第十四章 第1节 热机(重点练)
第十四章内能的利用
第1节热机
1．关于如图所示的四个热学实验，下列说法中正确的是（）
A．图甲中两个铅块没有被重物拉开，说明分子之间存在斥力
B．图乙中二氧化氮的密度大于空气的密度，因此不能发生扩散现象
C．图丙中高温水蒸气将软木塞冲出和汽油机做功冲程的能量转化是相同的
D．图丁中红墨水在热水中比在冷水中扩散快，说明分子无规则运动快慢与温度有关
【答案】CD
【解析】A．图甲中两个铅块没有被重物拉开，说明分子之间存在引力，故A错误；B．图乙中二氧化氮的密度大于空气的密度，但由于分子的无规则运动，将发生扩散现象，故B错误；C．图丙中高温水蒸气将软木塞冲出，内能转化为机械能，汽油机做功冲程中也是将内能转化为机械能，故二者的能量转化是相同的，故C正确；D．分子无规则运动快慢与温度有关，故图丁中红墨水在热水中比在冷水中扩散快，故D正确。故选CD。
2．礼花喷射器结构如图，气罐内有高压气体，气罐通过气阀与纸筒相连。使用时转动纸筒打开气阀，气体将纸筒内的礼花快速喷向远处。对该过程的分析正确的是（）
A．罐内气体的内能减少
B．罐内气体分子热运动加剧
C．罐内气体通过热传递方式改变了其内能
D．该过程能量转化方式与汽油机做功冲程相同
【答案】AD
【解析】AC．在喷出礼花的过程中，罐内的压缩空气对礼花做功，空气内能转化为礼花的机械能；罐内气体内能减少，故A正确，C错误；B．罐内气体内能减少，温度降低，分子热运动速度减慢，故B错误；D．汽油机做功冲程是将内能转化为机械能，而气体将纸筒内的礼花快速喷向远处时，也是将内能转化为机械能，故D正确。故选AD。
3．早在宋朝我国劳动人民就发明了如图所示的“走马灯”，它的原理是空气被蜡烛加热，形成上升气流，推动灯顶上的叶片带动画面转动。下列说法中正确的是（）
A．“走马灯”的能量转化与汽油机的压缩冲程能量转化相同
B．热空气对叶片做功后温度会降低
C．“走马灯”中空气温度升高是通过热传递实现的
D．蜡烛燃烧过程中蜡烛的内能在增大
【答案】BC
【解析】A．“走马灯”是把内能转化为机械能，在汽油机的压缩冲程中，是机械能转化为内能，故A错误；B．热空气对叶片做功后，内能减小，温度降低。故B正确；C．“走马灯”中空气内能增加，温度升高是通过热传递实现的，故C正确；D．蜡烛燃烧过程中是燃气的内能增加，不是蜡烛的内能增加，故D错误。故选BC。
4．关于温度、内能、热量、热机，下列说法中正确的是（）
A．物体内能增加，它一定吸收了热量
B．物体的温度不变，它的内能可能变大
C．气体对外界做功，它的内能一定增加
D．汽油机在做功冲程是内能转化成机械能
【答案】BD
【解析】A．物体的内能增大不一定是吸收了热量，也许是对物体做功，因为做功和热传递在改变物体内能
上是等效的，故A错误；B．物体的温度不变，它的内能可能变大，例如晶体的熔化过程，尽管温度不变，但是它吸热，内能是增加的，故B正确；C．做功和热传递在改变物体内能上是等效的，气体对外界做功，所以它的内能减小，故C错误；D．汽油机的做功冲程是点燃汽油，气缸温度升高，使活塞运动，为内能转化成机械能，故D正确。故选BD。
5．如图所示实验，在橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出的过程中，以下说法正确的是（）
A．试管口出现的“白雾”是液化的小水珠
B．水蒸气对外做功，内能减少
C．这个实验基本展示了汽油机的工作原理
D．这个实验基本展示了蒸汽机的工作原理
【答案】ABD
【解析】A．试管口出现的“白雾”是水蒸气液化成的小水珠，A正确；B．水蒸气对外做功，其自身的内能会变小，B正确；CD．这个实验是橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出，水蒸气对橡胶塞做功，把水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，展示了蒸汽机的工作原理，C错误、D正确。故选ABD。
