初中物理粤沪版九年级上册第十二章 内能与热机12.4 热机与社会发展随堂练习题

12.4热机与社会发展同步练习沪科版初中物理八年级上册

一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）

1. 如图是小普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四个冲程，以下动作中与做功冲程最相似的是

A. 鼻孔吸气 B. 气沉丹田
C. 排山倒海 D. 打完收工

2. 如图是汽油机工作时的四个冲程，下列说法正确的是

A. 活塞在气缸内往复运动一次，该汽油机对外做功一次
B. 甲是压缩冲程，是将内能转化为机械能，丁是做功冲程是将机械能转化为内能
C. 该内燃机的四个冲程正确的工作顺序是乙甲丁丙
D. 汽油机吸气冲程气缸吸进的物质只有汽油

3. 下图是汽油机一个工作循环的四个冲程，顺序排列正确的是

A. 甲乙丙丁 B. 乙丙甲丁 C. 丁丙乙甲 D. 丁甲丙乙

4. 如图所示为四冲程内燃机工作示意图，这四个冲程中活塞和曲轴的位置，进气门、排气门的开闭情况有误的是

A. 吸气冲程 B. 压缩冲程
C. 做功冲程 D. 排气冲程

5. 如图所示是用于对外做机械功的某机器的能量流向图，根据图中数据判断下列说法中不正确的是     

A. 此机器可能是热机
B. 此机器用于做有用功的效率达到
C. 输入的内能，有的能量浪费了
D. 将此机器改进，其效率可以达到

6. 在四冲程汽油机的做功冲程中，汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动。在活塞向下运动的过程中，气缸内气体的

A. 内能减少 B. 温度升高
C. 密度增大 D. 分子热运动加快

7. 甲、乙两台内燃机，甲的效率为，乙的效率为，这两个数据表示

A. 内燃机甲做的功比内燃机乙做得多
B. 内燃机甲的功率比内燃机乙的功率大
C. 在相同时间内内燃机甲燃烧的燃油比内燃机乙多
D. 在消耗相同的燃油时，内燃机甲做的有用功比内燃机乙做的有用功多

8. 如图所示是汽油机工作时，做功冲程示意图，下列说法正确的是

A. 该冲程中活塞往复运动两次
B. 该冲程是机械能转化为内能
C. 该冲程是内能转化为机械能
D. 随着汽油的燃烧，汽油的热值会减小
 

9. 如图所示的某单缸四冲程汽油机说法正确的是

A. 飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁
B. 四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙乙甲
C. 甲图中能量的转化是内能转化为机械能
D. 丙图中气缸内气体温度会下降

10. 如图所示的某单缸四冲程汽油机说法正确的是

A. 飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁
B. 四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙乙甲
C. 甲图中能量的转化是机械能转化为内能
D. 该汽油机的吸气冲程吸入的物质是汽油

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）

11. 某汽油机工作过程有吸气、压缩、做功和排气四个冲程，图为          冲程工作示意图，活塞向          运动，燃料混合物被压缩，在这个过程中机械能转化为          。
    
    
     

12. 某柴油机的能量流向如图所示，其中内能输入为柴油完全燃烧放出的能量，那么，从能量流向图可以得出，该柴油机的效率为          ，汽油的热值为          。

13. 热机的种类很多，除了内燃机以外还有蒸汽机、汽轮机、喷气发动机等。从能量转化的角度来看不论哪类热机都是把          转化为          。
14. 如图是汽油机两个冲程的示意图，其中图          中的冲程为汽车提供了动力。若该汽油机转速为，则它每秒钟完成          个冲程。汽车发动机用水来冷却是利用了水的          大的特点。
     

三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）

15. 如图所示，甲为四冲程内燃机压缩冲程的示意图，图中画出了压缩冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况，请在图甲中，画出另一个冲程中活塞运动的方向用“”或“”表示和进气门、排气门的开闭情况。
     

16. 根据图a内燃机的四冲程中吸气冲程的示意图，在图b画出存在着化学能转化为机械能的冲程。

四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

17. 如图所示是汽油机的______  冲程；常常用水冷却发动机是利用水的______ 的特性．完全燃烧的汽油，放出的热量为______ J；如果这些热量被质量为100Kg，初温为的水完全吸收，可以使水的温度升高______
    
