北师大版九年级物理全一册 10.4 热机同步练习（含答案）
一、单项选择题（共20小题；共80分）
1. 如图所示，此时热机气缸内压强增大，温度升高，则该冲程是
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
2. 四冲程内燃机工作时，依靠飞轮惯性来完成的是
A. 吸气和压缩两个冲程 B. 压缩和排气两个冲程
C. 吸气和排气两个冲程 D. 吸气、压缩和排气三个冲程
3. 下图为四冲程内燃机工作的全过程，其中实现内能转化为机械能的是
A. B.
C. D.
4. 一台柴油机的转速为 转/分钟，则在 秒内柴油机对外做功的次数是
A. 次 B. 次 C. 次 D. 次
5. 柴油机的压缩冲程中，活塞刚开始向上运动时，汽缸内被压缩的是
A. 空气 B. 雾状柴油
C. 空气和柴油的混合物 D. 空气和汽油的混合物
6. 如图所示，表示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图，它们正确的排列顺序为
A. 甲、乙、丙、丁 B. 甲、乙、丁、丙 C. 甲、丙、乙、丁 D. 甲、丁、乙、丙
7. 四冲程内燃机完成一个工作循环时
A. 做功一次，曲轴转动一周 B. 做功四次，曲轴转动两周
C. 做功一次，曲轴转动两周 D. 做功四次，曲轴转动一周
8. 从本质上来看，内燃机的工作能量来源于
A. 机械能 B. 内能 C. 化学能 D. 化学能和内能
9. 摩托车上的热机工作时提供动力的是
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
10. 如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列关于该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，内能转化为机械能
11. 如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是
A. 一个工作循环的正确顺序是：甲乙丙丁
B. 甲图冲程能获得动力
C. 丙图冲程存在化学能转化为内能的过程
D. 丁图冲程存在内能转化为机械能的过程
12. 小轿车已进入千家万户，以下关于小轿车的说法中正确的是
A. 四冲程汽油机的压缩冲程是把内能转化为机械能
B. 用水作为冷却剂是利用了水的比热容小的特性
C. 汽油机和柴油机除了燃料不同，构造及工作过程均相同
D. 汽油机的四个冲程中，只有做功冲程为汽车提供动力
13. 火箭喷气发动机是利用燃料在燃烧室中燃烧，经喷管燃气向后高速喷出，从而获得向前的动力。下列内燃机四个冲程工作时，其原理跟火箭发动机燃烧室工作时原理一致的是
A. B.
C. D.
14. 下面关于汽油机和柴油机的说法中，错误的是
A. 汽油机和柴油机使用的燃料不同
B. 柴油机和汽油机做功冲程都是将内能转化为机械能
C. 柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞
D. 汽油机和柴油机的效率没有差别，完全相同
15. 柴油机和汽油机在一个工作循环中的四个冲程完全相同的冲程是
A. 吸气、压缩 B. 压缩、排气
C. 吸气、压缩、排气 D. 排气
16. 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，燃料释放的能量全部都转化为了机械能
D. 排气冲程中，有能量的转化，机械能转化为了内能
17. 如图是汽油机工作时的四个冲程，下列说法正确的是
A. 活塞在汽缸内往复运动一次，该汽油机对外做功一次
B. 甲是压缩冲程，是将内能转化为机械能，丁是做功冲程，是将机械能转化为内能
C. 该内燃机的四个冲程正确的工作顺序是乙 甲 丁 丙
D. 汽油机吸气冲程汽缸吸进的物质只有汽油
18. 关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法：①汽油机的点火方式是压燃式；②在压缩冲程中机械能转化为内能；③在做功冲程中燃气的内能增加；④只有做功冲程飞轮不是依靠惯性工作。以上说法中正确的是
