14.2热机暑假预习练 人教版物理九年级上册

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14.2热机
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列关于四冲程内燃机的说法中正确的是（　　）
A．汽车内燃机压缩冲程是利用内能来做功
B．汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是汽油和空气的混合气体
C．汽车在行驶时，内燃机把油料中的化学能全部转化成机械能
D．一单缸四冲程汽油机的飞轮转速为2400r/min，则该汽油机活塞每秒对外做功40次
2．如图是汽车四冲程发动机的一个冲程示意图，下列说法正确的是（　　）
A．该冲程是做功冲程 B．该冲程机械能转化为内能
C．这种汽车对环境没有污染 D．此汽车发动机的效率可达100%
3．小帅在家反省期间对内燃机产生了浓厚的兴趣，发誓要成为机械工程师，为建设祖国贡献一份力量，下列说法正确的是（　　）
A．内燃机的实际工作效率可达100%
B．在吸气冲程中，汽油机吸入的是空气
C．汽油机和柴油机均属于内燃机
D．在做功冲程中，机械能转化为内能
4．如图所示，它是某个四冲程内燃机在工作过程中的一个冲程，由图中情况，可以判定这个冲程
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．是依靠飞轮的惯性完成
5．汽车的发动机四个冲程如图所示，其中压缩冲程是（ ）
A． B． C． D．
6．下列说法中正确的是 ( )
A．物体吸热时，温度不一定升高
B．擦黑板时粉尘飞舞，这是分子在运动
C．汽油机的做功冲程是将机械能转化为内能
D．高山上水在90℃就沸腾了，表明气压越大沸点越低
7．下列四幅图中，属于做功冲程的是（　　）
A． B．
C． D．
8．下面是小明同学笔记中的摘录，其中不正确的是
A．做功和热传递在改变物体的内能上是等效的
B．汽油机在做功冲程中把内能转化为机械能
C．同种物质质量相同时，温度越高的物体含有的热量越多
D．燃料的热值与燃料的质量没有关系
二、填空题
9．内燃机一个工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，实现将内能转化为机械能的是 冲程．发动机运行前必须加润滑油，是为了 ．某品牌汽车100km耗油7kg，这些汽油完全燃烧要放出 J的热量．（汽油的热值q=4.6×107J/kg）
10．比较热机的四个冲程：
进、排气门 活塞运行方向
(1)吸气冲程 进气门 排气门 活塞向 运动，燃料混合物进入汽缸
(2)压缩冲程 进气门和排气门都 活塞向 运动，燃料混合物被压缩成 气体
(3)做功冲程 进气门和排气门都 活塞向 运动，并通过连杆带动 转动
(4)排气冲程 进气门 排气门____ 活塞向____运动，废气排出汽缸
11．如图是某种内燃机某一冲程的示意图，由图可知：
(1)它表示的是 冲程；
(2)在这个冲程中 能转化为 能；
(3)若此内燃机的飞轮转速为2400r/min，则在1s内，内燃机完成 个冲程，对外做功 次。
12．在汽油机的一个工作循环中，内能转化为机械能的是 冲程，其内能的来源是 ．
三、作图题
13．如图所示，为汽油机的吸气冲程，试在图中作出压缩冲程示意图。
四、实验题
14．小明同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油热值的大小关系。他组装了如图2所示的装置进行实验，记录结果如下表。
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
（1）为了保证实验结论的可靠性，小明同学选择了两套相同的装置，在实验中还应控制相同的量有： 、 。
（2）你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 。
五、计算题
15．用天然气灶给水加热，在1标准大气压下，把体积为10L，温度为15℃的水加热到沸腾，求：
（1）水吸收了多少热量？[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（2）若不计热量损失，需要燃烧多少m3的天然气？（q天然气＝4.2×107J/m3）
六、综合题
