2026届中考物理一轮复习 热学:热机及效率 知识点专练
【知识点1】热机
1、对如图所示实验的物理过程分析错误的是( )
A.酒精灯中的酒精用掉一半后,剩余酒精的热值、比热容、密度均不变
B.试管中的水温度升高,内能增大的途径是通过热传递
C.此实验的原理等效内燃机压缩冲程,此时机械能转化为内能
D.试管口的“白气”,是水蒸气液化形成的
2、如图a为航母上简化的蒸汽弹射装置,能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度,如图b为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断不正确的是( )
A.汽油用掉一半之后,汽油的热值变成原来的一半
B.汽油机的压缩冲程是机械能转化为内能
C.从能量转化角度讲,蒸汽弹射装置工作时与图丙所示的原理相似
D.图a中汽缸内的蒸气体积膨胀,从而推动活塞使舰载机获得牵引力
3、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物吸入汽缸
C.汽油机和柴油机在做功冲程中,都是把内能转化为机械能
D.汽油机在压缩冲程燃气推动活塞运动,其他冲程活塞都是靠惯性运动的
4、如图甲所示,两个铅柱没有被重物拉开,说明铅柱的分子之间存在 ;如图乙所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一团硝化棉,把活塞迅速压下去,发现棉花燃烧起来,其说明 可以改变物体的内能,此过程与热机的 冲程类似,它的效率 (选填“可能”或“不能”)达到100%。
5、图a电流表其示数为 ,图b是 冲程,若其工作时飞轮转速为3000r/min,则该汽油机每秒钟对外做功 次。
6、人造地球卫星从远地点向近地点运动的过程中, 转化为 ,流星在大气中拖着长尾巴是 能转化为 。
7、小蒋同学家购买了一辆自主品牌轿车,汽车应用了许多物理知识。请你运用所学的物理知识解答下列问题:
(1)汽油机是汽车的“心脏”,汽油机是将燃料的 能转化为内能,再通过做功转化为 能。
(2)小轿车前方的挡风玻璃是倾斜的,目的是为了使车内物体所成的 像(填“实”或“虚”)位于玻璃的上方,不妨碍司机视线。
(3)汽车发动机是用水作冷却剂的,这是利用了水的 大的性质;当汽车匀速上坡时,重力势能 ,机械能 。(填“增大”、“减小”或“不变”)
(4)开车上坡前,需要加大油门,以提高汽车的速度,增大车的 (填“惯性”和“动能”)。
【知识点2】四冲程内燃机的工作过程
1、如图所示,用酒精灯对试管加热,等水沸腾后,可以看到蒸汽把软木塞顶跑。下列说法正确的是( )
A. 用酒精灯加热试管,水内能的增加是通过做功的方式实现的
B. 蒸气把软木塞顶跑的过程,实现了内能向机械能的转化
C. 蒸气把软木塞顶跑的过程,相当于汽油机的排气冲程
D. 试管口出现的白雾是水汽化后形成的水蒸气
2、古代的人们曾发明一种活塞式点火器,如图所示。以牛角作套筒,木质推杆前端粘附艾绒。取火时,一手握住套筒,另一手猛推推杆,艾绒即燃。下列事例与猛推推杆入筒的过程中,能量转化情况不同的是( )
A. 内燃机的做功冲程
B. 内燃机的压缩冲程
C. 钻木取火
D. 流星雨的形成
3、关于热机,下列说法正确的是( )
A. 蒸汽机不属于热机
B. 柴油机的效率能达到100%
C. 汽油机会散发出汽油味属于扩散现象
D. 内燃机压缩冲程将内能转化为机械能
4、家用燃油汽车的发动机主要是汽油机,下列说法正确的是( )
A. 汽油机的效率能达到100%
B. 汽油机燃烧汽油会造成环境污染
C. 汽油机的一个工作循环中,对外做功4次
D. 汽油机在吸气冲程中只吸入汽油
