初三物理竞赛培优(热机问题)
初三物理热机试题及答案
初三物理热机试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 热机是将热能转化为机械能的机器，以下哪项不是热机的组成部分？A. 燃烧室B. 气缸C. 活塞D. 风扇2. 内燃机的四个冲程中，哪一个冲程不发生能量转化？A. 进气冲程B. 压缩冲程C. 功冲程D. 排气冲程3. 热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，以下哪个说法是正确的？A. 热机效率越高，燃料利用率越低B. 热机效率越高，燃料利用率越高C. 热机效率与燃料利用率无关D. 热机效率越低，燃料利用率越高4. 柴油机和汽油机的主要区别在于？A. 燃料种类不同B. 点火方式不同C. 燃料燃烧方式不同D. 所有选项都正确5. 热机工作时，燃料燃烧放出的热量中，用于做有用功的部分占总热量的百分比称为？A. 功率B. 效率C. 功率因数D. 机械效率6. 以下哪种情况会导致热机效率降低？A. 燃料完全燃烧B. 减少废气带走的热量C. 减少热损失D. 增加机械摩擦7. 热机的压缩冲程中，活塞对气体做功，气体的内能如何变化？A. 增加B. 减少C. 不变D. 先增加后减少8. 热机的排气冲程中，活塞的运动方向是？A. 向上B. 向下C. 先向上后向下D. 先向下后向上9. 在热机的四个冲程中，哪一个冲程对外做功？A. 进气冲程B. 压缩冲程C. 功冲程D. 排气冲程10. 热机的效率通常用百分数表示，其数值范围是？A. 0%-100%B. 0%-50%C. 0%-1%D. 50%-100%二、填空题（每题2分，共20分）1. 热机的四个冲程分别是：进气冲程、______、排气冲程。
2. 热机效率的计算公式为：______。
3. 柴油机和汽油机的主要区别在于点火方式，柴油机是______，汽油机是______。
4. 热机工作时，燃料燃烧放出的热量中，用于做有用功的部分占总热量的百分比称为______。
5. 热机效率降低的一个主要原因是______。
九年级物理——热机效率培优习题归纳(含答案)
一．选择题（共9小题）1．关于燃烧的热值，以下说法正确的是（）A．燃烧的热值与燃料的种类有关系，与燃烧的质量和燃烧状况无关B．燃烧1千克某种燃料放出的热量就是这种燃料的热值C．燃料燃烧时，质量越大，热值越大D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的大【分析】1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。
热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。
【解答】解：A、燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关，故A正确；B、燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值，必须是完全燃烧放出的热量，才是燃料的热值，故B错误；C、热值与质量无关，只与燃料种类有关，故C错误；D、燃料不完全燃烧时放出的热量不能称之为热值，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了学生对燃料热值是燃料特性的理解与掌握，是经常考的题型，充分理解“热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关”。
2．如图甲所示是小聪同学“探究固体的熔化过程”的实验装置图，图乙是他描绘出的温度随时间变化的图象，则下列说法正确的是（）A．烧杯内的水温度升高，含有的热量也随之增多B．B、C两点的温度相同，具有的内能也相同C．该物质液态的比热容大于固态时的比热容D．随着酒精灯中酒精量的减少，酒精的热值也在减小【分析】（1）热量是一个过程量，不是一个状态量，热量描述了物体发生热传递时，传递能量的多少，不能说物体含有多少热量；（2）晶体熔化时，不断吸收热量，内能增大，但温度保持不变。
（3）由Q＝cm△t可知：当吸收的热量和质量都相同时，△t越小比热容就越大；（4）热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与其质量和燃烧情况无关。