6．汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中正确的是（）
A．甲冲程是把机械能转化为内能
B．乙冲程是把内能转化为机械能
C．丙冲程是把机械能转化为内能
D．丁冲程是把内能转化为机械能
【答案】A
【解析】A．甲图：气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为了内能，故A正确；B．乙图：排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，没有能量转化的过程，故B 错误；C．丙图：气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，将内能转化为了机械能，故C 错误；D．丁图：进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，没有能量转化的过程，故D 错误．
7．下列四个实验中，其能量转化方式与图示汽油机对应冲程类似的是
A．电火花发生器点火后将盒盖顶出
B．滚摆向下运动
C．向下压缩空气引火仪
D．酒精灯加热杯中冷水
【答案】A
【解析】图示中汽油机是做功冲程，能量转化方式为内能转化为机械能．A．电火花发生器点火后将盒盖顶
出，燃料的内能转化为机械能，故A符合题意为答案．B．滚摆向下运动，重力势能转化为动能，故B不符合题意．C．向下压缩空气引火仪，对气体做功，内能增加，能量转化方式为机械能转化为内能，故C不符合题意．D．酒精灯加热杯中冷水，是通过热传递改变水的内能的，故D不符合题意．
8．热机冲程中，与图所示现象中能量转化相同的是（）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
【答案】B
【解析】如图所示现象中能量转化为机械能转化为内能，热机的压缩冲程也是将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能，其它两个冲程没有能量的转化。故选B。
9．下列图形中，属于内能转化为机械能的是（）
A．滑下滑梯
B．弯折铁丝
C．做功冲程
D．压缩空气点火
【答案】C
【解析】A．滑下滑梯过程是摩擦生热，该过程中消耗了机械能，产生了内能，故是将机械能转化为内能的过程，故A不符合题意；B、D．弯折铁丝过程、压缩点火都是通过做功改变内能，是将机械能转化为内能
的过程，故B、D不符合题意；C．内燃机做功冲程过程是消耗内能，产生机械能，故是将内能转化为机械能的过程，故C符合题意．
10．单缸四冲程汽油机和柴油机工作时，下列说法中正确的是（）
A．完成一个工作循环，曲轴转动四周
B．汽油机吸气冲程中吸入气缸的物质是汽油
C．柴油机做功冲程中点火方式是压燃式
D．压缩冲程中，汽油机的压缩程度要比柴油机压缩程度大
【答案】C
【解析】A．完成一个工作循环，即四个冲程，曲轴转动两周，故A不正确；B．汽油机吸气冲程吸入气缸的物质是汽油和空气的混合物，故B不正确；C．柴油机和汽油机的点火方式不同，柴油机是压燃式，汽油机是点燃式，故C正确；D．压缩冲程中，柴油机的压缩程度比汽油机的压缩程度大，故D不正确。故选C。11．下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况．关于对图中①①①①的补充正确的是（）
A．①做功冲程①内能转化为机械能①压缩冲程①机械能转化为内能
B．①压缩冲程①内能转化为机械能①做功冲程①机械能转化为内能
C．①压缩冲程①机械能转化为内能①做功冲程①内能转化为机械能．
D．①做功冲程①机械能转化为内能①压缩冲程①内能转化为机械能
【答案】C
