《热机》同步练习题.docx

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《热机》同步练习题

一、填空题

1.热机是把_______能转化为_______能的机器；在热机里，用来做__________的那部分能量，与燃料__________放出的能量之比，叫做热机效率.

2.内燃机的特点是：

燃料在__________燃烧，生成_______的燃气，燃气推动活塞_______，将_______能转化为_______能.

3.内燃机的工作过程由_______、_______、_______、_______四个冲程组成，内燃机中，将机械能转化为内能的是_______冲程，将内能转化为机械能的是_______冲程.

4.__________叫做这种燃料的热值.热值的单位是_______，符号是_______.

5.喷气式发动机有两种，需要用大气中的氧气来助燃的是__________发动机，这种发动机在__________上使用；自带燃料和氧化剂的是__________发动机，它工作时不需要空气，可以在大气层外工作能够用来发射__________.

二、选择题

6.汽油机在某个冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，此冲程是

A.吸气冲程B.压缩冲程

C.做功冲程D.排气冲程

8.关于热机错误的说法是

A.利用内能来做功的机器叫热机

B.蒸汽机、内燃机、燃气轮机、喷气发动机都叫热机

C.一切热机的工作过程都包括四个冲程

D.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叫做热机的效率

9.关于燃料的热值，以下说法正确的是

A.燃料的热值与燃料的燃烧情况有关

B.容易燃烧的燃料，热值一定大

C.煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多

D.0.5g汽油和2kg汽油，它们的热值是一样的

10.甲、乙两台汽油机，甲的效率比乙高，则

A.甲每秒钟做的功比乙每秒钟做的功多

B.甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少

C.消耗同样多的汽油，甲做的有用功比乙做的有用功多

D.做同样多的有用功，甲消耗的汽油比乙消耗的汽油多

三、实验、问答、计算题

11.如图15—6所示，试管内装有水，橡皮塞塞住管口，加热使水沸腾，水沸腾后看到的现象是______________，在这个过程中能量的转化是__________.__________就是根据这种道理制成的.

图15—6

12.已知干木柴的热值是1.2×107J/kg，完全燃烧0.7kg干木柴能放出多少热量？

假设这些热量全部被水吸收，能使多少千克水的温度由20℃升高到70℃？

已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）.

1、用某种合金制成的小球，体积为10cm3，当温度从10℃升高到20℃时，吸收的热量为153J，已知合金的密度为8．5×103kg／m3，比热为0．45×103J／（kg·℃），问小球是空心还是实心的？

如果是空心的，空心部分体积是多大？

2、完全燃烧42g焦炭所放出的热量，若有50％被2kg、30℃的水吸收，则水温可升高多少℃？

[c水=4.2×103J/（kg·℃），q焦炭=3.0×107J/kg，此时外界为1标准大气压]

3、随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家。

一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20kW。

若小汽车行驶的距离为100km，汽油的热值q＝4.6×107J/kg，小汽车发动机的效率为25％。

求小汽车在这段路程中：

（1）运动的时间；

（2）发动机所做的功；（3）消耗汽油的质量。

4、如图所示是家庭中所用的一种电水壶的外形及其铭牌，请你根据图中所提供的信息完成以下问题：

（1）图乙中观察壶内水位的玻璃管利用原理来工作。

（2）已知壶中装满水时水位高为10cm，此时水对水壶底的压强是多少？

（3）把初温为20℃的一满壶水在一个标准大气压下烧开，水需要吸收多少热量?

（4）在不计热量损失的情况下，电水壶正常工作时烧开一满壶水需要多长时间？

（c水=4.2×103J/（kg·℃）、g=10N/kg）

5、肥胖是人类健康的大敌，跳绳是减肥的方法之一。

某人的质量为80kg，跳起时重心升高的平均高度约为5厘米。

在晨练中，他在10分钟内跳了800次，（每千克脂肪提供的能量是

J，可用

表示，g=10N/kg）请问在10分钟时间内：

（1）人克服重力所做的功是多少？

（2）人克服重力做功的平均功率是多少？

（3）假如人克服重力做功而消耗的能量只由脂肪提供，在理论上可以消耗

多少脂肪？

6、一辆汽车，总重为1.2×104N，四个轮胎与地面接触的总面积为0.12m2，该车在平直公路上匀速行驶1h，消耗汽油10L，汽油完全燃烧放出的热量有30％转化为机械能。

（汽油的热值为4.6×107J／kg，密度为0.7×103kg／m3，g=10N／kg）求：

（1）该车静止在水平路面上时，对路面的压强是多少?

（2）10L汽油完全燃烧放出的热量是多少?

（3）这段时间内该汽车发动机的功率是多少kW?

