7.3热机 同步练习（含解析）
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文档简介
2021-2022学年华师大版科学热机
一．选择题（共6小题）
1．热机工作时将蒸汽或燃气的内能转化为（ ）
A．化学能
B．电能
C．机械能
D．核能
2．关于热值和热机效率，下列说法正确的是（ ）
A．使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率
B．使燃料燃烧更充分，可以增大热值
C．燃料燃烧释放的热量越多，热值越大
D．热机使用的燃料的热值越大，热机的效率就越高
3．下列四幅图是汽油机一个工作循环的四个冲程，其中不是靠飞轮惯性完成的是（ ）
A．
B．
C．
D．
4．如图所示为四冲程内燃机四个冲程的示意图，箭头表示活塞的运动方向。请你结合气门的位置做出判断，其正确的工作顺序是（ ）
A．甲、丁、乙、丙
B．乙、丙、丁、甲
C．丙、甲、乙、丁
D．丁、甲、丙、乙
5．关于四冲程汽油机，下列说法中错误的是（ ）
A．吸气冲程，吸入的是空气和汽油混合物
B．压缩冲程，机械能转化为内能
C．做功冲程，内能转化为机械能
D．汽油机的曲轴旋转1圈，汽油机对外做功1次
6．如图所示，这是某个内燃机的（ ）
A．压缩冲程，这时内能转化为机械能
B．压缩冲程，这时机械能转化为内能
C．做功冲程，这时内能转化为机械能
D．做功冲程，这时机械能转化为内能
二．填空题（共6小题）
7．一辆汽车匀速行驶10min，消耗的汽油为1.5kg，获得了2.07×107J的机械能，则该汽车汽油机的效率为 （汽油的热值为4.6×107J/kg）。
8．汽车的发动机工作时，当汽油在发动机内燃烧不充分时都会冒出“黑烟”，这时发动机的效率 （选填“升高”、“不变”或“降低”）；发动机散热器常用水做冷却剂，是因为水的 大，这是通过 的方式减少汽缸内能的。
9．汽车在平直公路上匀速行驶10km，消耗燃油1kg，已知汽车的牵引力是2000N，则汽车发动机的效率是 。（燃油热值取4.6×107J/kg，精确到0.1%）
10．如图所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出，图中情景演示的是“四冲程”热机工作过程中的 冲程，这个情景中是 能转化为 能。
11．如图是汽油机的一个工作循环，其中压缩冲程是 ，汽油机在工作过程中是通过 的方式改变气缸内气体内能的。
12．汽油机是热机的一种，如图所示是四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处于 冲程。若该汽油机飞轮的转速为2400r/min，则在ls内，汽油机完成 个工作循环，对外做功 次、该汽油机完全燃烧2kg汽油能放出 J的热量（q汽油=4.6×107J/kg）。
三．计算题（共2小题）
13．转速为3600r/min的四冲程内燃机，每秒钟经过多少个冲程？做功多少次？若该内燃机功率是9000W，则一次做功为多少焦耳？。
14．东风悦达汽车是我市最大的汽车生产企业。该厂某型号车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶50km，受到的阻力是1.0×103N，消耗燃油4×10﹣3m3（假设燃油完全燃烧）．若燃油的密度ρ=0.8×103kg/m3，热值q=4×107J/kg，求：
（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？
四．解答题（共3小题）
15．（1）如图所示，某单缸四冲程汽油机正处于什么冲程？此冲程的能量转化是怎样的？
（2）完成此冲程后，汽缸内的气体内能是如何变化的？说明原因。
16．已知某单缸四冲程汽油机飞轮的转速为1800r/min，且一个做功部程对外做功730J，求：[汽油的热值为4.6×107J/kg]
（1）常见汽车的动力机械是内燃机，其四个冲程中为汽车提供动力的冲程是 冲程。
（2）一分内汽油机对外做的机械功；
（3）若汽机每分钟消耗50g的汽油且汽油完全燃烧，该汽油机的效率（计算结果保留至0.1%）
17．四冲程内燃机的一个工作循环活塞往复运动 次，对外做功 次，四个冲程中，只有 冲程燃气对外做功，完成 能转化为 能的过程，压缩冲程是 能转化为 能的过程。若某四冲程汽油机的转速为1800r/min，则该汽油机工作时每秒种对外做功 次。
2021-2022学年华师大版科学热机
参考答案与试题解析
一．选择题（共6小题）
1．C。
2．A。
3．C。
4．D。
5．D。
6．C。
二．填空题（共6小题）
