人教版高中物理选修2-2 4.1 热机原理、热机效率 同步测试（含解析）
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选修2-2 4.1 热机原理、热机效率 同步测试（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 119.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-07-09 15:24:15 | ||
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文档简介
人教版高中物理选修2-2第四章第一节 热机原理、热机效率 同步测试
一、单选题（共12题；共24分）
1.下列说法中正确的有（? ）
A.?自然界中的能量是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，因此要节约能源
B.?第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律，因此不可能制成
C.?根据能量守恒定律，经过不断的技术改造，热机的效率可以达到100%
D.?因为能量守恒，所以“能源危机”是不可能真正出现的
2.可持续发展的首要任务是（ ）
A.?环境保护???????????????????????????B.?能源开发???????????????????????????C.?发展经济???????????????????????????D.?消除贫困
3.某同学非常勤于物理思考．一次，该同学对自行车打气，在打气筒缓慢下压的过程中，得出车胎内气体的几种说法，你认为正确的说法是（ ）
A.?气体内能减小，放出热量????????????????????????????????????B.?气体对外做功，温度升高
C.?气体体积减小，吸收热量????????????????????????????????????D.?气体压强增大，内能几乎不变
4.夏天，如果自行车内胎充气过足，又在阳光下曝晒（曝晒过程中内胎容积几乎不变），车胎容易爆炸．关于这一现象，以下说法正确的是（ ）
A.?车胎爆炸，是车胎内气体温度升高，气体分子间斥力急剧增大的结果
B.?在爆炸前的过程中，气体温度升高，分子无规则热运动加剧，气体压强增大
C.?在爆炸前的过程中，气体吸热，内能减小
D.?在车胎爆炸过程中，气体内能不变
5.柴油燃料在柴油机的汽缸中燃烧，产生高温高压的气体，燃料的化学能转化为气体的内能，高温高压的气体推动活塞做功，气体的内能又转化为柴油机的机械能．燃烧相同的燃料，输出的机械能越多，表明柴油机越节能．是否节能，是衡量机器性能好坏的重要指标．有经验的柴油机维修师傅，不用任何仪器，只是将手伸到柴油机排气管附近去感知一下尾气的温度，就能判断出这台柴油机是否节能．关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系，你认为正确的是(? )
A.?尾气的温度越高，柴油机越节能?????????????????????????B.?尾气的温度越低，柴油机越节能
C.?尾气的温度高低与柴油机是否节能无关???????????????D.?以上说法均不正确
6.一种冷暖两用空调铭牌标注有如下指标：输入功率1kW ， 制冷能力1.2×104kJ/h ， 制热能力1.3×104kJ/h ， 这样，该空调在制热时，每消耗1J的电能，将放出约3J的热量．下列说法正确的是：（ ）
A.?此数据违反了能量守恒定律，所以铭牌标注的指标有错误
B.?空调不论是制热还是制冷都是将热量从高温物体传给低温物体，所以不违反热力学第二定律
C.?空调不论是制热还是制冷都是将热量从低温物体传给高温物体，而且违反热力学第二定律
D.?空调制热时放出的热量，一部分由电能转化而来的，另一部分则是从室外吸收的
7.热机的广泛使用已成为一个国家工业化程度的标志，人类的现代生活已越来越离不开各种热机，热机从根本上改变着我们的世界．下列相关说法正确的是（ ）
A.?热机是把内能转化为机械能的装置??????????????????????B.?内燃机完成一个工作循环对外做功两次
C.?使用热值大的燃料可提高热机效率??????????????????????D.?采取有效措施可以使热机效率达到100%
8.以下说法中正确的是（ ）
A.?甲汽油机的热机效率比乙汽油机的热机效率高，说明甲消耗的汽油比乙少
B.?汽油机的压缩冲程内能转化为机械能
C.?汽油的热值比柴油的热值大，说明汽油燃烧时放出的热量多
D.?四冲程汽油机的做功冲程使汽车获得动力
9.PM2.5主要来自化石燃料、生物质、垃圾的焚烧，为了控制污染，要求我们节约及高效利用能源．关于能源和能量，下列说法中正确的是（? ）
A.?自然界中的石油、煤炭等能源可供人类永久使用?????B.?能量被使用后就消灭了，所以要节约能源
C.?人类应多开发与利用太阳能、风能等新能源????????????D.?能量耗散说明自然界的能量在不断减少
10.关于热机，下列说法是正确的（? ）
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.?汽油机在做功冲程中，进气门关闭排气门打开
D.?汽油机在做功冲程中，是把内能转化为机械能
11.下列说法中正确的是（ ）
A.?摩托车上的热机工作时提供动力的是做功冲程