16．汽油机广泛应用于汽车作为动力机械，如图甲左是四冲程汽油机的吸气冲程示意图。
（1）请在图甲右中画出压缩冲程时，进气门，排气门开闭情况，曲轴的位置以及箭头表示活塞的运动情况；
（2）四个冲程汽油机提供动力的冲程是 ；
（3）常温下93号汽油的热值是4.6×107J/kg，如果汽车经过长途行驶后，油箱里汽油的质量变为原来的四分之一，此时汽油的热值为 ；
（4）热机的效率是汽油机的性能的重要指标，减少各方面的能量损耗可以提高热机效率，请写出汽油机工作时的一种能量损失 。
《14.2热机》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B B C B B A C C
1．B
【详解】A．单缸四冲程内燃机只有做功冲程利用内能对外做功，其余三冲程都靠飞轮的惯性来完成，故A错误；
B．汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，故B正确；
C．汽车在行驶时，并不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功，有很大一部分能量在工作过程中损耗了，故C错误；
D．一单缸四冲程汽油机的飞轮转速为2400r/min，则1s内飞轮转40转，飞轮转两转为一个周期，一个周期做功一次，所以1s内该汽油机活塞做功20次，故D错误。
故选B。
2．B
【详解】AB．图中两个气门都关闭，活塞向上运动，所以该冲程是压缩冲程，其能量转化是机械能转化为内能，故A项错误，B项正确；
C．该汽车的燃料是汽油，排放的尾气会污染空气，故C项错误；
D．汽油机的效率在20%~30%左右，不可能达到100%，故D项错误。
故选B。
3．C
【详解】A．据课本知识可知，一定有能量的损失，故A错误；
B．吸气冲程中汽油机吸入的是汽油和空气的混合物，故B错误；
C．内燃机分为汽油机和柴油机两类，故C正确；
D．内燃机工作时，内能转化为机械能，故D错误。
故选C。
4．B
【详解】图中的气门关闭，活塞下行，并且电火花打火，这是做功冲程的特点；在做功冲程中，气体膨胀带动活塞向下运动，气体的内能转化为活塞的机械能；其它三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的．
【点睛】汽油机有四个冲程，可根据气阀的状态和活塞的运动情况判断是哪个冲程．并结合内燃机的做功冲程特点和原理进行分析解答，知道做功冲程中的能量转化．
5．B
【详解】A、两气门关闭，燃料燃烧，高温高压气体推动活塞向下运行，是做功冲程，不符合题意；
B、两气门关闭，活塞向上运行，压缩气体做功，是压缩冲程，符合题意；
C、排气门打开，活塞向上运动，汽缸容积减小，是排气冲程，不符合题意；
D、进气门打开，活塞向下运行，吸入空气和汽油混合物，是吸气冲程，不符合题意．
故选B．
6．A
【详解】试题分析：物体吸热时，温度不一定升高，如晶体的熔化、液体的沸腾过程，物体吸热，但温度保持不变，选项A是正确的；分子是很小的，只有用电子显微镜才能观察到，B选项中擦黑板时粉尘飞舞，不是分子的运动，是错误的；汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能，选项C是错误的；液面气压越大，液体的沸点越高，高山上水在90℃就沸腾了，表明气压越低沸点越低，选项D是错误的．故本题正确选项是A．
考点：热量与温度的关系，分子，汽油机工作过程中的能量转化，液体沸点与液面气压的关系
7．C
【详解】A．两个气门都关闭，活塞向上运动是压缩冲程，故A不符合题意；
B．进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动是吸气冲程，故B不符合题意；
C．两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，故C符合题意；
D．进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动是排气冲程，故D不符合题意。
故选C。
8．C
【详解】试题分析：A、做功和热传递在改变物体的内能上是等效的，故A正确；
B、汽油机在做功冲程中，将内能转化为机械能，故B正确；
C、热量是过程量，不能说物体含有热量的多少，故C错误；
D、热值是物质的一种特性，对于同种物质不随质量、体积的改变而改变，所以燃料的热值与燃料的质量没有关系，故D正确．
