初中物理第1節(jié) 熱機隨堂練習題

這是一份初中物理第1節(jié) 熱機隨堂練習題，共16頁。
1．下列四種交通工具，不用熱機作為動力機械的是（ ）
A．自行車B．輪船C．卡車D．飛機
2.我國于2019年5月17日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號丙運載火箭，成功發(fā)射一顆北斗導航衛(wèi)星。如圖5所示，長征三號丙運載火箭升空時，燃料燃燒后通過做功，把_____能轉化為_____能。
3. 世界上很多發(fā)明都是受到生活現(xiàn)象的啟發(fā)而萌生的創(chuàng)意，比如：蒸汽機和汽油機，它們工作時，能的轉化過程是。圖中是汽油機的工作原理圖。
4．如圖所示，在試管內裝些水，用橡皮塞塞住，加熱水至沸騰，將會看到的現(xiàn)象是橡皮塞__________，并在管口處看到 。此實驗能量的轉化過程：燃料的____________能通過燃燒轉化為______能，又通過做功，將______能轉化為________能。利用內能做功的原理，可以制成________。
知識點2 汽油機
5．如圖所示，用電火花發(fā)生器點燃塑料盒內的酒精氣體，能將盒蓋噴出很遠，此過程中的能量轉化方式與汽油機的哪一個沖程相似？（ ）
A．壓縮沖程B．吸氣沖程C．排氣沖程D．做功沖程
6．如圖所示是內燃機工作循環(huán)中的一個沖程，它是（ ）
A．壓縮沖程，將化學能轉化成內能
B．壓縮沖程，將機械能轉化成內能
C．做功沖程，將內能轉化成機械能
D．做功沖程，將機械能轉化成內能
7．如圖是汽油機一個工作循環(huán)的四個沖程，不是靠飛輪慣性完成的沖程是（ ）
A B C D
8．圖中單缸四沖程汽油機正處在 沖程。若該汽油機轉速為1800r/min，則它每秒鐘完成 個沖程。用水循環(huán)帶走汽油機產生的熱量，這是利用了水的 較大的特性。
知識點3 柴油機
9.關于熱機，下列說法正確的是（ ）
A． 四沖程汽油機在工作過程中，進氣門和排氣門同時關閉的沖程是壓縮沖程和做功沖程
B． 熱機做功沖程中把機械能轉化為內能
C． 柴油機上安裝一個笨重的飛輪，是為了提高它的功率
D． 柴油機的功率比汽油機的高
10． 柴油機壓縮沖程中，隨著活塞的運動，氣缸內空氣密度不斷________（選填：“增大”“減壓縮小”或“不變”），這時活塞的機械能轉化為被壓縮空氣的________能，使其溫度更高、壓強更大。
11．將下表中汽油機和柴油機的不同點填寫完整。
12．質量為1×104t的輪船靜止在水面上時，受到的浮力是 N，排開水的體積是 m3。輪船利用柴油機的 沖程獲得機械能。當輪船以36km/h的速度勻速行駛時，柴油機的輸出功率是2×106W，則輪船受到的牽引力是 N（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。
[能力提升練]
13．一種用于輕型低速飛機的活塞式航空發(fā)動機，它有多個氣缸，氣缸工作時經(jīng)歷進氣、壓縮、膨脹、排氣四個過程，在這四個過程中，能為飛機提供動力的是（ ）
A．進氣B．壓縮C．膨脹D．排氣
14．如圖所示，在一個配有活塞的厚玻璃筒里放一小團硝化棉，把活塞迅速壓下去，看到棉花燃燒起來，活塞被向上頂起。關于這個過程說法正確的是（ ）
A．活塞對棉花做功，使棉花溫度升高
B．緩慢壓下活塞也能看到同樣的實驗現(xiàn)象
C．壓下活塞的過程中是內能轉化為機械能
D．活塞被向上頂起相當于內燃機的做功沖程
15．2019年春節(jié)期間熱映的《流浪地球》被譽為開啟了中國科幻電影元年。這部電影講述了 多年以后太陽急速衰老膨脹，無法再給地球提供能量，人類為了拯救地球而點燃木星周圍的可燃氣體，逃離太陽系的故事。其中“點燃木星”將地球推開相當于內燃機的（ ）
A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程
