改变世界的热机练习题.pdf
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1、第二章改变世界的热机 第一节热机 课前预习 1. 改变物体内能的方式有:_和_. 2. 我们家里每天都要生火煮饭,这是利用内能直接来_;内能的另一个重要应 用就是利用它来_. 3. 如图所示,在试管内装些水,用带玻璃管的胶塞塞住,在玻璃管口处放一个纸做的小 叶 轮 . 加 热 试 管 使 水 沸 腾 , 细 心 观 察 , 会 发 现 _. 在这个实验中, 燃料的能转化为_能 , 传给水 , 水沸腾变成 _ 驱 动 叶 轮 转 动 . 这 样 ,_ 能 转 化 为 叶 轮 的 _能 . 这时,发生能量转化的情况是(填在下图的空白 处) : 4. 热机是通过燃料燃烧获取_ _并转化为 _的装置
2、. 5. 最早的热机是_. 瓦特改革并完善了这种热机,在设计上,通过活塞的 _运动带动飞轮的_运动的连接装置,从而解决了动力的_问 题,使其成为带动其他机器运转的动力机器. 6现代热机种类繁多,构造各异,它们分别是_ _ 、 _ 、 _ 、_ 课堂巩固 1. 下列说法中,不正确的是( ) A.汽油机和柴油机都是内燃机 B.蒸汽轮机与喷气发动机相比更加高效 C.蒸汽机的广泛应用使世界进入了以“火”为动力的“蒸汽机时代” D.现在,以水蒸气为动力的蒸汽轮机主要应用在大型火力发电厂和大型舰船上 2. 下面几个例子中,属于机械能转化为内能的是() A. 点燃的爆竹腾空而起B. 给水加热,使水温升高、
3、C. 冬天,人在阳光下取暖 D. 用锤敲打铁块,铁块与锤都变热 3. 热机的共同特点是燃料燃烧时,释放出,这些能量转移给工作物质(水蒸气 或燃气),使工作物质对外,把一部分转化为,而工作物质 的减少,温度 . 4. (改编)课外活动小组的同学们组装了一个如图甲所示的“试管热机”. 加热试管使水 沸腾后,继续加热(友情提示:本实验在实际操作中应倍加注意安全!). 同学们观察到现象,同时在试管口附近伴有_产生; 请你帮助活动小组的同学们对于所观察到现象从 能量角度作出合理的解释: _ _ _ _ _ _; 在甲装置所发生现象的启发下,同学们猜想乙装置中的小叶轮会转动起来. 但在实际操 作中发现,
4、小叶轮并未转动. 你能帮助他们找出实验中叶轮不转动的原因吗?(写出一 条即可) _. 课后拓展 1.下列常见的工具中利用热机作为动力机械的是() A.马车B.公路上的汽车 C.自行车D.家庭中的电风扇 2.下列例子中利用内能做功的是() A.点燃的爆竹腾空而起B.用摩擦的方法使物体温度升高 C.冬天在室外跑步或跺脚使脚的温度升高D.冬天使房间内用暖气取暖 3.改变物体内能的方式有两种:利用内能来直接加热物体,实质上是应用_的方 式,把 _转移给被加热的物体;利用内能来做功,实质上是应用做功的方式, 将_转化为 _。 4. 如图所示, 将一个薄壁金属筒固定在桌面上,筒里放一些 乙醚,用塞子将筒口
5、塞紧. 拿一根绳子在筒外绕几圈并迅速 来 回 拉 动 , 将 会 看 到 塞 子 跳 离 筒 口 . 这 个 现 象 说 明 _能和内能可以相互转化,_可以改 变 物 体 的 内 能 ; 改 变 物 体 内 能 的 方 式 还 有 _. 5. 汽车的诞生使人类进人了工业文明社会,人们对科学的追求从未止步. 如图是牛顿18 世纪中叶所设计的蒸汽汽车的原理图. 试就该原理图回答下列问题: 该原理图中运用了哪些物理知识?(至少写出三点) a. ; b. ;c. ; 简述该原理图中涉及到的能量转化过程. 第二节内燃机 课前预习 1.活塞式内燃机的燃料在中燃烧,产生的 _直接推动活塞. 根据燃料的不同,
6、我们把常见的活塞式内燃机分为和两种 . 2.右图为汽油机的构造剖图,请按照序号填出各部分结构的名称. 3.活塞在往复运动中从气缸一端运动到另一端叫做_. 4.汽油机的一个工作循环是由、和四个冲程组成. 5. (自编)下面是汽油机工作的四个冲程如图,请将每个冲程的过程补充完整。 (1).A 是 _冲程进气门 _,排气门 _,活塞 _运动, _从进气门吸入气缸。 (2).B 是_ 冲程活塞 _运动,能量转化:_ 能转化为 _ (3).C 是_冲程活塞 _运动,能量转化:_能转化为 _ (4).D 是 _冲程进气门 _,排气门 _, 活塞 _运动, 把 _排出气缸。 6.汽油机的一个工作循环要经历_
