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人教版九年级物理 14.1热机 同步测试
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这是一份人教版九年级物理 14.1热机 同步测试，共5页。试卷主要包含了单选题，填空题，解答题，实验探究题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1.如图所示的四种情景，下列说法中正确的是（ ）
A. 图甲所示说明分子之间只存在引力 B. 图乙所示木塞被冲出时试管口出现“白雾”，说明水蒸气的内能增加
C. 图丙所示是汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能 D. 图丁所示水的温度必须达到100℃时，水才会沸腾
2.关于四冲程汽油机，下面说法中正确的是（ ）
A. 在做功冲程，内能转化为机械能 B. 汽油机是利用机械能转化成内能的机器
C. 在压缩冲程，内能转化为机械能 D. 四个冲程依次为吸气、做功、压缩、排气
3.下列说法中正确的是（ ）
A. 物体的温度不变，它的内能一定不变 B. 热值大的燃料，完全燃烧放出的热量多
C. 物体的温度越高，含有的热量越多 D. 热机是把内能转化为机械能的机器
4.在内燃机工作的四个冲程中，发生内能和机械能相互转化的冲程是（ ）
A. 吸气冲程和压缩冲程 B. 压缩冲程和做功冲程
C. 做功冲程和排气冲程 D. 排气冲程和吸气冲程
5.关于热机，下列说法中正确的是（ ）
A. 热机都是把内能转化为机械能 B. 热机做的有用功越多，效率就越高
C. 燃料燃烧是否充分不影响热机的效率 D. 通过热机内能可全部转化为机械能
6.汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中不正确的是
A. 甲冲程是把机械能转化为内能 B. 乙冲程是排气冲程
C. 丙冲程是把机械能转化为内能 D. 丁冲程是吸气冲程
7.汽油机是由四个冲程不断循环而工作的，图中表示机械能转化为内能的冲程是：（ ）
A. B. C. D.
8.如图所示为四冲程汽油机未按工作循环顺序排列的各冲程示意图，工作时，将大量机械能转化为内能的冲程是（ ）
A. B. C. D.
9.下列关于热机和环境保护的说法，正确的是（ ）
A. 热机的大量使用会造成环境污染 B. 热机的效率可以达到100%
C. 热机排出的废气都是有害气体 D. 所有的热机都是用汽油作燃料
10.热机包括内燃机，柴油机和汽油机都属于内燃机，关于热机的下列说法中正确的是（ ）
A. 汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
B. 柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入气缸
C. 四冲程汽油机在工作过程中，进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
D. 在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能
11.我们知道：多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来连续工作的．关于压缩冲程的作用，下列说法正确的是（ ）
A. 将废气排出缸外 B. 完成对外做功 C. 吸进汽油和空气的混合物 D. 压缩燃料和空气的混合物
二、填空题
12.汽油机的工作过程由吸气、________、做功、排气四个冲程组成，其中将内能转化为机械能的是________冲程.
13.汽油机是热机的一种。汽油机工作时，汽油在气缸内燃烧时将能转化为能。如图所示的是四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在冲程。某单缸四冲程汽油机在1s内完成了15个工作循环，则该汽油机工作时飞轮的转速为________r/min。
14.缸四冲程汽油机，飞轮的转速为 ，该汽油机每分钟做功________ 次，如图所示的汽油机正处于________ 冲程，在此过程中燃气的内能________ 选填“增加”、“减小”或“不变”
15.科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立刻向气缸内喷水，水在高温气缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，水蒸气温度________ （选填“升高”、“降低”或“不变”），其内能________ （选填“增大”、“减小”或“不变”），这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的________ ，为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是________ 冲程。
16.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________ 冲程．该汽油机每分钟转1200转，则每秒对外做 ________ 次功．
三、解答题
17.简述汽油机和柴油机的相同点和不同点.
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．
五、综合题
19.汽车已走入我们的家庭，而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与柴油两类发动机，以汽油发动机为例，其提供动力的是内燃机的气缸。某台以汽油为燃料的汽车，发动机内有四个气缸，其相关数据如下表所示：
（1）汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程如上图所示，一个气缸正常工作四个冲程的顺序是________（对甲、乙、丙、丁重新排序），其中图________是内燃机给汽车提供动力的冲程。
（2）汽车以100km/h的速度匀速运动时发动机的输出功率最大，则1min内做多少J的有用功?
