期末考知识点分类复习----热机 2024-2025学年人教版物理九年级全一册
2024-12-13
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内容正文:
2024年九年级上学期物理期末考知识点分类复习
--热机
目录
一.内燃机的四个冲程 1
二.汽油机 4
三.柴油机 6
四.汽油机与柴油机的异同 8
五.内燃机工作循环的计算 10
一.内燃机的四个冲程
1.如图甲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,如图乙为汽油机的工作冲程。下列判断不正确的是( )
A.汽缸内的蒸汽推动活塞后,内能增加
B.舰载机获得的牵引力是因为汽缸内的蒸汽体积膨胀,从而推动活塞
C.从能量转化角度讲,蒸汽弹射装置工作时与图乙中(3)所示的原理相似
D.从能量转化角度讲,图乙中(2)冲程是把机械能转化为内能
2.光发动机可用于卫星的能源补充,原理如图,密闭气室中N2O4在光照下会分解,使气室气压增大,推动活塞右移,无光条件下发生逆反应,控制光照即可实现活塞往复运动。活塞右移过程相当于汽油机的( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
3.如图是四冲程汽油机某冲程的示意图,有关气缸内气体的说法正确的是( )
A.气体的温度降低 B.气体的内能不变
C.气体的内能增大 D.气体的内能减小
4.某四冲程内燃机中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况如图所示。该内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序是( )
A.甲、丙、丁、乙 B.甲、丁、丙、乙
C.乙、丙、丁、甲 D.乙、丁、丙、甲
5.2024年10月30日,搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。火箭升空过程中与空气摩擦,火箭整流罩外壳温度升高,内能增大,此过程中的能量转化与四冲程汽油机工作过程中能量转化相同的是( )
A.吸气冲程 B.排气冲程 C.做功冲程 D.压缩冲程
6.如图所示,这是四冲程汽油机的剖面图。下列关于其四个冲程的描述正确的是( )
A.吸气冲程中,只有空气进入汽缸
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,机械能转化为内能
D.排气冲程中,废气带走燃料释放的大量能量
7.如图所示,准备一个盖好瓶盖的空矿泉水瓶(瓶内稍带点水珠),用力扭转瓶身数次后,瓶内气体体积减小,压强增大;稍稍转松瓶盖,瓶盖被猛地弹出去,同时发出“砰”的一声,有时还能看到少量“白气”。瓶盖被弹出去时,与下列哪个冲程原理相同( )
A. B. C. D.
8.如图所示汽油机的四个冲程,活塞向上运动,并依靠曲轴的惯性来完成运转的冲程是( )
A.甲和乙 B.甲和丙 C.乙和丙 D.甲和丁
二.汽油机
9.下列关于柴油机和汽油机的说法错误的是( )
A.柴油机的上部是喷油嘴,汽油机的顶部有火花塞
B.柴油机和汽油机吸入汽缸的都只有空气
C.柴油机和汽油机使用的燃料不同
D.柴油机比汽油机笨重,但效率高
10.如图是某四冲程汽油机顺序被打乱的工作图,下列说法正确的是( )
A.四个冲程的顺序应该是B→A→D→C
B.只有冲程A获得动力,其他冲程都是靠惯性运转的
C.冲程D将内能转化为机械能
D.热机是利用化学能做功的机器
11.如图,是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。下列判断中错误的是( )
A.汽缸内的蒸汽体积膨胀,从而推动活塞使舰载机获得牵引力
B.汽缸内的蒸汽推动活塞时,蒸汽的内能减小
C.蒸汽弹射装置工作时与热机的做功冲程原理相似
D.舰载机水平加速过程中蒸汽的内能将全部轨化为舰载机的机械能
12.2022年10月7号,在溧阳发生一起交通事故,一名23岁的女网红无证驾驶借来的摩托车在山路快速拐弯时违规越线,迎面撞上另一辆摩托车,因车速过快,佩戴的假头盔质量太差,当场身亡。关于这一事件,下列说法正确的是( )
A.摩托车加速上坡时,动能转化为重力势能
B.与自行车相比,摩托车的质量和速度往往都更大,发生车祸时也更严重
C.踩刹车减速时,刹车片会发烫,这是通过热传递改变了刹车片的内能
D.摩托车通常配备的二冲程汽油发动机,是一种将机械能转化为内能的装置
13.如图是2023年1月9日长征七号A运载火箭托举“实践二十三号卫星”在中国文昌航天发射场直冲云霄的情景。下列说法中正确的是( )
A.火箭升空动力的施力物体是火箭的助推器
B.火箭上升过程中,火箭相对于实践二十三号卫星是运动的
C.火箭也属于热机,能量转化与汽油机的做功冲程相同
D.火箭加速升空的过程中,火箭受到平衡力作用
14.如图所示,图 (选填“B”或“C”)是热机的原理图。图A是汽油机的 冲程,与它改变内能方式相同的是图 所示的演示实验。
15.世界上很多发明都是受到生活现象的启发而萌生的创意,如:蒸汽机和汽油机,它们工作时,是将燃料燃烧释放的 转化为 。如图所示模拟实验中:图甲中是水蒸气驱动叶轮转动,图乙中是上升的热空气驱动叶轮转动,则图 是汽油机的工作原理图。
16.汽油机工作时,在 冲程获得动力,其它三个冲程依靠飞轮的惯性来完成。某汽油机飞轮的转速为3000r/min,则1s内汽油机对外做功 次。
三.柴油机
17.如图为某种四冲程内燃机工作过程中的一个冲程,下列说法正确的是( )
A.这是一台柴油机
B.该冲程是吸气冲程
C.该冲程把内能转化为机械能
D.该冲程把机械能转化为内能
18.世界上很多发明都是受到生活现象的启示而萌发的创意。如图所示,下列说法正确的是( )
A.汽油机的工作原理与图甲相同
B.蒸汽机的工作原理与图乙相同
C.图甲、乙都把内能转化为机械能
D.柴油机的工作原理与甲、乙都不同
19.关于热机,下列说法正确的是( )
A.汽油机汽缸顶部有喷油嘴,柴油机汽缸顶部有火花塞
