12.4 热机与社会发展（同步训练）-【上好课】2024-2025学年九年级物理上册同步精品课堂（沪粤版）

沪粤版九年级物理上册 《12.4 热机与社会发展》 同步训练 一、夯实考点 · 考点01 热机 · 考点02 汽油机 · 【汽油机的冲程】 · 【冲程中的能量转化】 · 【冲程中工作循环的计算】 · 考点03 热机效率及其计算 二、感受真题 考点训练 · 考点01 热机 1．（2024•贵州）内能的利用推动了工业和社会的快速发展。下列机器设备利用内能工作的是（　　） A．电动机 B．计算机 C．汽油机 D．照相机 2．（2023•新疆）人类最早发明的热机是（　　） A．蒸汽机 B．内燃机 C．喷气发动机 D．火箭发动机 3．如图所示是瓦特制造的蒸汽机。蒸汽机的发明是人类利用能源的新里程碑，它的工作原理是：用煤烧水产生水蒸气，水蒸气进入汽缸，推动活塞，带动机器工作。由此可知，蒸汽机工作过程中能量转化的正确顺序是（　　） A．内能→机械能→化学能 B．内能→化学能→机械能 C．化学能→内能→机械能 D．机械能→内能→化学能 4．如图甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团脱脂棉，把活塞迅速压下去，玻璃筒内的脱脂棉燃烧起来了，这是通过 方式改变物体的内能。如图乙所示，在试管内装些水，用橡皮塞塞住试管口，加热使水沸腾，会看到橡皮塞被推出，在这一过程中燃料的化学能通过燃烧转化为内能，又通过做功，把 （填能的转化），热机就是通过这个原理来工作的。 5．我国载人登月初步方案已公布，在不远的将来，我国航天员有望登陆月球，后续还将建造国际月球科研站。白天月球表面温度可达150，而夜晚会降至。假如你是设计师，让你设计一辆月球车，你认为月球车 （选填“可以”或“不可以”）用氢能源为燃料的热机来驱动，理由是 。假如你穿着自己设计制作的宇航服在月球上漫步，宇航服应具备的功能有： （写出一条即可）。 · 考点02 汽油机 · 【汽油机的冲程】 1．（2023•营口）下列四幅图中，属于做功冲程的是（　　） A B C D 2．（2023•云南）质量为1kg的水温度升高10吸收的热量为  J。如图所示的是汽油机的  冲程。[] 3．（2021•湖北）如图为汽油机工作循环中的某个冲程，关于此冲程的说法正确的是（　　） A．进气门打开，排气门关闭 B．喷油嘴喷出雾状汽油 C．靠飞轮的惯性完成 D．内能转化为机械能 · 【冲程中的能量转化】 1．（2024•无锡）四冲程汽油机的工作循环中，主要将机械能转化为内能的冲程是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 2．（2023•阜新）如图所示是四冲程汽油机的剖面图，属于机械能转化为内能的是（　　） A B C D 3．（2023•西宁）如图所示，在试管内装适量的水，用塞子塞住管口，加热一段时间后，塞子受到水蒸气的压力而冲出，此时水蒸气的内能转化为塞子的  能，此过程中的能量转化与四冲程汽油机的  冲程相同。 · 【冲程中工作循环的计算】 1．（2023•镇江）如图为单缸四冲程汽油机的  冲程，该冲程活塞移动时，汽缸内燃料混合气体的压强变  。若该汽油机转速为2400r/min,则它每分钟完成  个如图所示的冲程。 2．（2021•眉山）如图所示是某单缸四冲程汽油机的 冲程；若该汽油机每1秒钟对外做功25次，那么该汽油机飞轮的转速为  revs/min。 · 考点03 热机效率及其计算 1．（2021•眉山）改革开放以来，我国人民的生活水平不断提高，汽车已成为多数人的代步工具。某品牌国产汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶100km,消耗了汽油6L，汽车发动机功率为12kW，已知：汽油的热值为q=4.6×107J/kg,汽油的密度为ρ=0.7×103kg/m3。求该汽车匀速行驶100km过程中： （1）消耗汽油的质量； （2）发动机所做的功； （3）发动机的效率（百分号前保留整数）。 2．（2023•海南）水环境质量是生态文明建设的重要篇章，我省“六水共治”攻坚战已全面打响。如图所示，一艘保洁船正在开展海上环卫作业。船由柴油机提供动力，热机效率为30%。（取ρ海水=1.0×103kg/m3，q柴=4.0×107J/kg,g=10N/kg） （1）工人打捞废弃物时，使用的打捞杆相当于 杠杆（选填“省力”或“费力”）。 （2）某废弃物悬浮在水面下1m深处，所受海水的压强是多大？ （3）工人将该质量为3kg的废弃物打捞上船，水面距离船沿的高度为1.5m,从水面到船沿这一过程，工人对废弃物至少做了多少功？ （4）若船以1000N的牵引力在海上匀速行驶15km,需消耗多少柴油？ 感受真题 一、单项选择题 1．（2024•新疆）下列运载工具中，不需要利用热机的是（　　） A．喷气式飞机 B．柴油拖拉机 C．纯电动汽车 D．