141熱機（分層練習(xí)）

14.1熱機基礎(chǔ)達標(biāo)一、單選題1．以下機械屬于內(nèi)燃機的是（）A．火箭噴氣發(fā)動機 B．汽油機 C．滑輪組 D．洗衣機【答案】B【詳解】AB．內(nèi)燃機是一種熱機，汽油機和柴油機都是內(nèi)燃機，火箭噴氣發(fā)動機是一種熱機，不是內(nèi)燃機，燃料不是在汽缸內(nèi)燃燒的，故A不符合題意，B符合題意。C．滑輪組是一種簡單機械，不是內(nèi)燃機，故C不符合題意；D．洗衣機是一種電動機，不是內(nèi)燃機，故D不符合題意。故選B。2．如圖，用酒精燈加熱試管中的水，水沸騰后所產(chǎn)生的水蒸氣將軟木塞沖起。水蒸氣沖起軟木塞的過程相當(dāng)于汽油機的（

）A．吸氣沖程 B．壓縮沖程C．做功沖程 D．排氣沖程【答案】C【詳解】水蒸氣將軟木塞沖起時，水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為木塞的機械能。AD．吸氣沖程和排氣沖程中沒有能量轉(zhuǎn)化，故AD不符合題意；B．汽油機的壓縮沖程中，活塞的機械能轉(zhuǎn)化為混合物的內(nèi)能，與此不同，故B不符合題意；C．汽油機的做功沖程中，燃?xì)鈨?nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機械能，與此過程相同，故C符合題意。故選C。3．2022年11月29日，搭載神舟十五號載人飛船的長征二號F遙十五運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。與火箭點火升空過程中能量轉(zhuǎn)化相同的是內(nèi)燃機的（）A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程【答案】C【詳解】火箭點火升空過程中把燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為火箭的機械能，而內(nèi)燃機中將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為的機械能的沖程是做功沖程。故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。4．如圖為汽油機工作過程中某沖程的示意圖，此沖程是（）A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程【答案】B【詳解】由圖可知，進氣門和排氣門都是關(guān)閉的，活塞上行，因此是壓縮沖程，壓縮沖程中機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。故選B。5．下圖是四沖程汽油機的工作示意圖。從能量轉(zhuǎn)化的角度看，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的沖程是（）A．