5、2023年4月8日中国人民解放军东部战区展开环台岛战备警巡和“联合利剑”演习,如图所示海军驱护舰的动力是由柴油机提供的,下列说法正确的是( )
A.以驱护舰为参照物,货物是运动的
B.驱护舰受到的浮力和停在甲板上的直升机对驱护舰的压力是一对平衡力
C.柴油机效率高,是因为柴油的热值大
D.柴油机是利用内能做功的机器
6、四冲程汽油机工作时,将内能转化为机械能的冲程是( )
A. 吸气冲程
B. 压缩冲程
C. 做功冲程
D. 排气冲程
7、如图所示为常用四冲程汽油发动机的某个冲程示意图,下列说法正确的是( )
A.如图所示冲程为汽油机的做功冲程
B.如图所示冲程中燃气对外做功内能增大
C.如图所示冲程是机械能转化为内能
D.汽油机轻便且工作效率可达
8、下列说法中不正确的是( )
A.汽油机采用“点燃式”方式点火
B.用水作汽车冷却剂是利用了水的比热容大的特点
C.“破镜不能重圆”说明分子间斥力太大了
D.汽油机的压缩冲程是靠飞轮惯性完成的
9、2024年5月,中国“嫦娥六号”任务搭载四个国际载荷成功发射升空。火箭发射时,燃料燃烧获得的能量使其加速升空,与该过程能量转化形式相同的是( )
A. 热机做功冲程
B. 钻木取火过程
C. 水力发电过程
D. 物体上抛过程
10、如图所示是单缸四冲程汽油机的______冲程,汽油机工作时,需要用水为其降温,这是利用水的______大的特点。若水,温度升高,水吸收的热量为______J。[]
11、近两年政府推出了“汽车下乡”、“小排气量购置税减半”等政策,极大的促进了汽车行业的发展,随着人民生活水平的不断提高,汽车已经走进我们的家庭,小明的爸爸最近也购买了一辆轿车。小明利用所学的物理知识对汽车进行了一系列探索与研究:
(1)汽车发动机一般是柴油机或汽油机,完全燃烧0.1kg的汽油能够获得 J的能量,假如油箱中原来有40kg汽油,当用掉20kg汽油后,汽油的热值是 J/kg(汽油的热值为4.6×107J/kg);
(2)汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热,主要是利用了水的 较大的特点;
(3)如图是汽车四冲程汽油机工作状态示意图,该冲程为 冲程,将 能转化为 能。
12、已知汽油的热值是,400g汽油完全燃烧可放出热量 J;如图所示,是某单缸四冲程汽油机的 冲程,该冲程中将机械能转化为 能。
13、某单缸汽油机的某一个工作冲程如图所示,为 冲程。它完全燃烧0.1kg汽油可释放的能量为 J,若这些能量中的42%被质量为10kg、初温为20℃的水吸收,水的温度将升到 ℃。[q汽油=4.6×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg ℃)]
14、科学家在四冲程发动机的基础上发明了“大冲程引擎”发动机。这种引擎在完成四冲程工作后,会把水注入汽缸,使水瞬间变成水蒸气,从而带动活塞运动,产生第五冲程,为汽车提供动动力,第六冲程让水蒸气排放到冷凝器,变成可再次注入汽缸的水。“六冲程引擎”发动机的优点是环保、效率高,“六冲程引擎”发动机比传统四冲程发动机效率可提高40%,在一定程度上能够缓解如今由于能源供应短缺而导致的能源危机。
(1)汽油机在做功冲程里,高温、高压的燃气推动活塞向下运动,对外做功,同时将内能转化为 能;
(2)若汽车发动机以恒定功率输出,在爬坡的时候减慢车速,目的是 ;
(3)一台单缸四冲程汽油机的曲轴转速是1200r/min,若每次做功为500J,则汽油机的功率为 W;
(4)“六冲程引擎”发动机第五冲程相当于四冲程汽油机的 冲程;如果这种单缸六冲程内燃机飞轮转速是1800r/min,则该汽油机每秒钟对外做功 次。
