12.4 热机与社会发展 题型专练----2025-2026学年沪粤版物理九年级上学期

12.4 热机与社会发展 xix   快速定位题型 题 型 目 录 【题型1】热机及其能量转化 1 【题型2】汽油机的工作原理 4 【题型3】汽油机与柴油机的区别 9 【题型4】热机的效率 10 xix   夯实必备知识 新 知 梳 理 【题型1】热机及其能量转化 【典型例题】如图所示，用充气的气球模拟“喷气火箭”，把封口的夹子松开，球内气体向左喷出，气球向右运动。此过程中(　　) A.气球的弹性势能增大 B.气球喷出的气体内能减小 C.气球内部温度升高 D.此过程的能量转化与汽油机压缩冲程的相同 【举一反三1】如图所示的是我国传统的走马灯。点燃底部的蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸片小人转动，此过程中的能量转化与四冲程汽油机的下列哪个冲程是相同的(　　) A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 【举一反三2】如图所示，用充气的气球模拟“喷气火箭”，把封口的夹子松开，球内气体向左喷出，气球向右运动。此过程中(　　) A.气球的弹性势能增大 B.气球喷出的气体内能减小 C.气球内部温度升高 D.此过程的能量转化与汽油机压缩冲程的相同 【举一反三3】如图所示的是我国传统的走马灯。点燃底部的蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸片小人转动，此过程中的能量转化与四冲程汽油机的下列哪个冲程是相同的(　　) A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 【举一反三4】如图是某同学制作的“酒精冲天炮”，使用时首先将少量酒精喷入塑料瓶，接着用热水淋湿瓶子，迅速将瓶子安装在装有电子打火器的发射器前端，随后按动开关引燃酒精蒸气，发现瓶子向下喷气的同时腾空而起。淋湿瓶子过程中瓶内气体的内能      (选填“增大”“减小”或“不变”)；瓶内酒精燃烧，瓶子冲出过程的能量转化与汽油机的      冲程相同；瓶子向下喷气升空过程利用了物体间力的作用是      的。 【举一反三5】二氧化碳(CO₂)爆破技术是现代工程中非常环保的技术.起爆前高压泵将CO₂压缩成高压气体，气体内能        (选填“增大”或“减小”)，温度        (选填“升高”或“降低”)；液化后输入爆破筒内。如图所示，爆破时电加热管发热使筒内的液态CO₂迅速汽化，形成高压气体从泄气孔中喷出实施爆破，喷出时的能量转化与内燃机的        冲程一致。 【举一反三6】物理科技文化节中，同学们展示了自制水火箭，结构如图所示。在塑料瓶中装入适量水，用带有打气管的瓶塞将瓶口塞住，发射时用打气筒向瓶内打气，当瓶内压强足够大时，瓶内的水向下喷出，水火箭升空。用打气筒将空气压入水火箭的能量转化与汽油机的     　 (选填“压缩”或“做功”)冲程相同；水火箭上升过程中，瓶内气体的内能        (选填“增加”“减少”或“不变”)。 【题型2】汽油机的工作原理 【典型例题】如图为单缸四冲程汽油机工作时各冲程的示意图，该汽油机完成一个工作循环的四个冲程正确的顺序(　　) A.①②③④ B.②③④① C.③④①② D.④①②③ 【举一反三1】2024年11月30日，我国新型运载火箭长征十二号成功实现首飞。火箭燃料燃烧产生的高温燃气对火箭产生反推力，推动火箭升空，此能量转化过程相当于热机的哪个冲程(　　) A. B. C. D. 【举一反三2】如题图所示，“脚踏冲天炮”是一种户外玩具，通过脚踩踏板压缩空气的方式发射小火箭。空气推动小火箭升空的过程相当于如图中的哪个冲程(　　) A. B. C. D. 【举一反三3】如图为单缸四冲程汽油机工作时各冲程的示意图，该汽油机完成一个工作循环的四个冲程正确的顺序(　　) A.①②③④ B.②③④① C.③④①② D.④①②③ 【举一反三4】如题图所示，“脚踏冲天炮”是一种户外玩具，通过脚踩踏板压缩空气的方式发射小火箭。空气推动小火箭升空的过程相当于如图中的哪个冲程(　　) A. B. C. D. 