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华师大版初中科学九年级上学期 7.3 热机
一、夯实基础
1．现代火箭用液态氢作为燃料，是因为它具有 （ ）
A．较大的比热容 B．较低的沸点
C．较高的凝固点 D．较大的热值
2．下列说法正确的是（ ）
A．燃料的热值与燃料燃烧情况无关
B．容易燃烧的燃料的热值一定大
C．煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量比燃烧干木柴放出的热量多
D．1kg的煤的热值是2kg煤的热值的一半
3．如图所示，是汽油机工作时的四个冲程，其中属于做功冲程的是（ ）
A． B．
C． D．
4．在汽油机的做功冲程中，高温、高压的燃气推动活塞运动做功，则下列说法中正确的是（ ）
A．燃气的内能减少，温度升高 B．燃气的内能增加，温度升高
C．燃气的内能减少，温度降低 D．燃气的内能增加，温度降低
5．下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况。对图中①②③④的补充正确的是（ ）
A．①做功冲程②内能转化为机械能③压缩冲程④机械能转化为内能
B．①压缩冲程②内能转化为机械能③做功冲程④机械能转化为内能
C．①压缩冲程②机械能转化为内能③做功冲程④内能转化为机械能
D．①做功冲程②机械能转化为内能③压缩冲程④内能转化为机械能
二、能力提升
6．热机包括内燃机、蒸汽机、汽轮机、燃气喷气发动机等。柴油机和汽油机都属于内燃机，下列关于热机的说法中正确的是（ ）
A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
B．柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入气缸
C．四冲程汽油机在工作过程中，进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程或压缩冲程
D．在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能
7．（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。
8．小柯在科技馆看到许多奇思妙想。奇思妙想——六冲程引擎。这种引擎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。则第五冲程相当于图中四冲程汽油机的 (填序号)。
三、拓展创新
9．海燕家中电热水壶的铭牌如图所示，其中额定功率已经看不清。将电热水壶装入初温为20℃的水，让其单独工作，在1个标准大气压下将水烧开用时5min，她家标有“600r/kW·h”字样的电能表旋盘转动了120转。若电热水壶把电能全部转化为水的内能，水吸收的热量是 J，电热水壶中水的质量是 kg(精确到0.01)。电热水壶工作时的实际功率是 W。水吸收的这些热量，如果由无烟煤燃烧来提供，则至少需要燃烧 g的无烟煤。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)，q无烟煤＝3×107J/kg]
品名：××牌电热水壶
10．某辆小汽车油箱内装满35kg汽油，司机小王驾车到某城市执行任务，路程为300km，在高速公路上匀速行驶时，车受到的阻力是920N(汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能；汽油的热值为4.6×107J/kg)。求：
（1）汽车到达目的地牵引力所做的功。
（2）通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【分析】根据公式Q=qm可知，当燃料的质量相等时，燃料的热值越大，放出的热量越多。
【解答】 现代火箭用液态氢作为燃料，是因为它具有较大的热值，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
2．【答案】A
【知识点】燃料的热值
【解析】【分析】1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，与燃料的质量大小无关，只与种类有关。
【解答】A.提到热值，肯定指燃料完全燃烧的情形，因此燃料的热值与燃料燃烧情况无关，故A正确；
B.燃料的热值与是否容易燃烧无关，故B错误；
C.煤的热值大于干木柴的热值，那么相同质量燃烧煤放出的热量比燃烧干木柴放出的热量多，没有限制质量相同，故C错误；
D.煤的热值与质量无关，故D错误。
故选A。
3．【答案】C
【知识点】热机
【解析】【分析】根据气门的开合，气流的方向以及火花塞是否点火判断冲程的名字。
【解答】A.一个气门打开，外面的空气进入气缸，为吸气冲程，故A不合题意；
B.两个气门关闭，火花塞没有点火，为压缩冲程，故B不合题意；
C.两个气门关闭，火花塞点火，为做功冲程，故C符合题意；
D.一个气门打开，气缸内的气体排出气缸，为排气冲程，故D不合题意。
故选C。
4．【答案】C
【知识点】热机
【解析】【分析】对外界做功，物体内能减少；外界对物体做功，物体的内能增大，据此判断。
【解答】在汽油机的做功冲程中，高温、高压的燃气推动活塞运动做功，将燃气的内能转化为活塞的机械能，因此内能减少，温度降低，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
5．【答案】C
【知识点】热机
【解析】【分析】根据内燃机的工作过程和能量转化的知识分析。
【解答】内燃机的四个冲程依次为：吸气、压缩、做功和排气；