B.?一桶水的比热容和一杯水的比热容不同
C.?阳光射入房间内看到尘土飞扬，可以说明分子在不停地做无规则运动
D.?用锯条锯木头时锯条发热，锯条的内能增加，木板的内能减少
12.下列现象中，通过做功改变物体内能的是（ ）
A.?放入电冰箱中的食物温度降低?????????????????????????????B.?夏天，在阳光的照射下，柏油路面温度升高
C.?给自行车轮胎充气时，气筒变热?????????????????????????D.?用火炉烧水，水的温度升高
二、填空题（共4题；共12分）
13.如图是汽油机的________冲程，此过程是将________转化为________能．
14.四冲程的汽油机一个工作循环对外做功________次，在做功过程中，气缸内高温气体迅速膨胀而推动活塞做功，将________能转化为________能．
15.如图是汽油机工作的四个冲程（顺序已打乱），汽油机一个工作循环对外做功________次，请按一个工作循环的过程，将四个图重新排序：________，内燃机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而对外做功，做功时气体的温度________，内能________．
16.近期科学家发明了一种单缸六冲程内燃机，它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，立刻向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速________（填物态变化名称）成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，在水蒸气推动活塞做功的过程中主要的能量转化情况是________，从而提高了热机的效率．
三、综合题（共2题；共14分）
17.图1为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各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做吸气、压缩和排气工作．
排量
2.0L
输出功率
120kW
转速
6000r/min
（1）发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将________能转化为________能．
（2）有一台四缸发动机，其主要技术指标如上表所示．其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离L（如图2）．该发动机在1s内做功________?J，单缸排量V=
________?L．
18.在“用油膜法估测分子的大小”实验中，将4ml的纯油酸溶液滴入20L无水酒精溶液中充分混合．注射器中1ml的上述混合溶液可分50滴均匀滴出，将其中的1滴滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸上正方形小方格的边长为10mm ． 试解答下列问题，结果均取一位有效数字．
（1）油酸膜的面积约是多少？
（2）已知每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是4×10﹣6ml ， 请估测油酸分子的直径．
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】A
【解析】【解答】AD、自然界中的能量是守恒的，但有些能量消耗后品质降低，不可能被重新利用，所以要节约资源，A正确，D错误；
B、第二类永动机不违背能量守恒定律，违背了热力学第二定律，B错误；
C、不可能从单一热源吸取热量，并将这热量变为功，而不产生其他影响．热机的效率不可以达到100%．故C错误
故选：A．
【分析】自然界中的能量是守恒的，但有些能量消耗后品质降低，不可能被重新利用，所以要节约资源；
第二类永动机不违背能量守恒定律，违背了热力学第二定律；
2.【答案】C
【解析】【解答】发展经济、满足人民的基本需要在发展中国家的可持续发展行动中具有根本性的作用．贫困会养活人们以持续的方式利用资源，并会加剧对环境的压力．因此，对发展中国家来说，加速经济发展、提高人均收水平是实现可持续发展的前提条件．故选：C
【分析】可持续发展战略要求经济、社会、生态三方面的协调发展，要求正确处理好经济增长与社会发展、生态保护的关系．一方面，只有经济增长而没有社会、生态的相应发展，这样的社会肯定是不完善的；另一方面也不能离开经济发展去追求社会其它方面的发展．
3.【答案】D
【解析】【解答】在打气筒缓慢下压的过程中，气体的温度几乎不变，内能几乎不变，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知气体放出热量，由pV=c知，气体的压强增大，故ABC错误，D正确．故选：D．
【分析】在打气筒缓慢下压的过程中，气体的温度几乎不变，内能几乎不变，根据玻意耳定律分析压强的变化，由体积的变化分析做功情况．由热力学第一定律分析热量．
4.【答案】B
【解析】【解答】A、车胎内气体温度升高，发生等容变化，由查理定律可知，压强增大，而容易爆炸，不是由于气体分子间斥力急剧增大造成的．故A错误．B、气体温度升高，分子无规则热运动加剧．气体发生等容变化，由查理定律可知，温度升高，压强增大．故B正确．C、在爆炸前的过程中，气体体积不变，不做功，温度升高，内能增大，根据热力学第一定律分析得知，气体一定吸热．故C错误．D、在车胎爆炸过程中，气体对外做功，而吸放热很少，由根据热力学第一定律分析得知，气体内能减小．故D错误．