7．解：根据公式Q=mq求得1.5kg汽油完全燃烧放出的热量为：Q放=mq=1.5kg×4.6×107J/kg=6.9×107J；
所以，η===30%；
故答案为：30%。
8．解：（1）汽车发动机工作时将内能转化为机械能，冒“黑烟”说明燃料燃烧不充分，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，所以发动机的效率降低；
（2）用水做冷却剂是因为水的比热容较大，在相同条件下水能吸收更多的热量；
（3）散热时，在汽缸和水之间发生了热传递，改变了汽缸的内能，是通过热传递的方式改变的。
故答案为：降低；比热容；热传递。
9．解：汽车牵引力所做的功：
W=Fs=2000N×10×103m=2×107J；
消耗的燃油完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=1kg×4.6×107J/kg=4.6×107J；
则汽车发动机的效率：
η=×100%=×100%≈43.5%。
故答案为：43.5%。
10．解：内燃机做功冲程：气缸内气体爆发性燃烧。燃烧产生高温高压的气体迅速膨胀，推动活塞做功。做功冲程将内能转化为机械能。
故答案为：做功；内；机械。
11．解：（1）在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞由下向上压缩气缸内的空气，其中压缩冲程是甲；
（2）汽油机在做功冲程，气体对外做功内能减小，在压缩冲程，活塞对气体做功，气体内能增加，故汽油机在工作过程中是通过做功的方式改变气缸内气体内能的。
故答案为：甲；做功
12．解：（1）从图中可以看出，火花塞点火和活塞向下移动，这个冲程是做功冲程，将内能转化为机械能；
（2）飞轮的转速是2400r/min，所以每秒转动的圈数为n=×2400=40，
因为飞轮转动一圈完成两个冲程，所以1s可以完成2×40=80个冲程；
因为一个工作循环4个冲程，汽车1s内完成20个工作循环，一个工作循环对外做功一次，所以1s可以做功20次；
（3）该汽油机完全燃烧2kg汽油能放出的热量：
Q放=mq汽油=2kg×4.6×107J/kg=9.2×107J。
故答案为：做功；20；20；9.2×107。
三．计算题（共2小题）
13．解：（1）飞轮转速是3600r/min=60r/s，表示每秒飞轮转动60r，
因为飞轮转2r，经历4个冲程，对外做功1次，
所以，飞轮转60r，经过120个冲程，做功30次。
（2）做一次功需要时间t=s，
由P=可得，一次做功：
W=Pt=9000W×s=300J。
答：每秒钟经过120个冲程；做功30次；一次做功为300焦耳。
14．解：（1）因汽车在平直的公路上匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，牵引力的大小：
F=f=1.0×103N，
牵引力做的功：
W=Fs=1.0×103N×50×103m=5×107J；
（2）由ρ=可得，消耗燃油的质量：
m=ρV=0.8×103kg/m3×4×10﹣3m3=3.2kg，
燃油完全燃烧所产生的热量：
Q=mq=3.2kg×4×107J/kg=1.28×108J，
热机效率：
η==≈39.1%。
答：（1）专用车牵引力所做的功为5×107J；
（2）该车的热机效率是39.1%。
四．解答题（共3小题）
15．答：（1）由图可知，气缸的进气门、排气门都关闭，火花塞放电，活塞下行，是做功冲程；此冲程中内能转化为机械能；
（2）完成做功冲程后，气缸内气体的内能减小，因为气体推动活塞做功，其内能转化为活塞的机械能，内能减少。
16．解：（1）做功冲程中高温高压的燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，为汽车提供动力；
（2）飞轮的转速为1800r/min，则一分钟内汽油机完成900个工作循环，即对外做功900次；
则一分钟内汽油机对外做的机械功：W=900×730J=6.57×105J；
（3）汽油机每分钟放出的热量：Q=mq=50×10﹣3
kg×4.6×107J/kg=2.3×106J；
汽油机的效率为：η==≈28.6%。
答：（1）做功；
（2）一分内汽油机对外做的机械功为6.57×105J；
（3）若汽机每分钟消耗50g的汽油且汽油完全燃烧，该汽油机的效率为28.6%。
17．解：在内燃机的一个工作循环中，曲轴转动2周，活塞往复运动2次，对外做功1次；
在内燃机工作的四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，完成了内能和机械能的转化；压缩冲程是将机械能转化为了内能的过程；
