粤沪版12.4 热机与社会发展课后作业题

这是一份粤沪版12.4 热机与社会发展课后作业题，共9页。试卷主要包含了以下机械属于热机的是，关于热机，下列说法错误的是，阳光同照沙滩和海面等内容，欢迎下载使用。

精选练习


一．夯实基础


1．以下机械属于热机的是( )


A．杠杆 B．斜面 C．洗衣机 D．汽油机


【答案】D


【解析】AB．杠杆、斜面是简单的机械，不属于热机，故AB不符合题意；


C．洗衣机是电能转化为机械能的装置，不属于热机，故C不符合题意；


D．汽油机是把内能转化成机械能的装置，属于热机，故D符合题意。


故选D。


2．如图所示是四冲程内燃机的哪一个冲程工作情况( )


A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程





【答案】A


【解析】四冲程内燃机的工作情况是：当两个气门关闭，活塞向上运动时是压缩冲程，活塞向下运动时是做功冲程；当一个气门打开，另一个气门关闭，活塞向下运动时是吸气冲程，活塞向上运动时是排气冲程。如图所示是一个气门打开，一个气门关闭，活塞向下运动，所以是吸气冲程，故BCD不符合题意，A符合题意。


故选A。


3．柴油机工作一个循环需四个冲程，其中由机械能转化为内能的是( )


A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程


【答案】B


【解析】在汽油机一个工作循环的四个冲程中，在压缩冲程中，压缩燃料的混合物做功，将机械能转化为内能，温度升高．内能增加；在做功冲程中，高温高压的燃料被点燃燃烧形成高温高压的燃气，燃气膨胀做功，将内能转化为机械能，故ACD不符合题意，B符合题意。


故选B。


4．关于热机，下列说法错误的是( )


A．热机性能好坏的重要标志之一是热机效率


B．在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率


C．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大


D．在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能


【答案】C


【解析】A．热机效率反映了燃料完全燃烧放出能量的利用率，是热机性能好坏的的重要标志，故A正确，A不符合题意；


B．内燃机能量损耗的主要原因之一就是废气带走的热量，所以减少废气带走的热量可以提高热机的效率，故B正确，B不符合题意；


C．柴油机的效率高于汽油机是因为柴油机的压缩比大，燃料燃烧更充分，而不是柴油机的热值高，故C错误，C符合题意；


D．压缩冲程是机械能转化为内能，故D正确，D不符合题意。


选C。


5．某瓶煤油的燃烧值是4.6×107焦/千克，它的物理意义是 ____________。如果将瓶中的煤油倒去一半，剩下煤油的燃烧值为 ____________ 。


【答案】1千克煤油完全燃烧能放出4.6×107焦的热量；4.6×107焦/千克


【解析】[1]煤油的燃烧值是4.6×107焦/千克，它的物理意义是1千克煤油完全燃烧能放出4.6×107焦的热量。燃烧值是反映燃料燃烧时放热本领的物理量。


[2]煤油不会因为倒去一半而改变字它的燃烧值。


6．一台柴油机飞轮的转速为2400r/min，则在1s内，柴油机完成个冲程；对外做功的次数是。


【答案】80；20


【解析】[1]一台柴油机飞轮的转速为2400r/min，则该柴油机每秒钟转40圈，完成20个工作循环，柴油机完成80个冲程。


[2]对外做20次功。


7．一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25%，废气带走的能量占30%，摩擦等机械损耗占10%，则它的热机效率为________。


【答案】35％


【解析】该内燃机燃料的额外功所占的比例是汽缸散热损失、废气带走的能量及摩擦的总和，即25%+30%+10%＝65%，故它的热机效率为35%。


8．阳光同照沙滩和海面。温度高的是________，这是因为沙子比水的________小。


【答案】沙滩；比热容


【解析】阳光同照沙滩和海面，由于沙子比水的比热容小，根据Q=cm△t可知，沙子升高的温度较高，故温度高的是沙滩，故答案为：沙滩；比热容。


9．如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时，消耗汽油1.5L。假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，求：





(1)该汽车发动机做的有用功是多少? (已知：汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/kg)


(2)该汽车的输出功率为多少?


