2026-2027学年初中物理九年级全一册（新教材）沪科版（新教材）第三节 热机课时同步卷

2026-2027学年初中物理九年级全一册（新教材）沪科版（新教材）第三节热机课时同步卷考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、单项选择题（每小题2分，共20分。下列每小题只有一个选项符合题意）1.下列设备或现象中，利用热机将内能转化为机械能的是（）A.电饭煲煮饭B.汽车发动机C.电风扇吹风D.给热水器加热水2.汽油机在压缩冲程中，活塞向上运动，对气体做功，此时（）A.内能增加，温度升高，机械能转化为内能B.内能减少，温度降低，内能转化为机械能C.内能增加，温度降低，机械能转化为内能D.内能减少，温度升高，机械能转化为内能3.柴油机与汽油机相比，下列说法正确的是（）A.柴油机的气缸顶部通常有火花塞B.柴油机的压缩冲程中，空气被压缩得比汽油机更厉害C.柴油机点燃燃料的方式是压燃式，汽油机是点燃式D.柴油机通常用于汽车发动机，汽油机通常用于拖拉机4.内燃机工作时，将内能转化为机械能主要发生在（）A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程5.下列关于内燃机效率的说法中，正确的是（）A.热机效率越高，表示它消耗的燃料越多B.热机效率越高，表示它将内能转化为机械能的比例越大C.因为存在摩擦和热损失，热机效率不可能达到100%D.热机效率是指热机做的有用功占总能量的比例6.四冲程内燃机在一个工作循环中，燃气推动活塞做功的次数是（）A.1次B.2次C.3次D.4次7.关于热机，下列说法正确的是（）A.热机是利用内能来获得机械能的装置B.所有的热机都能将燃料燃烧释放的热量全部转化为机械能C.热机工作时一定会对环境造成污染D.热机的效率越高，消耗的燃料就一定越少8.一台单缸四冲程内燃机，飞轮转速为1200r/min，则它每秒钟完成做功冲程的次数是（）A.10次B.20次C.30次D.40次9.下列措施中，有助于提高热机效率的是（）A.减少热机部件之间的摩擦B.增大燃料燃烧释放的热量C.减少热机向周围环境散失的热量D.以上措施都有助于提高热机效率10.热机在工作时，不可避免地会有能量损失，这些能量主要损失在（）A.活塞与气缸壁之间的摩擦B.燃气对外做功C.吸气和排气冲程中气体的泄漏D.以上都是二、多项选择题（每小题3分，共15分。下列每小题有多个选项符合题意，全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）11.关于汽油机和柴油机的共同点，下列说法正确的有（）A.都属于热机B.都将内能转化为机械能C.都有吸气、压缩、做功、排气四个冲程D.都使用汽油作为燃料12.内燃机的一个工作循环包括四个冲程，下列说法正确的有（）A.吸气冲程中，活塞向下运动，气缸内的气体体积增大B.压缩冲程中，活塞向上运动，气缸内的气体温度升高C.做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动D.排气冲程中，废气被排出气缸，活塞向上运动13.下列说法中，正确的是（）A.热机效率是指热机做的有用功与燃料完全燃烧释放热量的比值B.热机工作时，燃料燃烧释放的内能不可能全部用来做有用功C.热机效率越高，说明它浪费的能量越多D.热机工作时一定会排放出一些废气14.下列过程中，属于能量的转化过程的有（）A.水沸腾时将水壶盖顶起B.人骑自行车下山时速度越来越快C.电风扇通电后转动起来D.柴油机压缩冲程中气体的温度升高15.下列措施中，有助于减少环境污染的有（）A.使用更高效的清洁能源替代化石燃料B.对热机排出的废气进行处理C.减少热机的使用D.改进热机结构，减少热量散失三、填空题（每空1分，共20分）16.汽油机是利用燃料在______内燃烧产生热量，通过做功将______能转化为______能的装置。17.内燃机的四个冲程分别是：吸气冲程、______冲程、做功冲程和排气冲程。18.柴油机在吸气冲程吸入了______，在压缩冲程中，活塞对空气做功，空气的温度______，压强______，达到柴油的着火点，此时喷入的柴油会______而燃烧。