（3）汽车的排气量是指发动机气缸的工作容积，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。当汽车以100km/h的速度匀速行驶时，根据表中数据求汽车发动机的效率。（计算结果保留一位小数）
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】C
【解析】【解答】A. 甲图中两个压紧的铅块能吊起钩码，是由于分子间存在引力，但不是只有引力，A不符合题意；
B. 当加热试管到一定程度时，水蒸气的内能足够大会将塞子冲出，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能会减小，温度降低，B不符合题意；
C. 根据图中冲程中火花塞点火和活塞向下移动的特点，可以判断这个冲程是做功冲程，此冲程是将内能转化为机械能，C符合题意；
D.水的沸点随气压变化而变化，故图丁所示水沸腾的温度不一定是100℃，D不符合题意。
故答案为：C.
【分析】A分子间存在相互作用的引力和斥力.
B改变物体的内能两种方法：做功和热传递，这两种方法对改变物体的内能是等效的.
C内燃机可分为汽油机和柴油机，它们一个工作循环由吸气、压缩、做功和排气四个冲程.
D沸点与气压关系：一切液体的沸点，都是气压减小时降低，气压增大时升高.
2.【答案】A
【解析】【分析】汽油机的四个冲程是吸气、压缩、做功和排气。汽油机是利用内能转化为机械能的机器。在压缩冲程中是把机械能转化为内能，在做功冲程中是把内能转化为机械能。
A．在做功冲程，内能转化为机械能 符合题意；
B．汽油机是利用机械能转化成内能的机器 不合题意；
C．在压缩冲程，内能转化为机械能 不合题意；
D．四个冲程依次为吸气、做功、压缩、排气 不合题意；
故选A。
【点评】了解四冲程汽油机的原理和能量的转化是解决此题的关键。
3.【答案】D
【解析】【解答】解：
A、晶体熔化时，温度保持熔点不变，内能增大；晶体凝固时，温度保持不变，内能减小；液体沸腾时，温度保持不变，内能增大．由以上可知，物体温度不变时，其内能可能变化．此选项错误；
B、燃料完全燃烧放出的热量多少跟燃料的热值和燃料的质量大小有关，所以热值高的燃料完全燃烧放出的热量不一定比热值低的燃料完全燃烧放出的热量多．此选项错误；
C、热量是在热传递过程中传递内能得多少，是一个过程量，不能说物体含有热量．此选项错误；
D、热机工作过程中，燃料在汽缸中燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞做功，将内能转化为机械能．此选项正确．
故选D．
【分析】①影响内能大小的因素：物体内能与温度有关，同一物体温度越高，内能越大；物体的内能改变，其温度不一定改变，比如晶体的熔化、凝固和液体的沸腾过程；
②燃料完全燃烧放出的热量多少跟燃料的热值和燃料的质量大小有关，完全燃烧同种燃料的质量越大，放出的热量越多；
③热量是在热传递过程中传递内能得多少，是内能的变化量，是一个过程量，不能说物体含有热量；
④热机是将内能转化为机械能的机器．
4.【答案】B
【解析】【解答】解：内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程，压缩冲程活塞向上运动，压缩气体对气体做功，将机械能转化为内能；做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能．吸气和排气冲程不发生能量转化． 故选B．
【分析】内燃机四个冲程中的能量转化情况：吸气和排气冲程不发生能量转化，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能．
5.【答案】A
【解析】【解答】解：
A、热机把内能转化成机械能的机械，故A正确；
B、热机做的有用功占燃料完全燃烧放出热量的比例越大，热机的效率越高，热机效率与热机做的有用功多少无关，故B错误；
C、尽量使燃料充分燃烧可提高热机的效率，故C错误；
D、热机在工作过程中总存在摩擦、要做额外功，所以内能不可全部转化为机械能，故D错误．
故选A．
【分析】（1）热机利用内能来做功，是把内能转化成机械能的装置；
（2）热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比；
（3）要想提高热机的效率，就要做到：尽量使燃料完全燃烧、保证良好的润滑、尽量减小克服摩擦消耗的能量、尽量减小热量的损失等；
（4）热机在工作过程中总存在摩擦、要做额外功．
6.【答案】C
【解析】【解答】解：热机的四个冲程，吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．
甲图：气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为了内能，A正确；
乙图：排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，B正确；
丙图：气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，将内能转化为了机械能，C错误；
丁图：进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，D正确．
故选C．
【分析】热机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．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．
7.【答案】A
【解析】【解答】解：机械能转化为内能的冲程是：压缩冲程．
A图：气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程．符合题意．
