14.1 热机（同步练习）-2024-2025学年九年级物理全一册教材配套同步课件+同步练习（人教版）

14.1热机（同步练习）（原卷版） 一、单选题 1．单缸四冲程汽油机铭牌上标有“3000r/min”，则以下说法正确的是（　　） A．在压缩冲程中，是内能转化为机械能 B．在工作过程中，汽油机每秒钟完成50个冲程，对外做功25次 C．在做功冲程中，是机械能转化为内能 D．在工作过程中，汽油机曲轴每秒钟转 50 圈，对外做功25次 2．如图是教材中的几个实验插图，下列有关这几个实验的说法正确的是（　　） A．甲图中活塞压缩气体做功，瓶内气体内能增加 B．乙图中活塞跳起之前，瓶内气体内能不断减少 C．丙图中试管内水蒸气内能转化为活塞的机械能，与热机的压缩冲程相同 D．丁图是四冲程内燃机的做功冲程 3．如图是汽油机工作过程中的四个冲程，下列说法中错误的是（　　） A．甲图是做功冲程，工作过程中主要是内能转化为机械能 B．这四个冲程的顺序是丁、丙、甲、乙 C．丙图是压缩冲程，工作过程中汽缸内气体内能增加 D．丁图是吸气冲程，此冲程只将空气吸进汽缸 4．如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，顺序排列正确的是（　　） A．甲乙丙丁 B．丙乙甲丁 C．丁丙乙甲 D．丙丁乙甲 5．如图所示，在瓶内盛少量水，瓶内有一个温度计的探头。用橡皮塞塞紧瓶口，再用打气筒向瓶内打气，当瓶内气压达到足够大时，塞子将从瓶冲出，且原来透明的瓶内充满了白雾，对“塞子从瓶口冲出”分析正确的是（　　） A．塞子冲出过程与汽油机的压缩冲程相似 B．塞子冲出过程是外界对气体做功，使气体内能增大 C．观察瓶口出现白雾和温度计示数的变化是想反映瓶内气体的内能减小 D．原来透明的瓶内充满了白雾原因是温度升高了 6．如图为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，选项图为汽油机的工作冲程。蒸汽弹射装置在工作时相当于汽油机的哪个冲程（　　） A．   B．   C．   D．   7．如图，是一个配有活塞的厚壁玻璃筒，小明正在用力把活塞迅速压下去。下列汽油机的四个冲程中发生的能量转化与上述过程中能量转化相同的是（　　） A． B． C． D． 8．关于热学的相关知识，下列说法正确的是（    ） A．物体的温度降低时内能减少，所以0℃冰块的水分子不做热运动 B．北方冬天供暖以水为传热介质，因为水的比热容较小 C．在四冲程内燃机中，做功冲程是将内能转化为机械能 D．热传递过程中，热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体 二、多选题 9．柴油机与汽油机相比，不同之处有 A．点火方式 B．吸进汽缸的物质 C．压缩冲程汽缸内的最大压强 D．压缩冲程的能量转化方式 10．下列说法正确的是（　　） A．五月槐花飘香，说明分子在不停的做无规则运动 B．铁块很难被拉伸，说明分子间只存在着引力 C．温度升高，水的比热容变大 D．汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能 三、填空题 11．如图所示，小汽车行驶时发动机工作时，内部能量转化形式是 ；从小汽车的外型判断，小汽车在水平路面行驶时对地面的压强 小汽车静止时对地面的压强（填“大于”、“小于”或“等于” 12．如图所示 A、B、C、D 为汽油机的四个冲程，甲、乙是我们课堂演示的两个实验，其中与 D 所对应的冲程中能量转化情况相同的是实验 （选填“甲”或“乙”）．若该汽油机飞轮转速为 2400r/min，则该汽油机每分钟对外做功 次． 13．如图，用力将引火仪的活塞迅速下压，筒内硝化棉燃烧，这是通过 方式改变内能的，该过程能量转化的特点与汽油机 冲程相同。一单缸四冲程汽油机，飞轮转速为3000r/min，则1s对外做功 次，完成 个冲程。 14．如右图所示为四冲程内燃机四个冲程的示意图，箭头表示活塞的运动方向．请你结合气门的位置做出判断，其正确的工作顺序是： （填字母序号） A．甲、丁、乙、丙 B．乙、丙、丁、甲 C．丙、甲、乙、丁 D．丁、甲、丙、乙 15．根据图中实验回答问题。 （1）如图甲所示，在热水和冷水中分别滴入两滴墨水，不要搅动杯中的水，热水杯中的墨水扩散得快，选用热水和冷水做实验的目的是便于探究分子无规则运动速度与 的关系； （2）如图乙所示，瓶内装有少量的水，水上方有水蒸气，塞紧瓶塞，用打气筒向瓶内打气，当塞跳起时，有白雾产生，白雾是水蒸气 而成的，这说明气体对外做功时，内能 ，温度 ； （3）如图丙所示是热机的 冲程； （4）如图丁所示，在试管中装些水，用软木塞塞住，用酒精灯给水加热至沸腾，使水的内能增加。当软木塞被冲出时，发生的能量转化是将 能转化 能。这个实验虽然简单，却表现出热机中能量转化的基本过程。 四、实验题 16．下面是同学在进行实验探究的情形，请回答下面问题。 （1）如图甲所示，在试管里装入一些水，用软木塞塞住试管口，将试管放在酒精灯上加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲开，在这一过程中，水蒸气膨胀对软木塞做功，此时水蒸气的内能转化为软木塞的 能。这一过程的能量转化与四冲程汽油机的 冲程原理相同； （2）如图乙（a）所示的实验常用来说明分子之间存在引力，但小亮觉得也可能是大气压力把两块铅柱挤压在一起使之难以分开，于是他想在真空罩内重做这个实验，如图乙（b）所示。当逐渐抽出真空罩中的空气时，若两块铅柱被重物拉开了，则说明两块铅柱难以分开是因为它们受到了 的作用；若两块铅柱仍然没有被重物拉开，则说明它们难以分开是因为它们受到了 的作用； （3）将分别装满空气和二氧化氮的集气瓶口对瓶口放在一起，中间用玻璃板隔开，抽出玻璃板，过一段时间发现上面集气瓶中出现红棕色气体，下面集气瓶中红棕色变淡了，这说明气体分子 。 17．如图所示是演示内能做功的实验装置。在试管内装适量水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把木塞冲开，在此实验中： （1）酒精燃烧，水的温度升高，水汽化产生高温高压的水蒸气；水蒸气冲开木塞，水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能 （选填“增大”“减小”或“不变”），水蒸气温度降低并 成小水滴，因此试管口看见“白气”。 （2）该实验与热机的 冲程的原理相同。 五、综合题 18．国产油电混合动力汽车。 （1）汽油机是热机的一种，如图所示是四冲程汽油机工作状态示意图，此时它正处在 冲程。该冲程将内能转化为 能； （2）汽油机的飞轮转速为2400r/min，则在1s内，汽油机完成 个冲程，对外做功的次数是 次； （3）发动机散热器常用水做冷却剂，是因为水的 大； （4）该汽车在高速公路上以108km/h的速度匀速行驶了1min，发动机的功率始终保持72kW不变，该过程中发动机做的功为 J，发动机牵引力的大小为 N。 19．单缸四冲程汽油机工作原理：汽油机是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气，在吸气冲程中被吸入气缸，混合气经压缩点火燃烧而产生内能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机一个工作循环在包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。 科学家在四冲程发动机的基础上发明了“六冲程引擎”发动机。这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入气缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入气缸的水。“六冲程引擎”发动机的优点是环保、效率高。 工程师还制造了四缸四冲程汽油机，制造时通过连杆把四个四冲程汽油机的活塞连在一根曲轴上如图所示。四缸四冲程汽油机分为两种：一种是同步汽油机，一种是异步汽油机。同步汽油机，四个汽缸在同一时间都是做的相同工作：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。异步汽油机，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，其他三个汽缸分别做吸气、压缩和排气工作。 