《热机》习题集.docx
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《热机》习题集
《热机》习题集
基础训练
一、填空题
（易）1．如图所示，一个纸风车放在点燃的酒精灯火焰上方，风车会转动起来。
在整个过程中是由酒精的_______能最终转化为风车的________能。
（中）2．科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，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汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，水蒸气温度___________（选填“升高”、“降低”或“不变”），其内能_____________（选填“增大”、“减小”或“不变”），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___________，为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是_________冲程。
（中）3．汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成，如图所示是表示汽油机的______冲程，汽油机在某次工作时消耗汽油0.2kg，这些汽油完全燃烧放出_______J的热量；汽车汽油机工作过程中，水箱中的水温度会升高，这是通过_______的方式使水的内能增加。
（汽油的热值为4.6×107J／kg）。
（易）4．我国的长征系列运载火箭顺利完成了多项发射任务。
火箭在加速上升过程中，燃料燃烧时化学能转化为________能，从而使火箭的机械能增大；火箭利用向后喷出气流而使自身受力前进，这是运用了力的作用是________的原理。
（易）5．小刚双手对搓后感觉手上发热，这是通过____________的方式改变手的内能。
汽油机的工作过程中，将机械能转化为内能的是_________冲程。
（易）6．单缸汽油机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是_________冲程，主要利用惯性来工作的冲程有____________、______________、________________。
二、选择题
（中）7．汽油机在压缩冲程中，汽缸中的燃料混合物（）
A．压强增大温度降低
B．压强减小温度降低
C．压强增大温度升高
D．压强减小温度升高
（中）8.下列说法中错误的是（）
A．水沸腾后继续加热，水的温度会升高
B．能量既不会凭空消
灭，也不会凭空产生
C．热机的做功冲程是将内能转化为机械能
D．扩散现象说明：
一切物质的分子都在不停地做无规则运动
（中）9．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
（中）10．双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料，以下说法正确的是（）
A．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
B．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%
C．在压缩冲程中，燃料混合物的温度升高，内能增大
D．汽油与天然气相比，燃烧时汽油对环境的污染较小
【答案】
一、填空题
1．化学机械
2．降低减小效率排气
3．压缩9.2×106热传递
4．内相互
5．做功压缩
6．做功 吸气冲程、压缩冲程、排气冲程
二、选择题
7．C
8．A
9．D
10．C
基础训练
1．如图1所示为一汽油缸示意图，该图表示此时汽油机正处于工作过程的 冲程。
图1
2．如图2所示的是汽油机工作时的（ ）
图2
A.吸气冲程
B.压缩冲程
C.做功冲程
D.排气冲程
3．490柴油机有4个气缸，每个气缸直径为90mm，活塞行程为100mm，做功冲程燃气的平均压强为70.7N/cm2，求做功冲程气体做功多少？
4．关于燃料的热值，下列叙述中正确的是（ ）
A.燃料燃烧时放出的热量越多，燃料的热值越大
B.相同质量的燃料，燃烧时放出热量多的热值大
C.1kg不同的燃料完全燃烧时放出热量多的热值大
D.1kg燃料充分燃烧放出热量多的热值大
5．一台单缸四冲程内燃机活塞横截面积为600cm2，活塞行程是100mm，做功冲程平均压强为3.5×105Pa，求：
（1）做功冲程中气体所做的功。
（2）若内燃机每分钟转1000转，则此内燃机功率多大？
