沪粤版物理九年级上册《12.4 热机与社会发展》同步练习
一 、单选题（本大题共10小题，共30分）
1.（3分）四冲程汽油机在工作过程中，将机械能转化为内能的冲程是
A. 吸气冲程
B. 压缩冲程
C. 做功冲程
D. 排气冲程
2.（3分）5.关于内燃机，下列说法正确的是（ ）
A. 压缩冲程把内能转化为机械能 B. 汽油机和柴油机使用同种燃料
C. 汽油机和柴油机均属于内燃机 D. 在做功冲程中，机械能转化为内能
3.（3分）关于内燃机，下列说法是正确的
A. 汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
B. 柴油机吸气冲程中吸入柴油和空气的混合物
C. 汽油机在做功冲程中，进气门关闭排气门打开
D. 汽油机在做功冲程中，是把内能转化为机械能
4.（3分）关于热机效率，下列说法正确的是
A. 蒸汽机的效率高于汽油机的效率
B. 热机所做有用功越多，它的效率就越高
C. 内燃机的效率越高，它消耗的燃料就越少
D. 热机效率越高，它将内能转化为机械能的比例越大
5.（3分）2.（2021湘西州）随着人民生活水平的不断提高，小汽车已进入了千家万户，小汽车的发动机一般都是四冲程汽油机。以下是四冲程汽油机工作示意图，其中做功冲程是（ ）
A. B.
C. D.
6.（3分）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乙、丙、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乙甲
C. 甲图中能量的转化是内能转化为机械能
D. 乙图中汽缸内气体温度会下降
7.（3分）随着社会对能源的需求越来越大，能源的价格一路上升，有些不法分子为了挣到更多的黑心钱，将一些劣质煤炭混入优质煤炭中，以次充好。我们判断煤炭优劣好坏的物理依据是
A. 密度 B. 比热容 C. 热值 D. 沸点
8.（3分）某四冲程汽油机工作时，飞轮每分钟转动转，则该四冲程汽油机每秒钟经历的冲程数
A. B. C. D.
9.（3分）为了节约能源，需要提高热机的效率。下列措施中不能提高效率的是
A. 尽量减少热机的工作时间 B. 尽量使燃料充分燃烧
C. 尽量减少废气带走的热量 D. 尽量减少热机部件的摩擦
10.（3分）某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶，用时，消耗燃油，已知汽车的牵引力是，燃油的热值为，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是
A. 汽车行驶速度是
B. 消耗的燃油完全燃烧放出的热量是
C. 汽车牵引力做功的功率是
D. 汽车发动机的效率是
二 、填空题（本大题共4小题，共16分）
11.（4分）现代火箭的特点是 ____________火箭可以作为星际航行的运载工具．火箭的输送系统按时按量地把 ______和 ______输送到燃烧室中，最初是用 ______点燃，产生高温、高压气体，随后就可自行工作．
12.（4分）一台内燃机运行时的各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占，废气带走的能量占，摩擦机械损耗占，则它的机械效率为 ______ ，若这台内燃机消耗汽油，则它做的有用功为 ______ 汽油热值为．
13.（4分）图中是某四冲程内燃机工作循环中的 ______冲程，若此内燃机秒内对外做功次，则飞轮转速是 ______。
14.（4分）如图是国庆阅兵式上我国首次亮相的高超音速导弹，该导弹采用火箭动力助推火箭。助推火箭的发动机 ______热机选填“属于”或“不属于”；弹头飞行过程中温度升高，发生的能量转化是：______。
三 、实验题（本大题共4小题，共24分）
15.（6分）某课外兴趣小组同学利用小车做以下物理小实验。
如图甲，小车长度为 ______ 。
如图乙，小车上固定磁体，小车上固定铁块，将它们靠近一定距离后，固定小车，释放小车，则上述实验操作 ______ 选填“能”或“不能”达到“探究物体间力的作用是否是相互的”的实验目的。
如图丙，探究“阻力对物体运动的影响”时，水平部分的材料依次选用棉布、木板和玻璃板，其目的是 ______ ；正确操作后，发现小车在不同水平面上由运动变为静止，此过程中，克服阻力所做的功 ______ 选填“相等”或“不相等”。
若想探究动能大小和速度的关系，将丙图中的棉布和玻璃板替换成木板需将小车从 ______ 高度释放选填“相同”或“不同”。
16.（6分）热机是一种把内能转化为______能的机器，如图所示的是汽油机的______冲程。
热机的效率是热机性能的重要指标，汽油机的效率很低，主要原因是______带走的能量最多。如果这辆汽车一年耗油，该汽车内燃机的效率的平均值按，若经过改进可将其效率提高，一年可以节约______的汽油。
