2018-2019學年中考物理 內能及其利用模塊 熱機訓練（含解析） 滬科版

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1、 內能及其利用模塊-熱機訓練 一、單選題 1.四沖程汽油機正常工作時，把機械能轉化為內能的沖程是（　?。? A.?吸氣沖程???????????????????????????B.?壓縮沖程???????????????????????????C.?做功沖程???????????????????????????D.?排氣沖程 2.如圖是四沖程汽油機的工作循環(huán)示意圖，其中將內能轉化為機械能的沖程是（?? ） A.????????????????????B.????????????????????C.???????????????????

2、?D.? 3.圖為四沖程汽油機工作過程中某一沖程的示意圖，它表示的是（??? ） A.?吸氣沖程???????????????????????????B.?壓縮沖程???????????????????????????C.?做功沖程???????????????????????????D.?排氣沖程 4.（2017?濰坊）如圖是四沖程汽油機的剖面圖，它是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程不斷循環(huán)來保證連續(xù)工作的．其中內能轉化為機械能的是（?? ） A.?吸氣沖程???????????????????????????B.?壓縮沖程????????????????????????

3、???C.?做功沖程???????????????????????????D.?排氣沖程 5.生活中常見的汽車和摩托車大多是采用四沖程汽油機來工作的．四沖程汽油機在一個工作循環(huán)中，下列說法不正確的是（?? ） A.?對外做功一次?????????B.?有兩次能量轉化?????????C.?曲軸轉動兩周?????????D.?壓縮沖程把內能轉化為機械能 6.在圖所示的內燃機工作的一個循環(huán)中，其四個沖程的順序應當是：（?? ） A.?甲、乙、丙、丁?????????????B.?乙、甲、丁、丙?????????????C.?乙、丁、甲、丙????????????

4、?D.?甲、乙、丁、丙 7.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 8.．圖所示為四沖程汽油機的一個沖程，下列說法正確的是（） A.?這是壓縮沖程，機械能轉化為內能??????????????????????B.?這是壓縮沖程，內能轉化為機械能 C.?這是做功沖程，機械能轉化為內能??????????????????????D.?這是做功沖程，內

5、能轉化為機械能 9.如圖為四沖程汽油機工作過程中某一沖程的示意圖，它表示的是（　　） A.?做功沖程?????????????????????????????B.?壓縮沖程??????????????????????????C.?吸氣沖程??????????????????????????D.?排氣沖程 10.內燃機的一個工作循環(huán)中，機械能轉化為內能的沖程是（??? ） A.?吸氣沖程???????????????????????????B.?壓縮沖程???????????????????????????C.?做功沖程????????????????????

6、???????D.?排氣沖程 二、填空題 11.汽油機一個工作循環(huán)由________?個沖程組成，其中________?沖程把機械能轉化為內能． 12.如圖所示，工作中的四沖程汽油機正處于________沖程，該沖程將機械能轉化為________能，若該汽油機每秒完成40個沖程，則每秒它對外做功________次、飛輪轉過________圈. 13.如圖，是汽油機模型，正在進行的是________沖程，該沖程將________能轉化為________能。 14.如圖所示是熱機的________沖程;一臺單缸四沖程汽油機的飛輪轉速為1200r/min，該汽油機每秒鐘完成

7、做功________次，共完成________個沖程. 15.一個單杠四沖程汽油機的飛輪轉速為1800r/min，它在1s的時間完成了________個沖程，做了________次功。 16.在汽油機的四個沖程中，機械能轉化為內能的是________沖程．如圖所示汽油機正在進行的是________沖程． 三、解答題 17.如圖所示，圖甲為四沖程內燃機吸氣沖程的示意圖，圖中畫出了吸氣沖程中活塞與曲軸的位置和進氣門、排氣門的開閉情況．請在圖乙中，畫出壓縮沖程中活塞運動的方向（用“↑”或“↓”表示）和進氣門、排氣門的開閉情況． 四、實驗探究題 18.隨著人們生活水

