2023-2024學年教科版物理九上同步教學 2.2 內(nèi)熱機 同步練習（含解析）

第第頁2023-2024學年教科版物理九上同步教學2.2內(nèi)熱機同步練習（含解析）2.2內(nèi)熱機

一、單選題

1．熱學知識在日常生活中有廣泛的應用，下列說法正確的是（）

A．四月的柳絮漫天飛舞，說明分子不停地做無規(guī)則運動

B．摩擦生熱是通過熱傳遞改變了物體的內(nèi)能

C．熱機通過壓縮沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

D．暖氣片用水作導熱介質(zhì)是因為水的沸點較高

2．圖是熱機工作時的四個沖程，其中屬于內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的沖程是（）

A．B．C．D．

3．如圖所示是四沖程內(nèi)燃機工作時的某個沖程，對它描述正確的是（）

A．壓縮沖程機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B．壓縮沖程內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能

C．做功沖程機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D．做功沖程內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能

4．汽油機的四個沖程中，哪個沖程存在著化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程（）

A．B．C．D．

5．關于圖示的四個實驗，下列解釋中正確的是（）

A．圖甲中，墨水在熱水中擴散得較快，說明分子無規(guī)則運動的劇烈程度與空氣溫度有關

B．圖乙中，削平壓緊后的兩鉛柱結(jié)合可以懸吊重物，說明鉛分子之間只存在引力

C．圖丙中，向燒瓶底部澆冷水，燒瓶中剛停止沸騰的水重新沸騰，說明水的沸點前后改變了

D．圖丁中，是汽油機的做功沖程，該沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

二、計算題

6．（2023·全國·九年級課時練習）某單缸四沖程汽油機的氣缸活塞面積為30cm2，一個沖程活塞在氣缸中移動的距離是50mm，滿負荷工作時做功沖程燃氣的平均壓強為9.0×105Pa，飛輪1min轉(zhuǎn)動1200周，當汽油機滿負荷工作時（不計摩擦），求

(1)汽油機一個循環(huán)所做的功是_____J

(2)汽油機的功率是_____W。

7．用天然氣熱水器將質(zhì)量為40kg、溫度為15℃的水加熱到40℃，完全燃燒了0.15m3的天然氣（假設天然氣完全燃燒放出的熱量全部被水吸收）。

求：（1）這些水需要吸收的熱量；

（2）天然氣放出的總熱量。（水的比熱容是，天然氣的熱值是3.5×107J/m3）

8．某單缸四沖程汽油機的曲軸轉(zhuǎn)速Nr/min，汽缸活塞面積為，一個沖程活塞在汽缸中移動的距離是Lcm，滿負荷工作時做功沖程燃氣的平均壓強為pkPa，求：

（1）做功沖程中燃氣對活塞的平均壓力。

（2）這臺汽油機的功率。

9．如圖為四缸發(fā)動機工作原理：內(nèi)燃機通過連桿把四個汽缸的活塞連在一根曲軸上，并使各汽缸的做功過程錯開，在飛輪轉(zhuǎn)動時，都有一個汽缸在做功，其他三個汽缸分別在做吸氣、壓縮和排氣工作。有一臺四缸發(fā)動機，其主要技術指標如表格所示。其中排量等于四個汽缸工作容積的總和，汽缸工作容積指活塞從上止點到下止點所掃過的容積V，又稱單缸排量，它取決于活塞的面積S和活塞上下運動的距離L（即沖程長）。轉(zhuǎn)速表示每分鐘曲軸或飛輪所轉(zhuǎn)的周數(shù)。汽缸可以看成圓柱體。

(1)該發(fā)動機在1秒內(nèi)做功多少焦耳？

(2)在一個做功沖程里，發(fā)動機做功多少焦耳？

(3)在一個做功沖程中燃氣的壓強產(chǎn)生的壓力F對活塞做的功W，由此可計算出燃氣對活塞的壓強為多少帕？（1L＝10－3m3）

10．如圖甲所示的某品牌插秧機使用北斗導航，農(nóng)民只需在作業(yè)前進行相關設定，即可實現(xiàn)無人值守自動作業(yè)。[，]

