(完整word版)教科版物理九年级上册第二章改变世界的热机复习题(解析版)

教科版物理九年级上册第二章改变世界的热机复习题
一．选择题
1．下列有关热机的说法正确的是（）
A．柴油机顶部是火花塞，吸气冲程吸入的是空气
B．热机的工作原理是将内能转化为机械能
C．内燃机压缩冲程时体积增大，内能减少，温度升高
D．热机效率可以等于1
2．下列机械设备的动力装置不是利用热机的是（）
A．我国长征系列运载火箭的发动机B．我国歼20战机的喷气式发动机
C．我国高铁车头采用的是电力机车D．我国055型导弹驱逐舰配备燃气轮机
3．下列关于热机的说法中，正确的是（）
A．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦，可以使热机效率大于1
B．柴油机工作时，将内能转化为机械能的是做功冲程
C．四冲程汽油机有两个冲程是对外做功的
D．热机不属于大气污染的主要来源
4．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．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
C．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
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
5．关于内燃机，下列说法正确的是（）
A．四个冲程中只有一个冲程发生内能与机械能相互转化
B．压缩冲程主要是通过做功的方式增大缸内气体的内能
C．汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的
D．只要技术进步，内燃机的效率可以达到100%
6．如图是汽油机工作的四个冲程，其中表示排气冲程的是（）
A．甲B．乙C．丙D．丁
7．如图所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精。

盒盖迅速飞出。

这个过程与四冲程汽油机中的哪一个冲程的能量转化相同（）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
8．如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是（）
A．吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸
B．压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小
C．做功冲程中，燃料释放的能量绝大部分转化为机械能
D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分
9．西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭，于2019年4月20日将第四十四颗北斗导航卫星成功送上太空。

下列说法中正确的是（）
A．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的比热容大
B．火箭升空过程中，燃料燃烧将机械能转化为化学能
C．北斗导航卫星加速升空过程中，其动能和重力势能均增大
D．北斗导航卫星加速升空过程中，其惯性增大
10．某载重汽车自重12t，车轮与地面的总接触面积为0.5m2，汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，柴油发动机的功率为210kW，每行驶43s消耗柴油700g，柴油的热值为4.3×107J/kg。

下列说法中（）
①完全燃烧700g柴油放出的热量为3.01×109J
②该柴油发动机效率为30%
③汽车的牵引力为1.05×104N
④若公路所能承受的最大压强为8×105Pa，汽车最多能装载40t的货物
A．只有①②正确B．只有③④正确C．只有①③正确D．只有②③正确
11．下列说法正确的是（）
A．燃料燃烧越充分，它的热值就越大
B．内燃机用水做冷却液，是因为水的比热容较大
C．敲击大小不同的编钟，发出声音的音色不同
D．在闹市区安装噪声监测装置，可以减弱噪声
12．关于热机的效率，下列说法正确的是（）
A．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
B．热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越多
C．热机的效率越高说明做功越快
D．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的
二．填空题
13．2019年1月3日，我国“嫦娥四号”探测器在月球背面成功着陆，标志着我国探月工程取得了历史性突破。

（1）“嫦娥四号”到达月球上方后，使用高热值燃料发动机开始点火工作，该发动机（填“属于”或“不属于“）热机。

“嫦娥四号”减速落月过程中，其动能不断（填“增大”或“减小”），“嫦娥四号“相对于其内部的巡视器是（填“运动”或“静止”）的。

（2）“嫦娥四号”降落到距月球表面100m时，开始悬停并寻找着陆点。

悬停时，“嫦娥四号”发动机的推力为2.5×103N，则“嫦娥四号”的重力为N．“嫦娥四号”从100m高竖直降落到月球表面所用的时间为80s，该过程中“嫦娥四号”的平均速度为m/s，重力（忽略其变化）做的功为J。

14．如同其他著名的科学家、发明家一样，关于他也有一些有趣的故事，最著名的是他小时候有一次看到火炉上的水烧开了，蒸汽把水壶盖反复顶开这一现象引发了他的兴趣，后来启发他发明了蒸汽机。