15、(2023·江门蓬江区模拟)如图所示,图甲是汽油机的________冲程,与它改变内能方式相同的是图________所示的演示实验;行驶时汽油机的飞轮的转数可以达到3 600 r/min,则每秒做功的次数为________。2026届中考物理一轮复习 热学:热机及效率 知识点专练(参考答案)
【知识点1】热机
1、对如图所示实验的物理过程分析错误的是( )
A.酒精灯中的酒精用掉一半后,剩余酒精的热值、比热容、密度均不变
B.试管中的水温度升高,内能增大的途径是通过热传递
C.此实验的原理等效内燃机压缩冲程,此时机械能转化为内能
D.试管口的“白气”,是水蒸气液化形成的
【答案】C
【解析】热值是燃料的一种特性,密度、比热容都是物质的特性,都与物质的质量、体积无关,所以,酒精灯中酒精用掉一半后,剩余酒精的热值、比热容、密度均不变,A正确,不符合题意;图中试管中水温度升高,是因酒精灯对试管加热,内能增大的途径是通过热传递,B正确,不符合题意;此实验的原理是将内能转化为机械能,等效内燃机做功冲程,内能转化为机械能,C错误,符合题意;试管口的“白气”,是水蒸气遇冷液化形成的小水滴,D正确,不符合题意。
2、如图a为航母上简化的蒸汽弹射装置,能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度,如图b为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断不正确的是( )
A.汽油用掉一半之后,汽油的热值变成原来的一半
B.汽油机的压缩冲程是机械能转化为内能
C.从能量转化角度讲,蒸汽弹射装置工作时与图丙所示的原理相似
D.图a中汽缸内的蒸气体积膨胀,从而推动活塞使舰载机获得牵引力
【答案】A
【解析】热值是物体的特性之一,汽油用掉一半之后,汽油的热值不变,A错误,符合题意;汽油机的压缩冲程是机械能转化为内能,汽缸内气体的温度升高,B正确,不符合题意;从能量转化角度讲,蒸汽弹射装置工作时与图丙所示的原理相似,都将内能转化为机械能,C正确,不符合题意;图a中汽缸内的蒸气体积膨胀,从而推动活塞,将内能转化为机械能,使舰载机获得牵引力,D正确,不符合题意。
3、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物吸入汽缸
C.汽油机和柴油机在做功冲程中,都是把内能转化为机械能
D.汽油机在压缩冲程燃气推动活塞运动,其他冲程活塞都是靠惯性运动的
【答案】C
【解析】柴油机是压燃式,汽油机是点燃式,柴油机顶部有喷油嘴,汽油机顶部有火花塞,A错误;柴油机有喷油嘴,在吸气冲程中,只将空气吸入汽缸,汽油机吸入的是混合气体,B错误;汽油机和柴油机在做功冲程中,高温、高压的气体推动活塞对外做功,都是把内能转化为机械能,C正确;汽油机只有做功冲程对外做功,在做功冲程中燃气推动活塞运动对外做功,其他冲程活塞都是靠惯性运动的,D错误。
4、如图甲所示,两个铅柱没有被重物拉开,说明铅柱的分子之间存在 ;如图乙所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一团硝化棉,把活塞迅速压下去,发现棉花燃烧起来,其说明 可以改变物体的内能,此过程与热机的 冲程类似,它的效率 (选填“可能”或“不能”)达到100%。
【答案】引力 做功 压缩 不能
【解析】分子之间存在相互作用的引力和斥力,两个底面削平的铅柱紧压在一起,由于分子之间存在相互作用的引力,所以没有被重物拉开。把活塞迅速压下去,活塞对空气做功,空气的内能增大,温度升高,当空气的温度达到硝化棉的着火点,硝化棉就会燃烧,该现象说明了对物体做功,物体的内能增加,即做功可以改变物体的内能。此过程机械能转化为内能,四冲程汽油机的压缩冲程,是机械能转化为内能的过程,做功冲程是内能转化为机械能。由于存在热损失,所以效率不可能达到100%。
