第3节 热机 同步练习
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第三节 热机
一．选择题（共10小题）
1．某同学用两只相同的电加热器，给相同质量的水和某种液体加热，每隔2分钟记录一次数据，如下表所示。已知水的比热为4.2╳103焦/（千克?℃），则该液体的比热为（ ）
加热时间
0
2
4
水的温度（℃）
24
28
32
液体的温度（℃）
24
31
38
A．7.35╳103焦/（千克?℃） B．2.4╳103焦/（千克?℃）
C．1.75╳103焦/（千克?℃） D．0.56╳103焦/（千克?℃）
2．（2018?眉山）以下说法正确的是（ ）
A．物体吸收热量，温度一定升高 B．热机的大量使用有利于环境的保护
C．燃料的热值与燃料的质量没有关系 D．热机的工作过程只是将内能转化成机械能的过程
3．（2017?益阳）为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施不能提高热机效率的是（ ）
A．让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全
B．在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损失
C．尽量减少热机内部各部件间的摩擦
D．尽量增加热机的工作时间
4．（2018?滨州）如图是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（ ）
A．压缩冲程，将化学能转化成内能
B．压缩冲程，将机械能转化成内能
C．做功冲程，将内能转化成机械能
D．做功冲程，将机械能转化成内能
5．（2017?达州）下列关于热现象的说法中，正确的是（ ）
A．冬天，嘴里呼出“白气”属于汽化现象
B．水凝固过程中，温度不变，内能增大
C．扩散现象的发生是由于分子间有相互作用力
D．汽油机飞轮转速是3600r/min，则在1s内汽油机内能转化为机械能30次
6．（2018?长沙模拟）下列关于热机的说法中，正确的是（ ）
A．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦，可以使热机效率大于1
B．柴油机工作时，将内能转化为机械能的是做功冲程
C．四冲程汽油机有两个冲程是对外做功的
D．热机不属于大气污染的主要来源
7．（2018?临沂模拟）如图是内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为（ ）
η=×100% B．η=×100%
C．η=×100% D．η=×100%
8．（2018?苏州）关于内能，有以下四个观点，你认为正确的是（ ）
①热机在做功冲程中内能转化为机械能
②物体温度越低，内能越小，所以0℃的物体没有内能
③两物体相互接触时，热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
④改变物体内能的方法有很多，但本质上只有做功和热传递两种方式
A．①② B．②③ C．①④ D．③④
9．（2018?岳阳二模）如图是我国自主研发的武装直升机在起飞时的情景，关于此直升机，下列说法中正确的是（ ）
A．为了提高此直升机的抗打能力，制造时选用了密度很大的材料
B．飞机水平前进时，螺旋桨受到的升力对飞机做功
C．飞机的汽油机工作时，做功冲程是将机械能转化内能
D．飞机竖直匀速上升时，飞机驾驶员的机械能增加
10．在公路上有一辆汽车和一台拖拉机发生故障，经检查都是蓄电池坏了，不能启动，有人建议，只要把它们推动以后就可以使发动机继续工作。你认为把它们推动以后（ ）
A．汽车和拖拉机仍能行驶 B．只有汽车可以继续行驶，拖拉机不能行驶
C．只有拖拉机可以继续行驶，汽车不能行驶 D．都不能行驶
二．填空题（共4小题）
11．（2018?黑龙江）内燃机一个工作循环有四个冲程，实现将内能转化为机械能的是 冲程。某品牌汽车每行驶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）。
12．（2018?菏泽）热机给人类文明带来进步，也给生态环境造成污染。热机对环境造成的污染主要有：热污染、空气污染和 污染。
