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2022届中考物理知识点梳理精炼：热机练习题
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这是一份2022届中考物理知识点梳理精炼：热机练习题，共12页。试卷主要包含了单项选择题，填空题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（共20小题；共80分）
1. 图为四冲程汽油机工作过程中的某冲程示意图，该冲程为
A. 吸气冲程B. 压缩冲程C. 做功冲程D. 排气冲程
2. 如图所示是某四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是
A. 吸气冲程B. 压缩冲程C. 做功冲程D. 排气冲程
3. 四冲程柴油机在工作过程中，将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
4. 关于四冲程汽油机，下列说法中正确的是
A. 在吸气冲程，吸入气缸内的是空气
B. 在压缩冲程，燃料燃烧，化学能转化为内能
C. 在做功冲程，内能转化为机械能
D. 在排气冲程，进气门和排气门都打开
5. 如图所示，在四冲程汽油机工作循环中，将内能转化为机械能的冲程是
A. B.
C. D.
6. 四冲程汽油机在工作过程中，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
7. 关于热机，下列说法正确的是
A. 随着科技进步，热机的效率可达到 100%
B. 四冲程汽油机在工作过程中，进气门和排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
C. 汽油机汽缸顶部有一个喷油嘴
D. 柴油机的效率比汽油机高，是因为柴油的热值比汽油大
8. 以下提高热机效率的方法中，错误的是
A. 尽量减小热机功率B. 尽量使燃料充分燃烧
C. 保证转动部分良好的润滑D. 尽量减少各种热散失
9. 如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列关于该冲程及其能量转化判断正确的是
A. 做功冲程，将机械能转化为内能B. 做功冲程，将内能转化为机械能
C. 压缩冲程，将机械能转化为内能D. 压缩冲程，内能转化为机械能
10. 如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是
A. 一个工作循环的正确顺序是：甲乙丙丁
B. 甲图冲程能获得动力
C. 丙图冲程存在化学能转化为内能的过程
D. 丁图冲程存在内能转化为机械能的过程
11. 如图所示是四冲程内燃机工作时的某个冲程，对它描述正确的是
A. 吸气冲程机械能转化为内能B. 压缩冲程机械能转化为内能
C. 做功冲程内能转化为机械能D. 排气冲程内能转化为机械能
12. 如图所示的是汽油机的四冲程的示意图，其中表示压缩冲程的是
A. B.
C. D.
13. 四冲程汽油机在工作过程中，将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
14. 如图所示是热机工作的一个冲程，则下列说法正确的是
A. 图中是热机的做功冲程，将机械能转化为内能
B. 热机在这个冲程是内能减少，温度降低
C. 热机在这个冲程是将内能转化为活塞、飞轮的机械能，密度增大
D. 这是压缩冲程，将机械能转化为内能，分子热运动加快
15. 如图所示，在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，将水加热至沸腾一段时间后，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”。此实验中，橡胶塞被推出时发生的能量转化与内燃机的四个冲程发生的能量转化相同的是