5、图a电流表其示数为 ,图b是 冲程,若其工作时飞轮转速为3000r/min,则该汽油机每秒钟对外做功 次。
【答案】0.3 做功 25
【解析】由图a可知,电流表的量程为0~0.6A,此时电流表的示数为0.3A。由图b可知,进气门和出气门关闭,活塞向下运动,所以此时为做功冲程。飞轮的转速是3000r/min,即50r/s,因为飞轮转动一圈完成两个冲程,所以1s可以完成100个冲程,完成四个冲程,对外做功一次,所以1s可以做功25次。
6、人造地球卫星从远地点向近地点运动的过程中, 转化为 ,流星在大气中拖着长尾巴是 能转化为 。
【答案】重力势能 动能 机械 内能
【解析】人造地球卫星从远地点向近地点运动的过程中,卫星的质量不变,高度变小,重力势能变小,速度变大,动能变大,是重力势能转化为动能。流星在大气中拖着长尾巴是克服摩擦做功,将机械能转化为内能。
7、小蒋同学家购买了一辆自主品牌轿车,汽车应用了许多物理知识。请你运用所学的物理知识解答下列问题:
(1)汽油机是汽车的“心脏”,汽油机是将燃料的 能转化为内能,再通过做功转化为 能。
(2)小轿车前方的挡风玻璃是倾斜的,目的是为了使车内物体所成的 像(填“实”或“虚”)位于玻璃的上方,不妨碍司机视线。
(3)汽车发动机是用水作冷却剂的,这是利用了水的 大的性质;当汽车匀速上坡时,重力势能 ,机械能 。(填“增大”、“减小”或“不变”)
(4)开车上坡前,需要加大油门,以提高汽车的速度,增大车的 (填“惯性”和“动能”)。
【答案】化学 机械 虚 比热容 增大 增大 动能
【解析】(1)燃料燃烧将储存的化学能转化为内能。汽油机做功冲程将内能转化为机械能。(2)挡风玻璃相当于平面镜,根据平面镜成像的特点可知,平面镜成正立等大的虚像。(3) 因为水的比热容大,和同样质量的其他物质相比,升高相同的温度,水从发动机吸热更多。重力势能的大小与质量、高度有关,匀速上坡,质量不变,高度变大,重力势能变大。机械能为动能、势能之和,匀速上坡,重力势能变大;动能的大小与质量、速度有关,匀速上坡时,质量和速度都不变,动能不变,机械能增大。(4)需要加大油门,以提高汽车的速度,车的质量不变,可增大车的动能。惯性只与质量有关,加大速度,惯性大小不变。
【知识点2】四冲程内燃机的工作过程
1、如图所示,用酒精灯对试管加热,等水沸腾后,可以看到蒸汽把软木塞顶跑。下列说法正确的是( )
A. 用酒精灯加热试管,水内能的增加是通过做功的方式实现的
B. 蒸气把软木塞顶跑的过程,实现了内能向机械能的转化
C. 蒸气把软木塞顶跑的过程,相当于汽油机的排气冲程
D. 试管口出现的白雾是水汽化后形成的水蒸气
【答案】B
【解析】加热水的过程中,酒精灯火焰的温度较高,水温较低,热量从火焰转移到水,通过热传递的方式,使水的内能增加,故A错误;
蒸气把软木塞顶跑的过程,水蒸气的内能转化为软木塞的机械能,在汽油机的做功冲程中,内能转化为机械能,故B正确,C错误;
水蒸气把软木塞向上顶跑时,水蒸气的内能减少,温度降低,液化为小水滴,在试管口形成“白雾”,故D错误。
故选B。
2、古代的人们曾发明一种活塞式点火器,如图所示。以牛角作套筒,木质推杆前端粘附艾绒。取火时,一手握住套筒,另一手猛推推杆,艾绒即燃。下列事例与猛推推杆入筒的过程中,能量转化情况不同的是( )
A. 内燃机的做功冲程
B. 内燃机的压缩冲程
C. 钻木取火
D. 流星雨的形成
【答案】A
【解析】在猛推推杆入筒的过程中,推杆对艾绒做了功,使得艾绒的温度升高,内能增加,从而达到燃点并燃烧,这个过程是将机械能转化为内能。
