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文档简介
14.1热机
一、选择题
1.四冲程内燃机工作时,机械能转化成内能的冲程是()
A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程
【答案】B
【解析】在四冲程内燃机的四个冲程中,压缩冲程中活塞压缩气体对其做功,将机械能转化为内能.
故选B.
2.关于热机,下列说法正确的是()
A.吸气冲程中,汽油机和柴油机吸入的都是空气
B.做功冲程是把机械能转化为内能
C.柴油机有喷油嘴而没有火花塞
D.做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的
【答案】C
【解析】A.吸气冲程中,汽油机吸入的是空气,而柴油机吸入的是柴油和空气的混合物,故A错误;
B.做功冲程是把内能转化为机械能,故B错误;
C.柴油机顶部有喷油嘴而没有火花塞,故C正确;
D.做功冲程以外的三个冲程是依靠飞轮的惯性完成的,故D错误。
选C。
3.如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程,它是()
A.压缩冲程,将化学能转化成内能
B.压缩冲程,将机械能转化成内能
C.做功冲程,将内能转化成机械能
D.做功冲程,将机械能转化成内能
【答案】C
【解析】图中的气门关闭,活塞下行,并且电火花打火,这是做功冲程的特点;在做功冲程中,能
量转化关系是气体的内能转化为机械能由此可知ABD错误,C正确;
4.如图是单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图,下列四组关于这种内燃机一个工作循环的四个冲
程的顺序排列正确的是()
A.丙、丁、乙、甲B.乙、丁、甲、丙
C.乙、甲、丁、丙D.甲、乙、丙、丁
【答案】C
【解析】甲图中两气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程;乙图中进气门开启,气体流入汽缸,
是吸气冲程;丙图中排气门开启,气体流出汽缸,是排气冲程;丁图中两气门都关闭,活塞向下运
动,是做功冲程。所以正确的排序是乙、甲、丁、丙,故C正确。
5.如图所示的实验或机器均改变了物体的内能,其中与另外三个改变内能方法不同的是()
A.空气推动塞子时,内能减少
空气被压缩时内能增大D.内燃机压缩冲程
【答案】A
【解析】改变内能的两种方法:做功和热传递.选项A是通过热传递的方式改变内能,改变了水的温
度;选项B、C、D是通过做功的方式改变内能,A符合题意.
6.对于图中所示的四幅图,下列说法中正确的是()
A.甲图中软木塞飞出时,管内水蒸气的内能增加
B.乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码,主要是因为分子间存在引力
C.丙图中活塞向上运动是内燃机的做功冲程
D.丁图中小朋友下滑时,内能转化为机械能
【答案】B
【解析】A.甲图中水蒸气对软木塞做功,软木塞飞出时,管内水蒸气的内能减少,故A错误;
B.乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码,主要是因为分子间存在引力,故B正确;
C.丙图中活塞向上运动时,进气门关闭,排气门打开,是内燃机的排气冲程,故C错误;
D.丁图中小朋友下滑时,机械能转化为内能,故D错误.
故选B.
7.下列四个实验中,其能量转化方式与图示汽油机对应冲程类似的是()
A.电火花发生器点火后将盒盖顶出B.滚摆向下运动
C.向下压缩空气引火仪酒精灯加热杯中冷水
III
【答案】A
【解析】图示中汽油机是做功冲程,能量转化方式为内能转化为机械能.
A.电火花发生器点火后将盒盖顶出,燃料的内能转化为机械能,故A符合题意为答案.
B.滚摆向下运动,重力势能转化为动能,故B不符合题意.
C.向下压缩空气引火仪,对气体做功,内能增加,能量转化方式为机械能转化为内能,故C不符合
题意.
D.酒精灯加热杯中冷水,是通过热传递改变水的内能的,故D不符合题意.
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
【答案】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,进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,燃料混合物被压缩,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;
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。
9.2019年春节期间热映的《流浪地球》被誉为开启了中国科幻电影元年。这部电影讲述了多年以后
太阳急速衰老膨胀,无法再给地球提供能量,人类为了拯救地球而点燃木星周围的可燃气体,逃离
太阳系的故事。其中“点燃木星”将地球推开相当于内燃机的()
A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程
【答案】C
【解析】''点燃木星”将地球推开,将内能转化为机械能,相当于内燃机的做功冲程。
A.吸气冲程,无能量转化;
B.压缩冲程,机械能转化为内能;
c.做功冲程,内能转化为机械能;
D.排气冲程,无能量转化。
10.(多选)有关热现象,下列说法中正确的是()
A.组成物质的分子之间存在引力和斥力
氏在只有热传递过程中,吸收热量的物体温度升高
C.在四冲程内燃机中,做功冲程的功能是将内能转化为机械能
D.温度低于0℃的室外,仍有水蒸气存在
【答案】ACD
【解析】A.物质的分子之间有相互的引力和斥力,故A正确;
B.在热传递过程中,吸收热量的物体温度可能不变,如晶体在熔化过程中吸收热量,但温度不变,
故B错误;
C.在四冲程内燃机中,做功冲程高温高压的燃气推动活塞做功,将内能转化为机械能,故C正确;
D.温度低于0℃的室外,冰可以升华为水蒸气,即温度低于0℃的室外,仍有水蒸气存在,故D正确。
故选ACD«
二、填空题
1L某汽油机工作过程有吸气、压缩、做功和排气四个冲程。如图为一冲程工作示意图,在这个过
程中—能转化为机械能。若该汽油机的飞轮转速是4800r/min,则汽油机每秒钟做功一次。
【答案】做功内40
【解析】[1][2]如图为做功冲程,其特点是活塞向下运动,火花塞喷火,在此过程中内能转化为机
械能。
[3]汽油机对外做一次功时,完成1个工作循环即4个冲程,此时飞轮转2圈,则若该汽油机的飞轮
转速是4800r/min,即80r/s,则每秒钟做功40次。
12.如图所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花,快速压下活塞,可观察到棉花
着火燃烧,此过程中活塞对筒内气体做功,气体的内能(选填“增加”或“减少”),这与四冲
程汽油机的冲程的能量转化相同。
【答案】增加压缩
【解析】[1]在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮,用力将活塞迅速向下压,棉絮燃
烧起来;说明压缩筒内空气做功,使空气的内能增加;
[2]压火仪实验中,活塞的机械能转化为空气的内能,与内燃机的压缩冲程的能量转化相同。
13.内燃机一个工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程,实现将内能转化为机械能的是…冲
程,选择水作为发动机的冷却液,是利用水的较大的特点.
