7.3 熱機 同步練習

第七章內能第3節(jié)熱機考點剖析1、汽油機的四個沖程中，哪個沖程存在著化學能轉化為內能的過程（）A． B． C． D．2、下列關于熱機效率的說法中正確的是（）A．蒸汽機的效率比內燃機高B．熱機的功率越大，它的效率也一定越高C．用來做有用功的那部分能量跟燃料燃燒放出的能量之比叫熱機效率D．用來做有用功的那部分能量跟燃料完全燃燒所放出的能量之比叫熱機效率3、關于圖所示的熱現象，說法正確的是（）A．圖甲中炙熱的鐵水具有內能，冰冷的冰塊沒有內能B．圖乙中冬天搓手取暖是將內能轉化為機械能C．圖丙中用濕毛巾冷敷降溫是通過熱傳遞的方式減小人體的內能D．圖丁中能量轉化與汽油機做功沖程能量轉化都是機械能轉化為內能4、下列選項可能符合汽車等熱機能量流向的是（）A． B．C． D．5、汽車是現代生活中最常見的一種交通工具，如圖甲、乙分別是某汽油機的某沖程及能量流向圖。下列有關說法正確的是（）A．甲圖是壓縮沖程，活塞對氣缸內的氣體做功，氣體的溫度升高B．由乙圖可知該汽油機的效率是30%C．汽車尾氣中的“汽油味”越濃燃料燃燒得越不充分，這會降低燃料的熱值D．為節(jié)能冬天汽車都會利用尾氣中的余熱給車內供暖，該舉措大大提高了燃料的熱值6、已知汽油的熱值是，400g汽油完全燃燒可放出熱量J；如圖所示，是某單缸四沖程汽油機的沖程，該沖程中將機械能轉化為能。7、如圖所示，圖A、B、C、D是四沖程汽油機的工作示意圖，圖E、F是演示實驗的示意圖，B圖是沖程，與它原理相同的是圖所示的演示實驗。8、國家提倡節(jié)能減排，各地“煤改氣”正在積極進行，某同學計算他家天然氣燒水的熱效率將的水倒入燒水壺中，并測出水溫為。在一個標準大氣壓下，把水剛加熱到時，測出消耗天然氣。已知水的比熱容，天然氣熱值約為。求：(1)將這些水燒開，需吸收多少熱量；(2)在這種情況下，燃燒的天然氣放出了多少熱量；(3)他家天然氣灶的效率。過關檢測1、如圖所示，在試管里盛適量的水，用帶玻璃管的膠塞塞住試管口，加熱試管使水沸騰，玻璃管口冒出的“白氣”推動管口處的小葉輪轉動。下列說法正確的是（）A．水在沸騰過程中，不斷吸收熱量，溫度升高B．實驗過程中通過熱傳遞使試管內水的內能增大C．玻璃管口冒出的“白氣”是水汽化形成的水蒸氣D．“白氣”使小葉輪轉動的過程相當于汽油機的壓縮沖程2、小明取少量燃料置于燃燒皿中，點燃后對100g的熱水加熱4min，然后立即將其熄滅，測得消耗燃料4.2g，并根據實驗數據繪制了水溫隨時間變化的圖像如圖乙中a線所示。已知此過程中燃料均勻燃燒放熱，該燃料的熱值為2×106J/kg，水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，整個過程中忽略水的質量變化，下列說法中正確的是（）A．通過圖像計算得知4min水吸收到的熱量為2520JB．通過計算得出燃料燃燒放出熱量有40%被水吸收C．水吸收的熱量和燃料燃燒放出的熱量都與加熱時間成正比D．若實驗裝置和熱損失比例均不變，利用該燃料加熱另一杯水繪出了如圖乙中b線所示圖像，則這杯水的質量大于上一杯水的質量3、如圖，在試管內裝些水，用橡膠塞塞住管口，將水加熱一段時間后，橡膠塞被沖出。則（）A．管內水蒸氣的內能不變 B．管內水蒸氣對橡膠塞做了功C．水所含的熱量增加 D．燈中剩余酒精的熱值變小4、（多選）下列關于汽油機和柴油機的說法正確的有（）A．