A. 只有②④ B. 只有②③ C. 只有①③ D. 只有②③④
19. 关于四冲程汽油机，下列说法中正确的是
A. 在吸气冲程，吸入气缸内的是空气
B. 在压缩冲程，燃料燃烧，化学能转化为内能
C. 在做功冲程，内能转化为机械能
D. 在排气冲程，进气门和排气门都打开
20. 四冲程柴油机在工作过程中，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
二、填空题（共9小题；共70分）
21. 物理学在生产、生活和科学技术中有着广泛的应用。篮球表面有凹凸不平的花纹，是为了增大 ；依据 ，用“悬挂法”可以确定物体重心的位置；四冲程内燃机有四个冲程，其中做功冲程是将 转化为机械能的冲程。（均填写所学物理概念、物理规律的名称或内容）
22. 仔细阅读教科书 的相关内容后完成下表，指出汽油机和柴油机的主要区别。
23. 物理学中，将蒸汽或燃气的 能转化为 能的发动机称为 。与蒸汽机不同，内燃机的燃料直接在内燃机的气缸中燃烧，以推动活塞做功，活塞在气缸内做一次单向运动称为一个冲程，内燃机一次工作全过程包含 、 、 和 四个冲程。
24. 热机的广泛应用推动了现代工业的发展，但同时也给人类生存的环境带来了危害，热机对环境的污染主要是热机工作时产生的 和燃料燃烧后排出的 。
25. 内燃机的一个工作循环包括四个冲程，依次是 、 、 、 。在一个工作循环中，活塞往复运动 次，曲轴转动 周，对外做功 次。
26. 内燃机工作时，活塞在汽缸内做一次 运动称为一个冲程。
27. 世界上最早的热机是 世纪发明的 ，它的出现导致了第一次工业革命。 世纪人们又发明了一种热机叫 ，它的工作特点是燃料在汽缸内直接燃烧，产生高温高压的燃气推动活塞做功。
28. 车、船、飞机的发动机都需要 才能开动。燃料 时，将储存的 能转化为蒸汽或燃气的 ，各种将蒸汽或燃气的 转化为 的发动机统称为 。
29. 汽油机的一个工作循环是由 个冲程组成，其中对外做功 次．在压缩冲程中，气体的温度升高，这是通过 的方式增加内能．为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，这是通过 的方式减少汽缸内能．用水来冷却汽缸是因为水的 较大．
三、综合应用题（共6小题；共78分）
30. 实验解答题。
（1）如图 所示， 点为杠杆的支点，拉力 作用在杠杆 点。图中的线段 表示拉力 对支点 的力臂 。（选填“”、“”或“”）
（2）图 所示为四冲程汽油机工作过程中 冲程的示意图。
31. 人们经常会看到一边行驶一边向空中喷雾的汽车，人们形象地将它称为雾炮车（如图）。喷向空中的水雾能使尘埃粒子快速沉降到地面，起到净化空气的作用。
（1）喷向空中的水雾，有许多在掉向地面之前已经在空中散失了，还能起到降温作用，其原理是 。
（2）该雾炮车的发动机是柴油机。柴油机四个冲程中的 冲程实现了内能转化为机械能，从而驱动雾炮车前进。
32. 观察你周围的一些含有内燃机的设备，你可以发现它们之中有的是以柴油机作发动机，有的是以汽油机作发动机，请分别列举两种，并归纳各自的特点。
（1）以柴油机作发动机的机器有 、 ，特点是 。
（2）以汽油机作发动机的机器有 、 ，特点是 。
33. 如图所示，给试管内水加热至一定程度，发现试管口木塞会被推出。
（1）给水加热是通过 方式使水的内能增加；木塞被推出后水蒸气的内能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）四冲程内燃机的 冲程与这个原理相同；内燃机工作时，产生的噪声和 会对环境造成污染。
34. 生活中处处有物理，请你用所学的物理知识回答下列问题：
（1）如图丙所示，汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供了便利，汽车应用了许多物理知识，请你运用所学的物理知识解答下列问题：
① 汽油机是汽车的“心脏”，发动机的做功冲程能量转换情况是 。
② 小轿车前方的挡风玻璃是倾斜的，目的是 。
③ 有的轿车尾部安装一个“气流偏导器”它的上表面平直，底部呈弧形凸起，相当于一个倒置的翅膀，工作原理是 。
