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第十四章 第2节 热机 课后巩固练习卷
一、单选题
1．如图所示的是汽油机的某个冲程，以下描述正确的是（ ）
A．该冲程是做功冲程，它是把机械能转化为内能
B．该冲程是做功冲程，它是把内能转化为机械能
C．该冲程是压缩冲程，它是把机械能转化为内能
D．该冲程是压缩冲程，它是把内能转化为机械能
2．如图表示汽油机内能转化为机械能的冲程是
A． B． C． D．
3．如图是两个演示实验的示意图，甲图是在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉，用力把活塞迅速下压，棉花就会立即燃烧；乙图是给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡胶塞迅速冲出试管口；根据实验现象判断下列说法中错误的是（ ）
A．甲图中活塞下压过程中，筒中气体的内能增大
B．甲图中活塞下压过程的能量转化与热机压缩冲程能量转化相同
C．乙图中水蒸气推动橡胶塞冲出试管口的过程中，水蒸气内能减少
D．乙图中水蒸气推动橡胶塞过程与热机排气冲程相同
4．如图所示为内燃机工作时某冲程的示意图，对该冲程的描述正确的是（ ）
A．此冲程两个气门都关闭，活塞向上运动
B．此冲程与冬天搓手取暖的能量转化方式相同
C．此冲程主要是通过热传递的方式增大燃气的内能
D．此冲程是做功冲程，内能转化为机械能
5．如图所示，给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，这个过程与选项四冲程汽油机工作示意图中，哪一个冲程的能量转化过程是相同的（ ）
A． B．
C． D．
6．如图1所示是汽油机一个工作循环的四个冲程，其工作顺序正确的是（ ）
A．甲乙丙丁 B．乙甲丙丁 C．乙丁甲丙 D．乙甲丁丙
7．汽油机的一个工作循环中，能量转化方式与图示过程相同的是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
8．下图是四冲程汽油机的四个过程，对应于做功冲程的是（ ）
A． B． C． D．
9．如图所示实验，试管口木塞冲出过程中，下列说法错误的是（ ）
A．试管口出现的白雾是水蒸气
B．能量转化情况与内燃机做功冲程相同
C．试管口出现白雾是液化形成的
D．水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减少
10．如图所示，是小浩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冲程，下列说法正确的是（ ）
鼻孔吸气 气沉丹田 排山倒海 打完收工
A．“鼻孔吸气”所对应的汽油机冲程吸入的是只有空气
B．“气沉丹田”所对应的汽油机冲程是将进气门关闭，排气门打开
C．“排山倒海”所对应的汽油机冲程是靠飞轮的惯性来完成的
D．“打完收工”所对应的汽油机冲程排出了废气
二、填空题
11．2020年5月5日18时，长征五号B运载火箭在海南文昌首飞成功，正式拉开我国载人航天工程第三步任务的序幕。如图所示，是火箭首飞时的情景：火箭升空过程中，发动机的工作原理相当于四冲程内燃机的 冲程 此过程，火箭箭体与空气摩擦会发热，这是通过 方式改变箭体的内能。
12．如图所示是工业上常用的摩擦焊接技术，将两根需要焊接的同种材料金属棒表面紧压在一起，一根金属棒固定，另一根金属棒高速旋转，两根金属棒剧烈地摩擦，这是通过 的方式增大金属棒内能，金属棒接触面的温度迅速升高，接触面会熔化，再进行冷却，两根金属棒就焊接到一起，焊接前后，金属棒的比热容 （选填“变大”“变小”或“不变”）。一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1800r/ min，则该汽油机每秒内完成 个冲程，对外做功 次。
13．如图为一单缸四冲程汽油机某冲程剖面图，该图表示为 冲程。若飞轮转速为3000r/min，则1s对外做功 次，若汽油机的水箱中5kg水由20℃升高到100℃，水吸收 J热量。[]。
14．汽油机工作时将燃料燃烧时产生的 能转化为 能，一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是4800r/min，该汽油机每秒对外做功 次。
15．如图所示是四冲程汽油机的 冲程，该冲程中，汽缸内燃气的内能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；该汽油机的转速是，则每1s对外做功 次。