（功率的计算结果保留小数点后一位）

7、随着低碳理念的普及，学校科技小组的同学拟设计一种以太阳能电池驱动的汽车．通过查阅资料得知：

肇庆地区太阳光垂直照射时，每平方米太阳能电池板最大可提供150W的电功率．拟设计的太阳能汽车质量是500kg，它在平直路面上最快每秒可行驶15m，行驶过程中所受的平均阻力是车重的0.02倍．该汽车的驱动电机能够将90%的电功率转化为牵引汽车前进的机械功率．若该车在平直路面上以最高速度行驶，试通过计算回答下列问题（g取10N/kg）：

（1）驱动电机提供的推力是多少牛？

（2）驱动电机提供的机械功率是多少瓦？

（3）该车的太阳能电池板面积约为多大？

（计算结果小数点后保留一位数字）

8、2010年12月30日通车的湛徐高速，使得从湛江市区到徐闻县海安港口全程只需约1个小时，从而使雷州半岛的居民从此真正进入湛江市“一小时生活圈”．

今年“五·一”期间，爸爸开车带着李兵从湛江市区出发沿湛徐高速到徐闻参观“大汉三墩”景点，汽车（包括车上的人和物品）质量为1.8×103kg，车轮与地面的总接触面积为0.09m2，当汽车以90km/h的速度在平直路面上匀速行驶时，汽车发动机牵引力为1000N，效率为30％，汽油的热值为4．6×107J／kg（假设汽油完全燃烧，g取10N／kg）．求：

（1）汽车静止时对路面的压强；

（2）汽车以90km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率；

（3）若汽车按照这种方式行驶，这次旅行全程往返250km，牵引力做的功是多少？

李兵应该提醒爸爸至少要加汽油多少kg？

参考答案：

一、1.内机械有用功完全燃烧

2.气缸内高温高压做功内机械

3.吸气压缩做功排气压缩做功

4.1千克某种燃料完全燃烧放出的热量焦每千克J/kg

5.空气喷气飞机火箭喷气人造卫星和宇宙飞船

二、6.B7.A8.C9.D10.C

三、11.水蒸气把塞子冲出来内能转化为机械能热机

12.8.4×106J40kg

1、空心，6cm3

2、70℃

3、解析：

（1）小汽车的速度v＝72km/h＝20m/s，运动的时间t=s/v=100×103m/20m/s=5×103s。

（2）发动机做的功W=Pt=20×103W×5×103s=1×108J。

（3）汽油完全燃烧放出的热量Q=mq，又因为Q=W/η，故

m=Q/q=W/ηq=1×108J/（25％×4.6×107J/kg）=8.7kg。

4、解析：

（1）壶内水位的玻璃管是根据连通器的原理来工作的．

（2）水对壶底的压强：

P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1.0×103Pa．

（3）装满水时水的质量：

m=ρV=1.0×103kg/m3×1.2×10﹣3m3=1.2kg，烧开水吸收的热量：

Q=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×1.2kg×（100℃﹣20℃）=4.032×105J．

（4）烧开一满壶水的时间：

t=

=

≈269s。

5、解析：

（1）人的重力：

G=mg=80kg×10N/kg=800N，人克服重力做的总功：

W=nGh=800×800N×0.05m=32000J。

（2）人做功的平均功率：

P=

=

≈53.3W。

（3）由题知，人克服重力做功而消耗的能量只由脂肪提供，

即：

Q=W=32000J，理论上消耗脂肪质量：

m=

=

=0.002kg．

6、解析：

（1）知道汽车总重，又在水平路面上，可求汽车对路面的压力，又知道受力面积，利用压强公式求汽车对路面的压强。

∵汽车静止在水平路面

上，∴汽车对路面的压力：

F=G=1.2×104N，汽车对路面的压强：

（2））知道汽油的体积和汽油的密度，利用密度公式求汽油的质量，再利用燃料完全燃烧公式Q放=mq求10L汽油完全燃烧放出的热量。

V=10L=0.01m3，汽油的质量：

m=ρV=0.7×103kg/m3×0.01m3=7kg，汽油完全燃烧放出的热量：

Q放=mq=7kg×4.6×107J/kg=3.22×108J。

（3）根据“汽油完全燃烧放出的热量有30%转化为机械能”求出有用能量（发动机做的功），再利用功率公式求汽车发动机的功率。

发动机做的有用功：

W=Q放×30%=3.22×108J×30%=9.66×107J，汽车发动机的功率：

答：

（1）该车静止在水平路面上时，对路面的压强是1×105Pa；

（2）10L汽油完全燃烧放出的热量是3.22×108J；（3）这段时间内该汽车发动机的功率是26.8kW。

点评：

本题是力学和热学的综合题，考查了学生对密度公式、压强公式、燃料完全燃烧放热公式、功率公式、效率公式的掌握和运用，利用所学知识，计算解决实际问题，

学以致用！

7、解析：

（1）驱动电机提供的推力F=f=0.02G=0.02mg=0.02×500kg×10N/kg=100N．

（2）驱动电机提供的机械功率是P=Fv=100N×15m/s=1

500W．

（3）电功率转化率η=

=

=90%，所以该车的太阳能电池板面积约

为S≈11.1m2．

点评：

本题考查推力、功率、面积等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，本题还告诉我们一定要广泛应用太阳能，太阳能不但节省能源，还可以环保．

8、解析：

（1）汽车静止时对地面的压力为F=G=mg=1.8×103kg×10N／kg=1.8×104N，汽车静止时对地面的压强为

2×105Pa。

（2）汽车以90km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率P=Fv=1000N×25m/s=2.5×104W。

（3）全程往返约250km牵引力所做的功W=Fs=1000N×2.5×105m=2.5×108J，

由

得，全程往返约250km需要汽油的质量为：

。

答：

（1）汽车静止时对在地面的压强2×105Pa．

（2）汽车以90km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率2.5×104W．（3）全程往返约250km牵引力所做的功2.5×108J；全程往返约250km需要汽油的质量为18.12kg．