浙教版九年级上册第5节 物体的内能第3课时同步达标检测题

第5节　物体的内能

第3课时　热机

请判断下列说法的正误(正确的在括号内画“√”，错误的画“×”)：

(1)热机就是内燃机。(　　)

(2)与电动机相比，热机的效率要低得多。(　　)

(3)内燃机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀对外做功，此时这些气体的温度升高且内能增大。(　　)

[核心知识]

1．热机的效率：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。计算公式：η＝× 100%。

2．四冲程内燃机的一个工作循环中有四个冲程，活塞往复两次，曲轴转动两周，其中只有做功冲程燃气对外做功，其他三个冲程靠飞轮的惯性完成。

1．关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法，其中正确的是(　　)

①在压缩冲程中，机械能转化为内能　②在做功冲程中，内能转化为机械能　③只有做功冲程是燃气对外做功　④汽油机和柴油机的点火方式相同

A．只有②③        B．只有①③

C．只有②④        D．只有①②③

2．关于热机的效率，下列说法中正确的是(　　)

A．热机做的有用功越多，效率一定越高

B．热机消耗的燃料越少，效率一定越高

C．热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高

D．热机做功越快，效率一定越高

3．关于提高热机效率的途径，下列说法中错误的是(　　)

A．尽量使燃料充分燃烧 

B．尽量减少输出功率

C．尽量减小摩擦 

D．尽量减少热量损失

4．某汽油机的效率比柴油机效率低，它表示(　　)

A．汽油机比柴油机做功慢

B．汽油机用来做功的能量比柴油机少

C．汽油机比柴油机所消耗的燃料多

D．汽油机用来做有用功的能量跟燃料完全燃烧所放出的能量的比值比柴油机小

5．已知一台单缸四冲程汽油机正常工作时，汽缸内的活塞1 min内往复运动1800次，则此汽油机每秒内(　　)

A．完成15个工作循环，做功15次

B．完成15个工作循环，做功30次

C．完成30个工作循环，做功15次

D．完成30个工作循环，做功30次

6．一台八缸四冲程柴油机，飞轮转速为600 r/min，若每个汽缸做功冲程中，每次做功7300 J，那么这台柴油机的功率是(　　)

A．3.65×104 W        B．5.84×105 W

C．7.3×105 W        D．2.92×105 W

7．汽油机是热机的一种，汽油在汽缸内燃烧时的能量转化情况是________________________，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的。一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1200 r/min，该汽油机每秒内完成________个冲程，做功________次。

8．柴油机工作的四个冲程中，______冲程是燃气对活塞做功，此过程是将________能转化为________能。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%，则它的效率为________。

9．一台四冲程汽油机，活塞向上运动的是________冲程和________冲程，若在1 min内火花塞点火1800次，则此汽油机1 min内做功________次。

10．2020·嘉兴 如所示，用酒精灯给水加热一段时间后，观察到软木塞冲出试管口。

(1)软木塞冲出试管口，说明力能改变物体的________________________________________。

(2)此过程中，水蒸气减少的内能________(填“大于”“等于”或“小于”)软木塞增加的机械能，这与热机的__________冲程能量转化相同。

11．老师用如(a)所示实验装置加热试管使水沸腾，发现试管上方的小风车开始不停地转动，由此引出以下问题，请利用所学的知识回答。

 (1)图(a)实验中能量转化方式与图(b)中汽油机的________(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)冲程相同。

(2)若某单缸四冲程汽油机的功率为36 kW，做功冲程每次对外做功800 J，则在1 s内该汽油机能完成________个冲程。

12．如所示是某四冲程汽油机做功冲程的示意图，活塞的横截面积是35 cm2。做功冲程中，燃气对活塞的平均压强是1.0×106 Pa，活塞移动的距离是60 mm，所用时间是0.015 s。试求：

(1)做功冲程中，燃气对活塞的平均压力。

(2)做功冲程中，平均压力做功的功率。

(3)设做功冲程汽油完全燃烧，汽油机的效率是25%，则一个做功冲程中汽油完全燃烧放出的热量是多少。

13．2021·杭州一模 甲是某四冲程汽油机工作时的能量流向图，图乙是其中一个冲程的示意图，则下列说法正确的是(　　)

A．该汽油机的效率是60%

B．汽油机的效率越高说明做功越快

C．该冲程是压缩冲程

D．该冲程是内能转化为机械能的过程

14．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与品质，现代汽车主要分汽油机与柴油机两类发动机，其中汽油发动机提供动力的是内燃机的汽缸。某台以汽油为燃料的汽车，发动机内有四个汽缸，其相关数据如下表所示：

(1)汽车以100 km/h的速度匀速运动时发动机的输出功率最大，则1 min内做的有用功为__________J。

(2)汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个汽缸正常工作时四个冲程的顺序是________(对甲、乙、丙、丁重新排序)，图________所示的________冲程中内燃机给汽车提供动力。

(3)汽车的排气量是指发动机汽缸的工作容积，汽车排气量越大，功率越大。空燃比指汽缸内空气和燃油的质量比。热值是1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量，用q表示，Q放＝mq。当汽车以100 km/h的速度匀速行驶时，根据表中数据求汽车发动机的效率。(计算结果保留三位有效数字)

答案

核心·易错

(1)×

(2)√

(3)×　 当内燃机汽缸里的高温气体迅速膨胀对外做功时，内能转化为机械能，故气体的内能会减小，温度会降低。

能力提升拔尖练

1．D　2.C　3.B　4.D　5.A　6.D

7．化学能转化为内能　热传递　40　10

8．做功　内　机械　35%

9．压缩　排气　1800

10．(1)运动状态　(2)大于　做功

 (1)软木塞冲出试管口，运动状态发生了变化，说明力可以改变物体的运动状态。(2)水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，由于存在热量的散失，故水蒸气减少的内能大于软木塞增加的机械能。热机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，其中压缩冲程机械能转化为内能，做功冲程内能转化为机械能。故该过程与热机的做功冲程能量转化相同。

11．(1)丁　(2)180

12．解：(1)根据p＝可得，燃气对活塞的平均压力：

F＝pS＝1.0×106 Pa×35×10－4 m2＝3500 N。

(2)平均压力做功的功率：

P＝＝＝＝1.4×104 W。

(3)一个做功冲程汽油机做的功：

W＝Fs＝3500 N×0.06 m＝210 J，

根据η＝×100%，

则一个做功冲程中汽油完全燃烧释放的热量：

Q＝＝＝840 J。

培优初探拓展练

13．D

14．(1)4.5×106

(2)乙、甲、丁、丙　丁　做功

(3)解：根据ρ＝可得，做一次功消耗燃气的质量：m燃气＝ρV＝1.35 kg/m3×1.8×10－3 m3＝2.43×10－3 kg，

因为空燃比是14∶1，

所以做一次功消耗的汽油的质量：

m＝2.43×10－3 kg×＝1.62×10－4 kg；

1 min内汽油完全燃烧释放的热量：

Q＝m汽油q＝1.62×10－4 kg×4.6×107 J/kg×2600＝1.93752×107 J，

发动机的效率：

η＝×100%＝×100%＝23.2%。