19.汽油机气缸顶部安装的是______，柴油机的顶部安装的是______。20.四冲程内燃机在一个工作循环中，活塞往复运动______次，飞轮转动______周，对外做功______次。21.热机效率是指热机______与______的比值，用来衡量热机______的程度。22.热机工作时，不可避免地存在各种能量损失，如______损失、______损失和废气带走的热量损失等。23.为了提高热机效率，可以采取的措施有：尽量减少______，减少______。24.热机对环境可能造成的污染主要来自______和______。四、简答题（共10分）25.简述汽油机在一个工作循环中，内能是如何转化为机械能的。请说明是哪个冲程发生的能量转化，并简要解释该冲程发生的物理过程。五、计算题（共15分）26.一台单缸四冲程汽油机，活塞的直径为50mm，活塞行程为100mm，飞轮转速为1500r/min。汽油的热值为4.6×107J/kg。假设汽油完全燃烧，每次做功冲程中燃气对活塞的平均压强为5×106Pa。求：(1)活塞的面积是多少？(2)活塞每次向上运动（做功冲程）时，燃气对活塞做的功是多少？(3)该汽油机每分钟可以完成多少次做功冲程？每分钟做的有用功是多少？(4)如果这台汽油机发动机的效率为30%，它每分钟需要消耗多少千克的汽油？试卷答案1.B解析：热机是利用燃料燃烧产生的内能来做功，将内能转化为机械能的装置。电饭煲、电风扇、热水器都是利用电流做功，将电能转化为其他形式的能。汽车发动机利用汽油燃烧产生的内能推动活塞运动，转化为汽车的动能。2.A解析：压缩冲程中，活塞向上运动，对气缸内的气体做功，气体的体积减小，压强增大，温度升高。根据能量转化和守恒定律，活塞的机械能转化为气体的内能。3.C解析：柴油机的点火方式是压燃式，即通过压缩冲程使空气温度升高到柴油着火点，喷入柴油tựđộng燃烧；汽油机的点火方式是点燃式，使用火花塞产生电火花点燃汽油。柴油机的压缩比通常比汽油机大，因此柴油机的效率一般比汽油机高。柴油机的燃料是柴油，汽油机的燃料是汽油。4.C解析：做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，燃气对外做功，将内能转化为活塞的机械能。这是内燃机中将内能转化为机械能的关键冲程。5.C解析：热机效率是指热机做的有用功与燃料完全燃烧释放热量的比值。由于存在摩擦、热损失和废气带走热量等，热机效率不可能达到100%。效率越高，表示能量转化的利用率越高，浪费的能量越少。热机效率是有用功与燃料释放热量的比例，不是与有用功与总能量（包括未做功的能量损失）的比例。6.A解析：四冲程内燃机的一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，飞轮需要转动两周才能完成一个工作循环。因此，在一个工作循环中，燃气推动活塞做功的次数是1次。7.A解析：热机是利用内能（通常是燃料燃烧产生的内能）来获得机械能的装置。燃料燃烧释放的热量不可能全部转化为机械能，总会有能量损失。热机工作时可能产生噪声和排放废气等环境污染。热机效率越高，说明能量转化利用越好，不一定意味着消耗的燃料就越少，还取决于做的有用功的多少。8.A解析：飞轮转速为1200r/min，即每分钟转动1200转。每转动两周完成一个工作循环，做功一次。因此，每分钟完成工作循环的次数为1200/2=600次。每秒钟完成工作循环的次数为600/60=10次。做功冲程是工作循环的一部分，所以每秒钟完成做功冲程的次数也是10次。9.D解析：减少热机部件之间的摩擦可以减少能量损失；减少热机向周围环境散失的热量可以提高效率；增大燃料燃烧释放的热量（在有效利用的前提下）可以提高有用功，但并非提高效率的主要途径。以上措施都有助于提高热机效率。10.D解析：热机工作时，不可避免地会有能量损失。活塞与气缸壁之间的摩擦将一部分机械能转化为内能；燃气对外做功是能量转化的核心，但并非全部能量转化过程；吸气和排气冲程中气体的泄漏也会带走能量。以上都是热机工作时的能量损失途径。11.ABC解析：汽油机和柴油机都属于热机，利用燃料燃烧产生的内能工作。它们的工作循环都包含吸气、压缩、做功、排气四个冲程。