7.3 热机 同步练习

第七章内能第3节热机考点剖析1、汽油机的四个冲程中，哪个冲程存在着化学能转化为内能的过程（）A． B． C． D．2、下列关于热机效率的说法中正确的是（）A．蒸汽机的效率比内燃机高B．热机的功率越大，它的效率也一定越高C．用来做有用功的那部分能量跟燃料燃烧放出的能量之比叫热机效率D．用来做有用功的那部分能量跟燃料完全燃烧所放出的能量之比叫热机效率3、关于图所示的热现象，说法正确的是（）A．图甲中炙热的铁水具有内能，冰冷的冰块没有内能B．图乙中冬天搓手取暖是将内能转化为机械能C．图丙中用湿毛巾冷敷降温是通过热传递的方式减小人体的内能D．图丁中能量转化与汽油机做功冲程能量转化都是机械能转化为内能4、下列选项可能符合汽车等热机能量流向的是（）A． B．C． D．5、汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（）A．甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高B．由乙图可知该汽油机的效率是30%C．汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值D．为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值6、已知汽油的热值是，400g汽油完全燃烧可放出热量J；如图所示，是某单缸四冲程汽油机的冲程，该冲程中将机械能转化为能。7、如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图，B图是冲程，与它原理相同的是图所示的演示实验。8、国家提倡节能减排，各地“煤改气”正在积极进行，某同学计算他家天然气烧水的热效率将的水倒入烧水壶中，并测出水温为。在一个标准大气压下，把水刚加热到时，测出消耗天然气。已知水的比热容，天然气热值约为。求：(1)将这些水烧开，需吸收多少热量；(2)在这种情况下，燃烧的天然气放出了多少热量；(3)他家天然气灶的效率。过关检测1、如图所示，在试管里盛适量的水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。下列说法正确的是（）A．水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度升高B．实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大C．玻璃管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气D．“白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的压缩冲程2、小明取少量燃料置于燃烧皿中，点燃后对100g的热水加热4min，然后立即将其熄灭，测得消耗燃料4.2g，并根据实验数据绘制了水温随时间变化的图像如图乙中a线所示。已知此过程中燃料均匀燃烧放热，该燃料的热值为2×106J/kg，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，整个过程中忽略水的质量变化，下列说法中正确的是（）A．通过图像计算得知4min水吸收到的热量为2520JB．通过计算得出燃料燃烧放出热量有40%被水吸收C．水吸收的热量和燃料燃烧放出的热量都与加热时间成正比D．若实验装置和热损失比例均不变，利用该燃料加热另一杯水绘出了如图乙中b线所示图像，则这杯水的质量大于上一杯水的质量3、如图，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间后，橡胶塞被冲出。则（）A．管内水蒸气的内能不变 B．管内水蒸气对橡胶塞做了功C．水所含的热量增加 D．灯中剩余酒精的热值变小4、（多选）下列关于汽油机和柴油机的说法正确的有（）A．两种机器的工作过程均分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程B．柴油机通过压缩空气直接点燃柴油，而汽油机需要火花塞点火C．吸气冲程中，汽油机吸进气缸的只有空气，柴油机吸进的是柴油和空气的混合气D．从热机的分类来看，汽油机是内燃机，柴油机不是内燃机5、如图所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，下列说法正确的是（）A．此时汽油机正处在做功冲程B．汽油机吸气冲程吸入的是空气C．换用热值更高的燃料，可以提高汽油机的效率D．若飞轮转速是800r/min，做功冲程中燃气推动活塞一次做功1500J，汽油机的功率是10kW6、（1）甲实验中，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，看到的现象是，此实验得到的结论是：对（选填“棉花”或“筒内气体”）做功，它的内能会增加。实验中如果不放入棉花，该结论（选填“成立”或“不成立”）；（2）乙实验中，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去。图中图所对应的能量转化过程与乙实验相同。若该汽油机飞轮转速为1800r/min，则汽油机每秒对外做功次。A．B．C．D．7、现代生活越来越离不开热机，因此全面了解和认清热机的结构和工作过程对我们的生活至关重要，请你完成下面围绕“热机”展开的一些问题：（1）如图所示的流程图是用来说明汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况，请将其补充完整，①；②；③；④；（2）如图所示，在试管中装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾后，水蒸气把橡皮塞冲出的过程中是能转化为能，图中情景可用来演示四冲程汽油机工作过程中的冲程；（3）单缸四冲程汽油机工作时，有些冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的来完成，只有一个冲程不是这样，这个冲程是冲程；（4）我们发现热机工作时，一般要在汽缸的外面安装一个水箱用来降低汽缸的温度，是利用水的特性，这是采用的方式来减小汽缸的内能的。8、如图所示，这是汽油机的冲程；已知汽油的热值是4.6×107J/kg，3kg汽油完全燃烧，放出热量J，若某汽车发动机的效率是20%，消耗这3kg汽油使该汽车在水平路面上匀速行驶了40km，则该汽车发动机的牵引力为N。9、近年来，蕲春县引入的氢燃料新能源公交车投放使用，氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世界最理想的能源[c水＝4.2×103/(kg•℃)；q氢＝1.4×108J/kg]，求：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；（2）若这些热量全部被质量为200kg，初温为15℃的水吸收，求水温升高到多少摄氏度？（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量有70%被公交车用来做功，则这些热量能让公交车行驶多长时间？10、一台四缸发动机，其主要技术指标如下表所示。其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上个运动的距离(即冲程长)。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。排量2.0L输出功率100KW转速3000r/min（1）该发动机在1min内做功？（2）单缸排量V=L，在一个做功冲程里，燃气对活塞的平均压强Pa。（1L=10-3m3）

