷出，气体对外做功，内能转化成球的机械能，球内气体的温度降低，球内气体的内能将减小；
图甲中气体内能转化为球的机械能，图乙中，是汽油机的做功冲程中，火花塞放出电火花，点燃混合气体，高温高压的燃气推动活塞做功，也是内能转化成机械能，与此实验过程中的能量转化是一致的；
图丙中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，因此是压缩冲程，活塞的机械能转化为气缸内物质的内能；
热机的工作过程中，一个工作循环有4个冲程，飞轮转2转，对外做1次功，若该热机的飞轮转速是，则该热机的飞轮转速是，每秒完成60个冲程。  

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】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；做功冲程，两个气门都关闭，活塞向下运动。
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。
 

18.【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。
 

19.【答案】变小  做功  压缩
 

【解析】解：
图乙中给瓶内打气，瓶内气压增大，内部空气把瓶塞推出，瓶内气体对瓶塞做功，使气体自身的内能变小，温度降低，瓶口周围的水蒸气遇冷液化成小水滴飘散在空中，从而形成水雾。
图甲中用力将活塞压下，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，机械能转化为内能，利用做功的方式改变内能；所以甲、乙两实验都是用做功方式改变内能。
汽油机的压缩冲程是将机械能转化为内能，所以甲图实验与汽油机的压缩冲程的能量的转化情况相同；
故答案为：变小；做功；压缩。
做功可以改变物体的内能：对物体做功，物体内能会增加，物体对外做功，物体内能会减小；
汽油机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能。
本题考查了改变内能的方法物体对外做功，物体的内能减少、液化知识，知道白雾是液态、知道其形成过程是本题的关键。
 

20.【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。
 

21.【答案】解：因飞轮的转速是，即飞轮1min转1800r，对外做功900次，则做功一次所用的时间，
每个工作循环做功：；
由可知，做功冲程燃气产生的平均压力；
燃气的压强。
答：每个工作循环做功400J；
做功冲程燃气产生的平均压力是1000N；
燃气的压强为。
 

【解析】本题考查了对内燃机的四个冲程工作特点、压强的计算、功率的计算公式的理解和应用，由飞轮的转数判断内燃机1min对外做功的次数是解题关键。
由飞轮的转速，判断内燃机1min对外做功的次数，计算做功一次所用时间，根据计算每个工作循环做功多少；
根据求出做功冲程燃气产生的平均压力；
根据计算燃气的压强。