     

18. 老师用如图1所示实验装置，加热试管使水沸腾，发现试管上方的小风车，开始不停地转动；由此引出以下问题，请利用所学的知识回答。

图1实验中能量转化方式与图2中汽油机的哪个冲程相同？____选填序号A、B、C、

若某四冲程汽油机的功率为36kW，做功冲程每次对外做功800J，则在1秒钟内该汽油机能完成___________个冲程，此汽油机飞轮的转速为__________________ 转秒。
如图3所示的是等质量两种液体吸收的热量与温度变化情况的图象。根据图中提供的信息判断，这两种液体中，选择_______________液体作为汽车冷却液效果会更好。

五、计算题（本大题共2小题，共16.0分）

19. 五一期间，小明爸爸利用家中汽车进行了自驾旅游，汽车以的速度匀速行驶了，从油量指示表上估计出消耗汽油约。汽油密度，汽油热值，小明了解到该汽油机的效率约为。求：

汽油完全燃烧放出的热量。

汽车发动机输出的有用功。






 

20. 一台单缸四冲程汽油机，气缸横截面积为，活塞冲程长为，做功冲程燃气的平均压强是，飞轮转速是。

求该汽油机的输出功率；

如果该汽油机每分钟消耗汽油，求汽油完全燃烧所放出的热量汽油的热值为；

求汽油机的效率。

答案和解析

1.【答案】C
 

【解析】小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作中，鼻孔吸气相当于吸气冲程，气沉丹田相当于压缩冲程，打完收工相当于排气冲程；排山倒海时对外做功，相当于做功冲程。故选C。
 

2.【答案】C
 

【解析】解：甲中的两个气门都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，将机械能转化为内能；乙中的进气门打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程；丙中的排气门打开，活塞向上运动，所以为排气冲程；丁中的两个气门都关闭，活塞向下运动，所以为做功冲程，将内能转化为机械能；在内燃机的一个工作循环中，曲轴转动两周，活塞往复运动2次，对外做功1次，故A、B错误；四个冲程的正确顺序是乙甲丁丙，故C正确；汽油机吸气冲程气缸吸进的物质是汽油和空气的混合气，故D错误。选C。
 

3.【答案】C
 

【解析】解：
甲图排气门开启，活塞上行，排出废气，是排气冲程；
乙图两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，将内能转化为机械能；
丙图两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，将机械能转化为内能；
丁图进气门开启，活塞下移，空气和汽油混合物流入汽缸，是吸气冲程；
故正确排列顺序应该为：丁丙乙甲。
故选：C。
汽油机的一个工作循环由如图所示的四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
用口诀：“先看气门开关情，再看活塞上下行；开下吸气开上排，关上压缩关下功”判断冲程名称。
此题主要考查了内燃机四个冲程的特点。要掌握通过气阀的关闭情况和活塞的运动情况来判断是哪一个冲程。
 

4.【答案】B
 

【解析】吸气冲程中，进气门打开，排气门关闭，根据图中曲轴的位置可知，活塞向下运动，故A正确；压缩冲程中，两个气门都关闭，活塞应该向上运动，根据图中曲轴的位置可知，此时活塞向下运动，故B错误；做功冲程中，两个气门都关闭，活塞向下运动，故C正确；排气冲程中，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，故D正确。本题选错误的，故选B。
 

5.【答案】D
 

【解析】题图中表明，此机器工作过程中将内能转化为机械能，则该机器的能量转化与热机的做功冲程相似，故该机器可能是热机，所以A选项正确。题图中表明，输入的内能，有的机械能输出，则该机器损失的能量为；
其机械效率，所以BC选项正确。由于机器在工作过程中不可避免地有热量损失，故其效率不可能达到，所以D选项不正确。
 

6.【答案】A
 

【解析】汽油机的做功冲程将内能转化为机械能，故气体的内能减少、温度降低，分子热运动减慢；气体质量不变，体积变大，故气体的密度减小。故选A。
 

7.【答案】D
 

【解析】甲内燃机的效率高于乙内燃机的效率，说明消耗相同的燃油，甲内燃机做的有用功多；或者做相同的有用功，甲消耗的燃油少，故C错误，D正确。做功多少和功率的大小以及热机的效率没有关系，故A、B错误。
 