16．如图是我国古代发明的取火器模型图，把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒就会立刻燃烧起来，这是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式，使筒内空气内能增加，温度升高，达到艾绒的着火点。这与四冲程汽油机工作循环中的 冲程类似。
17．小华发现家中正在煮饭的高压锅限压阀被气流顶起，这一现象与热机的工作循环中的 冲程原理相同，这一过程内能转化为 能。现有一台四冲程汽油机，飞轮的转速为2400r/min，这台汽油机每秒钟内完成 个冲程，对外做了 次功。
18．如图所示是学习热学知识时所做的一些小实验：
（1）如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图甲可以看出，此时它所处在 冲程，其能量转化情况与 （选填“乙”或“丙”）图相同，若该单缸四冲程汽油机的飞轮转速是2400r/min，则此汽油机每秒对外做功 次；发动机采用以水为主要成分的冷却液来降温，这是因为水的 较大。
（2）如图丙所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部，放入一小团干燥的硝化棉，用力将活塞迅速下压，此过程中活塞的 能转化为筒内空气的内能，筒内硝化棉由于温度升高达到着火点而燃烧，硝化棉的内能是通过 方式改变的。
三、实验探究题
19．根据图中实验回答问题。
（1）如图1所示，在热水和冷水中分别滴入两滴墨水，不要搅动杯中的水，选用热水和冷水做实验的目的是便于探究分子无规则运动速度与 的关系。
（2）如图2所示，瓶内装有少量的水，水上方有水蒸气，用打气筒向瓶内打气，当塞跳起时，瓶内出现白雾，白雾是水蒸气 而成的，这说明气体对外做功时，内能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）如图3所示是热机的 冲程，这个冲程是通过 的方式改变它的内能。
（4）如图4所示，当软木塞被冲出时，发生的能量转化是 转化为 。
（5）如图5的实验说明了 。
20．在如下实验中：
（1）探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，如图所示，让同一铁球从斜面不同高度由静止释放，撞击同一木块，探究木块的动能大小与 的关系；若水平面绝对光滑且足够长，木块被撞后将做 ；
（2）将活塞迅速下压，活塞对 做功（选填“硝化棉”或“筒内空气”），使其内能 （选填“增大”或“减少”），温度升高，硝化棉燃烧；
（3）如图甲是四冲程汽油机 冲程的示意图，其能量转化情况与乙图 （选填：相同或不同）。
21．发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在气缸中往复运动，一个工作循环经历吸气、压缩、做功和排气四个冲程，汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在气缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（冲程长度）。如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量，实际汽车往往采用多缸发动机。如图所示发动机有4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。
（1）汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为 能；
（2）已知汽油的热值为4×107J/kg，如果汽车油箱装有40kg的汽油，这些汽油充分燃烧2kg；放出的热量为 J，剩余汽油的热值为 J/kg；
（3）四缸发动机中3号汽缸在压缩冲程中，则2号汽缸所处的冲程是 ；
A．吸气 B．压缩 C．做功 D．排气
（4）设该发动机做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0，发动机排量为V排，则发动机转速为2400r/min时，每个工作循环所需耍的时间为 秒，该轿车的输出功率P与发动机排量V排的关系式为P= 。
四、作图题
22．图甲为内燃机的吸气冲程的示意图，图甲中画出了吸气冲程进气门、排气门的开闭情况与活塞的运动情况。请在图乙中用“T”表示阀门，画出做功冲程进气门、排气门的开闭情况，用“↑”或“↓”表示活塞运动方向，画出做功冲程活塞的运动情况。
23．图甲为内燃机的吸气冲程的示意图，图甲中画出了吸气冲程进气门、排气门的开闭情况与活塞的运动情况。请在图乙中用“T”表示阀门，画出做功冲程进气门、排气门的开闭情况，用“↑”或“↓”表示活塞运动方向，画出做功冲程活塞的运动情况。