8、平的不斷提高，各種小汽車已經走進我們的家庭．小汽車的一些設計和使用過程中的許多現(xiàn)象與物理知識有關，請你用學過的物理知識解答下面的問題： （1）普通的小汽車用的是汽油機，圖甲所示的是________沖程，這個沖程中燃料通過燃燒將________能轉化為燃氣的________能．為了不讓汽油機在工作時溫度升得太高，在設計制造時，汽缸外有一個水套，讓汽缸被水包圍著，這是通過________的方式減少汽缸內能，用水來冷卻汽缸是因為水的________較大． （2）太陽能汽車利用太陽能來驅動，真正實現(xiàn)了零排放，有效地減少了對環(huán)境的污染．某太陽能汽車如圖乙，質量為450kg，頂部安裝了太陽

9、能電池板．若汽車上的太陽能電池板的有效面積為6m2 ， 它正對太陽時太陽光照射到地面時單位面積上的輻射功率為1.2×103J/(m2·s)，電池的輸出功率為2.1kW，則將太陽能轉化為電能的效率為________，如果這輛汽車的電動機將電能最終轉化為機械能的效率為80%，當汽車在水平面上勻速行駛時，受到的牽引力為80N，則汽車的行駛速度為________?m/s． （3）太陽能汽車采用四輪鼓式制動，有效地減少了制動距離．太陽能汽車在制動過程中動能在不斷的________（增大/減少/不變）．通過測量獲得汽車以不同速度行駛時對應的制動距離（即從操縱制動剎車到車停下來的距離），數(shù)據如下

10、表所示： 請在圖中描點作出s- v2圖象________，寫出s和v的定量關系式s=________，當轎車速度為8m/s時對應的制動距離是________m． 五、綜合題 19.?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 火 箭 ?? ?? 中國科學技術館新館，中國古代傳統(tǒng)技術展廳，陳列著反映中華民族燦爛文明成就的珍品，介紹四大發(fā)明及天文、陶瓷、建筑、青銅、冶鑄、紡織、刺繡、中醫(yī)中藥、機械、手工藝等學科內容。并陳列有古代的火箭、戰(zhàn)船，天

11、文學的渾儀、簡儀，設計精巧的水磨、水車、指南針等。 ?????? 中國人首先發(fā)明火箭這樣一個事實已經被世界所公認。宋朝的時候出現(xiàn)了很多煙花爆竹，這些爆竹也是噴氣式的原始火箭。明朝時期的毛元儀在他的著作里面就記載了30多種火箭的基本原理和結構，其中有飛火飛天、火龍出水等。中國是從明朝開始發(fā)射火箭的，大明史嘉靖年間，萬戶進行最早的火箭升空試驗（如圖1所示），成為現(xiàn)代載人飛行先驅，現(xiàn)在月球和火星均有以其名字命名的環(huán)形山． 現(xiàn)代火箭的飛行原理與萬戶的飛行試驗原理基本相同。 ?????? 現(xiàn)代火箭大多是利用噴氣發(fā)動機升空的，噴氣發(fā)動機將推進劑貯箱或運載工具內的反應物（推進劑）燃燒后變成高速氣流，高

12、速氣流對火箭產生巨大的反作用力使火箭加速升空。 ?????? 最常見的火箭燃燒的是固體或液體的化學推進劑。推進劑燃燒產生熱氣，通過噴口向火箭后部噴出高速氣流。火箭自帶燃料和氧化劑，而其他噴氣發(fā)動機僅須攜帶燃料，燃料燃燒所須的氧取自空氣中。所以，火箭可以在地球大氣層以外使用，而其他噴氣發(fā)動機不能。 ?????? 人類要在太空中走的更遠，就需要不斷提高火箭運行速度增大推力，科學家們?yōu)榇俗隽舜罅康难芯亢头磸偷膶嶒灒岣呋鸺\行速度和增大推力的主要措施包括：減小火箭質量（例如三級火箭升空過程，燃料燃盡后逐級脫落，以減小火箭的質量）、增大噴出氣流的速度、改善推進劑等。 ?????? 火箭遠離地球后

