粤沪版九年级物理上册 12.4 热机与社会发展同步练习（含答案）

12.4 热机与社会发展
一、选择题
1、下列过程中，将内能转化为机械能的是（ ）
A.汽油机的压缩冲程 B.水蒸气顶起水壶盖的过程
C.小孩沿滑梯下滑的过程 D.流星在大气层中穿行的过程
答案：B
解析：汽油机的压缩冲程中机械能转化为内能，故A错误；水蒸气顶起水壶盖的过程，内能转化为机械能，故B正确；小孩沿滑梯下滑的过程，机械能转化为内能，故C错误；流星在大气层中穿行的过程机械能转化为内能，故D错误。选B。
2、在进行下列实验或有关装置工作时，能量转化由机械能转化为内能的是（　　）
A.空气压缩引火仪的活塞压燃硝化棉 B.柴油机的做功冲程
C.弯折铁丝 D.太阳能热水器加热水
答案：AC
解析：空气压缩引火仪的活塞压燃硝化棉是机械能转化为内能，故A正确；柴油机的做功冲程，内能转化为机械能，故B错误；弯折铁丝，机械能转化为内能，故C正确；太阳能热水器加热水时太阳能转化为内能，故D错误。选AC。
3、在内燃机的四个冲程中，其中把机械能转化为内能的是 ( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
答案：B
解析：机械能与内能之间的能量转化主要发生压缩冲程与做功冲程，故A、D错误；做功冲程，内能转化为机械能，故C错误；压缩冲程内能转化为机械能，选B。
4、关于热机，下列说法错误的是( )
A.热机性能好坏的重要标志之一是热机效率
B.在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率
C.柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
D.在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能
答案：C
解析：热机效率反映了燃料完全燃烧放出能量的利用率，是热机性能好坏的的重要标志，A正确；内燃机能量损耗的主要原因之一就是废气带走的热量，所以减少废气带走的热量可以提高热机的效率，故B正确；柴油机的效率高于汽油机是因为柴油机的压缩比大，燃料燃烧更充分，而不是柴油机的热值高，故C错误；压缩冲程是机械能转化为内能，故D正确。选C。
5、在柴油机的压缩冲程中，气体的温度和内能变化情况是（ ）
A.温度升高，内能增大 B.温度降低，内能减小
C.温度不变，内能不变 D.温度降低，内能增大
答案：A
解析：压缩冲程中活塞的机械能转化为气体的内能，气体内能增大，温度升高，选A。
6、汽油机的做功冲程中，汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动做功。在活塞向下运动的过程中，汽缸内气体的（　　）
A.内能减少 B.温度升高
C.内能增大 D.分子热运动变慢
答案：AD
解析：汽油机的做功冲程中，汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动做功，内能减少，温度降低，分子运动变慢。选AD。
7、下列有助于提高热机效率的途径是（ ）
A.使燃料充分燃烧
B.减少机械摩擦损失
C.减少机械散热和废气带走热量
D.使用热值高的燃料
答案：ABC
解析：热机损失的能量主要有废气带走的能量、克服摩擦损失的能量、燃料不完全燃烧没有放出的能量，所以减少以上三种原因损失的能量是提高热机效率的主要途径。热机效率的高低与燃料的热值无关，故D错误.选ABC。
8、一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1800r/min，该汽油机每秒钟内完成的工作循环个数和做功的次数分别是（ ）
A.15，15 B.30, 15 C. 15, 30 D.60, 15
答案：A
解析：汽油机的飞轮每转两圈，完成一个工作循环，对外做功一次。飞轮转速是1800r/min，每秒飞轮转30圈，完成15个工作循环，对外做15次功，选A。
9、下列关于热机和环境保护的说法，正确的是（ ）
A.热机排出的尾气没有内能 B.热机的效率能达到100%
C.热机都是使用汽油做燃料 D.热机的大量使用会造成环境污染
答案：D
解析：热机排出的尾气有内能，而且温度很高，内能很大，故A错误；由于存在必可避免的能量损失，热机效率永远小于100%，故B错误；热机的燃料可以是柴油、液态氢等，故C错误；热机的使用会带来噪音、废气等污染，故D正确。选D。
10、下列关于内燃机的说法正确的是（ ）
A.汽车的发动机是内燃机
B.蒸汽机、汽轮机、喷气发动机都是内燃机
C.内燃机工作时，压缩冲程将内能转化为机械能
D.先进的制造技术能将内燃机的效率提高到100%
答案：A
解析：汽车的发动机是内燃机，故A正确；蒸汽机、汽轮机、喷气发动机都不是内燃机，故B错误；内燃机工作时，压缩冲程将机械能转化为内能，故C错误；热机在工作时，废气会带走一部分热量、燃料不可能完全燃烧、克服部件之间的摩擦会消耗能量等，所以热机的效率不可能达到100%，故D错误。故选A。
11、月球上没有大气，适合在月球上使用的“月球车”的动力装置是 （ ）
A.汽油机 B.电动机
C.空气喷气发动机 D.风力装置
答案：B
解析：汽油机中汽油的燃烧需要空气，故A错误；电动机工作时不需要空气，故B正确；
空气喷气发动机，工作时也得需要空气，故C错误；没有空气不能形成风，风力装置也就不能工作，故D错误。选B。
12、有关热机效率的说法正确的是（ ）
A.用热值大的燃料，就能提高热机效率
B.多燃烧一些热值大的燃料，就能提高热机效率
C.无论用什么方法，都不能提高热机效率
D.无论用什么方法，都不能使热机效率等于或大于1
答案：D
解析：热机效率是有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，与燃料的热值与质量无关，故AB错误；采取减少废气带走能量等方法可以提高热机效率，故C错误；由于能量损失不可避免，热机效率永远小于1，故D正确。
13、下列关于热机和环境关系的说法中，正确的是（ ）
A.热机的大量使用会造成环境污染 B.所有的热机都是用汽油作为燃料