故选B
【分析】车胎内气体温度升高，发生等容变化，由查理定律可知，压强增大，而容易爆炸．温度越高，气体分子运动越激烈．气体体积不变，不做功，温度升高，内能增大，根据热力学第一定律分析吸放热情况．
5.【答案】B
【解析】【分析】气体的内能不可能完全转化为柴油机的机械能，柴油燃料在柴油机的汽缸中燃烧，产生高温高压的气体，是一个高温热源；而柴油机排气管排出的尾气是一个低温热源．根据能量守恒，这两个热源之间的能量差就是转换的机械能．燃烧相同的燃料，要想输出的机械能越多，尾气的温度就越低，故答案选B
【点评】热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比．燃烧相同的燃料，有效利用的能量越多，效率越高．此题不错！
6.【答案】D
【解析】【解答】A、该空调在向室内放出的热量，一部分通过电流做功，消耗电能转化而来，另一部分通过从外界吸收热量而来，因此并不违反能量守恒定律，故A错误，D正确．
B、C、空调不论是制热还是制冷都是通过电流做功，将热量从低温物体传给高温物体，并不违反热力学第二定律，故B错误，C不正确．
故选：D．
【分析】做功和热传递都可以改变物体的内能，空调制热时一方面通过电流做功即消耗电能，另一方面通过房间内外的热传递进行．
7.【答案】A
【解析】【解答】A．热机是利用内能来工作的机器，其中能量的转化是将内能转化为机械能的机械，故A正确；B．四冲程内燃机的一个工作循环包括四个冲程，一个工作循环对外做一次功，故B不正确；C．燃料的热值是燃料的特性，燃料的热值大，只能说明完全燃烧1kg的燃料放出的热量多，而热机的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，采用使用热值大的燃料，并不能提高热机的效率，故C不正确；D．热机工作时，总要克服摩擦做功、总有部分能量散失到空中，用来做有用功的能量一定小于燃料完全燃烧产生的能量，所以热机效率一定小于1，故D不正确．故选A．【分析】（1）热机是将内能转化为机械能的机器；（2）四冲程内燃机的一个工作循环包括四个冲程，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程；（3）燃料的热值：1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值；热机的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；（4）热机的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，减少热的损失，可以提高效率．
8.【答案】D
【解析】【解答】A、汽油机的效率是汽油机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，甲汽油机效率比乙汽油机效率高，说明甲汽油机有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比大，故A错误．B、在压缩冲程中，活塞压缩汽油与空气形成的燃料混合物，活塞对气体做功，将机械能转化为气体的内能，故B错误．C、汽油比柴油的热值大，说明相同质量的汽油和柴油完全燃烧时放出的热量多，故C错误；D、在汽油机的四个冲程中，只有做功冲程可以使汽车获得动力，故D正确．故选D．【分析】（1）用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率．效率高说明比值大．（2）在内燃机的做功冲程中能量转化是内能转化为机械能，压缩冲程中能量转化是机械能转化为内能．（3）1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值．（4）在做功冲程中，燃料的化学能转化为内能，而内能又转化为机械能，带动飞轮转动做功．
9.【答案】C
【解析】【解答】A、煤、石油虽然是当今人类利用的主要能源，但不能短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，故A错误；
B、能量被使用后转化为其他形式的能；能量并没有消失；故B错误；
C、太阳能和风能，包括水能等都是可再生资源且为清洁能源，应该尽量开发，故C正确；
C、D、能量虽然守恒，但有些能量使用以后不可能再被利用，所以要节约资源，但能量是不会减少，也不会被消灭掉的，只是形式发生转变，故D错误；
故选：C．
【分析】可以从自然界源源不断得到补充的能源叫可再生能源，如：风能、水能、生物质能、太阳能；
短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源，如：煤、石油、天然气．据此分析判断．
能量是守恒的，会发生转变，但不会减少，也不会被消灭．
10.【答案】D
【解析】【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；故B错误
C、汽油机在做功冲程中，进气门和排气门都是关闭的；故C错误
D、汽油机的做功冲程中，将内能转化成了机械能．故D正确
故选：D．
【分析】汽油机的顶端是火花塞，吸气冲程中吸进的是汽油和空气的混合物；柴油机的顶端是喷油嘴，吸气冲程中吸进的是空气．