长征系列火箭 2．（2024•兰州）如图所示，用酒精灯对试管加热，等水沸腾后，可以看到蒸汽把软木塞顶跑。下列说法正确的是（　　） A．用酒精灯加热试管，水内能的增加是通过做功的方式实现的 B．蒸气把软木塞顶跑的过程，实现了内能向机械能的转化 C．蒸气把软木塞顶跑的过程，相当于汽油机的排气冲程 D．试管口出现的白雾是水汽化后形成的水蒸气 3．（2024•镇江）下列汽油机工作的四个冲程中，做功冲程是（　　） A B C D 4．（2024•广安）内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动1800圈（），则下列说法正确的是​（　　） A．图中所示冲程是做功冲程 B．若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为6.9×107J C．该汽油机在1s内做功30次 D．汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 5．（2024•常州）四冲程汽油机工作时，将内能转化为机械能的冲程是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 6．（2024•牡丹江）关于热机，下列说法正确的是（　　） A．蒸汽机不属于热机 B．柴油机的效率能达到100% C．汽油机会散发出汽油味属于扩散现象 D．内燃机的压缩冲程将内能转化为机械能 7．（2024•广元）1883年人类发明了汽油机。一台四冲程汽油机的一个冲程中，火花塞点火，燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体推动活塞对外做功，则该冲程（　　） A．是压缩冲程 B．气体对外做功，内能转化为机械能 C．活塞依靠飞轮的惯性而运动 D．气体对外做功，气体的内能增加 8．（2024•枣庄）古代的人们曾发明一种活塞式点火器，如图所示，以牛角作套筒，木质推杆前端粘附艾绒，取火时，一手握住套筒，另一手猛推推杆，艾绒即燃。下列事例与猛推推杆入筒的过程中，能量转化情况不同的是​（　　） A．内燃机的做功冲程 B．内燃机的压缩冲程 C．钻木取火 D．流星雨的形成 9．（2024•陕西）涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。该发动机工作过程中的相关说法正确的是（　　） A．燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高 B．燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大 C．压气机压缩空气，空气的内能减小 D．高温高压气体推动涡轮转动时，将机械能转化为内能 10．（2024•临沂）2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。如图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是（　　） A B C D 二、多项选择题 11．（2024•齐齐哈尔）关于单缸四冲程汽油机，下列说法正确的是（　　） A．加润滑油可以减小汽油机零部件间的摩擦 B．通过改进可以使汽油机的效率达到100% C．除做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的 D．若飞轮的转动速度为1200r/min,则该汽油机每秒钟对外做功40次 12．（2023•滨州）下列说法中正确的是（　　） A．物体吸收热量，温度一定升高 B．冬季取暖用水作为传热介质，是利用了水的比热容大的性质 C．四冲程内燃机工作时，压缩冲程将机械能转化为内能 D．热机效率越高，功率一定越大 三、填空题 13．（2024•辽宁）汽油机在 冲程中将内能转化为机械能。若某汽车的汽油机在一段时间内所做的有用功为2.3×107J，效率为25%，则该汽油机在这段时间内消耗 kg的汽油（汽油的热值取4.6×107J/kg）。 14．（2024•黑龙江）汽油机将内能转化为机械能的是 冲程，某单缸四冲程汽油机飞轮转速是2400r/min。则此汽油机每秒对外做功 次。 15．（2024•绥化）感冒发烧时可用冷毛巾给头部降温，是利用 的方式改变内能。一台某型号四冲程汽油机飞轮转速是1800r/min,该汽油机工作时每秒对外做功 次。 16．（2024•内江）汽车发动机散热降温，常用水作为冷却液是因为水的  （选填“比热容”或“热值”）较大；在汽油机的一个工作循环中，将内能转化为机械能的冲程是  （选填“做功”或“压缩”）冲程。 17．（2024•凉山州）如图所示是四冲程汽油机工作过程中  冲程示意图，实际生活中常用  （选填“密度”“比热容”或“热值”）较大的液体作为汽油机降温的冷却剂。 18．