卷子答案网-一个不只有答案的网站第2章 改变世界的热机 单元检测题
一．选择题（共12小题）
1．（2022秋 河北省沧州期末）关于内燃机，下列说法正确的是（ ）
A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
B．柴油机在吸气过程中，将柴油和空气的混合物吸入气缸中
C．汽油机在做功冲程中，进气门关闭，排气门打开
D．四个冲程中，做功冲程是唯一一个对外做功的冲程
2．（2022秋 河北省石家庄期末）气步枪是靠枪机储气装置内的高压气体击发弹丸，四冲程汽油机工作循环中，与气步枪击发弹丸时的能量转化相同的是（ ）
A． B．
C． D．
3．（2022秋 河北省安新县期末）汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用四缸汽油发动机，每个气缸都进行四冲程循环。如图所示是汽油机工作的四个冲程示意图，其中将机械能转化为内能的冲程是（ ）
A． B． C． D．
4．（2022秋 河北省唐山期末）下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况，下列关于图中①②③④的补充正确的是（ ）
A．①做功冲程 ②内能转化为机械能 ③压缩冲程 ④机械能转化为内能
B．①压缩冲程 ②内能转化为机械能 ③做功冲程 ④机械能转化为内能
C．①做功冲程 ②机械能转化为内能 ③压缩冲程 ④内能转化为机械能
D．①压缩冲程 ②机械能转化为内能 ③做功冲程 ④内能转化为机械能
5．（2022秋 河北省石家庄期末）如图所示是四冲程汽油机的其中一个冲程的剖面图，下列说法正确的是（ ）
A．该冲程是压缩冲程
B．该冲程中活塞向上运动
C．该冲程是做功冲程，是内能转化为机械能的过程
D．该冲程是做功冲程，是机械能转化为内能的过程
6．（2022秋 河北省遵化市期末）下列说法中正确的是（ ）
A．热机消耗的燃料越多，效率就越低
B．柴油机的效率一般低于汽油机的效率
C．热机做的有用功越多，效率就越高
D．热机效率高，将内能转化为机械能的比例就大
7．（2022秋 河北省卢龙县期末）汽车已成为人们出行必不可少的代步工具，关于四冲程发动机汽车上的一些物理知识理解正确的是（ ）
A．发动机的做功冲程，将内能转化为机械能
B．汽车发动机用水做冷却液，是因为水的热值大
C．现代汽车的发动机效率可达80%
D．压缩冲程末燃料的内能增加，分子运动速度变慢
8．（2022秋 河北省高邑县期末）内燃机的发明，使人类的许多梦想得以实现：飞机、汽车、潜艇、坦克等等，都是在内燃机发明之后才研制成功的。下列有关四冲程内燃机的说法正确的是（ ）
A．汽油机和柴油机吸入汽缸的物质相同
B．汽油机和柴油机都通过火花塞点火
C．压缩冲程把内能转化为机械能
D．一个工作循环对外做1次功
9．（2022秋 河北省丰润区期末）关于热机，下列说法正确的是（ ）
A．热机消耗的燃料越多，热机效率越高
B．四冲程汽油机工作过程中，做功冲程中是把高温燃气的内能转化为机械能
C．热机的对外输出功率越大，热机效率越高
D．汽油机和柴油机的吸气冲程都是吸入的空气
10．（2022秋 河北省信都区期末）下列关于热机，说法正确的是（ ）
A．热机工作过程中除做功冲程外其他三个冲程是靠飞轮转动的惯性来完成的
B．使用的燃料热值越高，热机的效率越高
C．热机消耗的燃料越多，热机的效率越低
D．目前有些新型燃料汽车实现了“零排放”，它们的热机效率可达到100%
11．（2022秋 河北省曲周县期末）如图所示描述的物理过程，下列分析正确的是（ ）
A．图甲：厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的温度升高，内能不变
B．图乙：瓶子内的空气推动塞子做功后，瓶子内空气的内能增大
C．图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增加
D．图丁：汽缸内的气体推动活塞向下运动，内能转化为机械能，气体内能减少
12．（2022秋 河北省曲阳县期末）下列关于热值和热机效率的描述，正确的是（ ）
A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值
B．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率
C．燃料燃烧释放的热量越多，热值越大
D．热值和热机效率都是定值，与外界条件无关
二．填空题（共4小题）
13．（2022秋 河北省涿州市期末）在热机的各种损失中 带走的能量最多，设法利用这些能量，是提高燃料利用率的重要措施；“涡轮增压”是目前在各种汽油机和柴油机中采用的一项节能、提高热机功率的技术。它是利用热机排出的废气带动涡轮旋转，将新鲜空气压缩后送入内燃机的进气口，这样做的好处是 （选填“增大”或“减小”）排出废气所带走的能量， （选填“提高”或“降低”）内燃机的效率。