13．（2018?东营三模）如图所示是四冲程汽油机的 冲程，该汽油机工作一段时间消耗了5kg汽油，这些汽油全部完全燃烧放出的热量是 J．（汽油的热值为4.6×107J/kg）
14．（2017秋?太和县校级月考）如图所示是某直饮式节能饮水机的热交换节能器原理图。它将进水管与出水管贴在一起，利用进水管中的冷水给出水管中的开水降温，同时，进水管中的冷水被预热后送到加热腔中用电加热器烧开，达到了既节能又使用方便的目的。若热交换管中热水和冷水的流量之比为10：9（流量是指单位时间内流经管道截面的液体质量），20℃的自来水经热交换套管后被预热成90℃的热水流进加热腔，同时100℃的开水从加热腔流进热交换套管，变成温度为 的温开水流出。
三．实验探究题（共1小题）
15．如图1所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉，图中的装置其实就是小型的热机，当活塞快速压缩玻璃筒内的空气后，对筒内空气做了功，空气的内能增加，温度升高，棉花燃烧起来。松手后活塞会“反弹”，并从A位置向上运动到B位置，玻璃筒内高温高压的气体提供的压力对活塞做了功，
（1）你判断的依据是 。
（2）以圆点代替图中的活塞，作出活塞的受到向上的压力F示意图及移动的距离s。
（3）四冲程汽油机工作过程中的其中一个冲程与上述能量转化过程相同，该冲程即是图2中的
图。
四．解答题（共2小题）
16．（2018?鼓楼区二模）随着物质生活水平的提高，小轿车已经走进了我们普通的家庭。小明家最近也购买了一辆轿车。请根据下列提供的信息回答相关问题。
（1）甲图是轿车车顶“外掀式天窗”，行驶时，如果天窗后部稍微向上掀开，车内的污浊空气就能被自动“抽出”，这里应用的物理原理是 。
（2）当该轿车汽油机的转速为2400r/min时，在1s内汽油机每个气缸里活塞对外做功的冲程次数是 。
（3）小明通过上网查阅得到这款轿车发动机输出功率与转速的关系如图乙所示；小明又通过父亲了解到，当车速是100km/h时，发动机转速是2000r/min，平均油耗为9L/100km。分析上述信息可知：当这辆汽车以100km/h匀速行驶时，1小时发动机所做的有用功为 J，消耗汽油产生的内能 J，此时发动机的效率约为 。（已知汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.8×103kg/m3）
17．（2018?红安县校级模拟）小亮家有一辆轿车，爸爸在给他讲车的性能时，总是说“2.0的排量”，却很少说“功率”，为此小亮特地从刚上查到了排量的定义：活塞从上止点移动到下止点所通过的“工作客积”称为气缸排量。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。小亮从说明书上查到家中的轿车采用的是LFX直列四缸发动机，排量为2.0L；从网上查找到了了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示。
（1）根据图分析，在发动机转速为1000﹣﹣﹣5000r/min范围内，它的输出功率与转速大致有怎样的定性关系？
（2）试通过公式推导出在其他参数相同时，轿车发动机的输出功率与其排量的关系。
（3）小亮又向爸爸询问了一些实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为l00km/h时，发动机转速为2000r/min，1平均油耗为9L/l00km．参考图中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，发动机的效率约为多少？每个做功冲程气缸内气体的平均压强是约为多少？（已知汽油的热值为4.6×l07J/kg，密度为0.71×103kg/m3）。
参考答案
一．选择题（共10小题）
1．【解答】解：取两种液体都加热了2分钟为研究对象，Q水=Q液，
由Q水=c水m（t水﹣t0）、Q液=c液m（t液﹣t0）得，c水m（t水﹣t0）=c液m（t液﹣t0），
即：4.2×103J/（kg?℃）m（28℃﹣24℃）=c液m（31℃﹣24℃）
解得：c液=2.4×103J/（kg?℃）
答案：B。
