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1内能及其利用模块-热机训练一、单选题1.四冲程汽油机正常工作时，把机械能转化为内能的冲程是（）A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程2.如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，其中将内能转化为机械能的冲程是（）A.B.C.D.3.图为四冲程汽油机工作过程中某一冲程的示意图，它表示的是（）A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程4.（2017•潍坊）如图是四冲程汽油机的剖面图，它是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的．其中内能转化为机械能的是（）A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程25.生活中常见的汽车和摩托车大多是采用四冲程汽油机来工作的．四冲程汽油机在一个工作循环中，下列说法不正确的是（）A.对外做功一次B.有两次能量转化C.曲轴转动两周D.压缩冲程把内能转化为机械能6.在图所示的内燃机工作的一个循环中，其四个冲程的顺序应当是：（）A.甲、乙、丙、丁B.乙、甲、丁、丙C.乙、丁、甲、丙D.甲、乙、丁、丙7.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8.．图所示为四冲程汽油机的一个冲程，下列说法正确的是（）A.这是压缩冲程，机械能转化为内能B.这是压缩冲程，内能转化为机械能C.这是做功冲程，机械能转化为内能D.这是做功冲程，内能转化为机械能9.如图为四冲程汽油机工作过程中某一冲程的示意图，它表示的是（）A.做功冲程B.压缩冲程C.吸气冲程D.排气冲程10.内燃机的一个工作循环中，机械能转化为内能的冲程是（）3A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程二、填空题11.汽油机一个工作循环由________个冲程组成，其中________冲程把机械能转化为内能．12.如图所示，工作中的四冲程汽油机正处于________冲程，该冲程将机械能转化为________能，若该汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功________次、飞轮转过________圈.13.如图，是汽油机模型，正在进行的是________冲程，该冲程将________能转化为________能。14.如图所示是热机的________冲程;一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，该汽油机每秒钟完成做功________次，共完成________个冲程.15.一个单杠四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min，它在1s的时间完成了________个冲程，做了________次功。16.在汽油机的四个冲程中，机械能转化为内能的是________冲程．如图所示汽油机正在进行的是________冲程．三、解答题417.如图所示，图甲为四冲程内燃机吸气冲程的示意图，图中画出了吸气冲程中活塞与曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况．请在图乙中，画出压缩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．四、实验探究题18.随着人们生活水平的不断提高，各种小汽车已经走进我们的家庭．小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象与物理知识有关，请你用学过的物理知识解答下面的问题：（1）普通的小汽车用的是汽油机，图甲所示的是________冲程，这个冲程中燃料通过燃烧将________能转化为燃气的________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．（2）太阳能汽车利用太阳能来驱动，真正实现了零排放，有效地减少了对环境的污染．某太阳能汽车如图乙，质量为450kg，顶部安装了太阳能电池板．若汽车上的太阳能电池板的有效面积为6m2，它正对太阳时太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×103J/(m2·s)，电池的输出功率为2.1kW，则将太阳能转化为电能的效率为________，如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为80%，当汽车在水平面上匀速行驶时，受到的牵引力为80N，则汽车的行驶速度为________m/s．（3）太阳能汽车采用四轮鼓式制动，有效地减少了制动距离．太阳能汽车在制动过程中动能在不断的________（增大/减少/不变）．通过测量获得汽车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如下表所示：请在图中描点作出s-v2图象________，写出s和v的定量关系式s=________，当轿车速度为8m/s时对应的制动距离是________m．5五、综合题19.火箭中国科学技术馆新馆，中国古代传统技术展厅，陈列着反映中华民族灿烂文明成就的珍品，介绍四大发明及天文、陶瓷、建筑、青铜、冶铸、纺织、刺绣、中医中药、机械、手工艺等学科内容。并陈列有古代的火箭、战船，天文学的浑仪、简仪，设计精巧的水磨、水车、指南针等。中国人首先发明火箭这样一个事实已经被世界所公认。宋朝的时候出现了很多烟花爆竹，这些爆竹也是喷气式的原始火箭。明朝时期的毛元仪在他的著作里面就记载了30多种火箭的基本原理和结构，其中有飞火飞天、火龙出水等。中国是从明朝开始发射火箭的，大明史嘉靖年间，万户进行最早的火箭升空试验（如图1所示），成为现代载人飞行先驱，现在月球和火星均有以其名字命名的环形山．现代火箭的飞行原理与万户的飞行试验原理基本相同。现代火箭大多是利用喷气发动机升空的，喷气发动机将推进剂贮箱或运载工具内的反应物（推进剂）燃烧后变成高速气流，高速气流对火箭产生巨大的反作用力使火箭加速升空。最常见的火箭燃烧的是固体或液体的化学推进剂。推进剂燃烧产生热气，通过喷口向火箭后部喷出高速气流。火箭自带燃料和氧化剂，而其他喷气发动机仅须携带燃料，燃料燃烧所须的氧取自空气中。所以，火箭可以在地球大气层以外使用，而其他喷气发动机不能。人类要在太空中走的更远，就需要不断提高火箭运行速度增大推力，科学家们为此做了大量的研究和反复的实验．提高火箭运行速度和增大推力的主要措施包括：减小火箭质量（例如三级火箭升空过程，燃料燃尽后逐级脱落，以减小火箭的质量）、增大喷出气流的速度、改善推进剂等。