（2023•鞍山）如图所示的汽油机处于  （选填“压缩”或“做功”）冲程，这个冲程将  能转化为  能。某单缸四冲程汽油机的飞轮转动速度是2400r/min,则此汽油机每秒对外做功  次。 四、计算题 19．（2024•潍坊）某建筑工地上，起重机在10s内将质量为2.15t的重物沿竖直方向匀速提升6m,此过程起重机消耗柴油0.01kg。柴油的热值q=4.3×107J/kg,g取10N/kg。 （1）求重物上升的速度； （2）求起重机提升重物的功率； （3）若将起重机提升重物做的功与消耗的柴油完全燃烧释放的热量之比定义为其提升效率，用字母η表示，求起重机的提升效率。 20．（2024•湖北）据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。 （1）氢燃料电池将化学能直接转化为  能。 （2）当储氢瓶内气体压强为3.5×107Pa时，求瓶内壁1cm2的面积上受到的压力。 （3）以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h,功率为172kW。 ①求卡车的行驶速度。 ②求卡车所受牵引力。 ③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少？ （燃油机的效率取36%，燃油的热值q取4.3×107J/kg） 21．（2024•山西）山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360km,驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取4.5×107J/kg,汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3） （1）求汽车的平均速度。 （2）汽车全程消耗汽油25L，求汽油完全燃烧放出的热量Q。 （3）若汽车发动机全程的平均功率为25kW，求汽车发动机的效率。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 沪粤版九年级物理上册 《12.4 热机与社会发展》 同步训练 一、夯实考点 · 考点01 热机 · 考点02 汽油机 · 【汽油机的冲程】 · 【冲程中的能量转化】 · 【冲程中工作循环的计算】 · 考点03 热机效率及其计算 二、感受真题 考点训练 · 考点01 热机 1．（2024•贵州）内能的利用推动了工业和社会的快速发展。下列机器设备利用内能工作的是（　　） A．电动机 B．计算机 C．汽油机 D．照相机 【答案】C 【解答】解：A、电动机是通电导体在磁场中受力转动的，因此是将电能转化为机械能的过程，不是将内能转化为机械能，故A错误； B、计算机是利用电能工作的，故B错误； C、蒸汽机是热机的一种，是将内能转化为机械能的机器，是利用内能工作的，故C正确； D、照相机是利用光能来工作的，故D错误。 故选：C。 2．（2023•新疆）人类最早发明的热机是（　　） A．蒸汽机 B．内燃机 C．喷气发动机 D．火箭发动机 【答案】A 【解答】解：热机是指各种利用内能做功的机械，17世纪人类发明了热机，最早的热机是蒸汽机；内燃机、喷气发动机、火箭发动机都是19世纪后期发明出来的，故A正确。 故选：A。 3．如图所示是瓦特制造的蒸汽机。蒸汽机的发明是人类利用能源的新里程碑，它的工作原理是：用煤烧水产生水蒸气，水蒸气进入汽缸，推动活塞，带动机器工作。由此可知，蒸汽机工作过程中能量转化的正确顺序是（　　） A．内能→机械能→化学能 B．内能→化学能→机械能 C．化学能→内能→机械能 D．机械能→内能→化学能 【答案】C 【解答】解：煤燃烧属于化学变化，将化学能转化为内能；锅炉内的水吸收热量，温度升高，变成水蒸气，水蒸气进入汽缸，推动活塞，带动机器工作，将内能转化机械能，故ABD错误，C正确。 故选：C。 4．如图甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团脱脂棉，把活塞迅速压下去，玻璃筒内的脱脂棉燃烧起来了，这是通过 方式改变物体的内能。如图乙所示，在试管内装些水，用橡皮塞塞住试管口，加热使水沸腾，会看到橡皮塞被推出，在这一过程中燃料的化学能通过燃烧转化为内能，又通过做功，把 （填能的转化），热机就是通过这个原理来工作的。 【答案】做功；内能转化为机械能。 【解答】解：甲图中，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，把活塞迅速压下去，我们会看到棉花燃烧的现象，用力打气时，活塞对瓶内气体做功，气体的温度升高，内能增加，这是通过做功方式改变物体的内能；乙图中，加热使水沸腾，会看到橡皮塞被推出，水蒸气对塞子做了功，水蒸气的内能转化为软皮塞的机械能，热机就是通过这个原理来工作的。 故答案为：做功；内能转化为机械能。 5．