【解析】汽油机的四个冲程分别是吸气冲程，压缩冲程，做功冲程和排气冲程，所以①压缩冲程，把机械能转化为内能，也就是压缩对气体做功使其内能增大温度升高③是做功冲程，把内能转化为机械能．对照答案C对．
12．如图所示的三种情况中都涉及能量的转化，下列分析正确的是（）
A．图甲，塞子被弹起时，热水瓶内水蒸气对塞子做功，瓶内气体内能增大
B．图乙，表示汽油机处于压缩冲程，从能量转化角度看，与图甲相似
C．图丙，表示汽油机处于压缩冲程，从能量转化角度看，与图甲相似
D．图丙，燃料的化学能转化成燃气的内能，再转化成机械能
【答案】D
【解析】A．图甲，塞子被弹起时，热水瓶内水蒸气对塞子做功，塞子机械能增大，瓶内气体内能应该减小，A错误；B．图乙，表示汽油机处于压缩冲程，从能量转化角度看，这是机械能转化为内能，与图甲的是刚好相反，B错误；CD．图丙，表示汽油机处于做功冲程，从能量转化角度看，这是内能转化为机械能，与图甲相似，C错误；图丙是汽油机处于做功冲程，燃料的化学能先转化成燃气的内能，再转化成机械能，D 正确。
13．根据所学知识填空。
(1)如图1 所示的热水壶，倒水时需用力紧握壶柄，是通过______来增大摩擦。
(2)该壶嘴上有一个能绕A 点活动的金属片，水烧开时，“热气”会将金属片冲开，此时“热气”的内能转化为金属片的______，这与汽油机的______冲程能量转化过程相同。
(3)汽油机装有汽化器，如图2，它的作用是通过喷油管喷出汽油与流过的空气充分混合，混合后的气体再进入气缸。为使喷油管内汽油快速喷出，应将管口安装在______（选填“A”或“B”）位置，因为此处空气流速大，压强______。
【答案】增大压力机械能做功 A 小
【解析】(1)倒水时需用力紧握壶柄，是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力。
(2)水烧开的时候，“热气”总是将壶嘴上的金属片冲开，热气对金属片做功，热气的内能转化金属片的机械能。从能量转化的角度看，水汽冲金属片现象相当于汽油机的做功冲程。
(3)由图知道，A处粗，B处细，等质量的空气经过A、B时，A处流速大于B处流速，根据流体压强和流速
的关系知，A处的压强小于B处的压强，故将管口安装在A处，喷油管内汽油更容易快速喷出。
14．如图所示为汽油机的两个冲程，其中能够为汽油机提供动力的冲程是_________（填“甲”或“乙”）图。若该汽油机由于润滑油缺少使活塞所受摩擦力增大，则该汽油机的效率会_________（填“变大”、“变小”或“不变”），若该汽油机刚好在1min内完成1200个工作循环，则1秒钟飞轮转_________转。
【答案】乙变小40
【解析】由图可知，甲图中两个气门都关闭，活塞上行，为压缩冲程，图乙中，两个气门关闭，活塞下行，为做功冲程，为汽车提供动力的冲程是做功冲程。若该汽油机由于润滑油缺少使活塞所受摩擦力增大，该汽油机摩擦做功增加，则该汽油机的效率会变小。热机完成一个工作循环，飞轮转动2周，完成1200个工
作循环，则飞轮转动2400周，则1秒钟飞轮的转数为
2400r
40r/s
60s
n==。
15．如图是某种内燃机某一冲程的示意图，由图可知：
(1)它表示的是________冲程；
(2)在这个冲程中__________能转化为_________能；
(3)若此内燃机的飞轮转速为2400r/min，则在1s内，内燃机完成______个冲程，对外做功______次。
【答案】压缩机械内80 20
【解析】(1)由图知道，内燃机的顶端是喷油嘴，所以该内燃机是柴油机；图中的两气门都闭合、活塞上行，所以是压缩冲程。(2)[2][3]压缩冲程中压缩空气做功，是将机械能转化为内能的冲程。
(3)[4][5]由于飞轮转速为2400r/min，即40r/s，而一个工作循环活塞往复2次，4个冲程，做功一次，曲轴转动2周，做功1次，所以该柴油机1s内燃机完成80个冲程，对外做功20次。