【举一反三5】如图所示的是汽油机的         冲程，此时进气门与排气门处于         状态，在此冲程中，         能转化为机械能。 【举一反三6】如图所示的是汽油机的         冲程，此时进气门与排气门处于         状态，在此冲程中，         能转化为机械能。 【举一反三7】在泸州二环路道路上，随时都可看到人们骑着摩托车出行，它的主要部件就是汽油机，行驶时，汽油在气缸内燃烧，将           能转化为内能，内能推动活塞做功，使摩托车最终获得           能而运动起来，当摩托车内燃机飞轮的转速为4800r/min时，它每秒对外做           次功。 【题型3】汽油机与柴油机的区别 【典型例题】如图所示是四冲程柴油机的剖面图，关于其四个冲程柴油机的描述正确的是(　　) A.吸气冲程中吸入汽缸的是空气 B.压缩冲程中机械能转化为柴油和空气混合物的内能 C.做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的 D.排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分 【举一反三1】下面关于汽油机与柴油机的说法中，正确的是(   ) A.汽油机与柴油机使用的燃料相同 B.汽油机采用点燃式点火，柴油机采用压燃式点火 C.汽油机气缸顶部有个喷油嘴，柴油机气缸顶部有个火花塞 D.汽油机吸入气缸里的是空气，柴油机吸入气缸里的是柴油和空气的混合物 【举一反三2】关于汽油机和柴油机描述正确的是(　　) A.热机排出的尾气没有内能 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 【举一反三3】下列关于汽油机和柴油机的说法，正确的是(　　) A.柴油机的工作过程分为吸气、压缩、排气三个冲程 B.汽油机和柴油机都属于内燃机 C.汽油机比柴油机笨重 D.汽油机的功率比柴油机的大 【举一反三4】如图所示是某种内燃机某一冲程的示意图，由图可知：这种内燃机是      (选填“汽油机”或“柴油机”)，该冲程是      冲程。 【举一反三5】某种单缸四冲程内燃机在压缩冲程末，火花塞打火，那么它是        (填汽油机或“柴油机”)，若该内燃机1秒钟对外做功45次，那么它飞轮转速为        r/min。 【举一反三6】如图所示是柴油机的示意图，柴油机吸气冲程吸入的物质是             (选填“空气”“柴油”或“柴油和空气的混合物”)；若该柴油机飞轮的转速为，那么该内燃机1s对外做功      次。 【举一反三7】在内燃机中，柴油机在吸气冲程中吸入气缸的物质是        ，汽油机在做功冲程中燃料燃烧的方式为        (选填“点燃式”或“压燃式”)；若该热机ls内对外做功15次，则飞轮转速是        r/min。 【题型4】热机的效率 【典型例题】如图所示，近期航空工业官方发布的一张漫画，给运-20装上了4只粗壮的“酒桶”，以如此幽默的方式对外公布运-20换装国产涡扇-20发动机，充分展示了对这款新发动机的信心。新发动机推力更大，同时更省油，可以让运-20满载起飞质量提高到220t的同时飞的更远。 (1)涡扇-20发动机是将燃料燃烧后    能转化成机械能，飞行时机翼上方空气流速    (选填“大于”“小于”或“等于”)下方空气流速； (2)满载的运-20停在地面上时，若轮子与地面的接触面积为44m2，试计算飞机轮子对地面的压强          ； (3)若运-20使用的航空煤油热值为4.2×107J/kg，涡扇-20发动机以105N的推力在11000m高空以280m/s速度巡行时，每小时的耗油量仅为6t。则巡航时发动机效率为多少          ？ 【举一反三1】小明家天然气热水器的热效率是，他某次洗澡，耗水40kg，自来水进热水器的温度是，出热水器的温度是。水的内能是通过    (选填“做功”或“热传递”)_的方式增大的，这些水的内能增大量是       J，小明这次洗澡消耗天然气      。已知水的比热容是，天然气的热值是。 【举一反三2】在研究性学习活动中，小明对家里的燃气热水器耗能进行测试，如图所示。查阅铭牌知道该燃气热水器是即热式热水器，没有储水装置，容量是12L。