Q195型汽油机的部分技术规格如下表所示： 气缸数 单缸排量V 额定功率 转速 燃气气压p 1    “额定功率”是指汽油机正常工作时对外所做机械功的功率；“单缸排量”是活塞从上止点到下止点所扫过的容积；“燃气气压”是指汽油机在做功冲程中燃气对活塞的平均压强。 （1）汽油机在做功冲程里，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）“六冲程引擎”中第五冲程相当于四冲程热机的 冲程； （3）有关四缸四冲程同步汽油机和异步汽油机说法正确的是( )； A．四缸四冲程同步汽油机，飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功 B．四缸四冲程异步汽油机，四个气缸在同一时间都是做的相同工作 C．若每个气缸做功功率相同，同步汽油机的平均功率大于异步汽油机平均功率 D．异步机各1缸的做功冲程错开，机械能输出更平稳 （4）在做功冲程里，燃气对活塞每次所做的功，则单缸四冲程的Q195型汽油机的额定功率 W（不考虑机械能的损失）。 六、计算题 20．当前新能源汽车日益普及，某品牌新能源汽车一次最多能装入18kg硼和45L水，利用二者反应产生的能量，相当于3.5L汽油完全燃烧产生的能量．当该车以108km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，燃料的能量转化为机械能的效率为80%，该轿车的质量是1.6t，轿车受到的阻力是车重的0.1倍．（汽油的热值为4.6×107J/kg，ρ汽油＝0.8×103kg/m3，g取10N/kg）求： （1）发动机的牵引力为多大？ （2）发动机的有用功率多大？ （3）一次加满燃料可以供该车行驶多少千米？ （4）请说出使用该车的优点（一条即可）． 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 14.1热机（同步练习）（解析版） 一、单选题 1．单缸四冲程汽油机铭牌上标有“3000r/min”，则以下说法正确的是（　　） A．在压缩冲程中，是内能转化为机械能 B．在工作过程中，汽油机每秒钟完成50个冲程，对外做功25次 C．在做功冲程中，是机械能转化为内能 D．在工作过程中，汽油机曲轴每秒钟转 50 圈，对外做功25次 【答案】D 【详解】A．在压缩冲程中，将机械能转化为内能，故A错误； BD．单缸四冲程汽油机铭牌上标有“3000r/min”，即50r/s，汽油机一个工作循环包含4个冲程，曲轴转动2周，对外做功1次，所以汽油机每秒钟完成25个工作循环，包含100个冲程，对外做功25次，曲轴每秒转50圈，故B错误，D正确。 C．在做功冲程中，将内能转化为机械能，故C错误。 故选D。 2．如图是教材中的几个实验插图，下列有关这几个实验的说法正确的是（　　） A．甲图中活塞压缩气体做功，瓶内气体内能增加 B．乙图中活塞跳起之前，瓶内气体内能不断减少 C．丙图中试管内水蒸气内能转化为活塞的机械能，与热机的压缩冲程相同 D．丁图是四冲程内燃机的做功冲程 【答案】A 【详解】A．图甲中，当活塞迅速压下去时，活塞对瓶内气体做功，使气体的内能增大，温度升高，故A正确； B．乙图中活塞跳起之前，活塞对气体做功，瓶内气体内能增加，故B错误； C．图丙试管内水蒸气内能转化为活塞机械能，与热机做功冲程相同，故C错误； D．图丁中两个气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故D错误。 故选A。 3．如图是汽油机工作过程中的四个冲程，下列说法中错误的是（　　） A．甲图是做功冲程，工作过程中主要是内能转化为机械能 B．这四个冲程的顺序是丁、丙、甲、乙 C．丙图是压缩冲程，工作过程中汽缸内气体内能增加 D．丁图是吸气冲程，此冲程只将空气吸进汽缸 【答案】D 【详解】A．图甲，内燃机两气门都关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是热机工作过程中的做功冲程，将燃烧燃料释放的内能转化为机械能，故A正确，不符合题意； BCD．