【解答】解：A、烧杯内的水温度升高，其内能增大；热量是热传递过程中传递的内能多少，不能用“含有”来修饰，故A错误；B、图中的BC段表示晶体的熔化过程，不断吸收热量，温度不变，但内能增大，所以该物质在B点的内能小于在C点的内能，故B错误；C、由Q＝cm△t可知：当吸收的热量和质量都相同时，△t越小比热容就越大；由图象可知，此物质固态时在相同时间内温度升高10℃，而液态时温度升高5℃，故液态时的比热容大于固态时的比热容，故C正确；D、热值是燃料的一种特性，酒精灯中酒精燃烧的过程中，酒精的热值不变，故D错误；故选：C。
2020-2021中考物理培优(含解析)之热学问题含答案
一、初中物理热学问题求解方法1．国家“学生饮用奶计划”交流会在福建省福州市召开，如所示是一种学生饮用奶，它的净含量为200 mL ，若它的密度为1.25×103 kg/m 3，比热容为4.0×103 J/（kg·℃），冬天饮用时把它从10 ℃加热到40 ℃需要吸收_____J 的热量；在加热过程中，温度升高，内能_____（选填“增加”或“降低”）。
【答案】3×104 增加【解析】【分析】【详解】[1]牛奶的体积为-43=200mL=210m V ⨯牛奶的质量为333-4=210m =0.25kg 1.2510kg/m m V ρ=⨯⨯⨯牛奶吸收的热量()()34=410J/kg 0.25kg =310J 40 -10 Q cm t =∆⨯⋅⨯⨯⨯吸℃℃℃则牛奶吸收的热量为3×104J 。
[2]在加热牛奶的过程中，牛奶因为吸收热量，所以内能增加。
2．图甲是小强在标准大气压下用 50g 冰做“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验装置，图乙是他根据记录的数据绘制的温度随时间变化规律的图像。
[c 水=4.2×103J/（kg·℃）]（1）实验中，冰熔化的时间为___________min 。
（2）由图乙可知，冰在熔化过程中吸收热量，温度不变，内能____（选填“增大”、“减小”或“不变”），冰在熔化过程吸收的热量为_________J 。
（3）试管中的冰完全熔化后，若持续加热，当烧杯中的水沸腾时，试管中的液体_________选填“会”或“不会”）沸腾。
【答案】4 增大 3.15×10 3不会【解析】【分析】【详解】(1)[1]由图象可知，实验中冰从2min开始熔化，6min熔化完毕，故冰熔化的时间是4min。
(2)[2]由图象可知，冰在熔化过程中吸收热量，温度不变，因继续吸热，所以内能增大。
[3]50g冰熔化成水，因为质量是不变的，所以水的质量也是50g，在6∼10min内，水的温度升高了15℃，则在6∼10min内水吸收的热量为33＝＝（℃）℃＝4.210J/kg0.05kg15 3.1510JQ cm t⨯⨯⨯⨯水吸由题知物质在相同的时间内吸收的热量是相同的，而冰的熔化过程用时也是4min，所以冰熔化过程中吸收的热量为3＝＝3.1510JQ Q⨯冰吸水吸(3)[4]当烧杯中的水沸腾后，尽管不断吸热，但烧杯中的水温度不再升高，保持水的沸点温度不变；试管中的水从大烧杯中吸热，温度达到水的沸点后，就和烧杯中的水的温度一样，就不能从烧杯中继续吸热，这时虽然达到了沸点，但不能继续吸收热量，所以试管中的水不会沸腾。
初三热机计算试题及答案
初三热机计算试题及答案一、选择题1. 热机的四个冲程中，对外做功的冲程是：A. 进气冲程B. 压缩冲程C. 做功冲程D. 排气冲程答案：C2. 热机效率是指：A. 热机输出功率与输入热量的比值B. 热机输入热量与输出功率的比值C. 热机输出功率与输入功率的比值D. 热机输入功率与输出功率的比值答案：A3. 以下哪个因素会影响热机效率？A. 燃料的热值B. 燃料的燃烧效率C. 热机的机械效率D. 所有以上选项答案：D二、填空题1. 热机的工作原理是将______转化为机械能。
答案：内能2. 热机效率的计算公式是______。
答案：η = 有用功 / 输入热量三、计算题1. 某单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1800转/分钟，求该汽油机每秒完成多少个工作循环，对外做功多少次？解：飞轮转速为1800转/分钟，即30转/秒。
四冲程汽油机完成一个工作循环需要飞轮转两圈，因此每秒完成的工作循环数为30/2=15个。
由于每个工作循环对外做功一次，所以每秒对外做功15次。
2. 某热机的输入热量为5000焦耳，输出功率为1000瓦特，求该热机的效率。