14．（2022秋 河北省保定期末）如图所示向盒内滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后按动电火花发生器的按钮，看到盒盖飞出去。在此过程中，酒精燃烧后的燃气的 能转化为盖子的 能。图 中，汽油机的工作过程与这一实验中能量转化是一致的。若某四冲程汽油机在工作时飞轮转速为3600r/min，则每秒做功 次。
15．（2022秋 河北省任丘市期末）甲图中，气球内的气体喷出时，球内气体的内能将 （选填“增大”“不变”或“减小”）。该过程的能量转化过程与图 （选域“乙”或“丙”）所示热机工作冲程相同；图乙中，此时正处于 冲程，若该热机的飞轮转速1800r/min，则热机每秒完成 个冲程。
16．（2022秋 河北省顺平县期末）汽油机的一个工作循环包括四个冲程，如图所示，回答下列问题：
（1）在甲、乙、丙、丁四幅图中，图甲表示 冲程，在这个冲程中活塞的运动方向是 （选填“向上”或“向下”）；
（2）在甲、乙、丙、丁四幅图中，图 表示做功冲程，在这个冲程中能量转化情况是： ；
（3）若汽油机飞轮转速为1200r/min，则1min内汽油机共完成 个工作循环。
三．计算题（共2小题）
17．（2022秋 河北省石家庄期末）一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其v﹣t图像如图，在第10s时速度达到20m/s，通过的路程为120m。求：
（1）在0～10s内汽车的平均速度；
（2）设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为f＝4800N，那么在0～10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少；
（3）在0～10s内汽车共消耗汽油0.024千克，则发动机的转化效率是多少。（已知汽油的热值大约为5×107J/kg）
18．（2022秋 河北省保定期末）随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家。一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20kW．若小汽车行驶的距离为100km，汽油的热值q＝4.6×107J/kg，小汽车发动机的效率为25%．求小汽车在这段路程中：
（1）运动的时间；
（2）发动机所做的功；
（3）消耗汽油的质量。
第2章 改变世界的热机 单元检测题
参考答案与试题解析
一．选择题（共12小题）
1．（2022秋 河北省沧州期末）关于内燃机，下列说法正确的是（ ）
A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
B．柴油机在吸气过程中，将柴油和空气的混合物吸入气缸中
C．汽油机在做功冲程中，进气门关闭，排气门打开
D．四个冲程中，做功冲程是唯一一个对外做功的冲程
【解答】解：
A、汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，故A错误；
B、汽油机在吸气过程中，将汽油和空气的混合物吸入气缸中，柴油机在吸气过程中，将空气吸入气缸中，故B错误；
C、汽油机在做功冲程中，进气门关闭，排气门也关闭，故C错误；
D、热机的四个冲程中，做功冲程是唯一一个对外做功的冲程，故D正确。
故选：D。
2．（2022秋 河北省石家庄期末）气步枪是靠枪机储气装置内的高压气体击发弹丸，四冲程汽油机工作循环中，与气步枪击发弹丸时的能量转化相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：气步枪是靠枪机储气装置内的高压气体击发弹丸，此过程中内能转化为机械能；
A是吸气冲程，B是压缩冲程，C是做功冲程，D是排气冲程；做功冲程中，内能转化为机械能，故C正确。
故选：C。
3．（2022秋 河北省安新县期末）汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用四缸汽油发动机，每个气缸都进行四冲程循环。如图所示是汽油机工作的四个冲程示意图，其中将机械能转化为内能的冲程是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：A、图中的两气门都关闭，活塞上行，是压缩冲程，压缩冲程中，活塞压缩气缸内气体做功，机械能转化为内能，故A符合题意；
B、图中的进气门打开，排气门关闭，活塞下行，是吸气冲程，无能量转化，故B不符合题意；
C、图中的两气门都关闭，活塞下行，火花塞打火，是做功冲程，在做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞做功，内能转化为机械能，故C不符合题意；
D、图中的进气门关闭，排气门打开，活塞上行，是排气冲程，无能量转化，故D不符合题意。
故选：A。