内燃机的做功冲程中,高温高压的燃气推动活塞向下运动,带动曲轴转动,对外做功。这个过程是将内能转化为机械能,与题目中的能量转化情况不同,故A符合题意。
内燃机的压缩冲程中,是将机械能转化为内能,故B不符合题意。
钻木取火是通过摩擦做功,使得木头的内能增加,温度升高,达到燃点并燃烧。这个过程同样是将机械能转化为内能,与题目中的能量转化情况相同,故C不符合题意。
流星雨的形成是流星体进入地球大气层时,与大气层发生摩擦,使得流星体的内能增加,温度升高,甚至燃烧起来。这个过程也是将机械能转化为内能,与题目中的能量转化情况相同,故D不符合题意。
3、关于热机,下列说法正确的是( )
A. 蒸汽机不属于热机
B. 柴油机的效率能达到100%
C. 汽油机会散发出汽油味属于扩散现象
D. 内燃机压缩冲程将内能转化为机械能
【答案】C
【解析】蒸汽机属于热机中的一种,故A错误;
柴油机在工作的过程中不可避免的要做额外功,所以柴油机的效率不能达到100%,故B错误;
由于构成物质的分子在不停地做无规则运动,汽油分子会运动到空气中,这是扩散现象,所以能闻到汽油味,故C正确;
内燃机在压缩冲程中将机械能转化为内能,故D错误。
故选C。
4、家用燃油汽车的发动机主要是汽油机,下列说法正确的是( )
A. 汽油机的效率能达到100%
B. 汽油机燃烧汽油会造成环境污染
C. 汽油机的一个工作循环中,对外做功4次
D. 汽油机在吸气冲程中只吸入汽油
【答案】B
【解析】由于摩擦等因素的存在,汽油机的效率不可能达到100%,故A错误;
汽油机燃烧汽油时排放的尾气含有有害气体,会造成环境污染,故B正确;
汽油机的一个工作循环中包含四个冲程,只有做功冲程对外做功1次,故C错误;
油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物,故D错误。
故选B。
5、2023年4月8日中国人民解放军东部战区展开环台岛战备警巡和“联合利剑”演习,如图所示海军驱护舰的动力是由柴油机提供的,下列说法正确的是( )
A.以驱护舰为参照物,货物是运动的
B.驱护舰受到的浮力和停在甲板上的直升机对驱护舰的压力是一对平衡力
C.柴油机效率高,是因为柴油的热值大
D.柴油机是利用内能做功的机器
【答案】D
【解析】以驱护舰为参照物,货物和驱护舰之间的位置没有发生变化,货物是静止的,A错误;驱护舰受到的浮力等于驱护舰及其上面所有物体的总重力,甲板上的直升机对驱护舰的压力等于直升机的重力,这两个力大小不相等,所以不是一对平衡力,B错误;柴油机的效率高,是因为柴油机在压缩冲程中,压缩的程度比较大,燃料燃烧较充分,转化成的有用功更多,而不是因为柴油的热值大,C错误;柴油机工作时通过燃料的燃烧得到内能,再通过高温燃气对活塞做功,把内能转化为机械能,是利用内能做功的机器,D正确。
6、四冲程汽油机工作时,将内能转化为机械能的冲程是( )
A. 吸气冲程
B. 压缩冲程
C. 做功冲程
D. 排气冲程
【答案】C
【解析】热机的四个冲程中,压缩冲程和做功冲程有明显的能量转化,压缩冲程将机械能转化成内能,做功冲程将内能转化成机械能,故C符合题意。ABD不符合题意。
7、如图所示为常用四冲程汽油发动机的某个冲程示意图,下列说法正确的是( )
A.如图所示冲程为汽油机的做功冲程
B.如图所示冲程中燃气对外做功内能增大
C.如图所示冲程是机械能转化为内能
D.汽油机轻便且工作效率可达
【答案】A
【解析】由图可知,进气门和排气门都关闭,火花塞点火,燃气推动活塞向下运动,汽油机处于做功冲程,在这个过程中,燃气对活塞做功,将内能转化为机械能,燃气的内能减小,温度降低,A正确,B、C错误;热机在工作过程中总是存在能量的损耗,所以热机效率永远小于,D错误。
8、下列说法中不正确的是( )
A.汽油机采用“点燃式”方式点火
