《1熱機》同步練習(xí)【答案】

《14.1熱機》同步練習(xí)參考答案與試題解析一．填空題（共18小題）1．熱水瓶注入一定量的熱水后，立即蓋上軟木塞，軟木塞會跳起來，在這一現(xiàn)象中瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為軟木塞的機械能，該能量轉(zhuǎn)化過程與汽油機的做功沖程相同?！窘獯稹拷猓很浤救麜饋?，機械能增大，這是由于熱水瓶內(nèi)氣體膨脹做功造成的，水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化成瓶塞的機械能；汽油機在做功沖程中，氣缸內(nèi)高溫氣體膨脹推動活塞做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；故該能量轉(zhuǎn)化過程與汽油機的做功沖程相同。故答案為：做功。2．汽油機的工作有四個沖程，如圖所示為做功沖程，在壓縮沖程中，活塞壓縮氣體做功，氣體的內(nèi)能增大，機械能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能?！窘獯稹拷猓河蓤D可知，進(jìn)氣閥和排氣閥都關(guān)閉，并且活塞向下運動，所以是做功沖程；在壓縮沖程中，活塞壓縮氣體做功時，將活塞的機械能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能，所以氣體的內(nèi)能增大；故答案為：做功；增大；機械。3．如圖所示是四沖程汽油機工作過程中的壓縮沖程，在這個沖程中，活塞在氣缸中向向上運動，氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能將增大（填“增大“或“減小”）?！窘獯稹拷猓簭膱D中可以看出：進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運動，是壓縮沖程。在壓縮沖程中，氣體體積減小，溫度升高，內(nèi)能增加，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。故答案為：壓縮；向上；增大。4．在四沖程汽油機的一個工作循環(huán)中，包含吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。在壓縮沖程中，飛輪的機械能轉(zhuǎn)化成了混合燃?xì)獾膬?nèi)能?！窘獯稹拷猓涸谒臎_程汽油機的一個工作循環(huán)中，包含吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。壓縮沖程中，活塞向上運動，對氣缸內(nèi)的氣體壓縮，將飛輪的機械能轉(zhuǎn)化成了混合燃?xì)獾膬?nèi)能。故答案為：做功；內(nèi)能。5．如圖是汽油機兩個沖程的示意圖，其中乙圖中的沖程為汽車提供了動力。汽油機在吸氣沖程吸入氣缸的是汽油和空氣（填“空氣”或“汽油和空氣”）。【解答】解：由圖可知，甲圖中兩個氣門都關(guān)閉，活塞上行，為壓縮沖程，圖乙中，兩個氣門關(guān)閉，活塞下行，為做功沖程，為汽車提供動力的沖程是做功沖程，故圖乙是正確的；在吸氣沖程中汽油機吸入的是汽油和空氣的混合物。故答案為：乙；汽油和空氣。6．如圖甲、乙是課本兩個演示實驗，與汽油機做功沖程原理相同的是甲圖所示的實驗。與壓縮沖程能量轉(zhuǎn)化情況相同的是乙圖所示的實驗。設(shè)計時，汽缸外有一個水套，用水來冷卻汽缸，是因為水的比熱容較大?！窘獯稹拷猓海?）甲圖對試管中的水加熱，加快水的蒸發(fā)，使試管中水的內(nèi)能增大，體積膨脹，對外做功，使塞子飛出去，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機械能；與與汽油機做功沖程原理相同的；乙圖是用力將活塞壓下，活塞對空氣做功，空氣的內(nèi)能增大，溫度升高，達(dá)到了棉花的著火點，棉花就會燃燒。是通過對物體做功來增大物體內(nèi)能的，即是將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程；與壓縮沖程的原理是相同的；（2）汽車發(fā)動機工作時產(chǎn)生大量熱量，這些熱量如果不迅速轉(zhuǎn)移，就可能損害發(fā)動機，因此利用水的比熱容大的特點把這些熱迅速吸收，使發(fā)動機的溫度不致升得太高；故答案為：甲；乙；比熱容。7．如圖所示是某四沖程汽油機工作狀態(tài)的示意圖，由圖可以看出，此時它正處在做功沖程，該沖程能量轉(zhuǎn)化的情況是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。若該汽油機飛輪轉(zhuǎn)速為1800r/min，則它每秒鐘對外做功15次。【解答】解：（1）從圖中可以看出，火花塞點火和活塞向下移動的特點，可以判斷這個沖程是做功沖程，此沖程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。（2）飛輪的轉(zhuǎn)速是1800r/min，所以每秒轉(zhuǎn)動的圈數(shù)為30r，因為飛輪轉(zhuǎn)動一圈完成兩個沖程，所以1s可以完成2×30＝60個沖程；因為完成四個沖程，對外做功一次，所以1s可以做功15次。