初中物理自主招生训练之-热学（三）

初中物理自主招生专题训练之——热学专题（三）

一.选择题（共13小题）

1.关于能量的转移和转化，下列判断正确的是（）

A.热量可以从低温物体转移到高温物体B.能量转移和转化没有方向性

C.电取暖器辐射到房间里的热量可以再利用D.汽车由于刹车散失的热量可以再自动地用来驱动汽车

2.有甲、乙两台汽油机，若在同一时间内甲做的有用功是乙做的有用功的2倍，甲的效率是25%,乙的效

率是20%,则在同样时间内，甲、乙两汽油机消耗的汽油之比为（）

A.2：5B.8：5C.5：8D.5：2

3.动车组列车进站前的减速过程分为两个阶段进行：第一阶段采用“再生刹车”技术，速度从250km/h减

至90km/h,这期间停止动力供给，列车依靠惯性继续前行，并带动发电机发电：第二阶段采用机械刹车,

速度从90km/h开始不断减小直至停I卜、关干列车进站过程中的能量转化,下列说法中正确的是（）

A.第一阶段减小的动能全部转化为电能，即电能等于减小的动能

B.第一阶段减小的动能有一部分转化为电能，即电能小于减小的动能

C.第二阶段减小的动能主要转化为内能，且内能等于减小的动能

D.第二阶段减小的动能主要转化为内能，且内能大于减小的动能

4.一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为1800r/min,则此汽油机每秒内（）

A.完成60个冲程，做功15次B.完成60个冲程，做功60次

C.完成30个冲程，做功30次D.完成120个冲程，做功30次

5.一台效率为40%的柴油机，当输出3.44Xl（）7j有用功时，消耗的柴油质量是多少？（）（柴油的热

值是4.3X1071/^）

A.0.8kgB.2kgC.0.32kgD.2.8kg

6.下列关于能量的说法中，正确的是（）

A.具有能量越多的物体，对外做功也一定越大

B.外界对物体做功，物体的温度一定升高

C.一个物体可以既具有机械能的同时，又具有大量的内能

D.流动的河水在没有推动任何物体做功时，不具有能量

7.以下关于能量转化的说法中正确的是（）

A.在平直马路边上匀速前进的洒水车动能不变

B.直升机匀速升空的过程中，动能不变，机械能增大

C.运动员被蹦床弹起时，动能转化为弹性势能

D.从滑梯上匀速滑下时，重力势能转化为动能

8.把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部（如图所示），松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上。乒乓

球在上升的过程中，它的机械能不断增加。下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是（）

A.是由水的内能转化来的B.是由水的重力势能转化来的

C.是由乒乓球的内能转化来的D.是由乒乓球的化学能转化来的

9.上世纪人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示，其工作原理是利用海

浪上下起伏的力量将空气吸入气室.压缩后再推入T作室，然后推动泯轮机带动发电机发电°那么（）

A.当海水下降时，阀门Ki开启，阀门上关闭B.当海水上升时，阀门Ki关闭，阀门上开启

C.当海水下降时，类似于汽油机的做功冲程D.当海水上升时，类似于汽油机的压缩冲程

10.如图所示，演员正在进行杂技表演。由图可估算出鸡蛋刚离开手时的动能最接近于（质量为m、速度

2

为v的物体所具有的动能的计算公式：Ek=lmv；质量为m的物体在高度h处的重力势能的计算公式:

2

11.随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家。一辆使用汽油为燃料的小汽车，

以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20kW.若小汽车行驶的路程为108km,

汽油的热值q=4.6Xl（）7j/kg,小汽车发动机的效率为25%.则关于小汽车在这段路程中，下列说法不正

确的是（）

A.运动的时间为1.5hB.发动机所做的功为l.OgXlNkJ

C.汽车所受的阻力为1000ND.消耗汽油的质量为5kg

12.一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km,消耗汽油10L,若这些汽油完全燃烧放出的热量

有30%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为4.6义1()7冰8，密度为0.7Xl()3kg/m3,则以下说法正

确的是()

①小轿车是将机械能转化为内能的机器

②这些汽油完全燃烧放出的热量为3.22Xl()8j

③汽车消耗的有用热量即有用功为9.66XJ07J

④这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力为966N

A.①②③④均正确B.只有①②③正确

C.只有②③④正确D.只有②④正确

13.某载重汽车自重123车轮与地面的总接触面积为0.50?,汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶

时，柴油发动机的功率为210kW,每行驶43s消耗柴油700g,柴油的热值为4.3Xl()7j/kg,g取i()N/kg。

下列说法中()

①完全燃烧700g柴油放出的热量为3.01X109J；②该柴油发动机效率为30%；

③汽车的牵引力为1.05X104N；④若公路所能承受的最大压强为8Xl()5pa,汽车最多能装载40l的货物。

A.只有①②正确B,只有③④正确C.只有①③正确D.只有②③正确

二.填空题(共13小题)