【答案】
1．吸气
2．C
3．解析：
活塞的面积：
p=70.7N/cm2=70.7×105Pa，
燃气对活塞的平均压力：
一个做功冲程中燃气对活塞做的功：
答案：
450J
4．C
5．解：
（1）燃气对活塞的平均压力：
一个做功冲程中燃气对活塞做的功：
（2）曲轴每转两圈对外做功一次，所以lmin转动1000周，要做功500次，所以
（1）2.1×103J
（2）1.75×104W
提高训练
一、填空题
（中）1．汽油机的一个工作循环是由个冲程组成，其中对外做功次。
在压缩冲程中，气体的温度升高，这是通过的方式增加内能。
为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，这是通过的方式减少汽缸内能。
用水来冷却汽缸是因为水的较大。
（中）2．单缸四冲程柴油机，做功冲程将＿＿＿＿能转化为＿＿＿＿能，其它三个冲程是靠安装在曲轴上的飞轮的＿＿＿＿来完成的。
（中）3．一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1200r／min，该汽油机每秒钟内完成_______个冲程，做功______________次。
二、选择题
（中）4．如图所示，是2010年上海世博会烟火晚会礼花绽放的景象。
礼花绽放时声音和景象是同时发出的，但在较远处观看时，总是先看到礼花绽放的景象，后听到声音，则下列说法不正确的是（）
A．礼花绽放时，发出的声音是由振动产生的
B．礼花绽放时，存在内能和机械能的转化
C．礼花升空过程中，其增加的重力势能一定等于减少的动能
D．先看到景象后听到声音是因为光在空气中的传播速度比声音的大得多
（易）5．以内燃机为动力的各种机械，在人类生产生活中应用极为广泛。
从轮船、火车，到拖拉机、摩托车等，它们的动力大都来源于内燃机，它们虽然在构造上略有差异，但工作原理都是一样的。
下面对内燃机的有关叙述，错误的是（）
A．内燃机是内能转化为机械能的装置
B．内燃机用水冷却，是因为水的比热容大
C．它排出的废气无污染，是一种环保型的机器
D．内燃机靠产生的高温高压气体做功
（中）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
（难）7．（多选）如图是四冲程汽油机做功冲程的示意图。
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，汽缸内气体的（）
A．内能减少B．温度降低C．密度增大D．分子热运动加快
（中）8．下列实例中属于机械能转化为内能的是（）
A．内燃机的活塞在燃气推动下运动
B．点燃的火箭飞向太空
C．夏天，广场上的石凳被晒得发烫
D．陨石坠入地球大气层成为流星
（中）9．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。
三、归纳题
（中）10．请用表格形式列举出汽油机与柴油机在构造上及工作过程中的异同点
不
同
点
汽油机
柴油机
构造
燃料
吸气冲程吸进的物质
压缩冲程末汽缸内的温度
点火方式
做功冲程燃气的压强
优缺点
应用
相
同
点
1．都有、、、、、
2．都分为、、、四个冲程
【答案】
1．四；一；做功；热传递；比热容
2．内；机械；惯性
3．4010
4．C
5．C
6．B
7．AB
8．D
9．D
10．
不
同
点
汽油机
柴油机
构造
火花塞
喷油嘴
燃料
汽油
柴油
吸气冲程吸进的物质
汽油和空气混合物
纯空气
压缩冲程末汽缸内的温度
温度低
温度高
点火方式
点燃式
压燃式
做功冲程燃气的压强
压强小
压强大
优缺点
汽油机震动小、转速高
柴油机功率大，经济性能好
应用
适用于轿车和轻型车辆
适用于卡车和大型客车
相
同
点
1．都有进气门、排气门、气缸、活塞、连杆、曲轴。
2．都分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程。
提高训练
1．甲柴油机的效率为35％，乙柴油机的效率为30％，这说明了（ ）
A.甲柴油机比乙柴油机的功率大
B.甲柴油机比乙柴油机做的有用功多
C.使用甲柴油机比乙柴油机省力
D.甲把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的百分比较大
2．一支蜡烛在燃烧过程中，它的（ ）。
A.质量变小，比热容变小，热值变小
B.质量不变，比热容变小，热值不变
C.质量不变，比热容不变，热值变小
D.质量变小，比热容不变，热值不变
3．完全燃烧21g酒精产生的热量全部被水吸收，能使5kg、25℃的水温度升高到（酒精的热值为3.0×107J/kg）（ ）.
