初中物理人教版九年级全册第1节 热机精品课后复习题

14.1 热机

培优第一阶——基础过关练

1．汽油机工作的四个冲程中，将机械能转化为内能的是（　　）

A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程

【答案】B

【解析】在汽油机一个工作循环的四个冲程中，在压缩冲程中活塞压缩燃料的混合物做功，将机械能转化为内能，使燃料的温度升高、内能增加；在做功冲程中，高温高压的燃料被点燃，燃烧形成高温高压的燃气，燃气膨胀做功，将内能转化为机械能，故B符合题意，ACD不符合题意。

故选B。

2．如图是某台汽油机工作的四个冲程（顺序已乱），请按一个工作循环的过程，将四个图重新排序（　　）

A．ABCD B．BDCA C．DACB D．DCAB

【答案】C

【解析】图A中的两个阀门都关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，是第二冲程；图B中的一个阀门打开，活塞向上运动，为排气冲程，是第四冲程；图C中的两个阀门都关闭，活塞下运动，为做功冲程，是第三冲程；图D中的一个阀门打开，活塞向下运动，为吸气冲程，是第一冲程。故排列顺序应该为DACB。故ABD不符合题意，C符合题意。

故选C。

3．如图是生活中常用的高压锅。当高压锅内的气压达到一定值时，限气阀会被高压蒸汽顶起。这一过程高压锅内气体内能会发生变化，下列说法正确的是（　　）

A．限气阀被顶起的过程与汽油机的做功冲程发生的能量转化相同

B．高压锅喷嘴处的“白气”是水蒸气汽化形成的

C．用明火加热高压锅，是通过做功改变内能

D．高压锅是利用大气压来工作的

【答案】A

【解析】A．限气阀会被高压蒸汽顶起，锅内气体膨胀对外做功，气体的内能转化为瓶塞的机械能，这一过程与汽油机的做功冲程发生的能量转化相同，故A正确；

B．高压锅喷嘴处的“白气”是高温水蒸气遇到外部较冷的空气液化而成的小水滴，故B错误；

C．用明火加热高压锅，锅内食物吸收热量、温度升高，是通过热传递的方式改变物体的内能，故C错误；

D．高压锅可以增大锅内液面上方气体的压强，使锅内液体的沸点升高，但高压锅不是利用大气压工作的，故D错误。

故选A。

4．2021年10月16日，搭载神舟13号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射，下列说法正确的是（　　）

A．火箭发射时燃气燃烧产生的内能转化为火箭的机械能，是利用内能做功

B．火箭加速升空过程中，火箭的重力势能减小

C．火箭加速上升过程中只受重力作用

D．神舟十三号飞船发射升空，若实施变轨后做匀速圆周运动，它的运动状态不会发生改变

【答案】A

【解析】A．火箭属于热机，所以火箭发射时，燃气燃烧产生的内能通过对外做功转化为火箭的机械能，是利用内能做功，故A正确；

B．火箭加速升空过程中，高度增加火箭的重力势能增加，故B错误；

C．火箭加速上升过程中受重力作用，还有阻力，燃气的推力，故C错误；

D．神舟十三号飞船发射升空，若实施变轨后做匀速圆周运动，运动方向变化，它的运动状态会发生改变，故D错误。

故选A。

5．四冲程汽油机的一个工作循环是由______、______、______、______组成，其中对外做功______次。

【答案】     吸气冲程     压缩冲程     做功冲程     排气冲程     1

【解析】[1][2][3][4]汽油机的一个工作循环有四个冲程，即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。吸气冲程时，进气阀打开，活塞向下运动，燃油和空气的混合物进入气缸，当活塞运动至最低时，进气阀关闭；压缩冲程时，进气阀与排气阀都关闭着，活塞向上运动，燃油和空气的混合气体被压缩，当活塞运动至最顶部时，压缩冲程结束，将机械能转化为内能；做功冲程时，火花点燃混和气体，燃烧的气体急剧膨胀，推动活塞下行，将内能转化为机械能；排气冲程时，排气阀打开，活塞向上运动，将燃烧后的废气排出，当活塞运动至最顶部时，排气阀关闭。

[5]四冲程汽油机的一个工作循环是由4个冲程组成，只有做功冲程对外做功一次，将内能转化成机械能，其余三个冲程都是靠飞轮惯性完成。

6．用冷水冷却发动机，是利用水的比热容较__________（选填“大”或“小”）的特性。四冲程汽油机的工作过程中__________冲程将内能转化为机械能（选填“压缩”或“做功”）。

