14.1热机同步练习（解析版）

14.1热机同步练习1.热机利用内能做功的机械，例蒸气机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。2.内燃机工作原理：燃料直接在发动机气缸内燃烧，产生高温高压的燃气，燃气对外做功，把内能转化成机械能。种类：汽油机、柴油机等。3.汽油机工作时，活塞在汽缸内往复运动；活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程。4.压缩冲程机械能转化为内能，做功冲程内能转化为机械能。5.柴油机结构与汽油机不同的是没有火花塞但有喷油嘴；点火方式为压燃式。1．利用内能可以，也可以做功。热机是利用内能来做功，把内能转化为的机器。热机的种类有蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机等。【答案】加热机械能【详解】[1]利用内能可以加热，也可以做功。[2]热机是利用内能来做功，把内能转化为机械能的机器。2．汽油机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，其中为汽车提供动力的是冲程，它将内能转化为能。【答案】做功机械【详解】[1][2]做功冲程时汽缸内的燃料燃烧，产生高温高压的燃气推动活塞由上向下运动，所以其中为汽车提供动力的是做功冲程，该过程中高温高压的燃气对活塞做功，将内能转化为机械能的过程。3．如图所示，这是一个（选填“柴油机”或“汽油机”）模型。家用汽车一般选用（选填“柴油机”或“汽油机”）做为发动机。【答案】柴油机汽油机【详解】[1]柴油机和汽油机构造上的区别：柴油机汽缸顶部有喷油嘴，而汽油机顶部有火花塞，图中顶部是喷油嘴，所以这是一个柴油机的模型。[2]汽油机轻巧、便利，噪声相对较小，一般家用汽车的发动机是汽油机。4．如图甲所示为一单缸四冲程汽油机某冲程剖面图，该图表示为冲程，此冲程中活塞向运动，图乙、丙是演示实验的示意图，与甲图原理相同的是图所示的演示实验。【答案】压缩上乙【详解】[1][2]甲图中，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能。[3]乙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，与甲图原理相同。丙图试管中的水加热沸腾后，塞子被水蒸气推出，此过程中水蒸气的内能转化为塞子的机械能，与甲图原理不相同。5．2022年11月12日10时03分，天舟五号货运飞船在长征七号火箭的稳稳托举下，满载货物飞天云霄，跨越星海奔赴天宫，如图所示。火箭喷气发动机将燃料燃烧后燃气的内能转化为火箭的能，这个能量转化过程与四冲程汽油机的冲程能量转化相同。【答案】机械做功【详解】[1]火箭升空的过程机械能是通过将燃料燃烧后的内能转化而来的。汽油机的做功冲程将内能转化为机械能，与这个过程的能量转化相同。6．在汽油机的工作循环中，将内能转化为机械能，对外提供动力的冲程是（）A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程【答案】C【详解】在汽油机的工作循环中，做功冲程将内能转化为机械能，提供动力，压缩冲程将机械能转化为内能，故ABD不符合题意，C符合题意。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．关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（）A．在做功冲程中，是机械能转化为内能B．在做功冲程中，是内能转化为机械能C．一个工作循环中，只有一个冲程发生能量转化D．汽油机和柴油机的点火方式相同【答案】B【详解】AB．在做功冲程中，燃气膨胀对活塞做功将内能转化为机械能，故A错误、B正确；C．汽油机在一个工作循环中，在做功冲程中，将内能转化为机械能；压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能，故C错误；D．汽油机和柴油机的点火方式不相同，汽油机是火花塞点火，柴油机是柴油和空气的混合气体达到着火点自然，故D错误。故选B。9．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。10．“礼花筒”是一些喜庆场合烘托气氛的必备用品，如图所示，“礼花筒”使用时，利用筒内高压的空气膨胀，将彩带喷向空中。与其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】内燃机的做功冲程，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能；礼花筒内的高压空气膨胀对外做功，将内能转化为机械能，相当于内燃机的做功冲程。故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。1．汽油机在吸气冲程中，吸入的气体是。在内燃机的四个冲程中，只有做功冲程对外做，其他三个冲程靠飞轮的来完成；为了降低汽缸的温度，汽缸外有一个水箱包围着，用水来包围汽缸是因为水的。【答案】空气和汽油的混合物惯性比热容大【详解】[1]汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的燃料混合物。[2]在做功冲程中，内能转化为机械能，使活塞向下运动，通过连杆使曲轴转动，而曲轴和外面的飞轮相连，从而使飞轮转动起来。虽然其他三个冲程没有对外做功，但飞轮具有惯性，不会马上停下来，会继续转动下去，等到下一个循环的做功冲程继续对外做功。[3]汽缸外有一个水箱体，使汽缸被水包围着，是利用水的比热容大，散热效果好。2．如图所示，甲、乙、丙、丁分别表示汽油机的四个冲程，请你按正确的顺序进行排列：；若该汽油机活塞1s内对外做功30次，则该汽油机的飞轮的转速为r/min。‍【答案】丁、乙、甲、丙3600【详解】[1]由图知，甲两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程；乙两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；丙一个气门打开，一个气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程；丁一个气门打开，一个气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，所以顺序应为丁、乙、甲、丙。[2]汽油机一个工作循环，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。汽油机活塞ls内对外做功30次，则该汽油机的飞轮转速为60r/s，轮转速为3600r/min。3．如图所示，迅速下压活塞，棉花燃烧，这是通过的方式改变物体的内能，它和单缸四冲程汽油机的冲程的能量转化方式相同。若该汽油机的飞轮转速为3000r/min，那么该汽油机每秒做功次。【答案】做功压缩25【详解】[1]迅速下压活塞，棉花燃烧，是因为活塞迅速向下压时，活塞压缩气体做功，空气内能增加，温度升高。[2]压缩过程中，活塞的机械能转化为空气的内能，与单缸四冲程汽油机的压缩冲程能量转化方式相同。[3]由题意可知，该汽油机飞轮转速是3000r/min=50r/s，因为一个工作循环中飞轮转动2圈，所以汽油机每秒钟完成25个工作循环，对外做功25次。4．如图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。汽缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，内能（填“增大”、“减少”或“不变”），推动活塞运动，使舰载机获得巨大的动能。此过程的能量转化方式类似于汽油机的冲程。【答案】减少做功【详解】[1][2]汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能。汽缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，内能减少，推动活塞运动，使舰载机获得巨大的动能，此过程的能量转化方式类似于汽油机的做功冲程，都是将内能转化为机械能。5．随着我国汽车工业的迅速发展，国产汽车发动机技术越来越成熟，长安汽车新推出一款蓝鲸动力1.5T涡轮增压发动机，由四个汽缸排列组成，当发动机转速达到4800r/min时，四个汽缸的最大输出功率为132kW，此时活塞1s内对外做功次。如果每个活塞一个冲程的运动距离为10cm，每个活塞的面积为5×10-3m2，做功冲程中高温高压气体对活塞的平均压强是Pa。【答案】1601.65×106【详解】[1]由题意可知，飞轮转速是4800r/min，即80r/s，因一个工作循环飞轮转2圈，做功一次，所以每个汽缸每秒可以做功40次；四个汽缸每秒可以做功[2]由可知，四个汽缸活塞1s做功每个做功冲程做功根据可知，做功冲程中高温高压气体对活塞的平均压力做功冲程中高温高压气体对活塞的平均压强6．如图是小明学习气功的四个基本动作，由此他联想到这四个动作与热机的一个工作循环的四个冲程很相似，但动作顺序已乱，请你判断与做功冲程相似的是（）A．

