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第2章 改變世界的熱機(jī)
1　熱　機(jī)
A基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)　
1.人類最早發(fā)明的熱機(jī)是( )
A.蒸汽機(jī) B.內(nèi)燃機(jī)
C.噴氣發(fā)動機(jī) D.火箭發(fā)動機(jī)
2.(2024無錫)四沖程汽油機(jī)的工作循環(huán)中,主要將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的沖程是( )
A.吸氣沖程 B.壓縮沖程
C.做功沖程 D.排氣沖程
3.某電影講述了人類在帶著地球去流浪的途中,為了拯救地球而點(diǎn)燃木星周圍的可燃?xì)怏w,將地球推離木星。該過程相當(dāng)于內(nèi)燃機(jī)的( )
A.吸氣沖程 B.壓縮沖程
C.做功沖程 D.排氣沖程
4.(2025內(nèi)江期末)如圖所示是四沖程內(nèi)燃機(jī)的一個沖程的示意圖,關(guān)于該沖程的說法,正確的是( )
A.該沖程是吸氣沖程
B.該沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
C.該沖程工作過程中,燃?xì)獾臏囟壬?br/>D.該沖程需要靠飛輪轉(zhuǎn)動的能量來完成
5.　物理學(xué)與工程實(shí)踐　 如圖所示是學(xué)校小制作比賽中的作品——自制蒸汽機(jī),燒瓶瓶口的橡皮塞上插著“”形噴管,噴管的最上端通過球形磁體吸到鐵架臺上,使燒瓶可以自由轉(zhuǎn)動。當(dāng)水加熱至沸騰,水蒸氣從噴嘴噴出,燒瓶開始快速旋轉(zhuǎn)。下列說法正確的是( )
A.水沸騰時溫度不斷升高
B.燒瓶向水蒸氣噴出的方向轉(zhuǎn)動
C.水蒸氣噴出時對噴管做功,內(nèi)能減少
D.水蒸氣推動燒瓶轉(zhuǎn)動相當(dāng)于內(nèi)燃機(jī)排氣沖程
6.(2025自貢一中期末)分析如圖所示的內(nèi)燃機(jī)的四個沖程,下列關(guān)于它的一個工作循環(huán)的四個沖程排序正確的是( )
A.甲、乙、丙、丁 B.丁、丙、甲、乙
C.丙、丁、乙、甲 D.丙、丁、甲、乙
7.　教材素材改編題　 如圖所示是蒸汽機(jī)的原理圖,當(dāng)煤或燃油燃燒所釋放的熱量以 的方式傳給鍋爐內(nèi)的水時,水的內(nèi)能 ;當(dāng)高溫高壓的水蒸氣進(jìn)入汽缸推動活塞及其聯(lián)動結(jié)構(gòu)時,便獲得了 能,這說明蒸汽機(jī)是通過燃料燃燒獲取 并轉(zhuǎn)化為 能的裝置。
8.(2025山東模擬)如圖是某同學(xué)制作的“酒精沖天炮”,使用時首先將少量酒精噴入塑料瓶,接著用熱水淋濕瓶子,迅速將瓶子安裝在裝有電子打火器的發(fā)射器前端,隨后按動開關(guān)引燃酒精蒸氣,發(fā)現(xiàn)瓶子向下噴氣的同時騰空而起。淋濕瓶子過程中瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能 (選填“增大”“減小”或“不變”);瓶內(nèi)酒精燃燒,瓶子沖出過程的能量轉(zhuǎn)化與汽油機(jī)的 沖程相同;瓶子向下噴氣升空過程利用了物體間力的作用是 的。
9.(2025遂寧期末)某品牌轎車以60 km/h勻速行駛,汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為1 800 r/min,在1 s內(nèi),同一汽缸對外做功 次, 沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