A. 吸气冲程B. 做功冲程C. 压缩冲程D. 排气冲程
16. 某汽油机的四个沖程如图所示。在该汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下一个冲程是
A. B.
C. D.
17. 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
18. 下列有关热机的说法正确的是
A. 柴油机顶部是火花塞，吸气冲程吸入的是空气
B. 热机的工作原理是将内能转化为机械能
C. 内燃机压缩冲程时体积增大，内能减少，温度升高
D. 热机效率可以等于 1
19. 随着人们的生活水平的提高，汽车走进千家万户。关于小汽车涉及的知识说法正确的是
A. 小汽车用水来做冷却剂是因为水的比热容较大
B. 发动机做功冲程将机械能转化为内能
C. 精心保养可使发动机的效率达到 100%
D. 排出的尾气对环境没有任何污染
20. 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
二、填空题（共5小题；共28分）
21. 热机工作时，用来做 的能量与燃料 放出的能量之比，叫做热机的效率。
22. 如图所示是四冲程汽油机的 冲程，该冲程中，汽缸内燃气的内能 （选填“变大”“变小”“不变”）；0.5 kg 汽油完全燃烧后放出热量的 42% 被质量为 100 kg 、初温为 25∘C 的水吸收，可使水温升高到 ∘C。[ q油=4.6×107 J/kg，c水=4.2×103 J/(kg⋅ ∘C) ]
23. 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；已知汽油的热值为 4.6×107 J/kg，则完全燃烧 100 g 汽油放出的热量为 J。
24. 图是汽油机工作时四个冲程的示意图，甲、乙、丙、丁四个冲程中， 冲程的气缸内燃料混合物的压强增大、温度升高。（选填“甲”“乙”“丙”或“丁”）
25. 一台四冲程汽油机，已知其飞轮的转速为 1200 r/min，则该汽油机每秒内做功的次数是 次，完成 个冲程数；在做功冲程中，它把燃料燃烧放出的 部分转化为机械能；完全燃烧 1 kg 汽油能够获得 J 的内能，用来做有用功的能量为 J（汽油的热值为 4.6×107 J/kg，效率为 30%）。
三、简答题（共4小题；共52分）
26. 从能量转化的角度看，一台四冲程内燃机在一个循环中
（1）哪个冲程存在着化学能转化为内能的过程?
（2）哪个冲程存在着内能转化为机械能的过程?
（3）哪个冲程具有很明显的机械能转化为内能的过程?
27. 提高热机的效率具有哪些积极意义?请你列出一个回答问题的提纲，不必展开陈述。
28. 随着我国人民生活水平的提高，家庭小汽车作为一种普通的交通工具已走进千家万户。
（1）汽车发动机一般是汽油机，在 冲程把燃料燃烧产生的内能转化为机械能；
（2）阅读了某牌号汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图所示的图表，根据图表给出的信息，该内燃机的效率为 %。
（3）请提出能提高汽车发动机效率的一条措施： 。
29. 除了飞机、汽车、摩托车之外，你还知道哪些地方用到了热机?你列举的这些热机中哪些是内燃机?
四、计算题（共4小题；共52分）
30. 如图为某型号的联合收割机收制麦子的场景，它以柴油机作为动力装置，收割麦子时，以 2 m/s 的速度匀速行驶 30 min，可将粮箱收满。（q柴油=5×107 J/kg，ρ柴油=0.8×103 kg/m3）
（1）若柴油机的转速为 7200 r/min，则该柴油机在 3 s 内做功 次，有 个冲程。
（2）若收割机匀速行驶过程中受到的阻力恒为 5×104 N，则收割机收割满一粮箱需要做 J 的功，做功的功率为 W。
（3）收割麦子时柴油机的工作效率为 40%，则收割机工作两小时要消耗 L 柴油。
31. 一辆使用汽油为燃料的小汽车，功率为 2.3×104 W，在水平路面上匀速行驶了 300 s，在这段时间内消耗了 0.5 kg 汽油（q汽油=4.6×107 J/kg），请问：
（1）若汽油机飞轮的转速为 3600 r/min，在 1 s 内汽油机对外做了 次功。
（2）若这些汽油完全燃烧，可放出热量是多少?
（3）汽车发动机的效率是多少?
32. 莲莲家的汽车尾部上标有‘‘ 2.0T”的字样，其中“T”就是“涡轮增压”，是利用高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”高速旋转，来带动同轴的‘‘进气涡轮’’也高速旋转，从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压，使汽油燃烧更充分，燃气压强更大，同时也减少了废气中的有害物质，达到提高发动机效率和减少废气污染的目的。这辆汽车的最低油耗可达 0.2 kg/(kW⋅h)，已知汽油的热值为 4.6×107 J/kg。（提示：最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量；0.2 kg/(kW⋅h) 表示获得 1 kW⋅h 能量捎耗 0.2 kg 汽油）求：
（1）0.2 kg 的汽油完全燃烧时放出的热量为多少?
