【滬粵版物理九年級上冊】第十二章 內能與熱機12.4 熱機與社會發(fā)展

·第2頁（共2頁）12.4熱機與社會發(fā)展一、選擇題1、下列過程中，將內能轉化為機械能的是（）A.汽油機的壓縮沖程B.水蒸氣頂起水壺蓋的過程C.小孩沿滑梯下滑的過程D.流星在大氣層中穿行的過程答案：B解析：汽油機的壓縮沖程中機械能轉化為內能，故A錯誤；水蒸氣頂起水壺蓋的過程，內能轉化為機械能，故B正確；小孩沿滑梯下滑的過程，機械能轉化為內能，故C錯誤；流星在大氣層中穿行的過程機械能轉化為內能，故D錯誤。選B。2、在進行下列實驗或有關裝置工作時，能量轉化由機械能轉化為內能的是（）A.空氣壓縮引火儀的活塞壓燃硝化棉B.柴油機的做功沖程C.彎折鐵絲D.太陽能熱水器加熱水答案：AC解析：空氣壓縮引火儀的活塞壓燃硝化棉是機械能轉化為內能，故A正確；柴油機的做功沖程，內能轉化為機械能，故B錯誤；彎折鐵絲，機械能轉化為內能，故C正確；太陽能熱水器加熱水時太陽能轉化為內能，故D錯誤。選AC。3、在內燃機的四個沖程中，其中把機械能轉化為內能的是()A.吸氣沖程B.壓縮沖程C.做功沖程D.排氣沖程答案：B解析：機械能與內能之間的能量轉化主要發(fā)生壓縮沖程與做功沖程，故A、D錯誤；做功沖程，內能轉化為機械能，故C錯誤；壓縮沖程內能轉化為機械能，選B。4、關于熱機，下列說法錯誤的是()A.熱機性能好壞的重要標志之一是熱機效率B.在四沖程內燃機中減少廢氣帶走的大量熱量可以大大提高熱機效率C.柴油機的效率比汽油機的高，這是因為柴油的熱值比汽油的大D.在壓縮沖程中內燃機將機械能轉化為內能答案：C解析：熱機效率反映了燃料完全燃燒放出能量的利用率，是熱機性能好壞的的重要標志，A正確；內燃機能量損耗的主要原因之一就是廢氣帶走的熱量，所以減少廢氣帶走的熱量可以提高熱機的效率，故B正確；柴油機的效率高于汽油機是因為柴油機的壓縮比大，燃料燃燒更充分，而不是柴油機的熱值高，故C錯誤；壓縮沖程是機械能轉化為內能，故D正確。選C。5、在柴油機的壓縮沖程中，氣體的溫度和內能變化情況是（）A.溫度升高，內能增大B.溫度降低，內能減小C.溫度不變，內能不變D.溫度降低，內能增大答案：A解析：壓縮沖程中活塞的機械能轉化為氣體的內能，氣體內能增大，溫度升高，選A。6、汽油機的做功沖程中，汽油燃燒產(chǎn)生高溫高壓的氣體推動活塞向下運動做功。在活塞向下運動的過程中，汽缸內氣體的（）A.內能減少B.溫度升高C.內能增大D.分子熱運動變慢答案：AD解析：汽油機的做功沖程中，汽油燃燒產(chǎn)生高溫高壓的氣體推動活塞向下運動做功，內能減少，溫度降低，分子運動變慢。選AD。7、下列有助于提高熱機效率的途徑是（）A.使燃料充分燃燒B.減少機械摩擦損失C.減少機械散熱和廢氣帶走熱量D.使用熱值高的燃料答案：ABC解析：熱機損失的能量主要有廢氣帶走的能量、克服摩擦損失的能量、燃料不完全燃燒沒有放出的能量，所以減少以上三種原因損失的能量是提高熱機效率的主要途徑。熱機效率的高低與燃料的熱值無關，故D錯誤.選ABC。8、一臺單缸四沖程汽油機，飛輪轉速是1800r/min，該汽油機每秒鐘內完成的工作循環(huán)個數(shù)和做功的次數(shù)分別是（）A.15，15B.30,15C.15,30D.60,15答案：A解析：汽油機的飛輪每轉兩圈，完成一個工作循環(huán)，對外做功一次。飛輪轉速是1800r/min，每秒飛輪轉30圈，完成15個工作循環(huán)，對外做15次功，選A。9、下列關于熱機和環(huán)境保護的說法，正確的是（）A.熱機排出的尾氣沒有內能B.熱機的效率能達到100%C.