14.1 热机 提优训练-2024-2025学年人教版物理九年级上学期

第十四章 内能的利用 第四节 热机 提优训练 【知识梳理】 知识1 热机 1.热机：利用燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的机器统称为热机。 (1)工作原理：燃料在燃烧时，将化学能转化为内能，内能转化为机械能。 (2)热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 2.内燃机：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机叫内燃机。主要有汽油机和柴油机两种。 知识2 汽油机 利用做功改变内能 1.汽油机：利用汽缸内燃烧汽油产生高温高压的燃气来推动活塞做功的热机。 2.工作过程：汽油机在工作时，活塞在汽缸内往复运动，活塞从汽缸的一端运动到汽缸的另一端，叫一个冲程。 冲程名称 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 气门开、关情况 只有一个气门（进气门）打开 两个气门都关闭 两个气门都关闭 只有一个气门（排气门）打开 活塞的运动方向 向下运动 向上运动 向下运动 向上运动 能量的转化情况 机械能转化成内能 内能转化成机械能 示意图 知识 3 柴油机 1.工作原理：利用汽缸内燃烧柴油所产生的高温高压的燃气来推动活塞做功。 2.主要构造：与汽油机大致相同，所不同的是柴油机汽缸顶部无火花塞，而是喷油嘴。 3.工作过程：与汽油机大致相同，也是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，在一个工作循环中，曲轴和飞轮转动两周，对外做功一次。 【解题方法指导】 1. 电动机不属于热机，它是把电能→机械能。 2. 4：四个冲程2：活塞往复两次，飞轮、曲轴转动两周1：对外做功一次判断内燃机四个冲程的方法。 3. 一门打开，上排下吸气；两门关闭，上压下做功。“上”、“下”是指活塞向上运动或向下运动，先看进气门和排气门的关闭情况再看活塞的运动方向。 4. 轮巧音小汽油机，价格贵来效率低；笨重声大柴油机，效率高来较便宜汽油机和柴油机，结构特点有分歧，汽油机有火花塞，大花点、燃生力气；柴油机有喷油嘴，喷油压燃更有力。 【典型例题提优】 考点一 汽油机 【例1】下图为汽油机工作时的四个冲程，能使汽车获得动力的冲程是（ ） 【例2】如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，不是靠飞轮惯性完成的冲程是() 【例3】如图所示是四冲程汽油机的其中一个冲程剖面图，下列描述正确的是（ ） A．吸气冲程中，只有汽油被吸入汽缸 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，燃料释放的能量少部分转化为机械能 D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分 【例4】一台单缸四冲程汽油机，当飞轮转速是2400r/min时，它每秒钟对外做功___________次；做功冲程是将___________转化为机械能。 【例5】如图所示，该冲程为汽油机的________冲程，其中飞轮的转速为3600r/min。则这台汽油机活塞在1s内对外做功________次，共完成了________个冲程。 【例6】如图所示，吹气球时，气球没握住飞跑了！捡起气球会发现之的嘴部温度变低了，该过程与内燃机四冲程中相同的是（ ） A． B． C． D． 考点二 柴油机 【例7】关于汽油机和柴油机的区别，下列说法中你认为不妥的是（ ） A．柴油机比汽油机费用低廉，但比较笨重 B．柴油机吸入汽缸的是空气，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物 C．汽油机的汽缸顶部有喷油嘴，柴油机的顶部有火花塞 D．在做功冲程中，柴油机的点火方式是压燃式，汽油机的点火方式是点燃式 【例8】关于四冲程汽油发动机内部工作描述正确的是（　　） A．吸气冲程时，吸入的是空气 B．通过喷油嘴压燃点火，在压缩冲程时，将机械能转化为内能， C．做功冲程时，若每次对外做功1000J，则2400r/min的发动机的额定功率为20kW D．排气冲程时，排出的废气已经没有内能了全转化为机械能了 【例9】关于汽油机和柴油机描述正确的是（　　） A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B．柴油机在吸气冲程中，柴油和空气的混合物进入汽缸 C．做功冲程中，燃料释放的能量100%转化为机械能 D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的大部分能量 【提优巩固练习】 1. 下列说法中不正确的是（　　） A．汽油机采用“点燃式”方式点火 B．用水作汽车冷却剂是利用了水的比热容大的特点 C．“破镜不能重圆”说明分子间斥力太大了 D．中秋期间，育才校园金桂飘香，能闻到桂花香是由于分子在不停地做无规则运动 2. 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．丙图中活塞向上运动是内燃机的做功冲程 C．乙图中一定质量的冰在熔化过程中，温度不变，但内能增加 D．丁图中小朋友下滑时，内能转化为机械能 3. 下列所示的工具工作过程中使用热机的是(　　) A． B． C． D． 4. 