第七章内能第3节热机考点剖析1、汽油机的四个冲程中，哪个冲程存在着化学能转化为内能的过程（）A． B． C． D．【答案】C【解析】A．进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，没有能量转化，故A不符合题意；B．两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能，故B不符合题意；C．两气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，此冲程燃料燃烧时，化学能转化为内能，然后对外做功时内能转化为机械能，故C符合题意；D．进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，没有能量转化，故D不符合题意。故选C。2、下列关于热机效率的说法中正确的是（）A．蒸汽机的效率比内燃机高B．热机的功率越大，它的效率也一定越高C．用来做有用功的那部分能量跟燃料燃烧放出的能量之比叫热机效率D．用来做有用功的那部分能量跟燃料完全燃烧所放出的能量之比叫热机效率【答案】D【解析】A．在热机中，蒸汽机的效率最低，故A错误；B．热机做功越快，表示热机的功率越大，与效率无关，故B错误；CD．根据热机效率的定义，热机所做有用功（有效利用的能量）与燃料完全燃烧释放的热量之比叫做热机效率，故C错误，D正确。故选D。3、关于图所示的热现象，说法正确的是（）A．图甲中炙热的铁水具有内能，冰冷的冰块没有内能B．图乙中冬天搓手取暖是将内能转化为机械能C．图丙中用湿毛巾冷敷降温是通过热传递的方式减小人体的内能D．图丁中能量转化与汽油机做功冲程能量转化都是机械能转化为内能【答案】C【解析】A．不管物体温度高低，都具有内能，一切物体都具有内能，故A错误；B．冬天搓手取暖是通过做功的方式改变手的内能，此过程中将机械能转化为内能，故B错误；C．用湿毛巾冷敷降温，湿毛巾从人体吸收热量，使人体降温，内能减小，所以是通过热传递的方式减小人体的内能，故C正确；D．向下压活塞，对筒内空气做功，空气内能增加，温度升高，将机械能转化为内能；汽油机做功冲程是将内能转化为机械能，二者能量转化不同，故D错误。故选C。4、下列选项可能符合汽车等热机能量流向的是（）A． B．C． D．【答案】D【解析】热机燃烧燃料放出的能量，有部分转化为提供热机动力的机械能，还有相当部分能量散失了。而汽油机的效率一般为20%~30%，则机械能约为W机械能=ηW=30%×1000J=300J散失的内能W内能=W-W机械能=1000J-300J=700J；故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。5、汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（）A．甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高B．由乙图可知该汽油机的效率是30%C．汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值D．为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值【答案】A【解析】A．如图甲所示，进气孔和排气孔都关闭，活塞向上运动，压缩气体，对气体做功，气体温度升高，这是汽油机的压缩冲程，故A正确；B．由乙图可知该汽油机的效率为η=100%-6%-30%-36%=28%，故B错误；CD．热值是燃料完全燃烧时的放出的热量和质量之比，燃料的热值只与燃料的种类和状态有关，与燃料是否完全燃烧无关，燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的利用率，不会降低燃料的热值；为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的利用率，不能提高燃料的热值，故CD错误。故选A。6、已知汽油的热值是，400g汽油完全燃烧可放出热量J；如图所示，是某单缸四冲程汽油机的冲程，该冲程中将机械能转化为能。【答案】1.84×107压缩内【解析】400g汽油完全燃烧可放出热量；如图，进气门和排气门都是关闭的，活塞向上运动，为压缩冲程，该冲程中机械能转化为内能。7、如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图，B图是冲程，与它原理相同的是图所示的演示实验。【答案】压缩E【解析】B图汽油机两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能。图E中活塞向下运动，压缩玻璃筒内的气体，机械能转化为内能，与汽油机的压缩冲程原理相同。8、国家提倡节能减排，各地“煤改气”正在积极进行，某同学计算他家天然气烧水的热效率将的水倒入烧水壶中，并测出水温为。在一个标准大气压下，把水刚加热到时，测出消耗天然气。已知水的比热容，天然气热值约为。求：(1)将这些水烧开，需吸收多少热量；(2)在这种情况下，燃烧的天然气放出了多少热量；(3)他家天然气灶的效率。【答案】(1)；(2)；(3)35%【解析】(1)将这些水烧开需吸收的热量；(2)燃烧的天然气，放出的热量为；(3)他家天然气灶的效率是。过关检测1、如图所示，在试管里盛适量的水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。下列说法正确的是（）A．水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度升高B．实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大C．玻璃管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气D．