A.25℃ B.30℃ C.55℃ D.65℃
4．四冲程柴油机工作时，活塞向上运动,气缸里的气体体积减小,并依靠飞轮惯性来完成的是（ ）。
A.吸气冲程
B.压缩和做功冲程
C.做功和排气冲程
D.压缩和排气冲程
5．下面几个例子中，属于利用内能来做功的是（ ）。
A.点燃爆竹，爆竹腾空而起
B.给烧杯加热，使杯内水的温度升高
C.冬天，人站在阳光下感到暖和
D.用锤敲石头，石头和锤都要发热
6．甲种燃料的热值大于乙种燃料的热值，下列说法正确的是（ ）。
A.甲种燃料含热量多，乙种燃料含的热量少
B.甲种燃料含的内能多，乙种燃料含的内能少
C.完全燃烧同质量的甲、乙两种燃料，甲燃料放出的热量多
D.通风条件好，供氧越充足，两种燃料的热值越大
7．两台汽油机，甲的功率是乙的1.5倍，甲的效率为20％，乙的效率为25％，那么甲与乙每小时消耗油量之比为（ ）。
A.6:
5 B.15:
8 C.5:
6 D.8:
15
8．一台柴油机的效率是40％，则消耗2kg柴油可能作 J的有用功。
（柴油的热值是3.3×107J/kg）
9．功率为36.75kW的汽车，油箱内仅剩汽油5kg，如果热机效率为20％，不考虑热机向外传动过程中的能量损失，汽车以54km/h的速度行驶，还可运行多少千米？
（汽油热值为4.6×107J/kg）
10．某水电站1h内约有10800t的水从50m高处落下，水的重力所做的功相当于完全燃烧多少焦炭所释入出的内能？
（已知焦炭的热值q=3×107J/kg，g=10N/kg）
【答案】
1．D
2．D
3．C
4．D
5．A
6．C
7．B
8．2.64×107
9．18.8km
10．分析解答：
由题意可知焦炭完全燃烧放出的能量与水下落时重力做的功相当，设水的质量为m,下落高度为h，则有
设焦炭质量为m′，有
拓展训练
一、填空题
（中）1．各种形式的能在一定的条件下可以相互转化，图中已给出了两个实例，请你补充其余两个。
（难）2．能量的转化和转移具有 。
热量自发地从低温物体传给高温物体；汽车制动时，由于摩擦动能转化为内能，这些内能自动地再次开动汽车（后两空选填“能”或“不能”）。
（难）3．下图所示是道路维修时常用的路面钻机（俗称“啄木鸟”），该机械利用压缩气体推动活塞将钻头打入路面。
气体推动活塞时是将_______能转化为_______能；钻头制成锥形是为了___________________________；“啄木鸟”中用到了柴油机，若其机械效率是40％，则完全燃烧50kg柴油对外做的有用功是________J（柴油的热值是4.3×107J／kg）。
（中）4．汽车为人类文明作出了巨大贡献，但同时也对自然生态环境造成了污染。
为减少汽车尾气对居民的危害，长沙市政府购进了不少以天然气为燃料的汽车作公交车，成为长沙街头新的亮点。
（1）这种汽车的发动机在做功冲程中将内能转化为能；
（2）汽车使用天然气作燃料的优点是（写一条）。
二、选择题
（中）5．下列说法中，正确的是（）
A．柴油机的压缩冲程，主要是用热传递的方法增加了气缸内气体的内能
B．汽车发动机用水做冷却剂，主要是利用水密度大的特点
C．电动车的核心部件电动机属于热机的一种
D．液化气是用加压的方法使气体液化后存入储气罐的
（中）6．在内燃机工作的过程中，四个冲程中发生内能和机械能相互转化的冲程是（）A．吸气冲程和压缩冲程
B．压缩冲程和做功冲程
C．做功冲程和排气冲程
D．排气冲程和吸气冲程
（中）7．柴油机在压缩冲程中，气缸内的空气温度、内能、和体积的变化情况是（）
A．温度升高，内能增大，体积减小
B．温度升高，内能增大，体积增大
C．温度降低，内能减小，体积减小
D．温度降低，内能减小，体积增大
（中）8．我们知道：
多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来连续工作的。