我国载人登月初步方案已公布，在不远的将来，我国航天员有望登陆月球，后续还将建造国际月球科研站。白天月球表面温度可达150，而夜晚会降至。假如你是设计师，让你设计一辆月球车，你认为月球车 （选填“可以”或“不可以”）用氢能源为燃料的热机来驱动，理由是 。假如你穿着自己设计制作的宇航服在月球上漫步，宇航服应具备的功能有： （写出一条即可）。 【答案】不可以；热机的工作需要吸入空气，而月球上没有空气；防寒。 【解答】解：热机有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，其中吸气冲程需要从外界吸入空气，而月球上没有空气，所以不可以用氢能源为燃料的热机来驱动工作。 由题意知，白天月球表面温度可达150，而夜晚会降至，因此宇航服应具备隔热防寒的功能。 由于太空中是真空、温度很低，所以航天服必须能供氧保证宇航员有氧呼吸、能保温，能抗撞击保证在太空中免受其他太空物的撞击，能抗辐射，能维持压强（或保压）等。 故答案为：不可以；热机的工作需要吸入空气，而月球上没有空气；防寒。 · 考点02 汽油机 · 【汽油机的冲程】 1．（2023•营口）下列四幅图中，属于做功冲程的是（　　） A B C D 【答案】C 【解答】解：A、两气门都关闭，活塞向上运动，气缸容积减小，是压缩冲程，故A不符合题意； B、进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，气缸容积增大，是吸气冲程，故B不符合题意； C、两气门都关闭，火花塞喷出电火花，活塞向下运动，气缸容积增大，是做功冲程，故C符合题意； D、排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，故D不符合题意。 故选：C。 2．（2023•云南）质量为1kg的水温度升高10吸收的热量为  J。如图所示的是汽油机的  冲程。[] 【答案】4.2×104；做功 【解答】 解：（1）水吸收的热量； （2）汽油机的四个冲程是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程。 故答案为：4.2×104；做功。 3．（2021•湖北）如图为汽油机工作循环中的某个冲程，关于此冲程的说法正确的是（　　） A．进气门打开，排气门关闭 B．喷油嘴喷出雾状汽油 C．靠飞轮的惯性完成 D．内能转化为机械能 【答案】D 【解答】解：观察图可知，汽油机的进气门和排气门都关闭，火花塞打出电火花，气缸内汽油和空气的混合气体发生燃烧，是汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能，该冲程对外提供动力，不需要靠飞轮惯性完成，故ABC错误，D正确。 故选：D。 · 【冲程中的能量转化】 1．（2024•无锡）四冲程汽油机的工作循环中，主要将机械能转化为内能的冲程是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】B 【解答】解：压缩冲程是将机械能转化为内能，故B正确，ACD错误。 故选：B。 2．（2023•阜新）如图所示是四冲程汽油机的剖面图，属于机械能转化为内能的是（　　） A B C D 【答案】A 【解答】解：内能转化为机械能的是做功冲程，机械能转化内能是压缩冲程： A、气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，是将机械能转化为内能，故A正确； B、气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，是将内能转化为机械能，故B错误； C、进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，故C错误； D、排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，故D错误。 故选：A。 3．（2023•西宁）如图所示，在试管内装适量的水，用塞子塞住管口，加热一段时间后，塞子受到水蒸气的压力而冲出，此时水蒸气的内能转化为塞子的  能，此过程中的能量转化与四冲程汽油机的  冲程相同。 【答案】机械；做功。 【解答】解：对水持续加热，试管中产生大量的水蒸气，水蒸气对塞子做功，此时水蒸气的内能转化为塞子的机械能； 在四冲程的热机中，做功冲程是内能转化为机械能的冲程，试管内水蒸气的内能可以转化为塞子的机械能，与做功冲程相同。 故答案为：机械；做功。 · 【冲程中工作循环的计算】 1．（2023•镇江）如图为单缸四冲程汽油机的  冲程，该冲程活塞移动时，汽缸内燃料混合气体的压强变  。若该汽油机转速为2400r/min,则它每分钟完成  个如图所示的冲程。 