B．

C．

D．

【答案】A【詳解】A．圖中的沖程兩氣閥關(guān)閉，活塞向上運動，是壓縮沖程，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A符合題意；B．圖中的沖程進氣閥開啟，排氣閥關(guān)閉，活塞向下運動，是吸氣沖程，沒有能量轉(zhuǎn)化，故B不符合題意；C．圖中的沖程進氣閥關(guān)閉，排氣閥開啟，活塞向上運動，是排氣沖程，沒有能量轉(zhuǎn)化，故C不符合題意；D．圖中的沖程兩氣閥關(guān)閉，活塞向下運動，火花塞點火，是做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，故D不符合題意。故選A。6．如圖所示是汽油機工作的某一沖程，關(guān)于該沖程及其能量轉(zhuǎn)化的說法正確的是（）A．吸氣沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 B．壓縮沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能C．做功沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 D．排氣沖程，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能【答案】C【詳解】根據(jù)圖中沖程中兩個氣門關(guān)閉、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，做功沖程是將高溫高壓燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞運動的機械能，故C正確，ABD錯誤。故選C。7．關(guān)于汽油機和柴油機描述正確的是（）A．汽油機頂部有噴油嘴，柴油機頂部有火花塞B．柴油機在吸氣沖程中，柴油和空氣的混合物進入汽缸C．做功沖程中，燃料釋放的能量100%轉(zhuǎn)化為機械能D．排氣沖程中，廢氣帶走了燃料釋放的大部分能量【答案】D【詳解】A．汽油機頂部有火花塞，柴油機頂部有噴油嘴，故A錯誤；B．柴油機在吸氣沖程中，將空氣吸入汽缸（沒有吸入柴油），故B錯誤；C．在做功沖程中，燃料燃燒釋放的內(nèi)能大部分需要克服摩擦、發(fā)生熱傳遞而散失，只有一少部分轉(zhuǎn)化為機械能，故C錯誤；D．在排氣沖程中，排出的廢氣溫度仍很高，廢氣帶走了燃料釋放的大部分能量，故D正確。故選D。8．如圖為四沖程汽油機工作示意圖，下列說法正確的是（）A．依靠飛輪慣性完成的沖程是甲、乙、丁B．甲圖沖程中能量轉(zhuǎn)化是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．飛輪轉(zhuǎn)速3000r/min，則該汽油機1s能做功25次D．在一個工作循環(huán)中，工作過程依次是乙、甲、丁、丙【答案】C【詳解】D．甲圖中兩氣門都關(guān)閉，火花塞點火，活塞下行，汽缸容積變大，是做功沖程；乙圖中進氣門開啟，排氣門關(guān)閉，氣體流入汽缸，是吸氣沖程；丙圖中排氣門開啟，進氣門關(guān)閉，氣體流出汽缸，是排氣沖程；丁圖中兩氣門都關(guān)閉，活塞上行，汽缸容積變小，是壓縮沖程；所以正確的排序是乙、丁、甲、丙，故D錯誤；A．內(nèi)燃機的一個工作循環(huán)有四個沖程，只有在做功沖程中使機器獲得動力，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，其它三個沖程均為輔助沖程，依靠飛輪慣性完成，即依靠飛輪慣性完成沖程的是乙、丙、丁，故A錯誤；B．甲圖是做功沖程，做功沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，故B錯誤；C．四沖程汽油機的飛輪轉(zhuǎn)速為3000r/min，則該飛輪1s轉(zhuǎn)50圈，因為一個工作循環(huán)飛輪轉(zhuǎn)2圈，完成四個工作沖程，做功1次，所以1s飛輪轉(zhuǎn)50圈，共25個工作循環(huán)，共100個沖程，共做功25次，故C正確。故選C。9．景頗族的祖先曾發(fā)明一種活塞式點火器，如圖所示。以牛角做套筒，木質(zhì)推桿前端粘附艾絨（一種很容易被點燃的物質(zhì)）。取火時，一手握住套筒，另一手猛推推桿，艾絨即燃，隨即將桿拔出，口吹立見火苗，與手推桿入筒過程能量轉(zhuǎn)化過程相同的沖程是（）A．B．C．D．【答案】A【詳解】封閉的氣體被推桿壓縮過程中，活塞對氣體做功，氣體內(nèi)能增加，是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；汽油機的壓縮沖程是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的沖程，與上述能量轉(zhuǎn)化相同；A．兩氣門都關(guān)閉，活塞上行，汽缸容積變小，是壓縮沖程，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A符合題意；B．排氣門開啟，活塞上行，廢氣被排出汽缸，是排氣沖程，沒有發(fā)生能量轉(zhuǎn)化，故B不符合題意；C．兩氣門都關(guān)閉，活塞下行，汽缸容積變大，火花塞噴出電火花，是做功沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，故C不符合題意；D．進氣門開啟，活塞下行，燃料和空氣的混合物進入汽缸，是吸氣沖程，沒有發(fā)生能量轉(zhuǎn)化，故D不符合題意。故選A。如圖所示，在空氣壓縮引火儀的玻璃筒底部放一小團干燥的棉花，用力將活塞迅速下壓，棉花會立即燃燒，下壓過程中活塞對筒內(nèi)空氣，空氣的能增大，該能量轉(zhuǎn)化過程與汽油機的沖程相同?！敬鸢浮孔龉?nèi)壓縮【詳解】[1][2]將活塞迅速下壓，活塞對壓縮引火儀內(nèi)的空氣做功，活塞的機械能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能，空氣內(nèi)能增大，溫度升高，達到棉花的著火點而燃燒。[3]汽油機的壓縮沖程中，活塞壓縮汽油和空氣的混合物做功，活塞的機械能轉(zhuǎn)化為混合氣體的內(nèi)能，所以與該過程的能量轉(zhuǎn)化與汽油機的壓縮沖程相同。11．如圖所示，工作中的四沖程汽油機正處于沖程，在該沖程將能轉(zhuǎn)化為能。若該汽油機每秒完成60個沖程，則每秒它對外做功次?！敬鸢浮繅嚎s沖程機械能內(nèi)能15【詳解】[1][2]由圖知道，進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。[3]壓縮沖程中機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，做功沖程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，排氣和吸氣沖程沒有能的轉(zhuǎn)化。[4]熱機完成一個工作循環(huán)，要經(jīng)過4個沖程，燃?xì)鈱ν庾龉?次，活塞往返2次，飛輪轉(zhuǎn)動2周，若該汽油機每秒完成60個沖程，則每秒它對外做功15次，飛輪轉(zhuǎn)動30周。能力提升1．光發(fā)動機可用于衛(wèi)星的能源補充，原理如圖，密閉氣室中在光照下會分解，使氣室氣壓增大，推動活塞右移，無光條件下發(fā)生逆反應(yīng)；控制光照即可實現(xiàn)活塞往復(fù)運動?；钊乙七^程相當(dāng)于汽油機的（）

吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程【詳解】當(dāng)活塞右移時，活塞對外做功，則該過程相當(dāng)于汽油機四個沖程中的做功沖程。故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。2．如圖是流行于民間的玩具式走馬燈，點燃底部蠟燭，熱空氣上升驅(qū)動扇葉轉(zhuǎn)動，它的能量轉(zhuǎn)化和四沖程內(nèi)燃機沖程相同，某單缸四沖程內(nèi)燃機的飛輪轉(zhuǎn)速1200r/min，則1s內(nèi)該內(nèi)燃機對外做功次；走馬燈轉(zhuǎn)動時，觀眾驚奇地看到紙片小人的影子動了起來，影子形成的原理是。

【答案】做功10光的直線傳播【詳解】[1]點燃蠟燭時，氣體溫度升高，氣體的密度變小，熱空氣就會向上運動，運動的熱空氣推動扇葉轉(zhuǎn)動，運動的熱空氣對外做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，該過程和四沖程汽油機的做功沖程的能量轉(zhuǎn)化相同。[2]飛輪轉(zhuǎn)速是1200r/min＝20r/s，表示每秒飛輪轉(zhuǎn)動20圈，內(nèi)燃機完成10個工作循環(huán)，對外做功10次。[3]光現(xiàn)象中，影子形成的原理是光的直線傳播。3．閱讀下列短文，回答問題。航速優(yōu)化船舶航行大多使用柴油發(fā)動機，航行時受到的阻力通常和航行速度的平方成正比。降低航速可以大大減小航行阻力，發(fā)動機對推進設(shè)備做功的功率即推進功率就會大大減小，從而減少燃油消耗。但航速不是越小越好，因為船舶航行過程中除了推進設(shè)備，還有其他輔助設(shè)備工作，需要發(fā)動機做功。航速減小后，一段航程所需的航行時間就會延長，雖然推進功減少，但輔助功增加了。發(fā)動機要做的功包括推進功和輔助功兩部分，航速優(yōu)化就是要找到合適的航速，使發(fā)動機做的總功減少，達到節(jié)能的目的。（1）下面是柴油機工作時的四個沖程，其工作循環(huán)過程的正確順序是：；A．壓縮沖程

B．排氣沖程

C．吸氣沖程

D．做功沖程在沖程中，活塞對汽缸里的空氣做功，使空氣的能急劇增加。沖程結(jié)束時，汽缸內(nèi)空氣的溫度已經(jīng)超過燃油的燃點；（2）若船舶以速度v勻速直線航行，航行時受到的阻力為f=kv2（k為常量），則理想情況下，推進功率和速度的關(guān)系為P推=；（3）某船舶航行時，每公里航程的推進功、輔助功和航速的關(guān)系如圖所示，則最省油的航速約為m/s；【答案】CADB壓縮內(nèi)kv36【詳解】（1）[1]四沖程柴油機工作時，依次有吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程，即四個沖程工作循環(huán)過