B.柴油机在吸气冲程中,将柴油和空气的混合物吸入汽缸
C.汽油机在做功冲程中,进、排气门均关闭,活塞向上运动,对空气和汽油混合物做功
D.汽油机在做功冲程中,把内能转化为机械能
20.汽车的发动机大多数是汽油机,下列关于汽油机的说法错误的是( )
A.汽油机属于内燃机
B.汽油机工作时将化学能转化为内能再转化为机械能
C.汽油机一个工作循环有四个冲程
D.做功冲程将机械能转化为内能
21.关于热机,下列说法正确的是( )
A.汽油机顶部有喷油嘴,柴油机顶部有火花塞
B.柴油机在吸气过程中,将柴油和空气的混合物吸入气缸中
C.汽油机在做功冲程中,进气门关闭,排气门打开
D.压缩冲程中,汽油机和柴油机压缩的物质不相同
(多选)22.下列关于柴油机和汽油机的说法正确的是( )
A.吸气冲程中,汽油机吸入的是汽油,柴油机吸入的是柴油
B.汽油机是点燃式,柴油机是压燃式
C.压缩冲程中,柴油机气缸内的温度比汽油机气缸内的温度更高
D.排气冲程中,汽油机和柴油机的工作过程不同
(多选)23.下列有关热和能的说法中,正确的是( )
A.发生热传递时,热量总是从高温物体传递给低温物体
B.一块0℃的冰熔化成0℃的水后,温度不变,内能不变
C.汽油机和柴油机的工作原理相同,都是内能转化为机械能
D.夏天在室内洒水降温,利用了水的比热容较大的性质
(多选)24.学习了热机的知识后,小明同学通过比较,分析了汽油机和柴油机的异同点,其中正确的是( )
A.在构造上,汽油机汽缸顶部是喷油嘴,柴油机汽缸顶部是火花塞
B.在吸气冲程中,汽油机吸入的是空气,柴油机吸入的是柴油和空气的混合物
C.汽油机的点火方式是点燃式,柴油机的点火方式是压燃式
D.汽油机和柴油机的做功冲程都是将内能转化为机械能
四.汽油机与柴油机的异同
25.汽油机和柴油机相比较,下列叙述中正确的是( )
A.吸气冲程中吸入汽缸的都是空气
B.在压缩冲程末的点火方式是相同的
C.柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高
D.一般情况下,汽油机的效率都比柴油机的高
26.如图是一种常用“柴油平板夯机”,广泛应用于路面施工、场地填土等多个方面。使用时柴油发动机提供动力,激荡器带动夯板上下运动。下列关于使用该夯机说法正确的是( )
A.可通过火花塞点火启动
B.柴油发动机将内能转化为机械能
C.柴油发动机不属于热机
D.柴油发动机吸气冲程中吸入的是柴油和空气的混合物
27.关于热机,下列说法错误的是( )
A.汽油机的做功冲程是将机械能转化为内能
B.柴油机除了做功冲程外,其它三个冲程都靠飞轮惯性完成
C.汽油机在吸气冲程中,是将汽油和空气混合物吸入缸内
D.柴油机顶部有喷油嘴,汽油机顶部有火花塞
28.单缸四冲程汽油机和柴油机工作时,下列说法中正确的是( )
A.汽油机上面是喷油嘴,柴油机是火花塞
B.汽油机吸气冲程中吸入汽缸的物质是汽油
C.汽油机的压缩程度要比柴油机的压缩程度大
D.柴油机做功冲程中点火方式是压燃式
29.下列有关热学的知识说法正确的是( )
A.晶体在凝固过程中质量不变,温度不变,内能也不变
B.用水作室内管道供热载体,是因为水的比热容大
C.内燃机的压缩冲程,主要是用热传递增加了汽缸内内能
D.柴油机的效率比汽油机的效率高,是因为汽油的热值比柴油的小
30.2024年4月20号,世界内燃机大会上,潍柴动力一款新型柴油机问世,此款柴油机效率达到了53.09%,成为了世界首款热效率突破53%的柴油机。下列是关于四冲程汽油机和柴油机工作过程的几种说法:
①在做功冲程中,是机械能转化为内能;
②在做功冲程中,是内能转化为机械能;
③只有做功冲程是燃气对外做功,其它冲程依靠飞轮惯性完成。
④汽油机顶部有喷油嘴,柴油机顶部是火花塞;
⑤柴油机在吸气冲程中,吸入气缸的只有空气。
以上说法中正确的是( )
A.①③⑤ B.②③⑤ C.①②③④ D.②③④⑤
31.汽油机和柴油机有很多的异同点,下列有关四冲程汽油机和柴油机的异同点说法不正确的是( )
A.汽油机和柴油机都是内燃机
B.吸气冲程,汽油机吸入的只有空气,柴油机吸入的是柴油和空气的混合物
C.汽油机和柴油机的一个工作循环对外只做一次功,曲轴转两圈
D.柴油机的点火方式是压燃式,汽油机的点火方式是点燃式
32.下列关于汽油机和柴油机的说法不正确的是( )
A.柴油机和汽油机使用的燃料不同
B.柴油机比汽油机笨重,但效率高
C.柴油机和汽油机的吸气冲程都只吸入空气
D.柴油机汽缸顶部有喷油嘴,汽油机汽缸顶部有火花塞
五.内燃机工作循环的计算
33.如图甲所示是四冲程汽油机某冲程示意图,图乙为空气压缩引火仪,图丙对试管中水加热一段时间后瓶塞“飞出”。关于这三幅图,下列说法正确的是( )
A.三幅图所示的过程改变气体内能的方式不同
B.三幅图所示的过程气体内能大小的变化情况相同
C.甲图为汽油机的做功冲程,其能量转化与图丙中的能量转化相同
D.若该汽油机每秒可完成10个图甲冲程,则其飞轮转速为1200r/min
34.易拉罐的拉环被拉断后很难打开,可拿圆珠笔的笔尾在罐口旁快速摩擦,拉环就可以被“炸开”。如图甲所示,摩擦时是通过 的方式改变罐内气体的内能;如图乙所示,拉环被“炸开”甲过程中的能量转化与内燃机的 冲程相似;某单缸四冲程内燃机每秒对外做功20次,则其飞轮转速为 r/min。
35.图甲中气球在放气时,它喷气的嘴部温度和原来相比 (选填“变高”、“变低”或“没有变化”),此过程发生的能量转化与图乙中的内燃机在 (选填“A”或“B”)图所示过程的能量转化是一致的。某四冲程汽油机,飞轮转速为3000r/min,若气缸在做功冲程中每次做功400J,则每秒钟对外做功 J。
36.如图所示,小明在吹气球时,被吹大了的气球没能用手握住,呼啸着飞了出去。若他及时捡拾起气球,将会感觉到它喷气的嘴部温度和原来相比 (选填“变高”、“变低”或“没有变化”),这是因为当球内气体喷出来时,发生的能量转化情况是 能转化为 能。汽油机在工作时, 冲程与这一情景过程中能量的转化是一致的。汽油机工作时对外的输出功率为25kW,飞轮转速为5000转/min,则每个工作循环汽油机对外做功 J。