熱機都是使用汽油做燃料D.熱機的大量使用會造成環(huán)境污染答案：D解析：熱機排出的尾氣有內能，而且溫度很高，內能很大，故A錯誤；由于存在必可避免的能量損失，熱機效率永遠小于100%，故B錯誤；熱機的燃料可以是柴油、液態(tài)氫等，故C錯誤；熱機的使用會帶來噪音、廢氣等污染，故D正確。選D。10、下列關于內燃機的說法正確的是（）A.汽車的發(fā)動機是內燃機B.蒸汽機、汽輪機、噴氣發(fā)動機都是內燃機C.內燃機工作時，壓縮沖程將內能轉化為機械能D.先進的制造技術能將內燃機的效率提高到100%答案：A解析：汽車的發(fā)動機是內燃機，故A正確；蒸汽機、汽輪機、噴氣發(fā)動機都不是內燃機，故B錯誤；內燃機工作時，壓縮沖程將機械能轉化為內能，故C錯誤；熱機在工作時，廢氣會帶走一部分熱量、燃料不可能完全燃燒、克服部件之間的摩擦會消耗能量等，所以熱機的效率不可能達到100%，故D錯誤。故選A。11、月球上沒有大氣，適合在月球上使用的“月球車”的動力裝置是（）A.汽油機B.電動機C.空氣噴氣發(fā)動機D.風力裝置答案：B解析：汽油機中汽油的燃燒需要空氣，故A錯誤；電動機工作時不需要空氣，故B正確；空氣噴氣發(fā)動機，工作時也得需要空氣，故C錯誤；沒有空氣不能形成風，風力裝置也就不能工作，故D錯誤。選B。12、有關熱機效率的說法正確的是（）A.用熱值大的燃料，就能提高熱機效率B.多燃燒一些熱值大的燃料，就能提高熱機效率C.無論用什么方法，都不能提高熱機效率D.無論用什么方法，都不能使熱機效率等于或大于1答案：D解析：熱機效率是有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比，與燃料的熱值與質量無關，故AB錯誤；采取減少廢氣帶走能量等方法可以提高熱機效率，故C錯誤；由于能量損失不可避免，熱機效率永遠小于1，故D正確。13、下列關于熱機和環(huán)境關系的說法中，正確的是（）A.熱機的大量使用會造成環(huán)境污染B.所有的熱機都是用汽油作為燃料C.汽車排出的尾氣都是有毒的氣體D.熱機所產(chǎn)生的噪聲可以被熱機上的消聲器完全消除答案：A解析：熱機的大量使用會造成噪音、廢氣等環(huán)境污染，故A正確；熱機不都是用汽油作為燃料，如柴油機以柴油為燃料，故B錯誤；汽車排出的尾氣不都是有毒的氣體，如二氧化碳等無毒氣體；故C錯誤；熱機上的消聲器可以減弱噪聲但不可以完全消除，故D錯誤。選A。14、如圖所示是四沖程汽油機的一個工作循環(huán)示意圖，其中屬于做功沖程的是（）A、B、C、D、答案：C解析：做功沖程的特點是兩個氣門關閉、活塞向下運動，符合條件的只有C，選C。15、爆米花是將玉米放入鐵鍋內，邊加熱邊翻動一段時間后，“砰”的一聲變成了玉米花。內燃機的四個沖程與此原理相同的是（）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：玉米粒吸熱，內能增加，溫度升高，使玉米粒內水分受熱膨脹，對粒殼做功而爆開，內能轉化為機械能，原理與做功沖程相同。選C。二、填空題16、世界上很多發(fā)明都是受到生活現(xiàn)象的啟發(fā)而蒙生的創(chuàng)意，比如：圖中是汽油機的工作原理圖。它們工作時，能的轉化過程是。甲甲乙答案：乙內能轉化為機械能解析：甲圖是水蒸氣的內能轉化為風車的機械能，圖乙是燃氣的內能轉化為風車的機械能，圖乙是汽油機的工作原理；它們工作時都是內能轉化為機械能。