故答案為：做功；內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；15。8．人們在冬天常常搓手取暖，這是通過做功（熱傳遞/做功）的方式來改變物體內(nèi)能。如圖所示，是熱機工作沖程中的排氣沖程。某四沖程汽油機的飛輪轉(zhuǎn)速為6000r/min，則該汽油機1s對外做功50次?！窘獯稹拷猓海?）人們在冬天常常搓手取暖，是通過搓手將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能增加，溫度升高，手暖和，這是通過做功的方式改變手的內(nèi)能。（2）由圖可知，進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞上行，可以判斷此沖程為排氣沖程；（3））若飛輪轉(zhuǎn)速是6000r/min＝100r/s，表示每秒飛輪轉(zhuǎn)動100圈，要經(jīng)過200個沖程，對外做功50次；故答案為：做功；排氣；50。9．如圖所示是演示點火爆炸的實驗裝置。按動電火花發(fā)生器的按鈕，點燃盒內(nèi)酒精，看到盒蓋飛出，在這個過程中，酒精燃燒產(chǎn)生的燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為盒蓋的機械能，圖示中四沖程汽油機的的能量轉(zhuǎn)化與上述實驗相同的是丙（選填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）。【解答】解：（1）當(dāng)按動電火花發(fā)生器的按鈕時，酒精燃燒后的燃?xì)鈱猩w做功，蓋子飛出去，將燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為盒蓋的機械能，燃?xì)獾膬?nèi)能減??；（2）由圖可知，甲中進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞上行，是排氣沖程；乙進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞下行，為吸氣沖程；丙中兩個氣門關(guān)閉，活塞下行，為做功沖程；丁中兩個氣門關(guān)閉，活塞上行，是壓縮沖程。其中做功沖程就是利用內(nèi)能來做功的，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，與上述實驗的能量轉(zhuǎn)化相同。故答案為：內(nèi)；機械；丙。10．壓縮空氣儲能是一項全新的儲能技術(shù)，它將多余電能利用壓縮機把空氣壓縮到密閉容器中，該過程是通過做功方式將能量轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能并儲存。需要時，使壓縮空氣膨脹推動機器轉(zhuǎn)動，又將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能，這一過程類似于四沖程汽油機的做功沖程。一臺單缸四沖程柴油機，飛輪轉(zhuǎn)速為3600轉(zhuǎn)/分，該柴油機活塞1s對外做功30次。【解答】解：將多余電能利用壓縮機把空氣壓縮到密閉容器中，壓縮氣體做功，氣體的內(nèi)能增加，這是通過做功的方式改變物體的內(nèi)能；需要時，使壓縮空氣膨脹推動機器轉(zhuǎn)動，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為車的機械能，這一過程類似于四沖程汽油機的做功沖程；已知飛輪轉(zhuǎn)速為3600r/min＝60r/s，因一個工作循環(huán)活塞往復(fù)2次，曲軸轉(zhuǎn)動2周，做功1次，所以，該柴油機1s對外做功30次。故答案為：做功；機械；做功；30。11．如圖是汽油機兩個沖程的示意圖，其中乙圖中的沖程為汽車提供了動力。汽油機在吸氣沖程吸入氣缸的是汽油和空氣（填“空氣”或“汽油和空氣”）汽車發(fā)動機用水來冷卻、是利用了水的比熱容大的特點。【解答】解：由圖可知，甲圖中兩個氣門都關(guān)閉，活塞上行，為壓縮沖程，圖乙中，兩個氣門關(guān)閉，活塞下行，為做功沖程，為汽車提供動力的沖程是做功沖程，故圖乙是正確的；在吸氣沖程中汽油機吸入的是汽油和空氣的混合物；與其它液體相比較，水的比熱容最大，在質(zhì)量和升高的溫度相同時，水吸收的熱量最多，制冷效果最好。故答案為：乙；汽油和空氣；比熱容。12．2019年1月3日，我國“嫦娥四號”探測器在月球背面成功著陸，標(biāo)志著我國探月工程取得了歷史性突破。（1）“嫦娥四號”到達(dá)月球上方后，使用高熱值燃料發(fā)動機開始點火工作，該發(fā)動機屬于（填“屬于”或“不屬于“）熱機?！版隙鹚奶枴睖p速落月過程中，其動能不斷減?。ㄌ睢霸龃蟆被颉皽p小”），“嫦娥四號“相對于其內(nèi)部的巡視器是靜止（填“運動”或“靜止”）的。（2）“嫦娥四號”降落到距月球表面100m時，開始懸停并尋找著陸點。懸停時，“嫦娥四號”發(fā)動機的推力為2.5×103N，則“嫦娥四號”的重力為2.5×103N．“嫦娥四號”從100m高豎直降落到月球表面所用的時間為80s，該過程中“嫦娥四號”的平均速度為1.25m/s，重力（忽略其變化）做的功為2.5×105J?！