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第2章 改变世界的热机
章末复习与评价
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一、单项选择题
1.(2025·成都石室中学期中)关于热机,下列说法正确的是( )
A.蒸汽机、喷气发动机、内燃机都属于热机
B.柴油机吸气冲程吸入的是柴油和空气的混合物
C.柴油机和汽油机的点火方式都是压燃式
D.柴油机的效率比汽油机的效率高是因为柴油比汽油的热值大
A
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2.(2025·成都七中月考)如图所示,给试管里的水加热,水沸腾后,水蒸气推动橡皮塞冲出试管口,这个过程与选项四冲程汽油机工作示意图中,哪一个冲程的能量转化过程是相同的( )
C
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3.(2025·成都七中月考)如图所示为某单缸四冲程内燃机工作示意图,下列说法中正确的是( )
A.一个完整工作循环的顺序是:乙甲丁丙
B.乙冲程是依靠飞轮的惯性运转的
C.丙冲程发生的能量转化是机械能转化为内能
D.丁冲程发生的能量转化是内能转化为机械能
B
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4.(2025·成都石室中学期中)关于热机的效率,下列说法正确的是( )
A.热机的效率越高说明做功越快
B.热机消耗的燃料越多,效率就越低
C.热机的效率越高,在做功同样多的情况下消耗的能量越少
D.增加热机的工作时间可以提高热机的效率
C
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二、不定项选择题(每小题有一个或两个选项符合要求)
5.下面关于汽油机与柴油机的说法中,错误的是( )
A.柴油机汽缸顶部有个喷油嘴,汽油机汽缸顶部有个火花塞
B.柴油机吸气冲程只吸入空气,汽油机吸气冲程吸入空气和汽油的混合气体
C.柴油机采用压燃式点火,汽油机采用点燃式点火
D.柴油机的热机效率一般比汽油机的热机效率低一些
6.(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1 200 r/min,则该汽油机每秒钟对外做功40次
D
AC
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7.某载重汽车自重12 t,车轮与地面的总接触面积为 0.5 m2,汽车以72 km/h的速度在平直公路上匀速行驶时,柴油发动机的功率为210 kW,每行驶43 s消耗柴油700 g,柴油的热值为4.3×107 J/kg。下列说法中( )
①完全燃烧700 g柴油放出的热量为3.01×109 J
②该柴油发动机效率为30%
③汽车的牵引力为1.05×104 N
④若公路所能承受的最大压强为8×105 Pa,汽车最多能装载40 t的货物
A.只有①②正确 B.只有③④正确
C.只有①③正确 D.只有②③正确
D
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三、填空题
8.(2025·成都七中月考)“涡轮增压”是目前在各种汽油机和柴油机中采用的一项节能、提高热机功率的技术。它是利用热机排出的废气带动涡轮旋转,先将新鲜空气压缩后再送入内燃机的进气口。这样做的好处是 (选填“增大”或“减小”)排出废气所带走的能量,
(选填“提高”或“降低”)内燃机的效率。
9.(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。
减小
提高
比热容
做功
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10.(2025·成都石室中学期中)如图为单缸四冲程汽油机的 冲程。若该汽油机的转速为2 400 r/min,则它每分钟完成 个如图所示的冲程。
压缩
1 200
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11.如图所示的某国产摩托车的发动机是一台单缸四冲程汽油机,其效率为30%,该车在某段平直公路上匀速行驶10 min,燃烧汽油0.5 kg,则该汽油机的功率为 W;若该汽油机飞轮转速为2 400 r/min,则该汽油机每个工作循环对外做功 J。(汽油的热值为4.6×107 J/kg)
1.15×104
575
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12.(2024·宿迁)氢能是新能源利用的新潮流,加快氢能产业发展成为实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。如图所示是市场上的某品牌氢能自行车,一次性充满0.02 kg氢气,2 h能匀速骑行50 km,氢能自行车与骑行者总质量为84 kg,骑行时受到的阻力为总重的0.05倍,氢气热值为1.4×108 J/kg。氢气完全燃烧产生的热量是 J,氢气的利用效率是 (g取10 N/kg)。
2.8×106
75%
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四、计算题
13.(2025·成都七中月考)氢燃料具有清洁、效率高等优点,被认为是理想的能源之一,目前我国部分城市已有多批氢能源公交车投放使用。一辆氢能源公交车以140 kW的恒定功率匀速行驶5 min,消耗了0.6 kg氢燃料。已知q氢=1.4×108 J/kg。则:
(1)这辆公交车在这5 min里的牵引力做功多少焦?
解:(1)这辆公交车在这5 min里的牵引力做功:
W=Pt=140×103 W×5×60 s=4.2×107 J
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(2)0.6 kg氢燃料完全燃烧放出的热量是多少焦?
(2)0.6 kg氢燃料完全燃烧放出的热量:
Q放=m氢q氢=0.6 kg×1.4×108 J/kg=8.4×107 J
(3)该氢能源公交车的热机效率是多少?
(3)该氢能源公交车的热机效率:
η=×100%=×100%=50%
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1.【科学思维】科学家发明了一款单缸六冲程内燃机,它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同,在第四冲程结束后,立即向汽缸内喷水,水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气,推动活塞再次做功,水蒸气温度 (选填“升高”“降低”或“不变”),这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能,提高了热机的 。为进入下一个工作循环,这款内燃机的第六冲程是 冲程。
降低
效率
排气
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2.【跨学科实践】压缩空气动力车。
(1)小明将充满气的气球捆绑在小车上,制成压缩空气动力小车,当气球向右喷气时,静止的小车向左运动起来,如图甲所示,该现象说明力的作用是 ;还说明力可以改变物体的 。
相互的
运动状态
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(2)为制造压缩空气动力汽车,工程师将装有压缩空气的钢瓶与空气动力发动机连接,该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程,如图乙所示。发动机对外做功的是 (选填“进气”或“排气”)冲程,此过程中钢瓶内压缩空气的温度 。若该发动机的转速为1 200 r/min,则1 s内发动机对外做功 次。汽车行驶一段路程后,钢瓶内压缩空气的密度 。
进气
降低
20
减小
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