查阅资料获知：“12L”的意思是“它每分钟可以使流过热水器的12L水温度升高25℃”。测得自来水的温度是15℃，设定出水温度为40℃。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)，天然气的热值约为4×107J/m3] (1)水流过热水器后温度升高，这是通过        的方式增大其内能的，5min内流过热水器的水的质量是多少      ？ (2)加热5min，水吸收的热量为多少？ (3)通过观察燃气表的示数发现，加热5min消耗了0.225m3的天然气，则该热水器的效率为多大？ 【举一反三3】为保卫祖国边防安全，边防战士们每天驾驶科技元素满满的新式国产边防逐逻车，在边境巡逻的情景如图所示，已知该巡逻车行驶20km所做的有用功为1.6×108J，所消耗的燃油为8kg(燃油的热值为5×107J/kg)。求： (1)所消耗的燃油完全燃烧释放的热量； (2)上述过程中，该巡逻车的热机效率。 学科网（北京）股份有限公司 $ 12.4 热机与社会发展 xix   快速定位题型 题 型 目 录 【题型1】热机及其能量转化 1 【题型2】汽油机的工作原理 5 【题型3】汽油机与柴油机的区别 12 【题型4】热机的效率 16 xix   夯实必备知识 新 知 梳 理 【题型1】热机及其能量转化 【典型例题】如图所示，用充气的气球模拟“喷气火箭”，把封口的夹子松开，球内气体向左喷出，气球向右运动。此过程中(　　) A.气球的弹性势能增大 B.气球喷出的气体内能减小 C.气球内部温度升高 D.此过程的能量转化与汽油机压缩冲程的相同 【答案】B 【解析】把封口的夹子松开，球内气体向外喷出，气球弹性形变变小，气球的弹性势能变小，故A不符合题意； 喷出的气体对外做功，内能会减小，温度会降低，故B符合题意，C不符合题意； 喷出的气体对外做功，内能减小，将内能转化为机械能，与汽油机做功冲程的能量转化形同，故D不符合题意。 故选B。 【举一反三1】如图所示的是我国传统的走马灯。点燃底部的蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸片小人转动，此过程中的能量转化与四冲程汽油机的下列哪个冲程是相同的(　　) A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 【答案】C 【解析】点燃底部的蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸片小人转动，此过程将内能转化为机械能。汽油机中的做功冲程冲程中将内能转化为机械能，故此过程中的能量转化与四冲程汽油机的做功冲程相同，故C符合题意，A、B、D不符合题意。 故选C。 【举一反三2】如图所示，用充气的气球模拟“喷气火箭”，把封口的夹子松开，球内气体向左喷出，气球向右运动。此过程中(　　) A.气球的弹性势能增大 B.气球喷出的气体内能减小 C.气球内部温度升高 D.此过程的能量转化与汽油机压缩冲程的相同 【答案】B 【解析】把封口的夹子松开，球内气体向外喷出，气球弹性形变变小，气球的弹性势能变小，故A不符合题意； 喷出的气体对外做功，内能会减小，温度会降低，故B符合题意，C不符合题意； 喷出的气体对外做功，内能减小，将内能转化为机械能，与汽油机做功冲程的能量转化形同，故D不符合题意。 故选B。 【举一反三3】如图所示的是我国传统的走马灯。点燃底部的蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸片小人转动，此过程中的能量转化与四冲程汽油机的下列哪个冲程是相同的(　　) A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 【答案】C 【解析】点燃底部的蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸片小人转动，此过程将内能转化为机械能。汽油机中的做功冲程冲程中将内能转化为机械能，故此过程中的能量转化与四冲程汽油机的做功冲程相同，故C符合题意，A、B、D不符合题意。 故选C。 【举一反三4】如图是某同学制作的“酒精冲天炮”，使用时首先将少量酒精喷入塑料瓶，接着用热水淋湿瓶子，迅速将瓶子安装在装有电子打火器的发射器前端，随后按动开关引燃酒精蒸气，发现瓶子向下喷气的同时腾空而起。