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第四节 热机
一、单选题
1．关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（　　）
A．0℃的冰块内能为零
B．温度高的物体含有的热量多
C．汽油机做功冲程中，机械能转化为内能
D．反复弯折铁丝，铁丝温度升高，这是通过做功的方式增加了铁丝的内能
2．科技节上，物理老师展示了自制的“水火箭”，图1为水火箭结构示意图，图2为使用打气筒向水火箭内不断打气示意图，当水面上方压强增大到一定程度时，会使水向下喷出，从而使水火箭升空．下列说法错误的是（　　）
A．利用打气筒向水火箭内打气，水火箭中空气的内能增大
B．打气筒将空气压入水火箭内的能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同
C．水火箭加速升空阶段机械能一定在增大
D．水向下喷出会使水火箭升空是由于力的作用是相互的
3．如图所示为四冲程汽油机工作过程中某冲程的示意图，此冲程的名称及能量转化是（　　）
A．此冲程为吸气冲程，内能转化为机械能
B．此冲程为压缩冲程，机械能转化为内能
C．此冲程为做功冲程，内能转化为机械能
D．此冲程为排气冲程，机械能转化为内能
4．如图所示为汽油机工作过程中的一个冲程，则（　　）
A．是压缩冲程，机械能转化为内能
B．是压缩冲程，内能转化为机械能
C．是做功冲程，机械能转化为内能
D．是做功冲程，内能转化为机械能
5．关于如图所示的四个情景，下列说法正确的是（　　）
A．甲图中两个底面削平的铅块紧压在一起后能吊住重物，表明分子之间只存在引力
B．乙图中试管中的水沸腾后，水蒸气将软木塞推出，瓶口的白雾是水蒸气
C．丙图中抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，说明二氧化氮的密度小
D．丁图中是内燃机的做功冲程，涉及的能量转化是内能转化为机械能
二、填空题
6．如图所示，瓶子里装有少量的水，用力打气，瓶塞向上跳起，瓶内有白雾产生，瓶塞向上跳起过程中，瓶内气体膨胀对外做功，温度　 　，内能　 　，其能量转化情况与四冲程汽油机的　 　冲程相同．
7．如图为单缸四冲程汽油机的　 　冲程，该冲程活塞移动时，汽缸内燃料混合气体的内能变　 　。若该汽油机转速为2400r/min，则它每分钟完成　 　个如图所示的冲程。
8．如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，其中图　 　是将机械能转化为内能的冲程，图　 　为不是靠飞轮惯性完成的冲程。现有一台四冲程汽油机，飞轮的转速为1800r/min，这台汽油机每分钟完成　 　个冲程，对外做了　 　次功。
9．如图，用酒精灯对试管加热，水温升高，是通过　 　的方式改变水的内能．一段时间后瓶塞被水蒸气冲出去．其能量转化与热机工作中的　 　冲程能量转化相同．
三、计算题
10．一台单缸四冲程汽油机，汽缸的横截面积为400cm2，活塞冲程长为30cm，做功冲程燃气的平均压强是5×105Pa，飞轮转速是240r/min。求：
（1）燃气对活塞的平均压力是多少。
（2）一个做功冲程中燃气对活塞做多少功。
（3）求该汽油机的输出功率。
四、实验探究题
11．观察如图所示实验，回答以下问题：
（1）甲图中，当活塞迅速下压时，棉花会燃烧起来，因为活塞对空气做功，使空气的内能　 　，温度升高，达到棉花的着火点。此过程中能的转化是　 　。
（2）乙图中，在厚玻璃瓶内装入少量的水，然后再向密闭的瓶内打气，当塞子跳起来时，瓶内会出现白雾，这是因为瓶内的空气推动瓶塞做功时，内能　 　，温度降低，使水蒸气液化成小水珠。
（3）内燃机的做功冲程与　 　图（选填“甲”或者“乙”）的原理相同。
五、综合题
12．热机发明后，一直在持续的改进和发展中。
材料一：1769 年，法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车（图甲），传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧（图乙），热效率为 5%~8%之间。