8.【答案】C
 

【解析】解：
A、在四冲程汽油机的一个工作循环中，活塞往复运动两次，燃气推动活塞做功一次，故A错误；
BC、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，在做功冲程中将内能转化为机械能，故B错误、C正确；
D、热值是物质的一种特性，只与物质的种类有关，因此当汽油不断减少时，汽油的热值不变，故D错误。
故选：C。
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；
汽油机的四个冲程，可根据气阀和活塞的状态判断是哪个冲程；将机械能转化为内能的是压缩冲程，将内能转化为机械能的是做功冲程；
热值是物质的一种属性，只与物质的种类有关。
此题是结合汽油机的冲程图分析汽油机冲程的特点，要会根据电火花是否打火判断是不是做功冲程，本题同时考查了热值的特性。
 

9.【答案】D
 

【解析】

【分析】
本题考查四冲程内燃机的工作过程。
四冲程内燃机的工作冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程；压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能。
【解答】
甲：进气阀和排气阀关闭，活塞向上运动为压缩冲程；乙：排气阀打开，活塞向上运动，为排气冲程；丙：进气阀和排气阀关闭，活塞向下运动，为做功冲程；丁：进气阀打开，活塞向下运动，为吸气冲程；
A.飞轮惯性完成的是吸气冲程、压缩冲程和排气冲程，即是甲、乙、丁，故A错误；
B.四冲程内燃机在一个工作循环中，工作过程依次是丁、甲、丙、乙，故B错误；
C.甲图是压缩冲程，能量的转化是机械能转化为内能，故C错误；
D.丙图是做功冲程，将内能转化为机械能，内能减少，温度降低，故D正确。  

10.【答案】C
 

【解析】

【分析】
本题考查了内燃机四个冲程的特点，要掌握通过气阀的关闭情况和活塞的运动情况来判断是哪一个冲程。
判断汽油机的四个冲程，先看进气门和排气门的关闭情况，进气门打开的是吸气冲程，排气门打开的是排气冲程，进气门和排气门都关闭的是压缩冲程或者做功冲程；活塞上行为压缩冲程和排气冲程；活塞下行为吸气冲程和做功冲程；在压缩冲程中机械能转化为内能；做功冲程中内能转化为机械能；对外提供内能的冲程只有做功冲程，其它三个冲程都是依靠惯性完成的；
在吸气冲程中汽油机吸入的是汽油和空气的混合物。
【解答】
甲冲程，两气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为了内能，是第二冲程压缩冲程；
乙冲程，排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，是第四冲程排气冲程；
丙冲程，气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，将内能转化为了机械能是第三冲程做功冲程；
丁冲程，进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，是第一冲程吸气冲程；
A.靠惯性完成的冲程是甲、乙、丁，故A错误；
B.四个冲程的正确顺序是丁甲丙乙，故B错误；
C.甲图为压缩冲程，机械能转化为内能，故C正确；
D.汽油机吸气冲程吸入气缸的物质是汽油和空气的混合物，故D错误。
故选C。  

11.【答案】压缩 

上 

内能

【解析】解：由题图可知，气缸中的两个气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，所以是压缩冲程；在这个过程中机械能转化为内能。
 

12.【答案】 

【解析】解：
柴油完全燃烧放出的能量   J，该柴油机的效率；柴油的热值。
 

13.【答案】内能 

机械能

【解析】  解：蒸汽机、汽轮机、喷气发动机在工作中，都是将燃料燃烧产生的内能最终转化为机械能，都属于热机。
 

14.【答案】乙 

60 

比热容

【解析】解：由图可知，图甲中两个气门都关闭，活塞上行，为压缩冲程；图乙中，两个气门关闭，活塞下行，为做功冲程。为汽车提供动力的冲程是做功冲程。汽油机完成1个工作循环，完成四个冲程，飞轮转2转，对外做功1次，，即每秒完成15个工作循环，完成60个冲程，对外做功15次；与其他液体相比较，水的比热容较大，在质量和升高的温度相同时，水吸收的热量较多，制冷效果较好。
 

15.【答案】解：
由图可知，气缸顶部的火花塞点火，是四冲程内燃机的做功冲程，在内燃机的做功冲程中，两个气门都关闭，活塞向下运动；如下图所示：

 