(1)如果該汽油機飛輪的轉(zhuǎn)速是60r/s，則汽油機每秒鐘對外做功多少次？

(2)某段時間插秧機消耗汽油0.21kg，汽油完全燃燒放出的熱量是多少J？

(3)若這些熱量完全被40kg初溫15°C的水吸收，則水溫升高多少°C？

三、實驗題

11．回顧有關“機械能”的幾個小實驗，請完成下列四個小題。

（1）如圖甲所示，木塊從高處自由下落時將小桌的腳打入沙子中。要將小桌的腳打入沙子中更深些，應選用質(zhì)量較______（選填“大”或“小”）的木塊，并將其從更______（選填“高”或“低”）處下落；

（2）如圖乙所示，橡皮筋兩頭分別固定在罐子的頂部和底部，中間系一個鉤碼，就制成了一個“魔罐”。當你將“魔罐”在水平地面上滾出后，你將看到“魔罐”來回滾動，它能滾回來是______能轉(zhuǎn)化為______能；

（3）如圖丙所示，這是一個會跳的卡片，將卡片反過來，把它放在桌面上用手向下壓，使橡皮筋伸長，迅速松開手，觀察到卡片向上跳起。這個現(xiàn)象說明：發(fā)生彈性形變的橡皮筋能對卡片______，因此它具有彈性勢能。要想使卡片向上跳得更高，應______（選填“增大”或“減小”）兩個小豁口A和B之間的距離；

（4）如圖丁所示，吹氣球時，氣球沒握住飛跑了！撿起氣球會發(fā)現(xiàn)它的嘴部溫度______（選填“變高”或“變低”），因為______能轉(zhuǎn)化為______能。此圖中情景演示的能量轉(zhuǎn)化過程與“四沖程”熱機工作過程中的______沖程相同。若一單缸四沖程汽油機的飛輪轉(zhuǎn)速是1800r/min，則汽油機每秒燃氣對外做功______次。

12．在探究“比較不同物質(zhì)吸熱的情況”的實驗中，實驗裝置如圖1所示，不考慮熱損失。

加熱時間/min01234

甲的溫度/℃3442505866

乙的溫度/℃1022344658

（1）實驗中應量取質(zhì)量______（相等/不相等）的甲、乙兩種液體，分別倒入相同的兩燒杯中。實驗時加熱相同的時間，通過比較______來判斷吸熱能力的強弱；

（2）通過實驗，記錄數(shù)據(jù)如表格所示，從開始加熱2min甲、乙兩種液體吸收熱量的______（大于/小于/等于）；

（3）分析實驗數(shù)據(jù)可知______（甲/乙）物質(zhì)的吸熱能力強；

（4）若繼續(xù)探究“比較不同燃料熱值”的實驗：

①將兩酒精燈分別換成相同的兩個燃燒皿，并在其中分別放入10g酒精和10g碎紙片，燒杯中更換成初溫、質(zhì)量都相同的水，并通過燃料燃盡后______（選填“加熱的時間的長短”或“溫度計升高的溫度”）來反映實驗中酒精和碎紙片放熱的多少；

②小明選用了燃料a和燃料b進行實驗．當燃料燃盡時，小明記下了各個時刻燒杯中水溫，繪制了如圖2所示的圖像，則可初步判斷燃料______（選填“a”或“b”）的熱值大。

13．如圖所示，甲、乙、丙三圖中的裝置完全相同。燃料的質(zhì)量都是10g，燒杯內(nèi)的液體質(zhì)量也相同。

（1）比較不同燃料的熱值，應選擇______兩圖進行實驗，實驗時要觀察______比較兩種燃料的熱值大??；比較不同物質(zhì)的比熱容，應選擇______兩圖進行實驗，實驗通過______反映物體吸熱的多少；

