浙教版科学九年级上册 3.52 物体的内能之热机 同步练习
一、单选题
1．为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施中不能提高效率的是（ ）
A．尽量增加热机的工作时间 B．尽量使燃料充分燃烧
C．尽量减少废气带走的热量 D．尽量减少热机部件的摩擦
2．（2017·杭州）如图，汽油机处于工作过程中的某个冲程，对此冲程下列叙述正确的是（ ）
A．压缩冲程，机械能转化为内能 B．压缩冲程，内能转化为机械能
C．做功冲程，机械能转化为内能 D．做功冲程，内能转化为机械能
3．一台柴油机，一定质量的柴油完全燃烧时，放出了7.5×108J的热量，其中有4.5×108J的能量以各种形式损失掉了，可知该柴油机的效率是（ ）
A．30% B．40% C．48% D．60%
4．（2018九上·北仑期末）如图是汽油机的能量流向，关于汽油机的工作过程，下列说法不正确的是（ ）
A．废气排放的能量所占比例最大，减少该部分能量损失是提高热机效率的有效手段
B．冷却水能量的二次利用可以提高能量利用率
C．该汽油机的热机效率为30%
D．四冲程汽油机正常工作时，输出有用功的过程是在压缩冲程实现的
5．两台四冲程汽油机在相同时间内，甲做的有用功是乙的3倍，甲机的热机效率是20%，乙机的热机效率是25%，则甲、乙两机消耗的汽油质量之比是（ ）
A．12：5 B．5：12 C．15：4 D．4：15
6．（2017·萧山模拟）下列关于热机的说法正确的是（ ）
A．热机的效率可以高达90%以上
B．热机是一种将化学能转化为内能的设备
C．在连续工作的四个冲程中，有一个冲程是靠飞轮的惯性完成的
D．热机完成200个工作循环，曲轴转动400周，活塞对外做功200次
7．（2017·浙江模拟）如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（ ）
A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大
C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少
D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大
8．（2017九上·临海期末）下图所示是汽车四冲程汽油机的工作示意图，其中使汽车获得动力的冲程是（ ）
A． B．
C． D．
9．甲、乙两汽车，甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高，这表明（ ）
A．甲做功比乙多
B．以相同的牵引力行驶相同的路程，甲耗油比乙少
C．甲消耗的汽油比乙少
D．甲做功比乙快
10．（2016·江北模拟）如图是单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图，下列四组关于这种内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序排列，正确的是（ ）
A．丁、甲、丙、乙 B．乙、丁、甲、丙
C．乙、甲、丁、丙 D．甲、乙、丙、丁
二、填空题
11．如图所示，隔着石棉网同时加热两规格相同的试管，试管中分别装有质量相同、初温均为20℃的煤油和水。若加热时间相同，则煤油和水吸收的热量 （填“相同”或“不同”）；若煤油和水的温度都升高到40℃，则 需加热较长的时间。（c水＞c煤油）
12．（2018九上·义乌月考）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，则该汽油机的飞轮转速为 转/分。
13．（2018·衢州）小柯在科技馆看到许多奇思妙想和趣味实验。
（1）奇思妙想一一六冲程引擎。这种引在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。则第五冲程相当于（1）图中四冲程汽油机的 （填序号）
（2）趣味实验一一静电实验，实验情况如（2）图所示。P1、P2、P3表示将小球B先后悬吊在距离A球远近不同的位置。
①小球偏离竖直方向的原因是 。
②据图示情景，你还能得出的结论是 。
14．（2018·嘉兴）如图所示，用酒精灯给水加热一段时间后，观察到软木塞冲出试管口。
（1）软木塞冲出试管口，说明力能改变物体的 。
（2）此过程中，水蒸气减少的内能 （选填“大于”、“等于”或“小于”）软木塞增加的机械能，这与热机的 冲程相似。
三、解答题
15． 如图所示是一款新型四轮沙滩卡丁车，其满载时的质量为600kg，车轮与沙滩接触的总面积为2000cm2．卡丁车满载时在水平沙滩上匀速直线运动，10min行驶6km，它的功率为23kW．（g=10N/kg）
（1）当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时，它对沙滩的压强为多少帕？
（2）此次行驶中卡丁车的牵引力为多少牛？
（3）该卡丁车以汽油为燃料，若汽油完全燃烧产生热量的25%转化为卡丁车运动的机械能，则在这次行驶中需要燃烧多少千克的汽油？（q汽油=4.6×107J/kg）
16．（2015·杭州模拟）某四冲程内燃机，飞轮转速为300转/分钟，活塞面积为120cm2，行程L是0.3米，假如做功冲程中燃起的平均压强是5×105Pa，求
（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力；
（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功；
（3）内燃机的功率是多少？
17．（2016九上·金华期中）用炉子烧水时，将10kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了0.5kg的焦炭．水的比热容是4.2×103J/（kg ℃），焦炭的热值是3.0×107J/kg．试求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量是多少？
（3）炉子烧水的效率是多少？
18．（2018·浙江模拟）现有一辆某型号的四冲程载重汽车，它以72kw的功率在水平高速公路上行驶，在20min内匀速行驶36km，消耗燃汽油20L（假设燃油完全燃烧），已知汽油的密度为0.8×103kg/m3，热值为3.0×107J/kg，发动机的四冲程示意图如图所示，试回答下列问题：
