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华师大版科学九年级上册 7.3 热机
一、单选题
1．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一定多
D．1kg的煤的热值是2kg煤的热值的一半
2．柴油机工作一个循环需四个冲程，其中由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
3．在做功冲程中，某汽油机燃气的平均压强是3×106 Pa，某柴油机燃气的平均压强是7×106 Pa。若汽油机和柴油机活塞面积和活塞移动的距离都相同，则汽油机与柴油机在这个冲程中做功之比是（ ）
A．4∶3 B．3∶4 C．7∶3 D．3∶7
4．下图为某个四冲程内燃机工作过程中的一个冲程，由图中情况可判定这个冲程 （ ）
A．是排气冲程 B．是做功冲程
C．正在把机械能转化为内能 D．不是依靠飞轮的惯性完成的
5．内燃机的工作物质是 （ ）
A．水蒸气 B．汽油或柴油
C．空气 D．燃料燃烧生成的燃气
6．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
7．为了保护环境，控制和消除大气污染，在普及煤气和天然气使用的同时，更要注意安全.一旦门窗紧闭的厨房内发生煤气大量泄漏，极易引起爆炸，当你从室外进入厨房嗅到煤气异味时，下列操作中，你认为最安全的是 （ ）
A．立即给煤气维修部门打电话，关闭煤气源
B．立即打开电灯，寻找泄漏处
C．立即开启抽油烟机排出煤气，关闭煤气源
D．立即打开门和窗，关闭煤气源
8．单缸四冲程汽油机工作时，有些冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成，只有一个冲程是不用靠飞轮的惯性来完成的，这个冲程是 （ ）
A．压缩冲程 B．做功冲程 C．吸气冲程 D．排气冲程
二、填空题
9．汽油机的一个工作循环有 个冲程，如图所示是汽油机的 冲程.若飞轮转速是1800r／min，则汽油机每秒钟完成 个冲程.
10．科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它的每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后后，立刻向气缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压的水蒸气，推动活塞再次做功，水蒸气温度 (填“升高”“降低”或“不变”)，其内能 (填“增大”“减小”或“不变”)，这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的效率。为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是 冲程。
11．一台柴油机飞轮的转速为2 400 r/min,则在1 s内,柴油机完成 个冲程;对外做功的次数是 。
三、解答题
12．2010年4月20日夜间，位于墨西哥的钻井平台安生爆炸，造成原油大量泄漏，载至5月27日已漏出的原油约7×107L，给该地区造成巨大的生态灾难和经济损失，已知原油的密度为0.9×103Kg/m3，热值为4.4×107J/Kg，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。求：
（1）假设这些泄漏的原油完全燃烧，放出的热量约为多少焦？
（2）假设放出的这些热量全部被水吸收，可以使多少千克的水从10℃升高到100℃？
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】燃料的热值
【解析】【分析】（1）热值是燃料本身的一种性质，与燃料的质量和热量无关，只与燃料的种类有关；
（2）根据Q=mq可知，燃料放出的热量与燃料的热值和质量有关。
【解答】A.燃料的热值与燃料的燃烧情况无关，故A正确；
B.燃料的热值与燃料是否容易燃烧无关，故B错误；
C.根据Q=mq可知，燃料放出的热量多少与燃料的热值和质量都有关系，因此虽然煤的热值大，但是它放出的热量不一定多，故C错误；
D.1kg的煤的热值和2kg煤的热值相等，故D错误。
故选A。
2．【答案】B
【知识点】热机
【解析】【分析】在内燃机的四个冲程中，压缩冲程将机械能转换为内能，做功冲程将内能转化为机械能。
【解答】 柴油机工作一个循环需四个冲程，其中由机械能转化为内能的压缩冲程，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
3．【答案】D
【知识点】压强的大小及其计算；功的计算公式的应用
【解析】【分析】燃气对活塞的压力根据F=pS计算，燃气对活塞做的功根据W=Fs计算，最后再计算做功之比。
【解答】燃气对活塞的压力F=pS；
燃气对活塞做的功W=Fs=pSL；
那么汽油机与柴油机在这个冲程中做功之比是：
