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14.2 热机 过关练习
2025-2026学年上期初中物理人教版（2024）九年级全一册
一、单选题
1．关于内燃机下列说法正确的是（　　）
A．四冲程内燃机工作过程只有一个工作循环
B．汽油机和柴油机汽缸顶部都有一个火花塞
C．汽油机是内燃机，柴油机不是内燃机
D．汽油机和柴油机都有做功冲程
2．对于图中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（　　）
A．甲，玻璃筒内的空气被压缩后内能增大，这是因为棉花燃烧放热
B．乙，塞子跳起时，瓶内气体内能减小，这是通过做功的方式改变的
C．丙，水蒸气将塞子推出的过程中，能量转化与热机的压缩冲程相同
D．丁，该冲程为内燃机的做功冲程，曲轴每转一圈发生一次该冲程
3．小明自制了如图所示的“水火箭”。用打气筒对水火箭打气，水向下喷出，水火箭一飞冲天。下列说法正确的是（ ）
A．打气后气筒会发热，这是通过热传递改变气筒的内能
B．水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程
C．上升过程中，水火箭瓶内气体的内能减少
D．水火箭冲天时受到向上的推力，推力的施力物体是空气
4．小华用塑料矿泉水瓶子进行了如下实践探究实验：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图a）；扭转瓶子压缩瓶内的气体（如图b）；轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾（如图c）。图b和图c所示的过程分别与下列所示的四冲程内燃机示意图中相对应的两个冲程是（　　）
A．甲和乙 B．丁和乙
C．丙和甲 D．丁和甲
5．2024年4月20日，我国自主研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。如图所示，这是四冲程柴油机的（　　）
A．进气冲程 B．排气冲程
C．做功冲程 D．压缩冲程
6．下列关于热机的说法正确的是（ ）
A．热机都有吸气、压缩、做功、排气四个冲程
B．做功冲程将机械能转化为内能
C．火箭发动机属于热机
D．热机的大量使用对环境污染较小
二、多选题
7．2024年4月20号，世界内燃机大会上，潍柴动力一款新型柴油机问世，此款柴油机效率达到了53.09%，成为了世界首款热效率突破53%的柴油机。下列是关于四冲程汽油机和柴油机工作过程的几种说法，正确的是（ ）
A．柴油属于二次能源，也属于可再生能源
B．柴油机在吸气冲程中，吸入汽缸的只有空气
C．只有做功冲程是燃气对外做功，其它冲程依靠飞轮惯性完成
D．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部是火花塞
8．如图是学校备用的柴油发电机，使用柴油机时，下列说法正确的是（　　）
A．可通过火花塞点火启动 B．将内能转化为机械能
C．吸气冲程中只吸入空气 D．柴油机属于热机的一种
9．下面关于汽油机与柴油机的说法中，正确的是（　　）
A．汽油机与柴油机都是内燃机
B．汽油机的压缩冲程中，活塞压缩气体，将内能转化为机械能
C．柴油机汽缸顶部有火花塞，汽油机汽缸顶部有喷油嘴
D．汽油机吸入汽缸里的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入汽缸里的是空气
三、填空题
10．2025年3月17日，科学家在酒泉卫星发射中心使用谷神星一号运载火箭，成功将云遥一号55~60星等8颗卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。如图所示，火箭工作时将燃料燃烧产生的 能转化为火箭的 能，该过程中能量的转化与汽油机的 （压缩/做功）冲程相同。
11．如图，是节日燃放的双响炮，燃放时竖直立于地面点燃引线，第一响后它会飞向空中，此过程中的能量转化为：火药的 ，这与内燃机工作时的 冲程相似。
12．你听说过“加水就能跑”的水氢汽车吗？该汽车实际是利用水解制氢技术获得氢气，通过氢燃料电池给车提供动力（该技术成本很高，目前仍处在试验阶段）。现在的氢能源汽车分为氢内燃机汽车和氢燃料电池车两种，其中氢内燃机汽车是氢气在汽缸中燃烧，释放的内能转化为 ，气体膨胀推动活塞运动，这与四冲程汽油机的 冲程中的能量转化过程相同。
13．如图为某科技小组发射水火箭的过程，可乐瓶内的水向后喷出，水火箭就向上飞出，这一现象说明了力的作用是 ；从能量转化角度来看，水火箭的机械能是由高压气体的 能转化来的，这一过程的能量转化与汽油机的 冲程能量转化方式相同。
四、计算题
14．随着时代的发展，汽车已经进入百姓家庭。如图是汽车柴油机的气缸与活塞的简化示意图，柴油机的点火方式为压燃式，在压缩冲程中将空气温度压到柴油的着火点。提示：描述密闭气体状态的参数有压强P，体积V，温度T（T为热力学温度，单位是开尔文，符号“K”）；其三者的关系为PVC（C为常数），且Tt273
