《改变世界的热机》复习检测
(满分：100分时间：60分钟)
一、选择题(每小题3分，共30分)
1．火箭常用液态氢作燃料，相同质量的氢和汽油完全燃烧，氢放出的热量约为汽油的3倍．下列说法正确的是()
A．火箭发动机是一种热机B．氢的热值约为汽油热值的三分之一
C．火箭上升时，以发射塔为参照物，火箭是静止的D．火箭加速上升过程中，机械能保持不变
2．如图所示为生活中常用的热水瓶，注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞常会跳起来．内燃机的哪个冲程与这一现象的能量转化相同()
A．吸气冲程B．压缩冲程
C．做功冲程D．排气冲程
3．如图所示，它是某个四冲程内燃机在工作过程中的一个冲程，由图中情况可以判定这个冲程()
A．是排气冲程B．是做功冲程
C．正在把机械能转化为内能D．是依靠飞轮的惯性完成
4．关于四冲程柴油机的压缩冲程，下列说法正确的是()
A．汽缸里的气体质量变大B．汽缸里的气体压强变大
C．汽缸里的气体温度降低D．汽缸里的气体内能转化为机械能
5．下列有关热机的说法中不正确的是()
A．可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率
B．热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程
C．热机的大量使用会造成环境污染
D．在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率
6．如图所示，甲、乙是两个演示实验的示意图，丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的
两个冲程示意图．下列说法中正确的是()
A．丙图所示的是做功冲程，其工作原理如甲图所示的实验
B．丙图所示的是压缩冲程，其工作原理如乙图所示的实验
C．丁图所示的是压缩冲程，其工作原理如甲图所示的实验
D．丁图所示的是做功冲程，其工作原理如甲图所示的实验
7．以下说法中正确的是()
A．甲汽油机的热机效率比乙汽油机的热机效率高，说明甲消耗的汽油比乙少
B．汽油机的压缩冲程将内能转化为机械能
C．汽油的热值比柴油的热值大，说明汽油燃烧时放出的热量多
D．四冲程汽油机的做功冲程使汽车获得动力
8．柴油机的效率一般比汽油机高，其主要原因是()
A．柴油的热值大于汽油的热值
B．柴油机有喷油嘴，可以向汽缸内喷燃料，而汽油机不能喷燃料，使得燃料不足C．柴油机压缩时，压缩程度(压缩比)大，燃烧时燃气压强更大，推动活塞做功较多D．柴油机一般比汽油机做得更精细、轻便、额外功少
9．一台四冲程汽油机完全燃烧100g汽油放出的热量中，损失了3.22×106J的热量，则该汽油机的效率为(汽油的热值为4.6×107J/kg)()
A．28.8%B．30%
C．35.5%D．38%
10．某单缸四冲程汽油机的转速是1800r/min，做功冲程推动活塞一次做功1200J，那么这台汽油机的功率为()
A．0.2kW B．18kW
C．36kW D．1.2kW
二、填空题(每空1分，共26分)
11．如图所示，在试管内装些水，用玻璃管的胶塞塞住，加热试管使水沸腾后，水蒸气推动纸做成的小叶轮转动，发生的能量转化是________，这个过程与四冲程汽油机的________冲程中的能量转化是相同的．
12．如图所示是世界上早期的蒸汽汽车模型，燃料燃烧使水温升高，水的________能增
加，再转化为汽车的________能，使汽车前进．如今，汽车高速行驶时，轮胎的温度比行驶前更________.
13．菲菲家的下水道堵了，爸爸用固体疏通剂进行疏通．具体操作是，先将适量的疏通剂倒入下水道，再缓慢加入清水，疏通剂与水发生化学反应生成高温高压气体，通过高温高压气体的膨胀将管道疏通．在疏通剂与水的化学反应过程中，能量的转化情况是________________________________冲程．
14．热机的效率是热机性能的重要指标，热机的效率高，在做同样多的有用功时，消耗的燃料较________，从而节省了能源；或者消耗同样多的燃料时，能够做更多的_________，燃料有较高的利用率．汽油机与柴油机相比，通常________的效率较高．
15．有一种新式的汽油机，它在吸气冲程只吸入空气，而在火花塞点火前喷入汽油，喷入汽油量和吸入空气量由电子系统控制，这种汽油机又称电喷机，与传统的汽油机相比，燃烧更充分，从而使它的效率更________，对大气污染更_________.