汽油机的做功冲程中，进气门和排气门都是关闭的，汽油和空气的混合物越到明火剧烈燃烧，产生了高温高压的燃气，推动活塞运动，将燃气的内能转化为活塞运动的机械能．
11.【答案】A
【解析】【解答】A、摩托车上的四冲程热机工作时，做功冲程将内能转化为机械能，提供了动力．故A正确；B、因为比热容与物体的质量无关，所以一杯水的比热容和一桶水的比热容相同；故B错误；C、分子运动是无法直接用眼睛看到的，故尘土飞扬属于机械运动，都不是分子运动的体现；故C错误；D、用锯条锯木头，要克服摩擦做功，消耗机械能转化为内能，使木头的内能增加、温度升高，这是通过做功的方式使锯条内能改变的．故D错误；故选A．
【分析】①内燃机的四个冲程包括：吸气冲程、压缩冲程和排气冲程，其中排气冲程是高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，为其提供能量．②比热容是物质的一种特性，它只与物体的种类有关，与物体的温度、质量等无关．③不同的物质在相互接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散，这一现象说明一切物体的分子都在不停地做无规则运动．由于分子的体积很小，分子的运动无法用肉眼直接看到，但可以通过气味、颜色的变化来体现．④改变物体内能有两种方法，一是做功，对物体做功，物体的内能增加、温度升高；物体对外做功，物体的内能减少；二是热传递．据此分析判断．
12.【答案】C
【解析】【解答】A、电冰箱中的食物放出热量、内能减少、温度降低，是利用热传递改变物体的内能，不符合题意；B、路面从太阳吸收热量、内能增加、温度升高，是利用热传递改变物体的内能，不符合题意；C、给自行车轮胎充气时，压缩空气做功，使空气和气筒内能增加、温度升高，是利用做功改变物体的内能，符合题意；D、水从火吸收热量，内能增加、温度升高，是利用热传递改变物体的内能，不符合题意；故选C．【分析】改变物体内能的方法：做功和热传递，
热传递是能的转移过程，即内能从高温物体向低温物体转移的过程；
做功实质是能的转化过程．
二、填空题
13.【答案】做功；内能；机械
【解析】【解答】如图：两门关闭，活塞下行，是做功冲程．内能转化成机械能．
故答案为：做功；内能；机械．
【分析】（1）内燃机包括四个冲程，吸气、压缩、做功、排气．（2）吸气冲程进气门打开，排气门关闭，活塞下行；（3）压缩冲程两门都关闭，活塞上行，机械能转化成内能；（4）做功冲程两门都关闭，活塞下行，内能转化成机械能；（5）排气冲程排气门打开，进气门关闭，活塞上行；
14.【答案】1；内；机械
【解析】【解答】在内燃机的四个冲程中，只有做功冲程经内能转化为机械能，即对外做功；所以在汽油机的一个工作循环中，对外做功一次．
故答案为：1；内；机械．
【分析】内燃机的一个工作循环包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，只有做功冲程对外做功．
15.【答案】一；DACB；降低；减小
【解析】【解答】汽油机一个工作循环包括四个冲程，只有做功冲程对外做功，因此一个工作循环做功一次；
A图中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程；
B中的一个气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程；
C中的两个气阀都关闭，活塞下运动，所以为做功冲程；
D中的一个气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程；
故正确的排列顺序应该为：DACB．
内燃机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而对外做功，做功时气体的温度降低，内能减小，将内能转化为机械能．
故答案为：一；DACB；降低；减小．
【分析】要解决此题首先要掌握汽油机的四个冲程：吸气、压缩、做功、排气冲程，同时需要掌握汽油机四冲程的特点；汽油机完成1个工作循环，对外做功一次．
16.【答案】汽化；内能转化为机械能
【解析】【解答】据题意可知，该内燃机在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸汽，推动活塞再次做功，使得水蒸气的内能转化为内燃机的机械能，即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．
故答案为：汽化；内能转化为机械能．
【分析】（1）物质由液体变为气态称为汽化；（2）看清该过程中消耗了哪种形式的能，进而又产生了哪种形式的能即可；
三、综合题
17.【答案】（1）内；机械
（2）1.2×105；0.5
【解析】【解答】（1）在做功冲程里，高温、高压的燃气膨胀做功，将内能转化为机械能；（2）∵ ，
∴发动机在1s内做功：
W=Pt=120×103W×1s=1.2×105J，
∵四缸总排量为2.0L，
单缸排量：
V= ×2.0L=0.5L，
故答案为：（1）内；机械；（2）1.2×105；0.5．
【分析】（1）发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气膨胀推动活塞做功，将燃气的内能转化为机械能．（2）知道发动机的输出功率，利用功率公式 计算发动机在1s内做功；知道四个缸总排量，可以求单缸排量．
18.【答案】（1）油酸膜的面积：S=81×（10×10﹣3）2 m2=8×10﹣3 m2；