16.科學家發(fā)明了一款單缸六沖程內燃機，它每一個工作循環(huán)的前四個沖程與單缸四沖程內燃機相同，在第四沖程結束后，立即向汽缸內噴水，水在高溫汽缸內迅速汽化成高溫、高壓水蒸氣，推動活塞再次做功，這樣燃燒同樣多的燃料獲得了更多的機械能，提高了熱機的效率．以下關于該內燃機的說法正確的是（ ）
A．氣缸內水蒸氣做功后溫度升高
B．這款內燃機的第六個沖程是排氣沖程
C．這款內燃機的第五個沖程是壓縮沖程
D．在壓縮沖程是內能轉化成機械能
17.如圖所示是內燃機某一沖程的示意圖，其中噴油嘴正在噴油，由圖可知：
（1）這種內燃機是 （選填“汽油機”或“柴油機”）；
（2）它在吸氣沖程吸入的物質是 （選填“空氣”或“汽油”或“柴油”或“空氣和汽油的混合物”）；
（3）圖中內燃機處在 沖程；該沖程中其能量轉化是把 能轉化為 能；
（4）若此內燃機轉速為50r/s（即每秒飛輪轉50轉），那么，它正常工作時，每秒鐘對外做功 次。
[高頻考題實戰(zhàn)練]
18．（2021·浙江寧波市·中考真題）在如圖所示的“汽油機模型”實驗中，將少量的汽油噴入筒內，用軟木塞塞住筒口，搖動起電機，觀察到放電針放電，汽油燃燒，軟木塞被高溫高壓的氣體沖出。該實驗可模擬四沖程汽油機工作時的（ ）
A．吸氣沖程B．壓縮沖程C．做功沖程D．排氣沖程
19．（2021·黑龍江齊齊哈爾市·中考真題）如圖所示試管內水蒸氣將塞子推出的過程，水蒸氣的________能轉化為塞子的機械能.四沖程汽油機工作過程中的________沖程與上述能量轉化過程相同.
汽油機
柴油機
構造
________
噴油嘴
吸入物質
汽油和空氣的混合物
________
點火方式
________
壓燃式
第1節(jié) 熱機
[基礎達標練]
知識點1 熱機
1．下列四種交通工具，不用熱機作為動力機械的是（ ）
A．自行車B．輪船C．卡車D．飛機
【答案】A
【解析】
分析 熱機是利用了燃料燃燒時化學能轉化為內能，產生高溫高壓的燃氣，推動活塞做功，將內能轉化為機械能．
解答 解：自行車是消耗人的生物質能，轉化為自行車的機械能；輪船、卡車、飛機工作時都要使用化石能源作燃料，燃料燃燒時將內能轉化為機械能驅使它們運動，所以它們都是使用熱機工作的．
故選A．
【點評】 本題考查了熱機和自行車在生活中的使用，對這些機械的能量轉化要了解．
2.我國于2019年5月17日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號丙運載火箭，成功發(fā)射一顆北斗導航衛(wèi)星。如圖5所示，長征三號丙運載火箭升空時，燃料燃燒后通過做功，把_____能轉化為_____能。
【答案】內、機械
【解析】燃料燃燒后做功使火箭升空，是內能轉化為機械能，因為火箭升空，不僅高度升高，且速度增加，因此填寫機械能比較合理。
3. 世界上很多發(fā)明都是受到生活現(xiàn)象的啟發(fā)而萌生的創(chuàng)意，比如：蒸汽機和汽油機，它們工作時，能的轉化過程是。圖中是汽油機的工作原理圖。
【答案】內能轉化為機械能 乙
【解析】 蒸汽機和汽油機都屬于熱機，是將內能轉化為機械能的機器。由圖甲可知，燃料燃燒，將燃料的化學能轉化為水和水蒸氣的內能，從玻璃管口噴出的水蒸氣驅動葉輪轉動，水蒸氣會對葉輪做功，水蒸氣的內能轉化為葉輪的機械能，此過程與蒸汽機的工作過程相似，反映了蒸汽機的工作原理。在圖乙中，火焰使上方空氣溫度升高、上升，熱空氣帶動葉輪轉動，內能轉化為機械能，與汽油機的工作原理相同。
4．如圖所示，在試管內裝些水，用橡皮塞塞住，加熱水至沸騰，將會看到的現(xiàn)象是橡皮塞__________，并在管口處看到 。此實驗能量的轉化過程：燃料的____________能通過燃燒轉化為______能，又通過做功，將______能轉化為________能。利用內能做功的原理，可以制成________。
