改变世界的热机练习题

第二章改变世界的热机第一节热机课前预习1.改变物体内能的方式有：_________和_______.2.我们家里每天都要生火煮饭，这是利用内能直接来__________；内能的另一个重要应用就是利用它来_________.3.如图所示，在试管内装些水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个纸做的小叶轮.加热试管使水沸腾，细心观察，会发现__________________________________________.在这个实验中,燃料的能转化为_________能,传给水,水沸腾变成__________驱动叶轮转动.这样,________能转化为叶轮的__________能.这时，发生能量转化的情况是（填在下图的空白处）：4.热机是通过燃料燃烧获取_____并转化为___________的装置.5.最早的热机是_________.瓦特改革并完善了这种热机，在设计上，通过活塞的_________运动带动飞轮的________运动的连接装置，从而解决了动力的_________问题，使其成为带动其他机器运转的动力机器.6．现代热机种类繁多，构造各异，它们分别是____________、_____________、_________、_______________课堂巩固1.下列说法中，不正确的是()A.汽油机和柴油机都是内燃机B.蒸汽轮机与喷气发动机相比更加高效C.蒸汽机的广泛应用使世界进入了以“火”为动力的“蒸汽机时代”D.现在，以水蒸气为动力的蒸汽轮机主要应用在大型火力发电厂和大型舰船上2.下面几个例子中，属于机械能转化为内能的是（）A.点燃的爆竹腾空而起B.给水加热，使水温升高、C.冬天，人在阳光下取暖 D.用锤敲打铁块，铁块与锤都变热3.热机的共同特点是燃料燃烧时，释放出，这些能量转移给工作物质（水蒸气或燃气），使工作物质对外，把一部分转化为，而工作物质的减少，温度.4.（改编）课外活动小组的同学们组装了一个如图甲所示的“试管热机”.加热试管使水沸腾后，继续加热（友情提示：本实验在实际操作中应倍加注意安全！）.①同学们观察到现象，同时在试管口附近伴有__________产生；②请你帮助活动小组的同学们对于所观察到现象从能量角度作出合理的解释：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；③在甲装置所发生现象的启发下，同学们猜想乙装置中的小叶轮会转动起来.但在实际操作中发现，小叶轮并未转动.你能帮助他们找出实验中叶轮不转动的原因吗？（写出一条即可）___________________________________________________.课后拓展1.下列常见的工具中利用热机作为动力机械的是（）A.马车B.公路上的汽车C.自行车D.家庭中的电风扇2.下列例子中利用内能做功的是（）A.点燃的爆竹腾空而起B.用摩擦的方法使物体温度升高C.冬天在室外跑步或跺脚使脚的温度升高D.冬天使房间内用暖气取暖3.改变物体内能的方式有两种：利用内能来直接加热物体，实质上是应用_________的方式，把____________转移给被加热的物体；利用内能来做功，实质上是应用做功的方式，将____________转化为_________。4.如图所示，将一个薄壁金属筒固定在桌面上，筒里放一些乙醚，用塞子将筒口塞紧.拿一根绳子在筒外绕几圈并迅速来回拉动，将会看到塞子跳离筒口.这个现象说明_______________能和内能可以相互转化，_________可以改变物体的内能；改变物体内能的方式还有_____________.5.汽车的诞生使人类进人了工业文明社会，人们对科学的追求从未止步.如图是牛顿18世纪中叶所设计的蒸汽汽车的原理图.试就该原理图回答下列问题：①该原理图中运用了哪些物理知识？（至少写出三点）a.;b.;c.;②简述该原理图中涉及到的能量转化过程.内燃机课前预习1.活塞式内燃机的燃料在中燃烧，产生的______________直接推动活塞.根据燃料的不同，我们把常见的活塞式内燃机分为和两种.2.右图为汽油机的构造剖图，请按照序号填出各部分结构的名称.①②③④⑤⑥⑦⑧3.活塞在往复运动中从气缸一端运动到另一端叫做______________________.4.