材料二：1862 年，法国人德罗夏提出内燃机（内燃指燃料在气缸内燃烧）的四冲程循环理论：
①气缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入气缸；②通过气缸的向内运动对进入气缸里的燃料进行压缩；③高压燃烧气体产生巨大爆发力；④将已经燃烧的废气从气缸中排出。
材料三：1876 年，德国人奥托制造出以四冲程为依据的煤气内燃机，利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循环往复，内燃机的效率达到 14%。
请找出一个与以上情景有关的物理信息，并指出对应的物理知识，不得与示例重复。
示例：物理信息：传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧；
物理知识：化学能转化为内能。
作答：物理信息：　 　； 物理知识：　 　。
13．湖北嘉得利汽车公司组织了一次新车型节油大赛，比赛分两组：第一组使用A型车（排量1.2升），第二组使用B型车（排量2.0升），A、B型车外观和体积相同，属于同一产品系列．
（1）你认为下列评价方式中不能作为比赛评价标准（　　）
A．消耗相同体积的汽油，比谁行驶的路程长
B．行驶相同的路程，比谁消耗的汽油体积少
C．行驶相同的路程，比谁用的时间短
D．用“ 的比值大小作比较
（2）下表是三位车手的比赛成绩，第一组比赛中最节油的选手是　 　
组别 选手 驾驶车型 消耗汽油（升） 行驶时间（分钟） 行驶路程（千米）
第一组 马健 A型 1 23.2 20.23
董杰 A型 1 28.6 22.59
陈超 A型 1 27.5 22.80
第二组 马健 B型 1 15.3 17.68
董杰 B型 1 18.2 19.10
陈超 B型 1 17.3 18.25
（3）从本次比赛数据看，　 　型车比较节油．
六、科普阅读题
14．阅读短文，回答问题。
在我国随着人民生活水平的提高，加上“汽车下乡”政策的实施，不少农村家庭都购买了汽车，把车的里里外外都观察了个够。通过观察，小明发现汽车上的许多部件都用到了物理知识。
（1）汽车的发动机是四冲程汽油机，其中 　 　冲程将内能转化为机械能；
（2）汽车上的散热器用水作为冷却剂，这是利用了水的 　 　较大的性质，如果散热器中装有5kg的水，在温度从20℃升高30℃的过程中，可以吸收热量　 　J；[已知c水=4.2×103J/(kg·℃)]
（3）若轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图所示，5s内，轿车发动机做功 　 　J；轿车运动过程中受到的阻力是 　 　N。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】热量的概念；内能的概念；做功改变物体内能；热机
2．【答案】C
【知识点】机械能及其转化；热机的四个冲程；力作用的相互性
3．【答案】B
【知识点】热机；热机的四个冲程
4．【答案】D
【知识点】热机的四个冲程
5．【答案】D
【知识点】做功改变物体内能；热机的四个冲程；分子热运动；分子间相互作用力
6．【答案】降低 ；减少；做功
【知识点】做功改变物体内能；热机
7．【答案】压缩；大；1200
【知识点】热机；热机的四个冲程
8．【答案】乙；丙；3600；900
【知识点】热机的四个冲程
9．【答案】热传递；做功
【知识点】热传递改变物体内能；热机
10．【答案】（1）20000N；
（2）6000J；
（3）12000W
【知识点】功率计算公式的应用；热机的四个冲程；压强的大小及其计算；功的计算及应用
11．【答案】（1）增大；机械能转化为内能
（2）减小
（3）乙
【知识点】做功改变物体内能；热传递改变物体内能；热机的四个冲程
12．【答案】内燃机中高压燃烧气体产生巨大爆发力；内能转化为机械能
【知识点】热机的四个冲程
13．【答案】（1）C
（2）陈超
（3）A
【知识点】热机
14．【答案】（1）做功
（2）比热容；6.3×105
（3）4.5×105；3000
【知识点】热机的四个冲程
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