教科版九年级上册物理第二章 改变世界的热机练习题(解析版)

第二章改变世界的热机一、选择题1. 下列关于热值的说法正确的是（）A. 2kg煤的热值大于1kg煤的热值B. 燃料热值越大，燃烧放出的热量越多C. 热量燃烧不完全时热值变小D. 燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关【答案】D【解析】【详解】A．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃烧程度、质量无关，故A错误．B．由Q=qm可知，燃料燃烧放出的热量与燃料的热值和质量有关，只有在相同质量并且完全燃烧的情况下，燃料热值越大放出的热量才越多，故B错误．C．热值与燃料是否完全燃烧无关，故C错误；D．燃料的热值是燃料本身的特性，不同的燃料热值一般不同，与其他因素无关，故D正确．【点睛】本题考查热值的概念，热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度均无关．2. 汽油机飞轮的转速为600r/min，那么，每秒钟完成工作循环个数和对外做功次数分别为A. 5，5B. 10，10C. 15，15D. 20，20【答案】A【解析】汽油机一个工作循环有四个冲程，飞轮转动两周，活塞往复两次，对外做功一次，当飞轮转速为600r/min=10r/s；即每秒飞轮转动10转，完成5个工作循环，对外做功5次，答案选A．3. 下列关于热机和环境保护的说法，正确的是A. 热机的大量使用会造成环境污染B. 热机产生的噪声，可以被消声器完全消除C. 热机排出的废气都是无害气体D. 热机的效率可以达到100%【答案】A【解析】【详解】A. 热机在使用时会排放出一些有害的气体，造成环境污染，故A正确；B. 消声器只是减弱噪声，不能完全消除噪声，故B错误；C. 热机排出的气体中有二氧化碳、水蒸气、一氧化碳、氮氢化合物等，其中一氧化碳、氮氢化合物等是有害的，故C错误；D. 热机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率不可能达到100%，故D错误．故选A.4. 四冲程汽油机在工作过程中，将内能转化为机械能的冲程是（）A. 吸气冲程B. 压缩冲程C. 做功冲程D. 排气冲程【答案】C【解析】【详解】吸气冲程、排气冲程都是消耗机械能的冲程，压缩冲程是把机械能转化为内能，而做功冲程是把内能转化为机械能．5. 一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为1800R/min，则此汽油机每秒内：A. 完成60个冲程，做功15次B. 完成60个冲程，做功60次C. 完成30个冲程，做功30次D. 完成120个冲程，做功30次【答案】A【解析】【详解】飞轮的转速为1800R/min＝30R/s，即每秒钟飞轮转30转，完成15个工作循环，可以完成60个冲程，做功15次．故选A.【点睛】四冲程汽油机飞轮转2转为一个工作循环，完成4个冲程，对外做功1次．6. 下列关于热值和热机效率的描述，正确的是( )A. 使燃料燃烧更充分，可以增大热值B. 使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率C. 燃料燃烧释放的热量越大，热值越大D. 热值和热机效率都是定值，与外界条件无关【答案】B【解析】【详解】A．热值是燃料的特性，与燃烧情况无关，故A错误；B．使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故B正确；C．热值是燃料的特性，与放出热量的多少无关，故C错误；D．热值取决与燃料种类，与外界条件无关；而燃料燃烧情况、能量的损失都会影响热机效率，故D错误．7. 四冲程汽油机在工作过程中，将内能转化为机械能的冲程是（）A吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程【答案】C【解析】【详解】吸气冲程、排气冲程都是消耗机械能的冲程，压缩冲程是把机械能转化为内能，而做功冲程是把内能转化为机械能．8. 在图中，表示热机的做功冲程A. 甲B. 乙C. 丙D. 丁【答案】D【解析】解答：A. 两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，不符合题意；B. 排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程；不符合题意；C. 