（1）将以上的四个冲程按吸气、压缩、做功、排气的工作顺序排列起来 ，其中除 （填冲程名称）冲程外，其它冲程均靠飞轮惯性工作。
（2）汽车行驶过程中受到的水平阻力是多少N
（3）该汽车发动机的效率是多少
四、实验探究题
19． 在“比较不同物质吸热升温情况”的实验中：
（1）小丽和小明用一套器材做加热水和煤油的实验，如图甲所示．在组装器材时应先调节 （A/B）的高度，调节它的高度是为了 ．
（2）组装好器材，他们先后在同一个烧杯中称出质量相等的水和煤油，分别加热相同的时间，比较水和煤油 ，得出结论．要完成该实验，除图甲所示器材外，还需要的一个测量工具是 ．
（3）在对实验进行反思时，他们认为原方案有需要两次加热耗时长等缺点，因此改进方案并设计了图乙所示的装置．与原方案相比，该方案除克服了上述缺点外还具有的优点是 ．（答出一个即可）
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】热机
【解析】【解答】热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，所以减少热量的损失可以提高热机的效率，所以使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率；增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率．故选A．
【分析】要解决此题，需要掌握热机的效率的概念．热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．比值越大，效率越高．
2．【答案】A
【知识点】热机
【解析】【分析】由进气 门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程；四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能，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。
【解答】解：如图，进气门和排气门都是关闭的，活塞上行，可以判断是压缩冲程，在压缩冲程中机械能转化为内能，故A正确、BCD错误。
故选A
3．【答案】B
【知识点】热机
【解析】【分析】热机的效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比.
【解答】柴油机有效利用的能量为：E有用=7.5×108J﹣4.5×108J=3.0×108J该柴油机的效率为：
η=×100%= ×100%=40%
故答案为：B．
4．【答案】D
【知识点】热机
【解析】【分析】由图中数据可知，燃气燃烧释放的能量通过四个途径进行转化，废气带走33%，冷却水带走30%，摩擦与辐射带走7%，输出的有用功为100%-33%-30%-7%=30%。
【解答】A、废气排放的能量所占比例最大，减少该部分能量损失是提高热机效率的有效手段，由图中数据可知，说法正确，A错误；
B、冷却水能量的二次利用可以提高能量利用率，冷却水能量占比例30%较高，二次利用可以提高能量利用率，说法正确，B错误；
C、该汽油机的热机效率为30%，根据图中数据可知，热机输出的有用功为：100%-33%-30%-7%=30%，说法正确，C错误；
D、四冲程汽油机正常工作时，输出有用功的过程是在压缩冲程实现的，输出有用功的过程应该在做功冲程实现，说法错误，D正确。
故选D
5．【答案】C
【知识点】热机
【解析】【解答】由热机效率公式 得： ， ， ，又因为Q=mq，即甲、乙两机消耗的汽油质量之比是15：4．故选C．
【分析】根据热机效率公式 可知，已知甲做的有用功是乙的3倍，甲机的热机效率是20%，乙机的热机效率是25%，可求出甲、乙两机消耗的总能量之比，即汽油质量之比．
6．【答案】D
【知识点】热机
【解析】【分析】（1）热机排出的废气带走了大量的热量，所以热机的效率都比较低，同时废气中还含有二氧化碳、二氧化硫等有害物质污染环境；（2）内燃机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，其中压缩冲程机械能转化成内能，做功冲程内能转化成机械能；（3）热机是把内能转化成机械能的装置。
【解答】A、通过技术改造只能提高热机的效率，但不可能达到90%以上，故A错误；
B、热机是把内能转化成机械能的装置，故B错误；
C、工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，其中吸气、压缩、排气这三个冲程是靠飞轮的惯性完成的，故C错误；
D、热机完成一个工作循环，曲轴转动两圈做功一次完成四个冲程，故200个工作循环，曲轴转动400周，活塞对外做功200次，故D正确。
7．【答案】C
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】（1）根据温度与内能的关系和做功可以改变物体的内能角度分析解答问题．
（2）做功可以改变物体的内能，当外界对物体做功时，物体的内能增大，当物体对外界做功时，物体的内能就会减小．
【解答】A、图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加；故A错误；
B、图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能减小；故B错误；
C、图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少；故C正确；
D、图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，气缸内气体的内能减少；故D错误．
故选：C．
8．【答案】C
【知识点】热机
【解析】【分析】四冲程汽油机的四个冲程分别是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。有能量转化的是压缩冲程、做功冲程；压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能，是使汽车获得动力的冲程。
【解答】解：A是吸气冲程，B是压缩冲程，C是做功冲程，D是排气冲程，所以选C。
9．【答案】B
【知识点】热机；机械效率
【解析】【解答】A．做功的多少与功率和时间有关，与效率无关，故A错误；B．以相同的牵引力行驶相同的路程，说明做功相同，做相同的功，效率高的耗油少，故甲耗油比乙少，说法正确；C．不知道做功的多少，不能根据效率的高低比较耗油的多少，故C错误；D．做功快慢用功率来表示，与效率无关，故D错误．故选B．