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。
故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
6．【答案】C
【知识点】热机
【解析】【分析】根据汽油机和柴油机的结构与工作过程的不同分析。
【解答】A.汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，故A错误；
B.柴油机在吸气冲程中将空气吸入气缸，在压缩冲程末通过喷油嘴喷入柴油，故B错误；
C.四冲程汽油机在工作过程中，进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程或压缩冲程，故C正确；
D.在柴油机的压缩冲程中，活塞的机械能转化为空气的内能，故D错误。
故选C。
7．【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。
8．【答案】丙
【知识点】热机
【解析】【分析】根据“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”可知，第五冲程相当于做功冲程，对四个图片中的冲程进行判断即可。
【解答】甲：一个气门打开，外面的气体进入气缸，为吸气冲程；
乙：两个气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程；
丙：两个气门关闭，火花塞点火，为做功冲程；
丁：一个气门打开，排出气缸内的废气，为排气冲程。
故选丙。
9．【答案】7.2×105；2.14；2400；24
【知识点】密度公式的应用；燃料的热值；电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据计算出水吸收的热量；
（2）根据公式Q=cm△t计算水水壶内水的质量；
（2）再根据公式计算电水壶的实际功率；
（3）根据公式计算煤的质量。
【解答】（1）水的内能为：；
（2）水的质量为：；
（3）电水壶的实际功率：；
（4）需要燃烧无烟煤的质量：。
10．【答案】（1）汽车匀速行驶，则F＝f＝920N，牵引力做的功W＝Fs＝920N×3×105m＝2.76×108J
（2）由η＝ 得，Q放＝ ＝9.2×108J，由Q放＝mq得，m＝ ＝20kg＜35kg，所以不需要加油。
【知识点】功的计算公式的应用；能量利用效率
【解析】【分析】（1）首先根据二力平衡的知识计算出汽车的牵引力，然后根据W=Fs计算牵引力做功；
（2）首先根据公式 计算出汽油放出的热量，然后再根据Q放＝mq计算需要消耗汽油的质量，最后与油箱内汽油的实际质量进行比较即可。
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华师大版初中科学九年级上学期 7.3 热机
一、夯实基础
1．现代火箭用液态氢作为燃料，是因为它具有 （ ）
A．较大的比热容 B．较低的沸点
C．较高的凝固点 D．较大的热值
【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【分析】根据公式Q=qm可知，当燃料的质量相等时，燃料的热值越大，放出的热量越多。
【解答】 现代火箭用液态氢作为燃料，是因为它具有较大的热值，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
2．下列说法正确的是（ ）
A．燃料的热值与燃料燃烧情况无关
B．容易燃烧的燃料的热值一定大
C．煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量比燃烧干木柴放出的热量多
D．1kg的煤的热值是2kg煤的热值的一半
【答案】A
【知识点】燃料的热值
【解析】【分析】1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，与燃料的质量大小无关，只与种类有关。
【解答】A.提到热值，肯定指燃料完全燃烧的情形，因此燃料的热值与燃料燃烧情况无关，故A正确；
B.燃料的热值与是否容易燃烧无关，故B错误；
C.煤的热值大于干木柴的热值，那么相同质量燃烧煤放出的热量比燃烧干木柴放出的热量多，没有限制质量相同，故C错误；
D.煤的热值与质量无关，故D错误。
故选A。
3．如图所示，是汽油机工作时的四个冲程，其中属于做功冲程的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】热机
【解析】【分析】根据气门的开合，气流的方向以及火花塞是否点火判断冲程的名字。
【解答】A.一个气门打开，外面的空气进入气缸，为吸气冲程，故A不合题意；
B.两个气门关闭，火花塞没有点火，为压缩冲程，故B不合题意；
C.两个气门关闭，火花塞点火，为做功冲程，故C符合题意；
D.一个气门打开，气缸内的气体排出气缸，为排气冲程，故D不合题意。
故选C。
4．在汽油机的做功冲程中，高温、高压的燃气推动活塞运动做功，则下列说法中正确的是（ ）
A．燃气的内能减少，温度升高 B．燃气的内能增加，温度升高
C．燃气的内能减少，温度降低 D．燃气的内能增加，温度降低
【答案】C
【知识点】热机
【解析】【分析】对外界做功，物体内能减少；外界对物体做功，物体的内能增大，据此判断。
【解答】在汽油机的做功冲程中，高温、高压的燃气推动活塞运动做功，将燃气的内能转化为活塞的机械能，因此内能减少，温度降低，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