（2）该汽车发动机的效率最高可达多少?（结果保留整数）
33. 如图所示，电动汽车是一种绿色环保交通工具，具有清洁无污染等特点。
（1）电动汽车在行驶过程中是将 能转化为 能，相当于汽油机的 冲程。
（2）电动汽车是 （填“零”或“高”）排放的环保车。某家庭电路里的电能表上标有“1500 r/(kW⋅h)”，当用该家庭电路对电动汽车充电时，该车单独充电工作 2 h，电能表上的转盘转过 45000 转，则该车的电功率是 kW。
（3）某款电动汽车在平直公路上匀速行驶时，每 100 km 消耗电能 15 kW⋅h，若不计能量损失，则该电动汽车勾速行驶时受到的阻力为 N。若质量和外观与该电动汽车相同的燃油汽车，它的能量转化效率为 25%，在相同的路面上匀速行驶时，每百公里耗油 kg。（结果保留一位小数，汽油的热值是 4.6×107 J/kg）
答案
第一部分
1. C
2. B
3. B
4. C
5. C
【解析】在四冲程汽油机的工作循环中，将内能转化为机械能的冲程是做功冲程；做功冲程中，进气门与排气门关闭，活塞向下运动，故ABD不符合题意，C符合题意。
6. C
7. B
【解析】使用机械时，不可避免地要做额外功，所以总功一定大于有用功，机械效率一定小于 1，机械效率不可能达到 100%，故A错误；
压缩冲程是进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，做功冲程是在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，高温高压的气体推动活塞向下运动，对外做功，此时进气门和排气门都关闭，故B正确；
柴油机汽缸顶部有一个喷油嘴，故C错误；
柴油机的效率比汽油机的高，主要是因为柴油机为压燃式，压缩的程度更高，汽缸内温度更高，能量转化的程度更高，和热值无关，故D错误。
8. A
【解析】A、热机功率是指单位时间内对外输出的功，与热机的效率越高低无关；
B、燃料燃烧得越充分，能量损失越少，热机的效率越高；
C、保证转动部分良好的润滑，可以减少由于摩擦消耗的能量，可以提高热机效率；
D、尽量减少各种热散失，可以提高热机能量的利用率，即提高热机的效率；
9. B
10. D
【解析】甲图中两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是机械能转化为内能；乙图中进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程；丙图中排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程；丁图中两个气阀都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；
A.四个冲程的正确顺序是乙甲丁丙，故A错误；
B.甲图压缩冲程，内燃机在做功冲程（丁图）获得动力，故B错误；
C.丙图为排气冲程，不存在化学能转化为内能的过程，故C错误；
D.丁图为做功冲程，在该冲程中将内能转化为机械能，故D正确。
11. C
【解析】如图，进气门和排气门都是关闭的，活塞下行，因此是做功冲程，做功冲程中内能转化为机械能，故C正确。
12. B
13. B
14. B
【解析】如图两门关闭，活塞向下，则热机处于做功沖程，将内能转化为活塞和飞轮的机械能，内能减少，温度降低，体积变大，密度变小，故B正确，故ACD错误；
故选B。
15. B
【解析】水加热至沸腾一段时间后，橡胶塞被推出，水蒸气对橡胶塞做功，内能减小，内能转化为橡胶塞的机械能，热机中能量转化和该实验一致的冲程是做功冲程，故B正确。
16. B
【解析】汽油机四个冲程是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，在该汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下一个冲程是做功冲程，由图可知，B图中两个气门都关闭，火花塞点火，此时活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，故B正确。