10.(2025巴中巴州區(qū)期末)一個單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速為
3 000 r/min,那么每秒對外做功 次,每秒完成 個沖程,其中一個工作循環(huán)中 沖程不是靠飛輪轉(zhuǎn)動的能量來完成的。
11.(2024無錫一模)在安全情況下,小明用高壓打氣筒往封閉的空塑料瓶內(nèi)打入空氣,如圖所示。隨著瓶內(nèi)氣壓增加,氣體內(nèi)能增大,這是通過 的方式改變瓶內(nèi)氣體內(nèi)能。當(dāng)氣壓達(dá)到一定程度時,瓶蓋飛出,這一過程與汽油機(jī) 沖程的能量轉(zhuǎn)化情況相同。若一臺單缸汽油機(jī),飛輪的轉(zhuǎn)速為1 200 r/min,則該汽油機(jī)每秒鐘做功 次。
12.　教材樣板題　 某同學(xué)看到爸爸啟動汽車時,轉(zhuǎn)速表如圖所示。轉(zhuǎn)速表中的示數(shù)反映了發(fā)動機(jī)曲軸每分鐘的轉(zhuǎn)動次數(shù)。如果汽車用的是四沖程汽油機(jī),請根據(jù)圖中信息計(jì)算此時發(fā)動機(jī)一個汽缸每分鐘完成做功沖程的次數(shù)。
B能力提升　
13.(2024瀘州合江縣期中)圖甲與圖乙是四沖程汽油機(jī)一個工作循環(huán)中的兩個沖程,下列判斷正確的是( )
A.甲圖為做功沖程,其能量轉(zhuǎn)化情況與圖丙中壓活塞引燃硝化棉過程相同
B.乙圖為壓縮沖程,其能量轉(zhuǎn)化情況是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
C.甲圖為壓縮沖程,其能量轉(zhuǎn)化情況與圖丁中向瓶內(nèi)打氣最終瓶塞彈起的過程相同
D.乙圖為做功沖程,其能量轉(zhuǎn)化情況是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
14.(2024南寧期中)某單缸四沖程汽油機(jī)的汽缸活塞面積為30 cm2,一個沖程活塞在汽缸中移動的距離是50 mm,滿負(fù)荷工作時做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)為9.0×105 Pa,飛輪1 min轉(zhuǎn)動1 800周,當(dāng)汽油機(jī)滿負(fù)荷工作時(不計(jì)摩擦),下列說法中正確的是( )
A.一個做功沖程中燃?xì)鈱钊龅墓?35 J
B.汽油機(jī)的功率為2 502 W
C.做功沖程中燃?xì)鈱钊钠骄鶋毫?.7×107 N
D.汽油機(jī)每秒內(nèi)完成30個沖程
15.　物理學(xué)與工程實(shí)踐　 為制造壓縮空氣動力汽車,工程師將裝有壓縮空氣的鋼瓶與空氣動力發(fā)動機(jī)連接,該發(fā)動機(jī)的一個工作循環(huán)分為進(jìn)氣沖程和排氣沖程,如圖所示。發(fā)動機(jī)對外做功的是 (選填“進(jìn)氣”或“排氣”)沖程,此過程中鋼瓶內(nèi)壓縮空氣的溫度 。若該發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速為1 200 r/min,則1 s內(nèi)發(fā)動機(jī)對外做功 次。汽車行駛一段路程后,鋼瓶內(nèi)壓縮空氣的密度 。
進(jìn)氣沖程　 　排氣沖程
16.單位質(zhì)量的氣體物質(zhì),在體積不變的條件下溫度升高1 ℃所吸收的熱量稱為該氣體的定容比熱,已知氦氣的定容比熱為3 100 J/(kg·
℃)。如圖所示,質(zhì)量為0.02 kg的氦氣被密封在圓柱形汽缸內(nèi),汽缸內(nèi)氦氣氣壓與外界大氣壓相同。用力把活塞AB固定,當(dāng)氦氣的溫度從20 ℃升高到30 ℃時,氦氣吸收的熱量是 J。撤去力,氦氣推動活塞做功,這一過程的能量轉(zhuǎn)化形式與四沖程汽油機(jī)的 沖程相同。
