精编九年级全一册物理同步备课系列（人教版）精编九年级全一册物理同步备课系列（人教版）第14.1节 热机（分层作业）（解析版）

第14.1节热机（备作业）（解析版）（作业量：30分钟）【题型基础练习】※题型一、热机工作原理1．如下图所示的四个选项为四冲程汽油机工作示意图；如右图所示，给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，与这个过程的能量转化相同的冲程是（）。A． B． C． D．【答案】B。【解析】水蒸气把橡皮塞冲出；这个过程中，燃料的化学能转化为内能，水蒸气膨胀做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能；内燃机的做功冲程将内能转化为机械能，因此这一现象相当于内燃机的做功冲程。A．进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，故A不符合题意；B．进气门、排气门都关闭，火花塞产生电火花，点燃燃料混合物，产生高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴连杆转动，对外做功，是做功冲程，将内能转化为机械能，故B符合题意；C．进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故C不符合题意；D．进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，吸入空气和汽油的混合物，是吸气冲程，故D不符合题意。故选B。2.如图试管内水蒸气将塞子推出的过程，水蒸气的_____能转化为塞子的_____能。四冲程汽油机工作过程中的_____冲程与上述能量转化过程相同。【答案】内；机械；做功。【解析】[1][2][3]由图可知，试管内的水蒸气当用酒精灯加热一定程度时，水蒸气会对塞子做功，将水蒸气的内能会转化为塞子的机械能；此过程与汽油机的做功冲程类似，在做功冲程中也是燃气的内能转化为活塞的机械能。3.如图a快速将活塞下压，使活塞对______做功，最终使玻璃桶底部棉花燃烧，下压过程类似于图b中汽油机的______（选填“甲”或“乙”）能量转化情景，该冲程称为______冲程。【答案】空气；甲；压缩。【解析】[1]由图a可知，将活塞下压时，活塞压缩筒内空气，对空气做功，气体内能增大，将机械能转化为内能。[2][3]图甲中进气门与排气门均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能；图乙中进气门与排气门均关闭，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能；故可知下压过程类似于图b中汽油机的甲能量转化情景，该冲程称为压缩冲程。※题型二、内燃机工作冲程的判断4.如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列关于冲程及其能量转化判断正确的是（）。A．做功冲程，将机械能转化为内能；B．做功冲程，将内能转化为机械能；C．压缩冲程，将机械能转化为内能；D．压缩冲程，将内能转化为机械能【答案】B。【解析】如图所示，两个气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程，燃料在缸内燃烧，将燃料的内能转化成机械能，ACD错误，B正确。故选B。5．如图所示是内燃机的四个冲程，其中属于做功冲程的是（）A．B． C． D．【答案】C。【解析】A．图中两个气门都关闭，活塞向上运动，因此这是压缩冲程，故A不符合题意；B．图中的进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，因此这是排气冲程，故B不符合题意；C．图中两个气门都关闭，活塞向下运动，因此这是做功冲程，故C符合题意；D．图中的进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，因此这是吸气冲程，故D不符合题意。故选C。※题型三、汽油机与柴油机的区别6.某单缸四冲程内燃机的其中一个冲程剖面图如图所示，由图可知，该内燃机是______（选填“汽油机”或“柴油机”），该冲程是______冲程。若该内燃机一个工作循环对外做功30kJ，则燃料完全燃烧所放出的热量一定______（选填“大于”、“等于”或“小于”）30kJ。【答案】汽油机；吸气；大于。【解析】[1]由图可知，内燃机的顶端是火花塞，所以该内燃机是汽油机。[2]图中内燃机的进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程。[3]热机在工作过程中，排放废气等会带走大量的热量，所以内燃机一个工作循环对外做功30kJ，则燃料完全燃烧所放出的热量一定大于30kJ。