【答案】(1)1.62×107J；(2)4.05×104W


【解析】(1)由密度公式得消耗汽油的质量为


m=ρV=0.8×103kg/m3×1.5×10﹣3 m3=1.2kg，


汽油完全燃烧放出的热量


Q放=mq=1.2 kg×4.5×107J/kg=5.4×107J；


由η=得，汽油机的有用功


W=ηQ放=30%×5.4×107J=1.62×107J；


(2)由速度公式得汽车运动的时间





汽车的输出功率





10．小亮家有一个容积为2L的水壶，水壶里装有初温为25℃的水，在1标准大气压下小亮用天然气炉具对水进行加热。[已知天然气的热值q=8.4×107J/m3，水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃)]求：


(1)烧开1L水，水需要吸收多少热量？


(2)若天然气炉具的效率是30%，则烧开1L水需要完全燃烧多少m3的天然气？


【答案】(1)3.15×105J；(2)1.25×10-2m3


【解析】(1)由题意可知水的体积


V水=1L=1×10-3m3


由可得，水的质量为


m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg


一标准大气压下水的沸点是100℃，则水吸收的热量


Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃-25℃)=3.15×105J


(2)由得





由Q放=Vq得





答：(1)烧开1L水，水需要吸收3.15×105J热量；


(2)若天然气炉具的效率是30%，则烧开1L水需要完全燃烧1.25×10-2m3的天然气。


二．提升训练


1．如图是四冲程汽油机工作状态示意图，下列说法不正确的是( )


A．该冲程是内能转化为机械能的过程


B．该图表示汽油机的压缩冲程．该冲程是将汽油和空气的混合物进行压缩


C．该冲程中汽缸内气体温度升高，分子运动剧烈程度加剧


D．该冲程中主要是通过做功的方式改变汽缸内物质的内能





【答案】A


【解析】A．图中，汽油机两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，此机械能转化为内能，故A不正确，A符合题意；


B．汽油机在吸气冲程中吸进汽油和空气的混合物，所以在压缩冲程中是将汽油和空气的混合物进行压缩压缩，故B正确，B不符合题意；


C．压缩冲程中压缩气体做功，温度升高，内能增加，分子热运动变剧烈，故C正确，C不符合题意；


D．压缩冲程压缩气体做功，所以是通过做功的方式改变物体的内能，故D正确，D不符合题意。


故选A。


2．关于燃料的热值，下列说法正确的是( )


A．燃料的热值越大，燃烧时达到的温度就越高


B．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量就越多


C．燃料燃烧越充分，则燃料的热值就越大


D．燃料的热值与燃料的质量及燃烧情况无关


【答案】D


【解析】A．燃料燃烧时可达到的温度与燃料的多少及燃烧条件．环境情况等有关，不能说热值越大达到的温度就越高，故A错误；


B．燃料燃烧时放出的热量多少不仅与热值有关，而且与燃料的质量、燃烧条件等有关，故B错误；


C．热值的概念是建立在“完全燃烧”的条件下，这只是一种理想情况，实际上不可能，一定种类、一定质量的燃料，燃烧越充分，只是放热越多，不能说热值越大，故C错误；


D．热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的质量以及燃烧条件等均无关，故D正确。


故选D。


3．关于热机的效率，以下说法中正确的是 ( )


A．热机做的有用功越多，效率就一定越高


B．热机的功率大，效率就一定高


C．热机单位时间里耗费的燃料少，热机的效率就一定高


D．以上说法都不对


【答案】D


【解析】热机的效率是用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。热机做的有用功多，但消耗的燃料完全燃烧所放出的能量没有确定。就无法比较热机效率的高低。热机的功率大，只表示单位时间内做的有用功多。在热机单位时间里所消耗燃料完全燃烧所放出的能量没有确定的情况下，也无法判断热机效率高低。热机单位时间里消耗的燃料少，在热机功率没有确定的情况下，无法确定单位时间里热机所做的有用功的多少。因而无法判断热机的效率高低，故ABC错误，D正确。


故选D。


4．下列说法错误的是( )


A．现阶段，人类所用能量，大部分来源于燃料燃烧


B．燃料燃烧时化学能转化为内能


C．热值是表示燃料燃烧放热能力的物理量


D．汽车在行驶时，发动机把油料中的化学能全部转化成有用的机械能。


【答案】D


【解析】现阶段，人类所用能量，大部分来源于煤和石油等燃料燃烧；汽车在行驶时，油料中的化学能只有一部分转化成有用的机械能，汽油机的效率较大约低20％至30％，柴油机的效率较高大约30％至45％，故ABC正确，ABC不符合题意，D错误，D符合题意。


故选D


5．当小四轮拖拉机的柴油机出现故障而使转速急骤增加时，正常操作已不能使它停转，可以用下面那种应急措施( )


