3 5物體的內(nèi)能（熱量的計算和熱機） 同步練習 浙教版九年級上冊科學

熱量的計算和熱機一．熱量的計算1．如圖所示，為了解白紙和黑紙的吸熱性能，小明將質量都是1kg、初溫相同的水分別倒入兩個完全相同的瓶中，再用大小、形狀和厚薄相同的白紙和黑紙將瓶包起來，然后將兩個瓶子放在太陽光下。在30min內(nèi)，小明每隔3min測一次水的溫度，記錄在下面的表格中。根據(jù)小明的實驗和記錄可知[水的比熱容c＝4.2×103J/（kg?℃）]（）日照時間t/min036912151821242730白紙瓶水溫t1/℃2324252526272728292930黑紙瓶水溫t2/℃2325262728293031323334相同的條件下，白紙的吸熱性能好于黑紙 相同的條件下，黑紙的吸熱性能好于白紙 C．30min內(nèi)，白紙瓶中的水內(nèi)能增加了1.26×105J D．30min內(nèi)，黑紙瓶中的水內(nèi)能增加了4.62×105J2．甲、乙兩物體的比熱容之比為2：1，密度之比為3：2，體積之比為3：4，當甲吸收的熱量為乙吸收熱量的3倍時，兩個物體的狀態(tài)保持不變。則在不計熱量損失的前提下，甲、乙兩物體升高的溫度之比為（）A．1：1 B．4：27 C．4：3 D．9：43．我校某同學查閱資料了解到質量為1kg的某種晶體物質在完全熔化時所吸收的熱量叫做該物質的熔化熱，不同晶體的熔化熱一般不同。老師鼓勵小紅去探究冰的熔化熱。小紅在實驗室利用電熱器加熱，完成了冰的熔化實驗，并描繪出冰的溫度隨加熱時間變化的關系圖線如圖所示。實驗時，冰的質量為0.5kg，相同時間冰和水吸收的熱量相同。水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）。下列說法中正確的是（）A．CD段水吸收的熱量是4.2×105J B．AB段冰吸收的熱量是2.1×106J C．根據(jù)上述信息算出冰的比熱容2.1×104J/（kg?℃） D．根據(jù)圖中信息，冰的熔化熱是3.36×105J/kg4．淺層地熱能是指蘊藏在地表以下一定濃度范圍內(nèi)的巖土體、地下水和地表水中具有開發(fā)利用價值的天然綠色能源。請回答：（1）地熱供應建筑夏季供熱的工作原理示意圖如圖甲所示。它在地下熱器裝有內(nèi)管，分別形成進水管和出水管，與地面上方蛇形散熱管相接，這一設備是利用地源熱泵系統(tǒng)消耗少量電能來完成一個封閉地醒冷水的循環(huán)系統(tǒng)。夏天，水泵將套管中被地熱冷卻的水引入安裝在室內(nèi)的蛇形散熱器，不斷向室內(nèi)吸熱，然后被引入地下再次改變溫度，如此循環(huán)就起到調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的作用，這屬于利用的方式改變了內(nèi)能。夏天，第1kg的水從30℃的房間充分吸熱后，流到深約為100m、溫度約為20℃的地層，可以向地層放出多大的熱量？（請列式計算）舉世聞名的西藏羊八井熱電路，利用了深層地熱發(fā)電，其發(fā)電原理圖如圖乙所示，地熱井口噴出來的水汽混合物經(jīng)處理后，蒸汽送入汽輪機進行發(fā)電，現(xiàn)總裝機容量已經(jīng)達到2.5×107W．若該站一天的發(fā)電量可供100臺“220V1000W的微波爐正常工作150天，該發(fā)電站的供電效率是多少？（請列式計算）。5．下面為王銳同學在實驗室做的一組探究實驗，請根據(jù)實驗情景回答問題：加熱時間/min02468溫度/℃煤油2022242628水2021232324（1）如圖1所示，將兩個表面光滑的鉛塊相互緊壓后黏在一起說明。（2）如圖2所示是“探究不同物質吸熱的情況”的實驗。將質量相等的水和煤油分別裝在兩個相同的燒杯中，然后用兩個相同的酒精燈加熱并不斷攪拌，每隔2min記錄一次溫度，實驗記錄如表：①本次實驗采用的科學方法是。A．控制變量法B．理想實驗法C．比值定義法D．類比法②分析表格數(shù)據(jù)可知：升高相同的溫度，吸收熱量少的物質是。二．燃料的熱值及其計算6．下列說法，正確的是（）A．