17. C
18. B
【解析】柴油机与汽油机结构上存在差异，柴油机顶部是喷油嘴，吸气冲程吸入的是空气，故A错误；
热机是将燃料燃烧释放出的内能转化为活塞机械能的机器，故B正确；
内燃机是最常见的热机。在内燃机的压缩冲程，活塞压缩燃气做功，使工作物质的内能增加，温度升高，体积减小，压强增大，故C错误；
热机工作过程中，尾气带走大量的热量，另外燃料不可能完全燃烧，克服机械摩擦及机械散热损失能量等，所以热机获得的有用机械能很少，机械效率远小于 1 ，故D错误。
19. A
20. C
【解析】热机就是利用热来工作的机器，A选项不符合题意；蒸汽机、内燃机、燃气轮机、喷气发动机都叫热机，B选项不符合题意；热机并不都是 4 冲程的，也有 2 冲程的，C选项符合题意；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热机的效率，D选项不符合题意．
第二部分
21. 有用功；完全燃烧
22. 做功；变小；43
【解析】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，在这一过程中化学能转化为内能再转化为机械能，汽缸内燃气的内能；
完全燃烧 0.5 kg 汽油放出的热量 42% 被吸收，Q放=m汽油q汽油=0.5 kg×4.6×107 J/kg=2.3×107 J；根据 Q吸=42%Q放=42%cmΔt 可知，水升高到的温度为：
Δt=Q吸cm=42%×Q放c水m=2.3×107 J/(kg⋅ ∘C)×42%4.2×103 J/(kg⋅ ∘C)×100 kg=23∘C，
t=t0+Δt=20∘C+23∘C=43∘C。
23. 压缩；做功；4.6×106
24. 乙
【解析】压缩冲程气缸内燃料混合物的压强增大、温度升高，图乙两气门关闭，活塞向上，是压缩冲程。
25. 10；40；内能；4.6×107；1.38×107
【解析】一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为 1200 r/min，则每秒钟飞轮转 20 圈，完成 10 个工作循环，做功 10 次，完成 40 个冲程。在做功冲程中，它通过燃料燃烧，把燃料的化学能转化为内能，把部分内能转化为机械能；汽油完全燃烧时放出的热量 Q放=mq=1 kg×4.6×107 J/kg=4.6×107 J；由 η=W有用Q放 得，W有用=ηQ放=30%×4.6×107 J=1.38×107 J。
第三部分
26. （1）做功冲程中，燃料燃烧，化学能转化为内能。
（2）做功冲程中，内能转化为机械能
（3）压缩冲程中，机械能转化为内能。
27. 减少有害气体的排放量，降低对空气的污染。
减少燃料的消耗，节约能源。
28. （1） 做功
【解析】内燃机的四个冲程中，实现将内能转化成机械能的是做功冲程；
（2） 30
【解析】由图可知，有用功的能量：100%−33%−30%−7%=30%，所以热机的效率是：η=30%。
（3） 保证良好润滑减少摩擦（尽量使燃料充分燃烧）
【解析】热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。要提高效率，首先使燃料充分燃烧，然后减少燃烧产生能量的损失，保证良好润滑减少摩擦；尽量降低散热；提高其利用率。
29. 除了飞机、汽车、摩托车外，还有轮船、拖拉机、收割机、推土机、压路机、坦克等都使用了热机，这些热机都是内燃机。火车可分为电力机车、内燃机车和蒸汽机车，其中内燃机车使用的是内燃机。
第四部分
30. （1） 180；720
（2） 1.8×108；1×105
（3） 45
31. （1） 30
【解析】汽油机飞轮转动 2 圈为 4 个冲程，对外做功一次，由于飞轮转速为 3600 r/min，每 1 s 内飞轮转动圈数为：v=3600 r1 min=3600 r60 s=60 r/s，