兩種機器的工作過程均分為吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程B．柴油機通過壓縮空氣直接點燃柴油，而汽油機需要火花塞點火C．吸氣沖程中，汽油機吸進氣缸的只有空氣，柴油機吸進的是柴油和空氣的混合氣D．從熱機的分類來看，汽油機是內燃機，柴油機不是內燃機5、如圖所示是一臺單缸四沖程汽油機工作狀態(tài)示意圖，下列說法正確的是（）A．此時汽油機正處在做功沖程B．汽油機吸氣沖程吸入的是空氣C．換用熱值更高的燃料，可以提高汽油機的效率D．若飛輪轉速是800r/min，做功沖程中燃氣推動活塞一次做功1500J，汽油機的功率是10kW6、（1）甲實驗中，在空氣壓縮引火儀的玻璃筒底部放一小團干燥的棉花，用力將活塞迅速下壓，看到的現象是，此實驗得到的結論是：對（選填“棉花”或“筒內氣體”）做功，它的內能會增加。實驗中如果不放入棉花，該結論（選填“成立”或“不成立”）；（2）乙實驗中，按動電火花發(fā)生器的按鈕，點燃盒內酒精，盒蓋被打出去。圖中圖所對應的能量轉化過程與乙實驗相同。若該汽油機飛輪轉速為1800r/min，則汽油機每秒對外做功次。A．B．C．D．7、現代生活越來越離不開熱機，因此全面了解和認清熱機的結構和工作過程對我們的生活至關重要，請你完成下面圍繞“熱機”展開的一些問題：（1）如圖所示的流程圖是用來說明汽油機的一個工作循環(huán)及涉及到的主要能量轉化情況，請將其補充完整，①；②；③；④；（2）如圖所示，在試管中裝些水，用橡皮塞塞住，加熱使水沸騰后，水蒸氣把橡皮塞沖出的過程中是能轉化為能，圖中情景可用來演示四沖程汽油機工作過程中的沖程；（3）單缸四沖程汽油機工作時，有些沖程是輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的飛輪的來完成，只有一個沖程不是這樣，這個沖程是沖程；（4）我們發(fā)現熱機工作時，一般要在汽缸的外面安裝一個水箱用來降低汽缸的溫度，是利用水的特性，這是采用的方式來減小汽缸的內能的。8、如圖所示，這是汽油機的沖程；已知汽油的熱值是4.6×107J/kg，3kg汽油完全燃燒，放出熱量J，若某汽車發(fā)動機的效率是20%，消耗這3kg汽油使該汽車在水平路面上勻速行駛了40km，則該汽車發(fā)動機的牽引力為N。9、近年來，蘄春縣引入的氫燃料新能源公交車投放使用，氫燃料具有清潔無污染、效率高等優(yōu)點，被認為是21世界最理想的能源[c水＝4.2×103/(kg?℃)；q氫＝1.4×108J/kg]，求：（1）質量為0.3kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量；（2）若這些熱量全部被質量為200kg，初溫為15℃的水吸收，求水溫升高到多少攝氏度？（3）某氫能源公交車以140kW的恒定功率勻速行駛，如果0.3kg的氫燃料完全燃燒獲得熱量有70%被公交車用來做功，則這些熱量能讓公交車行駛多長時間？10、一臺四缸發(fā)動機，其主要技術指標如下表所示。其中排量等于四個汽缸工作容積的總和，汽缸工作容積指活塞從上止點到下止點所掃過的容積，又稱單缸排量，它取決于活塞的面積和活塞上個運動的距離(即沖程長)。轉速表示每分鐘曲軸或飛輪所轉的周數。排量2.0L輸出功率100KW轉速3000r/min（1）該發(fā)動機在1min內做功？（2）單缸排量V=L，在一個做功沖程里，燃氣對活塞的平均壓強Pa。（1L=10-3m3）