B图：排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程．不符合题意．
C图：气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程．不符合题意．
D图：进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程．不符合题意．
故选A．
【分析】本题应抓住汽油机的一个工作循环由如图所示的四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．
8.【答案】B
【解析】【解答】解：
A、图中的进气门关闭，排气门打开，活塞上行，所以是排气冲程，故A不符合题意；
B、图中的两个气门都关闭，活塞上行，所以是压缩冲程，压缩冲程是将机械能转化为内能的过程，故B符合题意；
C、图中的进气门打开，排气门关闭，活塞下行，所以是吸气冲程，故C不符合题意；
D、图中的两个气门都关闭，活塞下行，所以是做功冲程，做功冲程是将内能转化为机械能的过程，故D不符合题意．
故选B．
【分析】汽油机的一个工作循环由四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．
内燃机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程中机械能转化为内能，压缩冲程是依靠飞轮的惯性完成的；二是做功冲程中内能转化为机械能．
9.【答案】A
【解析】【解答】解：
A、热机在使用时会排放出一些有害的气体，造成环境污染，该选项说法正确；
B、热机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率不可能达到100%，该选项说法不正确；
C、热机排出的气体中有二氧化碳、水蒸气、一氧化碳、氮氢化合物等，其中一氧化碳、氮氢化合物等是有害的，该选项说法不正确；
D、汽油机燃烧汽油，柴油机燃烧柴油，蒸汽机燃烧煤，并不是所有的热机都燃烧汽油的，该选项说法不正确．
故选A．
【分析】（1）热机多数燃烧的都是化石燃料，燃烧时产生氮氧化合物等有害气体，会造成环境污染；
（2）任何机器工作时都不可避免的做额外功，效率不可能达到100%；
（3）热机排出的气体中有二氧化碳、水蒸气、一氧化碳、氮氢化合物等，其中二氧化碳和水蒸气是无害的；
（4）热机的种类有很多，像老式火车的蒸汽机（燃烧煤）、汽车的内燃机（燃烧汽油）、发电厂的汽轮机（燃烧煤）、火箭的喷气发动机（燃烧氢）都是利用内能做功的机器．
10.【答案】C
【解析】【解答】解：A、汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴．此选项错误；
B、工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气．此选项错误；
C、四冲程汽油机在工作过程中，进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程．此选项正确；
D、柴油机的压缩冲程中，机械能转化为空气的内能．此选项错误．
故选C．
【分析】①汽油机和柴油机结构不同之一：汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴；②工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气；③热机工作过程中，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能．
11.【答案】D
【解析】【解答】汽油机的压缩冲程：进气门、排气门都关闭，活塞向上运动．压缩汽油和空气的混合气体，使其内能增加，温度升高.故答案为：D.
【分析】解题的关键是知道汽油机压缩冲程的工作过程和原理.汽油机的一个工作循环由四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；压缩冲程：进气门、排气门都关闭，活塞向上运动.
二、填空题
12.【答案】压缩；做功
【解析】【解答】解：内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程.
做功冲程高温高压燃活塞向下运动，将内能转化为机械能.
故答案为：压缩；做功.
【分析】内燃机是热机的一种，一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，特别是做功冲程（内能转化为机械能）和压缩冲程（机械能转化为内能）发生了能量的转化.
13.【答案】1800
【解析】【解答】汽油在气缸内燃烧时消耗化学能，获得内能，将化学能转化为内能。汽油机做功冲程中，进气门和排气门都关闭，火花塞产生电火花，燃料燃烧，产生高温高压的燃气，燃气推动活塞对外做功，内能转化为机械能。某单缸四冲程汽油机在1s内完成了15个工作循环，飞轮转30转，则该汽油机工作时飞轮的转速为1800r/min。
14.【答案】900；压缩；增加
【解析】【解答】解：四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min，一个工作循环飞轮转2圈，做功1次，所以飞轮转18000圈，共做功1800/2=900次．
如图所示，汽油机的进气门、排气门均关闭，且活塞向上运动，所以该冲程属于压缩冲程，此冲程中机械能转化成内能，燃气的内能增加．
故答案为：900；压缩；增加．
【分析】一个工作循环中包括四个冲程，对外做功1次，曲轴转一圈，完成2个冲程；根据气门的开关和活塞的运动情况判断冲程；压缩冲程中机械能转化成内能.