7.汽油机和柴油机有很多的异同点，下列有关四冲程汽油机和柴油机的异同点说法不正确的是（）。A．汽油机和柴油机都是内燃机；B．汽油机和柴油机的一个工作循环对外只做一次功，活塞往复两次；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，燃料燃烧更完全，效率比汽油机高【答案】C。【解析】A．柴油机和汽油机都是利用内能做功的机器，都是热机，因为燃料都是在气缸内燃烧，又都叫做内燃机，故A正确，不符合题意；B．四冲程汽油机和柴油机的一个工作循环，四个冲程，只是在做功冲程对外做功一次，活塞往复运动两次，曲轴连杆转两周，飞轮转两周，故B正确，不符合题意；C．内燃机工作过程中，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，故C错误，符合题意；D．柴油机属于压燃式，压缩冲程末的温度比汽油机高，燃料燃烧更完全，效率比汽油机高，故D正确，不符合题意。故选C。※题型四、内燃机工作循环及做功的简单计算8.汽油机是热机的一种。如图是四冲程汽油机工作状态示意图，如图可以看出，此时它正处在_____冲程。某单缸四冲程汽油机在1s内完成了60个循环，则该汽油机工作时飞轮的转速为________r/min。【答案】做功；7200。【解析】[1]从图中可以看出，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下移动，可以判断这个冲程是做功冲程。[2]汽油机在1s内完成了60个循环，飞轮转60r×2=120r则1min转120r×60=7200r故该汽油机工作时飞轮的转速为7200r/min。9.如图是一台单缸四冲程汽油机的工作示意图，该冲程是________冲程，该汽油机每秒钟对外做功10次，飞轮转速是_______r/min，若每次对外做功90J，其功率是_______W。【答案】做功；1200；900。【解析】[1]上图中，两气门关闭，活塞向下运动，火花塞发出火花，故该冲程是做功冲程。[2]一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，汽油机每秒钟做功10次，说明1s内汽油机曲轴转动20圈，60s转动1200圈，则飞轮的转速为1200r/min。[3]飞轮转速是1200r/min=20r/s即1s飞轮转20r，因为飞轮转2r，对外做功1次，所以飞轮转20r，对外做功10次，则汽油机的功率。※题型五、热机与做功、压强的综合10.某社区举行建党100周年庆典，五彩缤纷的礼花在晴朗的上空竞相绽放。礼花筒利用筒内的高压空气膨胀，将彩带喷向空中，产生喜庆效果（如图所示）。下列冲程与这一过程能量转化相同的是（）。A．B．C．D．【答案】C。【解析】礼花筒利用筒内的高压空气膨胀，将彩带喷向空中，是高压气体对外做功，内能转化为机械能。A．两气门关闭，活塞向上运动为压缩冲程，在这个冲程中压缩气体做功，机械能转化为内能，故A不符合题意；B．排气门打开为排气冲程，此冲程无能量转化过程，故B不符合题意；C．两气门关闭，活塞向下运动为做功冲程，在这个冲程中高温高压的气体推动活塞向下运动做功，内能转化为机械能。故C符合题意；D．进气门打开为吸气冲程，此冲程无能量转化过程，故D不符合题意。故选C。11.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：（1）球内气体对气球_________（做/不做）功；（2）球内气体的内能将________（增大/不变/减小）；（3）图甲情景中的能量转化过程与图_______（乙/丙）所示热机工作冲程相同。【答案】做；减小；丙。【解析】（1）[1]因为力的作用是相互的，气球喷出气体，气体对气球施加了反作用力，在力的作用下移动了一段距离，所以该过程中球内气体对气球做功。（2）[2]球内气体对气球做功，将气体内能转化为气球的机械能，内能减小，温度减小。（3）[3]图乙是压缩冲程，将机械能转化为内能，图丙是做功冲程，将内能转化为机械能。图甲情景中的能量转化过程是内能转化为机械能，所以与图丙所示热机工作冲程相同。【巩固提高练习】12.汽油机的四个冲程如图所示，在一个工作循环中，做功冲程结束后，下一个冲程是（）。A． B． C． D．【答案】D。【解析】汽油机的一个工作循环中，做功冲程结束后，下一个冲程是排气冲程。A．图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，故A不符合题意；B．图中两个气门都关闭，火花塞点火，此时活塞向下运动，是做功冲程，故Ｂ不符合题意；C．图中两个气门都关闭，此时活塞向上运动，是压缩冲程，故C不符合题意；D．图中排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程，故D符合题意。