气沉丹阳 B．

排山倒海C．

打完收工 D．

鼻孔吸气【答案】B【详解】A．气沉丹阳相当于压缩冲程，故A不符合题意；B．排山倒海相当于做功冲程，故B符合题意；C．打完收工相当于排气冲程，故C不符合题意；D．鼻孔吸气相当于吸气冲程，故D不符合题意。故选B。7．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，则该汽油机1s能做功20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】ABD．甲图中两气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，汽缸容积变大，是做功冲程，内能转化为机械能；乙图中进气门开启，排气门关闭，气体流入汽缸，是吸气冲程，没有能量的转化；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，活塞向上运动，汽缸容积变小，是压缩冲程；所以正确的排序是乙、丁、甲、丙；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，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ABD错误；C．四冲程汽油机的飞轮转速为，则该飞轮1s转40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40圈，共20个工作循环，共80个冲程，共做功20次，故C正确。故选C。8．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（）

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】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。9．如图所示，下列说法中错误的是（）A．甲图玻璃筒内的空气被压缩时，空气的内能增加B．甲图和乙图中能量转化是一致的C．乙图四冲程汽油机的转速是3000r/min，每秒对外做功25次D．甲图玻璃筒内的空气被压缩时，其分子无规则运动越剧烈【答案】B【详解】A．甲图中的玻璃筒内空气被压缩时，活塞的机械能转化为空气的内能，空气内能增大，故A正确，不符合题意；B．图乙中，汽缸的两个气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，内能转化为机械能，与甲图的能量转化不一致，故B错误，符合题意；C．图乙汽油机的转速3000r/min，即50r/s，汽油机的飞轮每转动两圈，完成一个工作循环，做功一次，所以每秒对外做功25次。故C正确，不符合题意；D．甲图中玻璃筒内空气被压缩时，内能增大，温度升高，所以分子的热运动变剧烈，故D正确，不符合题意。故选B。10．（多选）如图中说法正确的是（）

A．甲图实验揭示了热机的工作原理B．乙图实验中的能量转化是内能转化为机械能C．丙图是内燃机的吸气冲程D．丁图是内燃机的压缩冲程【答案】AD【详解】A．甲图中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，内能转化为塞子的机械能；热机利用内能做功，将内能转化为机械能，所以这个实验能够展示热机的基本工作原理，故A正确；B．乙图中厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的内能增大，温度升高，是通过做功的方式改变空气内能，将机械能转化为内能，故B错误；C．图丙中，气门都关闭，活塞向下运动，所以是内燃机的做功冲程，故C错误；D．图丁中，气门都关闭，活塞向上运动，所以是内燃机的压缩冲程，故D正确。故选AD。11．（2021·全国·九年级课时练习）某单缸四冲程汽油机的汽缸