解：首先将输出功率转换为焦耳，1000瓦特等于1000焦耳/秒。
假设热机工作了t秒，则输出的总能量为1000t焦耳。
根据热机效率公式η = 有用功 / 输入热量，我们有η = 1000t / 5000。
由于题目没有给出工作时间t，我们无法计算具体的效率值，但效率的计算公式已经给出。
结束语：通过本次试题的练习，同学们应该对热机的工作原理、效率计算以及相关因素有了更深入的理解。
希望同学们能够将这些知识应用到实际问题中，提高解决实际问题的能力。
初三物理热机测试题及答案
初三物理热机测试题及答案一、选择题1. 热机是将内能转化为机械能的机器，以下哪项不是热机的组成部分？A. 气缸B. 活塞C. 连杆D. 电池答案：D2. 四冲程内燃机中，哪一个冲程是做功冲程？A. 进气冲程B. 压缩冲程C. 做功冲程D. 排气冲程答案：C3. 热机的效率是指什么？A. 燃料完全燃烧放出的热量与热机工作时消耗的热量之比B. 燃料完全燃烧放出的热量与有效利用的热量之比C. 热机工作时消耗的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比D. 热机工作时消耗的热量与有效利用的热量之比答案：B二、填空题4. 热机的四个冲程包括____、____、____和____。
答案：进气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程5. 热机工作时，燃料燃烧放出的热量中，一部分被用来克服机械间的摩擦，一部分被用来____。
答案：做功三、简答题6. 请简述热机效率的概念及其影响因素。
答案：热机效率是指热机在工作过程中，有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。
影响热机效率的因素包括燃料的燃烧效率、机械部件的摩擦损失、散热损失等。
7. 四冲程内燃机的工作原理是什么？答案：四冲程内燃机的工作原理是：在进气冲程中，活塞从上止点向下止点运动，气缸内形成负压，吸入混合气；在压缩冲程中，活塞从下止点向上止点运动，将混合气压缩；在做功冲程中，混合气被点燃，产生高温高压气体推动活塞向下运动，完成做功；在排气冲程中，活塞再次向上止点运动，将废气排出气缸。
四、计算题8. 假设一台四冲程汽油机的效率为30%，燃料完全燃烧放出的热量为1.2×10^7焦耳，求该汽油机对外做的有用功是多少？答案：根据热机效率的定义，有用功W = ηQ，其中η为效率，Q为燃料完全燃烧放出的热量。
代入数值计算得：W = 0.3 ×1.2×10^7 J = 3.6×10^6 J。
结束语：通过本次测试，希望同学们能够更加深入地理解热机的工作原理、效率概念以及四冲程内燃机的特点。
中考物理培优(含解析)之热学问题含答案
一、初中物理热学问题求解方法1．随着人们生活水平的提高，轿车已逐步进入普通家庭．若某轿车以20kW 的功率在平直公路上以20m/s 的速度匀速行驶1000s ，消耗汽油2L ．[已知ρ油＝0.7×103kg/m 3、q 油＝4.6×107J/kg ，c 水=()34.210J/kg ⨯⋅℃]．求：（1）轿车做的功；（2）汽油机的效率；（保留一位小数）（3）如果汽油完全燃烧产生的热量中有4.2%被水箱中的质量为7kg 初温为20℃的水吸收，能使水的温度大约升高多少℃（1个标准大气压）？ 【答案】(1)7210J ⨯；(2)31.1%；(3)80℃ 【解析】 【详解】(1)由题意可知，轿车做的功为720kW 1000s 210J W Pt ==⨯=⨯(2)消耗汽油的质量为33-330.710kg/210m 1.4k m g m V ρ==⨯=⨯⨯油油油消耗汽油2L 放出的热量为774.610J/kg 1.4kg 6.4410J Q q m ==⨯⨯=⨯油油放汽油机的效率为77210J 100%100%31.1%6.4410JW Q η⨯=⨯=⨯≈⨯放(3)设能使水的温度大约升高t ∆，由题意可知4.2%Q c m t =∆水水放可求得()734.2% 4.2% 6.4410J924.210J/kg 7kgQ t c m ⨯⨯∆===⨯⋅⨯放水水℃℃ 由于这是在1个标准大气压下，水的最高温度为100℃，所以能使水的温度大约升高100-2080=℃℃℃答：(1)轿车做的功为7210J ⨯；(2)汽油机的效率为31.1%；(3)如果汽油完全燃烧产生的热量中有4.2%被水箱中的质量为7kg 初温为20℃的水吸收，能使水的温度大约升高80℃．2．小明探究水沸腾时的特点，实验装置如图所示。