他就是英国著名的发明家。

壶盖被顶起过程中是蒸汽的能转化成了壶盖的能。

15．如图是汽油机两个冲程的示意图，其中图中的冲程为汽车提供了动力。

汽油机在吸气冲程吸入气缸的是（填“空气”或“汽油和空气”）汽车发动机用
水来冷却、是利用了水的大的特点。

16．柴油机压缩冲程中，随着活塞的运动，气缸内空气密度不断（选填：“增大”“减小“或“不变”），这时活塞的机械能转化为被压缩空气的能，使其温度更高、压强更大。

17．某种国产汽车，当它在某平直公路上以20m/s速度匀速行驶时，每百公里的油耗为6L．当汽车行驶500s，则汽车消耗的汽油是L．假设汽车在运动过程中受到的平均阻力是495N．则汽油机的效率是%（已知汽油的热值是3.3×107J/L）。

18．2019年6月5日，我国首次用固体燃料运载火箭把“文昌物联一号”卫星成功送上太空。

火箭发射时要选用热值的固体燃料（选填“大”或“小”），燃料的质量减少，热值（选填“变小”或“不变”）。

三．计算题
19．已知天然气的热值为3.8×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。

求：（1）完全燃烧1.4×10﹣2m3天然气放出多少热量？
（2）若某天然气灶的效率为60%，则这些天然气可将质量为3.8kg，初温为25℃的水加热到多少℃？
（当地的大气压强为1标准大气压）
20．所谓汽车发动机效率是指发动机牵引汽车前进所需能量与汽油完全燃烧产生内能的比值；当前汽油发动机的最高效率约为40%，暑假期间小凡全家驾车去西藏旅游，在高速公路上匀速行驶225km。

所用时间是2.5h，消耗汽油20L（汽油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内牵引力的功率为20kW。

（1）该汽车行驶过程的牵引力是多大？
（2）该汽车发动机的效率是多少？（已知р汽油＝0.8×103kg/m3，q汽油＝4.5×107J/kg）
（3）假如小凡家的汽车采用了全新的压缩燃烧原理。

效率达60%，则20L汽油可以让该车以同样的功率和速度行驶多长的距离？
教科版物理九年级上册第二章改变世界的热机复习题
参考答案与试题解析
一．选择题
1．【分析】①热机工作时将燃料燃烧释放的内能转化为机械能；
②由于存在热量损失，所以热机的效率不可能达到100%。

【解答】解：A、柴油机与汽油机结构上存在差异，柴油机顶部是喷油嘴，吸气冲程吸入的是空气。

故A错误；
B、热机是将燃料燃烧释放出的内能转化为活塞机械能的机器。

故B正确；
C、内燃机是最常见的热机。

在内燃机的压缩冲程，活塞压缩燃气做功，使工作物质的内能增加，温
度升高，体积减小，压强增大。

故C错误；
D、热机工作过程中，尾气带走大量的热量，另外燃料不可能完全燃烧，克服机械摩擦及机械散热损
失能量等，所以热机获得的有用机械能很少，机械效率远小于1．故D错误。

故选：B。

【点评】此题考查了热机的工作原理、工作过程中的能量转化及热机效率。

明白其工作原理，熟悉工作过程是解答此类问题的基础。

2．【分析】热机是将内能转化为机械能的机械。

据此分析判断。

【解答】解：A、我国长征系列运载火箭的发动机是热机，以液态的氢为燃料，以液态的氧做助燃剂，故A不符合题意；
B、我国歼20战机的喷气式发动机是燃烧燃料将内能转化为机械能，是热机，故B不符合题意；
C、我国高铁车头采用的是电力机车，工作时将电能转化为机械能，是电动机，不是热机，故C符合
题意；
D、我国055型导弹驱逐舰配备燃气轮机工作时将燃气的内能转化为机械能，是热机，故D不符合题
意。

故选：C。

【点评】本题考查了热机的应用，掌握热机工作时将内能转化为机械能是解题的关键。

3．【分析】（1）热机的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；
（2）热机工作过程中，压缩冲程，机械能转化为内能、做功冲程内能转化为机械能；
（3）四个冲程是一个工作循环，只有做功冲程对外做功，其它三个冲程靠飞轮的惯性完成；
（4）热机在排气冲程中将废气排出气缸。

【解答】解：A、减少各种热损失、加润滑油减少机器各部件之间的摩擦、充分利用废气的能量，如建热电站，都可以提高燃料的利用率，提高热机的效率，但不能消除额外功，机械效率总小于1，故A错误；
B、柴油机工作时，做功冲程将内能转化为机械能，故B正确；
C、在内燃机工作的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，故C错误；
D、热机排气冲程中将废气排入空气中，属于大气污染的主要来源，故D错误。