【分析】要解决此题，需要掌握汽油机效率的概念：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．效率高说明比值大
10．【答案】A
【知识点】热机
【解析】【分析】内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程．根据曲轴的转动方向判断活塞的运行方向，再根据气门的关闭情况就可以确定是哪一个冲程．
【解答】解：甲图中两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程；
乙图中排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；
丙图中两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；
丁图中进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程；
所以正确的排序是丁、甲、丙、乙，答案B、C、D不符合题意；
故选A．
11．【答案】相同；水
【知识点】温度、热量与内能的关系；比热容
【解析】【分析】利用下列知识分析判断：（1）由图可知，用同一个酒精灯加热，两试管的规格相同，则在相同的时间内，水和煤油吸收的热量相同；（2）水的比热容比煤油的大，由Q=cm△t可知，若二者的质量相同，在吸收相同热量时，水升高的温度值小；在升高相同温度时，水吸收的热量多．本题考查学生对水的比热容大的理解，最好借助公式Q=cm△t理解：质量相同的不同物质，升高相同的温度，比热容大的吸收热量多；吸收相同的热量，比热容大的温度变化小．
【解答】解：相同时间两种液体吸收的热量相同．
相同质量的水和煤油，升高相同的温度，因为水的比热容大，水是吸热能力强．所以水吸收的热量多；
故答案为：相同；水．
12．【答案】乙甲丁丙；3600
【知识点】热机
【解析】【分析】（1）1、吸气冲程：进气阀打开，活塞向下运动，燃油和空气的混合物进入汽缸，当活塞运动至最低时，进气阀关闭2、压缩冲程：进气阀与排气阀都关闭着，活塞向上运动，燃油和空气的混合气体被压缩，当活塞运动至最顶部时，压缩冲程结束，将机械能转化为内能3、做功冲程：火花点燃混和气体，燃烧的气体急剧膨胀，推动活塞下行，将内能转化为机械能4、排气冲程：排气阀打开，活塞向上运动，将燃烧后的废气排出，当活塞运动至最顶部时，排气阀关闭。
（2）一个工作循环中有四个冲程，曲轴和飞轮转两圈，活塞往复两次，只有一次对外做功。
【解答】根据分析可知，第一为吸气冲程活塞向下，进气阀打开，气体进入，应该是图乙；第二为压缩冲程，活塞向上，燃油和空气的混合气体被压缩，应该是图甲；第三为做功冲程，推动活塞下行，将内能转化为机械能，应该是图丁，第四为排气冲程，活塞向上运动，将燃烧后的废气排出，应该是图丙。故顺序为乙甲丁丙。
一个工作循环中有四个冲程，曲轴和飞轮转两圈，活塞往复两次，只有一次对外做功。该汽油机活塞1s内对外做功30次，所以飞1s钟飞轮转了60次，1分钟转动的次数为60×60=3600转/分。
故答案为：乙甲丁丙；3600
13．【答案】（1）丙
（2）同种电荷相互排斥；电荷间相互作用的斥力大小与电荷间的距离有关，距席越近，斥力越大；同种电荷间相互作用力的大小与电荷间的距离有关，距离越近，作用力越大
【知识点】电荷间的相互作用规律；热机
【解析】【分析】自然界有两种电荷：正电荷和负电荷．电荷之间的相互作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．
【解答】（1）第五冲程让水变为水蒸气从而带动活塞运动为汽车提供动力，属于做功冲程；而甲图中丙为做功冲程；故答案为：丙；由图可知A、B都是带正电荷；由于同种电荷相排斥，B电荷受到A电荷的排斥力导致了B电荷偏离了竖直方向；且由图可知，B电荷距离A电荷越远，B电荷偏离的角度越小；故答案为：同种电荷相互排斥；电荷间相互作用的斥力大小与电荷间的距离有关，距席越近，斥力越大；同种电荷间相互作用力的大小与电荷间的距离有关，距离越近，作用力越大；
故答案为：（1）丙；（2）①同种电荷相互排斥；②电荷间相互作用的斥力大小与电荷间的距离有关，距席越近，斥力越大；同种电荷间相互作用力的大小与电荷间的距离有关，距离越近，作用力越大。
14．【答案】（1）运动状态
（2）大于；做功
【知识点】力的作用效果；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】 力的作用效果包括：力能改变物体的运动状态，力能使物体发生形变 ；做功冲程，指的是在发动机内部将燃料的内能转化为机械能的过程。
【解答】（1）软木塞由静止到冲出试管口，说明运动状态发生了改变；该实验主要是模拟热机的一个冲程的实验，水蒸汽受热膨胀，压强增大，对木塞做功，使木塞飞出，水蒸气的内能转为化木塞的机械能，与热机中的做功冲程相似；
故答案为：（1）运动状态；（2）大于；做功。
15．【答案】（1）解：卡丁车满载时的重力：
G=mg=600kg×10N/kg=6000N，
卡丁车满载时对地面的压力：
F=G=6000N，
受力面积S=2000cm2=0.2m2，
卡丁车满载时对地面的压强：
p===3×104Pa；
（2）卡丁车的行驶速度：
v===10m/s，
由P=Fv得牵引力：
F===2300N；
（3）牵引力做的功：
W=Pt=23000W×600s=1.38×107J，
由η=得完全燃烧汽油放出的热量：
Q放===5.52×107J，
由Q放=mq得完全燃烧汽油的质量：
m===1.2kg．
【知识点】重力的大小；压强的大小及其计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）知道卡丁车满载时的质量，利用G=mg求其重力，卡丁车满载时对地面的压力等于其重力，知道受力面积，利用p=求卡丁车满载时对地面的压强；
（2）求出卡丁车的行驶速度，利用P=Fv求此次行驶中卡丁车的牵引力；
（3）利用W=Pt求牵引力做的功，即汽油完全燃烧产生热量转化的机械能，根据η=求完全燃烧汽油放出的热量，再利用Q放=mq求完全燃烧汽油的质量．
16．【答案】（1）活塞的面积S=120cm2=0.012m2，
由p= 得：
做功冲程中燃气对活塞的平均压力：