第七章內能第3節(jié)熱機考點剖析1、汽油機的四個沖程中，哪個沖程存在著化學能轉化為內能的過程（）A． B． C． D．【答案】C【解析】A．進氣門打開，排氣門關閉，活塞向下運動，是吸氣沖程，沒有能量轉化，故A不符合題意；B．兩氣門關閉，活塞向上運動，是壓縮沖程，機械能轉化為內能，故B不符合題意；C．兩氣門關閉，活塞向下運動，是做功沖程，此沖程燃料燃燒時，化學能轉化為內能，然后對外做功時內能轉化為機械能，故C符合題意；D．進氣門關閉，排氣門打開，活塞向上運動，是排氣沖程，沒有能量轉化，故D不符合題意。故選C。2、下列關于熱機效率的說法中正確的是（）A．蒸汽機的效率比內燃機高B．熱機的功率越大，它的效率也一定越高C．用來做有用功的那部分能量跟燃料燃燒放出的能量之比叫熱機效率D．用來做有用功的那部分能量跟燃料完全燃燒所放出的能量之比叫熱機效率【答案】D【解析】A．在熱機中，蒸汽機的效率最低，故A錯誤；B．熱機做功越快，表示熱機的功率越大，與效率無關，故B錯誤；CD．根據熱機效率的定義，熱機所做有用功（有效利用的能量）與燃料完全燃燒釋放的熱量之比叫做熱機效率，故C錯誤，D正確。故選D。3、關于圖所示的熱現象，說法正確的是（）A．圖甲中炙熱的鐵水具有內能，冰冷的冰塊沒有內能B．圖乙中冬天搓手取暖是將內能轉化為機械能C．圖丙中用濕毛巾冷敷降溫是通過熱傳遞的方式減小人體的內能D．圖丁中能量轉化與汽油機做功沖程能量轉化都是機械能轉化為內能【答案】C【解析】A．不管物體溫度高低，都具有內能，一切物體都具有內能，故A錯誤；B．冬天搓手取暖是通過做功的方式改變手的內能，此過程中將機械能轉化為內能，故B錯誤；C．用濕毛巾冷敷降溫，濕毛巾從人體吸收熱量，使人體降溫，內能減小，所以是通過熱傳遞的方式減小人體的內能，故C正確；D．向下壓活塞，對筒內空氣做功，空氣內能增加，溫度升高，將機械能轉化為內能；汽油機做功沖程是將內能轉化為機械能，二者能量轉化不同，故D錯誤。故選C。4、下列選項可能符合汽車等熱機能量流向的是（）A． B．C． D．【答案】D【解析】熱機燃燒燃料放出的能量，有部分轉化為提供熱機動力的機械能，還有相當部分能量散失了。而汽油機的效率一般為20%~30%，則機械能約為W機械能=ηW=30%×1000J=300J散失的內能W內能=W-W機械能=1000J-300J=700J；故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。5、汽車是現代生活中最常見的一種交通工具，如圖甲、乙分別是某汽油機的某沖程及能量流向圖。下列有關說法正確的是（）A．甲圖是壓縮沖程，活塞對氣缸內的氣體做功，氣體的溫度升高B．由乙圖可知該汽油機的效率是30%C．汽車尾氣中的“汽油味”越濃燃料燃燒得越不充分，這會降低燃料的熱值D．為節(jié)能冬天汽車都會利用尾氣中的余熱給車內供暖，該舉措大大提高了燃料的熱值【答案】A【解析】A．如圖甲所示，進氣孔和排氣孔都關閉，活塞向上運動，壓縮氣體，對氣體做功，氣體溫度升高，這是汽油機的壓縮沖程，故A正確；B．由乙圖可知該汽油機的效率為η=100%-6%-30%-36%=28%，故B錯誤；CD．熱值是燃料完全燃燒時的放出的熱量和質量之比，燃料的熱值只與燃料的種類和狀態(tài)有關，與燃料是否完全燃燒無關，燃料燃燒得越不充分，這會降低燃料的利用率，不會降低燃料的熱值；為節(jié)能冬天汽車都會利用尾氣中的余熱給車內供暖，該舉措大大提高了燃料的利用率，不能提高燃料的熱值，故CD錯誤。