（2）比較不同物質(zhì)的比熱容，選用上圖合適裝置加熱相同一段時間后，液體a升溫多，由此可知：質(zhì)量相同的液體a與b，升高相同的溫度時，液體a吸收的熱量______（選填“大于”或“小于”）液體b吸收的熱量；

（3）若甲圖燒杯中為500g的水，10g酒精完全燃燒溫度計示數(shù)升高了20oC，水吸收的熱量是______J，若酒精燃燒放出的熱量全部被水吸收，則酒精的熱值是______J/kg，算出的熱值比標準值______（選填“偏大”、“偏小”或“一樣”）。[水的比熱容是4.2×103J/（）]

14．現(xiàn)代生活越來越離不開熱機，因此全面了解和認清熱機的結(jié)構(gòu)和工作過程對我們的生活至關重要，請你完成下面圍繞“熱機”展開的一些問題：

（1）如圖所示是熱機完成一個工作循環(huán)及相應主要能量轉(zhuǎn)化情況的流程圖1，請你補充完整_______；_______；

（2）如圖2所示，在試管中裝些水，用橡皮塞塞住，加熱使水沸騰后，水蒸氣把橡皮塞沖出的過程中是_______能轉(zhuǎn)化為_______能，圖中情景可用來演示四沖程汽油機工作過程中的_______沖程；

（3）單缸四沖程汽油機工作時，有些沖程是輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的飛輪的慣性來完成，只有一個沖程不用靠飛輪的慣性來完成，這個沖程是_______沖程；

（4）我們發(fā)現(xiàn)熱機工作時，一般要在氣缸的外面安裝一個水箱用來降低氣缸的溫度，是利用水_______的特性，這是采用_______的方式來減小氣缸的內(nèi)能。

15．根據(jù)如圖所示的四個熱學實驗，回答相關問題：

（1）甲圖，緊壓兩鉛柱使它們合在一起，下面懸掛鉤碼都不分開，這說明___________；

（2）乙圖，試管內(nèi)的水沸騰一段時間后，水蒸氣將橡膠塞推出。這個過程的能量轉(zhuǎn)化情況是：________；

（3）丙圖，抽掉玻璃板后，兩瓶中氣體會混合在一起，顏色逐漸變均勻，這屬于___________現(xiàn)象；

（4）丁圖，是四沖程汽油機工作過程中___________沖程的示意圖。

四、填空題

16．如圖所示是一臺四沖程內(nèi)燃機的______（選填“壓縮”或“做功”）沖程，這個沖程是通過______（選填“做功”或“熱傳遞”）的方式改變氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能。

17．我市在“創(chuàng)建文明城市”活動中，同學們在老師的帶領下一起到居民小區(qū)勞動?！靶V告”粘在建筑物上不易被清除掉，因為分子間存在______；用鋼絲球清除“小廣告”，過了一會兒鋼絲球發(fā)熱，這是通過______方式改變內(nèi)能的，其能量轉(zhuǎn)化方式與熱機中的______沖程相同。

18．四沖程熱機工作過程中，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的是____________沖程，李白在《望廬山瀑布》中寫道：“日照香爐生紫煙”，這是通過______________（選填“做功”或“熱傳遞”）的方式來改變香爐的內(nèi)能，加熱1千克水，使其溫度上升2℃，則加熱過程中水吸收的熱量為______________焦。[c水4.2103焦/(千克·℃)]

19．如圖所示為四沖程汽油機的_________沖程，在該沖程中，氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能_________；汽油機以水為冷卻劑，是因為水具有較大的_________（選填“熱值”、“密度”或“比熱容”）。

20．內(nèi)燃機的一個工作循環(huán)由_____壓縮、做功、排氣四個沖程組成，一臺單缸四沖程汽油機的飛輪轉(zhuǎn)速是1200r/min，則汽油機每秒鐘對外做功_____次。

參考答案：

1．C

【解析】

【詳解】

A．柳絮漫天飛舞是柳絮在風力的作用下所做的機械運動，不是分子的運動，故A錯誤；

B．摩擦生熱是通過做功改變物體的內(nèi)能，故B錯誤；

C．在熱機的壓縮沖程中，活塞壓縮氣缸內(nèi)的物質(zhì)做功，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C正確；