F=pS=5×105Pa×0.012m2=6000N
（2）气体每次膨胀对活塞做功：
W′=Fs=6000N×0.3m=1800J
（3）300r/min表示每分钟曲轴转动300转，每两转对外做功一次，所以每分钟做功150次，
汽油机每分钟做的功：
W=150W′=150×1800J=2.7×105J；
汽油机的功率：
P= = =4500W．
【知识点】功率计算公式的应用；热机
【解析】【分析】（1）根据p= 求出气体对活塞的压力；（2）根据W=Fs求出气体一次膨胀对活塞做的功；（3）根据P= 求出功率．
【解答】解：（1）活塞的面积S=120cm2=0.012m2，由p= 得：做功冲程中燃气对活塞的平均压力：F=pS=5×105Pa×0.012m2=6000N；（2）气体每次膨胀对活塞做功：W′=Fs=6000N×0.3m=1800J，（3）300r/min表示每分钟曲轴转动300转，每两转对外做功一次，所以每分钟做功150次，汽油机每分钟做的功：W=150W′=150×1800J=2.7×105J；汽油机的功率：P= = =4500W．
17．【答案】（1）解：水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）
=4.2×103J/（kg ℃）×10kg×（100℃﹣20℃）
=3.36×106J
（2）解：0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量：
Q放=mq=0.5kg×3.0×107J/kg=1.5×107J
（3）解：炉子烧水的效率：
η= ×100%= ×100%=22.4%
【知识点】能量利用效率；热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）知道水的质量、水的比热容和水的温度变化，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；（2）知道焦炭的热值和质量，根据Q放=mq求出焦炭完全燃烧释放的热量；（3）水吸收的热量和焦炭完全燃烧放出热量的比值即为炉子烧水的效率．
18．【答案】（1）丁甲丙乙；做功
（2）解：P=72KW=72000W，V=S/t=36km/20min=30m/s
F=P/V=2400N
二力平衡f=F=2400N
（3）解：W=pt=72000w×1200s=8.64×107J
Q=mq=0.02×800kg×3×107=48×107J
η=W/Q=18%
【知识点】二力平衡的条件及其应用；热机；机械效率的计算
【解析】【分析】热机是指各种利用内能做功的机械。是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能的机器动力机械的一类，热机的四个冲程：吸气冲程，压缩冲程，做功冲程，排气冲程。四冲程就是两周转就是做一次功就是吸气一次就是耗1缸油；
【解答】（1）热机的四个冲程中只有做功冲程是对外做功的，其他三个冲程是不对外做功；故答案为：丁甲丙乙，做功；
（2）汽车以恒定的功率行驶，所以是匀速运动，在水平方向上牵引力等于阻力；故答案为：P=72KW=72000W
V=S/t=36km/20min=30m/s
F=P/V=2400N
二力平衡f=F=2400N；
（3）热机做功的结果是使汽车行驶，故汽油的能量为总功，汽车的输出功率做的功为有用功；故答案为：W=pt=72000w×1200s=8.64×107J
Q=mq=0.02×800kg×3×107=48×107J
η=W/Q=18%；
故答案为：（1）丁甲丙乙，做功；（2）f=2400N；（3）18%。
19．【答案】（1）A ；确保使用外焰加热
（2）升高的温度 ；秒表
（3）该方案避免两次加热，用同一热源加热确保在相等时间内吸收的热量相等
【知识点】比热容
【解析】【分析】（1）组装实验仪器是实验中的一个重要环节，应从最优化的角度去考虑，避免重复调整．
（2）实验需要测量水与煤油的加热时间，需要用到秒表；液体吸收相等的热量，升高的温度越高，液体的吸热能力越弱．
（3）分析图示实验，根据图示实验装置分析答题．
1 / 1浙教版科学九年级上册 3.52 物体的内能之热机 同步练习
一、单选题
1．为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施中不能提高效率的是（ ）
A．尽量增加热机的工作时间 B．尽量使燃料充分燃烧
C．尽量减少废气带走的热量 D．尽量减少热机部件的摩擦
【答案】A
【知识点】热机
【解析】【解答】热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，所以减少热量的损失可以提高热机的效率，所以使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率；增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率．故选A．
【分析】要解决此题，需要掌握热机的效率的概念．热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．比值越大，效率越高．
2．（2017·杭州）如图，汽油机处于工作过程中的某个冲程，对此冲程下列叙述正确的是（ ）
A．压缩冲程，机械能转化为内能 B．压缩冲程，内能转化为机械能
C．做功冲程，机械能转化为内能 D．做功冲程，内能转化为机械能
【答案】A
【知识点】热机
【解析】【分析】由进气 门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程；四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能，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。
【解答】解：如图，进气门和排气门都是关闭的，活塞上行，可以判断是压缩冲程，在压缩冲程中机械能转化为内能，故A正确、BCD错误。
故选A
3．一台柴油机，一定质量的柴油完全燃烧时，放出了7.5×108J的热量，其中有4.5×108J的能量以各种形式损失掉了，可知该柴油机的效率是（ ）
A．30% B．40% C．48% D．60%
【答案】B
【知识点】热机
【解析】【分析】热机的效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比.