37.(1)六冲程发动机是内燃机的一项新发展,它是在排气冲程末向汽缸内喷水,由于汽缸温度很高,水迅速 (填物态变化名称)为高温高压水蒸气推动活塞运动,减少能量损失。一台单缸四冲程汽油机每秒完成40个冲程,则飞轮转速为 r/min。
(2)某单缸四冲程汽油机汽缸容积(活塞扫过的体积)为150cm3,做功冲程燃气对活塞平均压强是3×105Pa。一个冲程中活塞从一端到另一端移动距离50mm。
求:①做功冲程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。
38.某型号汽车在车型测试中,在一段平直的公路上以80km/h的速度匀速行驶了6km,消耗汽油1.5L.已知汽油密度为ρ汽油=0.7×103kg/m3,汽油的热值q汽油=4.5×107J/kg.假设燃油完全燃烧,汽油机的效率为40%,则该型号汽车在以此速度匀速行驶的过程中,受到的阻力是多大?
39.单缸四冲程柴油机工作时,其中做功冲程将内能转化为机械能。一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min,则它每秒钟对外做功 次。
40.一台单缸四冲程汽油机如果在2s的时间内刚好完成70次工作循环,则该汽油机飞轮的转数为 r/min。
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2024年九年级上学期物理期末考知识点分类复习
--热机
目录
一.内燃机的四个冲程 1
二.汽油机 5
三.柴油机 9
四.汽油机与柴油机的异同 13
五.内燃机工作循环的计算 17
一.内燃机的四个冲程
1.如图甲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,如图乙为汽油机的工作冲程。下列判断不正确的是( )
A.汽缸内的蒸汽推动活塞后,内能增加
B.舰载机获得的牵引力是因为汽缸内的蒸汽体积膨胀,从而推动活塞
C.从能量转化角度讲,蒸汽弹射装置工作时与图乙中(3)所示的原理相似
D.从能量转化角度讲,图乙中(2)冲程是把机械能转化为内能
【解答】解:A.汽缸内的蒸汽推动活塞后,内能转化为机械能,内能减小,故A错误;
B.舰载机获得的牵引力是因为汽缸内的蒸气体积膨胀,从而推动活塞,内能转化为机械能,故B正确;
C.从能量转化角度讲,蒸汽弹射装置工作时将内能转化为机械能,与图乙中(3)所示的做功冲程原理相似,故C正确;
D.从能量转化角度讲,图乙中(2)冲程压缩冲程,将机械能转化为内能,故D正确。
故选:A。
2.光发动机可用于卫星的能源补充,原理如图,密闭气室中N2O4在光照下会分解,使气室气压增大,推动活塞右移,无光条件下发生逆反应,控制光照即可实现活塞往复运动。活塞右移过程相当于汽油机的( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
【解答】解:当太阳光照射时,反应室内发生化学反应,导致室内气压增大,这时将化学能转化为机械能,从而推动活塞移动,相当于汽油机的做功冲程。
故选:C。
3.如图是四冲程汽油机某冲程的示意图,有关气缸内气体的说法正确的是( )
A.气体的温度降低 B.气体的内能不变
C.气体的内能增大 D.气体的内能减小
【解答】解:根据图示可知,两个气门关闭,活塞上行,为压缩冲程,活塞对气体做功,气体的内能变大。
故选:C。
4.某四冲程内燃机中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况如图所示。该内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序是( )
A.甲、丙、丁、乙 B.甲、丁、丙、乙
C.乙、丙、丁、甲 D.乙、丁、丙、甲
【解答】解:甲进气门打开,排气门关闭.活塞由上端向下端运动,甲是吸气冲程;
乙进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,乙是排气冲程;
丙进气门和排气门都关闭,活塞向下运动,丙是做功冲程;
丁进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,丁是压缩冲程。
内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序是甲、丁、丙、乙,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
5.2024年10月30日,搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。火箭升空过程中与空气摩擦,火箭整流罩外壳温度升高,内能增大,此过程中的能量转化与四冲程汽油机工作过程中能量转化相同的是( )
A.吸气冲程 B.排气冲程 C.做功冲程 D.压缩冲程
【解答】解:火箭升空过程中与空气摩擦,克服摩擦做功将机械能转化为内能,内能增加,温度升高,这与汽油机工作中的压缩冲程的能量转化相同,都是将机械能转化为内能。
故选:D。
6.如图所示,这是四冲程汽油机的剖面图。下列关于其四个冲程的描述正确的是( )
A.吸气冲程中,只有空气进入汽缸
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,机械能转化为内能
D.排气冲程中,废气带走燃料释放的大量能量
【解答】解: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,对燃料混合物做功,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,燃料燃烧对外做功,内能转化为机械能,故C错误;
D、在排气冲程中,废气带走了燃料释放的能量的大部分,故D正确。
故选:D。
7.如图所示,准备一个盖好瓶盖的空矿泉水瓶(瓶内稍带点水珠),用力扭转瓶身数次后,瓶内气体体积减小,压强增大;稍稍转松瓶盖,瓶盖被猛地弹出去,同时发出“砰”的一声,有时还能看到少量“白气”。瓶盖被弹出去时,与下列哪个冲程原理相同( )