2．【解答】解：A、物体吸收热量，温度不一定升高，比如晶体熔化过程中，吸热但温度不变，故A错误；B、热机在使用时会排放出一些有害的气体，造成环境污染，故B错误；
C、热值只跟燃料的种类有关，与燃料的质量无关，故C正确；D、热机工作过程中，在压缩冲程机械能转化为内能，做功冲程内能转化为机械能，故D错误。
答案：C。
3．【解答】解：热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。所以减少热量的损失可以提高热机的效率。所以使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率。故ABC正确；
增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率，故D错误。
答案：D。
4．【解答】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，能量转化关系是气体的内能转化为机械能；
答案：C。
5．【解答】解：A．冬天气温低，嘴里呼出气体中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴，悬浮在空气中形成“白气”，故A错误；B．水在凝固过程中，温度不变，向外放热，内能减小，故B错误；C．扩散现象说明了分子在不停的做无规则运动，故C错误；
D．汽油机飞轮转速是3600r/min=60r/s，由“一个工作循环，曲轴转两圈，对外做功一次”可知，在1s内汽油机对外做功30次，即在1s内汽油机内能转化为机械能30次，故D正确。
答案：D。
6．【解答】解：A、减少各种热损失、加润滑油减少机器各部件之间的摩擦、充分利用废气的能量，如建热电站，都可以提高燃料的利用率，提高热机的效率，但不能消除额外功，机械效率总小于1，故A错误；
B、柴油机工作时，做功冲程将内能转化为机械能，故B正确；
C、在内燃机工作的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，故C错误；
D、热机排气冲程中将废气排入空气中，属于大气污染的主要来源，故D错误。
答案：B。
7．【解答】解：由能流图可知：
燃料完全燃烧放出的热量为E，有用机械能即有用功为E2，
所以内燃机的效率可表示为η=×100%=×100%。
答案：B。
8．【解答】解：①做功冲程中高温高压的燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，故①正确；②一切物体在任何温度下都具有内能，所以0℃的物体仍具有内能，故②错误；
③发生热传递的条件是：有温度差，所以内能可自动地从高温物体转移到低温物体，故③错误；④改变物体内能的方法有很多，但本质上只有做功和热传递两种方式，它们在改变内能能达到相同的效果，故④正确。
答案：C。
9．【解答】解：A、飞机的重力大了不易起飞，因此在体积一定的情况下，要选密度小的材料，减轻飞机重力，故A错误。B、飞机水平前进时，螺旋桨受到的升力方向向上，飞机没有在力的方向上通过距离，所以升力对飞机没有做功，故B错误；C、飞机的汽油机工作时，做功冲程将内能转化为机械能，故C错误；D、飞机竖直匀速上升时，飞机的动能没有变，但重力势能增加，故飞机的机械能增加。故D正确。
答案：D。
10．【解答】解：汽车内部是汽油机，其压缩冲程末需要火花塞点燃汽油和空气的混合物，完成做功冲程，所以需要电瓶提供电能，电瓶损坏就无法前进；拖拉机内部是柴油机，其结构是喷油嘴，是压燃式点火，没有蓄电池也可以工作。所以蓄电池坏了拖拉机可以继续前进，而汽车不能。
答案：C。
二．填空题（共4小题）
11．【解答】解：（1）内燃机的四个冲程中，实现将机械能转化成内能的是压缩冲程；实现将内能转化为机械能的是做功冲程；
（2）7kg汽油完全燃烧要放出的热量：Q=qm=4.6×107J/kg×7kg=3.22×108J。
答案：做功；3.22×108。
12．【解答】解：在生活中，热机主要是汽油机和柴油机，汽油和柴油的燃烧会产生大量的烟尘和废气，所以会造成大气污染，同时，由于热机各部位的振动会产生高分贝的噪声，造成噪声污染。
答案：噪声。
13．【解答】解：根据图示可知，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，气缸容积增大，因此是做功冲程；