它们使用的燃料不同，汽油机使用汽油，柴油机使用柴油。12.ABCD解析：吸气冲程中，活塞向下运动，气门打开，空气（或混合气）被吸入气缸，气缸内体积增大。压缩冲程中，活塞向上运动，气门关闭，对气缸内的气体进行压缩，气体体积减小，温度升高，压强增大。做功冲程中，火花塞（汽油机）或压燃（柴油机）点燃燃料，产生高温高压燃气，推动活塞向下运动，对外做功。排气冲程中，排气门打开，活塞向上运动，将废气排出气缸。13.BCD解析：热机效率是指热机做的有用功与燃料完全燃烧释放的热量的比值。能量转化和守恒定律指出，能量不可能被创造或消灭，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。热机工作时，由于存在各种能量损失，燃料燃烧释放的内能不可能全部用来做有用功。热机效率越高，说明能量转化利用越好，浪费的能量越少。热机工作时通常会排放出一些废气，并产生噪声等。14.ACD解析：水沸腾时，水吸收热量，内能增加，一部分水变成水蒸气膨胀做功，将内能转化为机械能，A正确。人骑自行车下山，重力势能转化为动能，速度变快，是能量的转化过程，B错误（此过程主要是能量形式的变化和动能的增加，不直接体现内能转化为机械能）。电风扇通电后，电能转化为机械能（风扇转动）和内能（电机发热），C正确。柴油机压缩冲程中，活塞对空气做功，空气的内能增加，温度升高，这是机械能转化为内能的过程，D正确。15.ABD解析：使用更高效的清洁能源替代化石燃料，可以从源头上减少污染物的排放，A有效。对热机排出的废气进行处理，可以减少有害气体（如CO、NOx）的排放，B有效。减少热机的使用，可以减少总的燃料消耗和排放，C不一定有效，且不是唯一途径。改进热机结构，减少热量散失，可以提高效率，减少燃料消耗，从而减少排放，D有效。16.气缸内；内；机械解析：内燃机是在气缸内工作的。它利用燃料燃烧产生的内能，通过做功过程，将内能转化为机械能。17.压缩解析：内燃机的四个冲程按顺序是吸气、压缩、做功、排气。18.空气；升高；增大；自燃解析：柴油机的吸气冲程吸入的是空气。压缩冲程中，活塞对空气做功，空气被压缩，内能增加，温度升高，压强增大。当空气温度达到柴油的着火点时，喷入的柴油会因高温而自燃。19.火花塞；喷油嘴解析：汽油机的点火方式是点燃式，需要火花塞产生电火花来点燃汽油和空气的混合物。柴油机的点火方式是压燃式，依靠压缩冲程使空气温度升高到柴油着火点，喷入柴油后自行燃烧，不需要火花塞，而是使用喷油嘴。20.两；两；一解析：四冲程内燃机一个工作循环包括四个冲程，活塞需要往复运动两次（四个冲程），飞轮需要转动两周，燃气对外做功一次。21.有用功；燃料完全燃烧释放的热量；能量利用解析：热机效率是有用功（W）与燃料完全燃烧释放的热量（Q_放）的比值，即η=W/Q_放。它用来衡量热机将燃料的内能转化为有用机械能的效率或能量利用的程度。22.摩擦；热散失解析：热机工作时，克服部件之间的摩擦需要消耗能量，转化为内能；同时，高温的燃气和部件向周围环境散热，这也是能量损失的主要途径之一。23.摩擦；热散失解析：为了提高热机效率，应尽量减少因摩擦造成的能量损失，减少高温燃气向外界的热散失。24.噪声；废气解析：热机（特别是内燃机）在运转时会产生振动和声音，形成噪声污染。燃料不完全燃烧会产生一氧化碳、氮氧化物等有害气体，以及烟尘，这些混合成的废气会污染空气。25.在汽油机的做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动。在这个过程中，燃气对活塞做功。根据能量转化的规律，燃气的内能减少，活塞的机械能增加。因此，内能转化为机械能。做功冲程的物理过程是：在压缩冲程结束时，气缸内积累了高温高压的燃气，当火花塞产生电火花点燃混合气体时，燃料剧烈燃烧，产生大量高温高压的燃气，这些燃气迅速膨胀，推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外输出功。26.(1)活塞面积S=πr²=π(50mm/2)²=π(0.05m/2)²=π(0.025m)²=7.85×10⁻³m²(2)燃气对活塞做的功W=F×s=p×S×s=5×10⁶Pa