故選A。6、已知汽油的熱值是，400g汽油完全燃燒可放出熱量J；如圖所示，是某單缸四沖程汽油機的沖程，該沖程中將機械能轉化為能?！敬鸢浮?.84×107壓縮內【解析】400g汽油完全燃燒可放出熱量；如圖，進氣門和排氣門都是關閉的，活塞向上運動，為壓縮沖程，該沖程中機械能轉化為內能。7、如圖所示，圖A、B、C、D是四沖程汽油機的工作示意圖，圖E、F是演示實驗的示意圖，B圖是沖程，與它原理相同的是圖所示的演示實驗?！敬鸢浮繅嚎sE【解析】B圖汽油機兩個氣門都關閉，活塞向上運動，是壓縮沖程，機械能轉化為內能。圖E中活塞向下運動，壓縮玻璃筒內的氣體，機械能轉化為內能，與汽油機的壓縮沖程原理相同。8、國家提倡節(jié)能減排，各地“煤改氣”正在積極進行，某同學計算他家天然氣燒水的熱效率將的水倒入燒水壺中，并測出水溫為。在一個標準大氣壓下，把水剛加熱到時，測出消耗天然氣。已知水的比熱容，天然氣熱值約為。求：(1)將這些水燒開，需吸收多少熱量；(2)在這種情況下，燃燒的天然氣放出了多少熱量；(3)他家天然氣灶的效率?！敬鸢浮?1)；(2)；(3)35%【解析】(1)將這些水燒開需吸收的熱量；(2)燃燒的天然氣，放出的熱量為；(3)他家天然氣灶的效率是。過關檢測1、如圖所示，在試管里盛適量的水，用帶玻璃管的膠塞塞住試管口，加熱試管使水沸騰，玻璃管口冒出的“白氣”推動管口處的小葉輪轉動。下列說法正確的是（）A．水在沸騰過程中，不斷吸收熱量，溫度升高B．實驗過程中通過熱傳遞使試管內水的內能增大C．玻璃管口冒出的“白氣”是水汽化形成的水蒸氣D．“白氣”使小葉輪轉動的過程相當于汽油機的壓縮沖程【答案】B【解析】A．水在沸騰過程中，不斷吸收熱量，溫度保持不變，故A錯誤；B．實驗過程中加熱試管使水沸騰，試管內的水吸收熱量，這是通過熱傳遞使試管內水的內能增大，故B正確；C．玻璃管口冒出的“白氣”是水蒸氣液化形成的小水珠，故C錯誤；D．“白氣”使小葉輪轉動的過程是內能轉化為機械能，相當于汽油機的做功沖程，故D錯誤。故選B。2、小明取少量燃料置于燃燒皿中，點燃后對100g的熱水加熱4min，然后立即將其熄滅，測得消耗燃料4.2g，并根據實驗數據繪制了水溫隨時間變化的圖像如圖乙中a線所示。已知此過程中燃料均勻燃燒放熱，該燃料的熱值為2×106J/kg，水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，整個過程中忽略水的質量變化，下列說法中正確的是（）A．通過圖像計算得知4min水吸收到的熱量為2520JB．通過計算得出燃料燃燒放出熱量有40%被水吸收C．水吸收的熱量和燃料燃燒放出的熱量都與加熱時間成正比D．若實驗裝置和熱損失比例均不變，利用該燃料加熱另一杯水繪出了如圖乙中b線所示圖像，則這杯水的質量大于上一杯水的質量【答案】C【解析】A．對100g的熱水加熱2min，水的溫度從93℃上升到99℃，則水吸收到的熱量是Q水=m水c水Δt=100×10-3kg×4.2×103J/(kg?℃)×(99℃-93℃)=2520J；4min水吸收到的熱量為2min吸收熱量的2倍，故A錯誤；B．消耗燃料4.2g，則燃料放出的熱量是Q放=4.2×10-3kg×2×106J/kg=8.4×103J燃料燃燒放出熱量的40%為Q'=Q放×40%=3.36×103J；水吸收的熱量是2520J，故B錯誤；C．由題意可知，燃料均勻燃燒放熱，所以燃料燃燒的熱量與加熱時間成正比，由圖乙可知，水的溫度與時間成正比，根據Q=cmΔt可知，吸收的熱量與時間成正比，故C正確；D．