秋人教版物理九年级上册同步第十四章内能的利用课时作业四.docx
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秋人教版物理九年级上册同步第十四章内能的利用课时作业四
课时作业(四)
[第十四章 第1节 热机]
一、选择题
1.如图4-K-1所示,有关这个小蒸汽轮机的说法不正确的是( )
图4-K-1
A.通过热传递的方式增加了烧瓶内水的内能
B.酒精燃烧将内能转化为化学能
C.蒸汽的内能转化为轮子的机械能
D.内能的一个重要应用是可以用来做功
2.如图4-K-2所示的工具中使用热机的是
( )
图4-K-2
3.2018·镇江如图4-K-3所示四冲程汽油机处于压缩冲程的是
( )
图4-K-3
4.如图4-K-4所示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的主要能量转化情况的。
对图中①②③④的补充,正确的是( )
图4-K-4
A.①做功冲程 ②内能转化为机械能
③压缩冲程 ④机械能转化为内能
B.①压缩冲程 ②内能转化为机械能
③做功冲程 ④机械能转化为内能
C.①做功冲程 ②机械能转化为内能
③压缩冲程 ④内能转化为机械能
D.①压缩冲程 ②机械能转化为内能
③做功冲程 ④内能转化为机械能
5.(多选)如图4-K-5所示是四冲程汽油机工作中的某一冲程的示意图。
汽油燃烧产生高温、高压的气体推动活塞向下运动,在活塞向下运动的过程中,汽缸内气体的( )
图4-K-5
A.内能减少
B.温度降低
C.密度增大
D.压强增大
6.关于四冲程内燃机,下列说法正确的是
( )
A.内燃机一个工作循环曲轴转两周,做功两次
B.若转速为4800r/min,则1s完成80个冲程
C.进气门和排气门既不能同时关闭,也不能同时打开
D.在做功冲程中,燃料燃烧产生的高温燃气推动活塞向下运动,内能转化为机械能
7.下列关于汽油机和柴油机的说法,正确的是( )
A.柴油机的工作过程分为吸气、压缩、排气三个冲程
B.汽油机和柴油机都属于内燃机
C.在吸气冲程中,汽油机吸入的是汽油和空气的混合物,而柴油机吸入的是柴油和空气的混合物
D.汽油机顶部有喷油嘴,而柴油机顶部有火花塞
8.下列有关热机的说法中错误的是( )
A.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
B.为了防止热机过热,通常用水来降温,是利用水的比热容较大的特性
C.蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机都属于热机
D.四冲程内燃机除压缩冲程外,其他三个冲程都是靠飞轮的惯性来完成的
二、填空题
9.某机器的能量流向图如图4-K-6所示,据此推测该机器可能是________,图示中能量转化的过程是________________________,内能________(选填“增大”或“减小”)。
图4-K-6
10.如图4-K-7所示,在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮,用力将活塞迅速向下压,棉絮燃烧起来。
由该实验可得结论:
对____________(选填“棉絮”或“筒内气体”)做功,它的内能会增加,其能量转化情况与四冲程汽油机的________冲程相同。
实验中,如果不放入棉絮,将活塞迅速向下压,筒内气体温度________(选填“会”或“不会”)升高。
图4-K-7
11.2018·广东模拟汽油机是热机的一种,汽油在汽缸内燃烧时将化学能转化为_______能,如图4-K-8所示是四冲程汽油机工作状态示意图,由图可以看出,进气门和排气门关闭,活塞相对于汽缸向_______(选填“上”或“下”)运动,此时它正处在_______冲程。
图4-K-8
12.如图4-K-9所示是某种内燃机某一冲程的示意图,由图可知:
图4-K-9
(1)这种内燃机是________机。
(2)它表示的是________冲程。
(3)在这个冲程中,________能转化为________能。
(4)完成这一冲程,曲轴和飞轮转________周。
(5)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。
13.在试管内装些水,用软木塞塞住,加热使水沸腾,如图4-K-10所示,水蒸气会把软木塞冲开。
有的同学由这个装置联想到内燃机,请你用连线反映他的联想创新的思维过程。
图4-K-10
酒精燃烧 坚固汽缸
高温、高压水蒸气活塞运动做功
试管油料燃烧
软木塞冲出高温、高压燃气
三、简答题
14.张斌是班里的“小发明家”,刚刚学了热机的他,制作了如图4-K-11所示的模型,他在透明塑料盒的底部钻一个孔,把电子式火花发生器的放电针紧紧地塞进孔中,打开塑料盒盖,向盒内滴入数滴酒精,再将盒盖盖紧,然后揿动电火花发生器的按钮……
图4-K-11
(1)在此过程中,酒精燃烧后的燃气的________能转化为盒盖的机械能。
(2)在这一实验过程中,你应当注意观察的是( )
A.揿动电火花发生器的按钮
B.盒内的酒精
C.盒盖跳起的现象
D.盒盖跳起的瞬间盒内出现的现象
(3)汽油机的工作过程中,________冲程与这一实验过程中能量的转化是一致的。