【解答】柴油机有效利用的能量为：E有用=7.5×108J﹣4.5×108J=3.0×108J该柴油机的效率为：
η=×100%= ×100%=40%
故答案为：B．
4．（2018九上·北仑期末）如图是汽油机的能量流向，关于汽油机的工作过程，下列说法不正确的是（ ）
A．废气排放的能量所占比例最大，减少该部分能量损失是提高热机效率的有效手段
B．冷却水能量的二次利用可以提高能量利用率
C．该汽油机的热机效率为30%
D．四冲程汽油机正常工作时，输出有用功的过程是在压缩冲程实现的
【答案】D
【知识点】热机
【解析】【分析】由图中数据可知，燃气燃烧释放的能量通过四个途径进行转化，废气带走33%，冷却水带走30%，摩擦与辐射带走7%，输出的有用功为100%-33%-30%-7%=30%。
【解答】A、废气排放的能量所占比例最大，减少该部分能量损失是提高热机效率的有效手段，由图中数据可知，说法正确，A错误；
B、冷却水能量的二次利用可以提高能量利用率，冷却水能量占比例30%较高，二次利用可以提高能量利用率，说法正确，B错误；
C、该汽油机的热机效率为30%，根据图中数据可知，热机输出的有用功为：100%-33%-30%-7%=30%，说法正确，C错误；
D、四冲程汽油机正常工作时，输出有用功的过程是在压缩冲程实现的，输出有用功的过程应该在做功冲程实现，说法错误，D正确。
故选D
5．两台四冲程汽油机在相同时间内，甲做的有用功是乙的3倍，甲机的热机效率是20%，乙机的热机效率是25%，则甲、乙两机消耗的汽油质量之比是（ ）
A．12：5 B．5：12 C．15：4 D．4：15
【答案】C
【知识点】热机
【解析】【解答】由热机效率公式 得： ， ， ，又因为Q=mq，即甲、乙两机消耗的汽油质量之比是15：4．故选C．
【分析】根据热机效率公式 可知，已知甲做的有用功是乙的3倍，甲机的热机效率是20%，乙机的热机效率是25%，可求出甲、乙两机消耗的总能量之比，即汽油质量之比．
6．（2017·萧山模拟）下列关于热机的说法正确的是（ ）
A．热机的效率可以高达90%以上
B．热机是一种将化学能转化为内能的设备
C．在连续工作的四个冲程中，有一个冲程是靠飞轮的惯性完成的
D．热机完成200个工作循环，曲轴转动400周，活塞对外做功200次
【答案】D
【知识点】热机
【解析】【分析】（1）热机排出的废气带走了大量的热量，所以热机的效率都比较低，同时废气中还含有二氧化碳、二氧化硫等有害物质污染环境；（2）内燃机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，其中压缩冲程机械能转化成内能，做功冲程内能转化成机械能；（3）热机是把内能转化成机械能的装置。
【解答】A、通过技术改造只能提高热机的效率，但不可能达到90%以上，故A错误；
B、热机是把内能转化成机械能的装置，故B错误；
C、工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，其中吸气、压缩、排气这三个冲程是靠飞轮的惯性完成的，故C错误；
D、热机完成一个工作循环，曲轴转动两圈做功一次完成四个冲程，故200个工作循环，曲轴转动400周，活塞对外做功200次，故D正确。
7．（2017·浙江模拟）如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（ ）
A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大
C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少
D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大
【答案】C
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】（1）根据温度与内能的关系和做功可以改变物体的内能角度分析解答问题．
（2）做功可以改变物体的内能，当外界对物体做功时，物体的内能增大，当物体对外界做功时，物体的内能就会减小．
【解答】A、图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加；故A错误；
B、图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能减小；故B错误；
C、图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少；故C正确；
D、图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，气缸内气体的内能减少；故D错误．
故选：C．
8．（2017九上·临海期末）下图所示是汽车四冲程汽油机的工作示意图，其中使汽车获得动力的冲程是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】热机
【解析】【分析】四冲程汽油机的四个冲程分别是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。有能量转化的是压缩冲程、做功冲程；压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能，是使汽车获得动力的冲程。