由圖可知，相同時間，兩杯水吸收的熱量相同，溫度變化相同，根據Q=cmΔt可知兩杯水的質量相等，故D錯誤。故選C。3、如圖，在試管內裝些水，用橡膠塞塞住管口，將水加熱一段時間后，橡膠塞被沖出。則（）A．管內水蒸氣的內能不變 B．管內水蒸氣對橡膠塞做了功C．水所含的熱量增加 D．燈中剩余酒精的熱值變小【答案】B【解析】A．用橡膠塞塞住管口，隨著酒精燈給試管不斷加熱，試管內的水和水蒸氣吸收熱量，內能都在不斷增大，故A不符合題意；B．將水加熱一段時間后，橡膠塞被沖出，這是管內水蒸氣對橡膠塞做了功，將水蒸氣的內能轉化為塞子的機械能，故B符合題意；C．熱量是在熱傳遞過程中傳遞內能的多少，是一個過程量，不能說所含有熱量，故C不符合題意；D．熱值是燃料的固有屬性，熱值的大小和物質種類有關，和質量、體積、是否完全充分燃燒都沒有關系，所以燈中剩余酒精的熱值不變，故D不符合題意。故選B。4、（多選）下列關于汽油機和柴油機的說法正確的有（）A．兩種機器的工作過程均分為吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程B．柴油機通過壓縮空氣直接點燃柴油，而汽油機需要火花塞點火C．吸氣沖程中，汽油機吸進氣缸的只有空氣，柴油機吸進的是柴油和空氣的混合氣D．從熱機的分類來看，汽油機是內燃機，柴油機不是內燃機【答案】AB【解析】A．兩種機器的一個工作循環(huán)由四個沖程組成，分別是吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程，故A正確；B．柴油機在壓縮沖程中對空氣進行壓縮，在壓縮沖程末噴油嘴噴出柴油，柴油遇到高溫高壓的空氣燃燒起來，即通過壓縮空氣直接點燃柴油；汽油機則是在壓縮沖程中對空氣和汽油混合物進行壓縮，在壓縮沖程末花火塞點火，使汽油燃燒，故B正確；C．吸氣沖程中，汽油機吸進氣缸的是空氣和汽油的混合物，柴油機吸進的只有空氣，故C錯誤；D．從熱機的分類來看，汽油機和柴油機都是內燃機，故D錯誤。故選AB。5、如圖所示是一臺單缸四沖程汽油機工作狀態(tài)示意圖，下列說法正確的是（）A．此時汽油機正處在做功沖程B．汽油機吸氣沖程吸入的是空氣C．換用熱值更高的燃料，可以提高汽油機的效率D．若飛輪轉速是800r/min，做功沖程中燃氣推動活塞一次做功1500J，汽油機的功率是10kW【答案】D【解析】A．兩氣門關閉，活塞向上運動，此時汽油機正處在壓縮沖程，故A錯誤；B．汽油機吸氣沖程吸入的是空氣和汽油的混合物，故B錯誤；C．熱機的效率與燃料的熱值沒有關系，提高燃料的利用率是提高熱機效率的關鍵，故C錯誤；D．汽油機飛輪轉速800r/min，每分鐘飛輪轉動800圈，完成400個工作循環(huán)，對外做功400次。做功沖程工作時，推動活塞一次做功1500J，1min做的功W=1500J×400=6×105J；則這臺汽油機的功率為；故D正確。故選D。6、（1）甲實驗中，在空氣壓縮引火儀的玻璃筒底部放一小團干燥的棉花，用力將活塞迅速下壓，看到的現象是，此實驗得到的結論是：對（選填“棉花”或“筒內氣體”）做功，它的內能會增加。實驗中如果不放入棉花，該結論（選填“成立”或“不成立”）；（2）乙實驗中，按動電火花發(fā)生器的按鈕，點燃盒內酒精，盒蓋被打出去。圖中圖所對應的能量轉化過程與乙實驗相同。若該汽油機飛輪轉速為1800r/min，則汽油機每秒對外做功次。A．B．C．D．【答案】棉花點燃