图甲，气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运行，汽缸容积增大，是做功冲程，将内能转化为了机械能；图乙，排气门打开，活塞向上运动，汽缸容积减小，是排气冲程；图丙，两气门都关闭，活塞向上运行，汽缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为了内能，工作过程中汽缸内气体内能增加；图丁，进气门打开，活塞向下运行，汽缸容积增大，是吸气冲程，吸进汽缸的是空气和汽油的混合物；所以四个冲程的正确顺序是丁→丙→甲→乙，故BC正确，不符合题意；D错误，符合题意。 故选D。 4．如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，顺序排列正确的是（　　） A．甲乙丙丁 B．丙乙甲丁 C．丁丙乙甲 D．丙丁乙甲 【答案】D 【详解】甲图排气门开启，活塞上行，排出废气，是排气冲程； 乙两气门都关闭，火花塞喷出电火花，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，将内能转化为机械能； 丙图进气门开启，活塞下移，空气和汽油混合物流入汽缸，是吸气冲程； 丁图两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，将机械能转化为内能； 故正确排列顺序应该为：丙丁乙甲，故D正确；ABC错误。 故选D。 5．如图所示，在瓶内盛少量水，瓶内有一个温度计的探头。用橡皮塞塞紧瓶口，再用打气筒向瓶内打气，当瓶内气压达到足够大时，塞子将从瓶冲出，且原来透明的瓶内充满了白雾，对“塞子从瓶口冲出”分析正确的是（　　） A．塞子冲出过程与汽油机的压缩冲程相似 B．塞子冲出过程是外界对气体做功，使气体内能增大 C．观察瓶口出现白雾和温度计示数的变化是想反映瓶内气体的内能减小 D．原来透明的瓶内充满了白雾原因是温度升高了 【答案】C 【详解】A．塞子将从瓶口冲出，瓶内气体对塞子做功，内能转化为机械能；汽油机的做功冲程将内能转化为机械能，所以塞子冲出过程与汽油机的做功冲程相似，故A错误； B．塞子冲出过程是瓶内气体对外做功，气体内能减少，故B错误； CD．瓶内的气体压强增大到一定程度，对瓶塞做功，将瓶塞冲出，气体对外做功，将内能转化为机械能，气体的内能减少，温度降低，温度计示数减小，瓶中的水蒸气遇冷液化而形成白雾；通过观察瓶口出现白雾和温度计示数的变化可反映瓶内气体的内能减少，故C正确，D错误。 故选C。 6．如图为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，选项图为汽油机的工作冲程。蒸汽弹射装置在工作时相当于汽油机的哪个冲程（　　） A．   B．   C．   D．   【答案】C 【详解】气缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，其内能减小，同时推动活塞，使舰载机获得巨大的牵引力，该过程中内能转化为机械能；根据气门的开闭情况和活塞的运动方向可以判断出：A是吸气冲程、B是压缩冲程、C是做功冲程、D是排气冲程，蒸汽弹射装置工作时内能转化为机械能，与汽油机的做功冲程的能量转化相同，故ABD不符合题意，故C符合题意。 故选C。 7．如图，是一个配有活塞的厚壁玻璃筒，小明正在用力把活塞迅速压下去。下列汽油机的四个冲程中发生的能量转化与上述过程中能量转化相同的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】小明向下压活塞时，活塞对筒内气体做功，机械能转化为内能，使筒内气体内能增大，温度升高。 A．如图，进气门打开，排气门关闭，活塞下行，为吸气冲程，不涉及能量转化，故A不符合题意； B．如图，两气门关闭，活塞上行，为压缩冲程，活塞对缸内气体做功，机械能转化为内能，故B符合题意； C．如图，进气门关闭，排气门打开，活塞上行，为排气冲程，不涉及能量转化，故C不符合题意； D．如图，两气门关闭，活塞下行，为做功冲程，缸内气体推动活塞做功，内能转化为机械能，故D不符合题意。 故选B。 8．关于热学的相关知识，下列说法正确的是（    ） A．物体的温度降低时内能减少，所以0℃冰块的水分子不做热运动 B．北方冬天供暖以水为传热介质，因为水的比热容较小 C．在四冲程内燃机中，做功冲程是将内能转化为机械能 D．热传递过程中，热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体 【答案】C 【详解】A．