（1）若某汽车的质量是2.1t，那么它的重力是多少？（g取10N/kg）
（2）压缩冲程中将机械能转化为_____能？
（3）若气缸内密闭空气的初始温度为t127℃，则相当于热力学温度T1是多少？
（4）柴油的着火点约为480K。若密闭空气的体积被压缩到原来的，压强将增大为原来的16倍。结合第（3）小问，试通过计算，判断此时能否将柴油点燃？
五、科普阅读题
15．热机发明后，一直在持续地改进和发展中。
材料一：1769年，法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车（图甲），传统蒸汽机的燃料在汽缸外部燃烧（图乙）。
材料二：1862年，法国人德罗夏提出内燃机（内燃指燃料在汽缸内燃烧）的四冲程循环理论：①汽缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入汽缸；②通过汽缸的向内运动对进入汽缸里的燃料进行压缩；③高压燃烧气体产生巨大爆发力；④将已经燃烧的废气从汽缸中排出。
材料三：1876年，德国人奥托制造出以四冲程为依据的燃气内燃机，利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循环往复。
阅读上面材料，回答下列问题：
(1)传统蒸汽机的燃料在汽缸 部燃烧；内燃指燃料在汽缸 部燃烧；
(2)图丙所示是将 能转化为 能；
(3)根据材料知道热机一个工作循环有四个冲程，请你判断图丁中表示的是 冲程；
(4)小锦同学阅读了某型号汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图戊所示的图表，请根据给出的信息，计算该内燃机输出的有用功为燃料释放热量的 %。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
答案 D B C B D C BC BCD AD
1．D
【详解】A．四冲程内燃机工作过程有无数个工作循环，故A错误；
B．汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部有一个喷油嘴，故B错误；
C．汽油机和柴油机都是内燃机，故C错误；
D．汽油机和柴油机的工作过程都包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，则都有做功冲程，故D正确；
故选D。
2．B
【详解】A．甲，玻璃筒内的空气被压缩后内能增大，这是通过活塞对筒内空气做功，使筒内气体内能增大的，故A错误；
B．乙，塞子跳起时，瓶内气体内能减小，这是瓶内气体对塞子做功，通过做功的方式改变的，故B正确；
C．丙，水蒸气将塞子推出的过程中，是内能转化为机械能的过程，能量转化与热机的做功冲程相同，故C错误；
D．丁，该冲程为内燃机的做功冲程，曲轴每转二圈完成一个工作循环，发生一次该冲程，故D错误。
故选B。
3．C
【详解】A．打气后气筒会发热，是因为打气时活塞压缩气体做功，使气体内能增加，通过做功的方式改变气筒内能，并非热传递，故A错误；
B．水从水火箭中喷出，是高压气体对外做功，将内能转化为机械能，而内燃机排气冲程是排出废气，没有能量转化，二者不同，故B错误；
C．上升过程中，水火箭内高压气体推动水向下喷出，对外做功，自身内能减少，故C正确；
D．水火箭冲天时，水向下喷出，根据力的作用是相互的，水对水火箭有向上的反作用力，施力物体是水，不是空气，故D错误。
故选C。
4．B
【详解】图a：瓶中留有少量水，盖上瓶盖，此时瓶内气体处于初始状态。图b：扭转瓶子，压缩瓶内的气体，此时外力对瓶内气体做功，气体的内能增加，温度升高。 图c：轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的高压气体冲出，同时瓶内出现白雾。这是由于瓶内气体膨胀对外做功，内能减少，温度降低，水蒸气液化形成白雾；图甲为吸气冲程，无能量转化。图乙为做功冲程，将高温高压燃气的内能转化为活塞的机械能。图丙为排气冲程，排出废气，无能量转化。图丁为压缩冲程，将活塞的机械能转化为气体的内能。对比实验过程与内燃机冲程：图b扭转瓶子压缩气体，机械能转化为内能，与内燃机的压缩冲程相似。图c气体膨胀对外做功，内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程相似。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
5．D
【详解】由图可知，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
6．C
【详解】A．内燃机一般具有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，其他热机并不全具有这四个冲程，故A错误；
B．做功冲程将内能转化为机械能，故B错误；
C．火箭发动机是利用燃料燃烧获取的内能做功的设备，属于热机，故C正确；
D．热机的大量使用对环境会造成严重的污染，如大气污染、噪声污染、热污染等，故D错误。