淋湿瓶子过程中瓶内气体的内能      (选填“增大”“减小”或“不变”)；瓶内酒精燃烧，瓶子冲出过程的能量转化与汽油机的      冲程相同；瓶子向下喷气升空过程利用了物体间力的作用是      的。 【答案】增大　　做功　　相互 【解析】因为淋湿瓶子用的是热水，因此瓶内的气体温度会升高，内能会增大。 瓶内酒精燃烧，瓶内气体温度升高，内能增大，气体对瓶子做功，使瓶子冲出，该过程中气体的内能转化为瓶子的机械能；汽油机的做功冲程中，燃料燃烧产生的高温高压气体推动活塞向下运动，内能转化为机械能，因此瓶子冲出过程的能量转化与汽油机的做功冲程相同。 物体间力的作用是相互的，瓶子向下喷气时，也受到气体对其向上的反作用力，使得瓶子升空。 【举一反三5】二氧化碳(CO₂)爆破技术是现代工程中非常环保的技术.起爆前高压泵将CO₂压缩成高压气体，气体内能        (选填“增大”或“减小”)，温度        (选填“升高”或“降低”)；液化后输入爆破筒内。如图所示，爆破时电加热管发热使筒内的液态CO₂迅速汽化，形成高压气体从泄气孔中喷出实施爆破，喷出时的能量转化与内燃机的        冲程一致。 【答案】增大　　升高　　做功 【解析】将二氧化碳进行压缩时，压缩气体体积，对气体做功，内能变大，温度升高。 当压缩气体迅速膨胀时，对外做功，内能转化为机械能；内燃机的做功冲程，将内能转化为机械能，因此CO₂迅速汽化，形成高压气体从泄气孔中喷出实施爆破，喷出时的能量转化与内燃机的做功冲程一致。 【举一反三6】物理科技文化节中，同学们展示了自制水火箭，结构如图所示。在塑料瓶中装入适量水，用带有打气管的瓶塞将瓶口塞住，发射时用打气筒向瓶内打气，当瓶内压强足够大时，瓶内的水向下喷出，水火箭升空。用打气筒将空气压入水火箭的能量转化与汽油机的     　 (选填“压缩”或“做功”)冲程相同；水火箭上升过程中，瓶内气体的内能        (选填“增加”“减少”或“不变”)。 【答案】压缩　　减少 【解析】汽油机的压缩冲程是由机械能转化为内能，用打气筒将空气压入水火箭，当外界对物体做功时，物体的内能增大，伴随着能量转化是由机械能转化为内能，所以用打气筒将空气压入水火箭的能量转化与汽油机的压缩冲程相同；水火箭上升过程中，瓶内气体对外做功，内能转化为机械能，所以内能减少。 【题型2】汽油机的工作原理 【典型例题】如图为单缸四冲程汽油机工作时各冲程的示意图，该汽油机完成一个工作循环的四个冲程正确的顺序(　　) A.①②③④ B.②③④① C.③④①② D.④①②③ 【答案】C 【解析】①图中进、排气门关闭，活塞远离汽缸顶部，火花塞处于点火状态，为做功冲程；②图中进气门关闭，排气门打开，活塞向缸顶运动，为排气冲程；③图中进气门打开，排气门关闭，活塞远离汽缸顶部，为吸气冲程；④图中进气门、排气门皆关闭，活塞向汽缸顶部运动，为压缩冲程，因此油机完成一个工作循环的四个冲程正确的顺序为③④①②。故A、B、D不符合题意，C符合题意。 故选C。 【举一反三1】2024年11月30日，我国新型运载火箭长征十二号成功实现首飞。火箭燃料燃烧产生的高温燃气对火箭产生反推力，推动火箭升空，此能量转化过程相当于热机的哪个冲程(　　) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】火箭燃料燃烧产生的高温燃气对火箭产生反推力，推动火箭升空，将内能转化为机械能，相当于热机的做功冲程。图中两气门都关闭，活塞向上运动，将机械能转化为内能，是压缩冲程，故A不符合题意； 图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，此冲程没有明显的能量转化，是排气冲程，故B不符合题意； 图中两气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，将内能转化为机械能，是做功冲程，故C符合题意； 图中排气门关闭，进气门打开，活塞向下运动，此冲程没有明显的能量转化，是吸气冲程，故D不符合题意。 故选C。 【举一反三2】如题图所示，“脚踏冲天炮”是一种户外玩具，通过脚踩踏板压缩空气的方式发射小火箭。