A. B. C. D.
【解答】解:瓶盖被弹出时,瓶内气体对瓶盖做功,将内能转化为机械能,瓶内气体的内能减小,温度降低;
A、两个气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,因此是做功冲程,此过程中将内能转化为机械能;
B、两个气门都关闭,活塞向上运动,因此是压缩冲程,此过程中将机械能转化为内能;
C、一个气门关闭,另一个气门打开,活塞向下运动,该冲程为吸气冲程;
D、一个气门关闭,另一个气门打开,活塞向上运动,该冲程为排气冲程;综合分析可知,瓶盖被弹出时,与A中的能量转化情况相同。
故选:A。
8.如图所示汽油机的四个冲程,活塞向上运动,并依靠曲轴的惯性来完成运转的冲程是( )
A.甲和乙 B.甲和丙 C.乙和丙 D.甲和丁
【解答】解:由图可知:甲图中的进气门关闭,排气门打开,活塞上行,所以是排气冲程;
乙图中的气门关闭,活塞下行,所以是做功冲程;
丙图中的气门关闭,活塞上行,所以是压缩冲程;
丁图中的进气门打开,排气门关闭,活塞下行,所以是吸气冲程;
活塞向上运动,并依靠曲轴的惯性来完成运转的冲程是甲和丙。
故选:B。
二.汽油机
9.下列关于柴油机和汽油机的说法错误的是( )
A.柴油机的上部是喷油嘴,汽油机的顶部有火花塞
B.柴油机和汽油机吸入汽缸的都只有空气
C.柴油机和汽油机使用的燃料不同
D.柴油机比汽油机笨重,但效率高
【解答】解:A.柴油机的气缸顶部是喷油嘴,采用的点火方式是压燃式,而汽油机的气缸顶部是火花塞,通过火花塞产生电火花来点燃汽油和空气的混合物,采用的点火方式是点燃式,故A正确,不符合题意;
B.汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物,而柴油机吸入气缸的只有空气,故B错误,符合题意;
C.柴油机使用柴油作为燃料,而汽油机使用汽油作为燃料,故C正确,不符合题意;
D.柴油的燃烧效率更高,所以柴油机的效率也更高,能够提供更大的动力,故D正确,不符合题意。
故选:B。
10.如图是某四冲程汽油机顺序被打乱的工作图,下列说法正确的是( )
A.四个冲程的顺序应该是B→A→D→C
B.只有冲程A获得动力,其他冲程都是靠惯性运转的
C.冲程D将内能转化为机械能
D.热机是利用化学能做功的机器
【解答】解:A图中两个气门都关闭,活塞下行,是做功冲程,是内能转化为机械能;B图中进气门打开,活塞下行,为吸气冲程,没有能量的转化;C图中排气门打开,活塞上行,为排气冲程;D图中两个气门关闭,活塞上行,为压缩冲程,机械能转化为内能;
四个冲程正确的顺序是BDAC;冲程A获得动力,其他冲程都是靠惯性运转的;该热机是汽油机,是利用内能做功的机器;
综上所述,B正确。
故选:B。
11.如图,是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。下列判断中错误的是( )
A.汽缸内的蒸汽体积膨胀,从而推动活塞使舰载机获得牵引力
B.汽缸内的蒸汽推动活塞时,蒸汽的内能减小
C.蒸汽弹射装置工作时与热机的做功冲程原理相似
D.舰载机水平加速过程中蒸汽的内能将全部轨化为舰载机的机械能
【解答】解:AB、图中,气缸内蒸汽体积膨胀,对活塞做功,将蒸汽的内能转化为活塞的机械能,使舰载机获得巨大的牵引力,蒸汽的内能减小,温度降低,故AB正确;
C、蒸汽弹射装置工作时内能转化为机械能,与热机的做功冲程相似,故C正确;
D、由于舰载机与地面之间,滑轮与牵引索之间、活塞与舱室之间都具有摩擦,所以减小的内能还有一部分会克服摩擦力做功,不能全部转化为舰载机的动能,故D错误。
故选:D。
12.2022年10月7号,在溧阳发生一起交通事故,一名23岁的女网红无证驾驶借来的摩托车在山路快速拐弯时违规越线,迎面撞上另一辆摩托车,因车速过快,佩戴的假头盔质量太差,当场身亡。关于这一事件,下列说法正确的是( )
A.摩托车加速上坡时,动能转化为重力势能
B.与自行车相比,摩托车的质量和速度往往都更大,发生车祸时也更严重
C.踩刹车减速时,刹车片会发烫,这是通过热传递改变了刹车片的内能
D.摩托车通常配备的二冲程汽油发动机,是一种将机械能转化为内能的装置
【解答】解:A、摩托车加速上坡时,速度增大,动能增大,高度增大,重力势能增大,不是动能转化为重力势能,故A错误;
B、与自行车相比,摩托车的质量和速度往往都更大,动能更大,发生车祸时也更严重,故B正确;
C、踩刹车减速时,刹车片会发烫,这是通过做功改变了刹车片的内能,故C错误;
D、摩托车通常配备的二冲程汽油发动机,是一种将内能转化为机械能的装置,故D错误。
故选:B。
13.如图是2023年1月9日长征七号A运载火箭托举“实践二十三号卫星”在中国文昌航天发射场直冲云霄的情景。下列说法中正确的是( )
A.火箭升空动力的施力物体是火箭的助推器
B.火箭上升过程中,火箭相对于实践二十三号卫星是运动的
C.火箭也属于热机,能量转化与汽油机的做功冲程相同
D.火箭加速升空的过程中,火箭受到平衡力作用
【解答】解:A、火箭对喷出的气体有向下的力,同时气体对火箭产生了向上的动力,则此动力的施力物体是燃气,受力物体是火箭,故A错误;
B、火箭发射过程中以实践二十三号卫星为参照物,长征七号A运载火箭的位置没有发生改变,所以火箭是静止的,故B错误;
C、火箭也属于热机,发射过程的能量转化是内能转化为机械能,汽油机的做功冲程的能量转化是内能转化为机械能,所以它们的能量转化相同,故C正确;
D、火箭加速升空过程中,不是平衡状态,受到的是非平衡力,故D错误。