14.过春节时，同学们喜欢燃放鞭炮，一定要注意安全！有一种鞭炮，不需用火去点燃，只要稍用力将它

甩向地面，鞭炮就可以爆响。鞭炮与地面发生碰撞时，通过的方式，使它的内能(“增

大”或“减小”)，这是能转化为内能。

15.2012年3月，英国的科学家研发出一种“激光橡皮”，专门用来去除白纸上的黑色碳粉字迹。激光照

射下，纸张上的黑色碳粉直接升华为高温碳蒸气，同时字迹消失，这是能转化为能的过程。

为防止高温对纸张的破坏，激光照射时间需严格控制。

16.两台汽油机，甲的功率为乙的3倍，甲的效率为20%,乙的效率为25%,那么甲、乙每小时耗油量之

比为。

17.转速为2400r/min的四冲程单缸内燃机在1s内活塞对外做功次，若每次做功735J,该内燃机的

功率为Wo

18.科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在

第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做

功，水蒸气温度（填“升高”“降低”或“不变”），这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械

能，提高了热机的。为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是冲程。

19.小汽车的发动机的排气量有的标有“1.8T”，有的标有“1.8L”。“T”表示“涡轮增压”，通过给发

动机足量的空气来使汽油更允分地燃烧，因而比标“L”汽车发动机更节能，同样的汽油加在标“T"汽

车发动机内和加在标”L“汽车发动机内，其热值（选填“变大变小”或“不变”）。200g的汽

油完全燃烧放出的热量是J（q也由=4.6X107J/kg）

20.汽油发动机工作时，汽油必须和吸进的空气成适当的比例，才能形成可以有效燃烧的混合气，这就是

空燃比（可燃混合气中空气质量与燃油质量之比），某总排量为2.0L的发动机的空燃比为22：1,混合

燃气的密度为ISkg/n?,则发动机做一次功，燃料燃烧产生的热量为J,当发动机曲轴每分钟

转速为3000转时，此时汽车输出的机械功率为90kW.则该发动机每秒钟做功次，此时该发

动机的效率是%（汽油的热值为4.6X107j/kg）

21.一台四缸四冲程的汽油内燃机的活塞面积是300cm2,活塞行程为30.0cm,在做功冲程中，活塞所受燃

气的平均压强是4.5Xl（）5pa.机轴的转速是300r/min,汽油的热值4.6义lO’j/kg,如果这台汽油内燃机工

作一小时需要用掉10.6kg的汽油，则它的效率是o

22.一台单缸四冲程汽油机，如图甲是冲程，其能量转化情况与（选填“乙”或“丙”）

图用同，是通过方式飞轮改变了内能，转速是3600r/min,该汽油机每秒钟完成个工作循

环。该汽油机的能量流向如图丁所示，则该汽油机的热机效率为o

~燃料蝴烧放出的

热里（KXM0

一气G3%）|f

[-

泠却水（30%）|■一

，控勺插射（5j

甲乙丙丁

23.（1）如图1是汽车内燃机一个工作循环的四个冲程，一个工作循环的正确顺序是，其中图

所示冲程内燃机给汽车提供动力，若该内燃机转速为3600r/min,则每秒对外做功次.

（2）图2为某汽车内燃机的能量流向图，该内燃机的效率为；要提高这台内燃机的效率，可

以采取的措施是.

图1图2

24.汽油机是工农业生产中常用的热机，某型号汽油机的结构如图，若该汽油机的效率是20%,飞轮转速

是1200r/min<.

（1）此汽油机每秒钟完成个做功冲程，其中冲程将机械能转化为内能；

（2）当汽油燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时汽油机的效率将（升高/不变/降低）；

（3）为了降低汽缸体的温度，汽缸外有一个水箱，使汽缸被水包围着，用水来降低汽缸体的温度是因为

水的;

（4）汽车在爬坡时，驾驶员的操作总是加大油门同时减慢车速。那么，在爬坡时减慢车速的目的

25.利用图示装置可以将机械能转化为内能。当挂在滑轮上的两个重物落下时，装满水的容器中的叶片便

转动起来，使水的温度升高。假设两边滑轮所挂重物的质量均为mi,重物下落的高度为h,容器内水的

质量为m2,水升高的温度为水的比热容为c,这台机器的效率为。（用物理

量符号表示）

26.如图为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功

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做吸气、压缩和排气工

作。

（1）发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将能转化为

能。

（2）有一台四缸发动机，其主要技术指标如图表所示。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下运动的

距离（既冲程长）。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。

①该发动机在Is内做功J,单缸排量V=Lo

②在每个做功冲程里，发动机做功W=Jo

(3)在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W=pV,式中p表示燃气对活塞的压强，则

p=Pa。

(4)右图为发动机在做功冲程中的示意图。下面给出了公式W=pV的证明，请将推导过程补充完整(要

求与表达式均用S、1或p表示)：设活塞的面积为S,冲程长为1,燃气对活塞的压强为p,则燃气对活

塞的压力F=,燃气对活塞所做的功W=,又根据数学知识可知发动机的单缸排量V=,

故W=pV。

三.计算题(共10小题)