煤的熱值大于干木柴的熱值，燃燒煤放出的熱量比燃燒木柴放出的熱量一定多 B．關于四沖程內(nèi)燃機，若轉速為2400r/min，則每秒鐘對外做功40次 C．在使用實驗室常用溫度計測量物體溫度時，可以離開被測物體讀數(shù) D．金屬、大地是導體，因其內(nèi)部有大量能夠自由移動的電荷7．一輛小轎車以某一速度在平直路面上勻速行駛100km，消耗汽油10L，若這些汽油完全燃燒放出的熱量有30%用來驅動汽車做有用功，所用汽油的熱值為4.6×107J/kg，密度為0.7×103kg/m3，則以下說法正確的是（）①小轎車是將機械能轉化為內(nèi)能的機器；②這些汽油完全燃燒放出的熱量為3.22×108J；③汽車消耗的有用熱量即有用功為9.66×107J；④這輛轎車以該速度勻速行駛時受到的阻力為966NA．①②③④均正確B．只有①②③正確C．只有②③④正確 D．只有②④正確8．以下關于熱量和內(nèi)能的說法中正確的是（）A．四沖程汽油機的壓縮沖程將機械能轉化為內(nèi)能 B．質量相等的兩種燃料，熱值高的燃料燃燒放出的熱量一定高于熱值低的燃料 C．熱傳遞時溫度會自發(fā)的從高溫物體轉移到低溫物體 D．克服摩擦做功可使物體具有的熱量增加三．內(nèi)燃機的四個沖程9．汽油機的一個工作循環(huán)是由四個沖程組成的，下列四個選項圖中表示做功沖程的是（）A．B．C． D．10．在如圖所示的“汽油機模型”實驗中，將少量的汽油噴入筒內(nèi)，用軟木塞塞住筒口，搖動起電機，觀察到放電針放電，汽油燃燒，軟木塞被高溫高壓的氣體沖出。該實驗可模擬四沖程汽油機工作時的（）A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程11．如圖甲為航母上簡化的蒸汽彈射裝置，能帶動艦載機在兩秒鐘內(nèi)達到起飛速度，如圖乙為汽油機的工作沖程。下列判斷不正確的是（）A．牽引索與蒸汽活塞連接的兩個滑輪均是定滑輪 B．艦載機獲得的牽引力是因為氣缸內(nèi)的蒸汽體積膨脹，從而推動活塞 C．氣缸內(nèi)的蒸汽推動活塞后，內(nèi)能增加 D．從能量轉化角度講，蒸汽彈射裝置工作時與圖乙中C所示的原理相似12．光發(fā)動機是一種把光能轉化為機械能的裝置，主要結構如下圖所示。在太陽光照射下，化學反應室內(nèi)密封著的氣態(tài)物質N2O4發(fā)生反應：N2O4O2+2NO，導致室內(nèi)氣壓增大；在無光條件下，室內(nèi)發(fā)生“逆向反應”，導致室內(nèi)氣壓減小。當窗口有光射入時，活塞移動，該過程相當于下圖汽油機四個沖程中的（）A．B．C． D．13．上世紀人類制成了世界上第一盞用海浪發(fā)電的航標燈。它的氣室示意圖如圖所示，其工作原理是利用海浪上下起伏的力量將空氣吸入氣室，壓縮后再推入工作室，然后推動渦輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。那么（）A．當海水下降時，閥門K1開啟，閥門K2關閉 B．當海水上升時，閥門K1關閉，閥門K2開啟C．當海水下降時，類似于汽油機的做功沖程 D．當海水上升時，類似于汽油機的壓縮沖程14．某汽車在平直路面上從A處以90km/h的速度勻速行駛1h到達B處，此過程中耗汽油完全燃燒所放出的熱量的3/5用于驅動汽車行駛，1/5隨廢氣通過如圖所示能量回收裝置轉化為電能。行駛過程中所受的阻力為2000N，汽油熱值近似取q＝5×107J/kg，設汽油在氣缸內(nèi)完全燃燒。（1）圖示時刻，四沖程汽油機正處于沖程；若該汽油機每分鐘完成4800個沖程，則它每秒完成個工作循環(huán)；（2）求題述過程中消耗汽油的質量；（3）若能量回收裝置將廢棄能量轉化為電能的效率為20%，求題述過程中回收的電能E電。15．某汽車在平直路面上以75km/h的速度勻速行駛1h的過程中，消耗了5kg汽油，汽油燃燒釋放能量的40%隨廢氣通過熱電轉換裝置。如圖所示，汽油熱值近似取q＝5×107J/kg，設汽油在氣缸內(nèi)完全燃燒。