D．暖氣片內(nèi)用水作為導熱介質(zhì)是因為水的比熱容較大，質(zhì)量相同的水和其它物質(zhì)相比，降低相同的溫度，水放出的熱量多，故D錯誤。

故選C。

2．C

【解析】

【詳解】

熱機工作時，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的是做功沖程。

A．圖中進氣門打開，活塞向下運行，氣缸容積增大，是吸氣沖程，故A不符合題意。

B．圖中氣門都關閉，活塞向上運行，氣缸容積減小，是壓縮沖程，故B不符合題意；

C．圖中氣門都關閉，活塞向下運行，氣缸容積增大，是做功沖程，故C符合題意；

D．圖中排氣門打開，活塞向上運動，氣缸容積減小，是排氣沖程，故D不符合題意。

故選C。

3．D

【解析】

【詳解】

由圖可知，該內(nèi)燃機的兩個氣門都關閉，高溫高壓的燃氣推動活塞向下運動，所以該沖程是做功沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，故ABC錯誤，D正確。

故選D。

4．C

【解析】

【詳解】

A．進氣門打開，排氣門關閉，活塞向下運動，是吸氣沖程，沒有能量轉(zhuǎn)化，故A不符合題意；

B．兩氣門關閉，活塞向上運動，是壓縮沖程，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B不符合題意；

C．兩氣門關閉，活塞向下運動，是做功沖程，此沖程燃料燃燒時，化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，然后對外做功時內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，故C符合題意；

D．進氣門關閉，排氣門打開，活塞向上運動，是排氣沖程，沒有能量轉(zhuǎn)化，故D不符合題意。

故選C。

5．C

【解析】

【詳解】

A．墨水在熱水中擴散得較快，說明分子無規(guī)則運動的劇烈程度與水的溫度有關，溫度越高，分子運動越劇烈，擴散越快，故A錯誤；

B．圖乙中，削平壓緊后的兩鉛柱結(jié)合可以懸吊重物，分子間距變大，分子之間表現(xiàn)為引力，但斥力也同時存在，故B錯誤；

C．向瓶底澆冷水，瓶內(nèi)壓強變小，水的沸點降低，剛停止沸騰的水重新沸騰，說明水的沸點前后改變了，故C正確；

D．圖乙中，兩個氣門關閉，活塞向下運動，是汽油機的做功沖程，做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，故D錯誤。

故選C。

6．135J1350W

【解析】

【詳解】

解：（1）由題意可得，燃氣對活塞的平均壓力

汽油機一個循環(huán)只做一次功，做功為

（2）因飛輪每轉(zhuǎn)兩圈對外做功一次，所以飛輪1min轉(zhuǎn)動1200周，做功600次，則燃氣對活塞做的總功

汽油機的功率

答：（1）汽油機一個循環(huán)所做的功是135J；

（2）汽油機的功率為1350W。

7．（1）；（2）

【解析】

【詳解】

解：（1）根據(jù)題意，由熱量計算公式可得水吸收的熱量為

（2）由熱值的計算公式天然氣放出的總熱量為

答：（1）這些水需要吸收的熱量為；

（2）天然氣放出的總熱量為。

8．（1）；（2）

【解析】

【詳解】

解：（1）由公式知，做功沖程中燃氣對活塞的平均壓力為

（2）一個做功沖程中燃氣對活塞做的功為

1min內(nèi)燃氣對活塞做功次數(shù)為次，汽油機做的總功為

這臺汽油機的功率為

答：（1）做功沖程中燃氣對活塞的平均壓力為；

（2）這臺汽油機的功率為。

9．(1)1.2×105J；(2)600J；(3)

【解析】

【分析】

【詳解】

解：(1)該發(fā)動機在1秒內(nèi)做功

W1＝Pt＝120×103W×1s＝1.2×105J

(2)轉(zhuǎn)速為6000r/min，即100r/s，表明1s轉(zhuǎn)過100轉(zhuǎn)，做功50次，由于1s做功為1.2×105J，則1次做功為