汽油机的一个工作循环是由、、和四个冲程组成.5.（自编）下面是汽油机工作的四个冲程如图，请将每个冲程的过程补充完整。(1).A是_______冲程进气门__________，排气门__________，活塞_________运动，___________________________从进气门吸入气缸。(2).B是_____冲程活塞_________运动，能量转化：_______能转化为_______(3).C是_______冲程活塞_________运动，能量转化：________能转化为_______(4).D是_______冲程进气门__________，排气门__________，活塞_________运动，把_______排出气缸。6.汽油机的一个工作循环要经历_________个冲程，属于__________内燃机，一个工作循环中，活塞往复运动__________，只有_________冲程是气体对活塞做功，将能转化为能；而其它三个冲程是靠飞轮转动的来完成的.课堂巩固1.在四冲程内燃机工作的一个工作循环中，存在着机械能转化为内能的过程，也存在着内能转化为机械能的过程.这两个能量转化的过程分别存在于()A.吸气冲程和压缩冲程B.压缩冲程和做功冲程C.做功冲程和排气冲程D.吸气冲程和排气冲程2.火箭是一种自备燃料和氧化剂的喷气发动机.2008年9月25日21点10分4秒，我国成功发射“神舟七号”载人飞船，飞船随“长征Ⅱ号F”运载火箭一起离开发射塔飞向太空的过程如图所示.则下列关于火箭的表述中不正确的是()A.火箭的多级设计可以提供更为持久多样的动力B.火箭受到非平衡力的作用C.火箭的第三级使用热值较大的液态氢和氧作燃料D.燃料的化学能最终转化为火箭的内能3.下面几个例子中，能量转化过程与热机做功冲程相同的是()①放爆竹，冲天炮腾空飞起②热水加入冷水中③子弹从枪膛里打出来④冬天，人在阳光下晒太阳A.①②B.②④C.①③D.①②④4.下列说法中不正确的是()A.我国不仅是火箭的发源地，还是一个航天大国B.柴油机与汽油机的工作过程相似C.中国古代“万户飞天”所使用的装置与现代火箭发动机的原理相同D.汽车上的四缸发动机是把四个汽缸组合在一起，做功冲程同时进行5.柴油机工作时，能量的转化过程是()A.内能→化学能→机械能B.化学能→机械能→内能C.化学能→内能→机械能D.内能→机械能→化学能6.汽油机工作时，气缸内温度最低的时刻为()A.吸气冲程结束B.压缩冲程结束C.点火后做功冲程开始D.排气冲程开始7.对于四冲程汽油机和柴油机的说法正确的是()A.吸气冲程都是吸入空气和燃料的混合物B.压缩冲程都是把机械能转化为内能C.做功冲程中燃气做功，温度升高，内能增加D.排气冲程都是靠活塞推着连杆带动曲轴的8.四冲程内燃机的一个工作循环中，内能转化为机械能的是()A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程9.以下对于四冲程汽油机的压缩冲程分析不正确的是()A.气体体积变小B.气体温度升高，内能增加C.气体对外做功，内能转化为机械能D.气体密度变大10.摩托车上的热机工作时提供动力的是()A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程11.（改编）一台四冲程柴油机，1min完成600个工作循环，则柴油机曲轴每秒内转动的圈数和做功的次数是()A.10周、10次B.20周、20次C.10周、20次D.20周、10次12.一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min，则该汽油机每秒钟内()A.完成20个冲程、做功20次B.完成40个冲程、做功40次C.完成40个冲程、做功10次D.完成80个冲程、做功20次13.如图，是汽油机的四个冲程工作示意图，请你将图中的序号填入下面的工作流程图中.14.燃料在气缸中燃烧时，气体的压强和温度猛增，其实质是转化为.燃气推动活塞做功，燃气的减小，温度降低，实质上是将转化为，其中部分能量对外做功，部分能量储存在飞轮上供辅助冲程工作.课后拓展1.汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩，汽缸中的（）A压强增大，温度降低B压强减小，温度升高C压强增大，温度升高D压强减小，温度降低2.