故选D。13.如图所示是某单缸四冲程汽油机的某个冲程，若该汽油机每1秒钟对外做功25次，则（）。A．图示冲程是压缩冲程；B．该汽油机飞轮（曲轴）每1秒钟转25圈；C．图示冲程存在着化学能转化为内能的过程；D．图示冲程存在着机械能转化为内能的过程【答案】C。【解析】A．图中两个气门关闭，火花塞产生电火花，活塞向下运动，是做功冲程，故A不符合题意；B．每1秒钟对外做功25次，因一个工作循环有4个冲程，飞轮转2圈，做功一次，所以飞轮（曲轴）每1秒钟转50圈，故B不符合题意；CD．做功冲程中燃料燃烧，而燃料燃烧将化学能转化为内能，高温高压气体推动活塞对外做功，将气体的内能转化为活塞的机械能，故C符合题意，D不符合题意。故选C。14.如图是汽油机工作循环的某个的示意图，则该冲程（）。A．吸气冲程 B．做功冲程 C．排气冲程 D．压缩冲程【答案】C。【解析】如图火花塞没有点火，气缸向上运动，进气门关闭，排气门打开，应该是排气冲程。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。15.内燃机的发明，使人类的许多梦想得以实现:飞机，汽车，潜艇、坦克等等，都是在内燃机发明之后才研制成功的。下列有关四冲程内燃机的说法正确的是（）。A．汽油机和柴油机吸入汽缸的物质相同B．汽油机和柴油机都通过火花塞点火C．压缩冲程把机械能转化为内能 D．一个工作循环做四次功【答案】C。【解析】A．内燃机工作过程中，汽油机吸入气缸的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入气缸的是空气，故A错误；B．汽油机通过火花塞点火，柴油机顶部有一个喷油嘴，通过压燃式点火，故B错误；C．内燃机的四个冲程中，压缩冲程把机械能转化为内能，做功冲程把内能转化为机械能，故C正确；D．四冲程内燃机工作时，活塞在气缸中往复运动两次，完成一个工作循环，做一次功，共四个冲程，故D错误。故选C。16.下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况．关于对图中①②③④的补充正确的是（）。A．①做功冲程②内能转化为机械能③压缩冲程④机械能转化为内能；B．①压缩冲程②内能转化为机械能③做功冲程④机械能转化为内能；C．①压缩冲程②机械能转化为内能③做功冲程④内能转化为机械能；D．①做功冲程②机械能转化为内能③压缩冲程④内能转化为机械能【答案】C。【解析】汽油机的四个冲程分别是吸气冲程，压缩冲程，做功冲程和排气冲程，所以①压缩冲程，把机械能转化为内能，也就是压缩对气体做功使其内能增大温度升高③是做功冲程，把内能转化为机械能。对照答案C对。17.一台四冲程内燃机的飞轮转速为1800r/min，则下列说法正确的是(

)。A．1min飞轮转3600圈，完成1800个冲程；B．1min完成900个冲程，做功450次；C．1s飞轮转30圈，完成60个冲程；D．1s完成30个冲程，做功15次【答案】C。【解析】A.飞轮转速为1800r/min，即1min飞轮转1800圈，完成3600个冲程，故A错误；B.飞轮转动两周一个工作循环，所以1min完成900个工作循环，做功900次，故B错误；C.D.飞轮转速为1800r/min，即30r/s，所以1s飞轮转30圈，每圈有两个冲程，所以1s完成60个冲程，做功15次，故C正确，D错误；故选C。18.如图所示实验中，试管内的水沸腾后能使小叶轮旋转起来，在这个实验中燃料的化学能转化为______能并传给水，水沸腾形成的水蒸气驱动叶轮转动，最终转化成了叶轮的机械能，这就是______（选填“蒸汽机”或“内燃机”）的工作原理。【答案】内；蒸汽机。【解析】[1]燃料的燃烧过程是化学变化，燃料的化学能转化为内能，这种内能又通过热传递的方式转移给水。[2]水沸腾汽化为水蒸气，高温的水蒸气可以驱动叶轮转动，它自身的温度会降低，内能会减少，而转动又使叶轮具有了机械能，即内能转化为机械能，这就是蒸汽机的工作原理。19.汽油机的一个工作循环有四个冲程，如图所示是______冲程，它是把______能转化为______能，转速为3000转/分的四冲程内燃机，每秒钟做功______次，曲轴转动______周。【答案】做功；内；机械；25；50。【解析】[1][2][3][4][5]由图知道，两个气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程；在做功冲程中将内能转化为机械能，内燃机一个工作循环有四个冲程，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次；转速为3000转/分，则曲轴每秒钟转过50转，对外做功25次。20．某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转