16．如图所示是汽油机的_________冲程，在这个冲程里_________能转化为________能；柴油机和汽油机在结构上的一个区别是柴油机顶部没有火花塞，而有一个________，在吸气冲程里，汽油机吸入汽缸的是_________，而柴油机吸入的是_________；甲、乙两款排量相同的小汽车，甲车说明书标示百公里耗油7L，乙车说明书标示百公里耗油8.5L，说明________(选填“甲”或“乙”)车的热机效率高．
17．在铺设高温热水管网管道时需要用到如图所示的路面钻机(俗称“啄木鸟”)，该机械利用压缩气体推动活塞将钻头打入路面．气体推动活塞时是将_________能转化为________________________________；“啄木鸟”中用到了柴油机，若其机械效率是40%，则完全燃烧50kg柴油，柴油机对外做的有用功是________J.(柴油的热值是4.3×107J/kg)
18．双能源(汽油和天然气)汽车，以其经济、污染小等优点备受人们青睐，汽车内燃机是汽车的“心脏”，它是把内能转化为_________的机器，完全燃烧9L汽油放出的热量与
完全燃烧________m3的天然气放出的热量相等．(已知汽油的热值为3.2×107J/L，天然气的热值为7.2×107J/m3)
19．汽车在平直公路上匀速行驶9.2km，消耗燃油1kg，已知汽车的牵引力是2000N，则汽车发动机的效率是_________.(燃油热值取4.6×107J/kg)
三、解答题(14分)
20．阅读短文，回答问题．
从火车到火箭
生产的发展需要强大的动力.17世纪，人类发明了热机．最早的热机是蒸汽机．在锅炉里把水烧成水蒸气，水蒸气在汽缸里推动活塞做功．原始的蒸汽机不便于使用……
交通运输的发展迫切需要轻便的热机．于是，内燃机应运而生．内燃机分为汽油机、柴油机两大类．汽油机是1876年发明的，柴油机是1892年发明的．内燃机行驶时不需要携带很多的水和煤，不但轻便，效率也提高了……
早期的飞机是由内燃机提供动力的．从上世纪40年代开始，飞机上越来越多的使用喷气发动机，它向后高速喷出气体，从而获得前进的动力．在功率相同时，喷气发动机比内燃机更轻便……
根据材料内容，请回答下列问题：
(1)在功率相同时，蒸汽机、内燃机、喷气发动机的重力依次__________(选填“增大”或“减小”)．
(2)在结构上汽油机的顶部是火花塞，柴油机的顶部是___________.
(3)汽油机工作过程中燃料的化学能先转化为内能，内能再转化为__________.
四、计算题(第21题14分，第22题16分，共30分)
21．某汽油机工作时，排出的废气带走的能量占总能量的35%，汽缸向周围散热损失的能量占总能量的30%，克服机械运行的摩擦损失的能量占总能量的5%，其他能量损耗不计．问：
(1)这台汽油机的效率是多少？
(2)如果每分钟需做有用功3×103J，这台汽油机每分钟至少需要消耗多少汽油？(汽油的热值是4.6×107J/kg)
22．如图所示是一款无人驾驶汽车原型图．汽车自动驾驶时使用雷达传感器以及激光测距器来了解周围的交通状况．该款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km 时，消耗汽油1.5L．假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，
问：(已知汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.6×107J/kg)
(1)该汽车发动机做的有用功是多少？
(2)该汽车的输出功率为多少？
参考答案
一、选择题(每小题3分，共30分)
1．火箭常用液态氢作燃料，相同质量的氢和汽油完全燃烧，氢放出的热量约为汽油的3倍．下列说法正确的是(A)
A．火箭发动机是一种热机B．氢的热值约为汽油热值的三分之一
C．火箭上升时，以发射塔为参照物，火箭是静止的D．火箭加速上升过程中，机械能保持不变