13、，質量和重力影響不斷下降，火箭速度也因此越來越快。 ?????? 從1970年4月，長征一號火箭成功發(fā)射東方紅1號衛(wèi)星開始到現(xiàn)在，我國火箭研究與應用處于世界領先水平，火箭的穩(wěn)定性和運載能力等各項性能都大大提高。 （1）火箭發(fā)射升空是將燃料燃燒時釋放的內能轉化為火箭的________? 能； （2）萬戶成功加速升空過程中，萬戶與他的座椅是________?的（選填“運動”或“靜止”）； （3）某科技活動小組利用可樂瓶等材料制作的水火箭如圖2所示，小組同學為了探究影響水火箭飛行高度的眾多因素，做了多項探究實驗，其中包括：探究改變膠塞與可樂瓶的松緊程度對水火箭飛行高度的影

14、響。請你簡要寫出與他們目的相同的探究實驗：________。 20.發(fā)動機是汽車的核心部件，發(fā)動機的質量決定了整車的性能和品質．若某臺以93號汽油為燃料的汽車，其發(fā)動機的相關數(shù)據如下表所示．表中空燃比指汽缸內空氣和燃油的質量比． 1min內完成的 工作循環(huán)數(shù) 2400次 汽缸內汽油和空氣混合氣體的密度 1.3kg/m3 汽缸的工作容積 1.8L 汽油的熱值 4.6×107J/kg 發(fā)動機最大功率 82.8kW 空燃比 12：1 （1）汽車內燃機一個工作循環(huán)包括四個沖程，一個汽缸正常工作四個沖程的順序是________?（對甲、乙、丙、丁重新排序），其中

15、內能轉化為機械能的沖程是圖________? （2）汽車以120km/h的速度勻速運動時發(fā)動機的輸出功率最大，此時汽車1min內做的有用功是多少？ （3）汽車完成一個工作循環(huán)時，燃料完全燃燒放出的熱量是多少？ （4）當汽車以120km/h的速度勻速行駛時，發(fā)動機的效率是多大？ 答案解析部分 一、單選題 1.【答案】B 【解析】【解答】解：四沖程汽油機正常工作時，把機械能轉化為內能的沖程是壓縮沖程． 故選B． 【分析】汽油機的四個沖程中只有兩個沖程伴隨有能量的轉化． （1）壓縮沖程中活塞向上運動，汽油和空氣的混合物被壓縮，內能增大，溫度

16、升高，活塞運動的動能轉化為混合氣體的內能； （2）做功沖程中，火花塞冒出電火花，將混合氣體點燃，混合氣體劇烈燃燒，產生高溫高壓的燃氣，推動活塞運動，燃氣的內能轉化為活塞運動的動能． 2.【答案】D 【解析】【解答】將內能轉化為機械能的沖程是做功沖程，此沖程中兩氣門閉合，活塞向下運動，對外做功. 故答案為：D. 【分析】此題考查了四沖程汽油機的工作循環(huán)過程，辨別沖程是解答此題的關鍵. 3.【答案】B 【解析】【解答】汽油機的四個沖程是吸氣、壓縮、做功和排氣沖程： 吸氣沖程進氣門打開，排氣門關閉，活塞向下運動；壓縮沖程兩個氣門都關閉，活塞向上運動；做功沖程兩個氣門都關閉，活

17、塞向下運動；排氣沖程排氣門打開，進氣門關閉，活塞向上運動。由圖知，進氣門和排氣門都關閉，活塞向上運動，因此是壓縮沖程，B符合題意. 故答案為：B. 【分析】根據氣門關閉，活塞上行，判斷圖中的是壓縮沖程. 4.【答案】C 【解析】【解答】解： 在壓縮沖程末，火花塞冒出電火花，將混合氣體點燃，混合氣體劇烈燃燒，產生高溫高壓的燃氣，推動活塞向下運動，對外做功，在這個過程中，燃氣推動活塞做功，燃氣的內能減少，溫度降低，燃氣的內能轉化為活塞的機械能；所以，內能轉化為機械能的是做功沖程． 故選C． 【分析】汽油機的四個沖程中只有兩個沖程伴隨有能量的轉化．壓縮沖程中活塞向上運動，汽油和空氣