這是四個缸做功的和，所以單缸的一個做功沖程做功為

(3)單缸的一個做功沖程做功為600J，可得公式

W＝FL=pSL＝pV

四缸總排量是2L，所以壓強為

答：(1)該發(fā)動機在1秒內(nèi)做功1.2×105J；

(2)在一個做功沖程里，發(fā)動機做功600J；

(3)燃氣對活塞的壓強為1.2×106Pa。

10．(1)30；(2)9.66×103J；(3)57.5°C

【解析】

【詳解】

(1)在汽油機的一個工作循環(huán)，飛輪每轉(zhuǎn)動兩周，對外做功一次，則汽油機每秒鐘對外做次數(shù)是為

(2)汽油完全燃燒放出的熱量為

(3)由題意知，由可得水溫升高

答：(1)則汽油機每秒鐘對外做功30次；

(2)汽油完全燃燒放出的熱量是9.66×103J；

(3)水溫升高57.5°C。

11．大高彈性勢動做功增大變低內(nèi)機械做功15

【解析】

【詳解】

（1）[1][2]要將小桌的腳打入沙子中更深些，需要增大重力勢能，影響重力勢能的因素是質(zhì)量和高度，且物體質(zhì)量越大、位置越高、物體具有的重力勢能就越大，故應選用質(zhì)量較大的木塊，并將其從更高處下落。

（2）[3][4]魔罐在開始滾動的時候，具有動能，滾動的過程中，罐子動能轉(zhuǎn)化為橡皮筋的彈性勢能，當動能為0時，彈性勢能最大，魔罐開始向回滾動，在魔罐滾回來的過程中橡皮筋彈性勢能減小，罐子動能增大，彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。

（3）[5]“橡皮筋伸長”說明橡皮筋發(fā)生了彈性形變，發(fā)生彈性形變的物體要恢復原狀，就會對使它發(fā)生形變的物體施加力的作用，所以橡皮筋會對硬卡片施力，使它彈起，這個現(xiàn)象說明：發(fā)生彈性形變的橡皮筋能對卡片做功，因此它具有彈性勢能。

[6]跳起高度與橡皮筋的形變量有關，保持其他條件不變，將卡片上的二個卡口之間的間隔增大，壓平松手，則橡皮筋的形變量增大，彈性勢能增大，轉(zhuǎn)化成的重力勢能增大，故卡片跳起的高度變高。

（4）[7][8][9]氣球內(nèi)的氣體向外噴出，氣體對外做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化成球的機械能，球內(nèi)氣體的溫度降低。

[10]熱機的做功沖程中，火花塞放電，點燃混合氣體，高溫高壓的燃氣推動活塞做功，也是內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能，此圖中情景演示的能量轉(zhuǎn)化過程與“四沖程”熱機工作過程中的做功沖程相同。

[11]若飛輪轉(zhuǎn)速為1800r/min，也就是每分鐘飛輪轉(zhuǎn)動1800圈，燃氣對外做功900次，每秒鐘飛輪轉(zhuǎn)動30圈，每兩圈做功一次，所以對外做功15次。

12．相等液體升高的溫度（或溫度計示數(shù)的變化）等于甲溫度計升高的溫度b

【解析】

【詳解】

（1）[1]根據(jù)比較吸熱能力的方法一，要控制質(zhì)量相等的不同物質(zhì)，吸收相同熱量，比較升高的溫度；方法二，要控制質(zhì)量相等的不同物質(zhì)，升高相同溫度，比較加熱時間的長短。由題意知該實驗中應量取質(zhì)量相等的甲、乙兩種液體，分別倒入相同的兩燒杯中。

[2]實驗時加熱相同的時間，根據(jù)轉(zhuǎn)換法，吸收的熱量相同，根據(jù)比較吸熱能力的第1種方法，通過比較液體升高的溫度（或溫度計示數(shù)的變化）來判斷吸熱能力的強弱。