如图是两个演示实验的示意图，甲图是在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉，用力把活塞迅速下压，棉花就会立即燃烧；乙图是给试管里的水加热，水沸腾一段时间后，水蒸气推动橡胶塞迅速冲出试管口。根据实验现象判断，下列说法中错误的是（　　） A．甲图压下活塞的过程中，筒中气体的内能增大 B．甲图中压下活塞过程的能量转化与热机压缩冲程的能量转化相同 C．乙图中水蒸气推动橡胶塞冲出试管口过程的能量转化与内热机排气冲程的能量转化相同 D．乙图中水蒸气推动橡胶塞冲出试管口的过程中，水蒸气内能减少，瓶口会出现白雾 5. 下列说法正确的是（　　） A．图甲中活塞对空气做功，硝化棉温度升高，该过程相当于汽油机的压缩冲程 B．图乙中塞子冲出时将机械能转化为内能 C．图丙中现象说明两铅柱之间存在斥力 D．图丁瓶口产生“白气”现象是因为发生了汽化 6. 科幻大片《流浪地球》中地球为了脱离木星，主人公点燃了木星上的可燃气体，从而将地球推离木星，其中“点燃木星将地球推开”的过程，相当于热机的做功冲程。下列机器中，不属于热机的是（　　） A．洗衣机 B．柴油机 C．火箭 D．蒸汽轮机 7. 下面是小明同学的“物理学习笔记”中的摘录，其中正确的是（　　） A．热机的做功冲程将机械能转化为内能 B．夏日荷塘里荷花盛开，花香四溢说明分子在不停地做无规则运动 C．用锯条锯木板，锯条的温度升高是由于锯条从木板中吸收了热量 D．用水作为汽车发动机散热器的冷却剂，其主要原因是水的比热容较小 8. 如图是单缸四冲程汽油机的一个冲程，该汽油机转速为40r/s，则（　　） A．图示冲程为压缩冲程 B．该冲程中内能转化为机械能 C．气缸内汽油燃烧越充分，热值越大 D．该汽油机1s内完成10个该冲程 9. 如图为汽车发动机内部结构图，下列说法正确的是（　　） A．图中冲程能量转化是将机械能转为内能 B．汽油机在吸气冲程吸入的是空气 C．飞轮转速达到时，气缸内活塞每秒会经历120个冲程 D．汽车在压缩冲程中获得牵引力 10. 大多数汽车的内燃机采用的都是汽油机，如图所示的某单缸汽油机四冲程说法正确的是（　　） A．飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁 B．四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙乙甲 C．为汽车提供动力的冲程是甲 D．乙图中汽缸内气体温度会下降 11. 关于如图所示的四个情景，下列说法错误的是（　　） A．甲图中两个底面削平的铅块紧压在一起后能吊住重物，说明分子之间存在引力 B．乙图中塞子受到水蒸气的压力而冲出去，水蒸气的内能转化为塞子的机械能 C．丙图中红墨水在热水中扩散得快，说明扩散快慢与温度有关 D．丁图中活塞向上运动，这是内燃机的压缩冲程 12. 如图所示为汽油机工作过程的几个乱序示意图，下列说法正确的是（　　） A．图甲是压缩冲程，内能转化为机械能 B．该内燃机一个工作循环有四个冲程正确的顺序是乙、丁、甲、丙 C．靠惯性完成的冲程是甲、乙、丁 D．丁是做功冲程，把绝大部分的内能转化为机械能 13. 科学课上老师做了如图所示的实验：在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉，迅速下压活塞，硝化棉燃烧，此过程与下图中（　　）图所示冲程的能量转化相同。 A． B． C． D． 14. 多数的汽油机一个工作循环可分为四个冲程，依次是吸气冲程、 、 、排气冲程． 15. 汽油机是汽车的“心脏”，请你判断图甲中表示的是 冲程；如果汽油机的转速表显示3000r/min，那么该汽油机每秒内做 次功。 15 16 16. 汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，如图所示的是其中的 冲程．在压缩冲程中，是通过 方式增加气体内能的． 17. 根据图所示情景回答问题。图甲：试管中的水加热一段时间后，塞在试管口的橡皮塞会冲出去，与汽油机四个冲程中 冲程的能量转化情况相同；图乙：太阳光通过棱镜形成彩色光带，可以说明白光是由各种 组成；图丙：人用力推箱子但没有推动，人对箱子不做功，这是因为箱子没有在力的方向上通过 。 18. 如图，在一个配有活塞的厚玻璃筒底部放一小团硝化棉，快速压下活塞，可观察到硝化棉 的现象。此实验中研究对象是 ，其内能 ，实验中活塞的机械能将 ；此实验快速压下活塞过程能量转化情况与汽油机的 冲程是相同的，硝化棉相当于汽油机的 。 19. 如图甲所示装置，向盒内滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后揿动电火花发生器的按钮，看到盒盖飞出，在此过程中，酒精燃烧后的燃气的 能转化为塞子的机械能.图 中（选填“乙”或“丙”）汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的，该工作过程是 冲程.如果该汽油机飞轮转速是1800r/min，则它每秒钟内做功 次. 20. 如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，其中图 是将内能转化为机械能的冲程。现有一台四冲程汽油机，飞轮的转速为2400r/min，这台汽油机每秒钟内完成 个冲程，对外做了 次功。 21. 物理知识是对自然现象的概括和总结，又广泛应用于生活和技术当中．请联系表中的相关内容填写表中空格． 自然现象 物理知识 实际应用 ________ 物体具有惯性 跳远时利用助跑提高成绩 雄鹰展开翅膀在空中滑翔 ________ 飞机的机翼 水沸腾时水蒸气冲起壶盖 内能转化为机械能 ________ 22. 