故选C．
9． 做功 减小摩擦 3.22×108．
【详解】内燃机一个工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，其中一个工作循环有两次能量转化，压缩冲程机械能转化为内能，做功冲程中内能化换为机械能，所以实现将内能转化为机械能的是做功冲程．发动机运行前必须加润滑油，是为了减小摩擦．燃料燃烧放热Q=mq=7kg×4.6×107J/kg=3.22×108J．
10． 打开 关闭 下 关闭 上 高温高压 关闭 下 曲轴 关闭、打开、上
【详解】(1)[1][2][3]在热机的吸气冲程中：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，这样燃料混合物进入汽缸；
(2)[4][5][6]吸气冲程完成以后是压缩冲程：压缩冲程中进气门和排气门都关闭，活塞向上运动活塞的机械能转化为燃料混合物的内能，燃料混合物被压缩成高温高压气体；
(3)[7][8][9]做功冲程中：进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动；
(4)[10][11][12]排气冲程中：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动．
11． 压缩 机械 内 80 20
【详解】(1)[1]由图知道，内燃机的顶端是喷油嘴，所以该内燃机是柴油机；图中的两气门都闭合、活塞上行，所以是压缩冲程。
(2)[2][3]压缩冲程中压缩空气做功，是将机械能转化为内能的冲程。
(3)[4][5]由于飞轮转速为2400r/min，即40r/s，而一个工作循环活塞往复2次，4个冲程，做功一次，曲轴转动2周，做功1次，所以该柴油机1s内燃机完成80个冲程，对外做功20次。
12． 做功 汽油的燃烧放热
【详解】汽油机的一个工作循环包括：吸气、压缩、做功、排气四个冲程．做功冲程是高温高压的燃气对活塞做功完成的，故是将内能转化为机械能的过程．热机是把燃料燃烧时释放的能量转化为机械能的装置，所以汽油机工作时的内能的来源是汽油的燃烧放热．故答案为做功；汽油燃烧放出的热量．
13．
【详解】四冲程内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程。在压缩冲程中，两个气门都关闭，活塞向上运动，如下图所示
14． 水的质量 煤油和菜籽油燃烧的质量 煤油
【详解】（1）[1][2]由题可知，还需要控制水的质量相同，煤油和菜籽油燃烧的质量相同，本实验不需要控制加热时间。
（2）[3]根据表格可知，煤油加热的水升高的温度高，则吸收热量多，表明燃烧相同质量的煤油和菜籽油，煤油放出的热量多，故煤油热值大。
15．（1）3.57×106J（2）0.085m3
【分析】（1）已知水的体积求出水的质量，知道一标准大气压下水沸腾时的温度为100℃，利用公式Q＝cm（t﹣t0）可以得到水吸收的热量；（2）已知热量和天然气的热值，利用公式Q放＝Vq得出需要燃烧天然气的体积．
【详解】（1）水的体积V＝10L＝10-2m3,由ρ＝得，10L水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×10-2m3＝10kg，水吸收的热量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×10kg×（100℃﹣15℃）＝3.57×106J；（2）不计热量损失，则Q放＝Q吸，由Q放＝Vq可得，需要燃烧天然气的体积：V天然气＝＝0.085m3．
16． 做功冲程 4.6×107J/kg 废气带走相当一部分能量
【详解】（1）[1]压缩冲程时，两门关闭，活塞向上运动压缩气体，如下图所示：
（2）[2]做功冲程将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，所以四个冲程汽油机提供动力的冲程是做功冲程。
（3）[3]热值是燃料的特性，与燃料的质量无关，所以质量减少后，汽油的热值不变，仍为。
（4）[4]汽油机工作时的能量损失有：废气带走相当一部分能量；散热带走相当一部分能量；克服摩擦也要损失一部分能量。
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