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2.1热机
一、单选题
1.下列说法正确的是（ ）
A. 内燃机是利用电能做功的机械 B. 内燃机在做功冲程把内能转化为机械能
C. 内燃机在压缩冲程把内能转化为机械能 D. 随着技术的进步，内燃机的效率能达到100%
2.下列关于“热机”说法中，正确的是（ ）
A. 通过技术改进，热机的效率可达到100% B. 做功冲程将机械能转化为内能
C. 火箭发动机属于热机 D. 热机常用水做冷却剂，因为水的沸点高
3.如图所示，下列工具工作过程中使用热机的是（ ）
A. 共享单车 B. 战斗机 C. 风车 D. 皮划艇
4.下列关于热机和环境保护的说法，正确的是（ ）
A. 热机的大量使用会造成环境污染 B. 热机的效率可以达到100%
C. 热机排出的废气都是有害气体 D. 所有的热机都是用汽油作燃料
5.热机在工作过程时，能量的转化过程是（ ）
A. 内能→化学能→机械能
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B. 化学能→内能→机械能
C. 化学能→机械能→内能 D. 化学能→机械能→化学能
6.下列关于热机的说法中不正确的是（ ）
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，是利用水的比热容大的特性
C. 机械能转化为内能的过程是做功冲程
D. 热机的一个工作循环中，飞轮和曲轴都要转两圈
7.有关热机的说法中正确的是（ ）
A. 热机工作的过程就是内能产生的过程 B. 热机工作时机械能的产生是做功冲程形成的
C. 热机的大量使用会造成环境污染 D. 增大热机功率可以提高热机的效率
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，是利用水的比热容大的特性
C. 可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率
D. 热机的大量使用会造成环境污染
9.关于热机，下列说法正确的是（ ）
A. 热机效率越高，表明热机做的有用功越多
B. 四冲程汽油机在工作过程中，进气门和排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
C. 柴油机上安装一个笨重的飞轮，是为了提高它的效率
D. 柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
10.下列说法正确的是（ ）
A. 一台单缸汽油机，飞轮每分钟转600转，那么这台汽油机每秒钟内对外做功10次
B. 热机的效率可以大于1
C. 总的看来，内燃机实现了内能向机械能的转化，但在它的工作过程中，也有机械能转化为内能的过程
D. 燃料的燃烧值要随着燃料的不断燃烧而减小
11.关于热机，下列说法正确的是（ ）
A. 汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
B. 柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合气吸入气缸
C. 汽油机和柴油机除了做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的
D. 改正技术后，热机的效率可以达到100%
12.下面关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是（ ）
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A. 汽油机与柴油机使用的燃料不同
B. 柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火
C. 柴油机气缸顶部有个喷油嘴，汽油机气缸顶部有个火花塞
D. 柴油机与汽油机除使用的燃料不同外，在构造上完全相同
13.下列说法正确的是（）
A. 电动机是热机的一种
B. 汽油机的压缩冲程，主要将内能转化为机械能
C. 汽车发动机用水作冷却液，主要是利用水比热容大的特点
D. 汽车司机开车时要系好安全带，是为了减小刹车时人的惯性
二、填空题
14.科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立刻向气缸内喷水，水在高温气缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，水蒸气温度________ （选填“升高”、“降低”或“不变”），其内能________ （选填“增大”、“减小”或“不变”），这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的________ ，为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是________ 冲程。
15.某单缸四冲程汽油机飞轮的转速为300r/min，则1秒钟经过________个冲程，对外做功________次；汽油机和柴油机在构造上的区别是：汽油机有________，而柴油机有________．
16.若某汽油机曲轴的转速为2400r/min，则每秒钟对外做功________次.
17.人们利用热机的目的是为了获得 ________能．
18.常见汽车的动力机械是内燃机．从能量转化的角度来看，内燃机是把________能转化为________能的机器．内燃机的效率较低，它在工作过程中，能量大部分以________能的形式耗散掉．
三、解答题
19.如图是火箭发动机，火箭前部是储运仓，装载仪器或弹头等，后部箭体内装有燃料箱，氧化剂箱，均有输送泵与之相连，输送泵类似家用煤气炉的减压阀，一方面可控制流量，另一方面还可以减压，通过输送泵后的两管道都进入燃烧室，燃烧室尾部有喷口．
原理：燃料（主要是液氢）和氧化剂（主要是液氧）按2：1的比例输入密闭的燃烧室剧烈燃烧，产生大量高温高压的水蒸气，急剧向后喷出时推动箭体高速飞行．
请回答下列问题：
（1）火箭中为什么使用的是液态的氢和氧而不是气态的氢和氧呢？
（2）在空气喷气发动机的基础上，火箭有哪些改进与提高？