（1）若該汽油機每分鐘完成7200個沖程，則它每秒鐘完成個工作循環(huán)，在設計制造時，汽缸外有一個“水套”，利用水吸熱降低汽缸溫度，這是利用了；（2）若上述過程中汽油燃燒釋放能量的30%用來驅動汽車行駛，求汽車所受的阻力f；（3）研究表明新材料的出現(xiàn)可將熱電轉換裝置的效率大幅提高到15%，據(jù)此計算，上述過程中隨廢氣排放的能量通過轉換裝置后可獲得多少電能？這些電能可供車內(nèi)總功率為1000W的用電器持續(xù)工作多長時間？四．有關熱機的計算16．一單缸四沖程汽油機飛輪轉速3600r/min，做功時氣缸平均壓強為2×105Pa，活塞面積為500cm2，活塞行程為10cm，求：（1）活塞受到的推力；（2）一個做功沖程中燃氣所做的功；（3）該汽油機的功率。17．某單缸四沖程汽油機的汽缸活塞面積為30cm2，氣缸容積為150mL；滿負荷工作時做功沖程燃氣的平均壓強為9.0×105Pa，飛輪1min轉動1800r，當汽油機滿負荷工作時（不計摩擦），若1min消耗汽油10g，汽油的熱值為4.6×107J/kg，求：（1）一個做功沖程中燃氣對活塞做的功；（2）該汽油機的效率。18．小亮家有一輛轎車，爸爸在給他講車的性能時，總是說“2.0的排量”，卻很少說“功率”，為此小亮特地從網(wǎng)上查到了排量的定義：活塞從上止點移動到下止點所通過的“工作容積”稱為氣缸排量。如果發(fā)動機有若干個氣缸，所有氣缸“工作容積”之和稱為發(fā)動機排量。小亮從說明書上查到家中的轎車采用的是LFX直列四缸發(fā)動機，排量為2.0L；從網(wǎng)上查找到了這種轎車的輸出功率與轉速的關系如圖所示。（已知所使用汽油的熱值為4.6×107J/kg，密度為0.72×103kg/m3）（1）根據(jù)如圖分析，在發(fā)動機轉速為1000～5000r/min范圍內(nèi)，它的輸出功率與轉速大致成比。（2）當發(fā)動機轉速為3000r/min時，則發(fā)動機每個工作循環(huán)所需要的時間為s；設做功沖程燃氣對活塞的平均壓強是p0，發(fā)動機排量為V排，每個活塞的受力面積為S，活塞移動距離為L，則發(fā)動機轉速為n時，該轎車的輸出功率P與發(fā)動機排量為V排的關系式為A． B．np0V排 C.2np0V排 D.4np0V排19．為了比較不同物質的吸熱本領，用兩個規(guī)格相同的燒杯，加入初溫相同、質量相同的水和食用油，用兩個規(guī)格相同的電加熱器加熱水和食用油，用兩個相同的溫度計測量水和食用油的溫度，并配備了秒表用來計時，實驗裝置如圖甲、乙所示。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制水和食用油的溫度隨加熱時間變化的圖像，如圖丙所示。則下列說法中正確的是（）A．實驗中用相同電加熱器，目的是保證水和食用油溫度變化相同 B．實驗中用溫度計的示數(shù)變化表示水和食用油吸收熱量的多少 C．由圖像可知，升高相同溫度，食用油所需加熱時間較短，所以比熱容大 D．由圖像可知，升高相同溫度，水需要加熱時間較長，所以比熱容較大20．如圖甲、乙所示是小科比較物質比熱容的實驗儀器，主要由保溫性能較好且相同的兩容器、兩個相同加熱電阻A和B、電源（為加熱電阻傳感器供電）和溫度傳感器等部分組成。溫度傳感器可以將液體中的溫度信息傳入電腦，通過電腦處理得到溫度T和時間t的關系圖像。（1）老師觀察裝置后指出該裝置缺少裝置，會使液體受熱不均勻，導致實驗失敗。（2）小科對裝置改進后，在甲、乙兩容器中分別裝入100g初溫相同的兩種不同液體a和b，打開電源，通過電腦得到了如圖丙的圖像，從丙圖中可以看出液體（選填“a”或“b”）比熱容較大。（3）若小科保持其他條件不變，將a、b兩種液體的質量都增加到150g再次實驗，則得到的圖像中兩條線的夾角α較原來相比將（選填“增大”、“減小”或“不變”）。