关于压缩冲程的作用，下列说法正确的是（）
A．将废气排出缸外
B．完成对外做功
C．吸进汽油和空气的混合物
D．压缩燃料和空气的混合物
（中）9．以下提高热机效率的方法中，不可行的是（）
A．尽量减小热机的功率
B．尽量使燃料充分燃烧
C．保证转动部分良好的润滑
D．尽量减小各种热损失
三、简答题
（中）10．在一次救援行动中，一直升飞机悬停于空中对处于危险地段的幸存者实施救援。
请仿照示例列举与该直升机相关联的能量形式。
注：
①不得重复列举同类型能量形式；②所列举的能量形式必须结合具体的情景。
示例：
在驾驶舱，显示直升机工作状态的仪表盘内的发光二极管工作，具有光能。
①________________________________________________________；
②________________________________________________________；
③_________________________________________________________。
【答案】
一、填空题
1．发电机内燃机
2．方向性、不能、不能
3．气体的内（填“内”亦可）；活塞的动（填“动”或“机械”亦可）；增大钻头对路面的压强（填“增大压强”亦可）；8.6×108
4．
（1）机械；
（2）节能或环保等（只要合理均可）
二、选择题
5．D
6．B
7．A
8．D
9．A
三、简答题
10．①直升飞机在高空，具有重力势能（飞机的螺旋桨在高速旋转，具有动能）；
②飞机携带的燃油具有化学能（燃油燃烧释放出内能）；
③飞机上所有物体都具有内能（电路部分具有电能）。
拓展训练
（一）益智趣题
1．最近我国一些城市出现了环保汽车，该车型采用“清洁燃料”加“汽油”双燃料系统，使尾气中有害气体的成分降低了80％，这种燃料是气态碳氢化合物，在微微加压的情况下即变为液体而储存于钢瓶中，加装到汽车供油系统。
当向发动机供“油”时，该燃料在钢瓶中逐渐汽化，然后进入汽缸被点燃，从而产生动力。
（1）根据下表可知，最适合作为清洁燃料的物质是 。
（填化学式）
化学式
CH4
C2H5
C4H10
C6H14
沸点/℃
-164
-89
-0.5
69
（2）该物质在汽缸内充分燃烧后的产物是和。
（3）在该汽车的四冲程工作循环中，图中能实现内能转化为机械能的是 图。
【答案】1．
（1）C4H10
（2）CO2H2O（3）D
2．“西气东输”主干线西起塔里木盆地的轮南油气田，向东途经九个省、市区，最终到达上海，总计年输送天然气1.2×1010m3，即年输气质量为 kg。
则这些天然气完全燃烧放出的热量是 J。
（管道内天然气密度为6kg/m3，天然气的热值是5×107J/kg）
解析：
天然气质量
完全燃烧放出的热量
【答案】7.2×1010 3.6×1018J
（二）图题巧解
如图是内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为（ ）
A.
B.
C.
D.
【分析解答】内燃机属于热机，热机的效率是指用来做有用功那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比。
由内燃机的能流图可能看出，有用机械能为E2（即用来做有用功的那部分能量），而燃料完全燃烧放出的能量则是燃气内能E，故选项B正确，选项A、C、D错误。
【答案】B
（三）奥赛殿堂
甲、乙两台柴油机，它们的功率和效率的关系是：
p甲=2p乙，η甲=5/4η乙，则在相同的时间里，它们消耗柴油的质量之比为：
（ ）
A.5﹕8 B.8﹕5 C.4﹕5 D.5﹕4
【答案】B
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