18、的混合物被壓縮，內能增大，溫度升高，活塞運動的動能轉化為混合氣體的內能；做功沖程中，火花塞冒出電火花，將混合氣體點燃，混合氣體劇烈燃燒，產生高溫高壓的燃氣，推動活塞運動，燃氣的內能轉化為活塞運動的動能 5.【答案】D 【解析】【解答】四沖程汽油機在一個工作循環(huán)中：①完成四個沖程，吸氣、壓縮、做功和排氣沖程，只有做功沖程對外做功；②壓縮沖程中，機械能轉化為內能，做功沖程中，內能轉化為機械能；③曲軸轉動兩周. 故答案為：D. 【分析】在四沖程內燃機曲軸轉一圈，完成2個沖程，1個工作循環(huán)中曲軸轉動兩周、包括4個沖程并對外做功1次.壓縮沖程中機械能轉化為內能；做功沖程中內能轉化為機械能.

19、 6.【答案】B 【解析】【解答】內燃機的四個沖程依次為吸氣、壓縮、做功和排氣；根據四個沖程中氣門與活塞運動方向的特點可知甲是壓縮沖程、乙是吸氣沖程、丙是排氣沖程、丁是做功沖程，故四個沖程的順序應當是：乙、甲、丁、丙，B符合題意. 故答案為：B. 【分析】根據四沖程內燃機的各個沖程的進、排氣門的打開、關閉情況和活塞的運動情況分析解答. 7.【答案】C 【解析】【解答】解：A、熱機效率是熱機性能好壞的重要標志之一，A正確； B、在四沖程內燃機中，廢氣帶走的熱量最多，減少廢氣帶走的大量熱量可以大大提高熱機的效率，B正確； C、柴油機的效率比汽油機的效率高，是因為柴油機損失的能

20、量較少，并不是因為柴油的熱值大，是因為其用來做有用功的能量大于燃料完全燃燒放出的熱量；C錯誤． D、在壓縮沖程中內燃機將機械能轉化為內能，燃料混合物的溫度升高，內能增大，D正確． 故選C． 【分析】解決此題要正確理解熱機效率的概念及其物理意義，以及熱機效率低的原因．掌握內燃機的四沖程中能量轉化情況．柴油機的效率比汽油機的效率高，說明能量損失少． 8.【答案】C 【解析】【分析】解決此題要結合內燃機的做功沖程特點和原理進行分析解答，知道做功沖程和壓縮沖程中的能量轉化 ． 【解答】圖中的氣門關閉，活塞下行，因此這是做功沖程；在做功沖程中，將內能轉化為機械能．故ABD錯誤，C正確．

21、 故選C． 9.【答案】A 【解析】【解答】解：由圖知，進氣門和排氣門都關閉，活塞向下運動，因此是做功沖程． 故選A． 【分析】汽油機的四個沖程是吸氣、壓縮、做功和排氣沖程： 吸氣沖程進氣門打開，排氣門關閉，活塞向下運動； 壓縮沖程兩個氣門都關閉，活塞向上運動； 做功沖程兩個氣門都關閉，活塞向下運動； 排氣沖程排氣門打開，進氣門關閉，活塞向上運動． 10.【答案】B 【解析】【解答】在四沖程汽油機的一個工作循環(huán)中，壓縮沖程中機械能轉化成內能，做功沖程中內能轉化成機械能． 故答案為：B． 【分析】四沖程內燃機包括吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程；其中有兩個沖程存在能

22、量轉化：壓縮沖程將機械能轉化為內能，做功沖程將內能轉化為機械能. 二、填空題 11.【答案】四；壓縮 【解析】【解答】解：汽油機的一個工作循環(huán)包括：吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程．壓縮沖程活塞向上運動，壓縮燃料混合物對其做功，所以將機械能轉化為內能． 故答案為：四；壓縮． 【分析】要解決此題需要掌握內燃機的四個沖程：吸氣、壓縮、做功、排氣沖程．同時要了解各個沖程的能量轉化情況．　 12.【答案】壓縮；內；10；20 【解析】【解答】解：由圖可知，進氣門、排氣門關閉，活塞向上運動，所以汽油機正處于壓縮沖程，該沖程將機械能轉化為內能.若該汽油機每秒完成40個沖程，即10個工作