进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程；不符合题意；D. 两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，符合题意．9. 关于四冲程汽油机，下面说法中正确的是A. 在做功冲程，内能转化为机械能B. 汽油机是利用机械能转化成内能的机器C. 在压缩冲程，内能转化为机械能D. 四个冲程依次为吸气、做功、压缩、排气【答案】A【解析】试题分析：汽油机的四个冲程是吸气、压缩、做功和排气．汽油机是利用内能转化为机械能的机器．在压缩冲程中是把机械能转化为内能，在做功冲程中是把内能转化为机械能．A．在做功冲程，内能转化为机械能符合题意；B．汽油机是利用机械能转化成内能的机器不合题意；C．在压缩冲程，内能转化为机械能不合题意；D．四个冲程依次为吸气、做功、压缩、排气不合题意；故选A．考点：此题考查的是四冲程汽油机．点评：了解四冲程汽油机的原理和能量的转化是解决此题的关键．10. 如图，是汽油机的一个工作循环的四个冲程的示意图，下列关于四个冲程的排列次序以及能量转化的说法，正确的是( )A. 正确次序是乙丙甲丁，乙冲程中内能转化为机械能B. 正确次序是甲乙丁丙，乙冲程中机械能转化为内能C. 正确次序是甲乙丁丙，丁冲程中机械能转化为内能D. 正确次序是丙甲乙丁，丁冲程中内能转化为机械能【答案】B【解析】试题分析：汽油机的一个工作循环包含四个冲程，依次为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．压缩冲程是将机械能转化为内能，做功冲程是将内能转化为机械能．由图知：图甲进气门打开，是吸气冲程；图乙两气门均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；图丙排气门打开，是排气冲程，图丁两气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程．故符合题意的正确选项是B．考点：汽油机的工作过程11. 当拖拉机出现故障而使柴油机转速急剧增加，正常操作已经不能使它停转（这种故障叫“飞车”）时，下列操作正确的是A. 捂住进气口B. 立即找一个隔热的东西捂住排气口C. 脚踏刹车板，同时手拉制动器D. 让它空转，等油全部耗完自动停下【答案】A【解析】【分析】柴油机在工作时，吸入气缸的是空气，它的“点火”是“压燃式”，据此进行分析【详解】“飞车”的原因大多是因为活塞将部分润滑油带入气缸中，遇到高温高压的压缩空气而燃烧放热，使正常操作下减小油门或停止供给柴油都不能停止或控制发动机转动，因而只好捂住进气口，不让氧气进入气缸，才能阻止气缸中燃料的燃烧．A. 用手捂住进气口，不让氧气进入气缸，才能阻止气缸中燃料的燃烧，符合要求；B. 压力太大，隔热的东西是挡不住排气口的，不符合要求；C. 脚踏刹车板，同时手拉制动器，这是停车的正常操作，但不能使机器停转，不符合要求；D. 它空转，等油全部耗完自动停下，很明显不符合要求．故选A.12. 如图所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中属于做功冲程的是 A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】四冲程汽油机的四个工作冲程是：吸气、压缩、做功、排气，区分它们的依据有活塞的运动方向、进气阀和排气阀的开闭情况，如活塞向下运动、进气阀和排气阀都关闭时，是燃气推动活塞做功，是做功冲程，所以选项C 正确．二、填空题13. 如图所示的是四冲程汽油机的________ 冲程，在这一冲程中发生的能量转化是：________ ；若该汽油机的飞轮转速为3600转/分，则该汽油机活塞1s 内对外做功_________次．【答案】 (1). 做功 (2). 内能转化机械能 (3). 30【解析】【详解】两个气阀关闭，活塞向下运动，是做功冲程，其能量转化关系是内能转化机械能．由题意可知，单缸四冲程汽油机的飞轮转速是3600r/min ，即每秒钟转60圈，因为一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，所以该汽油机1s 内完成完成30个工作循环，做功30次．【点睛】（1）内燃机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程中机械能转化为内能；二是做功冲程中内能转化为机械能．判断出是哪个冲程，再判断能量是怎样转化的．