B.用水作汽车冷却剂是利用了水的比热容大的特点
C.“破镜不能重圆”说明分子间斥力太大了
D.汽油机的压缩冲程是靠飞轮惯性完成的
【答案】C
【解析】汽油机的顶部有火花塞,在压缩冲程结束时,火花塞打火,引燃汽油和空气的混合物,所以汽油机是采用“点燃式”方式点火,A正确,不符合题意;用水作汽车冷却剂是利用了水的比热容大的特点,根据Q吸=cmt可知,在质量和升高的温度相同时,能够吸收较多的热量,B正确,不符合题意;由于镜子破裂处分子间距离较大,大于分子直径的10倍,分子间的作用力就十分微弱,可以认为没有作用力,所以“破镜不能重圆”,C错误,符合题意;汽油机的四个冲程中做功冲程是靠燃气推动活塞运动,其他三个冲程都是靠飞轮惯性完成的,D正确,不符合题意。
9、2024年5月,中国“嫦娥六号”任务搭载四个国际载荷成功发射升空。火箭发射时,燃料燃烧获得的能量使其加速升空,与该过程能量转化形式相同的是( )
A. 热机做功冲程
B. 钻木取火过程
C. 水力发电过程
D. 物体上抛过程
【答案】A
【解析】火箭发射时,燃料燃烧获得的能量使其加速升空,该过程为内能转化成机械能。
热机做功冲程中内能转化成机械能,故A符合题意;
钻木取火过程机械能转化成内能,故B不符合题意;
水力发电过程为机械能转化成电能,故C不符合题意;
物体上抛过程中克服重力做功,机械能转化成内能,故D不符合题意。
10、如图所示是单缸四冲程汽油机的______冲程,汽油机工作时,需要用水为其降温,这是利用水的______大的特点。若水,温度升高,水吸收的热量为______J。[]
【答案】压缩 比热容 8.4×103
【解析】由图可知,汽油机的两个气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程。
汽油机工作时,温度非常高,需利用水的比热容较大的特点给汽油机降温,效果较好。
水吸收的热量为
11、近两年政府推出了“汽车下乡”、“小排气量购置税减半”等政策,极大的促进了汽车行业的发展,随着人民生活水平的不断提高,汽车已经走进我们的家庭,小明的爸爸最近也购买了一辆轿车。小明利用所学的物理知识对汽车进行了一系列探索与研究:
(1)汽车发动机一般是柴油机或汽油机,完全燃烧0.1kg的汽油能够获得 J的能量,假如油箱中原来有40kg汽油,当用掉20kg汽油后,汽油的热值是 J/kg(汽油的热值为4.6×107J/kg);
(2)汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热,主要是利用了水的 较大的特点;
(3)如图是汽车四冲程汽油机工作状态示意图,该冲程为 冲程,将 能转化为 能。
【答案】4.6×106 4.6×107 比热容 压缩 机械 内
【解析】(1)由题意可知,汽油的热值为4.6×107J/kg,根据热值公式可知,完全燃烧0.1kg的汽油能够获得的能量为,完全燃烧0.1kg的汽油能够获得的能量为4.6×106J。热值是燃料的特性,同种燃料的热值相同,假如油箱中原来有40kg汽油,当用掉20kg汽油后,只剩下20kg汽油,汽油质量变小了,但它还是汽油,种类不变,则热值不变,还是4.6×107J/kg。
(2)汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热,是因为相同质量的水和其他液体,在升高的温度相同时,水能吸收更多热量,主要是利用了水的比热容较大的特点。
(3)从图中可以看到,该汽油机进气孔和出气孔处于关闭状态,活塞向上移动,这为压缩冲程,压缩冲程的能量转化为机械能转化为内能。
12、已知汽油的热值是,400g汽油完全燃烧可放出热量 J;如图所示,是某单缸四冲程汽油机的 冲程,该冲程中将机械能转化为 能。