故选:C。
14.如图所示,图 C (选填“B”或“C”)是热机的原理图。图A是汽油机的 做功 冲程,与它改变内能方式相同的是图 C 所示的演示实验。
【解答】解:(1)B图是用力将活塞压下,活塞对空气做功,空气的内能增大,温度升高,达到了棉花的着火点,棉花就会燃烧,是通过对物体做功来增大物体内能的,即是将机械能转化为内能的过程;
C图对试管中的水加热,加快水的汽化,使试管中水的内能增大,体积膨胀,对外做功,使塞子飞出去,内能转化为塞子的机械能;
热机就是利用内能来做功的机器,故C图是热机的原理图;
(2)图A中,两气门都关闭,火花塞点火,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程,此冲程将内能转化为机械能;
汽油机的做功冲程中将内能转化为机械能,因此与做功冲程原理相同的是C实验;
故答案为:C;做功;C。
15.世界上很多发明都是受到生活现象的启发而萌生的创意,如:蒸汽机和汽油机,它们工作时,是将燃料燃烧释放的 内能 转化为 机械能 。如图所示模拟实验中:图甲中是水蒸气驱动叶轮转动,图乙中是上升的热空气驱动叶轮转动,则图 乙 是汽油机的工作原理图。
【解答】解:蒸汽机和汽油机在工作时,都是将燃料燃烧释放的内能转化为机械能;图中甲是蒸汽机的工作原理图,乙是汽油机的工作原理图。
故答案为:内能;机械能;乙。
16.汽油机工作时,在 做功 冲程获得动力,其它三个冲程依靠飞轮的惯性来完成。某汽油机飞轮的转速为3000r/min,则1s内汽油机对外做功 25 次。
【解答】解:汽油机工作时,只有做功冲程获得动力;
汽油机转速3000r/min,则1s钟转:=50r/s,做功次数:=25次。
故答案为:做功;25。
三.柴油机
17.如图为某种四冲程内燃机工作过程中的一个冲程,下列说法正确的是( )
A.这是一台柴油机
B.该冲程是吸气冲程
C.该冲程把内能转化为机械能
D.该冲程把机械能转化为内能
【解答】解:A、该内燃机有火花塞,是汽油机,不符合题意;
B、进气门与排气门都关闭,不是吸气冲程,不符合题意;
C、活塞下行(汽缸容积变大)两个气门都关闭,是做功冲程,把内能转化为机械能,符合题意;
D、活塞下行(汽缸容积变大)两个气门都关闭,是做功冲程,把内能转化为机械能,不符合题意;
故选:C。
18.世界上很多发明都是受到生活现象的启示而萌发的创意。如图所示,下列说法正确的是( )
A.汽油机的工作原理与图甲相同
B.蒸汽机的工作原理与图乙相同
C.图甲、乙都把内能转化为机械能
D.柴油机的工作原理与甲、乙都不同
【解答】解:由图可知,甲是高温的蒸汽推动风车转动,蒸汽的内能转化为风车机械能;乙是燃气的内能转化为风车的机械能,因此甲与蒸汽机的工作原理相同,乙与内燃机的工作原理,而汽油机和柴油机都属于内燃机;无论蒸汽机还是内燃机都是将内能转化为机械能的装置,故ABD错误,C正确。
故选:C。
19.关于热机,下列说法正确的是( )
A.汽油机汽缸顶部有喷油嘴,柴油机汽缸顶部有火花塞
B.柴油机在吸气冲程中,将柴油和空气的混合物吸入汽缸
C.汽油机在做功冲程中,进、排气门均关闭,活塞向上运动,对空气和汽油混合物做功
D.汽油机在做功冲程中,把内能转化为机械能
【解答】解:A、柴油机和汽油机的结构不同:柴油机的气缸上是喷油嘴,汽油机的顶部有火花塞,故A错误;
B、在吸气冲程,柴油机吸入气缸的只是空气,汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物,故B错误;
C、做功冲程,进气门、排气门都关闭,活塞向下运动,内能转化为机械能,故C错误;
D、汽油机在做功冲程中,高温高压燃气推动活塞做功,是将把内能转化为机械能,故D正确。
故选:D。
20.汽车的发动机大多数是汽油机,下列关于汽油机的说法错误的是( )
A.汽油机属于内燃机
B.汽油机工作时将化学能转化为内能再转化为机械能
C.汽油机一个工作循环有四个冲程
D.做功冲程将机械能转化为内能
【解答】解:A、利用内能做功的机器称为内燃机,汽油机属于内燃机,故A正确;
B、汽油机工作时燃料燃烧,将化学能转化为内能,然后再将内能转化为机械能,故B正确;
C、汽油机一个工作循环有四个冲程,故C正确;
D、做功冲程将内能转化为机械能,故D错误。
故选:D。
21.关于热机,下列说法正确的是( )
A.汽油机顶部有喷油嘴,柴油机顶部有火花塞
B.柴油机在吸气过程中,将柴油和空气的混合物吸入气缸中
C.汽油机在做功冲程中,进气门关闭,排气门打开
D.压缩冲程中,汽油机和柴油机压缩的物质不相同
【解答】解:A、汽油机汽缸顶部有一个火花塞,柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴;故A错误;
B、工作过程中,汽油机吸入的是空气和汽油的混合物,柴油机吸入的是空气;故B错误;
C、汽油机的做功冲程中,进气门和排气门都关闭;故C错误;
D、压缩冲程中,汽油机压缩的是空气和汽油的混合气体;柴油机压缩的是空气;故D正确。
故选:D。
(多选)22.下列关于柴油机和汽油机的说法正确的是( )
A.吸气冲程中,汽油机吸入的是汽油,柴油机吸入的是柴油
B.汽油机是点燃式,柴油机是压燃式
C.压缩冲程中,柴油机气缸内的温度比汽油机气缸内的温度更高
D.排气冲程中,汽油机和柴油机的工作过程不同
【解答】解:A、在吸气冲程,柴油机吸入气缸的只是柴油,汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物,故A说法错误;