17.(2024福州十九中期中)如圖A所示,迅速來回拉動繩子,可以看到塞子被頂出,塞子被頂出過程的能量轉(zhuǎn)化相當(dāng)于B圖中的 (選填“甲”“乙”“丙”或“丁”)沖程能量轉(zhuǎn)化過程。若B圖中的四缸四沖程柴油機(jī)中某一缸的各參數(shù)如表所示,1 s內(nèi)該缸對外做功 次,在每個做功沖程里該單缸對外做功 J。
活塞行程 10 cm
轉(zhuǎn)速 3 000 r/min
輸出功率 25 kW
效率
C拔高培優(yōu)　
18.如圖為四缸發(fā)動機(jī)圖,其工作原理為:四個汽缸的活塞連在一根曲軸上,并使各汽缸的做功過程錯開,在飛輪轉(zhuǎn)動的每半周里,都有一個汽缸在做功,其他三個汽缸分別在做吸氣、壓縮和排氣工作。有一臺四缸發(fā)動機(jī),其主要技術(shù)指標(biāo)如下表所示。其中排量等于四個汽缸工作容積的總和,汽缸工作容積指活塞從汽缸頂部到底部所掃過的容積,又稱單缸排量,它取決于活塞的面積和活塞上下運(yùn)動的距離(即沖程長)。轉(zhuǎn)速表示每分鐘曲軸或飛輪所轉(zhuǎn)的周數(shù)。則:
排量 2 L
輸出功率 120 kW
轉(zhuǎn)速 6 000 r/min
(1)該汽車發(fā)動機(jī)每分鐘對外做功 次,每分鐘對外做功 J。 (2)在每個做功沖程里,發(fā)動機(jī)做功W= J。在做功沖程里,燃?xì)鈱钊龅墓杀硎緸閃=PV,式中P表示燃?xì)鈱钊膲簭?qiáng),則P=
Pa(1 L=10-3 m3)。 第2章 改變世界的熱機(jī)
1　熱　機(jī)
A基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)　
1.人類最早發(fā)明的熱機(jī)是(A)
A.蒸汽機(jī) B.內(nèi)燃機(jī)
C.噴氣發(fā)動機(jī) D.火箭發(fā)動機(jī)
2.(2024無錫)四沖程汽油機(jī)的工作循環(huán)中,主要將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的沖程是(B)
A.吸氣沖程 B.壓縮沖程
C.做功沖程 D.排氣沖程
3.某電影講述了人類在帶著地球去流浪的途中,為了拯救地球而點(diǎn)燃木星周圍的可燃?xì)怏w,將地球推離木星。該過程相當(dāng)于內(nèi)燃機(jī)的(C)
A.吸氣沖程 B.壓縮沖程
C.做功沖程 D.排氣沖程
4.(2025內(nèi)江期末)如圖所示是四沖程內(nèi)燃機(jī)的一個沖程的示意圖,關(guān)于該沖程的說法,正確的是(B)
A.該沖程是吸氣沖程
B.該沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
C.該沖程工作過程中,燃?xì)獾臏囟壬?br/>D.該沖程需要靠飛輪轉(zhuǎn)動的能量來完成
5.　物理學(xué)與工程實(shí)踐　 如圖所示是學(xué)校小制作比賽中的作品——自制蒸汽機(jī),燒瓶瓶口的橡皮塞上插著“”形噴管,噴管的最上端通過球形磁體吸到鐵架臺上,使燒瓶可以自由轉(zhuǎn)動。當(dāng)水加熱至沸騰,水蒸氣從噴嘴噴出,燒瓶開始快速旋轉(zhuǎn)。下列說法正確的是(C)
A.水沸騰時溫度不斷升高
B.燒瓶向水蒸氣噴出的方向轉(zhuǎn)動
C.水蒸氣噴出時對噴管做功,內(nèi)能減少
D.水蒸氣推動燒瓶轉(zhuǎn)動相當(dāng)于內(nèi)燃機(jī)排氣沖程
6.(2025自貢一中期末)分析如圖所示的內(nèi)燃機(jī)的四個沖程,下列關(guān)于它的一個工作循環(huán)的四個沖程排序正確的是(D)
A.甲、乙、丙、丁 B.丁、丙、甲、乙