（2）油酸分子直径
【解析】【解答】油酸膜的面积：S=81×（10×10﹣3）2 m2=8×10﹣3 m2
油酸分子直径
故答案为：（1）油酸膜的面积约是8×10﹣3 m2 ；（2）油酸分子的直径5×10﹣3m2 ．
【分析】根据热力学第一定律和效率概念的理解求第一题，用油膜法测分子直径的实验数据处理方法求第二题．
一、单选题（共12题；共24分）
1.下列说法中正确的有（? ）
A.?自然界中的能量是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，因此要节约能源
B.?第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律，因此不可能制成
C.?根据能量守恒定律，经过不断的技术改造，热机的效率可以达到100%
D.?因为能量守恒，所以“能源危机”是不可能真正出现的
2.可持续发展的首要任务是（ ）
A.?环境保护???????????????????????????B.?能源开发???????????????????????????C.?发展经济???????????????????????????D.?消除贫困
3.某同学非常勤于物理思考．一次，该同学对自行车打气，在打气筒缓慢下压的过程中，得出车胎内气体的几种说法，你认为正确的说法是（ ）
A.?气体内能减小，放出热量????????????????????????????????????B.?气体对外做功，温度升高
C.?气体体积减小，吸收热量????????????????????????????????????D.?气体压强增大，内能几乎不变
4.夏天，如果自行车内胎充气过足，又在阳光下曝晒（曝晒过程中内胎容积几乎不变），车胎容易爆炸．关于这一现象，以下说法正确的是（ ）
A.?车胎爆炸，是车胎内气体温度升高，气体分子间斥力急剧增大的结果
B.?在爆炸前的过程中，气体温度升高，分子无规则热运动加剧，气体压强增大
C.?在爆炸前的过程中，气体吸热，内能减小
D.?在车胎爆炸过程中，气体内能不变
5.柴油燃料在柴油机的汽缸中燃烧，产生高温高压的气体，燃料的化学能转化为气体的内能，高温高压的气体推动活塞做功，气体的内能又转化为柴油机的机械能．燃烧相同的燃料，输出的机械能越多，表明柴油机越节能．是否节能，是衡量机器性能好坏的重要指标．有经验的柴油机维修师傅，不用任何仪器，只是将手伸到柴油机排气管附近去感知一下尾气的温度，就能判断出这台柴油机是否节能．关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系，你认为正确的是(? )
A.?尾气的温度越高，柴油机越节能?????????????????????????B.?尾气的温度越低，柴油机越节能
C.?尾气的温度高低与柴油机是否节能无关???????????????D.?以上说法均不正确
6.一种冷暖两用空调铭牌标注有如下指标：输入功率1kW ， 制冷能力1.2×104kJ/h ， 制热能力1.3×104kJ/h ， 这样，该空调在制热时，每消耗1J的电能，将放出约3J的热量．下列说法正确的是：（ ）
A.?此数据违反了能量守恒定律，所以铭牌标注的指标有错误
B.?空调不论是制热还是制冷都是将热量从高温物体传给低温物体，所以不违反热力学第二定律
C.?空调不论是制热还是制冷都是将热量从低温物体传给高温物体，而且违反热力学第二定律
D.?空调制热时放出的热量，一部分由电能转化而来的，另一部分则是从室外吸收的
7.热机的广泛使用已成为一个国家工业化程度的标志，人类的现代生活已越来越离不开各种热机，热机从根本上改变着我们的世界．下列相关说法正确的是（ ）
A.?热机是把内能转化为机械能的装置??????????????????????B.?内燃机完成一个工作循环对外做功两次
C.?使用热值大的燃料可提高热机效率??????????????????????D.?采取有效措施可以使热机效率达到100%
8.以下说法中正确的是（ ）
A.?甲汽油机的热机效率比乙汽油机的热机效率高，说明甲消耗的汽油比乙少
B.?汽油机的压缩冲程内能转化为机械能
C.?汽油的热值比柴油的热值大，说明汽油燃烧时放出的热量多
D.?四冲程汽油机的做功冲程使汽车获得动力
9.PM2.5主要来自化石燃料、生物质、垃圾的焚烧，为了控制污染，要求我们节约及高效利用能源．关于能源和能量，下列说法中正确的是（? ）
A.?自然界中的石油、煤炭等能源可供人类永久使用?????B.?能量被使用后就消灭了，所以要节约能源
C.?人类应多开发与利用太阳能、风能等新能源????????????D.?能量耗散说明自然界的能量在不断减少
10.关于热机，下列说法是正确的（? ）
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.?汽油机在做功冲程中，进气门关闭排气门打开
D.?汽油机在做功冲程中，是把内能转化为机械能
11.下列说法中正确的是（ ）
A.?摩托车上的热机工作时提供动力的是做功冲程
B.?一桶水的比热容和一杯水的比热容不同
C.?阳光射入房间内看到尘土飞扬，可以说明分子在不停地做无规则运动
D.?用锯条锯木头时锯条发热，锯条的内能增加，木板的内能减少
12.下列现象中，通过做功改变物体内能的是（ ）
A.?放入电冰箱中的食物温度降低?????????????????????????????B.?夏天，在阳光的照射下，柏油路面温度升高