參考答案1．如圖所示，為了解白紙和黑紙的吸熱性能，小明將質量都是1kg、初溫相同的水分別倒入兩個完全相同的瓶中，再用大小、形狀和厚薄相同的白紙和黑紙將瓶包起來，然后將兩個瓶子放在太陽光下。在30min內(nèi)，小明每隔3min測一次水的溫度，記錄在下面的表格中。根據(jù)小明的實驗和記錄可知[水的比熱容c＝4.2×103J/（kg?℃）]（）日照時間t/min036912151821242730白紙瓶水溫t1/℃2324252526272728292930黑紙瓶水溫t2/℃2325262728293031323334A．相同的條件下，白紙的吸熱性能好于黑紙 B．相同的條件下，黑紙的吸熱性能好于白紙 C．30min內(nèi)，白紙瓶中的水內(nèi)能增加了1.26×105J D．30min內(nèi)，黑紙瓶中的水內(nèi)能增加了4.62×105J【解答】解：由題知，兩瓶內(nèi)水的質量相同、初溫相同，∵Q吸＝cm△t，在相同的時間內(nèi)（30min），白紙瓶水溫升高的少，水吸熱少，∴黑紙的吸熱性能好于白紙，故A錯、B正確。白紙瓶中的水吸熱：Q吸＝cm（t1﹣t0）＝1kg×4.2×103J/（kg?℃）×（30℃﹣23℃）＝2.94×104J，故錯誤；黑紙瓶中的水吸熱：Q吸′＝cm（t2﹣t0）＝1kg×4.2×103J/（kg?℃）×（34℃﹣23℃）＝4.62×104J，故D錯誤。故選：B。2．甲、乙兩物體的比熱容之比為2：1，密度之比為3：2，體積之比為3：4，當甲吸收的熱量為乙吸收熱量的3倍時，兩個物體的狀態(tài)保持不變。則在不計熱量損失的前提下，甲、乙兩物體升高的溫度之比為（）A．1：1 B．4：27 C．4：3 D．9：4【解答】解：由吸熱公式，和密度公式可得；Q＝cmΔt＝cρVΔt，則甲、乙兩個物體升高的溫度之比：＝＝＝×××＝＝4：3；故選：C。3．我校某同學查閱資料了解到質量為1kg的某種晶體物質在完全熔化時所吸收的熱量叫做該物質的熔化熱，不同晶體的熔化熱一般不同。老師鼓勵小紅去探究冰的熔化熱。小紅在實驗室利用電熱器加熱，完成了冰的熔化實驗，并描繪出冰的溫度隨加熱時間變化的關系圖線如圖所示。實驗時，冰的質量為0.5kg，相同時間冰和水吸收的熱量相同。水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）。下列說法中正確的是（）A．CD段水吸收的熱量是4.2×105J B．AB段冰吸收的熱量是2.1×106J C．根據(jù)上述信息算出冰的比熱容2.1×104J/（kg?℃） D．根據(jù)圖中信息，冰的熔化熱是3.36×105J/kg【解答】解：A、冰的質量為0.5kg，冰熔化成水，狀態(tài)變化，但質量不變，則水的質量為0.5kg，由圖象知，CD段水從0℃升高到20℃，所以，水吸收的熱量為：Q水吸＝c水m水△t水＝0.5kg×4.2×103J/（kg?℃）×20℃＝4.2×104J，故A錯誤；BC、由圖象知，CD段水從0℃升高到20℃，用了10min的時間，則1min吸收的熱量為：＝4.2×103J/min，由圖象知，AB段冰從﹣20℃吸收熱量升高到0℃，需要了5min，則冰吸收的熱量：Q冰＝4.2×103J/min×5min＝2.1×104J，冰的比熱容為：c冰＝＝＝2.1×103J/（kg?℃），故BC錯誤；D、由圖象知，0.5kg冰從5min開始熔化到45min全部熔化，需要40min，則該過程中冰熔化所吸收的熱量：Q熔化＝4.2×103J/min×40min＝1.68×105J，由題意可得，冰的熔化熱為：＝＝3.36×105J/kg，故D正確。故選：D。4．淺層地熱能是指蘊藏在地表以下一定濃度范圍內(nèi)的巖土體、地下水和地表水中具有開發(fā)利用價值的天然綠色能源。請回答：（1）地熱供應建筑夏季供熱的工作原理示意圖如圖甲所示。它在地下熱器裝有內(nèi)管，分別形成進水管和出水管，與地面上方蛇形散熱管相接，這一設備是利用地源熱泵系統(tǒng)消耗少量電能來完成一個封閉地醒冷水的循環(huán)系統(tǒng)。夏天，水泵將套管中被地熱冷卻的水引入安裝在室內(nèi)的蛇形散熱器，不斷向室內(nèi)吸熱，然后被引入地下再次改變溫度，如此循環(huán)就起到調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的作用，這屬于利用熱傳遞的方式改變了內(nèi)能。夏天，第1kg的水從30℃的房間充分吸熱后，流到深約為100m、溫度約為20℃的地層，可以向地層放出多大的熱量？