飞轮转速为1800转/分=30r/s，所以每秒可以完成15个工作循环，做功15次。
故答案为：2；1；做功；内；机械；机械；内；15。
一．选择题（共6小题）
1．热机工作时将蒸汽或燃气的内能转化为（ ）
A．化学能
B．电能
C．机械能
D．核能
2．关于热值和热机效率，下列说法正确的是（ ）
A．使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率
B．使燃料燃烧更充分，可以增大热值
C．燃料燃烧释放的热量越多，热值越大
D．热机使用的燃料的热值越大，热机的效率就越高
3．下列四幅图是汽油机一个工作循环的四个冲程，其中不是靠飞轮惯性完成的是（ ）
A．
B．
C．
D．
4．如图所示为四冲程内燃机四个冲程的示意图，箭头表示活塞的运动方向。请你结合气门的位置做出判断，其正确的工作顺序是（ ）
A．甲、丁、乙、丙
B．乙、丙、丁、甲
C．丙、甲、乙、丁
D．丁、甲、丙、乙
5．关于四冲程汽油机，下列说法中错误的是（ ）
A．吸气冲程，吸入的是空气和汽油混合物
B．压缩冲程，机械能转化为内能
C．做功冲程，内能转化为机械能
D．汽油机的曲轴旋转1圈，汽油机对外做功1次
6．如图所示，这是某个内燃机的（ ）
A．压缩冲程，这时内能转化为机械能
B．压缩冲程，这时机械能转化为内能
C．做功冲程，这时内能转化为机械能
D．做功冲程，这时机械能转化为内能
二．填空题（共6小题）
7．一辆汽车匀速行驶10min，消耗的汽油为1.5kg，获得了2.07×107J的机械能，则该汽车汽油机的效率为 （汽油的热值为4.6×107J/kg）。
8．汽车的发动机工作时，当汽油在发动机内燃烧不充分时都会冒出“黑烟”，这时发动机的效率 （选填“升高”、“不变”或“降低”）；发动机散热器常用水做冷却剂，是因为水的 大，这是通过 的方式减少汽缸内能的。
9．汽车在平直公路上匀速行驶10km，消耗燃油1kg，已知汽车的牵引力是2000N，则汽车发动机的效率是 。（燃油热值取4.6×107J/kg，精确到0.1%）
10．如图所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出，图中情景演示的是“四冲程”热机工作过程中的 冲程，这个情景中是 能转化为 能。
11．如图是汽油机的一个工作循环，其中压缩冲程是 ，汽油机在工作过程中是通过 的方式改变气缸内气体内能的。
12．汽油机是热机的一种，如图所示是四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处于 冲程。若该汽油机飞轮的转速为2400r/min，则在ls内，汽油机完成 个工作循环，对外做功 次、该汽油机完全燃烧2kg汽油能放出 J的热量（q汽油=4.6×107J/kg）。
三．计算题（共2小题）
13．转速为3600r/min的四冲程内燃机，每秒钟经过多少个冲程？做功多少次？若该内燃机功率是9000W，则一次做功为多少焦耳？。
14．东风悦达汽车是我市最大的汽车生产企业。该厂某型号车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶50km，受到的阻力是1.0×103N，消耗燃油4×10﹣3m3（假设燃油完全燃烧）．若燃油的密度ρ=0.8×103kg/m3，热值q=4×107J/kg，求：
（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？
四．解答题（共3小题）
15．（1）如图所示，某单缸四冲程汽油机正处于什么冲程？此冲程的能量转化是怎样的？
（2）完成此冲程后，汽缸内的气体内能是如何变化的？说明原因。
16．已知某单缸四冲程汽油机飞轮的转速为1800r/min，且一个做功部程对外做功730J，求：[汽油的热值为4.6×107J/kg]
（1）常见汽车的动力机械是内燃机，其四个冲程中为汽车提供动力的冲程是 冲程。
（2）一分内汽油机对外做的机械功；
（3）若汽机每分钟消耗50g的汽油且汽油完全燃烧，该汽油机的效率（计算结果保留至0.1%）
17．四冲程内燃机的一个工作循环活塞往复运动 次，对外做功 次，四个冲程中，只有 冲程燃气对外做功，完成 能转化为 能的过程，压缩冲程是 能转化为 能的过程。若某四冲程汽油机的转速为1800r/min，则该汽油机工作时每秒种对外做功 次。
2021-2022学年华师大版科学热机
参考答案与试题解析
一．选择题（共6小题）
1．C。
2．A。
3．C。
4．D。
5．D。
6．C。
二．填空题（共6小题）
7．解：根据公式Q=mq求得1.5kg汽油完全燃烧放出的热量为：Q放=mq=1.5kg×4.6×107J/kg=6.9×107J；
所以，η===30%；