15.【答案】降低；减小；效率；排气
【解析】【解答】在做功冲程中，高温气体迅速膨胀对活塞做功，气体的内能减小，转化为机械能；
在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸汽，推动活塞再次做功，水蒸汽温度降低；这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的效率；
为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是排气冲程。
所以答案为：降低；减小；效率；排气。
【分析】本题考查了改变内能的方法、内燃机六个冲程的工作过程，理解并用好：新型内燃机一个工作循环，6个冲程，燃气对外做功2次。
16.【答案】做功；10
【解析】【解答】解：内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程．压缩冲程活塞向上运动，压缩气体对气体做功，将机械能转化为内能；做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能．
内燃机一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次．飞轮转速为1200r/min=20r/s，也就是1s飞轮转动20r，燃气对外做功10次．
故答案为：做功；10．
【分析】（1）首先要知道四个冲程．并要掌握四个冲程中的能量转化情况，吸气和排气冲程不发生能量转化．压缩冲程将机械能转化为内能；做功冲程将内能转化为机械能；只有做功冲程对外做功，其它三个冲程都是依靠惯性来完成的．
（2）内燃机一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次．
三、解答题
17.【答案】汽油机和柴油机的相同点和不同点如下表所示：
【解析】【分析】根据汽油机和柴油机的结构、工作过程等方面分析两者的不同.
四、实验探究题
18.【答案】（1）做功；化学；内；热传递；比热容
（2）29.2%；21
（3）减少；；；8
【解析】【解答】 (1)内燃机的一个工作循环有四个冲程，即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，在做功冲程中，活塞由上向下气缸内的高压高温物质，即对活塞做功，使得内能转化为机械能；同时为了避免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，即通过水吸收热量而使得气缸温度降低，这是通过热传递的方式改变内能的；在这里我们之所以选择用水作为冷却剂，源于水的比热容最大，即相同质量的水和其他的液体相比较时，若都是升高1℃时，水能吸收的热量最多，故用水冷却效果最好；
(2)电池的输出功率：P电池=2100W；太阳光照射的辐射功率为；P太阳=1.2×103W/m2×6m2=7.2×103W；太阳能转化为电能的效率：
因为电能最终转化为机械能的效率为80%，所以P机械=P电池×η′=2100W×80%=1680W；
由公式P=Fv得：
(3)太阳能汽车在制动过程中质量不变，速度变小，动能变小；
根据表中的数据，在坐标图中先画点，再描线，注意横坐标准速度的平方，纵坐标为距离．如图所示：
根据表中数据和图象反映的规律可知， ；当轿车速度为8m/s时对应的制动距离约是8m．
故答案为：(1) 做功；化学；内；热传递；比热容 (2) 29.2%；21 (3)减少 ；图略； ； 8
【分析】 (1)理解内燃机的四个冲程中，压缩冲程将机械能转化为内能；做功冲程将内能转化为机械能；
(2)本题考查了学生对汽车效率的理解，再根据公式P=Fv计算出速度；
(3)根据表格中的数据画出图像，找出当牵引力为80N，对应的汽车行驶速度.
五、综合题
19.【答案】（1）乙甲丁丙；丁
（2）解：发动机的输出功率最大为75kW，所以1min内做的有用功是W有用=Pt=7．5×104W×60s=4．5×106J；
（3）解：根据ρ=m/V可得，做一次功燃气的质量：m燃气=ρV=1．35kg/m3×2×10-3m3=2．7×10-3kg，因为空燃比是14：1，所以做一次功消耗的汽油质量：m=2．7×10-3kg×1/15=1．8×10-4kg；1min内汽油燃烧释放的热量：Q=m汽油q=1．8×10-4kg×4．6×107J/kg×2500=2．07×107J，发动机的效率：η=W/Q×100%=4．5×106J/1．8×107J=×100%=21．7%。
【解析】【分析】（1）汽车内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功和排气四个冲程，图示中的正确顺序应是乙甲丁丙；内燃机给汽车提供动力的冲程是做功冲程也就是丁图所示的冲程；
（2）所以1min内做的有用功是W有用=Pt进行计算，注意单位的换算；
（3）汽车发动机的效率是指1min内做的有用功与1min内汽油燃烧释放的热量之比，理解公式中各物理量的含义是解题的关键.1min内完成工作循环
2600次
93﹟汽油
气缸内汽油和空气的混合密度
1．35kg/m3
排气量
1．8L
热值
4．6×107J/kg
发动机最大功率
75kW
空燃比
14:1
项目
汽油机
柴油机
不
同
点
燃料
汽油
柴油
气缸、构造
气缸比较短，上方有一个火花塞
气缸比较长，上方有一个喷油嘴
工质
汽油燃气
柴油燃气
压缩比
4∼6
15∼18
点燃方式
点燃式
压燃式
效率
25%∼40%
35%∼45%
优缺点
汽油机震动小、转速高，适用于轿车和轻型车辆
柴油机功率大，经济性能好，适用于卡车和大型客车
相同点
一个工作循环都包括四个冲程；将内能转化为机械能；燃烧化石燃料。