【答案】沖出；白霧；化學；內；內；機械 熱機。
【解析】
分析 做功可以改變物體的內能：對物體做功，物體的內能增加，例如克服摩擦做功、壓縮氣體做功等；物體對外做功內能會減少，例如氣體膨脹做功，物體的內能減小，轉化為機械能．
了解實驗中的現(xiàn)象及能量轉化，再逐一進行解答．
解答 解：在如圖所示的實驗中，用酒精燈加熱一段時間后，會觀察到的現(xiàn)象有：①瓶塞沖出試管；②瓶塞沖出后試管口處出現(xiàn)白霧等．
實驗中的能量轉化過程是：①酒精燃燒放出熱量，酒精的化學能轉化為水的內能；
水吸熱沸騰，產生大量水蒸氣，氣體膨脹對橡皮塞做功，氣體的內能轉化為橡皮塞的機械能．利用內能做功的原理，可以制成熱機。
故答案為：沖出；白霧；化學；內；內；機械；熱機．
【點評】了解在本實驗過程中是如何通過做功來改變物體內能的，知道相關的現(xiàn)象并能用熱學的知識做出解釋，是解答的關鍵．
知識點2 汽油機
5．如圖所示，用電火花發(fā)生器點燃塑料盒內的酒精氣體，能將盒蓋噴出很遠，此過程中的能量轉化方式與汽油機的哪一個沖程相似？（ ）
A．壓縮沖程B．吸氣沖程C．排氣沖程D．做功沖程
【答案】D
【解析】按動電火花發(fā)生器的按鈕，點燃盒內酒精，盒蓋被打出去，這是因為酒精燃燒產生的燃氣對外做功，消耗燃氣的內能，變成盒蓋的機械能，故是將內能轉化為機械能的過程；四沖程熱機中的做功沖程就是利用內能來做功的沖程，將內能轉化為機械能。
6．如圖所示是內燃機工作循環(huán)中的一個沖程，它是（ ）
A．壓縮沖程，將化學能轉化成內能
B．壓縮沖程，將機械能轉化成內能
C．做功沖程，將內能轉化成機械能
D．做功沖程，將機械能轉化成內能
【答案】B
【解析】解決此題要結合內燃機的做功沖程特點和原理進行分析解答，知道做功沖程中的能量轉化。
圖中的氣門關閉，活塞上行，這是壓縮沖程的特點；
在壓縮沖程中，能量轉化關系是將機械能轉化成內能。
7．如圖是汽油機一個工作循環(huán)的四個沖程，不是靠飛輪慣性完成的沖程是（ ）
A B C D
【答案】B
【解析】解：在汽油機的四個沖程中只有做功沖程對外做功，其他三個沖程都是靠飛輪的慣性完成的。
A圖：排氣門打開，活塞向上運動，氣缸容積減小，是排氣沖程，不符合題意；
B圖：兩氣門都關閉，活塞向下運行，火花塞點火，氣缸容積增大，是做功沖程，符合題意；
C圖：兩氣門都關閉，活塞向上運行，氣缸容積減小，是壓縮沖程，不符合題意；
D圖：進氣門打開，活塞向下運行，氣缸容積增大，是吸氣沖程，不符合題意。
8．圖中單缸四沖程汽油機正處在 沖程。若該汽油機轉速為1800r/min，則它每秒鐘完成 個沖程。用水循環(huán)帶走汽油機產生的熱量，這是利用了水的 較大的特性。
【答案】排氣 60 比熱容
【解析】活塞向上運動，一個氣門打開，說明此時處于排氣沖程；1800r/min說明飛輪每秒轉30r，而汽油機1個工作循環(huán)，完成四個沖程，飛輪轉2轉，對外做功1次，所以汽油機每秒鐘完成15個工作循環(huán)，對外做功15次，完成60個沖程；汽車的散熱器可用水做冷卻劑，是因為水的比熱容比較大。
知識點3 柴油機
9.關于熱機，下列說法正確的是（ ）
A． 四沖程汽油機在工作過程中，進氣門和排氣門同時關閉的沖程是壓縮沖程和做功沖程
B． 熱機做功沖程中把機械能轉化為內能
C． 柴油機上安裝一個笨重的飛輪，是為了提高它的功率
D． 柴油機的功率比汽油機的高
【答案】A
【解析】
試題分析：內燃機的工作過程見下表，可知A對B錯；
柴油機上的飛輪質量大，慣性大，有利于完成排氣、吸氣、壓縮三個輔助沖程，C錯；柴油機的功率高，是因為柴油機在吸氣沖程吸入的是純空氣，所以在壓縮沖程，可以把空氣壓縮的體積更小，壓強更大，溫度更高，D錯。
【考點】熱機
10． 柴油機壓縮沖程中，隨著活塞的運動，氣缸內空氣密度不斷________（選填：“增大”“減壓縮小”或“不變”），這時活塞的機械能轉化為被壓縮空氣的________能，使其溫度更高、壓強更大。