火箭远离地球后，质量和重力影响不断下降，火箭速度也因此越来越快。从1970年4月，长征一号火箭成功发射东方红1号卫星开始到现在，我国火箭研究与应用处于世界领先水平，火箭的稳定性和运载能力等各项性能都大大提高。（1）火箭发射升空是将燃料燃烧时释放的内能转化为火箭的________能；（2）万户成功加速升空过程中，万户与他的座椅是________的（选填“运动”或“静止”）；6（3）某科技活动小组利用可乐瓶等材料制作的水火箭如图2所示，小组同学为了探究影响水火箭飞行高度的众多因素，做了多项探究实验，其中包括：探究改变胶塞与可乐瓶的松紧程度对水火箭飞行高度的影响。请你简要写出与他们目的相同的探究实验：________。20.发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质．若某台以93号汽油为燃料的汽车，其发动机的相关数据如下表所示．表中空燃比指汽缸内空气和燃油的质量比．1min内完成的工作循环数2400次汽缸内汽油和空气混合气体的密度1.3kg/m3汽缸的工作容积1.8L汽油的热值4.6×107J/kg发动机最大功率82.8kW空燃比12：1（1）汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个汽缸正常工作四个冲程的顺序是________（对甲、乙、丙、丁重新排序），其中内能转化为机械能的冲程是图________（2）汽车以120km/h的速度匀速运动时发动机的输出功率最大，此时汽车1min内做的有用功是多少？（3）汽车完成一个工作循环时，燃料完全燃烧放出的热量是多少？（4）当汽车以120km/h的速度匀速行驶时，发动机的效率是多大？7答案解析部分一、单选题1.【答案】B【解析】【解答】解：四冲程汽油机正常工作时，把机械能转化为内能的冲程是压缩冲程．故选B．【分析】汽油机的四个冲程中只有两个冲程伴随有能量的转化．（1）压缩冲程中活塞向上运动，汽油和空气的混合物被压缩，内能增大，温度升高，活塞运动的动能转化为混合气体的内能；（2）做功冲程中，火花塞冒出电火花，将混合气体点燃，混合气体剧烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞运动，燃气的内能转化为活塞运动的动能．2.【答案】D【解析】【解答】将内能转化为机械能的冲程是做功冲程，此冲程中两气门闭合，活塞向下运动，对外做功.故答案为：D.【分析】此题考查了四冲程汽油机的工作循环过程，辨别冲程是解答此题的关键.3.【答案】B【解析】【解答】汽油机的四个冲程是吸气、压缩、做功和排气冲程：吸气冲程进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动；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；排气冲程排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动。由图知，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，因此是压缩冲程，B符合题意.故答案为：B.【分析】根据气门关闭，活塞上行，判断图中的是压缩冲程.4.【答案】C【解析】【解答】解：在压缩冲程末，火花塞冒出电火花，将混合气体点燃，混合气体剧烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，对外做功，在这个过程中，燃气推动活塞做功，燃气的内能减少，温度降低，燃气的内能转化为活塞的机械能；所以，内能转化为机械能的是做功冲程．故选C．【分析】汽油机的四个冲程中只有两个冲程伴随有能量的转化．压缩冲程中活塞向上运动，汽油和空气的混合物被压缩，内能增大，温度升高，活塞运动的动能转化为混合气体的内能；做功冲程中，火花塞冒出电火花，将混合气体点燃，混合气体剧烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞运动，燃气的内能转化为活塞运动的动能5.【答案】D【解析】【解答】四冲程汽油机在一个工作循环中：①完成四个冲程，吸气、压缩、做功和排气冲程，只有做功冲程对外做功；②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；③曲轴转动两周.故答案为：D.8【分析】在四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，1个工作循环中曲轴转动两周、包括4个冲程并对外做功1次.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.6.【答案】B【解析】【解答】内燃机的四个冲程依次为吸气、压缩、做功和排气；根据四个冲程中气门与活塞运动方向的特点可知甲是压缩冲程、乙是吸气冲程、丙是排气冲程、丁是做功冲程，故四个冲程的顺序应当是：乙、甲、丁、丙，B符合题意.故答案为：B.【分析】根据四冲程内燃机的各个冲程的进、排气门的打开、关闭情况和活塞的运动情况分析解答.7.【答案】C【解析】【解答】解：A、热机效率是热机性能好坏的重要标志之一，A正确；B、在四冲程内燃机中，废气带走的热量最多，减少废气带走的大量热量可以大大提高热机的效率，B正确；C、柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油机损失的能量较少，并不是因为柴油的热值大，是因为其用来做有用功的能量大于燃料完全燃烧放出的热量；C错误．D、在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能，燃料混合物的温度升高，内能增大，D正确．故选C．【分析】解决此题要正确理解热机效率的概念及其物理意义，以及热机效率低的原因．掌握内燃机的四冲程中能量转化情况．柴油机的效率比汽油机的效率高，说明能量损失少．8.【答案】C【解析】【分析】解决此题要结合内燃机的做功冲程特点和原理进行分析解答，知道做功冲程和压缩冲程中的能量转化．【解答】图中的气门关闭，活塞下行，因此这是做功冲程；在做功冲程中，将内能转化为机械能．故ABD错误，C正确．故选C．9.【答案】A【解析】【解答】解：由图知，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，因此是做功冲程．故选A．【分析】汽油机的四个冲程是吸气、压缩、做功和排气冲程：吸气冲程进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动；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；排气冲程排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动