完全燃烧5kg汽油放出的热量：
Q=mq=5kg×4.6×107J/kg=2.3×108J。
答案：做功；2.3×108。
14．【解答】解：因20℃的自来水经热交换套管后被预热成90℃，100℃的开水从加热腔流进热交换套管后变为温开水流出，热水和冷水的流量之比为10：9，热水和冷水质量之比m热：m冷=10：9，
则m热=m冷，
不计热损失时，冷水吸收的热量和热水放出的热量相等，
由Q=cm△t可得：
cm冷（90℃﹣20℃）=cm热（100℃﹣t0），
cm冷（90℃﹣20℃）=cm冷（100℃﹣t0），
解得：t0=37℃。
答案：37。
三．实验探究题（共1小题）
15．【解答】解：（1）棉花燃烧时，玻璃筒内空气的内能增加，温度升高，活塞从A位置向上运动到B位置，玻璃筒内高温高压的气体提供的压力对活塞做了功，判断的依据是气体对活塞有力的作用，且活塞在力的方向上移动了距离；与内燃机的做功冲程相类似；
（2）因为燃气对活塞的压力向上，所以过重心作竖直向上力即可，活塞移动的距离s即AB间的距离；如图所示：
（3）活塞上升过程中，燃气的内能转化为活塞的机械能，与内燃机的做功冲程相类似；
甲图中，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程；
乙图中，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程；
丙图中，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，故丙符合题意；
丁图中，进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程。
答案：（1）气体对活塞有力的作用，且活塞在力的方向上移动了距离；（2）见上图；（3）丙。
四．解答题（共2小题）
16．【解答】解：（1）天窗前闭后开，在车顶形成一个凸面，加大了空气的流速，流体流速大的地方压强小，使天窗开口处的气压小于车内的气压，则在压力差的作用下车内污浊的空气被自动“抽出”，从而保持车内空气清新；
（2）飞轮转速是2400r/min=40r/s，因一个工作循环飞轮转2圈，做功一次，所以每秒可以做功20次；
在压缩冲程中，是机械能转化为内能；
（3）由发动机输出特性曲线可知：发动机转速为2000r/min时，其输出功率约为30kW，
每小时对外所做的有用功：
W=Pt=30×103W×3600s=1.08×108J；
行驶100km消耗的汽油是9L=9dm3=9×10﹣3m3，则完全燃烧释放的热量：
Q=mq=ρVq=0.8×103kg/m3×9×10﹣3m3×4.6×107J/kg=3.312×108J，
发动机的效率：
η=×100%=×100%≈32.6%。
答案：（ 1）流体流速大的地方压强小；（ 2）20；（ 3）1.08×108； 3.312×108； 32.6%
17．【解答】解：（1）由这台发动机输出特性曲线可以看出在发动机转速为1000﹣500r/min范围内，它的输出功率与转速大致成正比关系。
（2）设做功冲程燃气对活塞的平均压强为p0，发动机排量为V排，则一个活塞的排气量V排，做功冲程燃气对一个活塞的平均压力：F=p0S，每个做功冲程燃气对一个活塞做的功：W0=FL=p0SL=p0V排，发动机转速为n时，燃气对活塞做功的功率：P==2n×P0V排=nP0V排，所以，在发动机转速n，做功冲程汽缸平均压强p0大致相同时，燃气对活塞做功的功率P与发动机排量V排成正比；
（3）由发动机输出特性曲线可知：发动机转速为2000r/min时，其输出功率约为30kW，
有用功：W有=Pt===1.08×108J；
总功：W总=mq=ρVq=0.71×103kg/m3×9×10﹣3m3×4.6×107J/kg=2.9394×108J；
发动机的效率：η==×100%≈36.7%；
由P=nP0V排可得：
P0===9×105Pa。
答：（1）由这台发动机输出特性曲线可以看出，在发动机转速为1000﹣﹣5000r/min范围内，它的输出功率与转速大致成正比关系；
（2）在其他参数相同时，发动机的输出功率与其排量的关系为燃气对活塞做功的功率P与发动机排量V排成正比；
