第2章 改变世界的热机 章末小结练习（学生版+答案版） -教科版初中物理九年级上册

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第2章 改变世界的热机 章末小结1．教科版九上P23图2－1－4【命题点】认识蒸汽机【示例】如图所示，这是瓦特设计的蒸汽机，它以煤炭作为燃料，蒸汽机工作的时候将内能转化为机械能，蒸汽机实际不属于（填“属于”或“不属于”）内燃机。2．教科版9上P27图2－2－2【命题点】热机效率【示例】汽车发动机一般是汽油机或柴油机。小明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，该发动机的效率是30%。当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将降低（填“升高”“不变”或“降低”）3．教科版九上P29图2－2－8【命题点】火箭发动机【示例】2023年5月30日，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭发射成功。火箭升空时，燃料燃烧释放的内能转化为机械能，散失的能量越少，发动机效率越高（填“高”或“低”）。考点　热机1．（河北邯郸馆陶县校级月考）下列没有利用热机的交通工具是(B)A．蒸汽火车 B．山地自行车C．喷气式飞机 D．越野摩托车2．（山东菏泽曹县期中）热机工作时，能量的转化过程是(B)A．内能→化学能→机械能B．化学能→内能→机械能C．化学能→机械能→内能D．内能→机械能→化学能考点　内燃机3．（江苏镇江中考）汽油机工作过程的示意图如图所示，其中表示做功冲程的是(B) eq \o(\s\up7(),\s\do5(A.))　  eq \o(\s\up7(),\s\do5(B.))　  eq \o(\s\up7(),\s\do5(C.))　  eq \o(\s\up7(),\s\do5(D.))4．（黑龙江鸡西中考）汽油机将内能转化为机械能的是做功冲程；某单缸四冲程汽油机飞轮转速是2 400 r/min，则此汽油机每秒对外做功20次。汽油机的做功冲程是通过气体对外做功将内能转化为机械能的；汽油机的转速为2 400 r/min，说明1 s内汽油机曲轴的转动次数等于40 r，一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，1 s内曲轴转动40次，故对外做功20次。5．（山东济宁邹城市期末）如图1，把燃料放在带活塞的厚玻璃筒里，把活塞迅速上压，筒内空气温度升高，这是通过做功（填“热传递”或“做功”）途径使管内气体的内能增加；与图2中汽油机B（填字母）冲程的能量转化情况相同。 eq \o(\s\up7(),\s\do5(图1)) eq \o(\s\up7(),\s\do5(A.))　 eq \o(\s\up7(),\s\do5(B.))　 eq \o(\s\up7(),\s\do5(C.))　 eq \o(\s\up7(),\s\do5(D.))图2考点　热机效率6．（山东临沂郯城县校级月考）下列关于热机效率的说法正确的是(D)A．热机的功率越大，效率越高B．热机消耗的燃料越少，效率越高C．燃料的热值越大，效率越高D．完成相同的有用功，所用的同种燃料越少，效率越高7．（山东济南章丘区月考）甲、乙两台热机，甲的效率比乙的低，其含义是(D)A．甲比乙做的有用功少B．甲比乙消耗的燃料多C．在做相同有用功的条件下，甲损失的能量少D．在做相同有用功的条件下，甲消耗的燃料多8．（河北唐山丰南区期中）随着社会的发展和人民生活水平的日益提高，汽车走进了千家万户。目前，大部分的传统动力汽车仍然使用汽油机提供动力。 eq \o(\s\up7(),\s\do5(甲)) eq \o(\s\up7(),\s\do5(乙))(1)如图甲所示是汽油机工作循环的做功冲程，汽油机的能量转化如图乙所示，请把空白的能量名称填写完整：①内、②机械。(2)在某一段较短的时间内，一台汽油机的能量数据如图乙所示，则在此段时间内，这台汽油机的效率是25%。(1)图甲中汽油机的两个气门都关闭，活塞下运动，所以为做功冲程，汽车在发动机工作时，首先把燃料中的化学能转化为内能，然后部分内能转化为机械能。(2)由图乙知，燃料完全燃烧获得的内能是Q＝1.6×105 J，获得的有用的机械能是W＝0.4×105 J，所以热机的效率为η＝ eq \f(W,Q)×100%＝ eq \f(0.4×105 J,1.6×105 J)×100%＝25%。9．（山东济宁曲阜市期中）某单缸摩托车的汽油机工作时的热损失情况是汽缸散热损失30%，废气带走35%，机械摩擦损耗10%。则完全燃烧20 g汽油（热值为4.6×107 J/kg）获得的机械能是2.3×105J；若发动机的转速为1 800 r/min，则发动机每秒钟对外做15次功。完全燃烧20 g汽油释放的热量Q放＝mq＝0.02 kg×4.6×107 J/kg＝9.2×105 J，获得的机械能是E＝(1－30%－35%－10%)×9.2×105 J＝2.3×105 J，如果发动机的转速为1 800 r/min＝30 r/s，即发动飞轮机的转速为30 r/s，发动机的一个工作循环，飞轮转动2圈，对外做功1次，则发动机每秒钟对外做15次。10．阅读短文，回答文后的问题。汽车发动机发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在汽缸中往复运动，一个工作循环经历进气、压缩、做功和排气四个冲程，汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在汽缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（冲程长度）。实际汽车往往采用多缸发动机。如图所示发动机有4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。(1)汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为机械能。(2)若一个汽缸排量为V，燃气对活塞的平均压强为p，则一个做功冲程中燃气对活塞所做的功为W＝pV（用字母表示）。(3)四缸发动机中2号汽缸在做功冲程中，3号汽缸所处的冲程是A。A．吸气　B．压缩　C．做功　D．排气(4)为汽车提供动力的冲程是做功冲程。11．（河北唐山期中）某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为3×10-3 m2，一个冲程活塞在汽缸中的移动距离是0.05 m，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105 Pa，飞轮1 min转动1 800 r，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），若1 min消耗汽油0.008 kg，汽油的热值为4.6×107 J/kg，求：(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力；(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功；(3)该汽油机的效率。(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力F＝PS＝9.0×105 Pa×3×10-3 m2＝2 700 N(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功W＝Fl＝2 700 N×0.05 m＝135 J(3)飞轮1min转动1 800 r，则汽油机1min做功900次，则1min汽油机所做的总功W总＝900×135 J＝1.215×105 J0．008 kg汽油完全燃烧放出的热量Q放＝mq＝0.008 kg×4.6×107 J/kg＝3.68×105 J该汽油机的效率η＝ eq \f(W总,Q放)×100%＝ eq \f(1.215×105 J,3.68×105 J)×100%≈33.0%答：(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力为2 700 N；　(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功为135 J；(3)该汽油机的效率为33.0%。