④ 速度一定的汽车，载重量越大，刹车距离就越长，原因是 。
（2）小雨在学习了滑动摩擦力之后，认为两物体间滑动摩擦力的大小可能与两物体间的接触面积大小有关，于是她想通过实验来探究这个问题，下面是她设计的两个实验方案：
方案一：木板水平固定，通过弹簧测力计拉动木块，如图甲所示：
方案二：木块与弹簧测力计相连，弹簧测力计水平固定，通过细绳水平拉动木板，如图乙所示：
① 两方案中，你认为更合理更便于测量出数据的是 （填“方案一”或“方案：二”）原因是 。
② 实验过程中，需要控制的变量有 。
35. 阅读短文，回答问题。
汽车发动机
发动机是汽车的动力源，汽油机以汽油为燃料，使活塞在气缸中往复运动，一个工作循环经历进气、压缩、做功和排气四个冲程，汽油机的性能和气缸排量有关，气缸排量指活塞一个冲程中活塞在气缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（冲程长度）。如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量，实际汽车往往采用多缸发动机。
如图所示发动机有 个气缸（图中标注 、 、 、 ），通过连杆把 个气缸的活塞连在一根曲轴上，这个 气缸顺序排列不定，其代表着吸气、压缩、做功和排气冲程。
（1）汽油机做功冲程将内能转化为 能。
（2）如图所示，仿照内燃机做功冲程的示意图，画出吸气冲程活塞运动的箭头方向和气缸门的开闭情况。
（3）结合短文和图示，若四缸发动中 号气缸在做功冲程中， 号气缸所处的冲程是 。
（4）若汽车发动机以恒定功率输出，在爬坡的时候换用低速挡，目的是 ，请写出你的判断依据是 。
（5）当发动机转速为 时，则发动机一个工作循环所需要的时间为 ；假设做功冲程燃气对活塞的平均压强是 ，发动机排量为 ，效率为 ，则发动机转速为 时（ 的单位是 ），该轿车的输出功率 与发动机排量 的关系式为 。
答案
第一部分
1. B
2. D
3. D
【解析】内燃机工作全过程分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程。吸气或排气冲程可根据进气或排气阀门是否打开进行判断，所以选项A对应吸气冲程，选项C对应排气冲程。当内燃机处于压缩和做功冲程时，进气、排气阀门均处于关闭状态；压缩冲程中，活塞向上运动气缸内气体被压缩，体积减小，温度升高，外界对气体做功，机械能转化为内能；做功冲程中，气体被点燃，温度升高，体积膨胀，活塞向下运动，对外做功，内能转化为机械能，因此选项D符合题意。
4. D
5. A
6. D
7. C
8. C
【解析】内燃机的能量转化过程是：燃料燃烧，把燃料的化学能转化为气体的内能，再由气体推动活塞做功，把气体的内能转化为活塞的机械能，故选项C正确。
9. C
【解析】做功冲程中将燃料燃烧产生的内能转化为机械能，为热机工作提供动力。
10. B
11. D
【解析】甲图中两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是机械能转化为内能；乙图中进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程；丙图中排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程；丁图中两个气阀都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；
A.四个冲程的正确顺序是乙甲丁丙，故A错误；
B.甲图压缩冲程，内燃机在做功冲程（丁图）获得动力，故B错误；
C.丙图为排气冲程，不存在化学能转化为内能的过程，故C错误；
D.丁图为做功冲程，在该冲程中将内能转化为机械能，故D正确。
12. D
【解析】四冲程汽油机的压缩冲程是将机械能转化为内能，故A错误；用水作为冷却剂是利用了水的比热容大的特性，故B错误；汽油机与柴油机除使用的燃料不同外，在构造上也不相同，故C错误；汽油机的四个冲程中，只有做功冲程为汽车提供动力，故D正确。
13. A