对于四冲程的柴油机和汽油机，下列说法正确的是（）（双选）A.第一冲程进入气缸里的都是燃料和空气的混合物B.第二冲程末都需要点火，燃料才能燃烧C.第三冲程都是燃气推动活塞做功D.第四冲程都是将废气排出3.农村仍有一种手扶拖拉机，当它的柴油机出现故障时，转速急剧增加，正常操作已不能使它停转（这种故障叫做“飞车”），则下列应急措施中可行的是（）A.用隔热的东西捂住进气口B.用隔热的东西捂住排气口C.脚踏刹车板，且手拉制动器D.设法让拖拉机撞上坚固的障碍物4.一台单缸四冲程柴油机在做功冲程中活塞受到的平均压强是8ｘ105Pa，活塞的横截面积是1.2×10-2m2,行程是0.3m，那么该柴油机在做功冲程中做功_5.如图所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内水蒸气推出，水蒸气的能转化为塞子的机械能。图_____中汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的。第6第6题第5题6.如图表示内燃机工作循环中的一个冲程，从气门的启闭和活塞的运动可判断这是

冲程.7.燃放鞭炮时，火药爆炸使周围的空气_发出爆炸声。火药爆炸过程相当于热机工作过程中的__冲程。8.（改编）小明与小强在家庭实验室做了如图所示的实验：在透明的塑料瓶上钻一个小孔，把电子式火花发生器的放电针插进孔中，打开盒盖，在瓶中滴入几滴（少量）酒精，再将盒盖盖好，然后按动火花发生器的启动按钮.①他们会观察到，___________，产生该现象的原因；②从能量转化方面看，该实验过程与四冲程汽油机的_________冲程相似.③你认为这个“塑料盒热机”应该属于热机中的，推测理由_____________________________________________________________________________________________________________；④实验时应注意：第三节热机效率课前预习1.热机所做与所用释放的热量之比，叫做热机的效率.2.热机的效率越高，在完成相同的功时，所需要的燃料就越_______（选填“多”或“少”）.3.热机的效率是描述热机性能的重要指标之一,一台热机燃料完全燃烧放出的能量为Q，用来做有用功的能量为E，则该热机的效率η=.4.某内燃机的各种热损失大致情况是：汽缸散热损失占30%，废气带走的能量占35%，摩擦等机械损耗占10%，那么它的热机效率是.5.一般汽油机的热效率____________柴油机的热效率(填“高于、低于或等于)。6.内燃机的大量使用促进了社会的进步，使人们享受了现代文明，但在使用内燃机的同时又给人们带来了污染，这主要是指_________污染和___污染，7.（自编）_______________能获得大量内能，也造成对环境的污染，主要是由于燃料的燃烧会产生

________________、______________及大量粉尘，排放在大气中污染了大气。而热机排出的_________________所引起的温室效应，对地球表面的热平衡有较大影响，同时也成为城市热岛效应的元凶之一。课堂巩固1.热机的效率越高，说明()A.做的有用功越多B.燃料的燃烧值越大C.这台热机的功率越大D.机器对燃料的利用率越高2.下列说法不正确的是()A.对热机中能量转化进行研究是改进热机性能、有效利用资源、减少污染的重要保障B.随着科技的进步，热机技术日趋先进，热机的效率会逐步提高，直至等于100%C.热机在给我们带来工业文明的同时，也给人类的生存环境带来了负面影响D.柴油机的效率比汽油机高，但比较笨重，所以柴油机主要用在一些大型载重机械上3.（自编）汽油机的效率是25%，柴油机的效率是35%，如果它们的输出功率相同，则在相同时间内完全燃烧的汽油和柴油产生的内能之比为()A.5:7B.7:5C.80:7D4.(自编)柴油机的效率比汽油机高，是由于()A.柴油的热值比汽油的热值大B.柴油的比热容比汽油的比热容大C.柴油机汽缸里的燃气产生的压强和温度比汽油机里的高D.柴油的密度比汽油的密度大5.以下提高热机效率的方法中，错误的是()A.尽量减小热机功率B.尽量使燃料充分燃烧C.