4．（2022秋 河北省唐山期末）下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况，下列关于图中①②③④的补充正确的是（ ）
A．①做功冲程 ②内能转化为机械能 ③压缩冲程 ④机械能转化为内能
B．①压缩冲程 ②内能转化为机械能 ③做功冲程 ④机械能转化为内能
C．①做功冲程 ②机械能转化为内能 ③压缩冲程 ④内能转化为机械能
D．①压缩冲程 ②机械能转化为内能 ③做功冲程 ④内能转化为机械能
【解答】解：根据内燃机的工作过程可知，第二个冲程是压缩冲程，在此过程中活塞压缩气缸内的气体，将机械能转化为内能，气缸内的气体温度升高。故①表示压缩冲程，②表示机械能转化为内能；第三个冲程是做功冲程，此时燃料燃烧生成的高温高压的燃气推动活塞对外做功，将内能转化为机械能。故③表示做功冲程，④表示内能转化为机械能。
故选：D。
5．（2022秋 河北省石家庄期末）如图所示是四冲程汽油机的其中一个冲程的剖面图，下列说法正确的是（ ）
A．该冲程是压缩冲程
B．该冲程中活塞向上运动
C．该冲程是做功冲程，是内能转化为机械能的过程
D．该冲程是做功冲程，是机械能转化为内能的过程
【解答】解：
图中四冲程汽油机两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故ABD错误，C正确。
故选：C。
6．（2022秋 河北省遵化市期末）下列说法中正确的是（ ）
A．热机消耗的燃料越多，效率就越低
B．柴油机的效率一般低于汽油机的效率
C．热机做的有用功越多，效率就越高
D．热机效率高，将内能转化为机械能的比例就大
【解答】解：A、热机消耗的燃料越多，燃烧放出的热量越多，但用来做有用功的能量可能更多，即效率可能更高，所以根据消耗燃料的多少不能判断热机效率的大小，故A错误；
B、一般柴油机的压缩比比汽油机大得多，且气缸内柴油燃烧要比汽油燃烧更充分，所以柴油机的效率更高一些，故B错误；
C、热机做的有用功越多，与燃料完全燃烧放出的能量之比不一定高，故C错误；
D、热机的效率越高，说明内能转化成的机械能与内能的比值越大，热机的效率越高，故D正确。
故选：D。
7．（2022秋 河北省卢龙县期末）汽车已成为人们出行必不可少的代步工具，关于四冲程发动机汽车上的一些物理知识理解正确的是（ ）
A．发动机的做功冲程，将内能转化为机械能
B．汽车发动机用水做冷却液，是因为水的热值大
C．现代汽车的发动机效率可达80%
D．压缩冲程末燃料的内能增加，分子运动速度变慢
【解答】解：A、汽车发动机的做功冲程中将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，故A正确；
B、汽车发动机工作时产生大量的热，这些热如果不迅速转移，就可能损害发动机。因为水的比热容较大，用水做冷却剂时，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，这样可以把这些热迅速吸收，使发动机的温度不致升得太高，故B错误；
C、热机工作过程中不可避免地由于机件之间地摩擦而产生额外功，废气带走较多的热量，用来冷却水的能量较多，故效率比较低，不可能达到80%，故C错误；
D、压缩冲程末燃料的内能增加，分子运动速度变快，故D错误。
故选A。
8．（2022秋 河北省高邑县期末）内燃机的发明，使人类的许多梦想得以实现：飞机、汽车、潜艇、坦克等等，都是在内燃机发明之后才研制成功的。下列有关四冲程内燃机的说法正确的是（ ）
A．汽油机和柴油机吸入汽缸的物质相同
B．汽油机和柴油机都通过火花塞点火
C．压缩冲程把内能转化为机械能
D．一个工作循环对外做1次功
【解答】解：A、柴油机和汽油机在工作过程中，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，故A错误；
B、汽油机是通过火花塞点火的，而柴油机是通过压燃式点火的，故B错误；
C、压缩冲程中，活塞压缩气体，对气体做功，机械能转化为内能，故C错误；
D、四冲程汽油机和柴油机的一个工作循环，四个冲程，活塞往复运动两次，曲轴连杆转两周，飞轮转两周，只有做功冲程对外做功一次，故D正确。
故选：D。
9．（2022秋 河北省丰润区期末）关于热机，下列说法正确的是（ ）
A．热机消耗的燃料越多，热机效率越高
B．四冲程汽油机工作过程中，做功冲程中是把高温燃气的内能转化为机械能
C．热机的对外输出功率越大，热机效率越高
D．汽油机和柴油机的吸气冲程都是吸入的空气
【解答】解：A、热机消耗的燃料多，但不知道有用功多少，因此无法确定热机效率高低，故A错误；
B、四冲程汽油机工作过程中，做功冲程是将高温燃气的内能转化为机械能，故B正确；
C、功率是指做功的快慢，热机效率与功率无关，故C错误；
D、汽油机的吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物，柴油机的吸气冲程吸入的是空气，故D错误。
故选：B。
10．（2022秋 河北省信都区期末）下列关于热机，说法正确的是（ ）
A．热机工作过程中除做功冲程外其他三个冲程是靠飞轮转动的惯性来完成的