目前我国研发出一款新型空气动力汽车荣获“最佳发明奖”；它利用压缩空气膨胀推动活塞做功可以提供动力，相当于四冲程汽油机的 冲程，这种汽车与汽油机相比较，其优点是 。 【答案】 做功 无污染【解析】[1]利用压缩空气膨胀推动活塞做功，这个过程将内能转化为机械能，相当于四冲程汽油机的做功冲程，汽油机四冲程中的做功冲程也是将内能转化为机械能。 [2]不需要燃烧矿物燃料，清洁无污染。 23. 小明利用空易拉罐做了几个物理小实验。      （1）如图甲所示，易拉罐底的直径为 cm。 （2）如图乙所示，在易拉罐中注入少量的水，用酒精灯对易拉罐加热，待罐口出现白雾时，将罐口堵住，撤去酒精灯，让易拉罐冷却，观察到易拉罐变瘪了，这一现象说明了 的存在。 （3）如图丙所示，向空易拉罐中插入透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱，把罐体放在热水中，可以看到油柱 。 （4）如图丁所示，将两个易拉罐平行放置在水平桌面上，为了能让两易拉罐间距离减小，可用吸管按图中箭头 所示的方向用力吹气。 （5）如图戊所示，将易拉罐底部开一圆孔倒出饮料，放入滴有酒精的脱脂棉，把电火花发生器紧紧塞进孔中，按动按钮，观察到罐子飞出去，这个过程的能量转化是 。 24. 如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量、烧杯内的液体质量和初始温度也都相同，当燃料燃烧完时（烧杯内的液体均为沸腾），立即读取相应温度计的读数，分别为T甲、T乙和T丙，且有。 （1）比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验，液体a的比热容ca与液体b的比热容cb相比，有ca cb（选填“＞”、“＝”或“＜”）； （2）比较不同物质的热值，应选择 两图进行实验，燃料1的热值q1与燃料2的热值q2相比，有q1 q2（选填“＞”、“＝”或“＜”）； （3）若在燃料燃烧完前，甲图中的液体a已处于沸腾状态，且燃料燃烧完时温度计读数仍然为，液体b没有沸腾，则ca cb（选填“＞”、“＝”、“＜”或“无法判断”）。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十四章 内能的利用 第四节 热机 提优训练 【知识梳理】 知识1 热机 1.热机：利用燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的机器统称为热机。 (1)工作原理：燃料在燃烧时，将化学能转化为内能，内能转化为机械能。 (2)热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 2.内燃机：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机叫内燃机。主要有汽油机和柴油机两种。 知识2 汽油机 利用做功改变内能 1.汽油机：利用汽缸内燃烧汽油产生高温高压的燃气来推动活塞做功的热机。 2.工作过程：汽油机在工作时，活塞在汽缸内往复运动，活塞从汽缸的一端运动到汽缸的另一端，叫一个冲程。 冲程名称 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 气门开、关情况 只有一个气门（进气门）打开 两个气门都关闭 两个气门都关闭 只有一个气门（排气门）打开 活塞的运动方向 向下运动 向上运动 向下运动 向上运动 能量的转化情况 机械能转化成内能 内能转化成机械能 示意图 知识 3 柴油机 1.工作原理：利用汽缸内燃烧柴油所产生的高温高压的燃气来推动活塞做功。 2.主要构造：与汽油机大致相同，所不同的是柴油机汽缸顶部无火花塞，而是喷油嘴。 3.工作过程：与汽油机大致相同，也是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，在一个工作循环中，曲轴和飞轮转动两周，对外做功一次。 【解题方法指导】 1. 电动机不属于热机，它是把电能→机械能。 2. 4：四个冲程2：活塞往复两次，飞轮、曲轴转动两周1：对外做功一次判断内燃机四个冲程的方法。 3. 一门打开，上排下吸气；两门关闭，上压下做功。“上”、“下”是指活塞向上运动或向下运动，先看进气门和排气门的关闭情况再看活塞的运动方向。 4. 轮巧音小汽油机，价格贵来效率低；笨重声大柴油机，效率高来较便宜汽油机和柴油机，结构特点有分歧，汽油机有火花塞，大花点、燃生力气；柴油机有喷油嘴，喷油压燃更有力。 【典型例题提优】 考点一 汽油机 【例1】下图为汽油机工作时的四个冲程，能使汽车获得动力的冲程是（ ） A．B．C． D． 【答案】B【解析】使汽车获得动力的冲程是做功冲程，这一冲程中，将内能转化为机械能。 A．进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程，故A不符合题意； B．两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，故B符合题意； C．排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程，故C不符合题意； D．两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，故D不符合题意。故选B。 【例2】如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，不是靠飞轮惯性完成的冲程是() A． B． C． D． 