（2）[3]根據(jù)轉(zhuǎn)換法，從開始加熱2min，加熱時間相同，機甲、乙兩種液體吸收熱量的等于。

（3）[4]由表中數(shù)據(jù)知，加熱相同的時間，甲升溫小，根據(jù)分析實驗數(shù)據(jù)可知甲物質(zhì)的吸熱能力強。

（4）①[5]該實驗中，需要加熱質(zhì)量相同、初溫相同的水；當燃料完全燃燒完成后，

通過水升高的溫度來比較兩種燃料的熱值。

②[6]由圖乙知，當燃料燃盡時，圖線b的溫度變化大，水吸收的熱量多，說明相同質(zhì)量的a、b燃料完全燃燒時b放出的熱量多，由公式可知，b的熱值大。

13．甲乙溫度計示數(shù)的變化甲丙加熱時間的長短小于4.2×1044.2×106偏小

【解析】

【詳解】

（1）[1][2]為了比較不同燃料的熱值，要用不同的燃料，所以應選擇甲和乙兩圖進行實驗；加熱同一種液體，讓液體的質(zhì)量相同，加熱相同的時間，觀察溫度計的示數(shù)，通過液體升高的溫度得出吸熱多少，進而判斷熱值大小。

[3][4]為了比較兩種液體的比熱容，需要燃燒相同的燃料，加熱不同的液體，應選擇甲和丙兩圖進行實驗；讓液體的質(zhì)量和溫度的變化量相同，通過比較加熱時間（即比較吸收熱量的多少），進而判斷兩種比熱容的大小關系，所以實驗是通過比較加熱時間的長短反映物體吸熱的多少。

（2）[5]比較不同物質(zhì)的比熱容，選用甲、丙兩實驗，加熱相同一段時間，兩種液體吸收的熱量相等，液體a升溫多，由

可知，a的比熱容??；因為a的比熱容小，質(zhì)量相同的液體a與b，在升高相同的溫度時，液體a吸收的熱量小于液體b吸收的熱量。

（3）[6][7]水吸收的熱量

根據(jù)題意可知

由可得，測得酒精的熱值為

[7]因為酒精不可能完全燃燒，且實際上酒精燃燒放出的熱量并沒有全部被水吸收，所以算出的熱值比標準值偏小。

14．做功機械能內(nèi)機械做功做功比熱容大熱傳遞

【解析】

【詳解】

（1）[1][2]內(nèi)燃機的四個沖程是吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程；做功沖程高溫高壓的燃氣推動活塞對活塞做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。

（2）[3][4][5]當加熱試管到一定程度時，水蒸氣的內(nèi)能足夠大會將塞子沖出，將水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機械能；此過程的能量轉(zhuǎn)化關系是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，與內(nèi)燃機的做功沖程類似。

（3）[6]在內(nèi)燃機的做功沖程中，燃氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機械能，而吸氣沖程、壓縮沖程、排氣沖程都是靠飛輪的慣性完成的。

（4）[7][8]氣缸外面被水包圍，這樣汽缸和水之間就有溫度差，通過熱傳遞的方式使熱量從高溫的汽缸傳向低溫的水，汽缸內(nèi)能就會減小；因為水的比熱容相對較大，所以在質(zhì)量相同的情況下可以吸收更多的熱量。

15．分子之間存在引力內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能擴散壓縮

【解析】

【分析】

【詳解】

（1）[1]兩個表面光滑的鉛塊相互壓緊后，接觸的部位分子間距較小，分子引力較大，即便在下端懸掛一定質(zhì)量的重物也不分開，說明分子之間存在引力。

（2）[2]水蒸氣頂開軟木塞，是利用水蒸氣的內(nèi)能來做功，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。

（3）[3]二氧化氮氣體比空氣的密度大，空氣位于二氧化氮氣體的上方，二氧化氮的顏色是紅棕色的，作用顯示分子的運動（便于觀察擴散現(xiàn)象），抽掉玻璃板后，顏色逐漸變均勻