【答案】增大；內
【解析】柴油機沖程中，隨著活塞的運動，外界對氣缸內氣體做功，氣缸內空氣體積減小，密度不斷增大，這時活塞的機械能轉化為被壓縮空氣的內能，使其溫度更高、壓強更大。
11．將下表中汽油機和柴油機的不同點填寫完整。
【答案】火花塞 點燃式
12．質量為1×104t的輪船靜止在水面上時，受到的浮力是 N，排開水的體積是 m3。輪船利用柴油機的 沖程獲得機械能。當輪船以36km/h的速度勻速行駛時，柴油機的輸出功率是2×106W，則輪船受到的牽引力是 N（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。
【答案】1×108 1×104 做功 2×105
【解析】根據(jù)二力平衡原理，漂浮在液面上的物體所受到的浮力與物體自身的重力相等，F(xiàn)?。紾＝mg＝1×107kg×10N/kg=1×108N；V排=eq \f(F浮, ρ水g)= eq \f(1×108N, 1.0×103kg/m×10N/kg 3)= 1×104 m3；內燃機中只有做功沖程把內能轉化為機械能；v＝36km/h＝10m/s，由公式P＝eq \f(W,t)＝Fv得：F＝eq \f(P,v)＝eq \f(2×106W,10m/s)＝2×105N。
[能力提升練]
13．一種用于輕型低速飛機的活塞式航空發(fā)動機，它有多個氣缸，氣缸工作時經(jīng)歷進氣、壓縮、膨脹、排氣四個過程，在這四個過程中，能為飛機提供動力的是（ ）
A．進氣B．壓縮C．膨脹D．排氣
【答案】C
【解析】內燃機工作時，提供動力的沖程是做功沖程，即氣缸工作時經(jīng)歷進氣、壓縮、膨脹、排氣四個過程中的膨脹過程，能為飛機提供動力。
14．如圖所示，在一個配有活塞的厚玻璃筒里放一小團硝化棉，把活塞迅速壓下去，看到棉花燃燒起來，活塞被向上頂起。關于這個過程說法正確的是（ ）
A．活塞對棉花做功，使棉花溫度升高
B．緩慢壓下活塞也能看到同樣的實驗現(xiàn)象
C．壓下活塞的過程中是內能轉化為機械能
D．活塞被向上頂起相當于內燃機的做功沖程
【答案】D
【解析】改變內能的方式有兩種，即做功和熱傳遞；對物體做功，物體的內能會增加，物體對外做功，其內能會減小。
AC、把活塞迅速壓下去，此時活塞對筒內的空氣做功，空氣的內能變大，溫度升高，是機械能轉化為內能，空氣和棉花之間發(fā)生熱傳遞，使得棉花的溫度升高，故AC錯誤，
B、緩慢壓下活塞，由于存在熱損失，在慢慢下壓的過程中，空氣的內能增加的較小，溫度升的不高，達不到棉花的燃點，棉花不會燃燒，故B錯誤；
D、活塞被向上頂起是因為筒內的空氣推動活塞做功，內能轉化為機械能，與內燃機的做功沖程相同，故D正確。
15．2019年春節(jié)期間熱映的《流浪地球》被譽為開啟了中國科幻電影元年。這部電影講述了 多年以后太陽急速衰老膨脹，無法再給地球提供能量，人類為了拯救地球而點燃木星周圍的可燃氣體，逃離太陽系的故事。其中“點燃木星”將地球推開相當于內燃機的（ ）
A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程
【答案】C
【解析】“點燃木星”將地球推開，將內能轉化為機械能，相當于內燃機的做功沖程。
A．吸氣沖程，無能量轉化；
B．壓縮沖程，機械能轉化為內能；
C．做功沖程，內能轉化為機械能；
D．排氣沖程，無能量轉化。
16.科學家發(fā)明了一款單缸六沖程內燃機，它每一個工作循環(huán)的前四個沖程與單缸四沖程內燃機相同，在第四沖程結束后，立即向汽缸內噴水，水在高溫汽缸內迅速汽化成高溫、高壓水蒸氣，推動活塞再次做功，這樣燃燒同樣多的燃料獲得了更多的機械能，提高了熱機的效率．以下關于該內燃機的說法正確的是（ ）
A．氣缸內水蒸氣做功后溫度升高
B．這款內燃機的第六個沖程是排氣沖程
C．這款內燃機的第五個沖程是壓縮沖程
D．在壓縮沖程是內能轉化成機械能