则 1 s 内转动 60 圈，则对外做功 602=30 次。
（2） 2.3×107 J
【解析】0.5 kg 汽油完全燃烧，放出热量为：
Q放=m⋅q=0.5 kg×4.6×107 J/kg=2.3×107 J。
（3） 30%
【解析】发动机功率为 2.3×104 W，时间为 300 s，
则发动机做功为：W=P⋅t=2.3×104×300 s=6.9×106 J，
则发动机效率为：η=WQ放=6.9×106 J2.3×107 J=30%。
32. （1） 9.2×106 J
【解析】0.2 kg 的汽油完全燃烧时放出的热量：
Q放=mq=0.2 kg×4.6×107 J/kg=9.2×106 J
（2） 39%
【解析】根据题意可知，完全燃烧 0.2 kg 汽油获得的能量 W=1 kW⋅h=3.6×106 J，
汽车发动机的效率：
η=Q吸Q放=3.6×106 J9.2×106 J≈39%。
33. （1） 电；机械；做功
（2） 零；15
（3） 540；4.7
一、单项选择题（共20小题；共80分）
1. 图为四冲程汽油机工作过程中的某冲程示意图，该冲程为
A. 吸气冲程B. 压缩冲程C. 做功冲程D. 排气冲程
2. 如图所示是某四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是
A. 吸气冲程B. 压缩冲程C. 做功冲程D. 排气冲程
3. 四冲程柴油机在工作过程中，将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
4. 关于四冲程汽油机，下列说法中正确的是
A. 在吸气冲程，吸入气缸内的是空气
B. 在压缩冲程，燃料燃烧，化学能转化为内能
C. 在做功冲程，内能转化为机械能
D. 在排气冲程，进气门和排气门都打开
5. 如图所示，在四冲程汽油机工作循环中，将内能转化为机械能的冲程是
A. B.
C. D.
6. 四冲程汽油机在工作过程中，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
7. 关于热机，下列说法正确的是
A. 随着科技进步，热机的效率可达到 100%
B. 四冲程汽油机在工作过程中，进气门和排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
C. 汽油机汽缸顶部有一个喷油嘴
D. 柴油机的效率比汽油机高，是因为柴油的热值比汽油大
8. 以下提高热机效率的方法中，错误的是
A. 尽量减小热机功率B. 尽量使燃料充分燃烧
C. 保证转动部分良好的润滑D. 尽量减少各种热散失
9. 如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列关于该冲程及其能量转化判断正确的是
A. 做功冲程，将机械能转化为内能B. 做功冲程，将内能转化为机械能
C. 压缩冲程，将机械能转化为内能D. 压缩冲程，内能转化为机械能
10. 如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是
A. 一个工作循环的正确顺序是：甲乙丙丁
B. 甲图冲程能获得动力
C. 丙图冲程存在化学能转化为内能的过程
D. 丁图冲程存在内能转化为机械能的过程
11. 如图所示是四冲程内燃机工作时的某个冲程，对它描述正确的是
A. 吸气冲程机械能转化为内能B. 压缩冲程机械能转化为内能
C. 做功冲程内能转化为机械能D. 排气冲程内能转化为机械能
12. 如图所示的是汽油机的四冲程的示意图，其中表示压缩冲程的是
A. B.
C. D.
13. 四冲程汽油机在工作过程中，将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
14. 如图所示是热机工作的一个冲程，则下列说法正确的是
A. 图中是热机的做功冲程，将机械能转化为内能
B. 热机在这个冲程是内能减少，温度降低
C. 热机在这个冲程是将内能转化为活塞、飞轮的机械能，密度增大
D. 这是压缩冲程，将机械能转化为内能，分子热运动加快
15. 如图所示，在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，将水加热至沸腾一段时间后，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”。此实验中，橡胶塞被推出时发生的能量转化与内燃机的四个冲程发生的能量转化相同的是