（3）这辆汽车以100km/h行驶时，发动机的效率约为36.7%，每个做功冲程汽缸内的平均压强约为9×105Pa。
一．选择题（共10小题）
1．某同学用两只相同的电加热器，给相同质量的水和某种液体加热，每隔2分钟记录一次数据，如下表所示。已知水的比热为4.2╳103焦/（千克?℃），则该液体的比热为（ ）
加热时间
0
2
4
水的温度（℃）
24
28
32
液体的温度（℃）
24
31
38
A．7.35╳103焦/（千克?℃） B．2.4╳103焦/（千克?℃）
C．1.75╳103焦/（千克?℃） D．0.56╳103焦/（千克?℃）
2．（2018?眉山）以下说法正确的是（ ）
A．物体吸收热量，温度一定升高 B．热机的大量使用有利于环境的保护
C．燃料的热值与燃料的质量没有关系 D．热机的工作过程只是将内能转化成机械能的过程
3．（2017?益阳）为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施不能提高热机效率的是（ ）
A．让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全
B．在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损失
C．尽量减少热机内部各部件间的摩擦
D．尽量增加热机的工作时间
4．（2018?滨州）如图是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（ ）
A．压缩冲程，将化学能转化成内能
B．压缩冲程，将机械能转化成内能
C．做功冲程，将内能转化成机械能
D．做功冲程，将机械能转化成内能
5．（2017?达州）下列关于热现象的说法中，正确的是（ ）
A．冬天，嘴里呼出“白气”属于汽化现象
B．水凝固过程中，温度不变，内能增大
C．扩散现象的发生是由于分子间有相互作用力
D．汽油机飞轮转速是3600r/min，则在1s内汽油机内能转化为机械能30次
6．（2018?长沙模拟）下列关于热机的说法中，正确的是（ ）
A．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦，可以使热机效率大于1
B．柴油机工作时，将内能转化为机械能的是做功冲程
C．四冲程汽油机有两个冲程是对外做功的
D．热机不属于大气污染的主要来源
7．（2018?临沂模拟）如图是内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为（ ）
η=×100% B．η=×100%
C．η=×100% D．η=×100%
8．（2018?苏州）关于内能，有以下四个观点，你认为正确的是（ ）
①热机在做功冲程中内能转化为机械能
②物体温度越低，内能越小，所以0℃的物体没有内能
③两物体相互接触时，热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
④改变物体内能的方法有很多，但本质上只有做功和热传递两种方式
A．①② B．②③ C．①④ D．③④
9．（2018?岳阳二模）如图是我国自主研发的武装直升机在起飞时的情景，关于此直升机，下列说法中正确的是（ ）
A．为了提高此直升机的抗打能力，制造时选用了密度很大的材料
B．飞机水平前进时，螺旋桨受到的升力对飞机做功
C．飞机的汽油机工作时，做功冲程是将机械能转化内能
D．飞机竖直匀速上升时，飞机驾驶员的机械能增加
10．在公路上有一辆汽车和一台拖拉机发生故障，经检查都是蓄电池坏了，不能启动，有人建议，只要把它们推动以后就可以使发动机继续工作。你认为把它们推动以后（ ）
A．汽车和拖拉机仍能行驶 B．只有汽车可以继续行驶，拖拉机不能行驶
C．只有拖拉机可以继续行驶，汽车不能行驶 D．都不能行驶
二．填空题（共4小题）
11．（2018?黑龙江）内燃机一个工作循环有四个冲程，实现将内能转化为机械能的是 冲程。某品牌汽车每行驶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）。
12．（2018?菏泽）热机给人类文明带来进步，也给生态环境造成污染。热机对环境造成的污染主要有：热污染、空气污染和 污染。