一切物质的分子都在不停地做无规则运动，故A错误； B．因为水的比热容较大，在其他条件相同时，比热容大的吸收或放出的热量多，常常用作北方冬天供暖传热介质，故B错误； C．根据内燃机的冲程可知，做功冲程的能量转化是将内能转化为机械能，故C正确 D．根据热传递的条件可知，热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体，故D错误。 故选C。 二、多选题 9．柴油机与汽油机相比，不同之处有 A．点火方式 B．吸进汽缸的物质 C．压缩冲程汽缸内的最大压强 D．压缩冲程的能量转化方式 【答案】ABC 【详解】A．点火方式不同，柴油机采用压燃式，汽油机采用点燃式，故符合题意； B．吸入气体不同：汽油机吸入的是汽油和空气的混合气体，柴油机吸入的是空气，故符合题意； C．压缩程度不同：柴油机压缩的更厉害，产生的压强更大，故符合题意； D．无论是汽油机还是柴油机的压缩冲程都是将机械能转化为内能，故不符合题意． 故选ABC. 10．下列说法正确的是（　　） A．五月槐花飘香，说明分子在不停的做无规则运动 B．铁块很难被拉伸，说明分子间只存在着引力 C．温度升高，水的比热容变大 D．汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能 【答案】AD 【详解】A．槐花飘香说明花香分子进入了空气中，是扩散现象，扩散现象是分子的无规则运动造成的，故A正确； B．铁块很难被拉伸，说明分子间存在着引力，不能说明分子间没有斥力，故B错误； C．比热容是物质的一种特性，与吸放热的多少，温度变化多少，质量多少都无关，故C错误； D．汽油机是热机，是利用内能来做功的机器，其在做功冲程中利用高温高压的燃气推动活塞对外做功，使燃气的内能转化为活塞的机械能从而对外提供动力，故D正确。 故选AD。 三、填空题 11．如图所示，小汽车行驶时发动机工作时，内部能量转化形式是 ；从小汽车的外型判断，小汽车在水平路面行驶时对地面的压强 小汽车静止时对地面的压强（填“大于”、“小于”或“等于” 【答案】 化学能转化为内能，内能转化为机械能 小于 【详解】解：（1）燃料在发动机内发生了两次能量转化，先由燃料的化学能转化为内能，再由内能转化为机械能；（2）小汽车外型是流线型，当汽车行驶时，相同时间内，空气经过上方的路程比下方路程长，故车上方的空气流速大，压强小；车下方的空气流速小，压强大，故汽车在压强差下产生向上的升力，汽车对路面的压力减小，小于汽车的重力． 点睛：（1）燃料燃烧时，自身的化学能转化成了内能，推动汽车前进的过程中，内能转化成了机械能．（2）小汽车的造型为流线型，行驶时上方气体比下方气体流速大．根据“流速越大，压强越小”的原理，可得出结论． 12．如图所示 A、B、C、D 为汽油机的四个冲程，甲、乙是我们课堂演示的两个实验，其中与 D 所对应的冲程中能量转化情况相同的是实验 （选填“甲”或“乙”）．若该汽油机飞轮转速为 2400r/min，则该汽油机每分钟对外做功 次． 【答案】 乙 1200 【详解】（1）图D中两气门关闭、活塞向上运行，应是压缩冲程，此冲程中是机械能转化为内能；图甲实验中燃气对塞子做功，将内能转化为机械能，该过程对应着汽油机工作循环中的做功冲程；而在乙实验中压缩筒内空气，使得空气的内能增大、温度升高，是将机械能转化为内能，故D与乙实验的能量转化过程相同； （2）在四冲程内燃机的一个工作循环中，完成4个冲程，并对外做功1次，飞轮转2圈；若该汽油机飞轮转速为2400r/min，则该汽油机飞轮每分钟转2400圈，对外做功的次数为2400/2=1200（次）． 13．如图，用力将引火仪的活塞迅速下压，筒内硝化棉燃烧，这是通过 方式改变内能的，该过程能量转化的特点与汽油机 冲程相同。一单缸四冲程汽油机，飞轮转速为3000r/min，则1s对外做功 次，完成 个冲程。 【答案】 做功 压缩 25 100 【详解】[1]在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的硝化棉，用力将活塞迅速向下压，硝化棉燃烧起来，这是因为压缩筒内空气做功，使空气的内能增加，温度升高，达到硝化棉的着火点。 [2]该实验中，压缩筒内空气做功，活塞的机械能转化为筒内空气的内能，与内燃机的压缩冲程的能量转化相同。 [3][4]已知飞轮转速为3000r/min＝50r/s，一个工作循环活塞往复2次，飞轮转动2周，对外做功1次，故该汽油机1s内对外做功25次，完成100个冲程。 14．如右图所示为四冲程内燃机四个冲程的示意图，箭头表示活塞的运动方向．请你结合气门的位置做出判断，其正确的工作顺序是： （填字母序号） A．甲、丁、乙、丙 B．乙、丙、丁、甲 C．丙、甲、乙、丁 D．丁、甲、丙、乙 【答案】D 【详解】考点：内燃机的四个冲程． 专题：图析法． 分析：四冲程内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，根据两个气门的开关、活塞的运动方向可以确定每个冲程，从而排列出正确的顺序． 解答：解：甲图中两个气门都关闭，活塞向上运动，因此是压缩冲程． 乙图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，因此排气冲程； 丙图中两个气门都关闭，活塞向下运动，因此是做功冲程； 丁图中进气门打开，排气门关闭，因此是吸气冲程． 故选D． 点评：熟悉每个冲程的特征是识别冲程的关键．该题难度不大，逐个确定每个冲程，然后进行正确排序． 15．根据图中实验回答问题。 （1）如图甲所示，在热水和冷水中分别滴入两滴墨水，不要搅动杯中的水，热水杯中的墨水扩散得快，选用热水和冷水做实验的目的是便于探究分子无规则运动速度与 的关系； （2）如图乙所示，瓶内装有少量的水，水上方有水蒸气，塞紧瓶塞，用打气筒向瓶内打气，当塞跳起时，有白雾产生，白雾是水蒸气 而成的，这说明气体对外做功时，内能 ，温度 ； （3）如图丙所示是热机的 冲程； （4）如图丁所示，在试管中装些水，用软木塞塞住，用酒精灯给水加热至沸腾，使水的内能增加。当软木塞被冲出时，发生的能量转化是将 能转化 能。这个实验虽然简单，却表现出热机中能量转化的基本过程。 【答案】 温度 液化 减小 降低 压缩 内 机械 【详解】（1）[1]在分别盛有热水和冷水的玻璃杯中，小心地滴入一滴红墨水，会看到滴入热水中的红墨水扩散的快；选用热水和冷水做实验，这是因为冷水和热水的温度不同，以便于探究分子无规则运动速度与温度的关系。 （2）[2][3][4]给瓶内打气，当瓶塞跳起时，可以看到，瓶内出现白雾，说明水蒸气遇冷放热液化成了小水滴，这个过程中，气体膨胀对外做功，将内能转化成了瓶塞的机械能，内能减少，温度降低。 （3）[5]由图可以看出，热机的进气门关闭，排气门关闭，汽缸内高温高压的气体推动活塞由下向上运动，对外做功，为做功冲程。 （4）[6][7]酒精灯加热试管使水沸腾，产生大量的水蒸气，高温高压的水蒸气把塞子冲出，对外做功，将内能转化为软木塞子的机械能。 四、实验题 16．下面是同学在进行实验探究的情形，请回答下面问题。 （1）如图甲所示，在试管里装入一些水，用软木塞塞住试管口，将试管放在酒精灯上加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲开，在这一过程中，水蒸气膨胀对软木塞做功，此时水蒸气的内能转化为软木塞的 能。这一过程的能量转化与四冲程汽油机的 冲程原理相同； （2）如图乙（a）所示的实验常用来说明分子之间存在引力，但小亮觉得也可能是大气压力把两块铅柱挤压在一起使之难以分开，于是他想在真空罩内重做这个实验，如图乙（b）所示。当逐渐抽出真空罩中的空气时，若两块铅柱被重物拉开了，则说明两块铅柱难以分开是因为它们受到了 的作用；若两块铅柱仍然没有被重物拉开，则说明它们难以分开是因为它们受到了 的作用； （3）将分别装满空气和二氧化氮的集气瓶口对瓶口放在一起，中间用玻璃板隔开，抽出玻璃板，过一段时间发现上面集气瓶中出现红棕色气体，下面集气瓶中红棕色变淡了，这说明气体分子 。 【答案】 机械 做功 大气压力 分子间引力 在不停地做无规则运动 【详解】（1）[1][2]将试管放在酒精灯上加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲开，在这一过程中，水蒸气膨胀对软木塞做功，此时水蒸气的内能转化为软木塞的机械能。这一过程的能量转化与四冲程汽油机的做功冲程原理相同。 （2）[3][4]将两块在空气中挤压在一起的铅柱放在真空罩中，空气被抽掉后，铅柱不会受到大气压力的作用，两块铅柱被拉开，说明是受到大气压力的作用，两块铅柱仍很难被分开，说明它们受到分子引力的作用。 （3）[5]图丙中一段时间后发现上面集气瓶中出现红棕色气体，下面集气瓶中红棕色变淡了，这是扩散现象，说明气体分子在不停地做无规则运动。 17．如图所示是演示内能做功的实验装置。在试管内装适量水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把木塞冲开，在此实验中： （1）酒精燃烧，水的温度升高，水汽化产生高温高压的水蒸气；水蒸气冲开木塞，水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能 （选填“增大”“减小”或“不变”），水蒸气温度降低并 成小水滴，因此试管口看见“白气”。 （2）该实验与热机的 冲程的原理相同。 【答案】 减小 液化 做功 【详解】(1)[1][2]酒精的燃烧将化学能转化为内能，使水的温度升高，水汽化产生高温高压的水蒸气；水蒸气冲开瓶塞，对瓶塞做功，将水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能，水蒸气的内能减小，温度降低，并从气态变为液态，试管口的“白气”即是水蒸气液化成小水滴； (2)热机的做功冲程就是内能转化为机械能的过程，所以该实验与热机的做功冲程的原理相同。 五、综合题 18．国产油电混合动力汽车。 （1）汽油机是热机的一种，如图所示是四冲程汽油机工作状态示意图，此时它正处在 冲程。该冲程将内能转化为 能； （2）汽油机的飞轮转速为2400r/min，则在1s内，汽油机完成 个冲程，对外做功的次数是 次； （3）发动机散热器常用水做冷却剂，是因为水的 大； （4）该汽车在高速公路上以108km/h的速度匀速行驶了1min，发动机的功率始终保持72kW不变，该过程中发动机做的功为 J，发动机牵引力的大小为 N。 【答案】 做功 机械 80 20 比热容 4.32×106 2400 【详解】（1）[1][2]从图中可以看出，两气门关闭，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，将内能转化为了机械能。 （2）[3][4]汽油机的飞轮的转速为 即飞轮在1内转40圈，由于飞轮转动两圈，完成一个工作循环，四个冲程，对外做功一次，所以1s内该汽油机完成80个冲程，对外做功20次。 （3）[5]用水做冷却剂是因为水的比热容大，与其它相同质量的物质相比，在升高相同的温度时，吸收的热量多，冷却效果好。 （4）[6][7]发动机所做的功 汽车的速度 根据 得，发动机牵引力的大小为 19．单缸四冲程汽油机工作原理：汽油机是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气，在吸气冲程中被吸入气缸，混合气经压缩点火燃烧而产生内能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机一个工作循环在包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。 科学家在四冲程发动机的基础上发明了“六冲程引擎”发动机。这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入气缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入气缸的水。“六冲程引擎”发动机的优点是环保、效率高。 工程师还制造了四缸四冲程汽油机，制造时通过连杆把四个四冲程汽油机的活塞连在一根曲轴上如图所示。四缸四冲程汽油机分为两种：一种是同步汽油机，一种是异步汽油机。同步汽油机，四个汽缸在同一时间都是做的相同工作：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。异步汽油机，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，其他三个汽缸分别做吸气、压缩和排气工作。 