【解答】解：A是吸气冲程，B是压缩冲程，C是做功冲程，D是排气冲程，所以选C。
9．甲、乙两汽车，甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高，这表明（ ）
A．甲做功比乙多
B．以相同的牵引力行驶相同的路程，甲耗油比乙少
C．甲消耗的汽油比乙少
D．甲做功比乙快
【答案】B
【知识点】热机；机械效率
【解析】【解答】A．做功的多少与功率和时间有关，与效率无关，故A错误；B．以相同的牵引力行驶相同的路程，说明做功相同，做相同的功，效率高的耗油少，故甲耗油比乙少，说法正确；C．不知道做功的多少，不能根据效率的高低比较耗油的多少，故C错误；D．做功快慢用功率来表示，与效率无关，故D错误．故选B．
【分析】要解决此题，需要掌握汽油机效率的概念：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．效率高说明比值大
10．（2016·江北模拟）如图是单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图，下列四组关于这种内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序排列，正确的是（ ）
A．丁、甲、丙、乙 B．乙、丁、甲、丙
C．乙、甲、丁、丙 D．甲、乙、丙、丁
【答案】A
【知识点】热机
【解析】【分析】内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程．根据曲轴的转动方向判断活塞的运行方向，再根据气门的关闭情况就可以确定是哪一个冲程．
【解答】解：甲图中两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程；
乙图中排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；
丙图中两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；
丁图中进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程；
所以正确的排序是丁、甲、丙、乙，答案B、C、D不符合题意；
故选A．
二、填空题
11．如图所示，隔着石棉网同时加热两规格相同的试管，试管中分别装有质量相同、初温均为20℃的煤油和水。若加热时间相同，则煤油和水吸收的热量 （填“相同”或“不同”）；若煤油和水的温度都升高到40℃，则 需加热较长的时间。（c水＞c煤油）
【答案】相同；水
【知识点】温度、热量与内能的关系；比热容
【解析】【分析】利用下列知识分析判断：（1）由图可知，用同一个酒精灯加热，两试管的规格相同，则在相同的时间内，水和煤油吸收的热量相同；（2）水的比热容比煤油的大，由Q=cm△t可知，若二者的质量相同，在吸收相同热量时，水升高的温度值小；在升高相同温度时，水吸收的热量多．本题考查学生对水的比热容大的理解，最好借助公式Q=cm△t理解：质量相同的不同物质，升高相同的温度，比热容大的吸收热量多；吸收相同的热量，比热容大的温度变化小．
【解答】解：相同时间两种液体吸收的热量相同．
相同质量的水和煤油，升高相同的温度，因为水的比热容大，水是吸热能力强．所以水吸收的热量多；
故答案为：相同；水．
12．（2018九上·义乌月考）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，则该汽油机的飞轮转速为 转/分。
【答案】乙甲丁丙；3600
【知识点】热机
【解析】【分析】（1）1、吸气冲程：进气阀打开，活塞向下运动，燃油和空气的混合物进入汽缸，当活塞运动至最低时，进气阀关闭2、压缩冲程：进气阀与排气阀都关闭着，活塞向上运动，燃油和空气的混合气体被压缩，当活塞运动至最顶部时，压缩冲程结束，将机械能转化为内能3、做功冲程：火花点燃混和气体，燃烧的气体急剧膨胀，推动活塞下行，将内能转化为机械能4、排气冲程：排气阀打开，活塞向上运动，将燃烧后的废气排出，当活塞运动至最顶部时，排气阀关闭。
（2）一个工作循环中有四个冲程，曲轴和飞轮转两圈，活塞往复两次，只有一次对外做功。
【解答】根据分析可知，第一为吸气冲程活塞向下，进气阀打开，气体进入，应该是图乙；第二为压缩冲程，活塞向上，燃油和空气的混合气体被压缩，应该是图甲；第三为做功冲程，推动活塞下行，将内能转化为机械能，应该是图丁，第四为排气冲程，活塞向上运动，将燃烧后的废气排出，应该是图丙。故顺序为乙甲丁丙。
一个工作循环中有四个冲程，曲轴和飞轮转两圈，活塞往复两次，只有一次对外做功。该汽油机活塞1s内对外做功30次，所以飞1s钟飞轮转了60次，1分钟转动的次数为60×60=3600转/分。
故答案为：乙甲丁丙；3600
13．（2018·衢州）小柯在科技馆看到许多奇思妙想和趣味实验。
（1）奇思妙想一一六冲程引擎。这种引在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。则第五冲程相当于（1）图中四冲程汽油机的 （填序号）