B．使用的燃料热值越高，热机的效率越高
C．热机消耗的燃料越多，热机的效率越低
D．目前有些新型燃料汽车实现了“零排放”，它们的热机效率可达到100%
【解答】解：A、热机工作过程中有四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，做功冲程将内能转化为机械能，产生动力，其他三个冲程靠飞轮的惯性来完成，故A正确；
B、热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，比值越大，效率越高，与燃料的热值无关，故B错误；
C、当有效利用的能量一定时，热机消耗的燃料越多，热机效率越低，但选项中没有说明有效利用的能量一定，故C错误；
D、热机工作过程中不可避免地由于机件间的摩擦而产生额外功，因此热机效率不能达到100%，故D错误。
故选：A。
11．（2022秋 河北省曲周县期末）如图所示描述的物理过程，下列分析正确的是（ ）
A．图甲：厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的温度升高，内能不变
B．图乙：瓶子内的空气推动塞子做功后，瓶子内空气的内能增大
C．图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增加
D．图丁：汽缸内的气体推动活塞向下运动，内能转化为机械能，气体内能减少
【解答】解：
A、图甲中厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加，故A错误；
B、图乙中瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能减小，故B错误；
C、图丙中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能减少，故C错误；
D、图丁中汽缸内的气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，气体的内能减少，故D正确。
故选：D。
12．（2022秋 河北省曲阳县期末）下列关于热值和热机效率的描述，正确的是（ ）
A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值
B．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率
C．燃料燃烧释放的热量越多，热值越大
D．热值和热机效率都是定值，与外界条件无关
【解答】解：
A、热值是燃料的特性，只与热量的种类有关，与燃烧情况无关，故A错误；
B、使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故B正确；
C、热值是燃料的特性，只与热量的种类有关，与放出热量的多少无关，故C错误；
D、热值取决与燃料种类，与外界条件无关；而燃料的燃烧情况、能量的损失都会影响热机效率，故D错误。
故选：B。
二．填空题（共4小题）
13．（2022秋 河北省涿州市期末）在热机的各种损失中 废气 带走的能量最多，设法利用这些能量，是提高燃料利用率的重要措施；“涡轮增压”是目前在各种汽油机和柴油机中采用的一项节能、提高热机功率的技术。它是利用热机排出的废气带动涡轮旋转，将新鲜空气压缩后送入内燃机的进气口，这样做的好处是 减小 （选填“增大”或“减小”）排出废气所带走的能量， 提高 （选填“提高”或“降低”）内燃机的效率。
【解答】解：（1）从内燃机的能流图中获知燃气内能的流向，能量损失最多的是废气内能；
（2）在热机的能量损失中，废气带走了大部分的热量，所以“涡轮增压”利用热机排出的废气带动涡轮旋转，充分利用了废气带走的热量，提高了热机的效率。
故答案为：废气；减小；提高。
14．（2022秋 河北省保定期末）如图所示向盒内滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后按动电火花发生器的按钮，看到盒盖飞出去。在此过程中，酒精燃烧后的燃气的 内 能转化为盖子的 机械 能。图 C 中，汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的。若某四冲程汽油机在工作时飞轮转速为3600r/min，则每秒做功 30 次。
【解答】解：（1）电火花打火时，酒精气体燃烧膨胀做功，使盒盖飞出去，因此将内能转化为盒盖的机械能；
（2）图B中的气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，此时机械能转化为内能，与电子式火花发生器的能量转化相反；
图C中的气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，且上端的火花塞发出电火花，是做功冲程，在这一过程中，内能是转化为机械能的。