筒內氣體

成立

C

15【解析】（1）用力將活塞迅速下壓，活塞壓縮筒內氣體做功，桶內氣體內能增加，溫度升高，當溫度達到棉花燃點時，棉花燃燒?；钊麑ν矁葰怏w做功，棉花的內能會增加。一個物體對另一個物體做功，另一個物體的內能會增加，實驗中如果不放入棉花，該結論依然成立。（2）乙實驗中，按動電火花發(fā)生器的按鈕，點燃盒內酒精，盒蓋被打出去，酒精的內能轉化為盒蓋的機械能，與內燃機做功沖程的能量轉化相同。A．圖中進氣閥開啟，排氣閥關閉，活塞向下運動，是吸氣沖程，故A不符合題意；B．圖中兩氣閥關閉，活塞向上運動，是壓縮沖程，故B不符合題意；C．圖中火花塞點火，兩氣閥關閉，活塞向下運動，是做功沖程，故C符合題意；D．圖中進氣閥關閉，排氣閥開啟，活塞向上運動，是排氣沖程，故D不符合題意。故選C。汽油機飛輪轉兩轉，對外做功一次，若該汽油機飛輪轉速為1800r/min，則汽油機每秒對外做功。7、現代生活越來越離不開熱機，因此全面了解和認清熱機的結構和工作過程對我們的生活至關重要，請你完成下面圍繞“熱機”展開的一些問題：（1）如圖所示的流程圖是用來說明汽油機的一個工作循環(huán)及涉及到的主要能量轉化情況，請將其補充完整，①；②；③；④；（2）如圖所示，在試管中裝些水，用橡皮塞塞住，加熱使水沸騰后，水蒸氣把橡皮塞沖出的過程中是能轉化為能，圖中情景可用來演示四沖程汽油機工作過程中的沖程；（3）單缸四沖程汽油機工作時，有些沖程是輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的飛輪的來完成，只有一個沖程不是這樣，這個沖程是沖程；（4）我們發(fā)現熱機工作時，一般要在汽缸的外面安裝一個水箱用來降低汽缸的溫度，是利用水的特性，這是采用的方式來減小汽缸的內能的?！敬鸢浮繅嚎s沖程

機械能轉化為內能

做功沖程

內能轉化為機械能

內

機械

做功

慣性

做功

比熱容大

熱傳遞【解析】（1）內燃機的四個沖程是吸氣沖程、壓縮沖程(壓縮沖程活塞壓縮燃料混合物做功，將機械能轉化為內能)、做功沖程(做功沖程高溫高壓的燃氣推動活塞對活塞做功，將內能轉化為機械能)、排氣沖程。（2）當加熱試管到一定程度時，水蒸氣的內能足夠大會將塞子沖出，將水蒸氣的內能轉化為塞子的機械能；此過程的能量轉化關系是內能轉化為機械能，與內燃機的做功沖程類似。（3）在內燃機的做功沖程中，燃氣的內能轉化為活塞的機械能，而吸氣沖程、壓縮沖程、排氣沖程都是靠飛輪的慣性完成的。（4）一般要在汽缸的外面安裝一個水箱用來降低汽缸的溫度，是因為水的比熱容相對較大，所以在質量相同的情況下可以吸收更多的熱量，這是采用熱傳遞的方式來減小汽缸的內能的。8、如圖所示，這是汽油機的沖程；已知汽油的熱值是4.6×107J/kg，3kg汽油完全燃燒，放出熱量J，若某汽車發(fā)動機的效率是20%，消耗這3kg汽油使該汽車在水平路面上勻速行駛了40km，則該汽車發(fā)動機的牽引力為N?！敬鸢浮繅嚎s1.38×108J690【解析】圖中的進、排氣門都關閉，活塞上行，所以，這是壓縮沖程，將機械能轉化為內能。由知道，完全燃燒3kg汽油放出的熱量；由