【答案】B【解析】在汽油机的四个冲程中只有做功冲程对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮的惯性完成的。A图：排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，不符合题意； B图：两气门都关闭，活塞向下运行，火花塞点火，气缸容积增大，是做功冲程，符合题意； C图：两气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，不符合题意； D图：进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，不符合题意。 【例3】如图所示是四冲程汽油机的其中一个冲程剖面图，下列描述正确的是（ ） A．吸气冲程中，只有汽油被吸入汽缸 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，燃料释放的能量少部分转化为机械能 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】C【解析】A．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错误；B．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，气体的内能变大，此过程是机械能转化为内能的过程，故B错误；C．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正确；D．在排气冲程中，废气带走了燃料释放的大部分能量，故D错误。故选C。 【例4】一台单缸四冲程汽油机，当飞轮转速是2400r/min时，它每秒钟对外做功___________次；做功冲程是将___________转化为机械能。 【答案】 20 内能【解析】 [1]汽油机的飞轮每转2转，会对外做功1次，已知该飞轮转速为 故每秒钟飞轮转动40转，对外做功20次。 [2]做功冲程中，燃料燃烧产生的高温高压气体推动活塞运动，将内能转化为了机械能。 【例5】如图所示，该冲程为汽油机的________冲程，其中飞轮的转速为3600r/min。则这台汽油机活塞在1s内对外做功________次，共完成了________个冲程。 【答案】   做功     30     120【解析】 [1]图中气门都关闭，活塞向下运行，是做功冲程。 [2][3]四冲程汽油机的飞轮转速为3600r/min，即飞轮每秒钟转60圈，飞轮每转两圈做一次功，完成四个冲程，则活塞在1s内对外做功30次，完成120个冲程。 【例6】如图所示，吹气球时，气球没握住飞跑了！捡起气球会发现之的嘴部温度变低了，该过程与内燃机四冲程中相同的是（ ） A． B． C． D． 【答案】C【解析】解：气球内的气体向外喷出，气体对外做功，气体的内能转化成球的机械能，球内气体的温度降低，汽油机的做功冲程中也是将内能转化为机械能，二者的能量转化情况相同； A中两个气门关闭、活塞上行，为压缩冲程；B中排气门打开，为排气冲程；C中两个气门关闭、活塞下行，为做功冲程；D中进气门打开，为吸气冲程，故C正确。故选：C。 考点二 柴油机 【例7】关于汽油机和柴油机的区别，下列说法中你认为不妥的是（ ） A．柴油机比汽油机费用低廉，但比较笨重 B．柴油机吸入汽缸的是空气，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物 C．汽油机的汽缸顶部有喷油嘴，柴油机的顶部有火花塞 D．在做功冲程中，柴油机的点火方式是压燃式，汽油机的点火方式是点燃式 【答案】C【解析】A．柴油机是压燃式，压缩比较充分，故比较笨重，柴油比汽油费用低廉，故柴油机比汽油机费用低廉，故A正确，不符合题意；B．在吸气冲程，柴油机吸入汽缸的只是空气，喷油嘴喷出汽油，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，故B正确，不符合题意；C．柴油机和汽油机的结构不同：柴油机的汽缸顶部是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞，故C错误，符合题意；D．汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式，柴油机压缩更加充分，热机效率更高，故D正确，不符合题意。故选C。 【例8】关于四冲程汽油发动机内部工作描述正确的是（　　） A．吸气冲程时，吸入的是空气 B．通过喷油嘴压燃点火，在压缩冲程时，将机械能转化为内能， C．做功冲程时，若每次对外做功1000J，则2400r/min的发动机的额定功率为20kW D．排气冲程时，排出的废气已经没有内能了全转化为机械能了 【答案】C【解析】A．吸气冲程时，汽油机吸入的是汽油和空气，柴油机吸入的是空气，故A错误； B．压缩冲程结束时，汽油机是利用火花塞点火，柴油机通过压燃点火，故B错误； C．2400r/min的发动机1s转40r，而汽油机2r对外做功一次，每次对外做功1000J，故1s对外做功 故其功率为故C正确； D．排气冲程时，排出的废气温度很高，内能并没有全转化为机械能，故D错误。故选C。 【例9】关于汽油机和柴油机描述正确的是（　　） A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B．柴油机在吸气冲程中，柴油和空气的混合物进入汽缸 C．做功冲程中，燃料释放的能量100%转化为机械能 D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的大部分能量 【答案】D【解析】A．