【答案】     大     做功

【解析】[1]用冷水冷却发动机，是利用水的比热容较大，相同质量的水和其它物质相比，升高相同的温度，可以吸收更多的热量。

[2]四冲程汽油机的工作过程中，在做功冲程，高温高压的燃气体积膨胀，对活塞做功，将燃气的内能转化为活塞的机械能。

7．汽油机在吸气冲程中，吸入的气体是______。在内燃机的四个冲程中，只有做功冲程对外做，其他三个冲程靠飞轮的______来完成；为了降低气缸的温度，气缸外有一个水箱包围着，用水来包围气缸是因为水的______。

【答案】     空气和汽油的混合物     惯性     比热容大

【解析】[1]汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的燃料混合物。

[2]在做功冲程中，内能转化为机械能，使活塞向下运动，通过连杆使曲轴转动，而曲轴和外面的飞轮相连，从而使飞轮转动起来。虽然其他三个冲程没有对外做功，但飞轮具有惯性，不会马上停下来，会继续转动下去，等到下一个循环的做功冲程继续对外做功。

[3]汽缸外有一个水箱体，使汽缸被水包围着，是利用水的比热容大，散热效果好。

8．如图所示是汽油机的___________冲程，在此冲程中汽缸内气体的内能___________（选填“增大”“不变”或“减小”）。

【答案】     做功     减小

【解析】[1][2]由图可知，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程。在做功冲程中，气缸内气体的体积增大，温度降低，内能减小，将内能转化为机械能。

9．如图所示为四冲程汽油机的_________冲程，在该冲程中，气缸内气体的内能_________；汽油机以水为冷却剂，是因为水具有较大的_________（选填“热值”、“密度”或“比热容”）。

【答案】     压缩     增大     比热容

【解析】[1][2]由图可知，气门都关闭，活塞向上运动，故可以判断这个冲程是压缩冲程，此冲程活塞对气缸内的气体做功，将活塞机械能转化为气体的内能，气缸内气体的内能增大。

[3]选择用水作为冷却剂，因为水的比热容相对较大，质量相同的水和其他物质，升高相同的温度，水可以吸收更多的热量。

10．如图所示，在试管里装入一些水，用软木塞塞住试管口，将试管放在酒精灯上加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲开，在这一过程中，水蒸气膨胀对软木塞____________，水蒸气的一部分____________能转化为软木塞的____________能，利用这一原理，可以制成热机。

【答案】     做功     内     机械能

【解析】[1]用酒精灯给试管中的水加热产生大量的水蒸气，这些高温的水蒸气对塞子做功，将塞子冲出。

[2][3]水蒸气膨胀对软木塞做功时，水蒸气的内能减小，温度降低，塞子由静止变为运动，其机械能增大，故是水蒸气的一部分内能转化为软木塞的机械能，热机的做功冲程原理与其一致。

培优第二阶——拓展培优练

11．汽油机的四个冲程中，哪个冲程存在着化学能转化为内能的过程（　　）

A． B． C． D．

【答案】C

【解析】A．进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，没有能量转化，故A不符合题意；

B．两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能，故B不符合题意；

C．两气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，此冲程燃料燃烧时，化学能转化为内能，然后对外做功时内能转化为机械能，故C符合题意；