【答案】1.84×107 压缩 内
【解析】400g汽油完全燃烧可放出热量。如图,进气门和排气门都是关闭的,活塞向上运动,为压缩冲程,该冲程中机械能转化为内能。
13、某单缸汽油机的某一个工作冲程如图所示,为 冲程。它完全燃烧0.1kg汽油可释放的能量为 J,若这些能量中的42%被质量为10kg、初温为20℃的水吸收,水的温度将升到 ℃。[q汽油=4.6×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg ℃)]
【答案】压缩 4.6×106 66
【解析】图中汽油机的两气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程。
完全燃烧0.1kg汽油放出的热量
根据题意可知,水吸收的热量
由可知,水升高的温度
水的末温为
14、科学家在四冲程发动机的基础上发明了“大冲程引擎”发动机。这种引擎在完成四冲程工作后,会把水注入汽缸,使水瞬间变成水蒸气,从而带动活塞运动,产生第五冲程,为汽车提供动动力,第六冲程让水蒸气排放到冷凝器,变成可再次注入汽缸的水。“六冲程引擎”发动机的优点是环保、效率高,“六冲程引擎”发动机比传统四冲程发动机效率可提高40%,在一定程度上能够缓解如今由于能源供应短缺而导致的能源危机。
(1)汽油机在做功冲程里,高温、高压的燃气推动活塞向下运动,对外做功,同时将内能转化为 能;
(2)若汽车发动机以恒定功率输出,在爬坡的时候减慢车速,目的是 ;
(3)一台单缸四冲程汽油机的曲轴转速是1200r/min,若每次做功为500J,则汽油机的功率为 W;
(4)“六冲程引擎”发动机第五冲程相当于四冲程汽油机的 冲程;如果这种单缸六冲程内燃机飞轮转速是1800r/min,则该汽油机每秒钟对外做功 次。
【答案】机械 增大牵引力 5000 做功 20
【解析】(1)汽油机在做功冲程中,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的燃气,高温高压气体推动活塞向下运动,对外做功,将内能转化为机械能。
(2)由功率公式可知,功率一定时,降低速度是为了增大牵引力。
(3)一台单缸四冲程汽油机正常工作时的转速为1200r/min=20r/s
因为汽油机的一个工作循环中飞轮转2圈,对外做功一次,所以,汽油机1s可以做功的次数
1s内汽油机做的功W=500J×10=5000J
则该汽油机的功率
(4)六冲程引擎中的第五冲程,是水变为水蒸气推动活塞做功,从而为汽车提供动力,所以相当于四冲程内燃机的做功冲程。
单缸六冲程内燃机飞轮转速1800r/min=30r/s,由题可知,完成一个工作循环飞轮转3r,对外做功2次,所以飞轮转速是1800r/min时,该汽油机每秒对外做功20次。
15、(2023·江门蓬江区模拟)如图所示,图甲是汽油机的________冲程,与它改变内能方式相同的是图________所示的演示实验;行驶时汽油机的飞轮的转数可以达到3 600 r/min,则每秒做功的次数为________。
【答案】做功 丙 30
【解析】图甲中,两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程,此冲程将内能转化为机械能;图乙是用力将活塞压下,活塞对空气做功,空气的内能增大,温度升高,达到了棉花的着火点,棉花就会燃烧。是通过对物体做功来增大物体内能的,即是将机械能转化为内能的过程;图丙对试管中的水加热,加快水的汽化,使试管中水的内能增大,体积膨胀,对外做功,使塞子飞出去,内能转化为塞子的机械能,与做功冲程原理相同。飞轮转速是3 600 r/min=60 r/s,表示每秒飞轮转动60圈,要经过120个冲程,对外做功30次。