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，故A错误； B．柴油机在吸气冲程中，将空气吸入汽缸（没有吸入柴油），故B错误； C．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； D．在排气冲程中，排出的废气温度仍很高，废气带走了燃料释放的大部分能量，故D正确。故选D。 【提优巩固练习】 1. 下列说法中不正确的是（　　） A．汽油机采用“点燃式”方式点火 B．用水作汽车冷却剂是利用了水的比热容大的特点 C．“破镜不能重圆”说明分子间斥力太大了 D．中秋期间，育才校园金桂飘香，能闻到桂花香是由于分子在不停地做无规则运动 【答案】C【解析】A.汽油机的顶部有火花塞，采用“点燃式”方式点火，故A正确，不符合题意； B.用水作汽车冷却剂是利用了水的比热容大的特点，在同等情况下，能够吸收较多的热量，故B正确，不符合题意； C.由于镜子破裂处的绝大多数分子间距离较大，大于分子直径的10倍，分子间的作用力就十分微弱，所以“破镜不能重圆”，故C错误，符合题意； D.由于分子在不停地做无规则运动，因此人们可以闻到花香，故D正确，不符合题意。故选C。 2. 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．丙图中活塞向上运动是内燃机的做功冲程 C．乙图中一定质量的冰在熔化过程中，温度不变，但内能增加 D．丁图中小朋友下滑时，内能转化为机械能 【答案】C【解析】A．甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气对外做功，内能减小，故A错误； B．丙图中活塞向上运动，排气门打开，是内燃机的排气冲程，故B错误； C．乙图中一定质量的冰在熔化过程中，吸收热量，温度不变，但内能增加，故C正确； D．丁图中小朋友下滑时，机械能减小，内能增加，机械能转化为内能，故D错误；故选C。 3. 下列所示的工具工作过程中使用热机的是(　　) A． B． C． D． 【答案】B【解析】热机是把内能转化为机械能的装置；ACD、自行车、脚踏车、皮筏艇是消耗人体的化学能转化为自行车的机械能，故ACD错误；B. 柴油车是热机的一种，将内能转化为机械能，故B正确．故选B. 4. 如图是两个演示实验的示意图，甲图是在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉，用力把活塞迅速下压，棉花就会立即燃烧；乙图是给试管里的水加热，水沸腾一段时间后，水蒸气推动橡胶塞迅速冲出试管口。根据实验现象判断，下列说法中错误的是（　　） A．甲图压下活塞的过程中，筒中气体的内能增大 B．甲图中压下活塞过程的能量转化与热机压缩冲程的能量转化相同 C．乙图中水蒸气推动橡胶塞冲出试管口过程的能量转化与内热机排气冲程的能量转化相同 D．乙图中水蒸气推动橡胶塞冲出试管口的过程中，水蒸气内能减少，瓶口会出现白雾 【答案】C【解析】AB．图甲所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉，迅速向下压活塞，由于压缩玻璃筒内的空气对其做功，使得空气的内能增加，温度升高，故是将机械能转化为内能的过程，与内燃机的压缩冲程能量转化相同，故AB正确，不符合题意； CD．图乙所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，橡胶塞被试管内水蒸气推出，即该过程中水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，与热机做功冲程的能量转化相同，水蒸气的内能减小，温度降低，遇冷液化形成大量小水珠，就形成我们看到的白雾，故C错误，符合题意；D正确，不符合题意。故选C。 5. 下列说法正确的是（　　） A．图甲中活塞对空气做功，硝化棉温度升高，该过程相当于汽油机的压缩冲程 B．图乙中塞子冲出时将机械能转化为内能 C．图丙中现象说明两铅柱之间存在斥力 D．图丁瓶口产生“白气”现象是因为发生了汽化 【答案】A【解析】A．迅速向下压活塞，活塞会压缩筒内空气做功，将机械能转化为内能，使筒内空气的内能增加，温度升高，与汽油机的压缩冲程的能量转化相同，故A正确； B．图乙中塞子冲出时将内能转化为机械能，故B错误； C．将两个铅柱的底面削平，然后用力挤压，两铅柱就会“粘”起来，甚至吊一个钩码都不能把它们拉开，这说明了分子间存在相互作用的引力，但不能说明分子间存在斥力，故C错误； D．“白气”属于液化现象，故D错误。故选A。 6. 科幻大片《流浪地球》中地球为了脱离木星，主人公点燃了木星上的可燃气体，从而将地球推离木星，其中“点燃木星将地球推开”的过程，相当于热机的做功冲程。下列机器中，不属于热机的是（　　） A．洗衣机 B．柴油机 C．火箭 D．蒸汽轮机 【答案】A【解析】A．洗衣机是将电能转化为机械能，不是热机，故A符合题意； B．柴油机是将内能转化为机械能，属于热机，故B不符合题意； C．火箭是将内能转化为机械能，属于热机，故C不符合题意； D．蒸汽轮机是将内能转化为机械能，属于热机，故D不符合题意。故选A。 7. 下面是小明同学的“物理学习笔记”中的摘录，其中正确的是（　　） A．热机的做功冲程将机械能转化为内能 B．夏日荷塘里荷花盛开，花香四溢说明分子在不停地做无规则运动 C．用锯条锯木板，锯条的温度升高是由于锯条从木板中吸收了热量 D．用水作为汽车发动机散热器的冷却剂，其主要原因是水的比热容较小 【答案】B【解析】A．热机做功冲程是高温高压气体的内能转化为热机运动部件的机械能。