（1）加热一定时间后，温度计的示数如图所示，此时水的温度为________℃；（2）当观察到如图中的_______图时，说明水已沸腾；b图中气泡上升的过程逐渐变小，发生的物态变化是_______；（3）水在沸腾过程中虽然温度不再升高，但酒精灯要持续加热，这说明液体在沸腾过程中要______；（4）如图所示中能正确表示实验过程中水温度变化的图象是______________。
初三物理热机试题答案及解析
初三物理热机试题答案及解析1.一运载火箭在加速升空过程中，由能转化成机械能．【答案】内【解析】火箭发射时，是利用燃料燃烧后，将燃料的化学能转化为燃气的内能，然后利用高温高压的燃气膨胀对外做功，将产生的内能转化为火箭的机械能，所以运载火箭在加速升空过程中，由内能转化成机械能【考点】能量的相互转化2.如图是汽油机工作的四个冲程，其中表示机械能转化为内能的冲程是【答案】A【解析】机械能转化为内能的是压缩冲程，进气和排气阀门关闭，活塞向上运动，对照四个选项，选项A符合。
选项B为进气冲程，选项C为排气冲程，选项D为做功冲程，所以正确答案为A。
【考点】热机的四个冲程3.双能源(汽油和天然气)汽车以其经济、污染小等优点倍受人们青睐。
(已知汽油的热值为3.2×107J/L、天然气的热值为7.2×107J/m3)⑴内燃机是汽车的“心脏”，它是把内能转化为______________的机器。
⑵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。
【答案】(1)机械能 (2)4【解析】⑴内燃机是燃料在汽缸内燃烧，产生的燃气直接推动活塞做功的热机。
它工作时是把内能转化为机械能；⑵完全燃烧9L汽油放出的热量Q=q汽油V汽油=3.2×107J/L×9L=2.88×108J；放出的热量相等需完全燃烧天然气的体积为V天然气=Q/q天然气=2.88×108J/7.2×107J/m3=4m3。
【考点】内燃机的原理；热值；热量的计算4.在热机的四个冲程中，把机械能转化为内能的是冲程．【答案】压缩【解析】热机是将热能转化为机械能的机器，它的一个工作循环包括四个冲程：吸气、压缩、做功、排气冲程，其中压缩冲程是将机械能转化为内能；做功冲程是将内能转化为机械能。
在压缩冲程中，是将机械能转化为内能，得到高温高压的燃气。
【考点】内燃机的四个冲程5.如图所示实验，试管口木塞冲出过程A．试管口出现的白雾是水蒸气B．试管口出现白雾说明水蒸气内能增加C．能量转化情况与内燃机压缩冲程相同D．水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减少【答案】D【解析】木塞冲出是由于水蒸气对它做功，水蒸气自身内能减少，温度降低，液化成小水滴，就是我们看到的白雾，所以A、B是错误的，D对；这个过程中，水蒸气的内能转化成木塞的机械能，这与内燃机的做功冲程的能量转化情况是一样的，所以C错。
初三物理热机试题答案及解析
初三物理热机试题答案及解析1.一柴油机的转速是3000r/min，它 1秒钟对外做功次，它完成吸气冲程时，吸入气缸里的物质是．【答案】25；空气【解析】柴油机的飞轮转速是3000r/min=50r/s，表示每秒飞轮转动50圈，热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，所以每秒飞轮转动50圈，对外做功25次；柴油机吸入汽缸的只有空气，而汽油机吸入汽缸的是空气和汽油的燃料混合物，所以完成吸气冲程时，吸入气缸里的物质是空气．【考点】热机2.从能的转化角度看，在四冲程内燃机的每个工作循环中，将内能转化为机械能的冲程是冲程。
【答案】压缩【解析】四冲程内燃机将高温高压燃气的内能转化为机械能，在压缩冲程中，活塞压缩气体做功，将机械能转化为气体的内能。
在做功冲程中，燃气推动活塞对外做功，将内能转化为机械能。
【考点】内燃机3.近年来，烟台市大力发展清洁能源产业，尤其是风电发展尤为迅速，目前，烟台并网运行的风电场达28座．风机900余台，授产的风电装机容量为130万千瓦，预计年发电量2.7×108kW•h，相当于完全燃烧煤放出的能量．（煤的热值3.0×107J/kg）【答案】【解析】，【考点】电功和电能；热值.4.焦炭的热值是3.0×107 J/kg，要获得6×108 J的热量，至少燃烧 kg的焦炭。