A. 吸气冲程B. 做功冲程C. 压缩冲程D. 排气冲程
16. 某汽油机的四个沖程如图所示。在该汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下一个冲程是
A. B.
C. D.
17. 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
18. 下列有关热机的说法正确的是
A. 柴油机顶部是火花塞，吸气冲程吸入的是空气
B. 热机的工作原理是将内能转化为机械能
C. 内燃机压缩冲程时体积增大，内能减少，温度升高
D. 热机效率可以等于 1
19. 随着人们的生活水平的提高，汽车走进千家万户。关于小汽车涉及的知识说法正确的是
A. 小汽车用水来做冷却剂是因为水的比热容较大
B. 发动机做功冲程将机械能转化为内能
C. 精心保养可使发动机的效率达到 100%
D. 排出的尾气对环境没有任何污染
20. 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
二、填空题（共5小题；共28分）
21. 热机工作时，用来做 的能量与燃料 放出的能量之比，叫做热机的效率。
22. 如图所示是四冲程汽油机的 冲程，该冲程中，汽缸内燃气的内能 （选填“变大”“变小”“不变”）；0.5 kg 汽油完全燃烧后放出热量的 42% 被质量为 100 kg 、初温为 25∘C 的水吸收，可使水温升高到 ∘C。[ q油=4.6×107 J/kg，c水=4.2×103 J/(kg⋅ ∘C) ]
23. 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；已知汽油的热值为 4.6×107 J/kg，则完全燃烧 100 g 汽油放出的热量为 J。
24. 图是汽油机工作时四个冲程的示意图，甲、乙、丙、丁四个冲程中， 冲程的气缸内燃料混合物的压强增大、温度升高。（选填“甲”“乙”“丙”或“丁”）
25. 一台四冲程汽油机，已知其飞轮的转速为 1200 r/min，则该汽油机每秒内做功的次数是 次，完成 个冲程数；在做功冲程中，它把燃料燃烧放出的 部分转化为机械能；完全燃烧 1 kg 汽油能够获得 J 的内能，用来做有用功的能量为 J（汽油的热值为 4.6×107 J/kg，效率为 30%）。
三、简答题（共4小题；共52分）
26. 从能量转化的角度看，一台四冲程内燃机在一个循环中
（1）哪个冲程存在着化学能转化为内能的过程?
（2）哪个冲程存在着内能转化为机械能的过程?
（3）哪个冲程具有很明显的机械能转化为内能的过程?
27. 提高热机的效率具有哪些积极意义?请你列出一个回答问题的提纲，不必展开陈述。
28. 随着我国人民生活水平的提高，家庭小汽车作为一种普通的交通工具已走进千家万户。
（1）汽车发动机一般是汽油机，在 冲程把燃料燃烧产生的内能转化为机械能；
（2）阅读了某牌号汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图所示的图表，根据图表给出的信息，该内燃机的效率为 %。
（3）请提出能提高汽车发动机效率的一条措施： 。
29. 除了飞机、汽车、摩托车之外，你还知道哪些地方用到了热机?你列举的这些热机中哪些是内燃机?
四、计算题（共4小题；共52分）
30. 如图为某型号的联合收割机收制麦子的场景，它以柴油机作为动力装置，收割麦子时，以 2 m/s 的速度匀速行驶 30 min，可将粮箱收满。（q柴油=5×107 J/kg，ρ柴油=0.8×103 kg/m3）
（1）若柴油机的转速为 7200 r/min，则该柴油机在 3 s 内做功 次，有 个冲程。
（2）若收割机匀速行驶过程中受到的阻力恒为 5×104 N，则收割机收割满一粮箱需要做 J 的功，做功的功率为 W。
（3）收割麦子时柴油机的工作效率为 40%，则收割机工作两小时要消耗 L 柴油。
31. 一辆使用汽油为燃料的小汽车，功率为 2.3×104 W，在水平路面上匀速行驶了 300 s，在这段时间内消耗了 0.5 kg 汽油（q汽油=4.6×107 J/kg），请问：
（1）若汽油机飞轮的转速为 3600 r/min，在 1 s 内汽油机对外做了 次功。
（2）若这些汽油完全燃烧，可放出热量是多少?
（3）汽车发动机的效率是多少?
32. 莲莲家的汽车尾部上标有‘‘ 2.0T”的字样，其中“T”就是“涡轮增压”，是利用高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”高速旋转，来带动同轴的‘‘进气涡轮’’也高速旋转，从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压，使汽油燃烧更充分，燃气压强更大，同时也减少了废气中的有害物质，达到提高发动机效率和减少废气污染的目的。这辆汽车的最低油耗可达 0.2 kg/(kW⋅h)，已知汽油的热值为 4.6×107 J/kg。（提示：最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量；0.2 kg/(kW⋅h) 表示获得 1 kW⋅h 能量捎耗 0.2 kg 汽油）求：
（1）0.2 kg 的汽油完全燃烧时放出的热量为多少?