【解析】火箭的喷气发动机工作时，燃料燃烧产生高温高压的气体，经喷管向后高速喷出，从而获得向前的动力，使火箭发射出去，燃料燃烧时将化学能转化为内能，然后再将内能转化为火箭的机械能；A图中两个气门关闭，活塞下行，为做功冲程，内能转化为机械能，故A正确；B图中排气门打开，活塞上行，为排气冲程，没有能量的转化，故B错误；C图中进气门打开，活塞下行，为吸气冲程，没有能量的转化，故C错误；D图中两个气门关闭，活塞上行，为压缩冲程，机械能转化为内能，故D错误。
14. D
【解析】汽油机和柴油机使用的燃料不同，汽油机使用汽油，柴油机使用柴油，故A正确；柴油机和汽油机做功冲程都是将内能转化为机械能，故B正确；汽油机汽缸顶部有个火花塞，采用点燃式点火，柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，采用压燃式点火，故C正确；一般柴油机的压缩比比汽油机大得多，且汽缸内柴油燃烧要比汽油燃烧更充分，所以柴油机的效率更高一些，故D错误。
15. D
【解析】吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入的只有空气，所以吸气冲程不同；柴油机属于压燃式，所以在压缩冲程中，柴油机比汽油机压缩程度高，所以压缩冲程不同；汽油机汽缸顶部有个火花塞，柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火，所以做功冲程不同；排气冲程只是将废气排出，所以柴油机和汽油机在一个工作循环中的四个冲程完全相同的冲程是排气冲程。
16. A
【解析】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；在压缩冲程中，活塞向上运动，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；在做功冲程中，燃料燃烧释放的能量只有少部分转化为机械能，故C错误；在排气冲程中，没有能量的转化，废气带走了燃料释放的大部分能量，故D错误。
17. C
【解析】甲中的两个气门都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，将机械能转化为内能，是第二冲程；乙中的进气门打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一冲程；丙中的排气门打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四冲程；丁中的两个气门都关闭，活塞向下运动，所以为做功冲程，将内能转化为机械能，是第三冲程；在内燃机的一个工作循环中，曲轴转动 周，活塞往复运动 次，对外做功 次，故A错误；甲图冲程中将机械能转化为内能，丁图冲程中将内能转化为机械能，故B错误；四个冲程的正确顺序是乙 甲 丁 丙，故C正确；汽油机吸气冲程汽缸吸进的物质是汽油和空气的混合物，故D错误。
18. A
【解析】①汽油机中有火花塞，采用的是点燃式点火；而柴油机中有喷油嘴，进行压燃式点火，故①错误；②③内燃机四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，将内能转化为机械能，燃气的内能减小；在压缩冲程中将机械能转化为内能，故②正确，③错误；④冲程内燃机的吸气、压缩、排气冲程由飞轮的惯性带动曲轴转动，只有做功冲程飞轮不是依靠惯性工作，故④正确。
19. C
20. B
第二部分
21. 摩擦力；二力平衡条件；内能
【解析】[ ]为了便于控制篮球，篮球表面有凹凸不平的花纹，是为了增大接触面的粗糙程度，增大摩擦力。
[ ]用“悬挂法”可以确定物体重心的位置，是利用了二力平衡的条件——重力和拉力在同一条直线上。
[ ]四冲程内燃机有四个冲程，其中做功冲程是将内能转化为机械能的冲程，其它三个冲程靠飞轮的惯性完成。
22. 如下表所示：
23. 内；机械；热机；吸气；压缩；做功；排气
24. 噪声；废气
25. 吸气冲程；压缩冲程；做功冲程；排气冲程；两；两；一
26. 单向
27. 蒸汽机；内燃机
28. 燃烧燃料；燃烧；化学；内能；内能；机械能；热机
29. 四；一；做功；热传递；比热容