20.宇航员操纵着月球车在月球上行驶时，月球车的动力是由蓄电池提供的，月球车为什么不用内燃机来驱动呢？
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四、实验探究题
21.汽油机广泛应用于汽车作为动力机械，如图甲左是四冲程汽油机的吸气冲程示意图。
(1) 请在图甲右中画出压缩冲程时，进气门，排气门开闭情况，曲轴的位置以及箭头表示活塞的运动情况。
【答案】压缩冲程，两个气门都关闭，活塞向上运动；如下图所示．
（1）请在图甲右中画出压缩冲程时，进气门，排气门开闭情况，曲轴的位置以及箭头表示活塞的运动情况。
（2）四个冲程汽油机提供动力的冲程是________．
（3）常温下 号汽油的热值是 ，如果汽车经过长途行驶后，油箱里汽油的质量变为原来的四分之一，此时汽油的热值为________．
（4）热机的效率是汽油机的性能的重要指标，减少各方面的能量损耗可以提高热机效率，请写出汽油机工作时的一种能量损失________．
五、综合题
22. 火 箭
中国科学技术馆新馆，中国古代传统技术展厅，陈列着反映中华民族灿烂文明成就的珍品，介绍四大发明及天文、陶瓷、建筑、青铜、冶铸、纺织、刺绣、中医中药、机械、手工艺等学科内容。并陈列有古代的火箭、战船，天文学的浑仪、简仪，设计精巧的水磨、水车、指南针等。
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中国人首先发明火箭这样一个事实已经被世界所公认。宋朝的时候出现了很多烟花爆竹，这些爆竹也是喷气式的原始火箭。明朝时期的毛元仪在他的著作里面就记载了30多种火箭的基本原理和结构，其中有飞火飞天、火龙出水等。中国是从明朝开始发射火箭的，大明史嘉靖年间，万户进行最早的火箭升空试验（如图1所示），成为现代载人飞行先驱，现在月球和火星均有以其名字命名的环形山．
现代火箭的飞行原理与万户的飞行试验原理基本相同。
现代火箭大多是利用喷气发动机升空的，喷气发动机将推进剂贮箱或运载工具内的反应物（推进剂）燃烧后变成高速气流，高速气流对火箭产生巨大的反作用力使火箭加速升空。
最常见的火箭燃烧的是固体或液体的化学推进剂。推进剂燃烧产生热气，通过喷口向火箭后部喷出高速气流。火箭自带燃料和氧化剂，而其他喷气发动机仅须携带燃料，燃料燃烧所须的氧取自空气中。所以，火箭可以在地球大气层以外使用，而其他喷气发动机不能。
人类要在太空中走的更远，就需要不断提高火箭运行速度增大推力，科学家们为此做了大量的研究和反复的实验．提高火箭运行速度和增大推力的主要措施包括：减小火箭质量（例如三级火箭升空过程，燃料燃尽后逐级脱落，以减小火箭的质量）、增大喷出气流的速度、改善推进剂等。
火箭远离地球后，质量和重力影响不断下降，火箭速度也因此越来越快。
从1970年4月，长征一号火箭成功发射东方红1号卫星开始到现在，我国火箭研究与应用处于世界领先水平，火箭的稳定性和运载能力等各项性能都大大提高。
（1）火箭发射升空是将燃料燃烧时释放的内能转化为火箭的________ 能；
（2）万户成功加速升空过程中，万户与他的座椅是________ 的（选填“运动”或“静止”）；
（3）某科技活动小组利用可乐瓶等材料制作的水火箭如图2所示，小组同学为了探究影响水火箭飞行高度的众多因素，做了多项探究实验，其中包括：探究改变胶塞与可乐瓶的松紧程度对水火箭飞行高度的影响。请你简要写出与他们目的相同的探究实验：________。
23.随着人们生活水平不断提高，想清楚进入我们家庭，仔细观察，发现小汽车的很多现象与物理知识有关，请运用学过的物理知识解答下面问题：
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（1）小汽车外观设计成流线型，当在水平路面高速行驶时对路面的压力比静止时________ （填变大，变小），其原因是________
（2）如图所示是四冲程汽油机工作的部分示意图，其中做功冲程是图________ ，若飞轮转速为1200转/分，则1秒内汽油机对外做功 ________ 次．
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答案解析部分
一、单选题
1.【答案】B
2.【答案】C
3.【答案】B
4.【答案】A
5.【答案】B
6.【答案】C
7.【答案】C
8.【答案】C
9.【答案】B
10.【答案】C
11.【答案】C
12.【答案】D
13.【答案】C
二、填空题
14.【答案】降低；减小；效率；排气
15.【答案】10；2.5；火花塞；喷油嘴
16.【答案】20
17.【答案】机械
18.【答案】内；机械；内
三、解答题
19.【答案】解：（1）采用压缩的方法使氢气和氧气液化为液态，体积大大减小，便于贮存，装机的容量增加；
（2）第一燃料不同，液氢的热值最大，能获得更多的能量；第二燃烧程度不同，在空气中燃烧，燃烧不充分，在太空，没有空气，所以携带液氧做为氧化剂，解决了燃烧的问题，燃烧的程度也大大提高；第三，把燃气密封起来，通过喷口向外喷出，能量转化的效率提高了很多．
故答案为：（1）主要是因为液化后便于贮存且装机容量更大．
（2）一是自带氧化剂，可以不受大气限制，二是燃料是热值最大的氢，氧是纯的，具有极大的能量和更彻底的燃烧优势，三是将燃气用燃烧室密封起来可以克服空气发动机这方面的缺点，因此火箭的活动范围大为拓展，工作效率也有了很大的提高．
20.【答案】答：内燃机工作时需要将燃料在汽缸内燃烧，把燃料的内能转化为月球车的机械能，因为月球上没有空气，在月球上内燃机无法正常工作，所以月球车不用内燃机来驱动．
四、实验探究题
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21.【答案】（1）压缩冲程，两个气门都关闭，活塞向上运动；如下图所示．
（2）做功
（3）
（4）废气带走的热量
五、综合题
22.【答案】（1）机械
（2）静止
（3）水火箭的水平飞行距离与装水量是否有关
23.【答案】（1）变小；小汽车外型是流线型，当汽车高速行驶时，车身上方空气流速大，压强小，小汽车受到了一个向上的升力，减小了小汽车对地面的压力
（2）乙；10
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