一个工作循环都包括四个冲程；将内能转化为机械能；燃烧化石燃料。
1.如图所示的四种情景，下列说法中正确的是（ ）
A. 图甲所示说明分子之间只存在引力 B. 图乙所示木塞被冲出时试管口出现“白雾”，说明水蒸气的内能增加
C. 图丙所示是汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能 D. 图丁所示水的温度必须达到100℃时，水才会沸腾
2.关于四冲程汽油机，下面说法中正确的是（ ）
A. 在做功冲程，内能转化为机械能 B. 汽油机是利用机械能转化成内能的机器
C. 在压缩冲程，内能转化为机械能 D. 四个冲程依次为吸气、做功、压缩、排气
3.下列说法中正确的是（ ）
A. 物体的温度不变，它的内能一定不变 B. 热值大的燃料，完全燃烧放出的热量多
C. 物体的温度越高，含有的热量越多 D. 热机是把内能转化为机械能的机器
4.在内燃机工作的四个冲程中，发生内能和机械能相互转化的冲程是（ ）
A. 吸气冲程和压缩冲程 B. 压缩冲程和做功冲程
C. 做功冲程和排气冲程 D. 排气冲程和吸气冲程
5.关于热机，下列说法中正确的是（ ）
A. 热机都是把内能转化为机械能 B. 热机做的有用功越多，效率就越高
C. 燃料燃烧是否充分不影响热机的效率 D. 通过热机内能可全部转化为机械能
6.汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中不正确的是
A. 甲冲程是把机械能转化为内能 B. 乙冲程是排气冲程
C. 丙冲程是把机械能转化为内能 D. 丁冲程是吸气冲程
7.汽油机是由四个冲程不断循环而工作的，图中表示机械能转化为内能的冲程是：（ ）
A. B. C. D.
8.如图所示为四冲程汽油机未按工作循环顺序排列的各冲程示意图，工作时，将大量机械能转化为内能的冲程是（ ）
A. B. C. D.
9.下列关于热机和环境保护的说法，正确的是（ ）
A. 热机的大量使用会造成环境污染 B. 热机的效率可以达到100%
C. 热机排出的废气都是有害气体 D. 所有的热机都是用汽油作燃料
10.热机包括内燃机，柴油机和汽油机都属于内燃机，关于热机的下列说法中正确的是（ ）
A. 汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
B. 柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入气缸
C. 四冲程汽油机在工作过程中，进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
D. 在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能
11.我们知道：多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来连续工作的．关于压缩冲程的作用，下列说法正确的是（ ）
A. 将废气排出缸外 B. 完成对外做功 C. 吸进汽油和空气的混合物 D. 压缩燃料和空气的混合物
二、填空题
12.汽油机的工作过程由吸气、________、做功、排气四个冲程组成，其中将内能转化为机械能的是________冲程.
13.汽油机是热机的一种。汽油机工作时，汽油在气缸内燃烧时将能转化为能。如图所示的是四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在冲程。某单缸四冲程汽油机在1s内完成了15个工作循环，则该汽油机工作时飞轮的转速为________r/min。
14.缸四冲程汽油机，飞轮的转速为 ，该汽油机每分钟做功________ 次，如图所示的汽油机正处于________ 冲程，在此过程中燃气的内能________ 选填“增加”、“减小”或“不变”
15.科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立刻向气缸内喷水，水在高温气缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，水蒸气温度________ （选填“升高”、“降低”或“不变”），其内能________ （选填“增大”、“减小”或“不变”），这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的________ ，为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是________ 冲程。
16.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________ 冲程．该汽油机每分钟转1200转，则每秒对外做 ________ 次功．
三、解答题
17.简述汽油机和柴油机的相同点和不同点.
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．
五、综合题
19.汽车已走入我们的家庭，而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与柴油两类发动机，以汽油发动机为例，其提供动力的是内燃机的气缸。某台以汽油为燃料的汽车，发动机内有四个气缸，其相关数据如下表所示：
（1）汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程如上图所示，一个气缸正常工作四个冲程的顺序是________（对甲、乙、丙、丁重新排序），其中图________是内燃机给汽车提供动力的冲程。
（2）汽车以100km/h的速度匀速运动时发动机的输出功率最大，则1min内做多少J的有用功?