【答案】压缩；大；1200 【解答】解： 图中活塞向上运动，两气门关闭，因此是压缩冲程； 压缩冲程过程中，汽缸内部体积变小，压强变大； 若该汽油机转速是2400r/min,表示每分钟飞轮转动2400圈，它每分钟完成1200个压缩冲程。 故答案为：压缩；大；1200。 2．（2021•眉山）如图所示是某单缸四冲程汽油机的 冲程；若该汽油机每1秒钟对外做功25次，那么该汽油机飞轮的转速为  revs/min。 【答案】压缩；3000 【解答】解：（1）由图可知，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，所以是压缩冲程； （2）每1秒钟对外做功25次，因一个工作循环有4个冲程，飞轮转2圈，做功一次，则飞轮转速是。 故答案为：压缩；3000。 · 考点03 热机效率及其计算 1．（2021•眉山）改革开放以来，我国人民的生活水平不断提高，汽车已成为多数人的代步工具。某品牌国产汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶100km,消耗了汽油6L，汽车发动机功率为12kW，已知：汽油的热值为q=4.6×107J/kg,汽油的密度为ρ=0.7×103kg/m3。求该汽车匀速行驶100km过程中： （1）消耗汽油的质量； （2）发动机所做的功； （3）发动机的效率（百分号前保留整数）。 【答案】答：（1）消耗汽油的质量为4.2kg； （2）发动机所做的功为6×107J； （3）发动机的效率为31%。 【解答】解：（1），由密度公式变形可得消耗汽油的质量； （2）由速度公式变形可得汽车行驶100km用时为； 由功率公式可得发动机所做的功 ； （3）由放热公式可得汽油完全燃烧所放出的热量 ； 发动机的效率为； 答：（1）消耗汽油的质量为4.2kg； （2）发动机所做的功为6×107J； （3）发动机的效率为31%。 2．（2023•海南）水环境质量是生态文明建设的重要篇章，我省“六水共治”攻坚战已全面打响。如图所示，一艘保洁船正在开展海上环卫作业。船由柴油机提供动力，热机效率为30%。（取ρ海水=1.0×103kg/m3，q柴=4.0×107J/kg,g=10N/kg） （1）工人打捞废弃物时，使用的打捞杆相当于 杠杆（选填“省力”或“费力”）。 （2）某废弃物悬浮在水面下1m深处，所受海水的压强是多大？ （3）工人将该质量为3kg的废弃物打捞上船，水面距离船沿的高度为1.5m,从水面到船沿这一过程，工人对废弃物至少做了多少功？ （4）若船以1000N的牵引力在海上匀速行驶15km,需消耗多少柴油？ 【答案】（1）费力； （2）所受海水的压强是1.0×104Pa； （3）工人对废弃物至少做的功为45J； （4）若船以1000N的牵引力在海上匀速行驶15km，需消耗柴油为1.25kg。 【解答】解：（1）工人打捞废弃物时，使用的打捞杆动力臂小于阻力臂，相当于费力杠杆； （2）某废弃物悬浮在水面下1m深处，所受海水的压强是： ； （3）废弃物的重力：， 工人对废弃物至少做的功：； （4）该船在海上匀速行驶15km做的有用功， 消耗的柴油完全燃烧放出的热量， 消耗的柴油的质量。 故答案为：（1）费力； （2）所受海水的压强是1.0×104Pa； （3）工人对废弃物至少做的功为45J； （4）若船以1000N的牵引力在海上匀速行驶15km,需消耗柴油为1.25kg。 感受真题 一、单项选择题 1．（2024•新疆）下列运载工具中，不需要利用热机的是（　　） A．喷气式飞机 B．柴油拖拉机 C．纯电动汽车 D．长征系列火箭 【答案】C 【解答】解：热机是利用燃料燃烧释放的热量转化成机械能的装置，喷气式飞机、柴油拖拉机、火箭均需要用到燃料，故都需要用热机；纯电动汽车利用的是电动机，将电能转化为机械能，不属于热机。 故选：C。 2．（2024•兰州）如图所示，用酒精灯对试管加热，等水沸腾后，可以看到蒸汽把软木塞顶跑。下列说法正确的是（　　） A．用酒精灯加热试管，水内能的增加是通过做功的方式实现的 B．蒸气把软木塞顶跑的过程，实现了内能向机械能的转化 C．蒸气把软木塞顶跑的过程，相当于汽油机的排气冲程 D．试管口出现的白雾是水汽化后形成的水蒸气 【答案】B 【解答】解：A、用酒精灯加热试管，水吸收热量，水的内能增加，是通过热传递的方式实现的，故A错误； BC、蒸气把软木塞冲出去，水蒸气的部分内能转化为软木塞的机械能，实现了内能向机械能的转化，故B正确； 这一过程，相当于汽油机的做功冲程，故C错误； D、试管口出现的白雾，是水蒸气液化后形成的水雾，故D错误； 故选：B。 3．（2024•镇江）下列汽油机工作的四个冲程中，做功冲程是（　　） A B C D 【答案】C 【解答】解：汽油机一个工作循环包括四个冲程，只有做功冲程对外做功，因此一个工作循环做功一次； A中的一个气阀打开，活塞向下运动，所以A为吸气冲程； B图中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以B为压缩冲程； C中的两个气阀都关闭，活塞下运动，所以C为做功冲程； D中的一个气阀打开，活塞向上运动，所以D为排气冲程。 