B、在做功冲程,汽油机的点火方式叫点燃式,柴油机的点火方式叫压燃式,故B说法正确;
C、在压缩冲程末,柴油机汽缸内的温度超过了柴油的燃点,故比汽油机的高,故C说法正确;
D、排气冲程中,汽油机和柴油机都是将废气排出,即此工作过程相同,故D说法错误;
故选:BC。
(多选)23.下列有关热和能的说法中,正确的是( )
A.发生热传递时,热量总是从高温物体传递给低温物体
B.一块0℃的冰熔化成0℃的水后,温度不变,内能不变
C.汽油机和柴油机的工作原理相同,都是内能转化为机械能
D.夏天在室内洒水降温,利用了水的比热容较大的性质
【解答】解:A.发生热传递时,热量总是从高温物体传递给低温物体或者从同一物体的高温部分传递到低温部分,故A正确;
B.一块0℃的冰熔化成0℃的水后,虽然温度不变,但不断吸收热量,所以内能增加,故B错误;
C.汽油机和柴油机都属于热机,工作原理相同,都是内能转化为机械能,故C正确;
D.夏天在室内洒水,水汽化(蒸发)吸收热量,起到降温的作用,不是利用了水的比热容较大的性质,故D错误。
故选:AC。
(多选)24.学习了热机的知识后,小明同学通过比较,分析了汽油机和柴油机的异同点,其中正确的是( )
A.在构造上,汽油机汽缸顶部是喷油嘴,柴油机汽缸顶部是火花塞
B.在吸气冲程中,汽油机吸入的是空气,柴油机吸入的是柴油和空气的混合物
C.汽油机的点火方式是点燃式,柴油机的点火方式是压燃式
D.汽油机和柴油机的做功冲程都是将内能转化为机械能
【解答】解:A、柴油机和汽油机的结构不同:柴油机的气缸上是喷油嘴,汽油机的顶部有火花塞,故A错误;
B、在吸气冲程,柴油机吸入气缸的只是空气,汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物,故B错误;
C、汽油机的点火方式叫点燃式,柴油机的点火方式叫压燃式,故C正确;
D、汽油机和柴油机在做功冲程中,高温高压燃气推动活塞做功,都是将把内能转化为机械能,故D正确。
故选:CD。
四.汽油机与柴油机的异同
25.汽油机和柴油机相比较,下列叙述中正确的是( )
A.吸气冲程中吸入汽缸的都是空气
B.在压缩冲程末的点火方式是相同的
C.柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高
D.一般情况下,汽油机的效率都比柴油机的高
【解答】解:A.汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物,柴油机吸入的是空气,故A错误,不符合题意;
B.汽油机的点火方式是点燃式,柴油机是压燃式,故B错误,不符合题意;
C.柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高,动力更强,故C正确,符合题意;
D.一般情况下,汽油机的效率都比柴油机的低,故D错误,不符合题意。
故选:C。
26.如图是一种常用“柴油平板夯机”,广泛应用于路面施工、场地填土等多个方面。使用时柴油发动机提供动力,激荡器带动夯板上下运动。下列关于使用该夯机说法正确的是( )
A.可通过火花塞点火启动
B.柴油发动机将内能转化为机械能
C.柴油发动机不属于热机
D.柴油发动机吸气冲程中吸入的是柴油和空气的混合物
【解答】解:A.柴油机是压燃式点燃柴油,即通过压缩空气直接点燃柴油,故A错误,不符合题意;
B.热机是一种将内能转化为机械能的装置,柴油发动机的做功冲程将内能转化为机械能,从而提供动力,所以柴油发动机属于热机,故B正确,符合题意;
C.柴油发动机属于热机,C错误,不符合题意;
D.工作过程中,汽油机吸入的是空气和汽油的混合物,柴油机吸入的是空气,故D错误,不符合题意。
故选:B。
27.关于热机,下列说法错误的是( )
A.汽油机的做功冲程是将机械能转化为内能
B.柴油机除了做功冲程外,其它三个冲程都靠飞轮惯性完成
C.汽油机在吸气冲程中,是将汽油和空气混合物吸入缸内
D.柴油机顶部有喷油嘴,汽油机顶部有火花塞
【解答】解:A.汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能,故A错误,符合题意;
B.柴油机除了做功冲程外,其它三个冲程都靠飞轮惯性完成,故B正确,不符合题意;
C.汽油机在吸气冲程中,是将汽油和空气混合物吸入缸内,故C正确,不符合题意;
D.柴油机顶部有喷油嘴,汽油机顶部有火花塞,故D正确,不符合题意;
故选:A。
28.单缸四冲程汽油机和柴油机工作时,下列说法中正确的是( )
A.汽油机上面是喷油嘴,柴油机是火花塞
B.汽油机吸气冲程中吸入汽缸的物质是汽油
C.汽油机的压缩程度要比柴油机的压缩程度大
D.柴油机做功冲程中点火方式是压燃式
【解答】解:A、柴油机气缸顶部是喷油嘴,汽油机气缸顶部是火花塞,故A错误;
B、在吸气冲程中,汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合气体,柴油机吸入汽缸的是空气,故B错误;
C、柴油机压缩冲程末的温度远高于汽油机压缩冲程末的温度,因此柴油机的压缩程度要比汽油机的压缩程度大,故C错误;
D、汽油机采用的是点燃式点火,而柴油机采用的是压燃式点火,故D正确。
故选:D。
29.下列有关热学的知识说法正确的是( )
A.晶体在凝固过程中质量不变,温度不变,内能也不变
B.用水作室内管道供热载体,是因为水的比热容大
C.内燃机的压缩冲程,主要是用热传递增加了汽缸内内能