W汽油；W柴油=p汽油SL：p柴油SL=p汽油：p柴油= 3×106 Pa：7×106 Pa =3：7。
故选D。
4．【答案】C
【知识点】热机
【解析】【分析】（1）在内燃机工作时，可以根据活塞的运行方向和气门的关闭一起判断冲程的名称：
吸气冲程：一个气门打开，活塞向下运动；
压缩冲程：两个气门关闭，活塞向上运动；
做功冲程：两个气门关闭，活塞向下运动；
排气冲程：一个气门打开，活塞向上运动。
（2）压缩冲程将机械能转换为内能，做功冲程将内能转化为机械能；
（3）只有做功冲程获得能量，其它三个冲程依靠飞轮的惯性完成。
【解答】根据图片可知，两个气门关闭，活塞向上运动，因此为压缩冲程，故A、B错误；
压缩冲程将机械能转化为内能，故C正确；
压缩冲程是依靠飞轮的惯性完成的，故D错误。
故选C。
5．【答案】D
【知识点】热机
【解析】【分析】根据内燃机的工作原理分析即可。
【解答】内燃机的工作原理：燃料在气缸内燃烧，生产高温高压的燃气，推动活塞做功，那么内燃机的工作物质是燃料燃烧生产的燃气，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
6．【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。
7．【答案】D
【知识点】热机
【解析】【分析】根据实验室的安全规范分析解答。
【解答】煤气和空气混合到一定程度，一遇明火，很容易发生爆炸。
A.如果打电话，那么拨动电话时产生的电火花很容易引起爆炸，故A错误；
B.如果立即开灯，那么开灯瞬间产生的电火花很容引起爆炸，故B错误；
C.如果开启抽油烟机，那么开启瞬间产生的电火花与很容易引起爆炸，故C错误；
D.应该立即打开门窗，进入新鲜空气，将煤气排出，同时关闭煤气源，故D正确。
故选D。
8．【答案】B
【知识点】热机
【解析】【分析】根据四冲程内燃机的工作过程分析解答。
【解答】在内燃机的四个冲程中，做功冲程将燃气的内能转换为机械能，因此只有这个冲程获得动力，其它三个冲程都是靠飞轮的惯性完成的。
故选B。
9．【答案】4；做功；60
【知识点】热机
【解析】【分析】（1）内燃机的一个工作循环保护吸气、压缩、做功和排气四个冲程；
（2）根据气门的关闭和活塞的运行方向判断冲程的名称；
（3）四冲程内燃机，一个工作循环，飞轮转动2圈。
【解答】（1）汽油机的一个工作循环有4个冲程；
（2）根据图片可知，两个气门关闭，活塞向下运动，因此为做功冲程；
（3）若飞轮转速是1800r／min，则汽油机每分钟完成工作循环的个数：1800÷2=900（个），那么每分钟完成冲程个数：900个×4=3600个，因此汽油机每秒钟完成冲程的个数：3600个÷60=60个。
10．【答案】降低；减小；排气
【知识点】热机
【解析】【分析】（1）物体对外界做功，内能减少，温度降低；
（2）在完成新的工作循环前，必须将上一个循环中产生的废气排放出去，才能吸入新的燃料混合物，所以最后一个冲程肯定是排气冲程。
【解答】（1）在第四冲程结束后后，立刻向气缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压的水蒸气，推动活塞再次做功，水蒸气温度降低，其内能减小；
（2）为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是排气冲程。
11．【答案】80；20
【知识点】热机
【解析】【分析】在一个工作循环内，共有4个冲程，飞轮转动2圈，做功1次。
【解答】 一台柴油机飞轮的转速为2 400 r/min ，
那么1s内飞轮转动圈数为：；
1s内工作循环的个数为：；
1s内完成冲程的个数为：4×20=80（个）；
因为一个工作循环做功1次，
所以1s内做功20次。
12．【答案】（1）解：泄漏原油的体积： v=7×107 L=7×107 ×10-3 m3 =7×104 m3
泄漏原油的质量： m=ρv=0.9×103 kg/m3 ×7×104 m3 =6.3×107 kg；
这些原油完全燃烧放出来的热量： Q放 =mq=6.3×107 kg×4.4×107 J/kg=2.772×1015 J
（2）解：由题知，水吸收的热量： Q吸 =Q放 =2.772×1015 J；
∵Q吸 =c水 m水 △t
∴m=Q吸/c水△t=2.772×1015J/4.2×103J/(kg ℃)×(100℃ 10℃)≈7.3×109 kg
【知识点】密度公式的应用；热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）首先根据 m=ρv 计算出泄露原油的质量，然后根据公式 Q放 =mq 计算这些原油完全燃烧放出来的热量；
（2）已知吸收的热量、比热容和升高的温度根据公式计算水的质量。
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华师大版科学九年级上册 7.3 热机
一、单选题
1．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一定多