Q195型汽油机的部分技术规格如下表所示： 气缸数 单缸排量V 额定功率 转速 燃气气压p 1    “额定功率”是指汽油机正常工作时对外所做机械功的功率；“单缸排量”是活塞从上止点到下止点所扫过的容积；“燃气气压”是指汽油机在做功冲程中燃气对活塞的平均压强。 （1）汽油机在做功冲程里，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）“六冲程引擎”中第五冲程相当于四冲程热机的 冲程； （3）有关四缸四冲程同步汽油机和异步汽油机说法正确的是( )； A．四缸四冲程同步汽油机，飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功 B．四缸四冲程异步汽油机，四个气缸在同一时间都是做的相同工作 C．若每个气缸做功功率相同，同步汽油机的平均功率大于异步汽油机平均功率 D．异步机各1缸的做功冲程错开，机械能输出更平稳 （4）在做功冲程里，燃气对活塞每次所做的功，则单缸四冲程的Q195型汽油机的额定功率 W（不考虑机械能的损失）。 【答案】 内 机械 做功 D 【详解】（1）[1][2]汽油机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，燃气的内能减小，转化为活塞的机械能，即将内能转化为机械能。 （2）[3]“六冲程引擎”中第四冲程中没有将气体排出，而继续压缩气体，结束后将水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，对外做功，所以第五冲程相当于四冲程热机的做功冲程。 （3）[4] A．四缸四冲程同步汽油机，飞轮转动的每半周里，四个气缸在同一时间都是做的相同工作，可能是都在做功，也可能是都不做功，故A错误； B．四缸四冲程异步汽油机，由于四个冲程错开，同一时间四个冲程都不一样，每一个时间都有一个气缸在做功，故B错误； C．若每个气缸做功功率相同，相同时间完成的工作循环数相同，所做的功也相同，所以同步汽油机的平均功率等于异步汽油机平均功率，故C错误； D．异步机各气缸的做功冲程错开，同一时间四个冲程都不一样，每一个时间都有一个气缸在做功，机械能输出更平稳，故D正确。 故选D。 （4）[5]一个工作循环飞轮转2圈，对外做功一次，飞轮转速为，表明每分钟完成1200个工作循环，对外做功1200次，则单缸四冲程的Q195型汽油机的额定功率为 六、计算题 20．当前新能源汽车日益普及，某品牌新能源汽车一次最多能装入18kg硼和45L水，利用二者反应产生的能量，相当于3.5L汽油完全燃烧产生的能量．当该车以108km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，燃料的能量转化为机械能的效率为80%，该轿车的质量是1.6t，轿车受到的阻力是车重的0.1倍．（汽油的热值为4.6×107J/kg，ρ汽油＝0.8×103kg/m3，g取10N/kg）求： （1）发动机的牵引力为多大？ （2）发动机的有用功率多大？ （3）一次加满燃料可以供该车行驶多少千米？ （4）请说出使用该车的优点（一条即可）． 【答案】（1）1.6×103N；（2）4.8×104W；（3）64.4km；（4）对环境无污染． 【详解】（1）汽车受到的重力：G＝mg＝1.6×103kg×10N/kg＝1.6×104N； 汽车受到的阻力：f＝0.1G＝0.1×1.6×104N＝1.6×103N； 因为汽车匀速行驶，所以牵引力等于阻力：F＝f＝1.6×103N； （2）汽车的速度：v＝108km/h＝108×m/s＝30m/s， 由P＝＝＝Fv得，汽车的功率： P＝Fv＝1.6×103N×30m/s＝4.8×104W； （3）汽油的质量m′＝ρV＝0.8×103kg/m3×3.5×10﹣3m3＝2.8kg， 3.5L汽油完全燃烧时放出的热量： Q放＝m′q＝2.8kg×4.6×107J/kg＝1.288×108J； 由η＝得，一次加满燃料汽车发动机做功： W＝ηQ放＝80%×1.288×108J＝1.0304×108J； 由W＝Fs得，汽车最多行驶的路程： s＝＝＝6.44×104m＝64.4km； （4）水和硼反应产生氢，氢再进入内燃机燃烧，生成物是水，对环境无污染． 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$