故答案为：30%。
8．解：（1）汽车发动机工作时将内能转化为机械能，冒“黑烟”说明燃料燃烧不充分，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，所以发动机的效率降低；
（2）用水做冷却剂是因为水的比热容较大，在相同条件下水能吸收更多的热量；
（3）散热时，在汽缸和水之间发生了热传递，改变了汽缸的内能，是通过热传递的方式改变的。
故答案为：降低；比热容；热传递。
9．解：汽车牵引力所做的功：
W=Fs=2000N×10×103m=2×107J；
消耗的燃油完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=1kg×4.6×107J/kg=4.6×107J；
则汽车发动机的效率：
η=×100%=×100%≈43.5%。
故答案为：43.5%。
10．解：内燃机做功冲程：气缸内气体爆发性燃烧。燃烧产生高温高压的气体迅速膨胀，推动活塞做功。做功冲程将内能转化为机械能。
故答案为：做功；内；机械。
11．解：（1）在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞由下向上压缩气缸内的空气，其中压缩冲程是甲；
（2）汽油机在做功冲程，气体对外做功内能减小，在压缩冲程，活塞对气体做功，气体内能增加，故汽油机在工作过程中是通过做功的方式改变气缸内气体内能的。
故答案为：甲；做功
12．解：（1）从图中可以看出，火花塞点火和活塞向下移动，这个冲程是做功冲程，将内能转化为机械能；
（2）飞轮的转速是2400r/min，所以每秒转动的圈数为n=×2400=40，
因为飞轮转动一圈完成两个冲程，所以1s可以完成2×40=80个冲程；
因为一个工作循环4个冲程，汽车1s内完成20个工作循环，一个工作循环对外做功一次，所以1s可以做功20次；
（3）该汽油机完全燃烧2kg汽油能放出的热量：
Q放=mq汽油=2kg×4.6×107J/kg=9.2×107J。
故答案为：做功；20；20；9.2×107。
三．计算题（共2小题）
13．解：（1）飞轮转速是3600r/min=60r/s，表示每秒飞轮转动60r，
因为飞轮转2r，经历4个冲程，对外做功1次，
所以，飞轮转60r，经过120个冲程，做功30次。
（2）做一次功需要时间t=s，
由P=可得，一次做功：
W=Pt=9000W×s=300J。
答：每秒钟经过120个冲程；做功30次；一次做功为300焦耳。
14．解：（1）因汽车在平直的公路上匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，牵引力的大小：
F=f=1.0×103N，
牵引力做的功：
W=Fs=1.0×103N×50×103m=5×107J；
（2）由ρ=可得，消耗燃油的质量：
m=ρV=0.8×103kg/m3×4×10﹣3m3=3.2kg，
燃油完全燃烧所产生的热量：
Q=mq=3.2kg×4×107J/kg=1.28×108J，
热机效率：
η==≈39.1%。
答：（1）专用车牵引力所做的功为5×107J；
（2）该车的热机效率是39.1%。
四．解答题（共3小题）
15．答：（1）由图可知，气缸的进气门、排气门都关闭，火花塞放电，活塞下行，是做功冲程；此冲程中内能转化为机械能；
（2）完成做功冲程后，气缸内气体的内能减小，因为气体推动活塞做功，其内能转化为活塞的机械能，内能减少。
16．解：（1）做功冲程中高温高压的燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，为汽车提供动力；
（2）飞轮的转速为1800r/min，则一分钟内汽油机完成900个工作循环，即对外做功900次；
则一分钟内汽油机对外做的机械功：W=900×730J=6.57×105J；
（3）汽油机每分钟放出的热量：Q=mq=50×10﹣3
kg×4.6×107J/kg=2.3×106J；
汽油机的效率为：η==≈28.6%。
答：（1）做功；
（2）一分内汽油机对外做的机械功为6.57×105J；
（3）若汽机每分钟消耗50g的汽油且汽油完全燃烧，该汽油机的效率为28.6%。
17．解：在内燃机的一个工作循环中，曲轴转动2周，活塞往复运动2次，对外做功1次；
在内燃机工作的四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，完成了内能和机械能的转化；压缩冲程是将机械能转化为了内能的过程；
飞轮转速为1800转/分=30r/s，所以每秒可以完成15个工作循环，做功15次。
故答案为：2；1；做功；内；机械；机械；内；15。