【解析】内燃机的一个工作循环有四个冲程，即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，在压缩冲程中，活塞由下向上压缩气缸内的空气，即对空气做功，使得空气的内能增加，温度升高，这是通过做功的方式改变了气缸内物质的内能；同时为了避免汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，即通过水吸收热量而使得气缸温度降低，这是通过热传递的方式改变内能的；在这里我们之所以选择用水作为冷却剂，源于水的比热容最大，即相同质量的水和其他的液体相比较时，若都是升高 时，水能吸收的热量最多，故用水冷却效果最好．
第三部分
30. （1）
（2） 压缩
31. （1） 汽化吸热
【解析】喷向空中的水雾在空中散失了，能起到降温作用，是因为水汽化吸热的缘故。
（2） 做功
【解析】柴油机四个冲程中的做功冲程可以将柴油燃烧释放的内能转化为机械能，从而驱动雾炮车前进。
32. （1） 大型轮船、大型推土机（合理即可）；功率大，体积大
（2） 摩托车、小汽车（合理即可）；功率小，轻巧方便
33. （1） 热传递；减小
【解析】改变内能的方式有两种：做功和热传递。给水加热是通过热传递的方式，将酒精燃烧产生的内能转移到水中，使水的内能增加。
木塞被推出是因为水蒸气通过做功的方式，将自身内能转化为木塞的机械能，此过程水蒸气内能减少，温度降低。
（2） 做功；废气
【解析】四冲程中，做功冲程是内燃机中高温高压的气体将内能转化为活塞的机械能，推动活塞向下运动，从而实现对外做功，与（）中木塞被推出的原理相同。
内燃机工作时，产生的噪声和废气会对环境造成污染。
34. （1） ① 内能转化为机械能
【解析】汽油机在做功冲程中，高温的气体内能很大，对活塞做功，使内能转化为机械能；
② 为了使车内物体所成的虚像位于玻璃的上方，不妨碍司机视线
【解析】根据物体在平面镜中成像时，物像连线与镜面垂直，物像到平面镜距离相等。小汽车前面玻璃是倾斜的，汽车内物体的像在汽车的上方，司机看前面道路时，物体的像不会影响司机的视线；
③ 流速越大的地方压强越小
【解析】“气流偏导器”是使其上方气流流速慢，压强大，下方气流流速快，压强小，从而使尾翼上方的压强 大于下方的压强，能产生较大的抓地力；
④ 物体的质量越大惯性越大
【解析】运动的汽车在刹车时由于惯性会继续向前运动，惯性与物体的质量有关，质量越大惯性越大，所以汽车载重量越大，刹车距离就越长；
（2） ① 方案二；实验时不需要控制木板做匀速直线运动，便于实验操作，同时测力计是静止的，便于对测力计读数
【解析】方案一：用弹簧测力计水平拉动木块，当木块做匀速直线运动时，木块处于平衡状态，拉力与摩擦力是一对平衡力，由平衡条件可知，摩擦力等于测力计拉力，因此实验时应控制木块做匀速直线运动；
方案二：拉动木板，木块静止，木块处于平衡状态，木块受到的拉力都等于测力计的拉力，实验时不需要控制木板做匀速直线运动，便于实验操作，同时测力计是静止的，便于对测力计读数；
所以两种方案中，更合理、更易于操作的是方案二；
② 压力和接触面的粗糙程度
【解析】为了探究滑动摩擦力的大小与两物体间的接触面积大小是否有关，可进行的操作是：分别将同一长方体木块平放、侧放、立放，并拉动它做匀速直线运动，分别记录弹簧测力计的示数，然后比较拉力大小。
35. （1） 内能
【解析】内燃机就是将内能转化为机械能的机器。
（2）
【解析】吸气冲程，进气门打开，排气门关闭。
（3） 吸气冲程
【解析】四汽缸发动机，各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程，据此可以知道四缸发动机中 号汽缸在做功冲程中。 号汽缸所处的是吸气冲程。
（4） 增大牵引力；输出功率 等于牵引力 与速度 的乘积，当速度小时，牵引力大
【解析】增大牵引力；输出功率 等于牵引力 与速度 的乘积，当速度小时，牵引力大。
（5） ；
【解析】在发动机中，飞轮转 周完成一个工作循环所以发动机转速为 时，完成 个工作循环，每个工作循环所需要的时间为 。
设做功冲程燃气对活塞的平均压强为 ，发动机排量为 ，则一个活塞的排气量 ，做功冲程燃气对一个活塞的平均压力：。
每个做功冲程燃气对一个活塞做的功：，
发动机转速为 时，燃气对活塞做功的功率：