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】（1）热值是燃料本身的一种性质，与燃料的质量和热量无关，只与燃料的种类有关；
（2）根据Q=mq可知，燃料放出的热量与燃料的热值和质量有关。
【解答】A.燃料的热值与燃料的燃烧情况无关，故A正确；
B.燃料的热值与燃料是否容易燃烧无关，故B错误；
C.根据Q=mq可知，燃料放出的热量多少与燃料的热值和质量都有关系，因此虽然煤的热值大，但是它放出的热量不一定多，故C错误；
D.1kg的煤的热值和2kg煤的热值相等，故D错误。
故选A。
2．柴油机工作一个循环需四个冲程，其中由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
【知识点】热机
【解析】【分析】在内燃机的四个冲程中，压缩冲程将机械能转换为内能，做功冲程将内能转化为机械能。
【解答】 柴油机工作一个循环需四个冲程，其中由机械能转化为内能的压缩冲程，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
3．在做功冲程中，某汽油机燃气的平均压强是3×106 Pa，某柴油机燃气的平均压强是7×106 Pa。若汽油机和柴油机活塞面积和活塞移动的距离都相同，则汽油机与柴油机在这个冲程中做功之比是（ ）
A．4∶3 B．3∶4 C．7∶3 D．3∶7
【答案】D
【知识点】压强的大小及其计算；功的计算公式的应用
【解析】【分析】燃气对活塞的压力根据F=pS计算，燃气对活塞做的功根据W=Fs计算，最后再计算做功之比。
【解答】燃气对活塞的压力F=pS；
燃气对活塞做的功W=Fs=pSL；
那么汽油机与柴油机在这个冲程中做功之比是：
W汽油；W柴油=p汽油SL：p柴油SL=p汽油：p柴油= 3×106 Pa：7×106 Pa =3：7。
故选D。
4．下图为某个四冲程内燃机工作过程中的一个冲程，由图中情况可判定这个冲程 （ ）
A．是排气冲程 B．是做功冲程
C．正在把机械能转化为内能 D．不是依靠飞轮的惯性完成的
【答案】C
【知识点】热机
【解析】【分析】（1）在内燃机工作时，可以根据活塞的运行方向和气门的关闭一起判断冲程的名称：
吸气冲程：一个气门打开，活塞向下运动；
压缩冲程：两个气门关闭，活塞向上运动；
做功冲程：两个气门关闭，活塞向下运动；
排气冲程：一个气门打开，活塞向上运动。
（2）压缩冲程将机械能转换为内能，做功冲程将内能转化为机械能；
（3）只有做功冲程获得能量，其它三个冲程依靠飞轮的惯性完成。
【解答】根据图片可知，两个气门关闭，活塞向上运动，因此为压缩冲程，故A、B错误；
压缩冲程将机械能转化为内能，故C正确；
压缩冲程是依靠飞轮的惯性完成的，故D错误。
故选C。
5．内燃机的工作物质是 （ ）
A．水蒸气 B．汽油或柴油
C．空气 D．燃料燃烧生成的燃气
【答案】D
【知识点】热机
【解析】【分析】根据内燃机的工作原理分析即可。
【解答】内燃机的工作原理：燃料在气缸内燃烧，生产高温高压的燃气，推动活塞做功，那么内燃机的工作物质是燃料燃烧生产的燃气，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
6．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。
7．为了保护环境，控制和消除大气污染，在普及煤气和天然气使用的同时，更要注意安全.一旦门窗紧闭的厨房内发生煤气大量泄漏，极易引起爆炸，当你从室外进入厨房嗅到煤气异味时，下列操作中，你认为最安全的是 （ ）
A．立即给煤气维修部门打电话，关闭煤气源
B．立即打开电灯，寻找泄漏处
C．立即开启抽油烟机排出煤气，关闭煤气源
D．立即打开门和窗，关闭煤气源
【答案】D
【知识点】热机
【解析】【分析】根据实验室的安全规范分析解答。
【解答】煤气和空气混合到一定程度，一遇明火，很容易发生爆炸。
A.如果打电话，那么拨动电话时产生的电火花很容易引起爆炸，故A错误；
B.如果立即开灯，那么开灯瞬间产生的电火花很容引起爆炸，故B错误；
C.如果开启抽油烟机，那么开启瞬间产生的电火花与很容易引起爆炸，故C错误；
D.应该立即打开门窗，进入新鲜空气，将煤气排出，同时关闭煤气源，故D正确。
故选D。
8．单缸四冲程汽油机工作时，有些冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成，只有一个冲程是不用靠飞轮的惯性来完成的，这个冲程是 （ ）
A．压缩冲程 B．做功冲程 C．吸气冲程 D．排气冲程
【答案】B
【知识点】热机
【解析】【分析】根据四冲程内燃机的工作过程分析解答。
【解答】在内燃机的四个冲程中，做功冲程将燃气的内能转换为机械能，因此只有这个冲程获得动力，其它三个冲程都是靠飞轮的惯性完成的。
故选B。
二、填空题
9．汽油机的一个工作循环有 个冲程，如图所示是汽油机的 冲程.若飞轮转速是1800r／min，则汽油机每秒钟完成 个冲程.