13．（2018?东营三模）如图所示是四冲程汽油机的 冲程，该汽油机工作一段时间消耗了5kg汽油，这些汽油全部完全燃烧放出的热量是 J．（汽油的热值为4.6×107J/kg）
14．（2017秋?太和县校级月考）如图所示是某直饮式节能饮水机的热交换节能器原理图。它将进水管与出水管贴在一起，利用进水管中的冷水给出水管中的开水降温，同时，进水管中的冷水被预热后送到加热腔中用电加热器烧开，达到了既节能又使用方便的目的。若热交换管中热水和冷水的流量之比为10：9（流量是指单位时间内流经管道截面的液体质量），20℃的自来水经热交换套管后被预热成90℃的热水流进加热腔，同时100℃的开水从加热腔流进热交换套管，变成温度为 的温开水流出。
三．实验探究题（共1小题）
15．如图1所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉，图中的装置其实就是小型的热机，当活塞快速压缩玻璃筒内的空气后，对筒内空气做了功，空气的内能增加，温度升高，棉花燃烧起来。松手后活塞会“反弹”，并从A位置向上运动到B位置，玻璃筒内高温高压的气体提供的压力对活塞做了功，
（1）你判断的依据是 。
（2）以圆点代替图中的活塞，作出活塞的受到向上的压力F示意图及移动的距离s。
（3）四冲程汽油机工作过程中的其中一个冲程与上述能量转化过程相同，该冲程即是图2中的
图。
四．解答题（共2小题）
16．（2018?鼓楼区二模）随着物质生活水平的提高，小轿车已经走进了我们普通的家庭。小明家最近也购买了一辆轿车。请根据下列提供的信息回答相关问题。
（1）甲图是轿车车顶“外掀式天窗”，行驶时，如果天窗后部稍微向上掀开，车内的污浊空气就能被自动“抽出”，这里应用的物理原理是 。
（2）当该轿车汽油机的转速为2400r/min时，在1s内汽油机每个气缸里活塞对外做功的冲程次数是 。
（3）小明通过上网查阅得到这款轿车发动机输出功率与转速的关系如图乙所示；小明又通过父亲了解到，当车速是100km/h时，发动机转速是2000r/min，平均油耗为9L/100km。分析上述信息可知：当这辆汽车以100km/h匀速行驶时，1小时发动机所做的有用功为 J，消耗汽油产生的内能 J，此时发动机的效率约为 。（已知汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.8×103kg/m3）
17．（2018?红安县校级模拟）小亮家有一辆轿车，爸爸在给他讲车的性能时，总是说“2.0的排量”，却很少说“功率”，为此小亮特地从刚上查到了排量的定义：活塞从上止点移动到下止点所通过的“工作客积”称为气缸排量。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。小亮从说明书上查到家中的轿车采用的是LFX直列四缸发动机，排量为2.0L；从网上查找到了了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示。
（1）根据图分析，在发动机转速为1000﹣﹣﹣5000r/min范围内，它的输出功率与转速大致有怎样的定性关系？
（2）试通过公式推导出在其他参数相同时，轿车发动机的输出功率与其排量的关系。
（3）小亮又向爸爸询问了一些实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为l00km/h时，发动机转速为2000r/min，1平均油耗为9L/l00km．参考图中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，发动机的效率约为多少？每个做功冲程气缸内气体的平均压强是约为多少？（已知汽油的热值为4.6×l07J/kg，密度为0.71×103kg/m3）。
参考答案
一．选择题（共10小题）
1．【解答】解：取两种液体都加热了2分钟为研究对象，Q水=Q液，
由Q水=c水m（t水﹣t0）、Q液=c液m（t液﹣t0）得，c水m（t水﹣t0）=c液m（t液﹣t0），
即：4.2×103J/（kg?℃）m（28℃﹣24℃）=c液m（31℃﹣24℃）
解得：c液=2.4×103J/（kg?℃）
答案：B。
2．【解答】解：A、物体吸收热量，温度不一定升高，比如晶体熔化过程中，吸热但温度不变，故A错误；B、热机在使用时会排放出一些有害的气体，造成环境污染，故B错误；