某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是，满负荷工作时做功冲程的平均压强为，飞轮的转速为转动周，当汽油机满负荷工作时不计摩擦，一次做功冲程中燃气对活塞做功______，汽油机的功率为______
17.（6分）近年来，我国汽车工业发展迅猛，各种新型汽车不断投放市场进入普通百姓家庭．
先阅读，再作出选择：汽车在行驶过程中，发动机的功率为，牵引力为，汽车行驶的速度为，这三者之间的关系为当汽车爬坡时，驾驶员的操作总是加大油门同时将变速器换为低档．加大油门是使发动机发挥最大的功率，换为低档是为了减慢车速．那么，在爬坡时减慢车速的目的是______.
A.保证安全 省油 增大发动机的牵引力 提高机械效率
汽车发动机工作时把内能转化为______，当汽油发动机内燃烧不充分时会“黑烟”，这时发动机的效率______选填“升高”、“不变”、“降低”
如果小明家的汽车正常行驶要消耗的汽油，这些汽油完全燃烧时所产生的热量是______ 已知：汽油的热值为
汽车的发动机工作时，温度会升高，为了不让它的温度过高，所发要循环的水进行冷却，主要的原因是水的______，温度升高时能带走更多的______，更有利于冷却．
18.（6分）随着经济的发展，汽车已成为人们常用的交通工具，截至年月，全国机动车保有量达亿辆，其中汽车保有量亿辆。某物理小组的同学在社会实践活动中，通过实际调查和网上查询，绘制了一辆某种型号汽车在额定功率下行驶时单位时间的能量流向图，请你参与讨论有关问题。
根据图中的能量流向，该轿车行驶时造成的能量损耗最主要的是 ______。
汽油机是汽车的“心脏”，一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是，此汽油机每秒钟完成 ______个做功冲程，其中 ______冲程将机械能转化为内能。
若将机器转化有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”，由图中提供的数据可得，该轿车的能量转化效率为 ______。保留三位有效数字
一辆使用汽油为燃料的小汽车，在路面水平的高速公路上以的速度匀速行驶时，百公里油耗为，发动机的效率为。设汽车通过的路程。汽油的密度，汽油热值为。该路段上消耗的汽油完全燃烧释放的热量是 ______，该路段上发动机给汽车行驶提供的牵引力为 ______。
对减少汽车行驶中的能量损耗，就你所知，提出一条建议：______。
答案和解析
1.【答案】B;
【解析】汽油机的四个冲程中只有两个冲程伴随有能量的转化：压缩冲程活塞运动的动能转化为混合气体的内能；做功冲程燃气的内能转化为活塞运动的动能。 汽油机属于热机，热机就是利用内能来工作的机械，将内能转化为机械能，内燃机中涉及到的能量转化是经常考查的知识点，需要引起注意。
汽油机的压缩冲程是将机械能转化为内能，做功冲程是将内能转化为机械能，故正确，不符合题意。 故选。
2.【答案】C;
【解析】略
3.【答案】D;
【解析】解：、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，故错误；
、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，故错误；
、四冲程汽油机在工作过程中，进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程，故错误；
、汽油机在做功冲程中，是把内能转化为机械能，故正确。
故选：。
①汽油机和柴油机结构不同之一：汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴；
②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；
③热机工作过程中，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。
此题主要考查的是汽油机和柴油机的结构区别及吸入物质区别、工作过程中的能量转化，属于热机部分的重点内容，需要熟练掌握。
4.【答案】D;
【解析】解：
A、蒸汽机的燃料是在机器的外部燃烧，热损失最多，效率最低，故A错误；
B、热机的有用功多，与燃料完全燃烧放出的能量之比不一定多，故B错误；
C、热机消耗的燃料多、燃烧放出的热量多，但用来做有用功的能量可能更多，即效率可能更高，所以据消耗燃料的多少是不能判断热机效率大小的，故C错；
D、热机效率越高，热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，比值越大，内能转化为机械能的比例越大，故D正确。