24．如图甲是汽油机吸气冲程的示意图。请仿照图甲，在图乙中画出压缩冲程中进气门、排气门的开闭情况和活塞的运动方向（用“”或“”表示）。
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第十四章 第2节 热机 课后巩固练习卷
一、单选题
1．如图所示的是汽油机的某个冲程，以下描述正确的是（ ）
A．该冲程是做功冲程，它是把机械能转化为内能
B．该冲程是做功冲程，它是把内能转化为机械能
C．该冲程是压缩冲程，它是把机械能转化为内能
D．该冲程是压缩冲程，它是把内能转化为机械能
【答案】B
【解析】【解答】图中，汽油机的进气门和排气门关闭，活塞下行，火花塞点燃，是做功冲程，此时燃气推动活塞运动，将内能转化为机械能，故B正确。
故选B。
【分析】根据汽油机的气门状态和活塞运行方向，判断冲程，做功冲程将内能转化为机械能。
2．如图表示汽油机内能转化为机械能的冲程是
A． B． C． D．
【答案】C
3．如图是两个演示实验的示意图，甲图是在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉，用力把活塞迅速下压，棉花就会立即燃烧；乙图是给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡胶塞迅速冲出试管口；根据实验现象判断下列说法中错误的是（ ）
A．甲图中活塞下压过程中，筒中气体的内能增大
B．甲图中活塞下压过程的能量转化与热机压缩冲程能量转化相同
C．乙图中水蒸气推动橡胶塞冲出试管口的过程中，水蒸气内能减少
D．乙图中水蒸气推动橡胶塞过程与热机排气冲程相同
【答案】D
4．如图所示为内燃机工作时某冲程的示意图，对该冲程的描述正确的是（ ）
A．此冲程两个气门都关闭，活塞向上运动
B．此冲程与冬天搓手取暖的能量转化方式相同
C．此冲程主要是通过热传递的方式增大燃气的内能
D．此冲程是做功冲程，内能转化为机械能
【答案】D
5．如图所示，给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，这个过程与选项四冲程汽油机工作示意图中，哪一个冲程的能量转化过程是相同的（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
6．如图1所示是汽油机一个工作循环的四个冲程，其工作顺序正确的是（ ）
A．甲乙丙丁 B．乙甲丙丁 C．乙丁甲丙 D．乙甲丁丙
【答案】D
【解析】【解答】甲图两气阀紧闭，活塞向上压缩，是压缩冲程；乙图吸气阀打开，排气阀关闭，是吸气冲程；丙图吸气阀关闭，排气阀打开，是排气冲程；丁图两气阀关闭，火花塞点火，是做功冲程；汽油机冲程的顺序是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，所以甲乙丙丁作为一个工作循环的排序是乙甲丁丙，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，各冲程的特点不同，因此根据气门的状态和活塞的运行方向确定冲程。
7．汽油机的一个工作循环中，能量转化方式与图示过程相同的是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【答案】B
8．下图是四冲程汽油机的四个过程，对应于做功冲程的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
9．如图所示实验，试管口木塞冲出过程中，下列说法错误的是（ ）
A．试管口出现的白雾是水蒸气
B．能量转化情况与内燃机做功冲程相同
C．试管口出现白雾是液化形成的
D．水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减少
【答案】A
10．如图所示，是小浩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冲程，下列说法正确的是（ ）
鼻孔吸气 气沉丹田 排山倒海 打完收工
A．“鼻孔吸气”所对应的汽油机冲程吸入的是只有空气
B．“气沉丹田”所对应的汽油机冲程是将进气门关闭，排气门打开
C．“排山倒海”所对应的汽油机冲程是靠飞轮的惯性来完成的
D．“打完收工”所对应的汽油机冲程排出了废气
【答案】D
【解析】【解答】A.鼻孔吸气，对应的汽油机冲程，汽油机的吸气冲程吸入的是空气和汽油，A不符合题意；
B.气沉丹田，对应的汽油机的压缩冲程，进气门和排气门都关闭，B不符合题意；
C.排山倒海，对应的汽油机做功冲程，是燃气推动活塞运行，C不符合题意；
D.打完收工，所对应的汽油机排气冲程排出了废气，D符合题意。
故答案为：D.