（3）汽车的排气量是指发动机气缸的工作容积，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。当汽车以100km/h的速度匀速行驶时，根据表中数据求汽车发动机的效率。（计算结果保留一位小数）
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】C
【解析】【解答】A. 甲图中两个压紧的铅块能吊起钩码，是由于分子间存在引力，但不是只有引力，A不符合题意；
B. 当加热试管到一定程度时，水蒸气的内能足够大会将塞子冲出，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能会减小，温度降低，B不符合题意；
C. 根据图中冲程中火花塞点火和活塞向下移动的特点，可以判断这个冲程是做功冲程，此冲程是将内能转化为机械能，C符合题意；
D.水的沸点随气压变化而变化，故图丁所示水沸腾的温度不一定是100℃，D不符合题意。
故答案为：C.
【分析】A分子间存在相互作用的引力和斥力.
B改变物体的内能两种方法：做功和热传递，这两种方法对改变物体的内能是等效的.
C内燃机可分为汽油机和柴油机，它们一个工作循环由吸气、压缩、做功和排气四个冲程.
D沸点与气压关系：一切液体的沸点，都是气压减小时降低，气压增大时升高.
2.【答案】A
【解析】【分析】汽油机的四个冲程是吸气、压缩、做功和排气。汽油机是利用内能转化为机械能的机器。在压缩冲程中是把机械能转化为内能，在做功冲程中是把内能转化为机械能。
A．在做功冲程，内能转化为机械能 符合题意；
B．汽油机是利用机械能转化成内能的机器 不合题意；
C．在压缩冲程，内能转化为机械能 不合题意；
D．四个冲程依次为吸气、做功、压缩、排气 不合题意；
故选A。
【点评】了解四冲程汽油机的原理和能量的转化是解决此题的关键。
3.【答案】D
【解析】【解答】解：
A、晶体熔化时，温度保持熔点不变，内能增大；晶体凝固时，温度保持不变，内能减小；液体沸腾时，温度保持不变，内能增大．由以上可知，物体温度不变时，其内能可能变化．此选项错误；
B、燃料完全燃烧放出的热量多少跟燃料的热值和燃料的质量大小有关，所以热值高的燃料完全燃烧放出的热量不一定比热值低的燃料完全燃烧放出的热量多．此选项错误；
C、热量是在热传递过程中传递内能得多少，是一个过程量，不能说物体含有热量．此选项错误；
D、热机工作过程中，燃料在汽缸中燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞做功，将内能转化为机械能．此选项正确．
故选D．
【分析】①影响内能大小的因素：物体内能与温度有关，同一物体温度越高，内能越大；物体的内能改变，其温度不一定改变，比如晶体的熔化、凝固和液体的沸腾过程；
②燃料完全燃烧放出的热量多少跟燃料的热值和燃料的质量大小有关，完全燃烧同种燃料的质量越大，放出的热量越多；
③热量是在热传递过程中传递内能得多少，是内能的变化量，是一个过程量，不能说物体含有热量；
④热机是将内能转化为机械能的机器．
4.【答案】B
【解析】【解答】解：内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程，压缩冲程活塞向上运动，压缩气体对气体做功，将机械能转化为内能；做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能．吸气和排气冲程不发生能量转化． 故选B．
【分析】内燃机四个冲程中的能量转化情况：吸气和排气冲程不发生能量转化，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能．
5.【答案】A
【解析】【解答】解：
A、热机把内能转化成机械能的机械，故A正确；
B、热机做的有用功占燃料完全燃烧放出热量的比例越大，热机的效率越高，热机效率与热机做的有用功多少无关，故B错误；
C、尽量使燃料充分燃烧可提高热机的效率，故C错误；
D、热机在工作过程中总存在摩擦、要做额外功，所以内能不可全部转化为机械能，故D错误．
故选A．
【分析】（1）热机利用内能来做功，是把内能转化成机械能的装置；
（2）热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比；
（3）要想提高热机的效率，就要做到：尽量使燃料完全燃烧、保证良好的润滑、尽量减小克服摩擦消耗的能量、尽量减小热量的损失等；
（4）热机在工作过程中总存在摩擦、要做额外功．
6.【答案】C
【解析】【解答】解：热机的四个冲程，吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．
甲图：气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为了内能，A正确；
乙图：排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，B正确；
丙图：气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，将内能转化为了机械能，C错误；
丁图：进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，D正确．
故选C．
【分析】热机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．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．
7.【答案】A
【解析】【解答】解：机械能转化为内能的冲程是：压缩冲程．
A图：气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程．符合题意．