【答案】B
【解析】
分析：單缸六沖程內燃機一個工作循環(huán)，6個沖程，燃氣對外做功2次，據(jù)此分析回答．
解答：解：A、在做功沖程中，高溫氣體迅速膨脹對活塞做功，氣體的內能減小，溫度降低；故A錯誤；
B、為進入下一個工作循環(huán)，這款內燃機的第六沖程是排氣沖程．故B正確；
C、這款內燃機的第五個沖程是第二次對外做功，是做功沖程，故C錯誤；
D、在壓縮沖程中，將機械能轉化為內能；故D錯誤．
故選B．
【點評】本題考查了改變內燃機六個沖程的工作過程，重點是理解新型內燃機一個工作循環(huán)，6個沖程，燃氣對外做功2次．
17.如圖所示是內燃機某一沖程的示意圖，其中噴油嘴正在噴油，由圖可知：
（1）這種內燃機是 （選填“汽油機”或“柴油機”）；
（2）它在吸氣沖程吸入的物質是 （選填“空氣”或“汽油”或“柴油”或“空氣和汽油的混合物”）；
（3）圖中內燃機處在 沖程；該沖程中其能量轉化是把 能轉化為 能；
（4）若此內燃機轉速為50r/s（即每秒飛輪轉50轉），那么，它正常工作時，每秒鐘對外做功 次。
【答案】（1）柴油機；（2）空氣；（3）做功；內；機械；（4）25．
【解析】
分析：利用下列知識分析回答：
①柴油機和汽油機的主要區(qū)別是：柴油機的頂端是噴油嘴，而汽油機的頂端是火花塞；在吸氣沖程中柴油機吸入的是空氣，汽油機吸入的是汽油和空氣的混合物；
②判斷沖程可以看氣閥門的開關情況和活塞運動情況，有能量轉化的是兩個沖程（壓縮沖程、做功沖程）；
③四沖程內燃機曲軸轉一圈，完成2個沖程，1個工作循環(huán)中包括4個沖程并對外做功1次．
解答：解：
（1）由題知，內燃機的頂端是噴油嘴，所以該內燃機是柴油機；
（2）在柴油機的吸氣沖程中吸入的是空氣；
（3）圖中的氣門閉合、燃料燃燒做功，活塞下移，是做功沖程；該沖程中，燃氣膨脹做功，將內能轉化為機械能；
（4）此內燃機轉速為50r/s，即每秒飛輪轉50轉，每秒可完成25個工作循環(huán)，100個沖程，對外做功25次．
故答案為：（1）柴油機；（2）空氣；（3）做功；內；機械；（4）25．
【點評】本題是關于內燃機的綜合題目，能否知道汽油機和柴油機的區(qū)別、四個沖程的特點及壓縮和做功沖程的特點是解決此類問題的關鍵．
[高頻考題實戰(zhàn)練]
18．（2021·浙江寧波市·中考真題）在如圖所示的“汽油機模型”實驗中，將少量的汽油噴入筒內，用軟木塞塞住筒口，搖動起電機，觀察到放電針放電，汽油燃燒，軟木塞被高溫高壓的氣體沖出。該實驗可模擬四沖程汽油機工作時的（ ）
A．吸氣沖程B．壓縮沖程C．做功沖程D．排氣沖程
【答案】C
【解析】
將少量的汽油噴入筒內，用軟木塞塞住筒口，搖動起電機使放電針放電，電火花將汽油點燃，汽油燃燒產生高溫高壓燃氣對軟木塞做功，將燃氣的內能轉化為軟木塞的機械能，所以軟木塞被沖出。四沖程汽油機的做功沖程也是將燃氣的內能轉化為活塞的機械能，故這一過程是模擬四沖程汽油機的做功沖程。
故選C。
19．（2021·黑龍江齊齊哈爾市·中考真題）如圖所示試管內水蒸氣將塞子推出的過程，水蒸氣的________能轉化為塞子的機械能.四沖程汽油機工作過程中的________沖程與上述能量轉化過程相同.
【答案】內 做功
【解析】
試管內水蒸氣將塞子推出的過程中對塞子做功，水蒸氣的內能減少轉化為塞子的機械能，四沖程汽油機的四個沖成為：吸氣沖程，壓縮沖程，做功沖程，排氣沖程；做功沖程中高溫高壓氣體推動活塞運動，對活塞做功，內能轉化為機械能，與上述能量轉化過程相同．
進氣門
排氣門
活塞運動方向
曲軸轉動
能量轉化
吸氣沖程
開
關
由上到下
半周
\
壓縮沖程
關
關
由下到上
半周
機械能轉化成內能
做功沖程
關
關
由上到下
半周
內能轉化成機械能
排氣沖程
關
開
由下到上
半周
\
汽油機
柴油機
構造
________
噴油嘴
吸入物質
汽油和空氣的混合物
________
點火方式
________
壓燃式