27.如图是建造楼房时常用的混凝土泵车，它使用柴油提供动力，能将搅拌好的混凝土抽到高处进行浇灌,

该车正常工作时每小时将60m3的混凝土输送到10m高的楼上，消耗柴油2kg,已知g取10N/kg,混凝

土密度P混凝土=4.3Xl()3kg/m3,柴油热值q柴油=4.3X1()7J7kg,求泵车的效率。

28.质量为3t的载重汽车，额定功率为IDOkW,车上装有6t的砂石。汽车先以10m/s的速度在平直公路.匕

以20kW的功率匀速行驶了lOmin,消耗汽油1.2kg,然后又以额定功率用了2min的时间，将砂石从山

坡底运送到50m高的坡顶施工现场。g取10N/kg。试问：

(1)1.2kg的汽油完全燃烧放出的热量为多少？(己知汽油的热值为4.5Xl()7j/kg)

(2)汽车在平直公路上匀速行驶时，受到的阻力为多少？

(3)汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是多少？

29.某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为5Xl(/3m2,一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm,满负

荷工作时做功冲程燃气的平均压强为8Xl()5pa,飞轮imin转动1800周，当汽油机满负荷工作时(不计

摩擦，汽油的热值为4.6X1071/^),求：

(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力；(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功；

(3)汽油机的功率。(4)若Imin内消耗汽油22.5g,该汽油机的效率。

30.据有关资料显示，天然气汽车和汽油互相比较尾气中的有害气体排放明显减少90%CO,24%CO2,90%

SO4,39%NO2,无粉尘排放，因此天然气被称为绿色能源，其他性能指标的比较:

热机效率热值价格

天然气发动机川=45%Qi=2.3X107J/m34.5元/n?

汽油发动机砸=30%Q2=4.6X107J/kg9.0元/kg

根据上表提供的信息，通过计算说明:

(1)天然气汽车燃烧In?天然气所做的有用功是多少？做同样多的有用功，汽油车需要燃烧多少千克汽

油？

(2)若某公交汽车每天消耗120m3的天然气，与用汽油相比，它每天节约的运行成本是多少？

31.我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性

能，该飞机最大起飞质量为37t,最大飞行高度达20000m,最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h）,

最大载油量为10t,飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见表:

速度v/(m/s)100200300400500

阻力f/N0.3X1041.2X1042.7X1044.8X1047.5X104

己知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%,飞机使用的航空燃油的热值为5X

107J/kg.求：

（1）飞机发动机完全燃烧101燃油获得的能量是多少焦？

（2）若燃油完全燃烧放出热量的84%被水吸收，则10t燃油完全燃烧可将多少吨水从20C加热到70℃?

（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少？

32.某燃料动力汽车（内燃机提供能量）经多次测试后，发现所受阻力与车速的关系如图所示。在某次测

试中，汽车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶了0.5h,求该过程中：

（1）汽车所受的牵引力。

（2）若内燃机完全燃烧燃料时所释放的能量中有20%转化为汽车牵引力所做的功，则该过程需要消耗多

少千克的燃料？（已知燃料的热值是5.0Xl（）7j/kg）

3050V/(knVh)

33.某排气量为V0L的家庭轿车，其发动机为四缸四冲程汽油机，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强

为pkpa,曲轴转速为Nr/min。汽油机工作时的最佳空燃比（即空气和燃油的质量比）为k：1,若发动机

汽油和空气的混合密度为pkg/n?,汽油的热值为qJ/kg,汽缸活塞面的直径为d米，做功冲程中活塞的

行程为s米。当汽油机满负荷工作时［不计摩擦），则一个做功冲程中燃气对活塞做的功为？该汽油机

的效率为？

34.某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30cm2,一个冲程活塞在汽缸中的移动距离是50mm,满负荷工

作时做功冲程燃气的平均压强为g.OXldPa,飞轮Imin转动1800r,当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），

若1min消耗汽油0.008kg,汽油的热值为4.6XlO’j/kg,求：

（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力；

（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功；

（3）该汽油机的效率。

（4）若燃气对活塞的平均压强为p,设活塞的面积为S,冲程长为L,汽缸工作容积（单缸排量）为V,

如图所示，请推导出一个做功冲程燃气对活塞做的功W=pV。

气缸/一、、

35.如图是单缸四冲程汽油机的剖面图。表中所示的是某品牌轿车汽油发动机的部分参数。其中“额定功

率”是发动机工作时的最大机械能功率。“额定转速”是对应额定功率下发动机曲轴的转速。“排气量”

是发动机气缸的工作容积，是指所有气缸内活塞从下止点到达上止点所扫过的容积之和。“压缩比”即

气虹总容积，