故选：B。

【点评】此题主要考查了内燃机的种类及四冲程，要掌握四冲程的特点及能量转化情况，是基础性题目。

4．【分析】①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；
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，共计四个冲
程；
④在热机中，用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫热机效率。

【解答】解：
A、柴油机和汽油机都属于内燃机，工作过程中将燃料燃烧释放出的内能转化为活塞的机械能，故A
正确；
B、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B错误；
C、四冲程汽油机和柴油机的一个工作循环，四个冲程，活塞往复运动两次，曲轴连杆转两周，飞轮
转两周，只有做功冲程对外做功一次，把内能转化为机械能，其它三个冲程靠飞轮的惯性完成。

故C 正确；
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。

故选：B。

【点评】此题考查的是汽油机和柴油机的结构、工作物质、效率、原理等，属于热机部分的重点内容，需要熟练掌握。

5．【分析】（1）（2）内燃机四个冲程中的能量转化情况：吸气和排气冲程不发生能量转化，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。

（3）汽油机是通过火花塞点火，而柴油机是由喷油嘴喷出雾状柴油而燃烧；
（4）不管技术怎么进步，内燃机的效率都不能达到100%；
【解答】解：
AB、内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程，压缩冲程活塞向上运动，压缩气体对气体做功，将机械能转化为内能；做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能。

吸气和排气冲程不发生能量转化。

故A错误、B正确；
C、在做功冲程初，柴油机是靠喷油嘴喷出雾状柴油而燃烧，所以C错误；
D、不管技术怎么进步，内燃机的效率都不能达到100%，故D错误；
故选：B。

【点评】本题综合考查了内能的改变、热机效率等知识的应用，体现了从物理走向生活的教学思想。

6．【分析】判断汽油机的四个冲程，先看进气门和排气门的关闭情况，进气门打开的是吸气冲程，排气门打开的是排气冲程，进气门和排气门都关闭的是压缩冲程或者做功冲程；活塞上行为压缩冲程和排气冲程；活塞下行为吸气冲程和做功冲程。

【解答】解：
A、两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，故A不符合题意；
B、进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程，故B不符合题意；
C、排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程，故C符合题意；
D、两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，火花塞喷出电火花，是做功冲程，故D不符合题意。

故选：C。

【点评】此题考查了对内燃机四个冲程的判断，要结合气门和活塞运动情况进行判断。

7．【分析】（1）改变物体内能的方式有两种：做功和热传递；做功改变物体内能的实质是能量的转化，热传递改变物体内能的实质是能量的转移；
（2）汽油机有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，压缩冲程是将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能；
【解答】解：
如图所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去，这是因为酒精燃烧产生的燃气对外做功，消耗燃气的内能，转化为盒盖的机械能，故是将内能转化为机械能的过程；
四冲程汽油机中的做功冲程就是利用内能来做功的冲程，也是将内能转化为机械能。

故选：C。

【点评】本题主要考查的是学生对做功改变物体内能和热机做功冲程的认识和了解，基础性题目。

8．【分析】四冲程汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、压缩、做功和排气，其中只有做功冲
程对外做功，将内能转化为机械能；另外还有压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能；根据气门的状态、活塞运动的方向确定冲程的种类。

【解答】解：
A、汽油机在吸气冲程中，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸，
故A正确；
B、在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，气体的内能变大，
此过程是机械能转化为内能的过程，故B错误；
C、在做功冲程中，燃料燃烧释放的内能大部分需要克服摩擦、发生热传递而散失，只有一少部分转
化为机械能，故C错误；
D、在排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的大部分，故D错误。

故选：A。

【点评】本题考查了汽油机的四个冲程，要求学生对每个冲程的特点、能量转化等情况十分熟悉才能顺利解答。

9．【分析】（1）热值是指1千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，释放出的热量越多，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小；
（2）根据消耗能量与得到能量是什么来判断能量的转化情况；
（3）机械能是动能和势能的总和，根据影响动能和势能的因素来进行分析即可；
（4）惯性使物体的一种属性，它的大小只和物体的质量大小有关。

【解答】解：A、发射火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故A错误；
B、火箭升空的过程中，燃料燃烧释放出的内能转化为机械能，故B错误；
C、北斗导航卫星加速升空的过程中，速度增大，高度增大，因此动能和重力势能都增大，机械能的
总量也增大，故C正确；
D、北斗导航卫星加速升空过程中，其质量不变，惯性不变，故D错误。