故选：C。 4．（2024•广安）内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动1800圈（），则下列说法正确的是​（　　） A．图中所示冲程是做功冲程 B．若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为6.9×107J C．该汽油机在1s内做功30次 D．汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 【答案】B 【解答】解：A、由图可知：活塞向上运动，进气门和排气门都关闭，因此是压缩冲程，故A错误； B、完全燃烧5kg的汽油放出的热量：； 由可得，有用功：，故B正确； C、曲轴每转两圈对外做功一次，所以1min转动1800周，要做功900次，则该汽油机在1s内做功：,故C错误； D、热机消耗的燃料越少，其做的有用功也可能少，其效率也不一定就越高，故D错误。 故选：B。 5．（2024•常州）四冲程汽油机工作时，将内能转化为机械能的冲程是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】C 【解答】解：四冲程汽油机的一个工作循环由四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；其中压缩冲程将机械能转化为内能；做功冲程将内能转化为机械能，故C正确。 故选：C。 6．（2024•牡丹江）关于热机，下列说法正确的是（　　） A．蒸汽机不属于热机 B．柴油机的效率能达到100% C．汽油机会散发出汽油味属于扩散现象 D．内燃机的压缩冲程将内能转化为机械能 【答案】C 【解答】解： A、蒸汽机属于热机，故A错误； B、因为额外功和热量散失是不可避免的，所以无论怎样改良，柴油机的效率也不可能达到100%，故B错误； C、汽油机工作时，会闻到汽油味，属于扩散现象，故C正确； D、内燃机的压缩冲程，将机械能转化为内能，故D错误。 故选：C。 7．（2024•广元）1883年人类发明了汽油机。一台四冲程汽油机的一个冲程中，火花塞点火，燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体推动活塞对外做功，则该冲程（　　） A．是压缩冲程 B．气体对外做功，内能转化为机械能 C．活塞依靠飞轮的惯性而运动 D．气体对外做功，气体的内能增加 【答案】B 【解答】解：一台四冲程汽油机的一个冲程中，火花塞点火，燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体推动活塞对外做功，将内能转化为机械能，是做功冲程，故选：B。 8．（2024•枣庄）古代的人们曾发明一种活塞式点火器，如图所示，以牛角作套筒，木质推杆前端粘附艾绒，取火时，一手握住套筒，另一手猛推推杆，艾绒即燃。下列事例与猛推推杆入筒的过程中，能量转化情况不同的是​（　　） A．内燃机的做功冲程 B．内燃机的压缩冲程 C．钻木取火 D．流星雨的形成 【答案】A 【解答】解：猛推推杆入筒的过程中，推杆压缩筒内空气做功，使筒内气体温度升高，内能增加，将机械能转化为内能。 A、内燃机的做功冲程中，燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故A符合题意； B、内燃机的压缩冲程中，活塞压缩燃料做功，将机械能转化为内能，故B不符合题意； C、钻木取火时，树枝间相互摩擦做功，将机械能转化为内能，故C不符合题意； D、流星穿过大气层时，与空气剧烈摩擦做功，将机械能转化为内能，故D不符合题意； 故选：A。 9．（2024•陕西）涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。该发动机工作过程中的相关说法正确的是（　　） A．燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高 B．燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大 C．压气机压缩空气，空气的内能减小 D．高温高压气体推动涡轮转动时，将机械能转化为内能 【答案】A 【解答】解：A、使燃料燃烧越充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故A正确； B、热值只跟燃料的种类有关，燃料和压缩空气混合后，燃料的种类不变，燃料的热值不变，故B错误； C、压气机压缩空气，对空气做功时，机械能转化为内能，空气的内能增加，故C错误； D、高温高压气体推动涡轮转动时，将内能转化为机械能，故D错误。 故选：A。 10．