C.?给自行车轮胎充气时，气筒变热?????????????????????????D.?用火炉烧水，水的温度升高
二、填空题（共4题；共12分）
13.如图是汽油机的________冲程，此过程是将________转化为________能．
14.四冲程的汽油机一个工作循环对外做功________次，在做功过程中，气缸内高温气体迅速膨胀而推动活塞做功，将________能转化为________能．
15.如图是汽油机工作的四个冲程（顺序已打乱），汽油机一个工作循环对外做功________次，请按一个工作循环的过程，将四个图重新排序：________，内燃机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而对外做功，做功时气体的温度________，内能________．
16.近期科学家发明了一种单缸六冲程内燃机，它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，立刻向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速________（填物态变化名称）成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，在水蒸气推动活塞做功的过程中主要的能量转化情况是________，从而提高了热机的效率．
三、综合题（共2题；共14分）
17.图1为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各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做吸气、压缩和排气工作．
排量
2.0L
输出功率
120kW
转速
6000r/min
（1）发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将________能转化为________能．
（2）有一台四缸发动机，其主要技术指标如上表所示．其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离L（如图2）．该发动机在1s内做功________?J，单缸排量V=
________?L．
18.在“用油膜法估测分子的大小”实验中，将4ml的纯油酸溶液滴入20L无水酒精溶液中充分混合．注射器中1ml的上述混合溶液可分50滴均匀滴出，将其中的1滴滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸上正方形小方格的边长为10mm ． 试解答下列问题，结果均取一位有效数字．
（1）油酸膜的面积约是多少？
（2）已知每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是4×10﹣6ml ， 请估测油酸分子的直径．
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】A
【解析】【解答】AD、自然界中的能量是守恒的，但有些能量消耗后品质降低，不可能被重新利用，所以要节约资源，A正确，D错误；
B、第二类永动机不违背能量守恒定律，违背了热力学第二定律，B错误；
C、不可能从单一热源吸取热量，并将这热量变为功，而不产生其他影响．热机的效率不可以达到100%．故C错误
故选：A．
【分析】自然界中的能量是守恒的，但有些能量消耗后品质降低，不可能被重新利用，所以要节约资源；
第二类永动机不违背能量守恒定律，违背了热力学第二定律；
2.【答案】C
【解析】【解答】发展经济、满足人民的基本需要在发展中国家的可持续发展行动中具有根本性的作用．贫困会养活人们以持续的方式利用资源，并会加剧对环境的压力．因此，对发展中国家来说，加速经济发展、提高人均收水平是实现可持续发展的前提条件．故选：C
【分析】可持续发展战略要求经济、社会、生态三方面的协调发展，要求正确处理好经济增长与社会发展、生态保护的关系．一方面，只有经济增长而没有社会、生态的相应发展，这样的社会肯定是不完善的；另一方面也不能离开经济发展去追求社会其它方面的发展．
3.【答案】D
【解析】【解答】在打气筒缓慢下压的过程中，气体的温度几乎不变，内能几乎不变，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知气体放出热量，由pV=c知，气体的压强增大，故ABC错误，D正确．故选：D．
【分析】在打气筒缓慢下压的过程中，气体的温度几乎不变，内能几乎不变，根据玻意耳定律分析压强的变化，由体积的变化分析做功情况．由热力学第一定律分析热量．
4.【答案】B
【解析】【解答】A、车胎内气体温度升高，发生等容变化，由查理定律可知，压强增大，而容易爆炸，不是由于气体分子间斥力急剧增大造成的．故A错误．B、气体温度升高，分子无规则热运动加剧．气体发生等容变化，由查理定律可知，温度升高，压强增大．故B正确．C、在爆炸前的过程中，气体体积不变，不做功，温度升高，内能增大，根据热力学第一定律分析得知，气体一定吸热．故C错误．D、在车胎爆炸过程中，气体对外做功，而吸放热很少，由根据热力学第一定律分析得知，气体内能减小．故D错误．
故选B
【分析】车胎内气体温度升高，发生等容变化，由查理定律可知，压强增大，而容易爆炸．温度越高，气体分子运动越激烈．气体体积不变，不做功，温度升高，内能增大，根据热力学第一定律分析吸放热情况．
