「經典習題周周練」第十四章 內能的利用 第1節 熱機

2020-12-08 跟我一起學物理

「經典習題周周練」

第十四章 內能的利用

第1節 熱機

1．熱機

【解題依據】熱機的定義：將燃料燃燒放出的內能轉化為機械能的裝置。它分為內燃機和蒸汽機。

內燃機工作原理：燃料直接在發動機氣缸內部燃燒，轉化為內能且利用內能來推動活塞做功，將內能轉化為機械能，實現對外做功。它主要有汽油機和柴油機。

題目一下列設備不屬於熱機的是（　　）

A．電風扇 B．汽油機

C．柴油機 D．蒸汽機

【解題思路】熱機是把內能轉化成機械能的裝置，分析各選項能量轉化即可正確選擇。

解：

電風扇利用電能工作，將電能轉化為機械能，不符合熱機的特點；柴油機、汽油機和蒸汽機都是把內能轉化成機械能的裝置，符合熱機的特點。

答案：A

【點評】此題如果知道熱機分為蒸汽機和內燃機，而內燃機又分為汽油機和柴油機也可以判斷。

練習題1如圖是兩個演示實驗的示意圖。在一個配有活塞的厚玻璃筒裡放一小團硝化棉，把活塞迅速壓下去，棉花燃燒起來，如圖甲所示，給試管裡的水加熱一段時間後，橡膠塞受到水蒸氣的壓力而衝出去，如圖乙所示。其中____圖體現了熱機的工作原理，其能量轉化是____能轉化成機械能。

練習題2熱機的廣泛使用已成為一個國家工業化程度的標誌，下列機械不是使用熱機的是（　　）

A．普通的家用轎車

B．噴氣式戰鬥機

C．純電動汽車

D．「神舟」火箭

2．內燃機的工作過程

【解題依據】內燃機的每一個工作循環分為四個階段：吸氣衝程、壓縮衝程、做功衝程、排氣衝程。在這四個階段，吸氣衝程、壓縮衝程和排氣衝程是依靠飛輪的慣性來完成的，而做功衝程是內燃機中唯一對外做功的衝程，是由內能轉化為機械能。另外壓縮衝程將機械能轉化為內能。

①活塞在汽缸內往復運動時，從汽缸的一端運動到另一端的過程，叫做一個衝程；

②一個工作循環，曲軸和飛輪轉動 2周，活塞往復 2次，對外做功 1次；

③吸氣衝程：進氣閥門打開，排氣閥門關閉，活塞向下運動。（汽油機吸入的是汽油和空氣的混合物，柴油機吸入的是空氣）

壓縮衝程：進氣閥門，排氣閥門都關閉，活塞向上運動。

做功衝程：進氣閥門，排氣閥門都關閉（汽油機火花塞點火，柴油機噴油嘴噴入柴油），活塞向下運動。

排氣衝程：進氣閥門關閉，排氣閥門打開。活塞向上運動。

題目二如圖所示，關於汽油機的四衝程，下面的說法正確的是（　　）

A．甲圖中機械能轉化為內能

B．乙圖中內能轉化為機械能

C．丙圖是壓縮衝程

D．丁圖是靠飛輪的慣性完成的

【解題思路】先根據氣門的關閉情況和活塞的運行方向判斷是什麼衝程；再根據各個衝程的不同特點進行分析。

解：甲圖中兩個氣門都關閉，活塞上行，是汽油機的壓縮衝程，此衝程中機械能轉化為內能；故A正確；乙圖中一個氣門關閉，一個氣門打開，活塞下行，是汽油機的吸氣衝程。在吸氣衝程中，吸入的是汽油和空氣的混合氣體，沒有能量的轉化，故B錯誤；丙圖中一個氣門關閉，一個氣門打開，活塞上行，是汽油機的排氣衝程，故C錯誤；丁圖中兩個氣門都關閉，活塞下行，是汽油機的做功衝程，實現內能轉化為機械能，對外提供動力，不是依靠飛輪的慣性來完成的，故D錯誤。

答案：A

【點評】此題考查了汽油機四衝程的判定方法、工作特點和其中的能量轉化，屬於基礎題目。

練習題3如圖所示為四衝程汽油機未按工作循環順序排列的各衝程示意圖，工作時，將大量內能轉化為機械能的衝程是（　　）

A B C D

練習題4下列關於四衝程內燃機的說法中正確的是（　　）

A．汽油機在吸氣衝程中吸入汽缸的只有空氣

B．柴油機在吸氣衝程中吸入汽缸的是柴油和空氣的混合物

C．一個工作循環對外做功一次

D．汽油機的點火方式與柴油機的相同

練習題5如圖所示，工作中的四衝程汽油機正處於____衝程，該衝程將_____能轉化成_____能，若該汽油機每分鐘完成2400個衝程，則每秒它對外做功_____次、飛輪轉過_____圈。

練習題6圖甲為四衝程汽油機的吸氣衝程示意圖，試在圖乙中畫出排氣衝程活塞、氣門和曲軸的位置。

練習題答案

1．乙；內

2．C

3．D

4．C

5．做功；內；機械；10；20

6．如圖所示

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