故选C。
7．BC
【详解】A．柴油是由石油提炼得到的，属于二次能源，但属于不可再生能源，故A错误；
B．柴油机在吸气冲程中，吸入汽缸的只有空气，柴油从喷油嘴喷出，故B正确；
C．在汽油机和柴油机的四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的，故C正确；
D．汽油机的顶部有火花塞，柴油机的顶部有喷油嘴，故D错误。
故选BC。
8．BCD
【详解】A．柴油机是压燃式点燃柴油，即通过压缩空气直接点燃柴油，故A错误；
B．柴油机使用时将内能转化为机械能，从而提供动力，故B正确；
C．汽油机在吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物，柴油机在吸气冲程中只吸入空气，故C正确；
D．热机是指各种利用内能做功的机械，是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能，因此柴油机和汽油机都属于热机，故D正确。
故选BCD。
9．AD
【详解】A．内燃机是燃料在汽缸内燃烧的热机，汽油机和柴油机都属于内燃机，它们都是通过燃料在汽缸内燃烧，将内能转化为机械能来工作的，故A正确；
B．在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩气体，对气体做功，使气体的内能增加，温度升高，是将机械能转化为内能，故B错误；
C．汽油机汽缸顶部有火花塞，在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，点燃汽油和空气的混合物，使燃料剧烈燃烧；柴油机汽缸顶部有喷油嘴，在压缩冲程结束时，喷油嘴向汽缸内喷入雾状柴油，遇到高温空气后燃烧，故C错误；
D．在吸气冲程中，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入汽缸的只是空气，因为柴油机是靠压缩空气使其温度升高，达到柴油的着火点后再喷入柴油燃烧，故D正确。
故选AD。
10． 内 机械 做功
【详解】[1][2]火箭工作时，燃料燃烧，推动火箭升空，将内能转化为火箭的机械能。
[3]火箭工作时能量的转化是将内能转化为机械能，热机在做功冲程中，也是将内能转化为机械能，因此和热机的做功冲程能量转化相同。
11． 见解析 做功
【详解】[1][2]双响炮燃放时，内部的火药燃烧产生的高温高压气体将鞭炮推向空中，此过程中化学能转化为内能，内能转化成机械能。在内燃机的做功冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，内能转化成机械能；因此双响炮的能量转化与做功冲程相似。
12． 机械能 做功
【详解】[1][2]氢气在汽缸中燃烧，释放的化学能先转化为内能，使气体膨胀推动活塞运动，内能转化为机械能，汽油机的做功冲程将内能转化为机械能，这与四冲程汽油机的做功冲程中的能量转化过程相同。
13． 相互的 内 做功
【详解】[1]可乐瓶内的水向后喷出，火箭对水施加了向下的作用力，同时，水对火箭施加了向上的作用力，水火箭就向上飞出，这一现象说明了力的作用是相互的。
[2]从能量转化角度来看，水火箭内的高压气体体积膨胀将水喷出，对水和水火箭做功，水火箭的机械能是由高压气体的内能转化来的。
[3]汽油机的做功冲程中，缸内气体推动活塞做功，将内能转化为机械能，与高压气体推动水火箭升空时的能量转化方式相同。
14．（1）21000N ；（2）内；（3）300K；（4）此时能将柴油点燃
【详解】解：（1）若某汽车的质量是
m=2.lt=2100kg
那么它的重力是
G=mg=2100kg×10N/kg=21000N
（2）柴油机的压缩冲程中，是将机械能转化为内能。
（3）若气缸内密闭空气的初始温度为t1=27℃，则相当于热力学温度
T1=t+273=27+273=300K
（4）由题知，气缸气体压强p，体积V及温度T满足pV=C这—方程，所以压缩前
p0V=C×300K……①
压缩后
……②
由题意知，
解得：T=480K，由题知，柴油的着火点约为480K，柴油能燃烧。
答：（1）若某汽车的质量是2.lt,那么它的重力是21000N ；
（2）压缩冲程中将机械能转化为内能；
（3）若气缸内密闭空气的初始温度为t1=27℃，则相当于热力学温度T1是300K；
（4）此时能将柴油点燃。
15．(1) 外 内
(2) 机械 内
(3)做功
(4)30
【详解】（1）[1]由材料一可知，如图乙所示，传统蒸汽机的燃料在汽缸外部燃烧。
[2]由材料二可知，内燃指燃料在汽缸内部燃烧。
（2）[1][2]图丙所示是压缩气体使气体的内能增加，即通过做功的方式增加气体内能，是将机械能转化为内能。
（3）图丁中，进气门、排气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程。
（4）燃料释放热量中废气带走33%、水吸收了30%、摩擦与辐射消耗7%，输出的有用功占
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