A．捂住进气口 B．立即找一个隔热物体捂住排气口


C．脚踏刹车板，同时手拉制动器 D．让它空转，等油全部耗完停下


【答案】A


【解析】柴油把内能转化为机械能的装置，“正常操作已不能使它停转”说明关闭油门．刹车等措施都已失灵，要使拖拉机停转，必须阻止内能转化为机械能。若无内能供给，即无内能向机械能转化，拖拉机即可停转，而内能是由柴油燃烧转化而来的，只要没有空气吸入气缸(没有助燃物质)，就能阻止柴油燃烧，所以措施A有明显作用，措施B．C无济于事，措施D不但浪费柴油，而且等候时间过长，易使柴油机部件因不正常工作而损坏，而且在紧急情况下会发生事故，故不可取，故BCD不符合题意，A符合题意。


故选A。


6．四冲程汽油机的转速为60r/s，那么它每秒钟对外做功的次数是( )


A．30次 B．20次 C．60次 D．120次


【答案】A


【解析】四冲程内燃机都是由吸气．压缩．做功和排气四个冲程构成的。在这样一个工作循环中都是活塞往复两次，曲轴和飞轮转动两周，内燃机对外做功一次。现在已知飞轮的转速是60r/s，可知每秒钟内飞轮转过60周，活塞做功30次，故BCD不符合题意，A符合题意。


故选A。


7．单缸四冲程汽油机工作时，有些冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成，只有一个冲程是不用靠飞轮的惯性来完成的，这个冲程是。


【答案】做功冲程


【解析】由内燃机的工作过程可知，只有在做功冲程中内能转化为机械能，是活塞在力的作用下主动运动，而吸气．排气．压缩冲程都是靠飞轮的惯性来完成的，故答案为：做功冲程。


8．在1标准大气压下，将质量为50kg，温度为20℃的水加热至沸腾，水需要吸收J的热量。目前，遵义市正在创建环保模范城市，正大力推广使用天然气等清洁能源，若上述这些热量由燃烧天然气提供，且天然气完全燃烧放出的热量有30%被水吸收，则需完全燃烧m3的天然气。[水比热容为4.2×103J/(kg•℃)，天然气热值为4×107J/m3]


【答案】1.68×107；1.4


【解析】[1]在1标准大气压下，水沸腾时的温度是100℃，水吸收的热量


Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×50kg×(100℃-20℃)=1.68×107 J


(2)因为Q吸=Q放×30%，所以





因为Q放=Vq，


所以





9．页岩气是蕴藏于页岩层可供开采的天然气资源，中国的页岩气可采储量居世界首位。页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大．分布广的页岩烃源岩地层中。较常规天然气相比，页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点，大部分产气页岩分布范围广．厚度大，且普遍含气，这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。


近日，在我国一页岩气试验开采气田，工作人员采取了部分页岩气样品，经初步检测该页岩气样品中的天然气含量为90%，为了确定其中是否还含有其它可燃性成分，现在在实验室进一步对其进行热值测试：假设所取样品气体的体积为1L，用它烧水，使得1kg 的水温度升高了5℃，已知检测所用的烧水炉的效率为70%，天气的热值为4.0×107J/m3。请根据以上信息计算：


(1)检测过程中，水吸收的热量是多少？


(2)检测过程中，页岩气样品所释放的热量是多少？


(3)该页岩气样品的热值为多少？


【答案】(1)2.1×104J；(2)3×104J；(3)3×107J/m3


【解析】(1)水吸收的热量


Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×5℃=2.1×104J；


(2)页岩气样品所释放的热量





(3)1L=1dm3=1×10-3m3，所以该页岩气样品的热值





答：(1)检测过程中，水吸收的热量是2.1×104J；


检测过程中，页岩气样品所释放的热量是3×104J；


(3)该页岩气样品的热值是3×107J/m3。


10．某中学为学生供应开水，用锅炉将200 kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6 kg的无烟煤。[水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，无烟煤的热值是3.4×107 J/kg]


试求：(1)锅炉内200 kg的水吸收的热量是多少?


(2)6 kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少?


(3)此锅炉的效率是多少?


【答案】(1)6.3×107 J；(2)2.04×108 J；(3)30.9%


【解析】(1)锅炉内200 kg的水吸收的热量是


J/(kg·℃)×200 kg×75℃＝6.3×107 J


(2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是：


3.4×107 J/kg×6 kg＝2.04×108 J


(3)此锅炉的效率是





答：(1)锅炉内200 kg的水吸收的热量是6.3×107 J；


(2)6 kg无烟煤完全燃烧放出的热量是2.04×108 J；


(3)此锅炉的效率是30.9%。