141热机（分层练习）

14.1热机基础达标一、单选题1．以下机械属于内燃机的是（）A．火箭喷气发动机 B．汽油机 C．滑轮组 D．洗衣机【答案】B【详解】AB．内燃机是一种热机，汽油机和柴油机都是内燃机，火箭喷气发动机是一种热机，不是内燃机，燃料不是在汽缸内燃烧的，故A不符合题意，B符合题意。C．滑轮组是一种简单机械，不是内燃机，故C不符合题意；D．洗衣机是一种电动机，不是内燃机，故D不符合题意。故选B。2．如图，用酒精灯加热试管中的水，水沸腾后所产生的水蒸气将软木塞冲起。水蒸气冲起软木塞的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【答案】C【详解】水蒸气将软木塞冲起时，水蒸气的内能转化为木塞的机械能。AD．吸气冲程和排气冲程中没有能量转化，故AD不符合题意；B．汽油机的压缩冲程中，活塞的机械能转化为混合物的内能，与此不同，故B不符合题意；C．汽油机的做功冲程中，燃气内能转化为活塞的机械能，与此过程相同，故C符合题意。故选C。3．2022年11月29日，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。与火箭点火升空过程中能量转化相同的是内燃机的（）A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程【答案】C【详解】火箭点火升空过程中把燃气的内能转化为火箭的机械能，而内燃机中将内能转化为的机械能的冲程是做功冲程。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。4．如图为汽油机工作过程中某冲程的示意图，此冲程是（）A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程【答案】B【详解】由图可知，进气门和排气门都是关闭的，活塞上行，因此是压缩冲程，压缩冲程中机械能转化为内能。故选B。5．下图是四冲程汽油机的工作示意图。从能量转化的角度看，机械能转化为内能的冲程是（）A．

B．

C．

D．

【答案】A【详解】A．图中的冲程两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故A符合题意；B．图中的冲程进气阀开启，排气阀关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，没有能量转化，故B不符合题意；C．图中的冲程进气阀关闭，排气阀开启，活塞向上运动，是排气冲程，没有能量转化，故C不符合题意；D．图中的冲程两气阀关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是做功冲程，将内能转化为机械能，故D不符合题意。故选A。6．如图所示是汽油机工作的某一冲程，关于该冲程及其能量转化的说法正确的是（）A．吸气冲程，内能转化为机械能 B．压缩冲程，内能转化为机械能C．做功冲程，内能转化为机械能 D．排气冲程，机械能转化为内能【答案】C【详解】根据图中冲程中两个气门关闭、火花塞点火和活塞向下移动的特点，可以判断这个冲程是做功冲程，做功冲程是将高温高压燃气的内能转化为活塞运动的机械能，故C正确，ABD错误。故选C。7．关于汽油机和柴油机描述正确的是（）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【详解】A．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，故A错误；B．柴油机在吸气冲程中，将空气吸入汽缸（没有吸入柴油），故B错误；C．在做功冲程中，燃料燃烧释放的内能大部分需要克服摩擦、发生热传递而散失，只有一少部分转化为机械能，故C错误；D．在排气冲程中，排出的废气温度仍很高，废气带走了燃料释放的大部分能量，故D正确。故选D。8．如图为四冲程汽油机工作示意图，下列说法正确的是（）A．依靠飞轮惯性完成的冲程是甲、乙、丁B．甲图冲程中能量转化是机械能转化为内能C．飞轮转速3000r/min，则该汽油机1s能做功25次D．在一个工作循环中，工作过程依次是乙、甲、丁、丙【答案】C【详解】D．甲图中两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；乙图中进气门开启，排气门关闭，气体流入汽缸，是吸气冲程；丙图中排气门开启，进气门关闭，气体流出汽缸，是排气冲程；丁图中两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程；所以正确的排序是乙、丁、甲、丙，故D错误；A．内燃机的一个工作循环有四个冲程，只有在做功冲程中使机器获得动力，内能转化为机械能，其它三个冲程均为辅助冲程，依靠飞轮惯性完成，即依靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁，故A错误；B．甲图是做功冲程，做功冲程中内能转化为机械能，故B错误；C．四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min，则该飞轮1s转50圈，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以1s飞轮转50圈，共25个工作循环，共100个冲程，共做功25次，故C正确。故选C。9．景颇族的祖先曾发明一种活塞式点火器，如图所示。以牛角做套筒，木质推杆前端粘附艾绒（一种很容易被点燃的物质）。取火时，一手握住套筒，另一手猛推推杆，艾绒即燃，随即将杆拔出，口吹立见火苗，与手推杆入筒过程能量转化过程相同的冲程是（）A．B．C．D．【答案】A【详解】封闭的气体被推杆压缩过程中，活塞对气体做功，气体内能增加，是机械能转化为内能；汽油机的压缩冲程是机械能转化为内能的冲程，与上述能量转化相同；A．两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，机械能转化为内能，故A符合题意；B．排气门开启，活塞上行，废气被排出汽缸，是排气冲程，没有发生能量转化，故B不符合题意；C．两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，火花塞喷出电火花，是做功冲程，内能转化为机械能，故C不符合题意；D．进气门开启，活塞下行，燃料和空气的混合物进入汽缸，是吸气冲程，没有发生能量转化，故D不符合题意。故选A。如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花会立即燃烧，下压过程中活塞对筒内空气，空气的能增大，该能量转化过程与汽油机的冲程相同。【答案】做功内压缩【详解】[1][2]将活塞迅速下压，活塞对压缩引火仪内的空气做功，活塞的机械能转化为空气的内能，空气内能增大，温度升高，达到棉花的着火点而燃烧。[3]汽油机的压缩冲程中，活塞压缩汽油和空气的混合物做功，活塞的机械能转化为混合气体的内能，所以与该过程的能量转化与汽油机的压缩冲程相同。11．如图所示，工作中的四冲程汽油机正处于冲程，在该冲程将能转化为能。若该汽油机每秒完成60个冲程，则每秒它对外做功次。【答案】压缩冲程机械能内能15【详解】[1][2]由图知道，进气门和排气门都是关闭的，活塞向上运动，可以判断是压缩冲程。[3]压缩冲程中机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能，排气和吸气冲程没有能的转化。[4]热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，若该汽油机每秒完成60个冲程，则每秒它对外做功15次，飞轮转动30周。能力提升1．光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图，密闭气室中在光照下会分解，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（）

吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程【详解】当活塞右移时，活塞对外做功，则该过程相当于汽油机四个冲程中的做功冲程。故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。2．如图是流行于民间的玩具式走马灯，点燃底部蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，它的能量转化和四冲程内燃机冲程相同，某单缸四冲程内燃机的飞轮转速1200r/min，则1s内该内燃机对外做功次；走马灯转动时，观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来，影子形成的原理是。

【答案】做功10光的直线传播【详解】[1]点燃蜡烛时，气体温度升高，气体的密度变小，热空气就会向上运动，运动的热空气推动扇叶转动，运动的热空气对外做功，将内能转化为机械能，该过程和四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同。[2]飞轮转速是1200r/min＝20r/s，表示每秒飞轮转动20圈，内燃机完成10个工作循环，对外做功10次。[3]光现象中，影子形成的原理是光的直线传播。3．阅读下列短文，回答问题。航速优化船舶航行大多使用柴油发动机，航行时受到的阻力通常和航行速度的平方成正比。降低航速可以大大减小航行阻力，发动机对推进设备做功的功率即推进功率就会大大减小，从而减少燃油消耗。但航速不是越小越好，因为船舶航行过程中除了推进设备，还有其他辅助设备工作，需要发动机做功。航速减小后，一段航程所需的航行时间就会延长，虽然推进功减少，但辅助功增加了。发动机要做的功包括推进功和辅助功两部分，航速优化就是要找到合适的航速，使发动机做的总功减少，达到节能的目的。（1）下面是柴油机工作时的四个冲程，其工作循环过程的正确顺序是：；A．压缩冲程

B．排气冲程

C．吸气冲程

D．做功冲程在冲程中，活塞对汽缸里的空气做功，使空气的能急剧增加。冲程结束时，汽缸内空气的温度已经超过燃油的燃点；（2）若船舶以速度v匀速直线航行，航行时受到的阻力为f=kv2（k为常量），则理想情况下，推进功率和速度的关系为P推=；（3）某船舶航行时，每公里航程的推进功、辅助功和航速的关系如图所示，则最省油的航速约为m/s；【答案】CADB压缩内kv36【详解】（1）[1]四冲程柴油机工作时，依次有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，即四个冲程工作循环过