C.丙、丁、乙、甲 D.丙、丁、甲、乙
7.　教材素材改編題　 如圖所示是蒸汽機(jī)的原理圖,當(dāng)煤或燃油燃燒所釋放的熱量以　熱傳遞　的方式傳給鍋爐內(nèi)的水時,水的內(nèi)能　增加　;當(dāng)高溫高壓的水蒸氣進(jìn)入汽缸推動活塞及其聯(lián)動結(jié)構(gòu)時,便獲得了　機(jī)械　能,這說明蒸汽機(jī)是通過燃料燃燒獲取　內(nèi)能　并轉(zhuǎn)化為　機(jī)械　能的裝置。
8.(2025山東模擬)如圖是某同學(xué)制作的“酒精沖天炮”,使用時首先將少量酒精噴入塑料瓶,接著用熱水淋濕瓶子,迅速將瓶子安裝在裝有電子打火器的發(fā)射器前端,隨后按動開關(guān)引燃酒精蒸氣,發(fā)現(xiàn)瓶子向下噴氣的同時騰空而起。淋濕瓶子過程中瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能　增大　(選填“增大”“減小”或“不變”);瓶內(nèi)酒精燃燒,瓶子沖出過程的能量轉(zhuǎn)化與汽油機(jī)的　做功　沖程相同;瓶子向下噴氣升空過程利用了物體間力的作用是　相互　的。
9.(2025遂寧期末)某品牌轎車以60 km/h勻速行駛,汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為1 800 r/min,在1 s內(nèi),同一汽缸對外做功　15　次,　壓縮　沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
10.(2025巴中巴州區(qū)期末)一個單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速為
3 000 r/min,那么每秒對外做功　25　次,每秒完成　100　個沖程,其中一個工作循環(huán)中　做功　沖程不是靠飛輪轉(zhuǎn)動的能量來完成的。
11.(2024無錫一模)在安全情況下,小明用高壓打氣筒往封閉的空塑料瓶內(nèi)打入空氣,如圖所示。隨著瓶內(nèi)氣壓增加,氣體內(nèi)能增大,這是通過　做功　的方式改變瓶內(nèi)氣體內(nèi)能。當(dāng)氣壓達(dá)到一定程度時,瓶蓋飛出,這一過程與汽油機(jī)　做功　沖程的能量轉(zhuǎn)化情況相同。若一臺單缸汽油機(jī),飛輪的轉(zhuǎn)速為1 200 r/min,則該汽油機(jī)每秒鐘做功　10　次。
12.　教材樣板題　 某同學(xué)看到爸爸啟動汽車時,轉(zhuǎn)速表如圖所示。轉(zhuǎn)速表中的示數(shù)反映了發(fā)動機(jī)曲軸每分鐘的轉(zhuǎn)動次數(shù)。如果汽車用的是四沖程汽油機(jī),請根據(jù)圖中信息計(jì)算此時發(fā)動機(jī)一個汽缸每分鐘完成做功沖程的次數(shù)。
答案:由轉(zhuǎn)速表可知此時的轉(zhuǎn)速為0.75×1 000 r/min=750 r/min,由于曲軸轉(zhuǎn)動2周對外做功一次,所以此時發(fā)動機(jī)一個汽缸每分鐘完成做功沖程的次數(shù)為375次。
B能力提升　
13.(2024瀘州合江縣期中)圖甲與圖乙是四沖程汽油機(jī)一個工作循環(huán)中的兩個沖程,下列判斷正確的是(B)
A.甲圖為做功沖程,其能量轉(zhuǎn)化情況與圖丙中壓活塞引燃硝化棉過程相同
B.乙圖為壓縮沖程,其能量轉(zhuǎn)化情況是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
C.甲圖為壓縮沖程,其能量轉(zhuǎn)化情況與圖丁中向瓶內(nèi)打氣最終瓶塞彈起的過程相同
D.乙圖為做功沖程,其能量轉(zhuǎn)化情況是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