7、个冲程,属于_内燃机,一个工作循 环中,活塞往复运动 _, 只有 _冲程是气体对活塞做功,将能 转化为能;而其它三个冲程是靠飞轮转动的来完成的 . 课堂巩固 1. 在四冲程内燃机工作的一个工作循环中,存在着机械能转化为内能的过程,也存在着 内能转化为机械能的过程. 这两个能量转化的过程分别存在于( ) A.吸气冲程和压缩冲程 B.压缩冲程和做功冲程 C.做功冲程和排气冲程 D.吸气冲程和排气冲程 2. 火箭是一种自备燃料和氧化剂的喷气发动机.2008 年 9 月 25 日 21 点 10 分 4 秒,我国 成功发射“神舟七号”载人飞船,飞船随“长征号F”运载火箭一起离开发射塔飞向 太空的过程如
8、图所示. 则下列关于火箭的表述中不正确的是( ) A.火箭的多级设计可以提供更为持久多样的动力 B. 火箭受到非平衡力的作用 C.火箭的第三级使用热值较大的液态氢和氧作燃料 D.燃料的化学能最终转化为火箭的内能 3. 下面几个例子中,能量转化过程与热机做功冲程相同的是( ) 放爆竹,冲天炮腾空飞起热水加入冷水中 子弹从枪膛里打出来冬天,人在阳光下晒太阳 A. B. C. D. 4. 下列说法中不正确的是( ) A.我国不仅是火箭的发源地,还是一个航天大国 B.柴油机与汽油机的工作过程相似 C.中国古代“万户飞天”所使用的装置与现代火箭发动机的原理相同 D.汽车上的四缸发动机是把四个汽缸组合在一
9、起,做功冲程同时进行 5. 柴油机工作时,能量的转化过程是( ) A.内能化学能机械能 B.化学能机械能内能 C.化学能内能机械能 D.内能机械能化学能 6. 汽油机工作时,气缸内温度最低的时刻为( ) A.吸气冲程结束 B.压缩冲程结束 C.点火后做功冲程开始 D.排气冲程开始 7. 对于四冲程汽油机和柴油机的说法正确的是( ) A.吸气冲程都是吸入空气和燃料的混合物 B.压缩冲程都是把机械能转化为内能 C.做功冲程中燃气做功,温度升高,内能增加 D.排气冲程都是靠活塞推着连杆带动曲轴的 8. 四冲程内燃机的一个工作循环中,内能转化为机械能的是( ) A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程
10、 D.排气冲程 9. 以下对于四冲程汽油机的压缩冲程分析不正确的是( ) A.气体体积变小 B.气体温度升高,内能增加 C.气体对外做功,内能转化为机械能 D.气体密度变大 10. 摩托车上的热机工作时提供动力的是( ) A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 11. (改编)一台四冲程柴油机,1min 完成 600 个工作循环,则柴油机曲轴每秒内转动的 圈数和做功的次数是( ) A.10 周、 10 次 B.20周、 20 次 C.10 周、 20 次 D.20周、 10 次 12. 一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min ,则该汽油机每秒钟内( ) A.完成 2
11、0 个冲程、做功20 次 B.完成 40 个冲程、做功40 次 C.完成 40 个冲程、做功10 次 D.完成 80 个冲程、做功20 次 13. 如图,是汽油机的四个冲程工作示意图,请你将图中的序号填入下面的工作流程图中. 14. 燃料在气缸中燃烧时,气体的压强和温度猛增,其实质是转化为 . 燃气推动活塞做功,燃气的减小,温度降低,实质上是将转化 为,其中部分能量对外做功,部分能量储存在飞轮上供辅助冲程工作. 课后拓展 1. 汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩,汽缸中的() A压强增大,温度降低 B压强减小,温度升高 C压强增大,温度升高 D压强减小,温度降低 2. 对于四冲程的柴油机和汽油机
12、,下列说法正确的是() (双选) A.第一冲程进入气缸里的都是燃料和空气的混合物 B.第二冲程末都需要点火,燃料才能燃烧 C.第三冲程都是燃气推动活塞做功 D.第四冲程都是将废气排出 3. 农村仍有一种手扶拖拉机,当它的柴油机出现故障时,转速急剧增加,正常操作已不 能使它停转(这种故障叫做“飞车”) ,则下列应急措施中可行的是() A.用隔热的东西捂住进气口 B.用隔热的东西捂住排气口 C.脚踏刹车板,且手拉制动器 D.设法让拖拉机撞上坚固的障碍物 4. 一台单缸四冲程柴油机在做功冲程中活塞受到的平均压强是810 5Pa ,活塞的横截面 积是 1.2 10 -2 m 2, 行程是 0.3m,那
13、么该柴油机在做功冲程中做功 _J 5. 如图所示,用酒精灯加热试管中的水,当水沸腾一段时间以后,塞子被试管内水蒸气 推出,水蒸气的能转化为塞子的机械能。图 _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。 6. 如图表示内燃机工作循环中的一个冲程,从气门的启闭和活塞的运动可判断这 是冲程 . 7. 燃放鞭炮时,火药爆炸使周围的空气_ 发出爆炸声。火药爆炸过程相当于热 机工作过程中的_ _冲程。 8. (改编)小明与小强在家庭实验室做了如图所示的实验:在透明的塑料瓶上钻一个小 孔,把电子式火花发生器的放电针插进孔中,打开盒盖,在瓶中滴入几滴(少量)酒精, 再将盒盖盖好,然后按动火花发生