（2）趣味实验一一静电实验，实验情况如（2）图所示。P1、P2、P3表示将小球B先后悬吊在距离A球远近不同的位置。
①小球偏离竖直方向的原因是 。
②据图示情景，你还能得出的结论是 。
【答案】（1）丙
（2）同种电荷相互排斥；电荷间相互作用的斥力大小与电荷间的距离有关，距席越近，斥力越大；同种电荷间相互作用力的大小与电荷间的距离有关，距离越近，作用力越大
【知识点】电荷间的相互作用规律；热机
【解析】【分析】自然界有两种电荷：正电荷和负电荷．电荷之间的相互作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．
【解答】（1）第五冲程让水变为水蒸气从而带动活塞运动为汽车提供动力，属于做功冲程；而甲图中丙为做功冲程；故答案为：丙；由图可知A、B都是带正电荷；由于同种电荷相排斥，B电荷受到A电荷的排斥力导致了B电荷偏离了竖直方向；且由图可知，B电荷距离A电荷越远，B电荷偏离的角度越小；故答案为：同种电荷相互排斥；电荷间相互作用的斥力大小与电荷间的距离有关，距席越近，斥力越大；同种电荷间相互作用力的大小与电荷间的距离有关，距离越近，作用力越大；
故答案为：（1）丙；（2）①同种电荷相互排斥；②电荷间相互作用的斥力大小与电荷间的距离有关，距席越近，斥力越大；同种电荷间相互作用力的大小与电荷间的距离有关，距离越近，作用力越大。
14．（2018·嘉兴）如图所示，用酒精灯给水加热一段时间后，观察到软木塞冲出试管口。
（1）软木塞冲出试管口，说明力能改变物体的 。
（2）此过程中，水蒸气减少的内能 （选填“大于”、“等于”或“小于”）软木塞增加的机械能，这与热机的 冲程相似。
【答案】（1）运动状态
（2）大于；做功
【知识点】力的作用效果；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】 力的作用效果包括：力能改变物体的运动状态，力能使物体发生形变 ；做功冲程，指的是在发动机内部将燃料的内能转化为机械能的过程。
【解答】（1）软木塞由静止到冲出试管口，说明运动状态发生了改变；该实验主要是模拟热机的一个冲程的实验，水蒸汽受热膨胀，压强增大，对木塞做功，使木塞飞出，水蒸气的内能转为化木塞的机械能，与热机中的做功冲程相似；
故答案为：（1）运动状态；（2）大于；做功。
三、解答题
15． 如图所示是一款新型四轮沙滩卡丁车，其满载时的质量为600kg，车轮与沙滩接触的总面积为2000cm2．卡丁车满载时在水平沙滩上匀速直线运动，10min行驶6km，它的功率为23kW．（g=10N/kg）
（1）当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时，它对沙滩的压强为多少帕？
（2）此次行驶中卡丁车的牵引力为多少牛？
（3）该卡丁车以汽油为燃料，若汽油完全燃烧产生热量的25%转化为卡丁车运动的机械能，则在这次行驶中需要燃烧多少千克的汽油？（q汽油=4.6×107J/kg）
【答案】（1）解：卡丁车满载时的重力：
G=mg=600kg×10N/kg=6000N，
卡丁车满载时对地面的压力：
F=G=6000N，
受力面积S=2000cm2=0.2m2，
卡丁车满载时对地面的压强：
p===3×104Pa；
（2）卡丁车的行驶速度：
v===10m/s，
由P=Fv得牵引力：
F===2300N；
（3）牵引力做的功：
W=Pt=23000W×600s=1.38×107J，
由η=得完全燃烧汽油放出的热量：
Q放===5.52×107J，
由Q放=mq得完全燃烧汽油的质量：
m===1.2kg．
【知识点】重力的大小；压强的大小及其计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）知道卡丁车满载时的质量，利用G=mg求其重力，卡丁车满载时对地面的压力等于其重力，知道受力面积，利用p=求卡丁车满载时对地面的压强；
（2）求出卡丁车的行驶速度，利用P=Fv求此次行驶中卡丁车的牵引力；
（3）利用W=Pt求牵引力做的功，即汽油完全燃烧产生热量转化的机械能，根据η=求完全燃烧汽油放出的热量，再利用Q放=mq求完全燃烧汽油的质量．
16．（2015·杭州模拟）某四冲程内燃机，飞轮转速为300转/分钟，活塞面积为120cm2，行程L是0.3米，假如做功冲程中燃起的平均压强是5×105Pa，求
（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力；
（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功；
（3）内燃机的功率是多少？
【答案】（1）活塞的面积S=120cm2=0.012m2，
由p= 得：
做功冲程中燃气对活塞的平均压力：
F=pS=5×105Pa×0.012m2=6000N
（2）气体每次膨胀对活塞做功：
W′=Fs=6000N×0.3m=1800J
（3）300r/min表示每分钟曲轴转动300转，每两转对外做功一次，所以每分钟做功150次，
汽油机每分钟做的功：
W=150W′=150×1800J=2.7×105J；
汽油机的功率：
P= = =4500W．
【知识点】功率计算公式的应用；热机
【解析】【分析】（1）根据p= 求出气体对活塞的压力；（2）根据W=Fs求出气体一次膨胀对活塞做的功；（3）根据P= 求出功率．