【答案】做功比热容
【解析】内燃机的四个冲程中,实现将机械能转化成内能的是压缩冲程;实现将内能转化为机械能
的是做功冲程;由于水比热容最大,所以相同质量的水和其他液体相比较,在升高相同的温度的情
况下,水吸收的热量多,故用水做冷却液.
14.如图所示,在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花,用力将活塞迅速下压,棉花被
点燃。此过程的能量转化方式与汽油机的冲程相同。某汽油机在一次工作中为汽车提供了
50kW的机械功率,使汽车以72km/h的速度行驶了Imin,则此过程中汽车牵引力大小为N,
牵引力做功J。
I
III
【答案】压缩25003xl06
【解析】[1]在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮,用力将活塞迅速向下压,棉絮燃
烧起来;说明压缩筒内空气做功,使空气的内能增大,温度升高;压缩过程中,活塞的机械能转化
为空气的内能,故该过程中,与内燃机的压缩冲程相同。
[2]汽车以72km/h的速度行驶了Imin,说明汽车匀速行驶,由功率公式知p=Fv得
F=B=5黑0%
v72,
——m/s
3.6/
[3]汽车运动的距离
72
=vt=——m/sxlx60s=1200m
3.6
所以牵引力做功为
W=Fs=2500Nx1200m=3x1()6J
15.如图甲所示,小明在吹气球时,被吹大了的气球没能用手握住,呼啸着飞了出去,若他及时捡拾
起气球,将会感觉到它喷气的嘴部温度和原来相比(选填“变高”“变低”或“没有变化”),
此过程发生的能量转化与(选填“乙”或“丙”)图中的能量转化是一致的。
甲乙丙
【答案】变低乙
【解析】[1]气球内的气体向外喷出,气体对外做功,内能转化成球的机械能,球内气体的温度降低。
[2]汽油机的做功冲程中,火花塞放电,点燃混合气体,高温高压的燃气推动活塞做功,是内能转化
成机械能,所以汽油机的做功冲程与这一情景过程中能量的转化是一致的;如图乙中,进气门和排
气门都关闭,活塞向下运动,因此是做功冲程。
四、简答题
16.如图,小汽车是常用的交通工具。请你运用所学的物理知识回答下面有关小汽车的问题:
(1)燃料在汽车发动机内发生了哪些能量转化?
(2)汽车发动机常用水来做冷却剂,为什么?
【答案】答:(1)燃料在发动机内发生了两次能量转化,先由化学能转化为内能(1分),再由内能
转化为机械能;(2)水的比热容较大(1分),质量相同的水和其它液体相比较,升高相同的温度时,
吸收的热量多
【解析】(1)小汽车是内燃机的--种,燃料在发动机内发生和能量转化有两次,先由燃料的化学能转
化为内能,再由能内能转化为机械能。
(2)发动机的常用水来作冷却剂是因为水的比热容较大,相同质量的水和其它液体比较,升高相同温
度时,吸收的热量多。
五、综合题
17.阅读短文,回答下列问题:
空气的动力
空气动力是指空气与物体做相对运动时作用在物体上的力,简称气动力.当我们快速地松开鼓起
来的气球时,气球会“嗖”的一下飞出去了,这时气球获得了气动力.
经过长时间探索,人们已经成功制造出多种使用压缩空气为动力,推动叶片或者活塞运动的发
动机,即叶片式、活塞式空气发动机.
如图是某新型的以空气发动机为动力的汽车.它共有4个压缩空气缸,总容量为90L,可储存标
准大气压下90m3的空气,其设计最高速度可达15妹m/h,平均每加一次气能行驶200km或10h.由于
空气发动机不直接使用燃料,因而具有体积小、结构简单、维修成本低、操控方便、“零”排放的优
点.即使因为技术不成熟导致某些缺点,在科学界引起不小的争议,但这项技术仍然具有广阔的发展
空间.
根据上述材料,回答下列问题:
(1)压缩空气动力汽车最理想的加气工具应是_______(选填“内燃机”“电动机”或“蒸汽机”)
提供动力的.
(2)空气发动机是利用_______能做功的,空气发动机获得动力时与四冲程汽油机的______冲程工
作过程相似.
A.吸气B.压缩C.做功
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