故A错误； B．闻到花香，是由于花的分子运动到空气中的缘故。故B正确； C．锯木板时，是克服摩擦做功的过程，机械能转化为内能，相互摩擦的两个物体的内能增加，温度升高。故C错误； D．要求作冷却剂的液体，比热容较大，较小的温度变化就能吸收放出较多的热量。故D错误。故选B。 8. 如图是单缸四冲程汽油机的一个冲程，该汽油机转速为40r/s，则（　　） A．图示冲程为压缩冲程 B．该冲程中内能转化为机械能 C．气缸内汽油燃烧越充分，热值越大 D．该汽油机1s内完成10个该冲程 【答案】B【解析】A．如图所示，是做功冲程，故A不符合题意； B．如图所示，是高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故B符合题意； C．热值的大小与种类有关，与充分程度无关，故C不符合题意； D．汽油机转速为40r/s，该汽油机1s内飞轮转40r，汽油机1s内完成20个工作循环,故汽油机1s内完成80个该冲程,故D不符合题意。故选B。 9. 如图为汽车发动机内部结构图，下列说法正确的是（　　） A．图中冲程能量转化是将机械能转为内能 B．汽油机在吸气冲程吸入的是空气 C．飞轮转速达到时，气缸内活塞每秒会经历120个冲程 D．汽车在压缩冲程中获得牵引力 【答案】C【解析】AD．由图可知，汽油机的两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，所以是做功冲程，该冲程是燃料燃烧推动活塞做功，将内能转化为机械能，从而给汽车提供动力，故AD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．汽油机完成1个工作循环，完成四个冲程，飞轮转2转，对外做功1次 3600r/min=60r/s即每秒完成30个工作循环，完成120个冲程，对外做功30次，故C正确。故选C。 10. 大多数汽车的内燃机采用的都是汽油机，如图所示的某单缸汽油机四冲程说法正确的是（　　） A．飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁 B．四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙乙甲 C．为汽车提供动力的冲程是甲 D．乙图中汽缸内气体温度会下降 【答案】D【解析】甲图：气门都关闭，活塞向上运行，汽缸容积减小，是压缩冲程，而为汽车提供动力的冲程是做功冲程，故C错误；乙图：排气门打开，活塞向上运动，汽缸容积减小，是排气冲程，汽缸内气体温度会下降，故D正确；丙图：气门都关闭，活塞向下运行，汽缸容积增大，是做功冲程；丁图：进气门打开，活塞向下运行，汽缸容积增大，是吸气冲程；热机的四个冲程依次是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，即一个工作循环中图的顺序为丁甲丙乙，故B错误；在热机的四个冲程中，只有做功冲程做功，其他三个冲程是靠飞轮的惯性完成的，则依靠飞轮惯性完成的冲程是图甲、乙、丁，故A错误。故选D。 11. 关于如图所示的四个情景，下列说法错误的是（　　） A．甲图中两个底面削平的铅块紧压在一起后能吊住重物，说明分子之间存在引力 B．乙图中塞子受到水蒸气的压力而冲出去，水蒸气的内能转化为塞子的机械能 C．丙图中红墨水在热水中扩散得快，说明扩散快慢与温度有关 D．丁图中活塞向上运动，这是内燃机的压缩冲程 【答案】D【解析】A．分子间存在引力和斥力，甲图中两个压紧的铅块能吊起钩码，是由于分子间存在引力，故A正确，不符合题意； B．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，水蒸气内能减少，此过程将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，故B正确，不符合题意； C．红墨水在热水中扩散的比冷水中快，说明温度越高，分子运动速度越快；故C正确，不符合题意； D．图中冲程中火花塞点火和活塞向下移动的特点，可以判断这个冲程是做功冲程，故D错误，符合题意。故选D。 12. 如图所示为汽油机工作过程的几个乱序示意图，下列说法正确的是（　　） A．图甲是压缩冲程，内能转化为机械能 B．该内燃机一个工作循环有四个冲程正确的顺序是乙、丁、甲、丙 C．靠惯性完成的冲程是甲、乙、丁 D．丁是做功冲程，把绝大部分的内能转化为机械能 【答案】D【解析】甲图中两气门关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程；乙图中进气门开启，排气阀关闭，是吸气冲程；丙图中进气阀关闭，排气阀开启，活塞上行，汽缸容积变小，是排气冲程；丁图中两气门都关闭，活塞下行，火花塞点火，汽缸容积变大，是做功冲程。 A．图甲是压缩冲程，将机械能转化为内能，故A错误； B．该内燃机一个工作循环有四个冲程正确的顺序是乙、甲、丁、丙，故B错误； C．内燃机的一个工作循环有四个冲程，只有在做功冲程中使机动车获得动力，内能转化为机械能，其它三个冲程均为辅助冲程，依靠惯性完成，即依靠飞轮惯性完成冲程的是甲、乙、丙，故C错误； D．在做功冲程中，内能转化为有用的机械能，故D正确。故选D。 13. 科学课上老师做了如图所示的实验：在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉，迅速下压活塞，硝化棉燃烧，此过程与下图中（　　）图所示冲程的能量转化相同。 A． B． C． D． 【答案】B【解析】迅速下压活塞，压缩空气做功，使筒内空气的内能增加、温度升高，达到硝化棉的燃点，硝化棉燃烧，该过程将机械能转化为内能。 