C.汽车排出的尾气都是有毒的气体 D.热机所产生的噪声可以被热机上的消声器完全消除
答案：A
解析：热机的大量使用会造成噪音、废气等环境污染，故A正确；热机不都是用汽油作为燃料，如柴油机以柴油为燃料，故B错误；汽车排出的尾气不都是有毒的气体，如二氧化碳等无毒气体；故C错误；热机上的消声器可以减弱噪声但不可以完全消除，故D错误。选A。
14、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：做功冲程的特点是两个气门关闭、活塞向下运动，符合条件的只有C，选C。
15、爆米花是将玉米放入铁锅内，边加热边翻动一段时间后，“砰”的一声变成了玉米花。内燃机的四个冲程与此原理相同的是（ ）
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：玉米粒吸热，内能增加，温度升高，使玉米粒内水分受热膨胀，对粒壳做功而爆开，内能转化为机械能，原理与做功冲程相同。选C。
二、填空题
16、世界上很多发明都是受到生活现象的启发而蒙生的创意，比如：图中 是汽油机的工作原理图。它们工作时，能的转化过程是 。
答案：乙 内能转化为机械能
解析：甲图是水蒸气的内能转化为风车的机械能，图乙是燃气的内能转化为风车的机械能，图乙是汽油机的工作原理；它们工作时都是内能转化为机械能。
17、近期科学家发明了一种单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立刻向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速 （填物态变化名称）成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，在水蒸气推动活塞做功的过程中主要的能量转化情况是 ，从而提高了热机的效率。
答案：汽化 内能转化为机械能
解析：喷入气缸的水利用做功冲程的余热，由液态变为气态，迅速汽化，推动活塞再次做功，把内能转化为机械能，增加了一个做功冲程，提高了能量的利用率。
18、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。
(1)牵引索与活塞连接的两个滑轮为 (选填“定滑轮”或“动滑轮”)。
(2)气缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，内能 ，同时推动活塞，使舰载机获得巨大的牵引力．
答案：（1）定滑轮 （2）减少
解析：（1）从图中可以看出，牵引飞机运动的过程中，滑轮的轴心并没有运动，因此是定滑轮；（2）气缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，内能转化为了机械能，内能减少。
19、热机效率定义：热机转变为有用功的能量（有效利用的能量）与燃料 释放的能量的比值称为热机效率。
答案：完全燃烧
解析：热机消耗的总能量是燃料完全燃烧放出的能量。
20、内燃机靠 完成吸气、压缩和排气三个辅助冲程。
答案：飞轮的惯性
解析：热机做功冲程剩余的能量储存在飞轮上，然后借助于飞轮的惯性完成三个辅助冲程。
21、随着生活水平的提高，汽车已进入寻常百姓家庭，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）汽油机是汽车的“心脏”。一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是1200r／min，此汽油机每秒钟完成 个做功冲程；
（2）当汽油在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”)。
答案：（1）10 （2）降低
解析：（1）汽油机的飞轮每转两圈，完成一个工作循环，对外做功一次。飞轮转速是1200r/min，每秒飞轮转20圈，完成10个工作循环，对外做10次功，完成10个做功冲程。（2）燃料燃烧不充分是热机损耗能量的主要原因之一，汽油机的效率会降低。
三、计算题
22、如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时，消耗汽油1.5L。假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，求：
（1）该汽车发动机做的有用功是多少 （已知：汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/kg）
（2）该汽车的输出功率为多少
答案：（1）1.62×107J （2）4.05×104W
解析：（1）由密度公式得消耗汽油的质量为：m=ρV=0.8×103kg/m3×1.5×10﹣3 m3=1.2kg，
汽油完全燃烧放出的热量：Q放=mq=1.2 kg×4.5×107J/kg=5.4×107J；
由η=得，汽油机的有用功：W=ηQ放=30%×5.4×107J=1.62×107J；
（2）由速度公式得汽车运动的时间：t= == 400s；
汽车的输出功率：P= = =4.05×104 W．
23、一辆使用汽油为燃料的小汽车，发动机的效率为25％，汽油的热值q=4.6×107J／kg。发动机的实际功率为20 kW。求小汽车它以72km／h的速度在水平路面上匀速行驶时，行驶的距离为100km，消耗汽油的质量。（结果保留一位小数）
答案：8.7 kg
解析：小汽车运动时间t== =5000s，
发动机所做的有用功W=Pt=2.0 ×104W×5000s=1.0 ×108J；
由η= 得，Q放= = =4.0×108J，
根据Q放=mq，得m= = 8.7 kg。
24、一辆汽车牵引力是4× 103N，行驶10km消耗3kg汽油，这辆汽车的效率是多少 已知汽油的热值q=4.6×107J／kg。
答案：29%
解析：小汽车所做的有用功W=Fs=4×103N×1.0×104m =4.0×107J，
汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq=3kg ×4.6×107J／kg =1.38×108J，
这辆汽车的效率η==29%。
甲
乙