（2）根据飞轮转速求出每秒内飞轮转动圈数，内燃机一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次．14. 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％，则它的热机效率为___________．【答案】35％【解析】【详解】用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率．用来做有用功的那部分能量与气缸散热损失的能量、废气带走的能量、摩擦等机械损耗的能量之和等于燃料燃烧释放的能量．各种能量损耗的总和是：25%+30%+10%=65%，所以它的机械效率为：η=100%-65%=35%．15. 内燃机有四个冲程，如图所示是内燃机的________冲程，活塞上升时，汽缸内气体的内能________（选填“减少”或“增加”），________转化为________能．【答案】(1). 做功(2). 增加(3). 机械(4). 内【解析】【详解】图中内燃机气门都关闭，活塞向上运动，该冲程是内燃机的压缩冲程；活塞上行时，压缩气缸内的气体做功，使气体的内能增加，温度升高，机械能转化为内能．16. 有的航天器发动机用氢做燃料，这是因为氢的________很大．燃烧1 m3煤气大约能放出热量3.9×107 J，某市管道煤气收费标准为0.87元/m3，有一户人家在一个月内燃烧煤气共放出1.17×109 J热量，那么共消耗了________m3的煤气，这个月应交煤气费________元．【答案】(1). 热值(2). 30 (3). 26.1【解析】【详解】航天器发动机用氢做燃料，原因是液态氢具有较高的热值，在完全燃烧相同质量的其它燃料时，液态氢放出的热量更多；一个月内燃烧的煤气体积：V.＝9731.1710.3.910/Q Jq J m⨯⨯＝.＝30m3所以这个月应该缴煤气费为：0.87元/m3×30m3.＝26.1元．17. 如图所示的甲、乙两套实验装置，可用来比较不同燃料的热值，小明在燃烧皿中分别放人质量相同的燃料1和燃料2，燃料点燃后对质量都为100g、初温都为20℃的水加热.燃烧相同时间后，甲烧杯中水温为30℃，乙烧杯中水温度为24℃.则此过程中，两杯水的内能________（选填“增大”或“减小”），此时________（选填“能”或“不能”）说明燃料1的热值较大[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]判断的理由是________．【答案】(1). 增大(2). 不能(3). 相同时间内，不同燃料燃烧的质量可能不相等【解析】【详解】水吸热过程中，水温度升高，水的内能增大；虽然在其它条件相同时，甲杯水的温度升高的较快，即甲燃烧产生的热量多．但相同时间两种燃料燃烧的质量不能比较，故不能比较热值的大小．【点睛】（1）加热水时通过热传递的方式改变水的内能，水吸收了多少热量，就增加了多少内能；（2）在其它条件相同时，甲杯水的温度升高的较快，即甲燃烧产生的热量多．18. 内燃机的一个工作循环中，对外做功的冲程是________，此过程________能转化为机械能；与此冲程的能量转化方向相反的冲程是________．【答案】(1). 做功冲程(2). 内(3). 压缩冲程【解析】【分析】内燃机工作时，有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，有两个冲程存在能量转化，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能．【详解】内燃机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程中机械能转化为内能；二是做功冲程中内能转化为机械能，做功冲程通过燃气膨胀做功把内能转化为机械能，对外做功．故答案为做功冲程；内；压缩冲程．19. 我们把某种燃料________燃烧放出的热量与其质量________，叫做这种燃料的热值．【答案】(1). 完全(2). 之比【解析】【详解】把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值，用字母q表示，热值的单位是焦耳每千克，符号是J/kg；故答案为完全；之比．20. 热机的效率是热及性能的一个重要指标，在热机的各种能量损失中，________带走的能量最多，设法利用________的能量，是提高燃料利用率的重要措施．【答案】(1). 废气(2). 废气【解析】【分析】了解热机的各种能量损失，知道在这些损失中，废气的温度很高，带走的能量最多．