C、热值只跟燃料的种类有关，与燃料的质量无关，故C正确；D、热机工作过程中，在压缩冲程机械能转化为内能，做功冲程内能转化为机械能，故D错误。
答案：C。
3．【解答】解：热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。所以减少热量的损失可以提高热机的效率。所以使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率。故ABC正确；
增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率，故D错误。
答案：D。
4．【解答】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，能量转化关系是气体的内能转化为机械能；
答案：C。
5．【解答】解：A．冬天气温低，嘴里呼出气体中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴，悬浮在空气中形成“白气”，故A错误；B．水在凝固过程中，温度不变，向外放热，内能减小，故B错误；C．扩散现象说明了分子在不停的做无规则运动，故C错误；
D．汽油机飞轮转速是3600r/min=60r/s，由“一个工作循环，曲轴转两圈，对外做功一次”可知，在1s内汽油机对外做功30次，即在1s内汽油机内能转化为机械能30次，故D正确。
答案：D。
6．【解答】解：A、减少各种热损失、加润滑油减少机器各部件之间的摩擦、充分利用废气的能量，如建热电站，都可以提高燃料的利用率，提高热机的效率，但不能消除额外功，机械效率总小于1，故A错误；
B、柴油机工作时，做功冲程将内能转化为机械能，故B正确；
C、在内燃机工作的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，故C错误；
D、热机排气冲程中将废气排入空气中，属于大气污染的主要来源，故D错误。
答案：B。
7．【解答】解：由能流图可知：
燃料完全燃烧放出的热量为E，有用机械能即有用功为E2，
所以内燃机的效率可表示为η=×100%=×100%。
答案：B。
8．【解答】解：①做功冲程中高温高压的燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，故①正确；②一切物体在任何温度下都具有内能，所以0℃的物体仍具有内能，故②错误；
③发生热传递的条件是：有温度差，所以内能可自动地从高温物体转移到低温物体，故③错误；④改变物体内能的方法有很多，但本质上只有做功和热传递两种方式，它们在改变内能能达到相同的效果，故④正确。
答案：C。
9．【解答】解：A、飞机的重力大了不易起飞，因此在体积一定的情况下，要选密度小的材料，减轻飞机重力，故A错误。B、飞机水平前进时，螺旋桨受到的升力方向向上，飞机没有在力的方向上通过距离，所以升力对飞机没有做功，故B错误；C、飞机的汽油机工作时，做功冲程将内能转化为机械能，故C错误；D、飞机竖直匀速上升时，飞机的动能没有变，但重力势能增加，故飞机的机械能增加。故D正确。
答案：D。
10．【解答】解：汽车内部是汽油机，其压缩冲程末需要火花塞点燃汽油和空气的混合物，完成做功冲程，所以需要电瓶提供电能，电瓶损坏就无法前进；拖拉机内部是柴油机，其结构是喷油嘴，是压燃式点火，没有蓄电池也可以工作。所以蓄电池坏了拖拉机可以继续前进，而汽车不能。
答案：C。
二．填空题（共4小题）
11．【解答】解：（1）内燃机的四个冲程中，实现将机械能转化成内能的是压缩冲程；实现将内能转化为机械能的是做功冲程；
（2）7kg汽油完全燃烧要放出的热量：Q=qm=4.6×107J/kg×7kg=3.22×108J。
答案：做功；3.22×108。
12．【解答】解：在生活中，热机主要是汽油机和柴油机，汽油和柴油的燃烧会产生大量的烟尘和废气，所以会造成大气污染，同时，由于热机各部位的振动会产生高分贝的噪声，造成噪声污染。
答案：噪声。
13．【解答】解：根据图示可知，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，气缸容积增大，因此是做功冲程；
完全燃烧5kg汽油放出的热量：