（請列式計算）（2）舉世聞名的西藏羊八井熱電路，利用了深層地熱發(fā)電，其發(fā)電原理圖如圖乙所示，地熱井口噴出來的水汽混合物經(jīng)處理后，蒸汽送入汽輪機進行發(fā)電，現(xiàn)總裝機容量已經(jīng)達到2.5×107W．若該站一天的發(fā)電量可供100臺“220V1000W的微波爐正常工作150天，該發(fā)電站的供電效率是多少？（請列式計算）。【解答】解：（1）根據(jù)題意知：改變室內(nèi)溫度是通過熱傳遞的方式改變了內(nèi)能；放出的熱量：Q放＝cm（t0﹣t）＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（30℃﹣20℃）＝4.2×104J；（2）一天的發(fā)電量：W1＝P1t1＝2.5×104kW×24h＝6×105kW?h微波爐消耗的總電能W2＝P2t2＝1kW×150×24h×100＝3.6×105kW?h供電效率η＝＝×100%＝60%。故答案為：（1）熱傳遞；第1kg的水從30℃的房間充分吸熱后，流到深約為100m、溫度約為20℃的地層，可以向地層放出4.2×104J的熱量；（2）該發(fā)電站的供電效率是60%。5．下面為王銳同學在實驗室做的一組探究實驗，請根據(jù)實驗情景回答問題：加熱時間/min02468溫度/℃煤油2022242628水2021232324（1）如圖1所示，將兩個表面光滑的鉛塊相互緊壓后黏在一起說明分子間存在引力。（2）如圖2所示是“探究不同物質吸熱的情況”的實驗。將質量相等的水和煤油分別裝在兩個相同的燒杯中，然后用兩個相同的酒精燈加熱并不斷攪拌，每隔2min記錄一次溫度，實驗記錄如表：①本次實驗采用的科學方法是A。A．控制變量法B．理想實驗法C．比值定義法D．類比法②分析表格數(shù)據(jù)可知：升高相同的溫度，吸收熱量少的物質是煤油?！窘獯稹拷猓海?）將兩個表面光滑的鉛塊相互緊壓后黏在一起說明分子之間存在引力；（2）①根據(jù)題意可知，加熱質量相等的煤油和水，吸收的熱量相同，升高的溫度不同，因此該實驗是采用吸收相同的熱量比較升高的溫度來探究的，故采用了控制變量法，故選A；②分析表中數(shù)據(jù)可知，對于質量相等的煤油和水：吸收相等熱量，升溫較快的是煤油；若使兩者升高相同的溫度，水加熱時間較長，煤油加熱時間短，說明水吸收的熱量較多，煤油吸收的熱量較少。故答案為：（1）分子間存在引力；（2）①A；②煤油。6．下列說法，正確的是（）A．煤的熱值大于干木柴的熱值，燃燒煤放出的熱量比燃燒木柴放出的熱量一定多 B．關于四沖程內(nèi)燃機，若轉速為2400r/min，則每秒鐘對外做功40次 C．在使用實驗室常用溫度計測量物體溫度時，可以離開被測物體讀數(shù) D．金屬、大地是導體，因其內(nèi)部有大量能夠自由移動的電荷【解答】解：A、燃料燃燒放出熱量的多少不僅與燃料的熱值大小有關，還與燃料的質量以及燃燒程度有關，故A錯誤；B、一臺四沖程內(nèi)燃機飛輪的轉速為2400r/min，則該內(nèi)燃機每秒鐘轉40圈，完成20個工作循環(huán)，每秒鐘對外做功20次，故B錯誤；C、使用溫度計測量液體的溫度，讀數(shù)時玻璃泡要繼續(xù)留在被測液體中，故C錯誤；D、金屬、大地是導體，因其內(nèi)部有大量能夠自由移動的電荷，故D正確。故選：D。7．一輛小轎車以某一速度在平直路面上勻速行駛100km，消耗汽油10L，若這些汽油完全燃燒放出的熱量有30%用來驅動汽車做有用功，所用汽油的熱值為4.6×107J/kg，密度為0.7×103kg/m3，則以下說法正確的是（）①小轎車是將機械能轉化為內(nèi)能的機器②這些汽油完全燃燒放出的熱量為3.22×108J③汽車消耗的有用熱量即有用功為9.66×107J④這輛轎車以該速度勻速行駛時受到的阻力為966NA．①②③④均正確 B．只有①②③正確 C．只有②③④正確 D．