（2024•临沂）2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。如图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是（　　） A B C D 【答案】D 【解答】解：吸气冲程中，汽油机吸入空气和汽油的混合气体，气体温度较低；在压缩冲程，活塞压缩汽油与空气形成的燃料混合物，活塞对气体做功，将机械能转化为气体的内能，使气缸内气体内能增加；做功冲程中，高温高压气体对活塞做功，内能转化机械能；排气冲程中，将气缸内的废气排出；相比而言，吸气冲程中的气体温度较低，内能最小。故D正确。 故选：D。 二、多项选择题 11．（2024•齐齐哈尔）关于单缸四冲程汽油机，下列说法正确的是（　　） A．加润滑油可以减小汽油机零部件间的摩擦 B．通过改进可以使汽油机的效率达到100% C．除做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的 D．若飞轮的转动速度为1200r/min,则该汽油机每秒钟对外做功40次 【答案】AC 【解答】解：A、加入汽车润滑油使各零部件彼此分离，减小摩擦力，故A正确； B、汽油机在工作时不可避免的有能量损失，而且要克服机械部件间的摩擦做额外功，效率一定小于100%，故B错误； C、汽油机和柴油机除了做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的，故C正确； D、由题意可知，单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min,即每秒钟转20圈，完成10个工作循环，40个冲程，做功10次，故D错误。 故选：AC。 12．（2023•滨州）下列说法中正确的是（　　） A．物体吸收热量，温度一定升高 B．冬季取暖用水作为传热介质，是利用了水的比热容大的性质 C．四冲程内燃机工作时，压缩冲程将机械能转化为内能 D．热机效率越高，功率一定越大 【答案】BC 【解答】解：A、物体吸收热量，内能变大，温度不一定升高，可能是状态的变化，例如晶体熔化过程中吸热，内能变大，温度不变，故A错误； B、常用水作传热介质，利用了水比热容较大的性质，这样在同等情况下可以吸收更多的热量，故B正确； C、压缩冲程活塞压缩工作物质做功，将机械能转化为内能，故C正确； D、因为机械效率是指有用功与总功的比值，功率是表示做功的快慢，机械效率高的机器功率不一定大，故D错误。 故选：BC。 三、填空题 13．（2024•辽宁）汽油机在 冲程中将内能转化为机械能。若某汽车的汽油机在一段时间内所做的有用功为2.3×107J，效率为25%，则该汽油机在这段时间内消耗 kg的汽油（汽油的热值取4.6×107J/kg）。 【答案】做功；2。 【解答】解：（1）汽油机四个冲程中将内能转化为机械能的是做功冲程； （2）由可知，汽油完全燃烧发出的热量：， 由可知，消耗汽油的质量：。 故答案为：做功；2。 14．（2024•黑龙江）汽油机将内能转化为机械能的是 冲程，某单缸四冲程汽油机飞轮转速是2400r/min。则此汽油机每秒对外做功 次。 【答案】做功；20。 【解答】解：汽油机的做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞做功，把内能转化为机械能； 汽油机的转速为2400r/min,说明1s内汽油机曲轴的转动次数等于40．一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，1s内曲轴转动40次，对外做功20次。 故答案为：做功；20。 15．（2024•绥化）感冒发烧时可用冷毛巾给头部降温，是利用 的方式改变内能。一台某型号四冲程汽油机飞轮转速是1800r/min,该汽油机工作时每秒对外做功 次。 【答案】热传递；15 【解答】解：（1）感冒发烧时可用冷毛巾给头部降温，是利用热传递的方式改变内能。 （2）一台某型号四冲程汽油机飞轮转速是1800r/min,则1s飞轮转30r,飞轮转两圈，对外做功一次，可知每秒对外做功15次。 故答案为：热传递；15 16．（2024•内江）汽车发动机散热降温，常用水作为冷却液是因为水的  （选填“比热容”或“热值”）较大；在汽油机的一个工作循环中，将内能转化为机械能的冲程是  （选填“做功”或“压缩”）冲程。 【答案】比热容；做功。 【解答】解：因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机散热降温，常用水作为冷却液； 在汽油机的一个工作循环中，将内能转化为机械能的冲程是做功冲程。 故答案为：比热容；做功。 17．（2024•凉山州）如图所示是四冲程汽油机工作过程中  冲程示意图，实际生活中常用  （选填“密度”“比热容”或“热值”）较大的液体作为汽油机降温的冷却剂。 【答案】压缩，比热容。 