【解析】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，吸气冲程，进气门打开，排气门关闭；压缩冲程，两个气门都关闭，活塞向上运动；做功冲程，两个气门都关闭，活塞向下运动；排气冲程，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动。
熟悉每个冲程的特征是作图的关键，本题的难点是准确作图。
 

16.【答案】解：
在内燃机的做功冲程中，进气门、排气门都关闭，燃料燃烧，气缸内的气体膨胀做功，推动活塞向下运动，此冲程燃料的化学能转化为内能，然后内能再转化为活塞的机械能，如图所示：

 

【解析】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，吸气冲程，进气门打开，排气门关闭；压缩冲程，两个气门都关闭，活塞向上运动；做功冲程，两个气门都关闭，活塞向下运动；排气冲程，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动；
在压缩冲程中，压缩气体做功，将机械能转化为内能；在做功冲程中，气体膨胀做功，将内能转化为机械能。
本题考查了内燃机四冲程的判断以及能量转化，明确四冲程的特点是关键。
 

17.【答案】做功；比热容大；；11
 

【解析】解：
图中，两个气阀关闭，火花塞喷出电火花，活塞向下运动，是做功冲程；
因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以人们用冷水冷却发动机；
完全燃烧汽油放出的热量：
；
根据可知，
水温度升高值：
．
故答案为：做功；比热容大；；11．
根据气门的关闭和活塞的运行情况判断是哪一个冲程，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；
水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多；
知道汽油的质量和热值，利用燃料完全燃烧放热公式求放出的热量；
由，得到后计算水升高的温度．
本题考查了学生对汽油机四个冲程、水的比热容大的应用、公式和的了解与掌握，计算时注意升高了、升高到末温和升高的区别．
 

18.【答案】；；90；乙。
 

【解析】解：
由图1知，加热试管使水沸腾，水蒸气推动小风车做功，使之不停地转动；这一过程中内能转化为机械能。
图2中：
A、两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能；
B、进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，属排气冲程，没有能量转化；
C、两个气门都关闭，活塞向下运动，火花塞点燃，是做功冲程，将内能转化为机械能；
D、排气门关闭，进气门打开，活塞向下运动，是吸气冲程，没有能量转化；
可见，图1实验中能量转化方式与图2中汽油机的做功冲程相同；故填C。
某四冲程汽油机的功率，即每秒做功36000J，
每秒做功次数次，则每秒完成45个循环，飞轮转动90转，有个冲程；
1s转90转，故该汽油机工作时飞轮的转速为90转秒。
根据比热容的概念可知，比热容大的物体每升高或降低所吸收或放出的热量就大，根据图象判断甲、乙液体，每升高或升高相同温度，哪一个需要吸收的热量多，吸收热量多的比热容就大；由此可以看出乙比热容大；
根据，吸收相同的热量，比热容大的，温度升高的就小，就更适合做冷却液。故乙做冷却液更好。
故答案为：；；90；乙。
瓶内热水蒸发产生大量水蒸气，水蒸气膨胀对瓶塞做功，内能转化为机械能；汽油机的四个冲程中，压缩冲程机械能转化为内能，做功冲程内能转化为机械能。
知道某四冲程汽油机的功率，可得每秒做功大小，知道每次做功大小，可求每秒做功次数。而四冲程内燃机1个工作循环中包括4个冲程、对外做功1次、曲轴飞轮转2圈，据此求转速；
根据吸收热量的公式，质量相等的甲、乙液体，吸收相同的热量，比热容大的，温度升高的少，就更适合做冷却液。
本题从一小实验入手，考查了四冲程汽油机的能量转化特点、水的比热容大的应用，注重了物理知识与生活的联系，应重点掌握。
 

19.【答案】解：消耗的汽油体积 ，
根据可知，汽油质量  ，
汽油完全燃烧所释放的热量：  J。
该发动机的效率约为，由得，发动机输出的有用功：  J。
 

【解析】见答案
 

20.【答案】解： Pa，，根据知燃气对活塞的平均压力为 。，一个做功冲程中燃气对活塞做的功：。飞轮转速是，飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮转动240圈，要对外做功120次，所以燃气对活塞做的总功为 J，而，汽油机的输出功率为；
汽油完全燃烧所放出的热量：  J；
汽油机的效率：。
 

【解析】见答案