故选：。
热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，比值越大，则效率越高，据此分析选择。
该题考查了学生对热机效率的了解与掌握，理解热机效率小于，属于基础题目。
5.【答案】C;
【解析】略
6.【答案】D;
【解析】解：
甲图：气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为了内能，故错误；
乙图：排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，气缸内气体温度会下降，故正确；
丙图：气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，将化学能转化为内能，内能再转化为机械能；
丁图：进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程；
热机的四个冲程依次是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，即丁甲丙乙，故错误；
在热机的四个冲程中，只有做功冲程做功，其他三个冲程是靠飞轮的惯性完成的，依靠飞轮惯性完成的冲程是：甲、乙、丁冲程，故错误。
故选：。
热机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。压缩冲程中机械能转化为内能；做功冲程中内能转化为机械能；
在热机的四个冲程中，只有做功冲程做功，其他三个冲程是靠飞轮的惯性完成的。
此题主要考查了对内燃机四个冲程的判断以及涉及能量转化的两个冲程，要结合气门和活塞运动情况进行判断。
7.【答案】C;
【解析】解：
热值是燃料的一种特性，是指某种燃料完全燃烧放出的热量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时放出的热量越多，掺假后煤的热值降低，所以可以用热值来区分。而从密度、比热容、沸点无法区分。
故选：。
热值是燃料的一种特性，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时放出的热量越多。据此分析判断。
此题主要考查了学生对热值特性的了解与掌握，基础题。
8.【答案】D;
【解析】解：汽油机一个工作循环包括四个冲程，活塞往复次，曲轴转动周，对外做功次，如果汽油机的飞轮每分钟转动转，即每秒钟转圈，完成个冲程。
故选：。
四冲程汽油机一个工作循环，曲轴转圈，完成个冲程，并对外做功次。
此题主要考查了汽油机的工作过程特点的应用，比较简单。
9.【答案】A;
【解析】解：热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，所以减少热量的损失可以提高热机的效率，所以使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率；
增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率，故符合题意，不符合题意。
故选：。
热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。比值越大，效率越高。
此题通过考查影响热机效率的几个因素，考查了学生对热机效率的理解。要知道要想提高热机的效率，就要减少热量的损失。
10.【答案】D;
【解析】
此题主要考查了速度、燃烧值、功、功率、热机效率的计算，综合性强，难度适中，关键是公式的灵活运用。
已知汽车行驶的时间和路程，利用速度公式即可求解；
根据可求热量；
根据可求得该汽车牵引力所做的功，再利用求功率；
根据燃油密度和体积求得其质量，利用可求得消耗的总能量，再利用效率公式求出该汽车的效率。
、汽车的行驶速度：，故错误；
、消耗的燃油完全燃烧放出的热量：，故错误；
、该汽车牵引力所做的功：，该汽车牵引力所做功的功率：，故错误；
、该汽车的效率：，故正确。
故选。
11.【答案】功率巨大 多级 燃料 氧化剂 电火花;
【解析】解：现代火箭的特点是功率巨大。多级火箭可以作为星际航行的运载工具．火箭的输送系统按时按量地把燃料和氧化剂输送到燃烧室中，最初是用电火花点燃，产生高温、高压气体，随后就可自行工作。
故答案为：功率巨大；多级；燃料；氧化剂；电火花。
根据现代火箭的特点及工作原理解题。
此题主要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。
12.【答案】34%;3.06×107;
【解析】解：①各种能量损耗的总和是：，
所以有效利用的能量，即它的机械效率为．
②完全燃烧柴油放出的热量为：，
效率：，则该内燃机对外做的有用功为：
J.