（2）该汽车发动机的效率最高可达多少?（结果保留整数）
33. 如图所示，电动汽车是一种绿色环保交通工具，具有清洁无污染等特点。
（1）电动汽车在行驶过程中是将 能转化为 能，相当于汽油机的 冲程。
（2）电动汽车是 （填“零”或“高”）排放的环保车。某家庭电路里的电能表上标有“1500 r/(kW⋅h)”，当用该家庭电路对电动汽车充电时，该车单独充电工作 2 h，电能表上的转盘转过 45000 转，则该车的电功率是 kW。
（3）某款电动汽车在平直公路上匀速行驶时，每 100 km 消耗电能 15 kW⋅h，若不计能量损失，则该电动汽车勾速行驶时受到的阻力为 N。若质量和外观与该电动汽车相同的燃油汽车，它的能量转化效率为 25%，在相同的路面上匀速行驶时，每百公里耗油 kg。（结果保留一位小数，汽油的热值是 4.6×107 J/kg）
答案
第一部分
1. C
2. B
3. B
4. C
5. C
【解析】在四冲程汽油机的工作循环中，将内能转化为机械能的冲程是做功冲程；做功冲程中，进气门与排气门关闭，活塞向下运动，故ABD不符合题意，C符合题意。
6. C
7. B
【解析】使用机械时，不可避免地要做额外功，所以总功一定大于有用功，机械效率一定小于 1，机械效率不可能达到 100%，故A错误；
压缩冲程是进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，做功冲程是在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，高温高压的气体推动活塞向下运动，对外做功，此时进气门和排气门都关闭，故B正确；
柴油机汽缸顶部有一个喷油嘴，故C错误；
柴油机的效率比汽油机的高，主要是因为柴油机为压燃式，压缩的程度更高，汽缸内温度更高，能量转化的程度更高，和热值无关，故D错误。
8. A
【解析】A、热机功率是指单位时间内对外输出的功，与热机的效率越高低无关；
B、燃料燃烧得越充分，能量损失越少，热机的效率越高；
C、保证转动部分良好的润滑，可以减少由于摩擦消耗的能量，可以提高热机效率；
D、尽量减少各种热散失，可以提高热机能量的利用率，即提高热机的效率；
9. B
10. D
【解析】甲图中两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是机械能转化为内能；乙图中进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程；丙图中排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程；丁图中两个气阀都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；
A.四个冲程的正确顺序是乙甲丁丙，故A错误；
B.甲图压缩冲程，内燃机在做功冲程（丁图）获得动力，故B错误；
C.丙图为排气冲程，不存在化学能转化为内能的过程，故C错误；
D.丁图为做功冲程，在该冲程中将内能转化为机械能，故D正确。
11. C
【解析】如图，进气门和排气门都是关闭的，活塞下行，因此是做功冲程，做功冲程中内能转化为机械能，故C正确。
12. B
13. B
14. B
【解析】如图两门关闭，活塞向下，则热机处于做功沖程，将内能转化为活塞和飞轮的机械能，内能减少，温度降低，体积变大，密度变小，故B正确，故ACD错误；
故选B。
15. B
【解析】水加热至沸腾一段时间后，橡胶塞被推出，水蒸气对橡胶塞做功，内能减小，内能转化为橡胶塞的机械能，热机中能量转化和该实验一致的冲程是做功冲程，故B正确。
16. B
【解析】汽油机四个冲程是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，在该汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下一个冲程是做功冲程，由图可知，B图中两个气门都关闭，火花塞点火，此时活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，故B正确。
17. C
18. B
【解析】柴油机与汽油机结构上存在差异，柴油机顶部是喷油嘴，吸气冲程吸入的是空气，故A错误；
热机是将燃料燃烧释放出的内能转化为活塞机械能的机器，故B正确；
内燃机是最常见的热机。在内燃机的压缩冲程，活塞压缩燃气做功，使工作物质的内能增加，温度升高，体积减小，压强增大，故C错误；