A．进气门开启，活塞下行，气体被吸入汽缸中，是吸气冲程，该冲程没有能量转化，故A不符合题意； B．两气门都关闭，活塞上行，压缩燃料和空气的混合物做功，将机械能转化为内能，是压缩冲程，故B符合题意； C．两气门都关闭，燃气膨胀推动活塞做功，将内能转化为机械能，是做功冲程，故C不符合题意； D．排气门开启，活塞上行，废气被排出，是排气冲程，该冲程没有能量转化，故D不符合题意。 所以，题干描述的过程与B图所示冲程的能量转化相同。故选B。 14. 多数的汽油机一个工作循环可分为四个冲程，依次是吸气冲程、 、 、排气冲程． 【答案】 压缩冲程 做功冲程【解析】汽油机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．【解析】汽油机的一个工作循环由四个冲程完成，分别是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．故答案为压缩冲程；做功冲程． 15. 汽油机是汽车的“心脏”，请你判断图甲中表示的是 冲程；如果汽油机的转速表显示3000r/min，那么该汽油机每秒内做 次功。 【答案】 做功 25【解析】[1]根据图甲可得，进气门和排气门都关闭，活塞下行，因此该冲程为做功冲程。[2]由题意可知，单缸四冲程汽油机的飞轮转速是3000r/min，即每秒钟转50圈，做功25次。 16. 汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，如图所示的是其中的 冲程．在压缩冲程中，是通过 方式增加气体内能的． 【答案】 排气 做功【解析】试题分析：（1）汽油机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，知道当排气阀打开时是排气冲程，排去汽缸里的废气； （2）压缩冲程，活塞向上运动，活塞对燃气做功，机械能转化为内能． 解：由图可知排气阀打开，活塞上移，排除汽缸内的废气，表示的是排气冲程； 在压缩冲程中，压缩汽油和空气的混合物，使汽油和空气的混合物的内能增加、温度升高，是通过做功的方式增加气体内能的．故答案为排气；做功． 17. 根据图所示情景回答问题。图甲：试管中的水加热一段时间后，塞在试管口的橡皮塞会冲出去，与汽油机四个冲程中 冲程的能量转化情况相同；图乙：太阳光通过棱镜形成彩色光带，可以说明白光是由各种 组成；图丙：人用力推箱子但没有推动，人对箱子不做功，这是因为箱子没有在力的方向上通过 。 【答案】 做功 单色光 距离【解析】[1]水蒸气把橡皮塞冲出，这个过程中，水蒸气膨胀做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能；内燃机的做功冲程将内能转化为机械能，因此这一现象相当于内燃机的做功冲程。[2]太阳光照在三棱镜上就会发生色散，这是折射现象，形成依次为：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的光谱，说明白光是由各种单色光组成的。[3]根据W=Fs可知：用力推桌子但没有推动，对桌子有力的作用，但桌子没有在力的方向上移动距离，所以人对箱子不做功。 18. 如图，在一个配有活塞的厚玻璃筒底部放一小团硝化棉，快速压下活塞，可观察到硝化棉 的现象。此实验中研究对象是 ，其内能 ，实验中活塞的机械能将 ；此实验快速压下活塞过程能量转化情况与汽油机的 冲程是相同的，硝化棉相当于汽油机的 。 【答案】 燃烧 厚玻璃筒内的空气 增加 减小 压缩 火花塞【解析】[1][2][3][4][5][6]快速压下活塞时，活塞对筒内的空气做功，将机械能转化为空气的内能，活塞机械能减小，而气体的内能增加、温度升高，当温度升高达到棉花的着火点时，筒内棉花燃烧起来，可知此过程中研究对象是厚玻璃筒内的空气，因为汽油机的压缩冲程也是将机械能转化为内能，因此该实验快速压下活塞的过程涉及的能量转化与压缩冲程相同，而硝化棉相当于汽油机的火花塞。 19. 如图甲所示装置，向盒内滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后揿动电火花发生器的按钮，看到盒盖飞出，在此过程中，酒精燃烧后的燃气的 能转化为塞子的机械能.图 中（选填“乙”或“丙”）汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的，该工作过程是 冲程.如果该汽油机飞轮转速是1800r/min，则它每秒钟内做功 次. 【答案】 内 丙 做功 15【解析】试题分析：（1）内燃机的工作原理是气体的内能转化为机械能，对外做功； （2）根据曲轴的转动方向判断活塞的运行方向，再根据气门的关闭情况就可以确定是哪一个冲程； （3）根据每一个工作循环中，飞轮转动两圈，可利用已知条件算出每秒种对外做功的次数． 解：（1）图甲所示装置，向盒内滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后揿动电火花发生器的按钮，看到盒盖飞出，在此过程中，酒精燃烧后的燃气的内能转化为塞子的机械能； （2）在做功冲程中内能是转化为机械能，图丙中的气门都关闭，活塞向下运行，汽缸容积增大，且上端的火花塞发出电火花，是做功冲程； （3）因为汽油机在一个工作循环包括四个冲程，一个工作循环中，飞轮转动两圈，对外做功一次，故可得出1800r/min=30r/s，则每秒做功的次数为0.5×30=15次． 故答案为内；丙；做功；15． 20. 如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，其中图 是将内能转化为机械能的冲程。