【分析】根据汽油机的工作过程，分析各冲程完成的任务。
二、填空题
11．2020年5月5日18时，长征五号B运载火箭在海南文昌首飞成功，正式拉开我国载人航天工程第三步任务的序幕。如图所示，是火箭首飞时的情景：火箭升空过程中，发动机的工作原理相当于四冲程内燃机的 冲程 此过程，火箭箭体与空气摩擦会发热，这是通过 方式改变箭体的内能。
【答案】做功；做功
【解析】【解答】内燃机的做功冲程是把内能转化为机械能。火箭升空过程中，火箭发动机工作时将内能转化为机械能，故发动机的工作原理相当于四冲程内燃机的做功冲程。做功和热传递都可以改变物体的内能，火箭箭体与空气摩擦会发热，这是通过做功改变箭体的内能。
【分析】做功可以改变物体的内能，外界对物体做功物体的内能增加，物体对外界做功物体的内能减小。
12．如图所示是工业上常用的摩擦焊接技术，将两根需要焊接的同种材料金属棒表面紧压在一起，一根金属棒固定，另一根金属棒高速旋转，两根金属棒剧烈地摩擦，这是通过 的方式增大金属棒内能，金属棒接触面的温度迅速升高，接触面会熔化，再进行冷却，两根金属棒就焊接到一起，焊接前后，金属棒的比热容 （选填“变大”“变小”或“不变”）。一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1800r/ min，则该汽油机每秒内完成 个冲程，对外做功 次。
【答案】做功；不变；60；15
13．如图为一单缸四冲程汽油机某冲程剖面图，该图表示为 冲程。若飞轮转速为3000r/min，则1s对外做功 次，若汽油机的水箱中5kg水由20℃升高到100℃，水吸收 J热量。[]。
【答案】吸气；25；1.68×106
14．汽油机工作时将燃料燃烧时产生的 能转化为 能，一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是4800r/min，该汽油机每秒对外做功 次。
【答案】内；机械；40
【解析】【解答】汽油机工作时将燃料燃烧时产生的内能转化为机械能。由题意可知，单缸四冲程汽油机的飞轮转速是4800r/min，即每秒钟转80圈，完成160个冲程，做功40次。
【分析】热机就是利用燃料燃烧时产生的内能来做功的机器，工作时把内能转化为机械能；在四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次。
15．如图所示是四冲程汽油机的 冲程，该冲程中，汽缸内燃气的内能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；该汽油机的转速是，则每1s对外做功 次。
【答案】做功；变小；30
16．如图是我国古代发明的取火器模型图，把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒就会立刻燃烧起来，这是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式，使筒内空气内能增加，温度升高，达到艾绒的着火点。这与四冲程汽油机工作循环中的 冲程类似。
【答案】做功；压缩
17．小华发现家中正在煮饭的高压锅限压阀被气流顶起，这一现象与热机的工作循环中的 冲程原理相同，这一过程内能转化为 能。现有一台四冲程汽油机，飞轮的转速为2400r/min，这台汽油机每秒钟内完成 个冲程，对外做了 次功。
【答案】做功；机械；80；20
18．如图所示是学习热学知识时所做的一些小实验：
（1）如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图甲可以看出，此时它所处在 冲程，其能量转化情况与 （选填“乙”或“丙”）图相同，若该单缸四冲程汽油机的飞轮转速是2400r/min，则此汽油机每秒对外做功 次；发动机采用以水为主要成分的冷却液来降温，这是因为水的 较大。
（2）如图丙所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部，放入一小团干燥的硝化棉，用力将活塞迅速下压，此过程中活塞的 能转化为筒内空气的内能，筒内硝化棉由于温度升高达到着火点而燃烧，硝化棉的内能是通过 方式改变的。
【答案】（1）压缩；丙；20；比热容
（2）机械；热传递
三、实验探究题
19．根据图中实验回答问题。
（1）如图1所示，在热水和冷水中分别滴入两滴墨水，不要搅动杯中的水，选用热水和冷水做实验的目的是便于探究分子无规则运动速度与 的关系。
（2）如图2所示，瓶内装有少量的水，水上方有水蒸气，用打气筒向瓶内打气，当塞跳起时，瓶内出现白雾，白雾是水蒸气 而成的，这说明气体对外做功时，内能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）如图3所示是热机的 冲程，这个冲程是通过 的方式改变它的内能。
（4）如图4所示，当软木塞被冲出时，发生的能量转化是 转化为 。