（3）因为60r/s并且汽油机在一个工作循环中，飞轮转动两圈，对外做功一次，故可得每秒做功的次数为30（次）。
故答案为：内；机械；C；30。
15．（2022秋 河北省任丘市期末）甲图中，气球内的气体喷出时，球内气体的内能将 减小 （选填“增大”“不变”或“减小”）。该过程的能量转化过程与图 丙 （选域“乙”或“丙”）所示热机工作冲程相同；图乙中，此时正处于 压缩 冲程，若该热机的飞轮转速1800r/min，则热机每秒完成 60 个冲程。
【解答】解：（1）气球内气体喷出，球内气体的内能转化为气球的机械能，球内气体的内能减小，
热机的做功冲程是将内能转化为机械能的，乙图中进气门、排气门都关闭，活塞由下向上运动，所以为压缩冲程；丙图中进气门、排气门都关闭，火花塞点火，活塞由上向下运动，所以为做功冲程，与气球能量转化过程相同；
（2）已知热机飞轮转速1800r/min，即30r/s，飞轮每转2圈，完成一个工作循环，完成四个冲程，
由此可知该热机每秒可完成15个工作循环，完成60个冲程。
故答案为：减小；丙；压缩；60。
16．（2022秋 河北省顺平县期末）汽油机的一个工作循环包括四个冲程，如图所示，回答下列问题：
（1）在甲、乙、丙、丁四幅图中，图甲表示 吸气 冲程，在这个冲程中活塞的运动方向是 向下 （选填“向上”或“向下”）；
（2）在甲、乙、丙、丁四幅图中，图 丁 表示做功冲程，在这个冲程中能量转化情况是： 内能转化为机械能 ；
（3）若汽油机飞轮转速为1200r/min，则1min内汽油机共完成 600 个工作循环。
【解答】解：
（1）由图甲知进气门打开，排气门关闭，活塞下行，是吸气冲程；
（2）由图丁知进气门与排气门都关闭，活塞下行，是做功冲程，把内能转化为机械能；
（3）由飞轮转速为1200r/min可知，飞轮1min转动1200圈；四冲程汽油机的每个工作循环中，飞轮转动2圈，对外做功1次，因此，1min完成600个工作循环，对外做功600次。
故答案为：（1）吸气；向下；（2）丁；内能转化为机械能；（3）600。
三．计算题（共1小题）
17．（2022秋 河北省石家庄期末）一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其v﹣t图像如图，在第10s时速度达到20m/s，通过的路程为120m。求：
（1）在0～10s内汽车的平均速度；
（2）设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为f＝4800N，那么在0～10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少；
（3）在0～10s内汽车共消耗汽油0.024千克，则发动机的转化效率是多少。（已知汽油的热值大约为5×107J/kg）
【解答】解：（1）由题意可知，在0～10s内汽车通过的路程s＝120m，
则在0～10s内汽车的平均速度：
v12m/s；
（2）由图可知，10s后汽车做匀速直线运动，速度v＝20m/s，此时汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，则牵引力：
F＝f＝4800N，
汽车行驶时的功率为：
PFv＝4800N×20m/s＝9.6×104W；
因为汽车的功率不变，所以在0﹣10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功：
W＝Pt＝9.6×104W×10s＝9.6×105J；
（3）0.024千克汽油完全燃烧放出的热量Q放＝mq＝0.024kg×5×107J/kg＝1.2×106J，
发动机的转化效率η80%。
答：（1）在0～10s内汽车的平均速度为12m/s；
（2）在0～10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是9.6×105J；
（3）在0～10s内汽车共消耗汽油0.024千克，则发动机的转化效率是80%。
18．（2022秋 河北省保定期末）随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家。一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20kW．若小汽车行驶的距离为100km，汽油的热值q＝4.6×107J/kg，小汽车发动机的效率为25%．求小汽车在这段路程中：
（1）运动的时间；
（2）发动机所做的功；
（3）消耗汽油的质量。
【解答】解：
（1）速度v＝72km/h＝20m/s
运动时间t5000s。
答：运动的时间为5000s。
（2）发动机所做的功W＝Pt＝20000W×5000s＝1×108J。
答：发动机所做的功为1×108J。
（3）汽油完全燃烧释放的热量Q＝qm，又因为Q，
所以m8.7kg。
答：消耗汽油的质量为8.7kg。
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