14.(2024南寧期中)某單缸四沖程汽油機(jī)的汽缸活塞面積為30 cm2,一個沖程活塞在汽缸中移動的距離是50 mm,滿負(fù)荷工作時做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)為9.0×105 Pa,飛輪1 min轉(zhuǎn)動1 800周,當(dāng)汽油機(jī)滿負(fù)荷工作時(不計(jì)摩擦),下列說法中正確的是(A)
A.一個做功沖程中燃?xì)鈱钊龅墓?35 J
B.汽油機(jī)的功率為2 502 W
C.做功沖程中燃?xì)鈱钊钠骄鶋毫?.7×107 N
D.汽油機(jī)每秒內(nèi)完成30個沖程
15.　物理學(xué)與工程實(shí)踐　 為制造壓縮空氣動力汽車,工程師將裝有壓縮空氣的鋼瓶與空氣動力發(fā)動機(jī)連接,該發(fā)動機(jī)的一個工作循環(huán)分為進(jìn)氣沖程和排氣沖程,如圖所示。發(fā)動機(jī)對外做功的是　進(jìn)氣　(選填“進(jìn)氣”或“排氣”)沖程,此過程中鋼瓶內(nèi)壓縮空氣的溫度　降低　。若該發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速為1 200 r/min,則1 s內(nèi)發(fā)動機(jī)對外做功　20　次。汽車行駛一段路程后,鋼瓶內(nèi)壓縮空氣的密度　減小　。
進(jìn)氣沖程　 　排氣沖程
16.單位質(zhì)量的氣體物質(zhì),在體積不變的條件下溫度升高1 ℃所吸收的熱量稱為該氣體的定容比熱,已知氦氣的定容比熱為3 100 J/(kg·
℃)。如圖所示,質(zhì)量為0.02 kg的氦氣被密封在圓柱形汽缸內(nèi),汽缸內(nèi)氦氣氣壓與外界大氣壓相同。用力把活塞AB固定,當(dāng)氦氣的溫度從20 ℃升高到30 ℃時,氦氣吸收的熱量是　620　J。撤去力,氦氣推動活塞做功,這一過程的能量轉(zhuǎn)化形式與四沖程汽油機(jī)的　做功　沖程相同。
17.(2024福州十九中期中)如圖A所示,迅速來回拉動繩子,可以看到塞子被頂出,塞子被頂出過程的能量轉(zhuǎn)化相當(dāng)于B圖中的　乙　(選填“甲”“乙”“丙”或“丁”)沖程能量轉(zhuǎn)化過程。若B圖中的四缸四沖程柴油機(jī)中某一缸的各參數(shù)如表所示,1 s內(nèi)該缸對外做功　25　次,在每個做功沖程里該單缸對外做功　1 000　J。
活塞行程 10 cm
轉(zhuǎn)速 3 000 r/min
輸出功率 25 kW
效率
C拔高培優(yōu)　
18.如圖為四缸發(fā)動機(jī)圖,其工作原理為:四個汽缸的活塞連在一根曲軸上,并使各汽缸的做功過程錯開,在飛輪轉(zhuǎn)動的每半周里,都有一個汽缸在做功,其他三個汽缸分別在做吸氣、壓縮和排氣工作。有一臺四缸發(fā)動機(jī),其主要技術(shù)指標(biāo)如下表所示。其中排量等于四個汽缸工作容積的總和,汽缸工作容積指活塞從汽缸頂部到底部所掃過的容積,又稱單缸排量,它取決于活塞的面積和活塞上下運(yùn)動的距離(即沖程長)。轉(zhuǎn)速表示每分鐘曲軸或飛輪所轉(zhuǎn)的周數(shù)。則:
排量 2 L
輸出功率 120 kW
轉(zhuǎn)速 6 000 r/min
(1)該汽車發(fā)動機(jī)每分鐘對外做功　12 000　次,每分鐘對外做功　7.2×106　J。
(2)在每個做功沖程里,發(fā)動機(jī)做功W=　600　J。在做功沖程里,燃?xì)鈱钊龅墓杀硎緸閃=PV,式中P表示燃?xì)鈱钊膲簭?qiáng),則P=
　1.2×106　Pa(1 L=10-3 m3)。

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