只有②④正確【解答】解：①小轎車是將內(nèi)能轉化為機械能的機器，故①錯誤；②消耗汽油的體積：V＝10L＝10dm3＝10×10﹣3m3，由ρ＝可得，行駛100km消耗汽油的質量：m＝ρV＝0.7×103kg/m3×10×10﹣3m3＝7kg；這些汽油完全燃燒放出的熱量：Q放＝mq＝7kg×4.6×107J/kg＝3.22×108J，故②正確；③根據(jù)η＝可得用來驅動汽車做的有用功：W有用＝ηQ放＝30%×Q放＝30%×3.22×108J＝9.66×107J，故③正確；④由W有用＝Fs得轎車的牽引力：F＝＝＝966N，又因為轎車勻速行駛，所以轎車受到的阻力：f＝F＝966N，故④正確。故選：C。8．以下關于熱量和內(nèi)能的說法中正確的是（）A．四沖程汽油機的壓縮沖程將機械能轉化為內(nèi)能 B．質量相等的兩種燃料，熱值高的燃料燃燒放出的熱量一定高于熱值低的燃料 C．熱傳遞時溫度會自發(fā)的從高溫物體轉移到低溫物體 D．克服摩擦做功可使物體具有的熱量增加【解答】解：A、在汽油機工作的四個沖程中，壓縮沖程將機械能轉化為內(nèi)能，故A正確；B、由Q放＝mq可知，質量相等的兩種燃料，完全燃燒時，熱值大的燃料放出的熱量多，故B錯誤；C、在發(fā)生熱傳遞時，高溫物體放出熱量，低溫物體吸收熱量，內(nèi)能總是從高溫物體轉移到低溫物體，不是傳遞溫度，故C錯誤；D、克服摩擦做功可使物體的內(nèi)能增加，但不能說物體具有熱量或物體的熱量，故D錯誤。故選：A。9．汽油機的一個工作循環(huán)是由四個沖程組成的，下列四個選項圖中表示做功沖程的是（）A．B．C． D．【解答】解：A、進氣門關閉，排氣門打開，活塞向上運動，氣缸容積減小，是排氣沖程，故A不符合題意；B、兩氣門都關閉，活塞向上運行，氣缸容積減小，是壓縮沖程，故B不符合題意；C、兩氣門都關閉，活塞向下運行，火花塞點火，氣缸容積增大，是做功沖程，故C符合題意；D、進氣門打開，排氣門關閉，活塞向下運行，氣缸容積增大，是吸氣沖程，故D不符合題意。故選：C。10．在如圖所示的“汽油機模型”實驗中，將少量的汽油噴入筒內(nèi)，用軟木塞塞住筒口，搖動起電機，觀察到放電針放電，汽油燃燒，軟木塞被高溫高壓的氣體沖出。該實驗可模擬四沖程汽油機工作時的（）A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程【解答】解：當放電針放電時，汽油燃燒，圓筒內(nèi)氣體的內(nèi)能增加，氣體對軟木塞做功，軟木塞被高溫高壓的氣體沖出，而汽油機的做功沖程對外做功，因此該實驗可模擬四沖程汽油機工作時的做功沖程。故選：C。11．如圖甲為航母上簡化的蒸汽彈射裝置，能帶動艦載機在兩秒鐘內(nèi)達到起飛速度，如圖乙為汽油機的工作沖程。下列判斷不正確的是（）A．牽引索與蒸汽活塞連接的兩個滑輪均是定滑輪 B．艦載機獲得的牽引力是因為氣缸內(nèi)的蒸汽體積膨脹，從而推動活塞 C．氣缸內(nèi)的蒸汽推動活塞后，內(nèi)能增加 D．從能量轉化角度講，蒸汽彈射裝置工作時與圖乙中C所示的原理相似【解答】解：A、定滑輪是軸的位置固定不動的滑輪，由圖可知，牽引索與蒸汽活塞連接的兩個滑輪為定滑輪；故A正確；BCD、氣缸內(nèi)蒸汽體積膨脹，對外做功，其內(nèi)能減小，同時推動活塞，使艦載機獲得巨大的牽引力，該過程中內(nèi)能轉化為機械能，燃氣的內(nèi)能減??；丁圖中進氣門和排氣門都關閉，活塞向下運動，是汽油機的做功沖程，也是內(nèi)能轉化為機械能的過程，故BD正確，C錯誤；本題選錯誤的；故選：C。12．光發(fā)動機是一種把光能轉化為機械能的裝置，主要結構如下圖所示。在太陽光照射下，化學反應室內(nèi)密封著的氣態(tài)物質N2O4發(fā)生反應：N2O4O2+2NO，導致室內(nèi)氣壓增大；在無光條件下，室內(nèi)發(fā)生“逆向反應”，導致室內(nèi)氣壓減小。當窗口有光射入時，活塞移動，該過程相當于下圖汽油機四個沖程中的（）A． B． C． D．【解答】解：當太陽光照射時，反應室內(nèi)發(fā)生化學反應，導致室內(nèi)氣壓增大，這時將化學能轉化為機械能，從而推動活塞移動，相當于汽油機的做功沖程。A．圖中兩氣門關閉，活塞向下運動，是做功沖程，將內(nèi)能轉化為機械能，故A符合題意；B．圖中進氣門打開，是吸氣沖程，故B不合題意；C．圖中排氣門打開，是排氣沖程，故C不合題意；D．