【答案】4；做功；60
【知识点】热机
【解析】【分析】（1）内燃机的一个工作循环保护吸气、压缩、做功和排气四个冲程；
（2）根据气门的关闭和活塞的运行方向判断冲程的名称；
（3）四冲程内燃机，一个工作循环，飞轮转动2圈。
【解答】（1）汽油机的一个工作循环有4个冲程；
（2）根据图片可知，两个气门关闭，活塞向下运动，因此为做功冲程；
（3）若飞轮转速是1800r／min，则汽油机每分钟完成工作循环的个数：1800÷2=900（个），那么每分钟完成冲程个数：900个×4=3600个，因此汽油机每秒钟完成冲程的个数：3600个÷60=60个。
10．科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它的每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后后，立刻向气缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压的水蒸气，推动活塞再次做功，水蒸气温度 (填“升高”“降低”或“不变”)，其内能 (填“增大”“减小”或“不变”)，这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的效率。为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是 冲程。
【答案】降低；减小；排气
【知识点】热机
【解析】【分析】（1）物体对外界做功，内能减少，温度降低；
（2）在完成新的工作循环前，必须将上一个循环中产生的废气排放出去，才能吸入新的燃料混合物，所以最后一个冲程肯定是排气冲程。
【解答】（1）在第四冲程结束后后，立刻向气缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压的水蒸气，推动活塞再次做功，水蒸气温度降低，其内能减小；
（2）为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是排气冲程。
11．一台柴油机飞轮的转速为2 400 r/min,则在1 s内,柴油机完成 个冲程;对外做功的次数是 。
【答案】80；20
【知识点】热机
【解析】【分析】在一个工作循环内，共有4个冲程，飞轮转动2圈，做功1次。
【解答】 一台柴油机飞轮的转速为2 400 r/min ，
那么1s内飞轮转动圈数为：；
1s内工作循环的个数为：；
1s内完成冲程的个数为：4×20=80（个）；
因为一个工作循环做功1次，
所以1s内做功20次。
三、解答题
12．2010年4月20日夜间，位于墨西哥的钻井平台安生爆炸，造成原油大量泄漏，载至5月27日已漏出的原油约7×107L，给该地区造成巨大的生态灾难和经济损失，已知原油的密度为0.9×103Kg/m3，热值为4.4×107J/Kg，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。求：
（1）假设这些泄漏的原油完全燃烧，放出的热量约为多少焦？
（2）假设放出的这些热量全部被水吸收，可以使多少千克的水从10℃升高到100℃？
【答案】（1）解：泄漏原油的体积： v=7×107 L=7×107 ×10-3 m3 =7×104 m3
泄漏原油的质量： m=ρv=0.9×103 kg/m3 ×7×104 m3 =6.3×107 kg；
这些原油完全燃烧放出来的热量： Q放 =mq=6.3×107 kg×4.4×107 J/kg=2.772×1015 J
（2）解：由题知，水吸收的热量： Q吸 =Q放 =2.772×1015 J；
∵Q吸 =c水 m水 △t
∴m=Q吸/c水△t=2.772×1015J/4.2×103J/(kg ℃)×(100℃ 10℃)≈7.3×109 kg
【知识点】密度公式的应用；热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）首先根据 m=ρv 计算出泄露原油的质量，然后根据公式 Q放 =mq 计算这些原油完全燃烧放出来的热量；
（2）已知吸收的热量、比热容和升高的温度根据公式计算水的质量。
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