空气推动小火箭升空的过程相当于如图中的哪个冲程(　　) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】空气推动小火箭升空的过程中，空气体积膨胀对小火箭做功，内能转化为机械能。 如图，为做功冲程，燃气推动活塞做功，内能转化为机械能，故A符合题意； 如图，为排气冲程，不涉及能量转化，故B不符合题意； 如图，为吸气冲程，不涉及能量转化，故C不符合题意； 如图，为压缩冲程，活塞压缩缸内气体，对气体做功，机械能转化为内能，故D不符合题意。故选 A。 【举一反三3】如图为单缸四冲程汽油机工作时各冲程的示意图，该汽油机完成一个工作循环的四个冲程正确的顺序(　　) A.①②③④ B.②③④① C.③④①② D.④①②③ 【答案】C 【解析】①图中进、排气门关闭，活塞远离汽缸顶部，火花塞处于点火状态，为做功冲程；②图中进气门关闭，排气门打开，活塞向缸顶运动，为排气冲程；③图中进气门打开，排气门关闭，活塞远离汽缸顶部，为吸气冲程；④图中进气门、排气门皆关闭，活塞向汽缸顶部运动，为压缩冲程，因此油机完成一个工作循环的四个冲程正确的顺序为③④①②。故A、B、D不符合题意，C符合题意。 故选C。 【举一反三4】如题图所示，“脚踏冲天炮”是一种户外玩具，通过脚踩踏板压缩空气的方式发射小火箭。空气推动小火箭升空的过程相当于如图中的哪个冲程(　　) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】空气推动小火箭升空的过程中，空气体积膨胀对小火箭做功，内能转化为机械能。 如图，为做功冲程，燃气推动活塞做功，内能转化为机械能，故A符合题意； 如图，为排气冲程，不涉及能量转化，故B不符合题意； 如图，为吸气冲程，不涉及能量转化，故C不符合题意； 如图，为压缩冲程，活塞压缩缸内气体，对气体做功，机械能转化为内能，故D不符合题意。故选 A。 【举一反三5】如图所示的是汽油机的         冲程，此时进气门与排气门处于         状态，在此冲程中，         能转化为机械能。 【答案】做功　　关闭　　内 【解析】图示中，进气门与排气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，这个冲程将内能转化为机械能。 【举一反三6】如图所示的是汽油机的         冲程，此时进气门与排气门处于         状态，在此冲程中，         能转化为机械能。 【答案】做功　　关闭　　内 【解析】图示中，进气门与排气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，这个冲程将内能转化为机械能。 【举一反三7】在泸州二环路道路上，随时都可看到人们骑着摩托车出行，它的主要部件就是汽油机，行驶时，汽油在气缸内燃烧，将           能转化为内能，内能推动活塞做功，使摩托车最终获得           能而运动起来，当摩托车内燃机飞轮的转速为4800r/min时，它每秒对外做           次功。 【答案】化学　　机械　　40 【解析】热机是利用燃料燃烧将化学能转化为内能，内能推动活塞做功，工作时把内能转化为机械能。 单缸四冲程汽油机的飞轮转速是4800r/min=80r/s，因一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，对外做功一次；所以每秒对外做功40次。 【题型3】汽油机与柴油机的区别 【典型例题】如图所示是四冲程柴油机的剖面图，关于其四个冲程柴油机的描述正确的是(　　) A.吸气冲程中吸入汽缸的是空气 B.压缩冲程中机械能转化为柴油和空气混合物的内能 C.做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的 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】A 【解析】在柴油机的吸气冲程中，确实只吸入空气，而不像汽油机那样吸入汽油和空气的混合物。故A正确； 在柴油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩气缸内的空气，使其温度和压力都升高。这个过程中，机械能(活塞的动能)被转化为空气的内能。