圖中兩氣門關閉，活塞向上運動，是壓縮沖程，將機械能轉化為內(nèi)能，故D不合題意。故選：A。13．上世紀人類制成了世界上第一盞用海浪發(fā)電的航標燈。它的氣室示意圖如圖所示，其工作原理是利用海浪上下起伏的力量將空氣吸入氣室，壓縮后再推入工作室，然后推動渦輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。那么（）A．當海水下降時，閥門K1開啟，閥門K2關閉 B．當海水上升時，閥門K1關閉，閥門K2開啟 C．當海水下降時，類似于汽油機的做功沖程 D．當海水上升時，類似于汽油機的壓縮沖程【解答】解：由題知，海浪發(fā)電的工作原理是利用海浪上下起伏的力量將空氣吸入氣室，壓縮后再推入工作室，然后推動渦輪機帶動發(fā)電機發(fā)電；由圖分析可知：海水下降時，氣室的容積增大，其內(nèi)部氣體壓強減小，閥門K1關閉，閥門K2開啟，將空氣吸入氣室，類似于汽油機的吸氣沖程，故AC錯誤；海水上升時，氣室的容積減小，其內(nèi)部氣體壓強增大，閥門K1開啟，閥門K2關閉，壓縮后將空氣推入工作室，類似于汽油機的壓縮沖程，故B錯誤，D正確。故選：D。14．某汽車在平直路面上從A處以90km/h的速度勻速行駛1h到達B處，此過程中耗汽油完全燃燒所放出的熱量的3/5用于驅動汽車行駛，1/5隨廢氣通過如圖所示能量回收裝置轉化為電能。行駛過程中所受的阻力為2000N，汽油熱值近似取q＝5×107J/kg，設汽油在氣缸內(nèi)完全燃燒。（1）圖示時刻，四沖程汽油機正處于排氣沖程；若該汽油機每分鐘完成4800個沖程，則它每秒完成20個工作循環(huán)；（2）求題述過程中消耗汽油的質量；（3）若能量回收裝置將廢棄能量轉化為電能的效率為20%，求題述過程中回收的電能E電?！窘獯稹拷猓海?）由圖可知，排氣門打開，活塞上行，屬于排氣沖程；該汽油機每分鐘完成4800個沖程，故每秒完成80個沖程，熱機完成一個工作循環(huán)，要經(jīng)過4個沖程，燃氣對外做功1次，活塞往返2次，飛輪轉動2周，若該汽油機每秒完成80個沖程，則每秒它對外做功20次，完成20個工作循環(huán)；（2）汽車行駛的路程為：s＝vt＝90km/h×1h＝90000m；由于汽車做勻速直線運動個，阻力等于牽引力，即F＝f＝2000N；牽引力所在的功為：W＝Fs＝2000N×90000m＝1.8×108J；汽車行駛時，汽油完全燃燒所放出的熱量的＝0.6用于驅動汽車行駛，則汽油完全燃燒放出的熱量為：Q＝＝＝3×108J；汽油的質量為：m＝＝＝6kg；（3）由題意可知，廢氣的能量為燃料燃燒能量的＝0.2；能量回收裝置將廢棄能量轉化為電能的效率為20%，則回收的電能E電＝3×108J×0.2×20%＝1.2×107J。故答案為：（1）排氣；20；（2）汽油的質量為6kg；（3）回收的電能E電為1.2×107J。15．某汽車在平直路面上以75km/h的速度勻速行駛1h的過程中，消耗了5kg汽油，汽油燃燒釋放能量的40%隨廢氣通過熱電轉換裝置。如圖所示，汽油熱值近似取q＝5×107J/kg，設汽油在氣缸內(nèi)完全燃燒。（1）若該汽油機每分鐘完成7200個沖程，則它每秒鐘完成30個工作循環(huán)，在設計制造時，汽缸外有一個“水套”，利用水吸熱降低汽缸溫度，這是利用了水的比熱容大；（2）若上述過程中汽油燃燒釋放能量的30%用來驅動汽車行駛，求汽車所受的阻力f；（3）研究表明新材料的出現(xiàn)可將熱電轉換裝置的效率大幅提高到15%，據(jù)此計算，上述過程中隨廢氣排放的能量通過轉換裝置后可獲得多少電能？這些電能可供車內(nèi)總功率為1000W的用電器持續(xù)工作多長時間？