（5）如图5的实验说明了 。
【答案】温度；液化；减小；压缩；做功；内能；机械能；分子之间存在引力
20．在如下实验中：
（1）探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，如图所示，让同一铁球从斜面不同高度由静止释放，撞击同一木块，探究木块的动能大小与 的关系；若水平面绝对光滑且足够长，木块被撞后将做 ；
（2）将活塞迅速下压，活塞对 做功（选填“硝化棉”或“筒内空气”），使其内能 （选填“增大”或“减少”），温度升高，硝化棉燃烧；
（3）如图甲是四冲程汽油机 冲程的示意图，其能量转化情况与乙图 （选填：相同或不同）。
【答案】（1）速度；匀速直线运动
（2）筒内空气；增大
（3）压缩；相同
【解析】【解答】（1）①根据题意可知，将同一铁球从斜面不同高度由静止释放，则小球达到水平面时的初速度不同，所以探究的是动能大小与速度的关系。
②若水平面绝对光滑且足够长，则木块不受阻力作用，那么它的速度将不会减小，因此木块被撞后将做匀速直线运动。
（2）根据题意可知，将活塞迅速下压，则活塞对筒内空气做功，将机械能转化为内能，则内能增大；
（3）根据图片可知，两侧阀门关闭，活塞向上运动，那么是压缩冲程，将机械能转化为内能，所以能量转化情况与乙图相同。
【分析】 （1）动能的大小与物体质量及速度有关，物体不受外力时保持静止或匀速直线运动；
（2）根据能量转化的知识分析解答；
（3）根据活塞的运行方向和气门的开合确定冲程的名称，并确定其能量转化过程。
（1）[1]将同一铁球从斜面不同高度由静止释放，小球达到水平面时的初速度不同，所以探究的是动能大小与速度的关系。
[2]若水平面绝对光滑且足够长，由牛顿第一定律可知，木块被撞后将做匀速直线运动。
（2）[1][2]将活塞迅速下压，活塞压缩筒内空气，即活塞对筒内空气做功，机械能转化为内能，空气温度升高，发生热传递，硝化棉的温度升高，温度达到着火点，硝化棉燃烧。
（3）[1][2]图中两侧阀门关闭，活塞向上运动，将机械能转化为内能，所以是压缩冲程，能量转化情况与乙图相同。
21．发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在气缸中往复运动，一个工作循环经历吸气、压缩、做功和排气四个冲程，汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在气缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（冲程长度）。如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量，实际汽车往往采用多缸发动机。如图所示发动机有4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。
（1）汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为 能；
（2）已知汽油的热值为4×107J/kg，如果汽车油箱装有40kg的汽油，这些汽油充分燃烧2kg；放出的热量为 J，剩余汽油的热值为 J/kg；
（3）四缸发动机中3号汽缸在压缩冲程中，则2号汽缸所处的冲程是 ；
A．吸气 B．压缩 C．做功 D．排气
（4）设该发动机做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0，发动机排量为V排，则发动机转速为2400r/min时，每个工作循环所需耍的时间为 秒，该轿车的输出功率P与发动机排量V排的关系式为P= 。
【答案】机械；8×107J；4×107；D；0.05s；20p0V排
四、作图题
22．图甲为内燃机的吸气冲程的示意图，图甲中画出了吸气冲程进气门、排气门的开闭情况与活塞的运动情况。请在图乙中用“T”表示阀门，画出做功冲程进气门、排气门的开闭情况，用“↑”或“↓”表示活塞运动方向，画出做功冲程活塞的运动情况。
【答案】解：如图所示：
【解析】【解答】在内燃机的做功冲程中，两个气门都关闭，活塞向下运动，如图乙所示：
【分析】内燃机的做功冲程中，气门闭合，活塞向下运行。
23．图甲为内燃机的吸气冲程的示意图，图甲中画出了吸气冲程进气门、排气门的开闭情况与活塞的运动情况。请在图乙中用“T”表示阀门，画出做功冲程进气门、排气门的开闭情况，用“↑”或“↓”表示活塞运动方向，画出做功冲程活塞的运动情况。
【答案】解：如图所示：
【解析】【解答】在内燃机的做功冲程中，两个气门都关闭，活塞向下运动，如图乙所示：
【分析】在内燃机的做功冲程中，两个气门都关闭，活塞向下运动。
24．如图甲是汽油机吸气冲程的示意图。请仿照图甲，在图乙中画出压缩冲程中进气门、排气门的开闭情况和活塞的运动方向（用“”或“”表示）。
【答案】
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