保证转动部分良好的润滑D.尽量减少各种热散失6.图示为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为()A.η=×100%B.η=×100%C.η=×100%D.η=×100%7.一台效率为40%的柴油机，当输出3.44×107J有用功时，消耗的柴油质量是（柴油的热值是4.3×107J/kg）()A.0.8kgBC.0.32kgD.2.8kg8.热机在工作时，它的机械效率是（）A.η>1B.η<1C.η=1D.η<09.汽油机的效率是25%，柴油机的效率是35%，如果它们的输出功率相同，则在相同时间内完全燃烧的汽油和柴油产生的内能之比为（）A.5：7B.7：5C.80：7D.7：8010.从经济的角度，节约能源角度，环保角度来说，都需要提高热机的效率，下列措施中不能提高热机的效率的是（）A.尽量减少热机部件间的摩擦B.尽量增加热机的工作时间C.尽可能使燃料充分燃烧D.尽量减少废气带走的热量11.甲乙两台柴油机，甲的效率低于乙的效率，意义是（）A.甲的功率大于乙的功率B.甲消耗的燃料多于乙消耗的燃料C.甲将燃料燃烧放出的能变成有用功的那部分能的比例比乙小D.工作相同时间甲消耗的燃料一定比乙少12.热机的效率越高，燃烧的燃料质量相同时，所输出的有用功就越_________（填多或少）13.在热机的各种能量损失中，__________的能量最多，设法利用这些能量是提高燃料利用率的重要措施.14现代社会，热机被广泛应用于交通运输工具.一辆汽车的发动机输出功率为66.15kW,每小时耗（柴）油14kg（柴油的热值为4.3×107J/kg），则该发动机的效率为__________.15.一台效率为40%的柴油机，当输出66000J的有用功时，消耗的柴油量为__________kg.（柴油的热值为3.3×107J/kg）16.麦秸秆燃烧时化学能转化为_________能，利用率很低，为了解决这一问题，某研究小组将干燥的秸秆，在1.2×106Pa压强下制成秸秆煤.秸秆煤的热值为2.2×107J/kg完全燃烧5kg秸秆煤可以放出_________J的热量.课后拓展1.柴油机是农业生产中常用的热机，已知某型号的柴油机的效率是30%，在柴油机内完全燃烧2kg的柴油能放出的热量_____________J。这些热量通过该柴油机的转化,能对外做有用功_____________J（柴油热值为3.3ｘ107J/kg）2．某锅炉的效率是40%，内装500L的20℃的温水，要把这些水烧开，不计其他热损失，需要燃烧多少千克的无烟煤？（无烟煤的热值是3.4×107焦/千克3.泰安五岳专用汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地.该厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是3.0×103N，消耗燃油1.5×10－3m3（假设燃油完全燃烧）.若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，热值q＝4（1）专用车牵引力所做的功.（2）已知热机效率η＝（式中W为热机在某段时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？4.“乙醇汽油”用玉米生产乙醇，然后以一定比例与汽油混合，就可以供汽车等作为能源使用.石油被称为“液体黄金”，但是使用传统能源所带来的环境问题以及能源危机正越来越严重地困扰着人类.所以“乙醇汽油”的开发和利用或许能给人类开发新的能源带来一种新的途径.请你根据上述材料和所学知识分析回答下列问题：（1）乙醇燃烧的过程是将_________能转化为内能的过程.理论上，完全燃烧28g乙醇可以产生8.4×105J的热量，如果这些热量完全被水吸收，在1标准大气压下，可以将_________kg20℃（2）使用乙醇汽油作为能源，与使用传统汽油、柴油等相比具有明显的好处，请你说出一点：______________________________________________________.专题效率计算1.（多选）如图所示为小艳家新买的一辆小汽车周末爸爸开车带着小艳出去游玩途中这辆汽车在lh的时间内，在水平路面上匀速行驶了72km，消耗汽油6kg。