17、近期科學家發(fā)明了一種單缸六沖程內燃機，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，立刻向汽缸內噴水，水在高溫汽缸內迅速（填物態(tài)變化名稱）成高溫、高壓水蒸氣，推動活塞再次做功，在水蒸氣推動活塞做功的過程中主要的能量轉化情況是，從而提高了熱機的效率。答案：汽化內能轉化為機械能解析：噴入氣缸的水利用做功沖程的余熱，由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，迅速汽化，推動活塞再次做功，把內能轉化為機械能，增加了一個做功沖程，提高了能量的利用率。18、如圖為航母上簡化的蒸汽彈射裝置，能帶動艦載機在兩秒鐘內達到起飛速度。(1)牽引索與活塞連接的兩個滑輪為(選填“定滑輪”或“動滑輪”)。(2)氣缸內蒸汽體積膨脹，對外做功，內能，同時推動活塞，使艦載機獲得巨大的牽引力．答案：（1）定滑輪（2）減少解析：（1）從圖中可以看出，牽引飛機運動的過程中，滑輪的軸心并沒有運動，因此是定滑輪；（2）氣缸內蒸汽體積膨脹，對外做功，內能轉化為了機械能，內能減少。19、熱機效率定義：熱機轉變?yōu)橛杏霉Φ哪芰浚ㄓ行Ю玫哪芰浚┡c燃料釋放的能量的比值稱為熱機效率。答案：完全燃燒解析：熱機消耗的總能量是燃料完全燃燒放出的能量。20、內燃機靠完成吸氣、壓縮和排氣三個輔助沖程。答案：飛輪的慣性解析：熱機做功沖程剩余的能量儲存在飛輪上，然后借助于飛輪的慣性完成三個輔助沖程。21、隨著生活水平的提高，汽車已進入尋常百姓家庭，它給我們的生活提供了便利，促進了社會的發(fā)展。汽車應用了許多物理知識，請你解答：（1）汽油機是汽車的“心臟”。一臺四沖程汽油機工作時曲軸轉速是1200r／min，此汽油機每秒鐘完成個做功沖程；（2）當汽油在發(fā)動機內燃燒不充分時會冒“黑煙”，這時發(fā)動機的效率將(選填“升高”“不變”或“降低”)。答案：（1）10（2）降低解析：（1）汽油機的飛輪每轉兩圈，完成一個工作循環(huán)，對外做功一次。飛輪轉速是1200r/min，每秒飛輪轉20圈，完成10個工作循環(huán)，對外做10次功，完成10個做功沖程。（2）燃料燃燒不充分是熱機損耗能量的主要原因之一，汽油機的效率會降低。三、計算題22、如圖所示，是最新一款無人駕駛汽車原型圖。汽車自動駕駛時使用雷達傳感器，以及激光測距器來了解周圍的交通狀況。該款車以72km/h的速度在一段平直的公路上勻速行駛了8km時，消耗汽油1.5L。假設燃油完全燃燒，汽油機的效率為30%，那么，在這段運動過程中，求：（1）該汽車發(fā)動機做的有用功是多少?（已知：汽油的密度為0.8×103kg/m3，汽油的熱值為4.5×107J/kg）（2）該汽車的輸出功率為多少?答案：（1）1.62×107J（2）4.05×104W解析：（1）由密度公式得消耗汽油的質量為：m=ρV=0.8×103kg/m3×1.5×10﹣3m3=1.2kg，汽油完全燃燒放出的熱量：Q放=mq=1.2kg×4.5×107J/kg=5.4×107J；由η=得，汽油機的有用功：W=ηQ放=30%×5.4×107J=1.62×107J；（2）由速度公式得汽車運動的時間：t===400s；汽車的輸出功率：P===4.05×104W．23、一輛使用汽油為燃料的小汽車，發(fā)動機的效率為25％，汽油的熱值q=4.6×107J／kg。發(fā)動機的實際功率為20kW。求小汽車它以72km／h的速度在水平路面上勻速行駛時，行駛的距離為100km，消耗汽油的質量。（結果保留一位小數(shù)）答案：8.7kg解析：小汽車運動時間t===5000s，發(fā)動機所做的有用功W=Pt=2.0×104W×5000s=1.0×108J；