热机工作过程中，尾气带走大量的热量，另外燃料不可能完全燃烧，克服机械摩擦及机械散热损失能量等，所以热机获得的有用机械能很少，机械效率远小于 1 ，故D错误。
19. A
20. C
【解析】热机就是利用热来工作的机器，A选项不符合题意；蒸汽机、内燃机、燃气轮机、喷气发动机都叫热机，B选项不符合题意；热机并不都是 4 冲程的，也有 2 冲程的，C选项符合题意；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热机的效率，D选项不符合题意．
第二部分
21. 有用功；完全燃烧
22. 做功；变小；43
【解析】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，在这一过程中化学能转化为内能再转化为机械能，汽缸内燃气的内能；
完全燃烧 0.5 kg 汽油放出的热量 42% 被吸收，Q放=m汽油q汽油=0.5 kg×4.6×107 J/kg=2.3×107 J；根据 Q吸=42%Q放=42%cmΔt 可知，水升高到的温度为：
Δt=Q吸cm=42%×Q放c水m=2.3×107 J/(kg⋅ ∘C)×42%4.2×103 J/(kg⋅ ∘C)×100 kg=23∘C，
t=t0+Δt=20∘C+23∘C=43∘C。
23. 压缩；做功；4.6×106
24. 乙
【解析】压缩冲程气缸内燃料混合物的压强增大、温度升高，图乙两气门关闭，活塞向上，是压缩冲程。
25. 10；40；内能；4.6×107；1.38×107
【解析】一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为 1200 r/min，则每秒钟飞轮转 20 圈，完成 10 个工作循环，做功 10 次，完成 40 个冲程。在做功冲程中，它通过燃料燃烧，把燃料的化学能转化为内能，把部分内能转化为机械能；汽油完全燃烧时放出的热量 Q放=mq=1 kg×4.6×107 J/kg=4.6×107 J；由 η=W有用Q放 得，W有用=ηQ放=30%×4.6×107 J=1.38×107 J。
第三部分
26. （1）做功冲程中，燃料燃烧，化学能转化为内能。
（2）做功冲程中，内能转化为机械能
（3）压缩冲程中，机械能转化为内能。
27. 减少有害气体的排放量，降低对空气的污染。
减少燃料的消耗，节约能源。
28. （1） 做功
【解析】内燃机的四个冲程中，实现将内能转化成机械能的是做功冲程；
（2） 30
【解析】由图可知，有用功的能量：100%−33%−30%−7%=30%，所以热机的效率是：η=30%。
（3） 保证良好润滑减少摩擦（尽量使燃料充分燃烧）
【解析】热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。要提高效率，首先使燃料充分燃烧，然后减少燃烧产生能量的损失，保证良好润滑减少摩擦；尽量降低散热；提高其利用率。
29. 除了飞机、汽车、摩托车外，还有轮船、拖拉机、收割机、推土机、压路机、坦克等都使用了热机，这些热机都是内燃机。火车可分为电力机车、内燃机车和蒸汽机车，其中内燃机车使用的是内燃机。
第四部分
30. （1） 180；720
（2） 1.8×108；1×105
（3） 45
31. （1） 30
【解析】汽油机飞轮转动 2 圈为 4 个冲程，对外做功一次，由于飞轮转速为 3600 r/min，每 1 s 内飞轮转动圈数为：v=3600 r1 min=3600 r60 s=60 r/s，
则 1 s 内转动 60 圈，则对外做功 602=30 次。
（2） 2.3×107 J
【解析】0.5 kg 汽油完全燃烧，放出热量为：
Q放=m⋅q=0.5 kg×4.6×107 J/kg=2.3×107 J。
（3） 30%
【解析】发动机功率为 2.3×104 W，时间为 300 s，
则发动机做功为：W=P⋅t=2.3×104×300 s=6.9×106 J，
则发动机效率为：η=WQ放=6.9×106 J2.3×107 J=30%。
32. （1） 9.2×106 J
【解析】0.2 kg 的汽油完全燃烧时放出的热量：
Q放=mq=0.2 kg×4.6×107 J/kg=9.2×106 J
（2） 39%
【解析】根据题意可知，完全燃烧 0.2 kg 汽油获得的能量 W=1 kW⋅h=3.6×106 J，
汽车发动机的效率：
η=Q吸Q放=3.6×106 J9.2×106 J≈39%。
33. （1） 电；机械；做功
（2） 零；15
（3） 540；4.7
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