2．如图所示为生活中常用的热水瓶，注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞常会跳起来．内燃机的哪个冲程与这一现象的能量转化相同(C)
A．吸气冲程B．压缩冲程
C．做功冲程D．排气冲程
3．如图所示，它是某个四冲程内燃机在工作过程中的一个冲程，由图中情况可以判定这个冲程(B)
A．是排气冲程B．是做功冲程
C．正在把机械能转化为内能D．是依靠飞轮的惯性完成
4．关于四冲程柴油机的压缩冲程，下列说法正确的是(B)
A．汽缸里的气体质量变大B．汽缸里的气体压强变大
C．汽缸里的气体温度降低D．汽缸里的气体内能转化为机械能
5．下列有关热机的说法中不正确的是(A)
A．可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率
B．热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程
C．热机的大量使用会造成环境污染
D．在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率
6．如图所示，甲、乙是两个演示实验的示意图，丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图．下列说法中正确的是(D)
A．丙图所示的是做功冲程，其工作原理如甲图所示的实验
B．丙图所示的是压缩冲程，其工作原理如乙图所示的实验
C．丁图所示的是压缩冲程，其工作原理如甲图所示的实验
D．丁图所示的是做功冲程，其工作原理如甲图所示的实验
7．以下说法中正确的是(D)
A．甲汽油机的热机效率比乙汽油机的热机效率高，说明甲消耗的汽油比乙少
B．汽油机的压缩冲程将内能转化为机械能
C．汽油的热值比柴油的热值大，说明汽油燃烧时放出的热量多
D．四冲程汽油机的做功冲程使汽车获得动力
8．柴油机的效率一般比汽油机高，其主要原因是(C)
A．柴油的热值大于汽油的热值
B．柴油机有喷油嘴，可以向汽缸内喷燃料，而汽油机不能喷燃料，使得燃料不足C．柴油机压缩时，压缩程度(压缩比)大，燃烧时燃气压强更大，推动活塞做功较多D．柴油机一般比汽油机做得更精细、轻便、额外功少
9．一台四冲程汽油机完全燃烧100g汽油放出的热量中，损失了3.22×106J的热量，则该汽油机的效率为(汽油的热值为4.6×107J/kg)(B)
A．28.8%B．30%
C．35.5%D．38%
10．某单缸四冲程汽油机的转速是1800r/min，做功冲程推动活塞一次做功1200J，那么这台汽油机的功率为(B)
A．0.2kW B．18kW
C．36kW D．1.2kW
二、填空题(每空1分，共26分)
11．如图所示，在试管内装些水，用玻璃管的胶塞塞住，加热试管使水沸腾后，水蒸气推动纸做成的小叶轮转动，发生的能量转化是__内能转化为机械能__，这个过程与四冲程汽油机的__做功__冲程中的能量转化是相同的．
12．如图所示是世界上早期的蒸汽汽车模型，燃料燃烧使水温升高，水的__内__能增加，再转化为汽车的__机械__能，使汽车前进．如今，汽车高速行驶时，轮胎的温度比行驶前更__高__.
13．菲菲家的下水道堵了，爸爸用固体疏通剂进行疏通．具体操作是，先将适量的疏通剂倒入下水道，再缓慢加入清水，疏通剂与水发生化学反应生成高温高压气体，通过高温高压气体的膨胀将管道疏通．在疏通剂与水的化学反应过程中，能量的转化情况是__化学能转化为内能__，高压气体疏通管道的过程相当于四冲程汽油机的__做功__冲程．14．热机的效率是热机性能的重要指标，热机的效率高，在做同样多的有用功时，消耗的燃料较__少__，从而节省了能源；或者消耗同样多的燃料时，能够做更多的__有用功__，燃料有较高的利用率．汽油机与柴油机相比，通常__柴油机__的效率较高．15．有一种新式的汽油机，它在吸气冲程只吸入空气，而在火花塞点火前喷入汽油，喷入汽油量和吸入空气量由电子系统控制，这种汽油机又称电喷机，与传统的汽油机相比，燃烧更充分，从而使它的效率更__高__，对大气污染更__小__.
