教科版物理九年级上册课课练：第2章　改变世界的热机 自我综合评价（有答案）

自我综合评价
[测试范围:第二章　时间:40分钟　分值:100分]
一、选择题(每题4分,共40分)
1.热机的工作能量来源于燃料的 (　　)
A.机械能 B.内能
C.化学能 D.化学能和内能
2.人们发现内能可以做功,并制造出各种利用内能做功的机械——热机,下列这些机械中不属于热机的是 (　　)
A.电动机 B.柴油机
C.汽油机 D.蒸汽机
3.如图图所示的四幅图显示的汽油机工作的冲程与名称对应正确的是 (　　)
4.如图图所示是某汽车发动机压缩冲程的示意图,在活塞向上运动的过程中,汽缸内气体的 (　　)
　
A.密度减小 B.温度降低
C.内能减少 D.分子热运动加快
5.如图图所示是小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作,由此他联想到热机的四个冲程,以下与做功冲程最相似的是 (　　)
6.某四冲程摩托车不前进时,汽油机飞轮的转速是240 r/min,此时汽油机每秒 (　　)
A.完成8个冲程,对外做功4次
B.完成16个冲程,对外做功8次
C.曲轴转8圈,对外做功4次
D.曲轴转4圈,对外做功2次
7.单缸四冲程汽油机和柴油机工作时,下列说法正确的是 (　　)
A.完成一个工作循环,曲轴转动一周
B.吸气冲程中吸进汽缸的物质:汽油机中是汽油,柴油机中是柴油
C.做功冲程中的点火方式:汽油机是点燃式,柴油机是压燃式
D.压缩冲程末,汽油机对燃气产生的压强更大,燃气升高的温度也比柴油机大
8.如图图所示是某内燃机的能量流向示意图,该内燃机的热机效率是 (　　)
A.10% B.25% C.30% D.75%
9.为了节约能源,需要提高热机的效率,下列措施中不能提高热机效率的是 (　　)
A.尽量使燃料充分燃烧
B.尽量减少热机部件间的摩擦
C.尽量减少废气带走的热量
D.尽量增加热机的工作时间
10.有经验的柴油机维修师,不用任何仪器,只是靠近柴油机排气管口观察并用鼻子闻一下,将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度,就能初步判断这台柴油机的节能效果。在同样负荷的情况下,关于柴油机的节能效果,下列判断正确的是 (　　)
A.尾气的温度越高,柴油机越节能
B.尾气的温度越低,柴油机越节能
C.尾气的柴油味越浓,柴油机越节能
D.尾气的颜色越黑,柴油机越节能
二、填空题(每空2分,共38分)
11.如图图所示,在易拉罐中倒入适量水,用带导管的胶塞塞住,用酒精灯给易拉罐中的水加热至沸腾,水蒸气会驱动小叶轮转动。酒精燃烧发生的能量转化是　　　　转化为　　　　能;水蒸气膨胀对小叶轮做功,　　　　转化为　　　　能;像这样通过燃料燃烧获取　　　　并转化为　　　　能的装置叫做热机。
12.热机是把内能转化为　　　　能的装置,使用热机给人类带来便利的同时,也会造成噪声污染和　　　　污染。
13.如图图所示,这是内燃机工作时的　　　　冲程;当活塞向下运动时,汽缸中气体的内能将　　　　(选填“减少”或“增加”),气体的温度　　　　(选填“降低”或“升高”)。
14.一台四冲程柴油机,飞轮每分钟转1800 r,那么1 s内活塞往返　　　次,对外做　　次功。
15.如图图所示是某内燃机工作时的能量流向图,该内燃机的热机效率是　　　　,热机效率是热机所做　　　　与燃料完全燃烧释放的热量之比。
16.柴油机是工农业生产中常用的热机,已知某型号柴油机的效率是30%,在柴油机内完全燃烧2 kg柴油能放热　　　　J,这些热量通过该柴油机的转化能对外做　　　　J有用功。(柴油的热值为3.3×107 J/kg)
17.“涡轮增压”是目前在各种汽油机和柴油机中采用的一项节能、提高热机功率的技术。它是利用热机排出的废气带动涡轮旋转,先将新鲜空气压缩后再送入内燃机的进气口。这样做的好处是　　　　(选填“增大”或“减小”)排出废气所带走的能量,　　　　(选填“提高”或“降低”)内燃机的效率。
三、计算题(共22分)
18.(10分)如图图所示是某单缸四冲程柴油机,在1 min内曲轴转动2600圈,做功冲程推动活塞一次做功900 J,在这段时间内,汽缸内共燃烧柴油0.1 kg。求:(柴油的热值为3.3×107 J/kg)
(1)完全燃烧0.1 kg柴油,柴油机获得的能量。
(2)1 min内,活塞做功的功率。
(3)该柴油机正常工作时的效率。
19.(12分)某款小轿车说明书上标有一个重要的指标——经济耗油量:“(90 km/h)8 L/100 km”,这是指小轿车以90 km/h的速度行驶100 km,消耗汽油8 L。已知该小轿车行驶了100 km,发动机的输出功率为23 kW。求:(已知汽油的密度为0.75×103 kg/m3,热值为4.6×107 J/kg)