B图：排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程．不符合题意．
C图：气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程．不符合题意．
D图：进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程．不符合题意．
故选A．
【分析】本题应抓住汽油机的一个工作循环由如图所示的四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．
8.【答案】B
【解析】【解答】解：
A、图中的进气门关闭，排气门打开，活塞上行，所以是排气冲程，故A不符合题意；
B、图中的两个气门都关闭，活塞上行，所以是压缩冲程，压缩冲程是将机械能转化为内能的过程，故B符合题意；
C、图中的进气门打开，排气门关闭，活塞下行，所以是吸气冲程，故C不符合题意；
D、图中的两个气门都关闭，活塞下行，所以是做功冲程，做功冲程是将内能转化为机械能的过程，故D不符合题意．
故选B．
【分析】汽油机的一个工作循环由四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．
内燃机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程中机械能转化为内能，压缩冲程是依靠飞轮的惯性完成的；二是做功冲程中内能转化为机械能．
9.【答案】A
【解析】【解答】解：
A、热机在使用时会排放出一些有害的气体，造成环境污染，该选项说法正确；
B、热机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率不可能达到100%，该选项说法不正确；
C、热机排出的气体中有二氧化碳、水蒸气、一氧化碳、氮氢化合物等，其中一氧化碳、氮氢化合物等是有害的，该选项说法不正确；
D、汽油机燃烧汽油，柴油机燃烧柴油，蒸汽机燃烧煤，并不是所有的热机都燃烧汽油的，该选项说法不正确．
故选A．
【分析】（1）热机多数燃烧的都是化石燃料，燃烧时产生氮氧化合物等有害气体，会造成环境污染；
（2）任何机器工作时都不可避免的做额外功，效率不可能达到100%；
（3）热机排出的气体中有二氧化碳、水蒸气、一氧化碳、氮氢化合物等，其中二氧化碳和水蒸气是无害的；
（4）热机的种类有很多，像老式火车的蒸汽机（燃烧煤）、汽车的内燃机（燃烧汽油）、发电厂的汽轮机（燃烧煤）、火箭的喷气发动机（燃烧氢）都是利用内能做功的机器．
10.【答案】C
【解析】【解答】解：A、汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴．此选项错误；
B、工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气．此选项错误；
C、四冲程汽油机在工作过程中，进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程．此选项正确；
D、柴油机的压缩冲程中，机械能转化为空气的内能．此选项错误．
故选C．
【分析】①汽油机和柴油机结构不同之一：汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴；②工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气；③热机工作过程中，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能．
11.【答案】D
【解析】【解答】汽油机的压缩冲程：进气门、排气门都关闭，活塞向上运动．压缩汽油和空气的混合气体，使其内能增加，温度升高.故答案为：D.
【分析】解题的关键是知道汽油机压缩冲程的工作过程和原理.汽油机的一个工作循环由四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；压缩冲程：进气门、排气门都关闭，活塞向上运动.
二、填空题
12.【答案】压缩；做功
【解析】【解答】解：内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程.
做功冲程高温高压燃活塞向下运动，将内能转化为机械能.
故答案为：压缩；做功.
【分析】内燃机是热机的一种，一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，特别是做功冲程（内能转化为机械能）和压缩冲程（机械能转化为内能）发生了能量的转化.
13.【答案】1800
【解析】【解答】汽油在气缸内燃烧时消耗化学能，获得内能，将化学能转化为内能。汽油机做功冲程中，进气门和排气门都关闭，火花塞产生电火花，燃料燃烧，产生高温高压的燃气，燃气推动活塞对外做功，内能转化为机械能。某单缸四冲程汽油机在1s内完成了15个工作循环，飞轮转30转，则该汽油机工作时飞轮的转速为1800r/min。
14.【答案】900；压缩；增加
【解析】【解答】解：四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min，一个工作循环飞轮转2圈，做功1次，所以飞轮转18000圈，共做功1800/2=900次．
如图所示，汽油机的进气门、排气门均关闭，且活塞向上运动，所以该冲程属于压缩冲程，此冲程中机械能转化成内能，燃气的内能增加．
故答案为：900；压缩；增加．
【分析】一个工作循环中包括四个冲程，对外做功1次，曲轴转一圈，完成2个冲程；根据气门的开关和活塞的运动情况判断冲程；压缩冲程中机械能转化成内能.