故选：C。

【点评】本题既考查了火箭发射过程中的能量转化和机械能变化情况，同时也考查了对燃料热值的了解，属基础知识的考查，难度不大。

10．【分析】（1）知道柴油的质量和热值，根据Q放＝mq求出柴油完全燃烧所放出的热量；
（2）据W＝Pt求出发动机做功，利用η＝×100%求出该柴油发动机的效率；
（3）根据P＝Fv计算牵引力大小；
（4）汽车对地面的压力等于汽车的自重与货物的重力之和，利用p＝求出最大压力，最大压力减汽车自重即得货物重力；利用G＝mg可求货物质量。

【解答】解：
①完全燃烧700g干木柴放出的热量：Q放＝m柴油q＝0.7kg×4.3×107J/kg＝3.01×107J，故①错误；
②柴油发动机做功：W＝Pt＝210×103W×43s＝9.03×106J，柴油发动机的效率：η＝×100%＝
×100%＝30%，故②正确；
③汽车速度：v＝72km/h＝72×m/s＝20m/s，由P＝＝＝Fv得，汽车的牵引力：F＝＝
＝1.05×104N，故③正确；
④由p＝得，公路所能承受的最大压力：F＝pS＝8×105Pa×0.5m2＝4×105N，汽车与货物的质量
之和：m总＝＝＝＝4×104kg＝40t，汽车最多能装载货物质量：m＝m总﹣m车＝40t ﹣12t＝28t，故④错误。

综上，①④错误，②③正确。

故选：D。

【点评】本题考查了燃料完全燃烧释放热量公式、压强定义式、做功公式、功率公式、效率公式的综合应用等，灵活运用公式是关键。

11．【分析】（1）热值是燃料的特性，和燃料的质量、燃料是否燃烧、燃烧是否充分等因素无关；
（2）根据Q＝cm△t作出分析；
（3）音色是发声体所特有的，和发声体的材料、结构有关；
（4）减弱噪声的途径：在声源处减弱、在传播过程中减弱、在人耳处减弱。

【解答】解：A．燃料的热值是燃料的特性，与实际燃烧情况无关，故该选项错误；
B．水的比热容比较大，等质量物质在升高相同温度时，水吸收的热量多，适合作为内燃机的冷却液，该选项正确；
C．敲击大小不同的编钟，是音调不同，相同乐器发出的声音的音色相同，该选项错误；
D．噪声监测装置只能监测噪声等级，不能减弱，该选项错误。

故选：B。

【点评】此题主要考查的是学生对热值是燃料的特性、比热容、声音的三个特性和减弱噪声途径的了解和掌握，基础性题目。

12．【分析】①柴油机的压缩冲程的压缩程度更大，热量燃烧更充分，效率比汽油机高；
②在热机中，用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率；
③功率是描述热机做功快慢的物理量；
④热机的工作过程中，燃料燃烧放出的能量，废气的温度很高，带走的热量最多。

【解答】解：A、柴油机的效率一般要高于汽油机，多用在重型机器上。

故A正确；
B、热机效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的内能的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗
的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多。

故B错误；
C、热机效率是有用能量在燃料完全燃烧放出热量中所占比值，功率是热机做功的快慢，两者没有必
然联系。

故C错误；
D、在热机的各种能量损失中，废气带走的热量最多。

故D错误。

故选：A。

【点评】此题是一道与热机有关的综合题，考查了热机的构造、效率及能量损失的途径。

难度不大，熟悉基础知识即可正确解答。

二．填空题
13．【分析】（1）热机是将内能转化为机械能的机器；
影响动能的因素是质量和速度；
在研究物体运动时，要选择参照的标准，即参照物，物体的位置相对于参照物发生变化，则运动，不发生变化，则静止。

（2）根据平衡力分析解答；根据v＝算出平均速度；
根据W＝Gh算出重力做的功。

【解答】解：（1）“嫦娥四号”到达月球上方后，使用高热值燃料发动机开始点火工作，该发动机将燃料燃烧产生的内能转化为发动机的机械能，是热机；
“嫦娥四号”减速落月过程中，质量减小，速度减小，其动能减小；
“嫦娥四号“相对于其内部的巡视器没有位置的变化，是静止的；
（2）悬停时，“嫦娥四号”处于平衡状态，受到重力和发动机的推力一对平衡力的作用，大小相等，即G＝F＝2.5×103N；
从100m高竖直降落到月球表面的平均速度为：v＝＝＝1.25m/s；
重力做的功为：W＝Gh＝2.5×103N×100m＝2.5×105J。