若已知该汽车发动机的功率(即牵引力的功率)为23kW汽车(包括车上的人和物品)质量为15t汽油的热值为46×107J／kg则关于上述lh的行驶过程下列分析正确的是（）A该B该C.该汽车的牵引力是1.15×103ND.该汽车发动机的效率是30％1题图2题图1题图2题图2.如图所示是道路维修时常用的路面钻机(俗称“啄木鸟”)。“啄木鸟”中用到了柴油机，若其机械效率是40％，则完全燃烧50kg柴油对外做的有用功是________J(柴油的热值是4.3×107J／kg)．3.随着人们生活水平的提高．轿车已逐步进入我国普通百姓家中.已知某国产骄车每行驶100km消耗8L汽油(1L＝10-3m3)，汽油的密度为0.71×103kg/m3、热值为4.6×l07J／kg．则10kg汽油完全燃烧时所产生的热量是___________J；该汽车行驶100km消耗的汽油的质量是___________kg；当该汽车以50kW的功率在平直公路上以4.目前，“节能减排”已引起全球的关注．如何减少能耗，提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视，(1)大多数家用汽车的发动机均为汽油机，它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能，再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶．请你将图中汽油机工作时的能流图补充完整。(2)发动机的效率是汽车的经济性能指标之一。厂家提供的某汽车出厂的部分参数如下；①测试数据：汽车在平直公路上以90km／h的速度匀速行驶时，百公里耗油量为V0(L)，发动机输出功率为P0(kW)；②使用燃料：93#汽油[热值为q0(J／kg)、密度为ρo(kg／m3)］．请用以上参数推算出在测试条件下，该汽车发动机的效率。燃料汽油油箱容积50L汽油密度0.7×103kg汽油热值4.6×107J／kg燃料完全燃烧产生的内能转换为机械能的百分比40%5.一辆小汽车在平直公路上匀速行驶了70km，汽车行驶的速度为72km／h，共耗汽油6L，请你根据下表中提供的有关信息，计算小汽车行驶的功率是多少千瓦。6.下表是某品牌小轿车的一些技术参数。其中排气量是指发动机气缸的工作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大。空燃比是指气缸内空气和燃油的质量比。汽油的热值表示每千克汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J。当该发动机以最大功率工作时，气缸内汽油和空气的混合密度为1.35kg/m3，1min内高温高压的燃气推动活塞做功2600次。请你计算发动机在最大功率工作时（1）1min内做的有用功。（2）做功一次消耗汽油的质量。（3）发动机的效率。7.（改编）如图是一款家庭小轿车，它的发动机是汽油机，为了避免发动机过热影响对外做功，有水箱通过水的循环吸热为发动机降温.此轿车以90km/h的速度匀速行驶100km的油耗为7L（1L＝1dm3），同时水箱内10kg水由20℃升高到90动力为901.6N，已知ρ汽油＝0.7kg/dm3，热值q汽油＝4.6×107J/kg,C水＝4.2×103J/(kg·℃)根据以上信息，请解答以下问题：（1）百分里的油耗所能释放的能量是多少？（2）由于水箱中水的吸热所损失的能量达到多少J？（3）发动机把内能转化为机械能的效率为多大？（4）除了水箱中的水吸热损失能量外，还有哪些方面损失了能量？（回答一个方面）提出一点提高汽车发动机效率的措施.8.（2010南岗三）晓彤的爸爸新买了一辆小汽车，如图所示，晓彤坐着这辆汽车匀速行驶144km，用时2h，消耗汽油27kg，其发动机的功率为69kW.请运用所学的知识解答下列问题.（汽油的热值为4.6×107J/kg）（1）汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大？（2）汽车发动机的效率是多少？（3）观察小汽车的外型，判断小汽车在水平路面高速行驶和静止时，对地面的压力哪一个大，为什么？由此请你对轿车外形的设计提出参考意见.9.