【解答】解：（1）該汽油機每分鐘完成7200個沖程，故每秒完成120個沖程，熱機完成一個工作循環(huán)，要經(jīng)過4個沖程，燃氣對外做功1次，活塞往返2次，飛輪轉動2周，若該汽油機每秒完成120個沖程，則每秒它對外做功30次，完成30個工作循環(huán)，飛輪轉動60周；用水作為冷卻劑，源于水的比熱容大，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）汽油放出的熱量為：Q放＝mq＝5kg×5×107J/kg＝2.5×108J所做的功為：W＝Q放η＝2.5×108J×30%＝7.5×107J通過的距離為：s＝vt＝75km/h×1h＝75km＝7.5×104m牽引力為：F＝＝＝1000N；因為汽車勻速平直行駛，牽引力與阻力是一對平衡力，大小相等，所以f＝F＝1000N；（3）汽油燃燒釋放能量的40%，Q′＝Qη1＝2.5×108J×40%＝1×108J，轉換的電能：W′＝Q′η2＝1×108J×15%＝1.5×107J；由P＝可得，這些電能可供車內(nèi)總功率為1000W的用電器持續(xù)工作的時間：t＝＝＝1.5×104s。故答案為：（1）30；水的比熱容大；（2）汽車所受的阻力f是1000N；（3）隨廢氣排放的能量通過轉換裝置后可獲得1.5×107J的電能；這些電能可供車內(nèi)總功率為1000W的用電器持續(xù)工作1.5×104s。16．一單缸四沖程汽油機飛輪轉速3600r/min，做功時氣缸平均壓強為2×105Pa，活塞面積為500cm2，活塞行程為10cm，求：（1）活塞受到的推力；（2）一個做功沖程中燃氣所做的功；（3）該汽油機的功率。【解答】解：（1）由公式p＝可得，活塞受到的推力為：F＝pS＝2×105Pa×500×10﹣4m2＝104N；（2）一個做功沖程中燃氣所做的功為：W＝Fs＝104N×10×10﹣2m＝103J；（3）汽油機在一個工作循環(huán)中，飛輪轉動兩周，對外做功一次，該汽油機的飛輪轉速為：3600r/min＝60r/s，即該汽油機1s做功30次，則該汽油機1s做的總功為：W總＝30×W＝30×103J＝3×104J；該汽油機的功率為：P＝＝＝3×104W。答：（1）活塞受到的推力為104N；（2）一個做功沖程中燃氣所做的功為103J；（3）該汽油機的功率為3×104W。17．某單缸四沖程汽油機的汽缸活塞面積為30cm2，氣缸容積為150mL；滿負荷工作時做功沖程燃氣的平均壓強為9.0×105Pa，飛輪1min轉動1800r，當汽油機滿負荷工作時（不計摩擦），若1min消耗汽油10g，汽油的熱值為4.6×107J/kg，求：（1）一個做功沖程中燃氣對活塞做的功；（2）該汽油機的效率?！窘獯稹拷猓海?）氣缸容積V＝150mL＝150cm3＝1.5×10﹣4m3，一個做功沖程中燃氣對活塞做的功：W0＝FL＝pSL＝pV＝9.0×105Pa×1.5×10﹣4m3＝135J；（2）因飛輪每轉兩圈對外做功一次，所以，由1800r/min可知，飛輪1min轉動1800周，做功900次，則1min燃氣對活塞做的功：W＝W0×900＝135J×900＝1.215×105J，1min消耗汽油完全燃燒釋放的熱量：Q放＝mq＝10×10﹣3kg×4.6×107J/kg＝4.6×105J，該汽油機的效率：η＝×100%＝×100%≈26.4%。答：（1）一個做功沖程中燃氣對活塞做的功為135J；（2）該汽油機的效率為26.4%。18．小亮家有一輛轎車，爸爸在給他講車的性能時，總是說“2.0的排量”，卻很少說“功率”，為此小亮特地從網(wǎng)上查到了排量的定義：活塞從上止點移動到下止點所通過的“工作容積”稱為氣缸排量。如果發(fā)動機有若干個氣缸，所有氣缸“工作容積”之和稱為發(fā)動機排量。小亮從說明書上查到家中的轎車采用的是LFX直列四缸發(fā)動機，排量為2.0L；從網(wǎng)上查找到了這種轎車的輸出功率與轉速的關系如圖所示。（已知所使用汽油的熱值為4.6×107J/kg，密度為0.72×103kg/m3）（1）根據(jù)如圖分析，在發(fā)動機轉速為1000～5000r/min范圍內(nèi)，它的輸出功率與轉速大致成正比。（2）當發(fā)動機轉速為3000r/min時，則發(fā)動機每個工作循環(huán)所需要的時間為0.04s；設做功沖程燃氣對活塞的平均壓強是p0，發(fā)動機排量為V排，每個活塞的受力面積為S，活塞移動距離為L，則發(fā)動機轉速為n時，該轎車的輸出功率P與發(fā)動機排量為V排的關系式為AA． B．np0V排 C.2np0V排 D.4np0V排【解答】解：（