15.【答案】降低；减小；效率；排气
【解析】【解答】在做功冲程中，高温气体迅速膨胀对活塞做功，气体的内能减小，转化为机械能；
在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸汽，推动活塞再次做功，水蒸汽温度降低；这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的效率；
为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是排气冲程。
所以答案为：降低；减小；效率；排气。
【分析】本题考查了改变内能的方法、内燃机六个冲程的工作过程，理解并用好：新型内燃机一个工作循环，6个冲程，燃气对外做功2次。
16.【答案】做功；10
【解析】【解答】解：内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程．压缩冲程活塞向上运动，压缩气体对气体做功，将机械能转化为内能；做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能．
内燃机一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次．飞轮转速为1200r/min=20r/s，也就是1s飞轮转动20r，燃气对外做功10次．
故答案为：做功；10．
【分析】（1）首先要知道四个冲程．并要掌握四个冲程中的能量转化情况，吸气和排气冲程不发生能量转化．压缩冲程将机械能转化为内能；做功冲程将内能转化为机械能；只有做功冲程对外做功，其它三个冲程都是依靠惯性来完成的．
（2）内燃机一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次．
三、解答题
17.【答案】汽油机和柴油机的相同点和不同点如下表所示：
【解析】【分析】根据汽油机和柴油机的结构、工作过程等方面分析两者的不同.
四、实验探究题
18.【答案】（1）做功；化学；内；热传递；比热容
（2）29.2%；21
（3）减少；；；8
【解析】【解答】 (1)内燃机的一个工作循环有四个冲程，即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，在做功冲程中，活塞由上向下气缸内的高压高温物质，即对活塞做功，使得内能转化为机械能；同时为了避免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，即通过水吸收热量而使得气缸温度降低，这是通过热传递的方式改变内能的；在这里我们之所以选择用水作为冷却剂，源于水的比热容最大，即相同质量的水和其他的液体相比较时，若都是升高1℃时，水能吸收的热量最多，故用水冷却效果最好；
(2)电池的输出功率：P电池=2100W；太阳光照射的辐射功率为；P太阳=1.2×103W/m2×6m2=7.2×103W；太阳能转化为电能的效率：
因为电能最终转化为机械能的效率为80%，所以P机械=P电池×η′=2100W×80%=1680W；
由公式P=Fv得：
(3)太阳能汽车在制动过程中质量不变，速度变小，动能变小；
根据表中的数据，在坐标图中先画点，再描线，注意横坐标准速度的平方，纵坐标为距离．如图所示：
根据表中数据和图象反映的规律可知， ；当轿车速度为8m/s时对应的制动距离约是8m．
故答案为：(1) 做功；化学；内；热传递；比热容 (2) 29.2%；21 (3)减少 ；图略； ； 8
【分析】 (1)理解内燃机的四个冲程中，压缩冲程将机械能转化为内能；做功冲程将内能转化为机械能；
(2)本题考查了学生对汽车效率的理解，再根据公式P=Fv计算出速度；
(3)根据表格中的数据画出图像，找出当牵引力为80N，对应的汽车行驶速度.
五、综合题
19.【答案】（1）乙甲丁丙；丁
（2）解：发动机的输出功率最大为75kW，所以1min内做的有用功是W有用=Pt=7．5×104W×60s=4．5×106J；
（3）解：根据ρ=m/V可得，做一次功燃气的质量：m燃气=ρV=1．35kg/m3×2×10-3m3=2．7×10-3kg，因为空燃比是14：1，所以做一次功消耗的汽油质量：m=2．7×10-3kg×1/15=1．8×10-4kg；1min内汽油燃烧释放的热量：Q=m汽油q=1．8×10-4kg×4．6×107J/kg×2500=2．07×107J，发动机的效率：η=W/Q×100%=4．5×106J/1．8×107J=×100%=21．7%。
【解析】【分析】（1）汽车内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功和排气四个冲程，图示中的正确顺序应是乙甲丁丙；内燃机给汽车提供动力的冲程是做功冲程也就是丁图所示的冲程；
（2）所以1min内做的有用功是W有用=Pt进行计算，注意单位的换算；
（3）汽车发动机的效率是指1min内做的有用功与1min内汽油燃烧释放的热量之比，理解公式中各物理量的含义是解题的关键.1min内完成工作循环
2600次
93﹟汽油
气缸内汽油和空气的混合密度
1．35kg/m3
排气量
1．8L
热值
4．6×107J/kg
发动机最大功率
75kW
空燃比
14:1
项目
汽油机
柴油机
不
同
点
燃料
汽油
柴油
气缸、构造
气缸比较短，上方有一个火花塞
气缸比较长，上方有一个喷油嘴
工质
汽油燃气
柴油燃气
压缩比
4∼6
15∼18
点燃方式
点燃式
压燃式
效率
25%∼40%
35%∼45%
优缺点
汽油机震动小、转速高，适用于轿车和轻型车辆
柴油机功率大，经济性能好，适用于卡车和大型客车
相同点
一个工作循环都包括四个冲程；将内能转化为机械能；燃烧化石燃料。
一个工作循环都包括四个冲程；将内能转化为机械能；燃烧化石燃料。
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