D.柴油机的效率比汽油机的效率高,是因为汽油的热值比柴油的小
【解答】解:A.晶体在凝固过程中物质的多少不变,所以质量不变;晶体在凝固过程中需要持续放出热量,但温度不变,则内能减少,故A错误;
B.由于水的比热容大,所以在放出热量一定时,水的温度降低较少,所以水可以作为室内管道供热的载体,故B正确;
C.内燃机压缩冲程中活塞的机械能转化为汽缸内气体的内能,所以是用做功增加了汽缸内内能,故C错误;
D.柴油机的效率比汽油机高,就是说完成相同的有用功,柴油机所用燃料完全燃烧放出能量比汽油机少,而不是因为柴油的热值比汽油的热值大,故D错误。
故选:B。
30.2024年4月20号,世界内燃机大会上,潍柴动力一款新型柴油机问世,此款柴油机效率达到了53.09%,成为了世界首款热效率突破53%的柴油机。下列是关于四冲程汽油机和柴油机工作过程的几种说法:
①在做功冲程中,是机械能转化为内能;
②在做功冲程中,是内能转化为机械能;
③只有做功冲程是燃气对外做功,其它冲程依靠飞轮惯性完成。
④汽油机顶部有喷油嘴,柴油机顶部是火花塞;
⑤柴油机在吸气冲程中,吸入气缸的只有空气。
以上说法中正确的是( )
A.①③⑤ B.②③⑤ C.①②③④ D.②③④⑤
【解答】解:①②在做功冲程中,燃料燃烧产生的内能转化为机械能,压缩冲程中的能量转化是机械能转化为内能,故②正确,①错误;
③在汽油机和柴油机的四个冲程中,只有做功冲程燃气对外做功,其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的,故③正确;
④汽油机顶部有火花塞,柴油机顶部有喷油嘴,故④错误;
⑤柴油机在吸气冲程中,吸入汽缸的只有空气,故⑤正确。
综上所述,②③⑤正确,①④错误。故B正确,ACD错误。
故选:B。
31.汽油机和柴油机有很多的异同点,下列有关四冲程汽油机和柴油机的异同点说法不正确的是( )
A.汽油机和柴油机都是内燃机
B.吸气冲程,汽油机吸入的只有空气,柴油机吸入的是柴油和空气的混合物
C.汽油机和柴油机的一个工作循环对外只做一次功,曲轴转两圈
D.柴油机的点火方式是压燃式,汽油机的点火方式是点燃式
【解答】解:A、柴油机和汽油机都属于内燃机,工作过程中将燃料燃烧释放出的内能转化为活塞的机械能,故A正确;
B、工作过程中,汽油机吸入的是空气和汽油的混合物,柴油机吸入的是空气,故B错误;
C、四冲程汽油机和柴油机的一个工作循环,四个冲程,活塞往复运动两次,曲轴连杆转两周,飞轮转两周,只有做功冲程对外做功一次,把内能转化为机械能,其它三个冲程靠飞轮的惯性完成。故C正确;
D、柴油机的点火方式是压燃式,汽油机的点火方式是点燃式,在压缩冲程中,柴油机对气体压缩程度更大,对气体对功更多,所以柴油机在压缩冲程末的温度比汽油机高,故D正确。
故选:B。
32.下列关于汽油机和柴油机的说法不正确的是( )
A.柴油机和汽油机使用的燃料不同
B.柴油机比汽油机笨重,但效率高
C.柴油机和汽油机的吸气冲程都只吸入空气
D.柴油机汽缸顶部有喷油嘴,汽油机汽缸顶部有火花塞
【解答】解:A、柴油机使用柴油作为燃料,而汽油机使用汽油作为燃料,故A正确,不符合题意;
B、柴油的燃烧效率更高,所以柴油机的效率也更高,能够提供更大的动力,故B正确,不符合题意;
C、汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物,而柴油机吸入气缸的只有空气,故C错误,符合题意;
D、柴油机的气缸顶部是喷油嘴,采用的点火方式是压燃式,而汽油机的气缸顶部是火花塞,通过火花塞产生电火花来点燃汽油和空气的混合物,采用的点火方式是点燃式,故D正确,不符合题意。
故选:C。
五.内燃机工作循环的计算
33.如图甲所示是四冲程汽油机某冲程示意图,图乙为空气压缩引火仪,图丙对试管中水加热一段时间后瓶塞“飞出”。关于这三幅图,下列说法正确的是( )
A.三幅图所示的过程改变气体内能的方式不同
B.三幅图所示的过程气体内能大小的变化情况相同
C.甲图为汽油机的做功冲程,其能量转化与图丙中的能量转化相同
D.若该汽油机每秒可完成10个图甲冲程,则其飞轮转速为1200r/min
【解答】解:A、三幅图所示的过程都是做功改变物体的内能,故A错误;
BC、甲图是汽油机的压缩冲程,将机械能转化为内能,内能增加;乙图将机械能转化为内能,内能增加;图丙中将水的内能转化为瓶塞的机械能,内能减小,所以三幅图所示的过程气体内能大小的变化情况不相同,甲图能量转化与丙图不同,故BC错误;
D、若该汽油机每秒可完成10个图甲(压缩)冲程,由于一个工作循环有一个压缩冲程,飞轮转2周,所以每秒可完成10个工作循环,每分钟可完成600个工作循环,飞轮转1200周,即飞轮转速为1200r/min,故D正确。
故选:D。
34.易拉罐的拉环被拉断后很难打开,可拿圆珠笔的笔尾在罐口旁快速摩擦,拉环就可以被“炸开”。如图甲所示,摩擦时是通过 做功 的方式改变罐内气体的内能;如图乙所示,拉环被“炸开”甲过程中的能量转化与内燃机的 做功 冲程相似;某单缸四冲程内燃机每秒对外做功20次,则其飞轮转速为 2400 r/min。
【解答】解:(1)摩擦时是通过做功的方式改变罐内气体的内能;
(2)拉环被“炸开”向上运动,内能转化为机械能,能量转化与汽油机的做功冲程一致,内能转化为机械能;
(3)内燃机1s内对外做功20次,即1s的时间飞轮转40圈,即1min转2400圈,所以飞轮的转速是2400r/min。
故答案为:做功;做功;2400。