D．进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，没有能量转化，故D不符合题意。

故选C。

12．关于热机，下列说法正确的是（　　）

A．汽油吸气冲程吸入气缸的是汽油

B．汽油机的做功冲程是将机械能转化为内能

C．汽油机的曲轴转动两圈做功一次完成四个冲程

D．汽油机工作时，对环境没有污染

【答案】C

【解析】A．汽油机吸气冲程吸进的是汽油和空气的燃料混合物，故A错误；

B．汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能，故B错误；

C．汽油机的曲轴转动两圈完成一个工作循环，包括四个冲程，只有做功冲程对外做功一次，故C正确；

D．汽油机排放出的尾气中含有SO2，污染环境还会形成酸雨，故D错误。

故选C。

13．如图所示的轮船，动力是由柴油机提供的，下列说法正确的是（　　）

A．柴油机利用水做冷却液是因为水蒸发吸热 B．柴油机做功冲程中，内能转化为机械能

C．柴油机是利用内能做功的机器 D．柴油机效率高，是因为柴油的热值大

【答案】BC

【解析】A．柴油机利用水做冷却液是因为水比热容较大，改变相同的温度，相同质量的水比其他液体吸收的热量更多，故A错误；

B．柴油机做功冲程中，高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故B正确；

C．柴油机工作时，利用燃料燃烧产生的内能，推动活塞做功，是利用内能做功的机器，故C正确；

D．柴油的热值与柴油机效率高低无关，故D错误。

故选BC。

14．油电混合动力汽车是指同时装备两种动力源﹣﹣热动力源（传统的汽油机或者柴油机）与电动力源（电池与电动机）的汽车。混合动力汽车的发动机要使用燃油，在起步、加速时，由于有电动机的辅助，所以可以降低油耗。以下说法不正确的是（　　）

A．汽油机和柴油机都属于内燃机

B．当油电混合动力汽车的电动机工作时，将电能转化为机械能

C．汽油机的做功冲程将内能转化为机械能

D．上述汽油机的工作原理示意图中③为压缩冲程

【答案】D

【解析】A．柴油机和汽油机的燃料都在气缸内燃烧，都属于内燃机，故A正确，不符合题意；

B．当油电混合动力汽车的电动机工作时，消耗电池的电能，将电能转化为机械能，故B正确，不符合题意；

C．汽油机的做功冲程，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故C正确，不符合题意；

D．汽油机的工作原理示意图中③气门都关闭，活塞向下运动，所以是汽油机的做功冲程，故D错误，符合题意。

故选D。

15．如图所示为汽油机的四个冲程的示意图，按一个工作循环的顺序排序为___________ ，若某汽油机飞轮转速为1200r/min，则每秒钟该汽油机对外做功___________次，其中图C中的能量转化与图所示的实验中能量转化相同的是___________。

A． B．C． D．

【答案】     DACB     10     乙

【解析】[1]汽油机的一个工作循环的四个冲程分别为：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，由图中可知，图A中进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，故是压缩冲程；图B中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程；图C中进气门和排气门均关闭，活塞向下运动，是做功冲程；图D中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，故按一个工作循环的顺序排序为DACB。

[2]由题意可知，汽油机飞轮转速为1200r/min，即20r/s，汽油机的一个工作工程中，飞轮转动两次，对外做功一次，故每秒钟该汽油机对外做功10次。

[3]图C为做功冲程，内能转化为机械能，图甲中活塞向下运动，压缩筒内气体做功，将机械能转化为内能，图乙中试管内的气体受热膨胀，推动塞子做功，将内能转化为机械能，故图C中的能量转化与图乙所示的实验中能量转化相同。

16．一台单缸四冲程汽油机，如图所示为___________冲程，此冲程的能量转化是___________。若飞轮转速为3600r/min，该汽油机活塞1s对外做功___________次。

【答案】     做功     内能转化为机械能     30

【解析】[1] [2]如图，进气门、排气门都关闭，活塞下移，是做功冲程；该冲程中，燃气推动活塞做功，是内能转化为机械能的过程。

[3]若飞轮转速为3600r/min=60r/s，也就是1s飞轮转动60r，飞轮转动60r，则完成30个工作循环，燃气对外做功30次。

17．如图，将少许易燃硝化棉放入透明有机玻璃筒内，用活塞将筒口密封住，然后将活塞迅速压下，当活塞压至接近底部时，发现硝化棉起火燃烧。

（1）实验中，根据______现象可知筒内空气的内能增加了。当活塞压下时，筒内空气分子间的斥力______（选填“增大”或“减小”）

（2）该实验证明：用______的方式能改变物体的内能。从能的转化角度分析，上述过程类似于四冲程内燃机工作时的______冲程。

【答案】     硝化棉起火燃烧     增大     做功     压缩

【解析】（1）[1]将活塞迅速压下，当活塞压至接近底部时，发现硝化棉起火燃烧；硝化棉起火燃烧，说明筒内空气温度升高了、内能增大了。

[2]当活塞压下时，空气分子间的距离减小，同时我们感觉到越往下压缩越费力，这是由于筒内空气分子间斥力增大的缘故。

（2）[3]在下压活塞时，活塞压缩筒内空气做功，机械能转化为内能，筒内空气的内能增大，说明用做功的方式能改变物体的内能。

[4]内燃机在压缩冲程中活塞向上运动，压缩气体对气体做功，将机械能转化为内能；它们的能量转化情况相同，即上述过程类似于四冲程内燃机工作时的压缩冲程。