【解答】解：由图可知，气门都关闭，活塞向上运动，故可以判断这个冲程是压缩冲程； 选择用水作为冷却剂，因为水的比热容相对较大，所以在质量和温度变化量相同的情况下，可以吸收更多的热量。 故答案为：压缩，比热容。 18．（2023•鞍山）如图所示的汽油机处于  （选填“压缩”或“做功”）冲程，这个冲程将  能转化为  能。某单缸四冲程汽油机的飞轮转动速度是2400r/min,则此汽油机每秒对外做功  次。 【答案】压缩；机械；内；20。 【解答】解：由图可知，内燃机两气门都关闭，活塞向上运动，故可以判断这个冲程是压缩冲程，此冲程是通过压缩气体做功将机械能转化为内能。 汽油机的转速为2400r/min,说明1s内汽油机曲轴的转动次数等于40r,一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，1s内曲轴转动40次，对外做功20次。 故答案为：压缩；机械；内；20。 四、计算题 19．（2024•潍坊）某建筑工地上，起重机在10s内将质量为2.15t的重物沿竖直方向匀速提升6m,此过程起重机消耗柴油0.01kg。柴油的热值q=4.3×107J/kg,g取10N/kg。 （1）求重物上升的速度； （2）求起重机提升重物的功率； （3）若将起重机提升重物做的功与消耗的柴油完全燃烧释放的热量之比定义为其提升效率，用字母η表示，求起重机的提升效率。 【答案】（1）重物上升的速度为1m/s； （2）起重机提升重物的功率为1.29×104W； （3）起重机的提升效率为30% 【解答】解：（1）重物上升的速度：； （2）起重机对钢材所做的有用功为：， 则起重机提升重物的功率：； （3）消耗的柴油完全燃烧放出的热量为：， 则起重机的提升效率为：。 答：（1）重物上升的速度为1m/s； （2）起重机提升重物的功率为1.29×104W； （3）起重机的提升效率为30%。 20．（2024•湖北）据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。 （1）氢燃料电池将化学能直接转化为  能。 （2）当储氢瓶内气体压强为3.5×107Pa时，求瓶内壁1cm2的面积上受到的压力。 （3）以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h,功率为172kW。 ①求卡车的行驶速度。 ②求卡车所受牵引力。 ③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少？ （燃油机的效率取36%，燃油的热值q取4.3×107J/kg） 【答案】（1）电； （2）瓶内壁1cm2的面积上受到的压力为3.5×103N； （3）①卡车的行驶速度为20m/s； ②卡车所受牵引力为8.6×103N； ③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为132kg。 【解答】解：（1）由图可知，氢燃料电池是将氢的化学能直接转化为电能； （2）根据可知，当储氢瓶内气体压强为3.5×107Pa时，则瓶内壁1cm2的面积上受到的压力为：； （3）①卡车的行驶速度为：； ②卡车所做的机械功为：， 根据可知，卡车所受牵引力为：； ③根据放可知，燃料完全燃烧放出的热量为： ， 消耗燃油的质量为：, 则减排二氧化碳的质量为：。 答：（1）电； （2）瓶内壁1cm2的面积上受到的压力为3.5×103N； （3）①卡车的行驶速度为20m/s； ②卡车所受牵引力为8.6×103N； ③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为132kg。 21．（2024•山西）山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360km,驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取4.5×107J/kg,汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3） （1）求汽车的平均速度。 （2）汽车全程消耗汽油25L，求汽油完全燃烧放出的热量Q。 （3）若汽车发动机全程的平均功率为25kW，求汽车发动机的效率。 【答案】（1）汽车的平均速度为90km/h； （2）汽油完全燃烧放出的热量Q为9×108J； （3）汽车发动机的效率为40%。 【解答】解： （1）汽车平均速度为：。 （2）消耗汽油的质量为：； 燃烧释放的热量为：。 （3）汽车发动机做的机械功为：； 发动机的机械效率为：。 答：（1）汽车的平均速度为90km/h；（2）汽油完全燃烧放出的热量Q为9×108J；（3）汽车发动机的效率为40%。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$