35.图甲中气球在放气时,它喷气的嘴部温度和原来相比 变低 (选填“变高”、“变低”或“没有变化”),此过程发生的能量转化与图乙中的内燃机在 A (选填“A”或“B”)图所示过程的能量转化是一致的。某四冲程汽油机,飞轮转速为3000r/min,若气缸在做功冲程中每次做功400J,则每秒钟对外做功 10000 J。
【解答】解:
(1)气球内的气体向外喷出时,气体对外做功,将内能转化为机械能,所以球内气体的内能减小、温度降低,则它喷气的嘴部温度和原来相比变低了;
如图A,进气门和排气门都关闭,活塞向下运行,高温高压的燃气推动活塞做功,因此是做功冲程,也是将内能转化为机械能,即图甲中发生的能量转化与图乙的A图中的能量转化相同;
(2)四冲程柴油机飞轮的转速是3000r/min=50r/s,表示每秒钟飞轮转动50圈,因为飞轮每转动2圈,对外做功1次,则该柴油机每秒钟对外做功25次,
已知每次做功400J,则每秒钟对外做的功:W=25×400J=10000J。
故答案为:变低;A;10000。
36.如图所示,小明在吹气球时,被吹大了的气球没能用手握住,呼啸着飞了出去。若他及时捡拾起气球,将会感觉到它喷气的嘴部温度和原来相比 变低 (选填“变高”、“变低”或“没有变化”),这是因为当球内气体喷出来时,发生的能量转化情况是 内 能转化为 机械 能。汽油机在工作时, 做功 冲程与这一情景过程中能量的转化是一致的。汽油机工作时对外的输出功率为25kW,飞轮转速为5000转/min,则每个工作循环汽油机对外做功 600 J。
【解答】解:(1)气球内的气体向外喷出,气体对外做功,内能减小,球内气体的温度降低,内能转化为机械能。
(2)汽油机的做功冲程中,火花塞放电,点燃混合气体,高温高压的燃气推动活塞做功,也是内能转化成机械能。
(3)1min对外做功:W=Pt=25×103W×60s=1.5×106J,
四冲程汽油机的飞轮转速为5000r/min,即该飞轮每分钟转5000r。
因为一个工作循环,飞轮转2圈,做功1次,
所以1min完成2500个工作循环,对外做功2500次,
则每个工作循环汽油机对外做功:
W1=W=×1.5×106J=600J。
故答案为:变低;内;机械;做功;600。
37.(1)六冲程发动机是内燃机的一项新发展,它是在排气冲程末向汽缸内喷水,由于汽缸温度很高,水迅速 汽化 (填物态变化名称)为高温高压水蒸气推动活塞运动,减少能量损失。一台单缸四冲程汽油机每秒完成40个冲程,则飞轮转速为 1200 r/min。
(2)某单缸四冲程汽油机汽缸容积(活塞扫过的体积)为150cm3,做功冲程燃气对活塞平均压强是3×105Pa。一个冲程中活塞从一端到另一端移动距离50mm。
求:①做功冲程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。
【解答】解:(1)由于汽缸温度很高,水迅速汽化为高温高压的水蒸气推导活塞运动;
一台单缸四冲程汽油机每秒完成40个冲程,则1min汽油机完成2400个冲程,由于汽油机一个工作循环完成4个冲程,飞轮和曲轴转2圈,对外做功1次,所以该汽油机1min飞轮转1200圈,飞轮的转速为1200r/min;
(2)①根据V=SL可知,活塞的面积S===30cm2,
由p=可知,汽缸内燃气对活塞的压力:F=pS=3×105Pa×30×10﹣4m2=900N;
②一个做功冲程中燃气对活塞做的功:W=FL=900N×50×10﹣3m=45J。
答:(1)汽化;1200;
(2)②做功冲程燃气对活塞的平均压力为900N;
②一个做功冲程中燃气对活塞做的功为45J。
38.某型号汽车在车型测试中,在一段平直的公路上以80km/h的速度匀速行驶了6km,消耗汽油1.5L.已知汽油密度为ρ汽油=0.7×103kg/m3,汽油的热值q汽油=4.5×107J/kg.假设燃油完全燃烧,汽油机的效率为40%,则该型号汽车在以此速度匀速行驶的过程中,受到的阻力是多大?
【解答】解:(1)汽油的质量m=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×1.5×10﹣3m3=1.05kg;
Q放=mq汽油=1.05kg×4.5×107J/kg=4.725×107J,
由效率公式η=可得,牵引力做的功:W=ηQ放=40%×4.725×107J=1.89×107J。
(2)由功的公式W=Fs可得,汽车的牵引力:F===3.15×103N,
因为汽车做匀速直线运动,
所以阻力f=F=3.15×103N。
答:汽车在此过程中,受到的阻力是3.15×103N。
39.单缸四冲程柴油机工作时,其中做功冲程将内能转化为机械能。一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min,则它每秒钟对外做功 15 次。
【解答】解:一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min,说明1min飞轮转1800r;则每秒钟,飞轮转30转,完成15个工作循环,做功15次。
故答案为:15。
40.一台单缸四冲程汽油机如果在2s的时间内刚好完成70次工作循环,则该汽油机飞轮的转数为 4200 r/min。
【解答】解:1min完成的工作循环数为:,
一个工作循环汽油机的飞轮转2转,因此完成2100个工作循环飞轮的转数为:2100次×2转/次=4200转;
故答案为:4200。
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