“白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的压缩冲程【答案】B【解析】A．水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度保持不变，故A错误；B．实验过程中加热试管使水沸腾，试管内的水吸收热量，这是通过热传递使试管内水的内能增大，故B正确；C．玻璃管口冒出的“白气”是水蒸气液化形成的小水珠，故C错误；D．“白气”使小叶轮转动的过程是内能转化为机械能，相当于汽油机的做功冲程，故D错误。故选B。2、小明取少量燃料置于燃烧皿中，点燃后对100g的热水加热4min，然后立即将其熄灭，测得消耗燃料4.2g，并根据实验数据绘制了水温随时间变化的图像如图乙中a线所示。已知此过程中燃料均匀燃烧放热，该燃料的热值为2×106J/kg，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，整个过程中忽略水的质量变化，下列说法中正确的是（）A．通过图像计算得知4min水吸收到的热量为2520JB．通过计算得出燃料燃烧放出热量有40%被水吸收C．水吸收的热量和燃料燃烧放出的热量都与加热时间成正比D．若实验装置和热损失比例均不变，利用该燃料加热另一杯水绘出了如图乙中b线所示图像，则这杯水的质量大于上一杯水的质量【答案】C【解析】A．对100g的热水加热2min，水的温度从93℃上升到99℃，则水吸收到的热量是Q水=m水c水Δt=100×10-3kg×4.2×103J/(kg•℃)×(99℃-93℃)=2520J；4min水吸收到的热量为2min吸收热量的2倍，故A错误；B．消耗燃料4.2g，则燃料放出的热量是Q放=4.2×10-3kg×2×106J/kg=8.4×103J燃料燃烧放出热量的40%为Q'=Q放×40%=3.36×103J；水吸收的热量是2520J，故B错误；C．由题意可知，燃料均匀燃烧放热，所以燃料燃烧的热量与加热时间成正比，由图乙可知，水的温度与时间成正比，根据Q=cmΔt可知，吸收的热量与时间成正比，故C正确；D．由图可知，相同时间，两杯水吸收的热量相同，温度变化相同，根据Q=cmΔt可知两杯水的质量相等，故D错误。故选C。3、如图，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间后，橡胶塞被冲出。则（）A．管内水蒸气的内能不变 B．管内水蒸气对橡胶塞做了功C．水所含的热量增加 D．灯中剩余酒精的热值变小【答案】B【解析】A．用橡胶塞塞住管口，随着酒精灯给试管不断加热，试管内的水和水蒸气吸收热量，内能都在不断增大，故A不符合题意；B．将水加热一段时间后，橡胶塞被冲出，这是管内水蒸气对橡胶塞做了功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，故B符合题意；C．热量是在热传递过程中传递内能的多少，是一个过程量，不能说所含有热量，故C不符合题意；D．热值是燃料的固有属性，热值的大小和物质种类有关，和质量、体积、是否完全充分燃烧都没有关系，所以灯中剩余酒精的热值不变，故D不符合题意。故选B。4、（多选）下列关于汽油机和柴油机的说法正确的有（）A．两种机器的工作过程均分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程B．柴油机通过压缩空气直接点燃柴油，而汽油机需要火花塞点火C．吸气冲程中，汽油机吸进气缸的只有空气，柴油机吸进的是柴油和空气的混合气D．从热机的分类来看，汽油机是内燃机，柴油机不是内燃机【答案】AB【解析】A．两种机器的一个工作循环由四个冲程组成，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，故A正确；B．柴油机在压缩冲程中对空气进行压缩，在压缩冲程末喷油嘴喷出柴油，柴油遇到高温高压的空气燃烧起来，即通过压缩空气直接点燃柴油；汽油机则是在压缩冲程中对空气和汽油混合物进行压缩，在压缩冲程末花火塞点火，使汽油燃烧，故B正确；C．吸气冲程中，汽油机吸进气缸的是空气和汽油的混合物，柴油机吸进的只有空气，故C错误；D．从热机的分类来看，汽油机和柴油机都是内燃机，故D错误。故选AB。5、如图所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，下列说法正确的是（）A．此时汽油机正处在做功冲程B．汽油机吸气冲程吸入的是空气C．换用热值更高的燃料，可以提高汽油机的效率D．若飞轮转速是800r/min，做功冲程中燃气推动活塞一次做功1500J，汽油机的功率是10kW【答案】D【解析】A．两气门关闭，活塞向上运动，此时汽油机正处在压缩冲程，故A错误；B．汽油机吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物，故B错误；C．热机的效率与燃料的热值没有关系，提高燃料的利用率是提高热机效率的关键，故C错误；D．汽油机飞轮转速800r/min，每分钟飞轮转动800圈，完成400个工作循环，对外做功400次。做功冲程工作时，推动活塞一次做功1500J，1min做的功W=1500J×400=6×105J；则这台汽油机的功率为；故D正确。故选D。6、（1）甲实验中，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，看到的现象是，此实验得到的结论是：对（选填“棉花”或“筒内气体”）做功，它的内能会增加。实验中如果不放入棉花，该结论（选填“成立”或“不成立”）；（2）乙实验中，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去。图中图所对应的能量转化过程与乙实验相同。若该汽油机飞轮转速为1800r/min，则汽油机每秒对外做功次。A．B．C．D．【答案】棉花点燃