但需要注意的是，此时气缸内还没有柴油，所以不能说机械能转化为“柴油和空气混合物”的内能。故B错误； 柴油机的做功冲程是当气缸内的柴油被高温高压的空气点燃后，迅速燃烧产生大量高温高压的燃气，推动活塞向下运动，从而输出机械能。这个过程并不是依靠飞轮的惯性完成的，而是依靠柴油燃烧产生的动力。故C错误； 在排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的大部分，故D错误。 故选A 。 【举一反三1】下面关于汽油机与柴油机的说法中，正确的是(   ) A.汽油机与柴油机使用的燃料相同 B.汽油机采用点燃式点火，柴油机采用压燃式点火 C.汽油机气缸顶部有个喷油嘴，柴油机气缸顶部有个火花塞 D.汽油机吸入气缸里的是空气，柴油机吸入气缸里的是柴油和空气的混合物 【答案】B 【解析】汽油机和柴油机使用的燃料不同，汽油机使用汽油，柴油机使用柴油，故A错误； 汽油机和柴油机的点火方式不同，汽油机采用点燃式点火，柴油机采用压燃式点火，故B正确； 汽油机气缸顶部有个火花塞，柴油机气缸顶部有个喷油嘴，故C错误； 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。 故选B。 【举一反三2】关于汽油机和柴油机描述正确的是(　　) A.热机排出的尾气没有内能 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】一切物体都有内能，热机排出的尾气也具有内能，故A错误； 在吸气冲程中，汽油机吸入燃料与空气的混合物，而柴油机只将空气吸入汽缸，没有吸入柴油，故B错误； 做功冲程中，燃料燃烧释放的能量大部分因克服摩擦、废气、热传递等因素而散失，只有一小部分会转化为机械能，故C错误； 排气冲程中，排出的废气温度仍然很高，废气带走了大部分燃料燃烧释放的能量，故D正确。 故选D。 【举一反三3】下列关于汽油机和柴油机的说法，正确的是(　　) A.柴油机的工作过程分为吸气、压缩、排气三个冲程 B.汽油机和柴油机都属于内燃机 C.汽油机比柴油机笨重 D.汽油机的功率比柴油机的大 【答案】B 【解析】柴油机的工作过程分为吸气、压缩、做功、排气四 个冲程，故A错误； 柴油机和汽油机都是利用内能做功的机器，都是热机，因为燃料都是在气缸内燃烧，又都叫做内燃机，故B正确； 柴油机一般比较笨重，功率相对较大，常用于配置卡车、大型拖拉机等；汽油机比柴油机较轻巧，常用于小型汽车等，故CD错误。 故选B。 【举一反三4】如图所示是某种内燃机某一冲程的示意图，由图可知：这种内燃机是      (选填“汽油机”或“柴油机”)，该冲程是      冲程。 【答案】柴油机　　压缩 【解析】由图知，内燃机的顶端是喷油嘴，所以是柴油机；图中两气门均关闭，活塞上行，所以是压缩冲程。 【举一反三5】某种单缸四冲程内燃机在压缩冲程末，火花塞打火，那么它是        (填汽油机或“柴油机”)，若该内燃机1秒钟对外做功45次，那么它飞轮转速为        r/min。 【答案】汽油机　　5400 【解析】汽油机的气缸顶部是火花塞，柴油机的气缸顶部是喷油嘴，因此该单缸四冲程内燃机是汽油机。 该内燃机每秒对外做功45次，活塞经过180冲程，飞轮转90圈，飞轮的转速为。 【举一反三6】如图所示是柴油机的示意图，柴油机吸气冲程吸入的物质是             (选填“空气”“柴油”或“柴油和空气的混合物”)；若该柴油机飞轮的转速为，那么该内燃机1s对外做功      次。 【答案】空气　　15 【解析】内燃机中柴油机在吸气冲程吸入只有空气；汽油机吸入的是汽油和空气的混合物。 该柴油机飞轮的转速为，则每秒钟飞轮的转速为；已知飞轮每转2圈，对外做功1次，则该内燃机1s对外做功15次。 【举一反三7】在内燃机中，柴油机在吸气冲程中吸入气缸的物质是        ，汽油机在做功冲程中燃料燃烧的方式为        (选填“点燃式”或“压燃式”)；若该热机ls内对外做功15次，则飞轮转速是        r/min。 【答案】空气　　点燃式　　1800 【解析】在吸气冲程，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，而柴油机吸入的只有空气。 