故答案为：；．
热机是将内能转化为机械能的机器．热机的效率是有效利用的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比．用来做有用功的那部分能量与气缸散热损失的能量、废气带走的能量、摩擦等机械损耗的能量之和等于燃料燃烧释放的能量．
根据燃料完全燃烧放热公式计算完全燃烧柴油能放出的热量；已经计算出了内燃机的效率，可利用热效率的公式变形计算出有用功．
此题主要考查了热机效率的计算，以及燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用，热机的效率是有效利用的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，利用好热机效率公式是关键．
13.【答案】做功 2400;
【解析】解：从图中可以看出，气门都关闭、火花塞点火和活塞向下移动的特点，可以判断这个冲程是做功冲程；
因为一个工作循环飞轮转圈，完成个冲程，做功次；秒内对外做功次，飞轮转，飞轮转动的圈数为。
故答案为：做功；。
汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气；根据气门的关闭情况和活塞的运行方向判断什么冲程；
汽油机的一个工作循环由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程组成。在一个工作循环中曲轴转圈，飞轮转周，做功一次。
此题主要考查了内燃机的工作过程，知道在一个工作循环中曲轴转圈、飞轮转周、做功一次是解答该题的关键。
14.【答案】是 机械能转化为内能;
【解析】解：火箭发动机工作时向后高速喷出气体，从而获得前进的动力，燃料在气缸内部燃烧，属于热机；弹头飞行过程中，弹头克服摩擦做功，将机械能转化成内能，导致温度升高。
故答案为：是；机械能转化为内能。
热机分为内燃机和外燃机，燃料在机器内部燃烧的机器是内燃机；
克服摩擦做功，机械能转化为内能。
此题主要考查了热机的种类以及能量的转化，是一道基础题。
15.【答案】;
【解析】解：图甲刻度尺上之间有个小格，所以一个小格代表的长度是，即此刻度尺的分度值是；小车左端与刻度线对齐，读作，刻度尺测量小车的长度是：；
固定小车，小车不能运动，释放小车，铁块受到磁体的吸引而向左运动，只能证明铁块受到力的作用，不能探究物体间力的作用是相互的；
要探究的是阻力对物体运动的影响，因此，应控制小车在到达水平面时的初速度相同，只改变小车运动时所受阻力的大小，这就是分别选用棉布、木板和玻璃板进行实验的目的；同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，到达水平面时的速度相同，动能相同；小车在粗糙程度不同的水平面上由运动到静止过程中，克服摩擦做功，动能转化为内能，由于动能相同，所以克服摩擦力所做的功也相同；
将丙图中的棉布和玻璃板替换成木块后，让小车从不同高度下滑，到达斜面底端的速度不同，而质量相同，通过木块被撞击后运动的远近得出物体动能与速度的关系。
故答案为：；不能；减小小车所受的阻力力；相等；不同。
根据分度值正确读出小车的长度；
磁体可以吸引铁块；物体间力的作用是相互的；
实验中，我们要探究的是阻力对物体运动的影响，因此，应控制小车在到达水平面时的初速度相同，只改变接触面的阻力大小，即选用表面粗糙程度不同的接触面；根据机械能的转化分析；
将小木块被推动距离的远近来反映小车动能的大小，采用的是转换法。
本题是一道综合实验考察题，主要考查刻度尺的读数、力的相互作用以及阻力对运动的影响和影响动能大小因素等，同时考查控制变量法和转换法。解此类问题一定要注意思考实验的意义，并能根据所学的其他物理知识分析解决本实验中相关的实验现象。
16.【答案】机械 做功 废气 60 135 2025;
【解析】解：
汽油机是热机的一种，是将内能转化为机械能的机器；根据图示可知，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，气缸容积增大，因此是做功冲程。
汽油机的效率很低，主要原因是废气带走的能量多；这辆汽车消耗汽油做的有用功：
，
内燃机效率提高后为：，
效率提高后所需汽油完全燃烧放出热量：