【解答】解：（1）活塞的面积S=120cm2=0.012m2，由p= 得：做功冲程中燃气对活塞的平均压力：F=pS=5×105Pa×0.012m2=6000N；（2）气体每次膨胀对活塞做功：W′=Fs=6000N×0.3m=1800J，（3）300r/min表示每分钟曲轴转动300转，每两转对外做功一次，所以每分钟做功150次，汽油机每分钟做的功：W=150W′=150×1800J=2.7×105J；汽油机的功率：P= = =4500W．
17．（2016九上·金华期中）用炉子烧水时，将10kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了0.5kg的焦炭．水的比热容是4.2×103J/（kg ℃），焦炭的热值是3.0×107J/kg．试求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量是多少？
（3）炉子烧水的效率是多少？
【答案】（1）解：水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）
=4.2×103J/（kg ℃）×10kg×（100℃﹣20℃）
=3.36×106J
（2）解：0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量：
Q放=mq=0.5kg×3.0×107J/kg=1.5×107J
（3）解：炉子烧水的效率：
η= ×100%= ×100%=22.4%
【知识点】能量利用效率；热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）知道水的质量、水的比热容和水的温度变化，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；（2）知道焦炭的热值和质量，根据Q放=mq求出焦炭完全燃烧释放的热量；（3）水吸收的热量和焦炭完全燃烧放出热量的比值即为炉子烧水的效率．
18．（2018·浙江模拟）现有一辆某型号的四冲程载重汽车，它以72kw的功率在水平高速公路上行驶，在20min内匀速行驶36km，消耗燃汽油20L（假设燃油完全燃烧），已知汽油的密度为0.8×103kg/m3，热值为3.0×107J/kg，发动机的四冲程示意图如图所示，试回答下列问题：
（1）将以上的四个冲程按吸气、压缩、做功、排气的工作顺序排列起来 ，其中除 （填冲程名称）冲程外，其它冲程均靠飞轮惯性工作。
（2）汽车行驶过程中受到的水平阻力是多少N
（3）该汽车发动机的效率是多少
【答案】（1）丁甲丙乙；做功
（2）解：P=72KW=72000W，V=S/t=36km/20min=30m/s
F=P/V=2400N
二力平衡f=F=2400N
（3）解：W=pt=72000w×1200s=8.64×107J
Q=mq=0.02×800kg×3×107=48×107J
η=W/Q=18%
【知识点】二力平衡的条件及其应用；热机；机械效率的计算
【解析】【分析】热机是指各种利用内能做功的机械。是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能的机器动力机械的一类，热机的四个冲程：吸气冲程，压缩冲程，做功冲程，排气冲程。四冲程就是两周转就是做一次功就是吸气一次就是耗1缸油；
【解答】（1）热机的四个冲程中只有做功冲程是对外做功的，其他三个冲程是不对外做功；故答案为：丁甲丙乙，做功；
（2）汽车以恒定的功率行驶，所以是匀速运动，在水平方向上牵引力等于阻力；故答案为：P=72KW=72000W
V=S/t=36km/20min=30m/s
F=P/V=2400N
二力平衡f=F=2400N；
（3）热机做功的结果是使汽车行驶，故汽油的能量为总功，汽车的输出功率做的功为有用功；故答案为：W=pt=72000w×1200s=8.64×107J
Q=mq=0.02×800kg×3×107=48×107J
η=W/Q=18%；
故答案为：（1）丁甲丙乙，做功；（2）f=2400N；（3）18%。
四、实验探究题
19． 在“比较不同物质吸热升温情况”的实验中：
（1）小丽和小明用一套器材做加热水和煤油的实验，如图甲所示．在组装器材时应先调节 （A/B）的高度，调节它的高度是为了 ．
（2）组装好器材，他们先后在同一个烧杯中称出质量相等的水和煤油，分别加热相同的时间，比较水和煤油 ，得出结论．要完成该实验，除图甲所示器材外，还需要的一个测量工具是 ．
（3）在对实验进行反思时，他们认为原方案有需要两次加热耗时长等缺点，因此改进方案并设计了图乙所示的装置．与原方案相比，该方案除克服了上述缺点外还具有的优点是 ．（答出一个即可）
【答案】（1）A ；确保使用外焰加热
（2）升高的温度 ；秒表
（3）该方案避免两次加热，用同一热源加热确保在相等时间内吸收的热量相等
【知识点】比热容
【解析】【分析】（1）组装实验仪器是实验中的一个重要环节，应从最优化的角度去考虑，避免重复调整．
（2）实验需要测量水与煤油的加热时间，需要用到秒表；液体吸收相等的热量，升高的温度越高，液体的吸热能力越弱．
（3）分析图示实验，根据图示实验装置分析答题．
1 / 1