5．下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况。对图中①②③④的补充正确的是（ ）
A．①做功冲程②内能转化为机械能③压缩冲程④机械能转化为内能
B．①压缩冲程②内能转化为机械能③做功冲程④机械能转化为内能
C．①压缩冲程②机械能转化为内能③做功冲程④内能转化为机械能
D．①做功冲程②机械能转化为内能③压缩冲程④内能转化为机械能
【答案】C
【知识点】热机
【解析】【分析】根据内燃机的工作过程和能量转化的知识分析。
【解答】内燃机的四个冲程依次为：吸气、压缩、做功和排气；
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。
故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
二、能力提升
6．热机包括内燃机、蒸汽机、汽轮机、燃气喷气发动机等。柴油机和汽油机都属于内燃机，下列关于热机的说法中正确的是（ ）
A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
B．柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入气缸
C．四冲程汽油机在工作过程中，进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程或压缩冲程
D．在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能
【答案】C
【知识点】热机
【解析】【分析】根据汽油机和柴油机的结构与工作过程的不同分析。
【解答】A.汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，故A错误；
B.柴油机在吸气冲程中将空气吸入气缸，在压缩冲程末通过喷油嘴喷入柴油，故B错误；
C.四冲程汽油机在工作过程中，进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程或压缩冲程，故C正确；
D.在柴油机的压缩冲程中，活塞的机械能转化为空气的内能，故D错误。
故选C。
7．（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。
8．小柯在科技馆看到许多奇思妙想。奇思妙想——六冲程引擎。这种引擎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。则第五冲程相当于图中四冲程汽油机的 (填序号)。
【答案】丙
【知识点】热机
【解析】【分析】根据“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”可知，第五冲程相当于做功冲程，对四个图片中的冲程进行判断即可。
【解答】甲：一个气门打开，外面的气体进入气缸，为吸气冲程；
乙：两个气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程；
丙：两个气门关闭，火花塞点火，为做功冲程；
丁：一个气门打开，排出气缸内的废气，为排气冲程。
故选丙。
三、拓展创新
9．海燕家中电热水壶的铭牌如图所示，其中额定功率已经看不清。将电热水壶装入初温为20℃的水，让其单独工作，在1个标准大气压下将水烧开用时5min，她家标有“600r/kW·h”字样的电能表旋盘转动了120转。若电热水壶把电能全部转化为水的内能，水吸收的热量是 J，电热水壶中水的质量是 kg(精确到0.01)。电热水壶工作时的实际功率是 W。水吸收的这些热量，如果由无烟煤燃烧来提供，则至少需要燃烧 g的无烟煤。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)，q无烟煤＝3×107J/kg]
品名：××牌电热水壶
【答案】7.2×105；2.14；2400；24
【知识点】密度公式的应用；燃料的热值；电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据计算出水吸收的热量；
（2）根据公式Q=cm△t计算水水壶内水的质量；
（2）再根据公式计算电水壶的实际功率；
（3）根据公式计算煤的质量。
【解答】（1）水的内能为：；
（2）水的质量为：；
（3）电水壶的实际功率：；
（4）需要燃烧无烟煤的质量：。
10．某辆小汽车油箱内装满35kg汽油，司机小王驾车到某城市执行任务，路程为300km，在高速公路上匀速行驶时，车受到的阻力是920N(汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能；汽油的热值为4.6×107J/kg)。求：
（1）汽车到达目的地牵引力所做的功。
（2）通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油。
【答案】（1）汽车匀速行驶，则F＝f＝920N，牵引力做的功W＝Fs＝920N×3×105m＝2.76×108J
（2）由η＝ 得，Q放＝ ＝9.2×108J，由Q放＝mq得，m＝ ＝20kg＜35kg，所以不需要加油。
【知识点】功的计算公式的应用；能量利用效率
【解析】【分析】（1）首先根据二力平衡的知识计算出汽车的牵引力，然后根据W=Fs计算牵引力做功；
（2）首先根据公式 计算出汽油放出的热量，然后再根据Q放＝mq计算需要消耗汽油的质量，最后与油箱内汽油的实际质量进行比较即可。
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