16．如图所示是汽油机的__压缩__冲程，在这个冲程里__机械__能转化为__内__能；柴油机和汽油机在结构上的一个区别是柴油机顶部没有火花塞，而有一个__喷油嘴__，在吸气冲程里，汽油机吸入汽缸的是__汽油和空气的混合物__，而柴油机吸入的是__空气__；甲、乙两款排量相同的小汽车，甲车说明书标示百公里耗油7L，乙车说明书标示百公里耗油8.5 L，说明__甲__(选填“甲”或“乙”)车的热机效率高．
17．在铺设高温热水管网管道时需要用到如图所示的路面钻机(俗称“啄木鸟”)，该机械利用压缩气体推动活塞将钻头打入路面．气体推动活塞时是将__内__能转化为__机械__能；钻头制成锥形是为了__增大压强__；“啄木鸟”中用到了柴油机，若其机械效率是40%，则完全燃烧50kg柴油，柴油机对外做的有用功是__8.6×108__J.(柴油的热值是4.3×107J/kg)
18．双能源(汽油和天然气)汽车，以其经济、污染小等优点备受人们青睐，汽车内燃机是汽车的“心脏”，它是把内能转化为__机械能__的机器，完全燃烧9L汽油放出的热量与完全燃烧__4__m3的天然气放出的热量相等．(已知汽油的热值为3.2×107J/L，天然气的热值为7.2×107J/m3)
19．汽车在平直公路上匀速行驶9.2km，消耗燃油1kg，已知汽车的牵引力是2000N，则汽车发动机的效率是__40%__.(燃油热值取4.6×107J/kg)
三、解答题(14分)
20．阅读短文，回答问题．
从火车到火箭
生产的发展需要强大的动力.17世纪，人类发明了热机．最早的热机是蒸汽机．在锅炉里把水烧成水蒸气，水蒸气在汽缸里推动活塞做功．原始的蒸汽机不便于使用……
交通运输的发展迫切需要轻便的热机．于是，内燃机应运而生．内燃机分为汽油机、柴油机两大类．汽油机是1876年发明的，柴油机是1892年发明的．内燃机行驶时不需要携带很多的水和煤，不但轻便，效率也提高了……
早期的飞机是由内燃机提供动力的．从上世纪40年代开始，飞机上越来越多的使用喷气发动机，它向后高速喷出气体，从而获得前进的动力．在功率相同时，喷气发动机比内燃机更轻便……
根据材料内容，请回答下列问题：
(1)在功率相同时，蒸汽机、内燃机、喷气发动机的重力依次__减小__(选填“增大”或“减小”)．
(2)在结构上汽油机的顶部是火花塞，柴油机的顶部是__喷油嘴__.
(3)汽油机工作过程中燃料的化学能先转化为内能，内能再转化为__机械能__.
四、计算题(第21题14分，第22题16分，共30分)
21．某汽油机工作时，排出的废气带走的能量占总能量的35%，汽缸向周围散热损失的能量占总能量的30%，克服机械运行的摩擦损失的能量占总能量的5%，其他能量损耗不计．问：
(1)这台汽油机的效率是多少？
(2)如果每分钟需做有用功3×103J ，这台汽油机每分钟至少需要消耗多少汽油？(汽油的热值是4.6×107J/kg)
(1)这台汽油机的效率η＝100%－35%－30%－5%＝30%.(2)汽油机每分钟需做有用
功W 有用＝3×103J ，汽油完全燃烧放出的总能量Q 放＝W 有用η＝3×103J 30%
＝1×104J ，汽油机每分钟至少需要消耗汽油m ＝Q 放q ＝1×104J 4.6×107J/kg
≈0.22×10－3kg.22．如图所示是一款无人驾驶汽车原型图．汽车自动驾驶时使用雷达传感器以及激光测距器来了解周围的交通状况．该款车以72km /h 的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km 时，消耗汽油1.5L ．假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，问：(已知汽油的密度为0.8×103kg/m 3，汽油的热值为4.6×107J/kg)
(1)该汽车发动机做的有用功是多少？
(2)该汽车的输出功率为多少？
(1)由ρ＝m V
得，消耗汽油的质量为m ＝ρV ＝0.8×103kg /m 3×1.5×10－3m 3＝1.2kg ，汽油完全燃烧放出的热量Q 放＝mq ＝1.2kg ×4.6×107J/kg ＝5.52×107J ，由η＝
W 有用Q 放×100%得，汽油机做的有用功W 有用＝ηQ 放＝30%×5.52×107J ＝1.656×107J.
(2)由v ＝s t 得，汽车运动的时间t ＝s v ＝8km 72km/h ＝19
h ＝400s ，汽车的输出功率P ＝W 有用t ＝1.656×107J 400s ＝4.14×104W.