【答案】20【解析】至少燃烧焦炭的质量m=Q/q=6×108J/(3.0×107 J/kg)=20kg.【考点】热量的计算5.阅读下面的材料，解答问题山东菏泽向“大气污染宣战”某环保局研究表明：“PM2.5来源中，机动车的排放占33.1%，排第一位，燃煤污染排放占第二位”。
“减少污染排放，还我一片蓝天”成为每一个公民的责任。
下面是菏泽有关部门针对“节能减排”采取的部分措施第一项措施（4分）“免费公共自行车”成为菏泽市区一道亮丽的风景线。
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初三物理培优(三) 热机问题
一、【知识准备】
1、汽油机的四冲程是、、、
2、汽油机一个工作循环曲轴转周，飞轮也就旋转周，做功次。
二、【专题练习】
1．一台拖拉机的发动机是四汽缸、四冲程的柴油机，汽缸的直径为95毫米，活塞冲程为127毫米，第三冲程中气体作用在活塞上的平均压强是196牛／厘米2，飞轮的转数是1200转／分，这台发动机的功率是多少瓦？
答案：活塞的面积
燃气对活塞的压力
F=pS=196×71N=1．39×104N
每个做功冲程内，燃气对活塞所做的功为
W1=Fl=1．39×104×0．127J=1764J
由于发动机有四个气缸，则曲轴每转一周内有两个气缸经历做功冲程，故每分钟内发动机内燃气做功的次数为
n=2×1200=2400
故得每分钟内燃气所做的总功为
W=nW1=2400×1764J=4．2336×lO6J
则此内燃机的功率为
P=W/t=4．2336×106/60W=7．056×104W
2、国产165型单缸四冲程汽油机的汽缸直径为65毫米，活塞冲程长55毫米，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.58×105帕，飞轮的转速是1500转/分。
（1）求这种汽油机满负荷工作时做功的功率（不计摩擦损失）；
（2）如果满负荷工作时每分钟消耗15克汽油，这种汽油机把内能转化为机械能的效率是多少？（汽油的燃烧值为4.6×107焦/千克）
答案: (1)在一个做功冲程中，燃气所做的功为
W1=pS·l=p·πd2/4·l
时间t=lmin内，飞轮转1500r，则共有750个做功冲程，则此汽油机满负荷工作时做功的功率为
(2)15g汽油燃烧释放的能量
Q=mq
=0．015×4．6×107J=6．9×105J汽油机lmin内所做的功
W=Pt=2200×60J=1．32×105J此汽油机把内能转化为机械能的效率是
(10复赛)六、小亮家有一辆家用轿
车，爸爸在给他说车的性能时，总
是说“2．0的排量”，却很少说“功
率”，为此小亮特地从网上查到了排
量的定义：活塞从上止点移动到下
止点所通过的空间容积称为汽缸排
量。
如果发动机有若干个气缸，所
有气缸工作容积之和称为发动机排
量。
从说明书上查到：小亮家的汽
车采用的是LFX直列四缸发动机，
排量为2．0L；从网上查找到了其
输出特性曲线（如图8所示）；小亮又向爸爸询问了一些实测数据：由于汽车行驶的路况很好，所以平均车速为90km／h，此时发动机转速为2000r／min，平均行驶百公里油耗为9L；从物理书上查得汽油的热值为4．6×107J／kg，密度为0．71×103kg／m3
1．由这台发动机输出特性曲线可以看出，在发动机转速为1000--5000 r／min范围内，它的输出功率与转速大致有什么关系？
2．试通过公式推导出在其他参数相同时，发动机的输出功率与其排量的关系。
3．这辆汽车以90km／h行驶时，发动机的效率约为多少？每个做功冲程汽缸内的平均压强是约为多少？
（08复赛）六、晓欣同学看到一些小汽车的尾部都标有“0.8”、“1.6”、“1.8”或“2.0”等字样，他上网查询得知这是汽车发动机“排气量”的数值。
所谓排气量就是发动机气缸的工作容积，是指所有气缸内活塞从下止点到达上止点所扫过的容积之和。
一般情况下发动机的“排气量”越大，功率越大。
汽车发动机每一个工作循环要经历四个冲程，带动曲轴转动2周。
现有一辆小轿车发动机排气量为1.8L，最大功率为74kW，当该发动机以最大功率工作时，曲轴的转速为5200r/min。
汽油机工作时的最佳空燃比（即空气和燃油的质量比）为14:1，压缩比是10（即气缸总容积与燃烧室容积的比值），若发动机在最大功率时汽油和空气的混合密度为 1.35kg/m3,汽油的热值为 4.6×107J/kg、密度为0.71×103kg/m3。
请计算：
1.这台发动机在最大功率时的热机效率。
2.发动机在最大功率时，汽车的最高时速为175km/h，计算在此情况下汽车每百公里油耗为多少升。