14、器的启动按钮. 他们会观察到,_ ,产生该现象的原 因; 从 能 量 转 化 方 面 看 , 该 实 验 过 程 与 四 冲 程 汽 油 机 的 _冲程相似 . 你认为这个 “塑料盒热机” 应该属于热机中的,推 测理由 _ _ ; 实验时应注意: 第 5 题 第 6 题 第三节热机效率 课前预习 1.热机所做与所用释放的热量之比,叫做热机的效率. 2.热机的效率越高,在完成相同的功时,所需要的燃料就越_ (选填 “多”或“少” ). 3.热机的效率是描述热机性能的重要指标之一,一台热机燃料完全燃烧放出的能量为Q, 用来做有用功的能量为E,则该热机的效率= . 4.某内燃机的各种热损失大致情况是
15、:汽缸散热损失占30%,废气带走的能量占35%, 摩擦等机械损耗占10%,那么它的热机效率是. 5.一般汽油机的热效率_柴油机的热效率(填“高于、低于或等于)。 6.内燃机的大量使用促进了社会的进步,使人们享受了现代文明,但在使用内燃机的同时 又给人们带来了污染,这主要是指_污染和 _ 污染, 7.(自编) _能获得大量内能,也造成对环境的污染,主要是由于燃料的 燃烧会产生 _、_及大量粉尘, 排放在大气中污染了大气。 而热机排出的_所引起的温室效应,对地球表面的热平衡有较大影响, 同时也成为城市热岛效应的元凶之一。 课堂巩固 1.热机的效率越高,说明( ) A.做的有用功越多B.燃料的燃烧值
16、越大 C.这台热机的功率越大 D.机器对燃料的利用率越高 2.下列说法不正确的是( ) A.对热机中能量转化进行研究是改进热机性能、有效利用资源、减少污染的重要保障 B.随着科技的进步,热机技术日趋先进,热机的效率会逐步提高,直至等于100% C.热机在给我们带来工业文明的同时,也给人类的生存环境带来了负面影响 D.柴油机的效率比汽油机高,但比较笨重,所以柴油机主要用在一些大型载重机械上 3.(自编)汽油机的效率是25% ,柴油机的效率是35% ,如果它们的输出功率相同,则在 相同时间内完全燃烧的汽油和柴油产生的内能之比为 ( ) A.5:7 B.7:5 C.80:7 D.7:80 4.(自编
17、 )柴油机的效率比汽油机高,是由于( ) A.柴油的热值比汽油的热值大 B.柴油的比热容比汽油的比热容大 C.柴油机汽缸里的燃气产生的压强和温度比汽油机里的高 D.柴油的密度比汽油的密度大 5.以下提高热机效率的方法中,错误的是( ) A.尽量减小热机功率B.尽量使燃料充分燃烧 C.保证转动部分良好的润滑D. 尽量减少各种热散失 6.图示为内燃机的能流图,则内燃机的效率可表示为( ) A. = E EEEE 4321 100% B. = E E2 100% C. = E EEE 431 100% D.= E E1 100% 7.一台效率为40%的柴油机,当输出3.4410 7 J 有用功时,消
18、耗的柴油质量是(柴油的 热值是 4.310 7 J/kg)( ) A.0.8kg B.2kg C.0.32kg D.2.8kg 8.热机在工作时,它的机械效率是() A.1 B.1 C.=1 D.0 9.汽油机的效率是25%,柴油机的效率是35%,如果它们的输出功率相同,则在相同时 间内完全燃烧的汽油和柴油产生的内能之比为() A.5: 7 B.7:5 C.80:7 D.7: 80 10.从经济的角度,节约能源角度,环保角度来说,都需要提高热机的效率,下列措施中 不能提高热机的效率的是() A.尽量减少热机部件间的摩擦 B.尽量增加热机的工作时间 C.尽可能使燃料充分燃烧 D.尽量减少废气带走
19、的热量 11.甲乙两台柴油机,甲的效率低于乙的效率,意义是() A.甲的功率大于乙的功率 B.甲消耗的燃料多于乙消耗的燃料 C. 甲将燃料燃烧放出的能变成有用功的那部分能的比例比乙小 D.工作相同时间甲消耗的燃料一定比乙少 12.热机的效率越高, 燃烧的燃料质量相同时,所输出的有用功就越_ (填多或少) 13. 在热机的各种能量损失中,_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. 14 现代社会,热机被广泛应用于交通运输工具. 一辆汽车的发动机输出功率为66.15kW, 每小时耗(柴)油 14kg (柴油的热值为4.3 10 7J/kg ) , 则该发动机的效率为 _. 15.
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