Q=mq=5kg×4.6×107J/kg=2.3×108J。
答案：做功；2.3×108。
14．【解答】解：因20℃的自来水经热交换套管后被预热成90℃，100℃的开水从加热腔流进热交换套管后变为温开水流出，热水和冷水的流量之比为10：9，热水和冷水质量之比m热：m冷=10：9，
则m热=m冷，
不计热损失时，冷水吸收的热量和热水放出的热量相等，
由Q=cm△t可得：
cm冷（90℃﹣20℃）=cm热（100℃﹣t0），
cm冷（90℃﹣20℃）=cm冷（100℃﹣t0），
解得：t0=37℃。
答案：37。
三．实验探究题（共1小题）
15．【解答】解：（1）棉花燃烧时，玻璃筒内空气的内能增加，温度升高，活塞从A位置向上运动到B位置，玻璃筒内高温高压的气体提供的压力对活塞做了功，判断的依据是气体对活塞有力的作用，且活塞在力的方向上移动了距离；与内燃机的做功冲程相类似；
（2）因为燃气对活塞的压力向上，所以过重心作竖直向上力即可，活塞移动的距离s即AB间的距离；如图所示：
（3）活塞上升过程中，燃气的内能转化为活塞的机械能，与内燃机的做功冲程相类似；
甲图中，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程；
乙图中，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程；
丙图中，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，故丙符合题意；
丁图中，进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程。
答案：（1）气体对活塞有力的作用，且活塞在力的方向上移动了距离；（2）见上图；（3）丙。
四．解答题（共2小题）
16．【解答】解：（1）天窗前闭后开，在车顶形成一个凸面，加大了空气的流速，流体流速大的地方压强小，使天窗开口处的气压小于车内的气压，则在压力差的作用下车内污浊的空气被自动“抽出”，从而保持车内空气清新；
（2）飞轮转速是2400r/min=40r/s，因一个工作循环飞轮转2圈，做功一次，所以每秒可以做功20次；
在压缩冲程中，是机械能转化为内能；
（3）由发动机输出特性曲线可知：发动机转速为2000r/min时，其输出功率约为30kW，
每小时对外所做的有用功：
W=Pt=30×103W×3600s=1.08×108J；
行驶100km消耗的汽油是9L=9dm3=9×10﹣3m3，则完全燃烧释放的热量：
Q=mq=ρVq=0.8×103kg/m3×9×10﹣3m3×4.6×107J/kg=3.312×108J，
发动机的效率：
η=×100%=×100%≈32.6%。
答案：（ 1）流体流速大的地方压强小；（ 2）20；（ 3）1.08×108； 3.312×108； 32.6%
17．【解答】解：（1）由这台发动机输出特性曲线可以看出在发动机转速为1000﹣500r/min范围内，它的输出功率与转速大致成正比关系。
（2）设做功冲程燃气对活塞的平均压强为p0，发动机排量为V排，则一个活塞的排气量V排，做功冲程燃气对一个活塞的平均压力：F=p0S，每个做功冲程燃气对一个活塞做的功：W0=FL=p0SL=p0V排，发动机转速为n时，燃气对活塞做功的功率：P==2n×P0V排=nP0V排，所以，在发动机转速n，做功冲程汽缸平均压强p0大致相同时，燃气对活塞做功的功率P与发动机排量V排成正比；
（3）由发动机输出特性曲线可知：发动机转速为2000r/min时，其输出功率约为30kW，
有用功：W有=Pt===1.08×108J；
总功：W总=mq=ρVq=0.71×103kg/m3×9×10﹣3m3×4.6×107J/kg=2.9394×108J；
发动机的效率：η==×100%≈36.7%；
由P=nP0V排可得：
P0===9×105Pa。
答：（1）由这台发动机输出特性曲线可以看出，在发动机转速为1000﹣﹣5000r/min范围内，它的输出功率与转速大致成正比关系；
（2）在其他参数相同时，发动机的输出功率与其排量的关系为燃气对活塞做功的功率P与发动机排量V排成正比；
（3）这辆汽车以100km/h行驶时，发动机的效率约为36.7%，每个做功冲程汽缸内的平均压强约为9×105Pa。