(2010市模)学校专业课老师要测试某型号汽车的性能，他将汽车以72km／h的速度匀速行驶10min，消耗的汽油1.2kg.汽车匀速行驶时受到的阻力F=1.2×103N.(汽油的热值q=4.6×107J／kg).根据以上信息计算：(1)该汽车在测试这段时间内做的总功是多少?(2)在测试时间内汽车有用的功率是多少?(3)在测试时间内该汽车的效率是多少?并对其能量损失的原因进行分析(写出两条即可).10.某建筑工地使用如图所示装置搬运建筑材料，已知柴油机的效率是40%，柴油的热值是4×107J/kg,用此装置将一块重为3200N的建筑材料提升5m，历时4s，消耗的柴油为4g.⑴4g柴油完全燃烧放出多少热量？柴油机的输出功率多大？⑵提升这块建筑材料做的有用功是多少？整个装置的效率多大？⑶请对该工地采用此装置施工的合理性进行评价.单元测试题一．选择题1.摩托车上的热机工作时提供动力的是（）A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程2.我们知道：多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来连续工作的。关于压缩冲程的作用，下列说法正确的是（）A.将废气排出缸外B.完成对外做功C.吸进汽油和空气的混合物D.压缩燃料和空气的混合物3.下列现象中，通过做功改变物体内能的是（）A.石头被太阳晒热B.用锤子敲打钢板，锤子和钢板都会变热C.冬天，暖气使房间变暖D.单缸四冲程汽油机的排气冲程学科4.关于热机，下列说法错误的是（）A.热机性能好坏的重要标志之一是热机效率B.在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率C.柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大D.在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能5.下列说法中，正确的是()A.柴油机的压缩冲程，主要是用热传递的方法增加了气缸内气体的内能B.汽车发动机用水做冷却剂，主要是利用水密度大的特点C.电动车的核心部件电动机属于热机的一种D.液化气是用加压的方法使气体液化后存人储气罐的6.汽油机与柴油机比较，汽油机()A.气缸顶部没有火花塞，效率较低B.气缸顶部有火花塞，效率较低C.气缸顶部没有火花塞，效率较高D.气缸顶部有火花塞，效率较高7.如图所示，是汽油机四个冲程的示意图，按其工作过程，正确的排列顺序是（）A.DABCB.BACDC.ABCDD.CDBA8.单缸四冲程的汽油机和柴油机工作时，下面说法中正确的是()A.完成一个工作循环，曲轴旋转四周B.吸气冲程中吸入气缸的物质，在气油机中是汽油，在柴油机中的是柴油C.做功冲程中点火方式：汽油机是点燃式，柴油机是压燃式D.压缩冲程中，汽油机的压缩程度要比柴油机的压缩程度大9.有关四冲程内燃机的叙述中，不正确的是（）A.工作中只有做功冲程把内能转化为机械能B.工作开始时要靠外力启动C.工作中压缩冲程是把内能转化为机械能D.每一个工作循环，燃气只做功一次10.一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速为1800转/分，则此柴油机每秒钟内()A.完成30个冲程，做功30次B.完成60个冲程，做功60次C.完成60个冲程，做功15次D.完成120个冲程，做功30次11.两台汽油机，甲的效率比乙的效率高，其意义是()A.甲的功率比乙的大C.在消耗相同的汽油时，甲输出功率比乙大B.甲消耗的汽油比乙少D.在消耗相同的汽油时，甲做的有用功比乙多12.单缸四冲程内燃机工作时，依靠飞轮惯性来完成的（）A.只有吸气和压缩两个冲程B.只有压缩和排气两个冲程C.只有排气和吸气两个冲程D.有吸气、压缩和排气三个冲程二．非选择题13.热机是把能转化为机械能的机器，电动机是把能转化为机械能的机器。14.四冲程内燃机的四个冲程依次是：吸气冲程、冲程、做功冲程、排气冲程，其中内能转化为机械能的是冲程。15.一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25％，废气带走的能量占30％，摩擦等机械损耗占10％，则它的机械效率为