5.【答案】B
【解析】【分析】气体的内能不可能完全转化为柴油机的机械能，柴油燃料在柴油机的汽缸中燃烧，产生高温高压的气体，是一个高温热源；而柴油机排气管排出的尾气是一个低温热源．根据能量守恒，这两个热源之间的能量差就是转换的机械能．燃烧相同的燃料，要想输出的机械能越多，尾气的温度就越低，故答案选B
【点评】热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比．燃烧相同的燃料，有效利用的能量越多，效率越高．此题不错！
6.【答案】D
【解析】【解答】A、该空调在向室内放出的热量，一部分通过电流做功，消耗电能转化而来，另一部分通过从外界吸收热量而来，因此并不违反能量守恒定律，故A错误，D正确．
B、C、空调不论是制热还是制冷都是通过电流做功，将热量从低温物体传给高温物体，并不违反热力学第二定律，故B错误，C不正确．
故选：D．
【分析】做功和热传递都可以改变物体的内能，空调制热时一方面通过电流做功即消耗电能，另一方面通过房间内外的热传递进行．
7.【答案】A
【解析】【解答】A．热机是利用内能来工作的机器，其中能量的转化是将内能转化为机械能的机械，故A正确；B．四冲程内燃机的一个工作循环包括四个冲程，一个工作循环对外做一次功，故B不正确；C．燃料的热值是燃料的特性，燃料的热值大，只能说明完全燃烧1kg的燃料放出的热量多，而热机的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，采用使用热值大的燃料，并不能提高热机的效率，故C不正确；D．热机工作时，总要克服摩擦做功、总有部分能量散失到空中，用来做有用功的能量一定小于燃料完全燃烧产生的能量，所以热机效率一定小于1，故D不正确．故选A．【分析】（1）热机是将内能转化为机械能的机器；（2）四冲程内燃机的一个工作循环包括四个冲程，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程；（3）燃料的热值：1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值；热机的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；（4）热机的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，减少热的损失，可以提高效率．
8.【答案】D
【解析】【解答】A、汽油机的效率是汽油机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，甲汽油机效率比乙汽油机效率高，说明甲汽油机有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比大，故A错误．B、在压缩冲程中，活塞压缩汽油与空气形成的燃料混合物，活塞对气体做功，将机械能转化为气体的内能，故B错误．C、汽油比柴油的热值大，说明相同质量的汽油和柴油完全燃烧时放出的热量多，故C错误；D、在汽油机的四个冲程中，只有做功冲程可以使汽车获得动力，故D正确．故选D．【分析】（1）用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率．效率高说明比值大．（2）在内燃机的做功冲程中能量转化是内能转化为机械能，压缩冲程中能量转化是机械能转化为内能．（3）1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值．（4）在做功冲程中，燃料的化学能转化为内能，而内能又转化为机械能，带动飞轮转动做功．
9.【答案】C
【解析】【解答】A、煤、石油虽然是当今人类利用的主要能源，但不能短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，故A错误；
B、能量被使用后转化为其他形式的能；能量并没有消失；故B错误；
C、太阳能和风能，包括水能等都是可再生资源且为清洁能源，应该尽量开发，故C正确；
C、D、能量虽然守恒，但有些能量使用以后不可能再被利用，所以要节约资源，但能量是不会减少，也不会被消灭掉的，只是形式发生转变，故D错误；
故选：C．
【分析】可以从自然界源源不断得到补充的能源叫可再生能源，如：风能、水能、生物质能、太阳能；
短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源，如：煤、石油、天然气．据此分析判断．
能量是守恒的，会发生转变，但不会减少，也不会被消灭．
10.【答案】D
【解析】【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；故B错误
C、汽油机在做功冲程中，进气门和排气门都是关闭的；故C错误
D、汽油机的做功冲程中，将内能转化成了机械能．故D正确
故选：D．
【分析】汽油机的顶端是火花塞，吸气冲程中吸进的是汽油和空气的混合物；柴油机的顶端是喷油嘴，吸气冲程中吸进的是空气．
汽油机的做功冲程中，进气门和排气门都是关闭的，汽油和空气的混合物越到明火剧烈燃烧，产生了高温高压的燃气，推动活塞运动，将燃气的内能转化为活塞运动的机械能．
11.【答案】A