23、循環(huán)，每個工作循環(huán)做一次功、飛輪轉2圈，則每秒它對外做功10次，飛輪轉過20圈. 故答案為：壓縮；內；10；20． 【分析】（1）由進氣門和排氣門的關閉和打開情況、活塞的上行和下行情況來判斷是哪個沖程； 壓縮沖程是機械能轉化為內能，做功沖程是內能轉化為機械能． （2）熱機的一個工作循環(huán)，有4個沖程，燃氣對外做功1次，活塞往返2次，飛輪轉動2周. 13.【答案】壓縮；機械；內 【解析】【解答】由圖可知：進氣門、排氣門關閉，活塞向上運動，所以正在進行的是壓縮沖程，該沖程將機械能轉化為內能。 故答案為：壓縮；機械；內． 【分析】汽油機一個工作循環(huán)有四個沖程，分別是吸氣、做功、壓縮

24、和排氣，各沖程的特點不同，因此根據氣門的狀態(tài)和活塞的運行方向確定沖程. 14.【答案】排氣；10；40 【解析】【解答】由圖示可知，進氣門閉合，排氣門打開，所以是排氣沖程；四沖程汽油機的飛輪轉速為1200r/min，則每秒鐘轉20轉，2轉做功一次，所以每秒鐘完成做功10次，做一次功完成4個沖程，所以共完成40個沖程. 故答案為：排氣；10；40. 【分析】內燃機可分為汽油機和柴油機，它們一個工作循環(huán)由吸氣、壓縮、做功和排氣四個沖程。一個工作循環(huán)中對外做功1次，活塞往復2次，曲軸轉2周. 15.【答案】60；15 【解析】【解答】解答：四沖程熱機經過2個沖程，飛輪轉一周；已知

25、飛輪轉速為1800r/min＝30r/s，因為一個工作循環(huán)活塞往復2次，曲軸轉動2周，完成4個沖程，做功1次，所以該熱機1s內完成15個工作循環(huán)，完成60個沖程，對外做功15次。 故答案為：60；15. 【分析】內燃機可分為汽油機和柴油機，它們一個工作循環(huán)由吸氣、壓縮、做功和排氣四個沖程。一個工作循環(huán)中對外做功1次，活塞往復2次，曲軸轉2周. 16.【答案】壓縮；做功 【解析】【解答】解：在內燃機的壓縮沖程中，活塞壓縮氣體做功，使氣體的內能增大，溫度升高，機械能轉化為內能； 根據圖示可知，兩個氣門都關閉，火花塞點火，活塞向下運動，氣缸容積增大，因此是做功沖程． 故答案為：壓縮；

26、做功． 【分析】內燃機的四個沖程有吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程，將機械能轉化為內能的是壓縮沖程，將內能轉化為機械能的是做功沖程；壓縮沖程和做功沖程都是通過做功的方式改變內能的． 三、解答題 17.【答案】解： 在內燃機的壓縮沖程中，兩個氣門都關閉，活塞向上運動；如下圖所示： 【解析】【分析】四沖程內燃機一個工作循環(huán)包括吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程，壓縮沖程，兩個氣門都關閉，活塞向上運動． 四、實驗探究題 18.【答案】（1）做功；化學；內；熱傳遞；比熱容 （2）29.2%；21 （3）減少；；；8 【解析】【解答】 (1)內燃機的一個工作循環(huán)有四個沖程，

27、即吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程，在做功沖程中，活塞由上向下氣缸內的高壓高溫物質，即對活塞做功，使得內能轉化為機械能；同時為了避免汽油機在工作時溫度升得太高，在設計制造時，汽缸外有一個水套，讓汽缸被水包圍著，即通過水吸收熱量而使得氣缸溫度降低，這是通過熱傳遞的方式改變內能的；在這里我們之所以選擇用水作為冷卻劑，源于水的比熱容最大，即相同質量的水和其他的液體相比較時，若都是升高1℃時，水能吸收的熱量最多，故用水冷卻效果最好； (2)電池的輸出功率：P電池=2100W；太陽光照射的輻射功率為；P太陽=1.2×103W/m2×6m2=7.2×103W；太陽能轉化為電能的效率： ? 因為電