，
由可得，效率提高后需要汽油的质量：
，
则每辆车每年节约汽油：
。
由可得，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：
；
因飞轮每转两圈对外做功一次，
所以，飞轮转动周，做功次，
则燃气对活塞做的总功：
，
汽油机的功率：
。
故答案为：机械；做功；废气；；；。
汽油机属于热机，是将内能转化为机械能的机器；根据图中气门的开关情况和活塞的运动方向判断出是哪一个冲程；
由于内燃机效率提高后有用功是相同的，因为，所以可得，知道该辆汽车每年耗油，可求每辆汽车每年节约燃油；
知道燃气的平均压强和活塞的面积，根据求出做功冲程中燃气对活塞的平均压力；知道活塞在气缸中移动的距离，根据求出一个做功冲程燃气对活塞做的功。利用公式计算出汽油机的功率。
该题考查了对热机及各冲程特点的了解和热值计算公式的理解和掌握，还考查了压强公式、做功公式、功率公式的应用，知道飞轮每转两圈对外做功一次是关键。
17.【答案】C 机械能 降低 2.76×108 比热容较大 热量 ;
【解析】解：
汽车在行驶过程中，发动机的功率为，牵引力为，汽车行驶的速度为，这三者之间的关系为当汽车爬坡时，驾驶员的操作总是加大油门同时将变速器换为低档．加大油门是使发动机发挥最大的功率，换为低档是为了减慢车速；
由得，当功率为最大功率时，速度减小，牵引力增大，有利于汽车爬坡；
故选
汽车发动机工作时将内能转化为机械能；
冒“黑烟”说明燃烧不充分，用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的比值就小，所以效率降低；
汽油完全燃烧时所产生的热量：
；
汽车发动机通常都用水来冷却，是因为水比其它液体的比热容大，温度升高时能带走更多的热量，更有利于冷却．
故答案为：；
机械能；降低；
；
比热容较大；热量．
当油门调到最大时，功率达最大此时功率无法再增加，由可分析减少车速的原因．
热机工作的过程中内能转化为机械能；热机的效率是指用来做有用功的能量占燃料完全燃料放出的总能量的百分比，据此结合现象可分析对效率的影响；
利用燃料完全燃烧放热公式求汽油完全燃烧放出的热量；
对水的比热容大的理解：相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多．
本题通过汽车为载体，考查了学生对功率的推导公式、汽油机能量转化、水的比热容大的应用、燃料完全燃烧放热公式的应用，知识点多、综合性强，属于难题，要求灵活运用所学知识！
18.【答案】排放废气损耗和散热器的损耗 15 压缩 12.7% 1.35×108 675 给机器加润滑油，减少有害摩擦;
【解析】解：从能量流程图上可以读出，该轿车行驶时造成的能量损耗最主要的是排放废气损耗和散热器的损耗。
一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是；
曲轴每转两圈对外做一次功，则该汽油机每秒对外做功次数为次；
其中压缩冲程将机械能转化为内能；
轿车的能量转化效率为：；
百公里油耗为，文字说明：汽车通过的路程所消耗的汽油是，即：，
据可知，消耗的汽油的质量为：
，
消耗的汽油完全燃烧释放的热量是：；
发动机的效率为，所以据可得，发动机所做的有用功为：
，
据可知，发动机给汽车行驶提供的牵引力为：
；
给机器加润滑油，减少有害摩擦；改进油箱的密闭性，减少蒸发损耗；控制汽车数量；提高汽油质量；对排放的尾气进行收集、再利用等。
故答案为：
排放废气损耗和散热器的损耗；；压缩；；；；给机器加润滑油，减少有害摩擦。
有用功是指某一物理过程中不得不做的功，从流程图上看能量损耗为有用功之外的损耗。
机器转化有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”，根据定义和图解计算出能量转化率。
在四冲程内燃机的一个工作循环中，曲轴转两圈，完成个冲程，对外做功次。
发动机的机械效率是有用功与消耗总功的比值；
减少汽车行驶中的能量损耗，就要使汽油燃料的能量尽量多的使用到有用功中，从能量损耗方面综合考虑。
此类题目考查知识了内燃机的四个冲程、热机效率的相关问题，要结合相关知识点进行分析解答，是中考的难点。