现有一台四冲程汽油机，飞轮的转速为2400r/min，这台汽油机每秒钟内完成 个冲程，对外做了 次功。 【答案】 丙 80 20【解析】[1]甲图中排气门打开，活塞向上运行，汽缸容积减小，是排气冲程，此冲程机无能量转化；乙图中两气门都关闭，活塞向上运行，汽缸容积减小，是压缩冲程，此冲程机械能转化为内能；丙图中气门都关闭，火花塞喷出电火花，活塞向下运行，汽缸容积增大，是做功冲程，此冲程内能转化为机械能；丁图中进气门打开，活塞向下运动，汽缸容积增大，是吸气冲程，此冲程机无能量转化。[2][3]飞轮的转速为2400r/min=40r/s在一个工作循环中，飞轮转动2转，对外做功一次，所以此汽油机每秒钟内完成80个冲程，对外做功20次。 21. 物理知识是对自然现象的概括和总结，又广泛应用于生活和技术当中．请联系表中的相关内容填写表中空格． 自然现象 物理知识 实际应用 ________ 物体具有惯性 跳远时利用助跑提高成绩 雄鹰展开翅膀在空中滑翔 ________ 飞机的机翼 水沸腾时水蒸气冲起壶盖 内能转化为机械能 ________ 【答案】 运动员到达终点后不能马上停下来 流体的压强跟流速有关，流速越大，压强越小 热机 【解析】（1）生活中惯性现象的例子很多：运动员到达终点后不能马上停下来；用手拍打衣服上的灰尘，灰尘会落下；跳远时助跑，是利用惯性提高成绩等． （2）雄鹰飞行时翅膀上表面空气流速大于下表面空气流速，根据流体压强与流速的关系知，上表面气体的压强小于下表面气体的压强，翅膀上下方所受到的压力差形成向上的升力，使雄鹰能在空中滑翔．蕴含的物理知识是流体压强与流速的关系；流体的压强跟流速有关，流速越大，压强越小．据此设计了飞机的机翼． （3）水沸腾时水蒸气冲起壶盖，内能转化为机械能，据此发明了热机． 22. 目前我国研发出一款新型空气动力汽车荣获“最佳发明奖”；它利用压缩空气膨胀推动活塞做功可以提供动力，相当于四冲程汽油机的 冲程，这种汽车与汽油机相比较，其优点是 。 【答案】 做功 无污染【解析】[1]利用压缩空气膨胀推动活塞做功，这个过程将内能转化为机械能，相当于四冲程汽油机的做功冲程，汽油机四冲程中的做功冲程也是将内能转化为机械能。 [2]不需要燃烧矿物燃料，清洁无污染。 23. 小明利用空易拉罐做了几个物理小实验。      （1）如图甲所示，易拉罐底的直径为 cm。 （2）如图乙所示，在易拉罐中注入少量的水，用酒精灯对易拉罐加热，待罐口出现白雾时，将罐口堵住，撤去酒精灯，让易拉罐冷却，观察到易拉罐变瘪了，这一现象说明了 的存在。 （3）如图丙所示，向空易拉罐中插入透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱，把罐体放在热水中，可以看到油柱 。 （4）如图丁所示，将两个易拉罐平行放置在水平桌面上，为了能让两易拉罐间距离减小，可用吸管按图中箭头 所示的方向用力吹气。 （5）如图戊所示，将易拉罐底部开一圆孔倒出饮料，放入滴有酒精的脱脂棉，把电火花发生器紧紧塞进孔中，按动按钮，观察到罐子飞出去，这个过程的能量转化是 。 【答案】 6.60 大气压 上升 A 内能转化为机械能【解析】（1）[1]如图甲所示，易拉罐底的直径为d=7.60cm-1.00cm=6.60cm （2）[2]易拉罐冷却后，内部气压减小，易拉罐被压瘪，说明存在大气压。 （3）[3]放入热水中后，易拉罐内气体膨胀，油柱上升。 （4）[4]流体流速越大的位置，压强越小，故要使两易拉罐靠拢，应往A方向吹气。 （5）[5]电火花打火时，酒精燃烧对外做功，使易拉罐飞出去，此过程为气体的内能转化为易拉罐的机械能。 24. 如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量、烧杯内的液体质量和初始温度也都相同，当燃料燃烧完时（烧杯内的液体均为沸腾），立即读取相应温度计的读数，分别为T甲、T乙和T丙，且有。 （1）比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验，液体a的比热容ca与液体b的比热容cb相比，有ca cb（选填“＞”、“＝”或“＜”）； （2）比较不同物质的热值，应选择 两图进行实验，燃料1的热值q1与燃料2的热值q2相比，有q1 q2（选填“＞”、“＝”或“＜”）； （3）若在燃料燃烧完前，甲图中的液体a已处于沸腾状态，且燃料燃烧完时温度计读数仍然为，液体b没有沸腾，则ca cb（选填“＞”、“＝”、“＜”或“无法判断”）。 【答案】 甲、丙 < 甲、乙 > <【解析】（1）[1]要比较不同物质的比热容，应使不同物质在相同时间内吸收的热量相同，故应使用相同的燃料，则应选择甲、丙两图进行实验。 [2]由题意可知，图甲中液体a和图丙中液体b吸收相同的热量后，液体a的温度变化量大于液体b的温度变化量，故由Q=cmΔt可知，液体a的比热容小于液体b的比热容，即ca<cb。 （2）[3]比较不同物质的热值，应比较相同质量的不同燃料完全燃烧后释放的热量的多少，故应选择甲、乙两图进行实验。 [4]由题意可知，图甲中液体a吸收的热量大于图乙中液体a吸收的热量，故可知相同质量的燃料1完全燃烧释放的热量大于燃料2完全燃烧释放的热量，故由Q=qm可知，燃料1的热值大于燃料2的热值，即q1>q2。 （3）[5]由图中可知，图甲中燃料1完全燃烧释放的热量等于图丙中燃料1完全燃烧释放的热量，且由题意可知，燃料完全燃烧后，液体a已经沸腾，而此时液体b未沸腾，且液体a的温度变化量大于液体b的温度变化量，故由Q=cmΔt可知，液体a的比热容小于液体b的比热容，即ca<cb。 学科网（北京）股份有限公司 $$