28、能最終轉化為機械能的效率為80%，所以P機械=P電池×η′=2100W×80%=1680W； 由公式P=Fv得： ? ?(3)太陽能汽車在制動過程中質量不變，速度變小，動能變??； 根據表中的數(shù)據，在坐標圖中先畫點，再描線，注意橫坐標準速度的平方，縱坐標為距離．如圖所示： 根據表中數(shù)據和圖象反映的規(guī)律可知， ?；當轎車速度為8m/s時對應的制動距離約是8m． 故答案為：(1) 做功；化學；內；熱傳遞；比熱容??? (2) 29.2%；21??? (3)減少 ；圖略； ； 8 【分析】 (1)理解內燃機的四個沖程中，壓縮沖程將機械能轉化為內能；做功沖程將內能轉化為機械能； (2)

29、本題考查了學生對汽車效率的理解，再根據公式P=Fv計算出速度； (3)根據表格中的數(shù)據畫出圖像，找出當牽引力為80N，對應的汽車行駛速度. 五、綜合題 19.【答案】（1）機械 （2）靜止 （3）水火箭的水平飛行距離與裝水量是否有關 【解析】【解答】解：（1）火箭噴氣式發(fā)動機靠燃燒燃料獲得內能，將燃料燃燒的內能轉化為火箭運動的機械能； （2）萬戶相對于固定座椅之間的位置沒發(fā)生變化，所以萬戶相對于座椅是靜止的； （3）實驗時，是在容積為2000ml的可樂瓶內裝上不同體積的水，每次發(fā)射的角度均為20°，這樣控制不變的因素有：可樂瓶的容積、發(fā)射的角度；改變的因素是可樂瓶內裝的水

30、的體積；所以實驗探究的是：水火箭的水平飛行距離與裝水量是否有關？ 故答案為：（1）機械；（2）靜止；（3）水火箭的水平飛行距離與裝水量是否有關。 【分析】（1）火箭升空是要燃燒燃料的，燃燒燃料的過程是將化學能轉化為內能的過程；噴氣式發(fā)動機是熱機的一種，是將內能轉化為機械能的裝置； （2）研究對象的運動情況是怎樣的，就看它與參照物的相對位置是否變化； （3）從火箭的水平飛行距離的不同，結合控制變量法分析，知道影響水火箭的水平飛行距離的因素是什么，從而能了解這個實驗方案的研究的問題。 20.【答案】（1）乙甲丁丙；丁 （2）汽車以120km/h速度勻速運動時，1min中內做的有用功：

31、 W有用=Pt=82.8×103W×60s=4.968×106J； （3）1min內汽油燃燒釋放的熱量： Q放=mq=ρVq=1.3kg/m3××4.6×107J/kg=8.28×103J； （4）發(fā)動機的效率： η=?×100%=25%． 【解析】【解答】解：（1）甲中的兩個氣閥都關閉，活塞向上運動，所以為壓縮沖程，是第二沖程； 乙中的一個氣閥打開，活塞向下運動，所以為吸氣沖程，是第一沖程； 丙中的一個氣閥打開，活塞向上運動，所以為排氣沖程，是第四沖程； 丁中的兩個氣閥都關閉，活塞下運動，所以為做功沖程，是第三沖程； 故排序為：乙甲丁丙．其中做功沖程內燃機給汽車提供動力． 【分析】（1）內燃機的四個沖程：吸氣、壓縮、做功、排氣沖程，同時需要掌握內燃機四沖程的特點； （2）已知發(fā)動機的最大功率，直接根據W=Pt即可求出汽車1min內做的有用功； （3）根據m=ρv算出燃氣的質量，然后根據空燃比算出汽油的質量，再利用放熱公式求出燃料放出的熱量； （4）發(fā)動機的效率是有用功跟汽油燃燒釋放熱量的比值． 12