筒内气体

成立

C

15【解析】（1）用力将活塞迅速下压，活塞压缩筒内气体做功，桶内气体内能增加，温度升高，当温度达到棉花燃点时，棉花燃烧。活塞对筒内气体做功，棉花的内能会增加。一个物体对另一个物体做功，另一个物体的内能会增加，实验中如果不放入棉花，该结论依然成立。（2）乙实验中，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去，酒精的内能转化为盒盖的机械能，与内燃机做功冲程的能量转化相同。A．图中进气阀开启，排气阀关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，故A不符合题意；B．图中两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故B不符合题意；C．图中火花塞点火，两气阀关闭，活塞向下运动，是做功冲程，故C符合题意；D．图中进气阀关闭，排气阀开启，活塞向上运动，是排气冲程，故D不符合题意。故选C。汽油机飞轮转两转，对外做功一次，若该汽油机飞轮转速为1800r/min，则汽油机每秒对外做功。7、现代生活越来越离不开热机，因此全面了解和认清热机的结构和工作过程对我们的生活至关重要，请你完成下面围绕“热机”展开的一些问题：（1）如图所示的流程图是用来说明汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况，请将其补充完整，①；②；③；④；（2）如图所示，在试管中装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾后，水蒸气把橡皮塞冲出的过程中是能转化为能，图中情景可用来演示四冲程汽油机工作过程中的冲程；（3）单缸四冲程汽油机工作时，有些冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的来完成，只有一个冲程不是这样，这个冲程是冲程；（4）我们发现热机工作时，一般要在汽缸的外面安装一个水箱用来降低汽缸的温度，是利用水的特性，这是采用的方式来减小汽缸的内能的。【答案】压缩冲程

机械能转化为内能

做功冲程

内能转化为机械能

内

机械

做功

惯性

做功

比热容大

热传递【解析】（1）内燃机的四个冲程是吸气冲程、压缩冲程(压缩冲程活塞压缩燃料混合物做功，将机械能转化为内能)、做功冲程(做功冲程高温高压的燃气推动活塞对活塞做功，将内能转化为机械能)、排气冲程。（2）当加热试管到一定程度时，水蒸气的内能足够大会将塞子冲出，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能；此过程的能量转化关系是内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程类似。（3）在内燃机的做功冲程中，燃气的内能转化为活塞的机械能，而吸气冲程、压缩冲程、排气冲程都是靠飞轮的惯性完成的。（4）一般要在汽缸的外面安装一个水箱用来降低汽缸的温度，是因为水的比热容相对较大，所以在质量相同的情况下可以吸收更多的热量，这是采用热传递的方式来减小汽缸的内能的。8、如图所示，这是汽油机的冲程；已知汽油的热值是4.6×107J/kg，3kg汽油完全燃烧，放出热量J，若某汽车发动机的效率是20%，消耗这3kg汽油使该汽车在水平路面上匀速行驶了40km，则该汽车发动机的牵引力为N。【答案】压缩1.38×108J690【解析】图中的进、排气门都关闭，活塞上行，所以，这是压缩冲程，将机械能转化为内能。由知道，完全燃烧3kg汽油放出的热量；由