15.某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30cm2,一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50mm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa,飞轮的转速为1800r/min,当汽油机满负荷工作时(不计摩擦),求:
(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力。
(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功。
(3)汽油机的功率。
教师详解详析
1.B [解析]酒精燃烧将化学能转化为内能,通过热传递传给水,A选项正确,B选项错误。
蒸汽对外做功,内能转化为机械能,C选项正确。
内能可以用来加热物体,也可以用来做功,D选项正确。
故只有B选项符合题意。
2.B [解析]热机是把内能转化为机械能的装置。
自行车、踏步机、皮划艇是消耗人体的化学能转化为机械能;柴油车中的柴油机是热机的一种,工作时将内能转化为机械能。
3.C [解析]A图进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,是吸气冲程;B图两气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,汽缸容积变大,是做功冲程;C图两气门都关闭,活塞向上运动,汽缸容积变小,是压缩冲程;D图进气门关闭,排气门打开,活塞上行,气体被排出汽缸,是排气冲程。
C选项符合题意。
4.D [解析]四冲程汽油机一个工作循环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。
压缩冲程中,活塞上行压缩汽缸内的气体,使气体内能增加,机械能转化为内能;做功冲程中,高温、高压的燃气推动活塞向下运动,内能转化为机械能。
5.AB [解析]在做功冲程中,高温、高压的气体迅速膨胀推动活塞对外做功,气体的内能减少,转化为机械能,气体的温度降低,分子热运动减慢;活塞向下运动,使汽缸中气体的体积变大,气体质量一定,因此气体的压强、密度变小。
6.D [解析]四冲程内燃机一个工作循环有四个冲程,活塞往复运动两次,曲轴转动两周,对外做功一次,A选项说法错误;若飞轮的转速为4800r/min,则每秒钟转80圈,完成40个工作循环,完成160个冲程,B选项说法错误;压缩冲程和做功冲程中,进、排气门都关闭,C选项说法错误;做功冲程中,进、排气门关闭,燃气对活塞做功,活塞向下运动,内能转化为机械能,D选项说法正确。
7.B
8.D [解析]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,A正确;为了防止热机过热,通常用水来降温,是利用水的比热容较大的特性,B正确;蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机都属于热机,C正确;四冲程内燃机除做功冲程外,其他三个冲程都是靠飞轮的惯性来完成的,D错误。
故D符合题意。
9.热机 内能转化为机械能 减小 [解析]如图所示,该机器将一部分内能转化成了机械能,还有一大部分内能散失掉了,所以该机器是热机。
10.筒内气体 压缩 会 [解析]
(1)在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮,用力将活塞迅速向下压,棉絮燃烧起来,说明压缩筒内空气做功,使空气的内能增加。
(2)实验中,活塞的机械能转化为空气的内能,其能量转化情况与汽油机的压缩冲程相同。
(3)实验中,如果不放入棉絮,将活塞迅速向下压,筒内气体内能仍增大,温度照样升高。
11.内 下 做功 [解析]汽油机是热机的一种,汽油在汽缸内燃烧时将化学能转化为内能;从图中可以看出,两个气门关闭,活塞向下运动,同时火花塞点火,故可以判断这个冲程是做功冲程。
12.
(1)柴油
(2)压缩 (3)机械 内 (4)半 (5)80 20
[解析]根据汽缸顶部是喷油嘴可判断它是柴油机。
根据该内燃机两个气门都关闭且活塞上行,可判断该冲程是压缩冲程;此冲程中,活塞压缩汽缸内气体,使汽缸内气体内能增大、温度升高,其能量转化是机械能转化为内能;每完成一个冲程,曲轴与飞轮只转半周。
在四冲程内燃机的一个工作循环中,完成4个冲程并对外做功1次,曲轴和飞轮转2圈。
已知该柴油机飞轮转速为2400r/min,即该柴油机每秒曲轴和飞轮转40圈,完成80个冲程,20个工作循环,对外做功20次。
13.略
14.
(1)内
(2)D (3)做功 [解析]
(1)酒精燃烧后产生的高温、高压的燃气,体积膨胀,对外做功,使盒盖飞出去,内能转化为盒盖的机械能。
(2)在这一实验过程中,应当注意观察的是盒盖跳起的瞬间盒内出现的现象。
(3)汽油机的做功冲程内能转化为机械能,与这一过程中能量的转化是一致的。
15.
(1)燃气对活塞的平均压力:
F=pS=9.0×105Pa×30×10-4m2=2700N。
(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功:
W=Fs=2700N×0.05m=135J。
(3)飞轮每转两圈对外做功一次,所以飞轮转动1800转,要对外做功900次,
所以1min燃气对活塞做的总功:
W总=W×900=135J×900=1.215×105J,
汽油机的功率:
P=
=
=2025W。
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