窘獯稹拷猓海?）“嫦娥四號”到達(dá)月球上方后，使用高熱值燃料發(fā)動機開始點火工作，該發(fā)動機將燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為發(fā)動機的機械能，是熱機；“嫦娥四號”減速落月過程中，質(zhì)量減小，速度減小，其動能減?。弧版隙鹚奶枴跋鄬τ谄鋬?nèi)部的巡視器沒有位置的變化，是靜止的；（2）懸停時，“嫦娥四號”處于平衡狀態(tài)，受到重力和發(fā)動機的推力一對平衡力的作用，大小相等，即G＝F＝2.5×103N；從100m高豎直降落到月球表面的平均速度為：v＝＝＝1.25m/s；重力做的功為：W＝Gh＝2.5×103N×100m＝2.5×105J。故答案為：（1）屬于；減小；靜止；（2）2.5×103；1.25；2.5×105。13．用天燃?xì)鉄疅序v時，壺蓋不斷向上跳動，此過程中能量轉(zhuǎn)化與四沖程汽油機的做功沖程的能量轉(zhuǎn)化相同；在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下用天燃?xì)獍?kg的水從20℃加熱至剛沸騰時，水吸收了1.008×106J的熱量。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]【解答】解：（1）水燒開以后，水蒸氣膨脹對壺蓋做功，把壺蓋頂起來，將水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為壺蓋的機械能，這與汽油機的做功沖程的能量轉(zhuǎn)化相同，在汽油機的做功沖程中，是將燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機械能；（2）在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點為100℃，即水的末溫為100℃，水吸收的熱量為：Q吸＝c水m水△t＝4.2×103J/（kg?℃）×3kg×（100℃﹣20℃）＝1.008×106J。故答案為：做功；1.008×106。14．如圖所示的是四沖程汽油機工作過程的壓縮沖程，在這個沖程中，活塞向上運動，該沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能?！窘獯稹拷猓河蓤D可知，進(jìn)氣門和排氣門都是關(guān)閉的，活塞向上運動，可以判斷是壓縮沖程，壓縮沖程中機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。故答案為：壓縮；上；機械；內(nèi)。15．如圖所示是四沖程汽油機工作時的壓縮沖程，此過程中通過做功方式使汽缸內(nèi)燃料混合物的內(nèi)能增大（選填“增大”或“減小”）?！窘獯稹拷猓涸谄蜋C的壓縮沖程中，壓縮燃料混合物，對其做功，使燃料混合物的內(nèi)能增加、溫度升高，是通過做功的方式改變內(nèi)能。故答案為：做功；增大。16．在如圖所示的四幅圖中，甲、乙兩個演示示意圖：丙、丁是四沖程汽油機工作過程中的兩個沖程示意圖。與熱機工作原理相同的是乙圖所示的演示實驗：汽油機利用內(nèi)能來做功的沖程是丙圖?！窘獯稹拷猓海?）甲圖，用力將活塞壓下，活塞對瓶內(nèi)空氣做功，空氣的內(nèi)能增大，溫度升高，達(dá)到了棉花的著火點，棉花就會燃燒；這是通過對物體做功來增大物體內(nèi)能的，即是將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程。乙圖，對試管中的水加熱，使試管中水的內(nèi)能增大，水蒸氣體積膨脹，對外做功，使塞子飛出去，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機械能；熱機就是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機器，故與熱機工作原理相同的是乙圖所示的演示實驗。（2）丙圖，兩氣門都關(guān)閉，火花塞點火，高溫高壓的燃?xì)馔苿踊钊滦校脙?nèi)能來對外做功，是做功沖程；丁圖，兩氣門都關(guān)閉，活塞上行，汽缸容積變小，是汽油機的壓縮沖程。故答案為：乙；丙。17．菲菲家的下水道堵了，爸爸用固體疏通劑進(jìn)行疏通。具體操作是，先將適量的疏通劑倒入下水道，再緩慢加入清水，疏通劑與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成高溫高壓氣體，通過高溫高壓氣體的膨脹將管道疏通。在疏通劑與水的化學(xué)反應(yīng)過程中，能量的轉(zhuǎn)化情況是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，高壓氣體疏通管道的過程相當(dāng)于四沖程汽油機的做功沖程。【解答】解：疏通劑與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成高溫高壓氣體，此時溫度升高，內(nèi)能增加，是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；高壓氣體疏通管道最后通過高溫高壓氣體的膨脹將管道疏通，該過程是內(nèi)能