故答案为：（1）属于；减小；静止；（2）2.5×103；1.25；2.5×105。

【点评】本题以嫦娥四号为背景，考查了热机的判断、影响动能的因素、平衡力的应用、速度的计算
以及功的计算等知识，是一道综合题，难度不大。

14．【分析】（1）瓦特发明了蒸汽机；
（2）要判断能量转化的问题，主要看它消耗什么能量，产生什么能量，因为总是消耗的能量转化为了产生的能量。

【解答】解：英国著名的发明家瓦特发明了蒸汽机；
水沸腾时，水蒸气将壶盖顶起，此过程中，水蒸气膨胀对外做功，将自身的内能转化为壶盖的机械能。

故答案为：瓦特；内；机械。

【点评】判断能量转化主要看消耗了什么能量，产生了什么能量，消耗的能量转化为产生的能量。

本题主要是涉及到了做功改变物体的内能。

15．【分析】为汽车提供动力的冲程是做功冲程；
在吸气冲程中汽油机吸入的是汽油和空气的混合物；
水的比热容最大，与其它物质相比，在质量和升高的温度相同时，水吸收的热量最多。

【解答】解：由图可知，甲图中两个气门都关闭，活塞上行，为压缩冲程，图乙中，两个气门关闭，活塞下行，为做功冲程，为汽车提供动力的冲程是做功冲程，故图乙是正确的；在吸气冲程中汽油机吸入的是汽油和空气的混合物；
与其它液体相比较，水的比热容最大，在质量和升高的温度相同时，水吸收的热量最多，制冷效果最好。

故答案为：乙；汽油和空气；比热容。

【点评】本题是关于内燃机的综合题目，能否知道汽油机和柴油机的区别、四个冲程的特点及压缩和做功冲程的特点是解决此类问题的关键。

16．【分析】改变内能的方式有两种，即做功和热传递；在内燃机的四个冲程中，压缩冲程活塞压缩气体对其做功，将机械能转化为内能；
【解答】解：柴油机压缩冲程中，随着活塞的运动，活塞对气缸内气体做功，气缸内空气体积减小，密度不断增大，这时活塞的机械能转化为被压缩空气的内能，使其温度更高、压强更大。

故答案为：增大；内。

【点评】此题考查了内燃机的四个冲程的理解、常见题目。

17．【分析】（1）利用v＝求汽车行驶距离，知道每百公里的油耗为6L，可求行驶10km（公里）消耗汽油；
（2）利用Q＝Vq求汽油完全燃烧放出的热量，由于汽车匀速行驶，汽车牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，利用W＝Fs求牵引力做功，汽油机的效率等于牵引力做的功与汽油完全燃烧放出的热量
之比。

【解答】解：
（1）由v＝得汽车行驶距离：
s＝vt＝20m/s×500s＝10000m＝10km，
因为每百公里的油耗为6L，
所以行驶10km（公里）消耗汽油：
V＝×6L＝0.6L；
（2）汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝Vq＝0.6L×3.3×107J/L＝1.98×107J，
因为汽车匀速行驶，
所以汽车牵引力：
F＝f＝495N，
牵引力做功：
W＝Fs＝495N×10000m＝4.95×106J，
汽油机的效率：
η＝＝×100%＝25%。

故答案为：0.6；25。

【点评】本题考查了速度公式、燃料完全燃烧放热公式、功的公式、效率公式的应用，明确效率的意义（汽油机的效率等于牵引力做的功与汽油完全燃烧放出的热量之比）是关键。

18．【分析】（1）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；
（2）热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与其质量、是否燃烧和燃烧是否充分无关。

【解答】解：
火箭发射时要选用热值大的固体燃料，原因是热值大，完全燃烧相同质量时，可以放出更多的热量；
热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与其质量、是否燃烧和燃烧是否充分无关，所以在燃料的质量减少时热值不变。

故答案为：大；不变。

【点评】本题考查了热学方面的知识，要求学生对物理知识有一个全面的了解并能学以致用。

三．计算题。