做功冲程点火方式：汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式。 若该热机1s内对外做功15次，则1min对外做功900次，由于热机在一个工作循环中，完成4个冲程，飞轮和曲轴转2周，对外做功1次，所以该热机的飞轮每分钟转1800周，即飞轮的转速为1800r/min。 【题型4】热机的效率 【典型例题】如图所示，近期航空工业官方发布的一张漫画，给运-20装上了4只粗壮的“酒桶”，以如此幽默的方式对外公布运-20换装国产涡扇-20发动机，充分展示了对这款新发动机的信心。新发动机推力更大，同时更省油，可以让运-20满载起飞质量提高到220t的同时飞的更远。 (1)涡扇-20发动机是将燃料燃烧后    能转化成机械能，飞行时机翼上方空气流速    (选填“大于”“小于”或“等于”)下方空气流速； (2)满载的运-20停在地面上时，若轮子与地面的接触面积为44m2，试计算飞机轮子对地面的压强          ； (3)若运-20使用的航空煤油热值为4.2×107J/kg，涡扇-20发动机以105N的推力在11000m高空以280m/s速度巡行时，每小时的耗油量仅为6t。则巡航时发动机效率为多少          ？ 【答案】(1) 内　　　大于 (2)飞机轮子对地面的压强为5×104Pa (3)巡航时发动机效率为40% 【解析】(1)涡扇-20发动机工作时燃烧燃料获得内能，然后利用内能做功获得动力，所以是利用内能工作，即内能转化成机械能。 飞行时机翼上方空气流速大于下方空气流速，压强小于下方空气的压强，因而获得向上的压强差，获得向上的压力差，这是飞机的升力。 (2)满载的运-20停在地面上时，对地面的压力为 若轮子与地面的接触面积为44m2，飞机轮子对地面的压强为 (3)运-20每小时通过的路程为 所做的有用功为 每小时燃烧染料放出的热量为 巡航时发动机效率为 【举一反三1】小明家天然气热水器的热效率是，他某次洗澡，耗水40kg，自来水进热水器的温度是，出热水器的温度是。水的内能是通过    (选填“做功”或“热传递”)_的方式增大的，这些水的内能增大量是       J，小明这次洗澡消耗天然气      。已知水的比热容是，天然气的热值是。 【答案】热传递　　　　　　 【解析】加热过程中水吸收热量，这是通过热传递的方式改变水的内能。 水的内能增大量即水吸收的热量为 由可知，天然气完全燃烧放出的热量，由可知，消耗天然气的体积 【举一反三2】在研究性学习活动中，小明对家里的燃气热水器耗能进行测试，如图所示。查阅铭牌知道该燃气热水器是即热式热水器，没有储水装置，容量是12L。查阅资料获知：“12L”的意思是“它每分钟可以使流过热水器的12L水温度升高25℃”。测得自来水的温度是15℃，设定出水温度为40℃。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)，天然气的热值约为4×107J/m3] (1)水流过热水器后温度升高，这是通过        的方式增大其内能的，5min内流过热水器的水的质量是多少      ？ (2)加热5min，水吸收的热量为多少？ (3)通过观察燃气表的示数发现，加热5min消耗了0.225m3的天然气，则该热水器的效率为多大？ 【答案】(1)热传递　　　60kg　　　(2)6.3×106J　　　(3)70% 【解析】(1)热水器工作过程中，天然气燃烧将化学能转化为内能，又将该内能转移为水的内能，因此该过程是通过热传递的方式增大水的内能，使水的温度升高的。 由“12L”的意思可知，5min内流过热水器的水的体积为 由可得，水的质量为 (2)加热5min，水吸收的热量为 (3)天然气完全燃烧放出的热量为 热水器的热效率为 【举一反三3】为保卫祖国边防安全，边防战士们每天驾驶科技元素满满的新式国产边防逐逻车，在边境巡逻的情景如图所示，已知该巡逻车行驶20km所做的有用功为1.6×108J，所消耗的燃油为8kg(燃油的热值为5×107J/kg)。求： (1)所消耗的燃油完全燃烧释放的热量； (2)上述过程中，该巡逻车的热机效率。 【答案】(1)4×108J　　　(2)40% 【解析】(1)根据可知燃油完全燃烧释放的热量为 (2)该巡逻车的热机效率为 学科网（北京）股份有限公司 $