【解析】【解答】A、摩托车上的四冲程热机工作时，做功冲程将内能转化为机械能，提供了动力．故A正确；B、因为比热容与物体的质量无关，所以一杯水的比热容和一桶水的比热容相同；故B错误；C、分子运动是无法直接用眼睛看到的，故尘土飞扬属于机械运动，都不是分子运动的体现；故C错误；D、用锯条锯木头，要克服摩擦做功，消耗机械能转化为内能，使木头的内能增加、温度升高，这是通过做功的方式使锯条内能改变的．故D错误；故选A．
【分析】①内燃机的四个冲程包括：吸气冲程、压缩冲程和排气冲程，其中排气冲程是高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，为其提供能量．②比热容是物质的一种特性，它只与物体的种类有关，与物体的温度、质量等无关．③不同的物质在相互接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散，这一现象说明一切物体的分子都在不停地做无规则运动．由于分子的体积很小，分子的运动无法用肉眼直接看到，但可以通过气味、颜色的变化来体现．④改变物体内能有两种方法，一是做功，对物体做功，物体的内能增加、温度升高；物体对外做功，物体的内能减少；二是热传递．据此分析判断．
12.【答案】C
【解析】【解答】A、电冰箱中的食物放出热量、内能减少、温度降低，是利用热传递改变物体的内能，不符合题意；B、路面从太阳吸收热量、内能增加、温度升高，是利用热传递改变物体的内能，不符合题意；C、给自行车轮胎充气时，压缩空气做功，使空气和气筒内能增加、温度升高，是利用做功改变物体的内能，符合题意；D、水从火吸收热量，内能增加、温度升高，是利用热传递改变物体的内能，不符合题意；故选C．【分析】改变物体内能的方法：做功和热传递，
热传递是能的转移过程，即内能从高温物体向低温物体转移的过程；
做功实质是能的转化过程．
二、填空题
13.【答案】做功；内能；机械
【解析】【解答】如图：两门关闭，活塞下行，是做功冲程．内能转化成机械能．
故答案为：做功；内能；机械．
【分析】（1）内燃机包括四个冲程，吸气、压缩、做功、排气．（2）吸气冲程进气门打开，排气门关闭，活塞下行；（3）压缩冲程两门都关闭，活塞上行，机械能转化成内能；（4）做功冲程两门都关闭，活塞下行，内能转化成机械能；（5）排气冲程排气门打开，进气门关闭，活塞上行；
14.【答案】1；内；机械
【解析】【解答】在内燃机的四个冲程中，只有做功冲程经内能转化为机械能，即对外做功；所以在汽油机的一个工作循环中，对外做功一次．
故答案为：1；内；机械．
【分析】内燃机的一个工作循环包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，只有做功冲程对外做功．
15.【答案】一；DACB；降低；减小
【解析】【解答】汽油机一个工作循环包括四个冲程，只有做功冲程对外做功，因此一个工作循环做功一次；
A图中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程；
B中的一个气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程；
C中的两个气阀都关闭，活塞下运动，所以为做功冲程；
D中的一个气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程；
故正确的排列顺序应该为：DACB．
内燃机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而对外做功，做功时气体的温度降低，内能减小，将内能转化为机械能．
故答案为：一；DACB；降低；减小．
【分析】要解决此题首先要掌握汽油机的四个冲程：吸气、压缩、做功、排气冲程，同时需要掌握汽油机四冲程的特点；汽油机完成1个工作循环，对外做功一次．
16.【答案】汽化；内能转化为机械能
【解析】【解答】据题意可知，该内燃机在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸汽，推动活塞再次做功，使得水蒸气的内能转化为内燃机的机械能，即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．
故答案为：汽化；内能转化为机械能．
【分析】（1）物质由液体变为气态称为汽化；（2）看清该过程中消耗了哪种形式的能，进而又产生了哪种形式的能即可；
三、综合题
17.【答案】（1）内；机械
（2）1.2×105；0.5
【解析】【解答】（1）在做功冲程里，高温、高压的燃气膨胀做功，将内能转化为机械能；（2）∵ ，
∴发动机在1s内做功：
W=Pt=120×103W×1s=1.2×105J，
∵四缸总排量为2.0L，
单缸排量：
V= ×2.0L=0.5L，
故答案为：（1）内；机械；（2）1.2×105；0.5．
【分析】（1）发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气膨胀推动活塞做功，将燃气的内能转化为机械能．（2）知道发动机的输出功率，利用功率公式 计算发动机在1s内做功；知道四个缸总排量，可以求单缸排量．
18.【答案】（1）油酸膜的面积：S=81×（10×10﹣3）2 m2=8×10﹣3 m2；
（2）油酸分子直径
【解析】【解答】油酸膜的面积：S=81×（10×10﹣3）2 m2=8×10﹣3 m2
油酸分子直径
故答案为：（1）油酸膜的面积约是8×10﹣3 m2 ；（2）油酸分子的直径5×10﹣3m2 ．
【分析】根据热力学第一定律和效率概念的理解求第一题，用油膜法测分子直径的实验数据处理方法求第二题．