【详解】在热机的各种热损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气带走的能量，是提高热机效率的重要措施．故答案为废气；废气．21. 多数汽油机是由吸气、、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的，其中内能转化为机械能的是冲程．【答案】压缩；做功【解析】试题分析：汽油机的一个工作循环由四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．内燃机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程中机械能转化为内能，压缩冲程是依靠飞轮的惯性完成的；二是做功冲程中内能转化为机械能．解：内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程．做功冲程中高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，使发动机获得动力．故答案为压缩；做功．【点评】此题主要考查了内燃机的四个冲程及能量转化情况，是一道基础性题目．22. 现探明中国南海海底有大量的可燃冰，已知可燃冰的热值比煤气的热值大得多，则完全燃烧相同质量的可燃冰和煤气，燃烧______放出的热量多．1kg的可燃冰，燃烧一半后，剩余可燃冰的热值________(选填“变大”“变小”或“不变”)．【答案】(1). 可燃冰(2). 不变【解析】【详解】已知可燃冰的热值比煤气的热值大的多，则完全燃烧相同质量的可燃冰和煤气，燃烧可燃冰放出的热量多；因为热值是燃料的一种性质，1kg 的可燃冰燃烧一半后，剩余可燃冰的种类没变，状态没变，故其热值不变．三、综合题23. 随着生活水平的提高，汽车已经进入百姓家庭，它给我们的生活提供了便利，促进了社会的发展．汽车应用了许多物理知识，请你解答：（1）汽油机和柴油机构造相似，但汽油机汽缸顶部有________ ，柴油机汽缸顶部有________（2）当汽油在汽油机的发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将________ （选填“升高”、“不变”或“降低”）；（3）汽车发动机在工作时：发动机的温度会升得很高，通常在发动机外装有水套，汽车发动机用水作为冷却剂的主要原因是________（4）汽车在爬坡时，驾驶员的操作总是加大油门同时将变速器换为低档．加大油门是使发动机发挥最大的功率，换为低档是为了减慢车速．那么，在爬坡时减慢车速的目的是________【答案】 (1). 火花塞 (2). 喷油嘴 (3). 降低 (4). 水的比热容大 (5). 增大牵引力【解析】（1）汽油机和柴油机在构造上的区别是：汽油机顶部有个火花塞，柴油机顶部有个喷油嘴；（2）汽油发动机冒“黑烟”说明燃烧不充分，用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的比值就小，所以效率降低；（3）因为水这种物质的比热容较大，在吸收相同的热量时，相同质量升高的温度相对较小，常用来作为冷却剂使用；（4）因为发动机的功率P=Fv ，即功率一定时，降低速度是为了增大牵引力．点睛：掌握柴油机和汽油机的主要区别：知道热机的效率是指用来做有用功的能量占燃料完全燃料放出的总能量的百分比；作为冷却剂的物质，在吸收相同的热量时，相同质量升高的温度小；机车行进时，发动机的功率P=Fv ，即功率一定时，降低速度可以增大牵引力．24. 汽车给我们的生活提供了便利，某汽车以72km/h 的速度在平直公路上匀速行驶30Km 消耗了汽油1.5kg ．（1）请计算1.5kg 汽油完全燃烧放出的热量．（q 汽油=4.6×107J/kg ）（2）已知车以72km/h 的速度匀速行驶时，牵引力的功率为12kW ，求汽车受到的阻力．（3）汽车发动机的效率为多少？【答案】（1）69×107J ；（2）600N ；（3）26%【解析】【详解】（1）汽油完全燃烧释放的热量77=mq =1.5kg 4.610/kg=6.910Q J J ⨯⨯⨯放汽油．（2）72km /h 20m /s v ==，W Fs P Fv t t===， 汽车的牵引力31210600N 20/P W F v m s⨯=== ，因为汽车匀速运动，牵引力与阻力平衡，由平衡条件得：阻力600N f F ==．（3）发动机的效率7s 60030000m =100%=100%=100%26%6.910W F N W Q J η⨯⨯⨯⨯≈⨯有总放。