(1)消耗汽油完全燃烧放出的热量。
(2)发动机所做的功。
(3)小轿车发动机的效率。
答案
1.C　 热机工作时,将燃料的化学能通过燃烧转化为内能,再通过推动活塞做功,把内能转化为机械能。所以从本质上来看,内燃机的工作能量来源于燃料的化学能。
2.A　 (1)利用内能来做功的机器称为热机,其工作时把内能转化为机械能。
(2)蒸汽机、汽油机、柴油机都属于热机,工作时将内能转化为机械能。而电动机是利用电能转化成机械能工作的。
3.C　 图A中,两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程;图B中,排气门开启,活塞上行,气体流出汽缸,是排气冲程;图C中,两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程;图D中,进气门开启,活塞下行,气体流入汽缸,是吸气冲程。
4.D　 在压缩冲程中,活塞向上运动,汽缸内气体的内能增加,温度升高,分子热运动加快,故B、C错,D正确;在压缩过程中,气体的质量不变,体积减小,由ρ=可知,气体的密度增大,故A错。
5.C　 小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作,鼻孔吸气相当于吸气冲程,气沉丹田相当于压缩冲程,打完收工相当于排气冲程,排山倒海时对外做功,相当于做功冲程。
6.D
7.C　 在单缸四冲程汽油机和柴油机的一个工作循环中,曲轴、飞轮转两圈,活塞来回往复两次,对外做功一次,故A错误;在吸气冲程中,汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物,柴油机吸入汽缸的只有空气,故B错误;做功冲程中的点火方式:汽油机是点燃式,柴油机是压燃式,故C正确;柴油机压缩冲程末燃气的温度远远高于汽油机压缩冲程末燃气的温度,柴油机的压缩程度要比汽油机的压缩程度大,故D错误。
8.B　
9.D　 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。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D正确。
10.B　 尾气的温度高,说明散失的热量多,柴油机的效率低,反之,则柴油机的效率高,即节能。尾气的柴油味浓、颜色黑都说明柴油没有充分燃烧,浪费了燃料,这样柴油机的效率会低。
11.化学能　内　内能　机械　内能　机械
12.机械　大气
(1)热机的做功冲程将工作物质的内能转化为活塞的机械能,从而使热机获得动力,所以热机是把内能转化为机械能的装置。
(2)热机在给人们带来便利的同时,也给环境造成了一定的污染,例如图图:噪声污染、大气污染等。
13.做功　减少　降低
14.30　15　 已知飞轮转速为1800 r/min=30 r/s,因为一个工作循环活塞往复2次,曲轴转动2周,做功1次,所以该柴油机1 s内完成15个工作循环,对外做功15次,活塞往复运动30次。
15.35%　有用功　 (1)该热机的效率为η=100%-25%-40%=35%;
(2)热机所做有用功与燃料完全燃烧释放的热量之比叫做热机的效率。
16.6.6×107　1.98×107
柴油完全燃烧放出的热量:Q放=mq=2 kg×3.3×107 J/kg=6.6×107 J;W有用=Q放×30%=6.6×107 J×30%=1.98×107 J。
17.减小　提高
在热机的能量损失中,废气带走了大部分的热量,所以“涡轮增压”利用热机排出的废气带动涡轮旋转,充分利用了废气带走的热量,提高了热机的效率。
18.(1)完全燃烧0.1 kg柴油时,柴油机获得的能量:
Q放=mq=0.1 kg×3.3×107 J/kg=3.3×106 J。
(2)由于在1 min内曲轴转动2600圈,则柴油机对外做功1300次,
活塞做的功:
W=900 J×1300=1.17×106 J;
活塞做功的功率:
P===1.95×104 W。
(3)该柴油机正常工作时的效率:
η=×100%=×100%≈35.5%。
19.(1)汽车百公里耗油的体积:V=8 L=8×10-3 m3,
由ρ=知,汽油的质量:m=ρV=0.75×103 kg/ m3×8×10-3 m3=6 kg,
汽油完全燃烧放出的热量:Q放=mq=6 kg×4.6×107 J/kg=2.76×108 J。
(2)汽车的速度:v=90 km/h=25 m/s,
由P=知,在100 km内发动机做的功:W=Pt=P×=2.3×104 W×=9.2×107 J。
(3)发动机的效率:η=×100%=×100%≈33%。