《13.3 内燃机》练习
一、单选题(本大题共8小题,共24分)
有关四冲程内燃机的叙述中,不正确的是( )
A. 工作中只有做功冲程把内能转化为机械能
B. 吸气冲程,压缩冲程,排气冲程都是靠飞轮惯性来完成的
C. 工作中压缩冲程是把内能转化为机械能
D. 每一个工作循环,燃气只做功一次,曲轴转动2周,活塞往返2次
如图表示四冲程内燃机工作时的示意图,用于机械能转化为内能的是( )
A. B. C. D.
如图是我国自主研发的武装直升机在起飞时的情景,关于此直升机,下列说法中正确的是( )
A. 为了提高此直升机的抗打能力,制造时选用了密度很大的材料
B. 飞机水平前进时,螺旋桨受到的升力对飞机做功
C. 飞机的汽油机工作时,做功冲程是将机械能转化内能
D. 飞机竖直匀速上升时,飞机驾驶员的机械能增加
如图是四冲程汽油机做功冲程的示意图。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,关于汽缸内气体说法错误的是( )
A. 内能减小 B. 温度降低
C. 密度减小 D. 分子热运动加快
关于热机,下列说法正确的是( )
A. 吸气冲程中,汽油机和柴油机吸入的都是空气
B. 做功冲程是把机械能转化为内能
C. 柴油机有喷油嘴而没有火花塞
D. 做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的
用铝壶在天然气灶上烧水的过程中,下列说法正确的是( )
A. 铝的比热容比水小,铝吸热能力比水强
B. 是通过做功的方式改变水的内能
C. 水的温度越高,水分子运动越剧烈
D. 天然气燃烧越充分,热值越大
关于内能,有以下四个观点,你认为正确的是( )
①热机在做功冲程中内能转化为机械能
②物体温度越低,内能越小,所以0℃的物体没有内能
③两物体相互接触时,热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
④改变物体内能的方法有很多,但本质上只有做功和热传递两种方式
A. B. C. D.
关于热和能,正确的说法是( )
A. 热传递过程中,内能大的物体放出热量
B. 热机做功冲程中,内能转化为机械能
C. 物体内能减少,温度一定降低
D. 燃料的热值越大,燃烧时放出的热量越多
二、填空题(本大题共5小题,共10分)
汽油机的压缩冲程中,汽缸内汽油和空气的混合物的压强______,温度______,内能______。
如图所示是汽油机的______冲程,完全燃烧0.1kg的汽油,放出的热量为______J.【q油=4.62×107J/kg】
如图为汽油机工作时各冲程的示意图,其中压缩冲程是______,此冲程把______?能转化为______?能;做功冲程是:______,______能转化为______?能。______图靠飞轮的惯性来完成运转。
在四冲程汽油机工作过程中,实现机械能转化为内能的是______冲程,汽油机产生2.3×107J的热量需要完全燃烧______kg的汽油(汽油的热值为4.6×107J/kg)
某台汽油机飞轮的转速为1800r/min,在1s内,汽油机完成了______个工作循环。如果汽油机在一段时间内消耗了500g汽油,若这些汽油完全燃烧,可放出热量______J.(q汽油=4.6×107J/kg)
三、实验探究题(本大题共1小题,共6分)
阅读短文,回答问题。
???????????????????????????????????????????????????????????????? 汽油机
单缸四冲程汽油机工作原理:汽油机是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气,在吸气冲程中被吸入汽缸,混合气经压缩点火燃烧而产生内能,高温高压的气体作用于活塞顶部,推动活塞作往复直线运动,通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机一个工作循环在包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。
科学家在四冲程发动机的基础上发明了“六冲程引擎”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,为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器,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。
工程师还制造了四缸四冲程汽油机。制造时通过连杆把四个四冲程汽油机的活塞连在一根曲轴上如图所示。四缸四冲程汽油机分为两种:一种是同步汽油机,一种是异步汽油机。同步汽油机,四个汽缸在同一时间都是做的相同工作:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。异步汽油机,各汽缸的做功过程错开,在飞轮转动的每半周里,都有一个汽缸在做功,其他三个汽缸分别做吸气、压缩和排气工作。
Q195型汽油机的部分技术规格如下表所示
汽缸数 单缸排量 额定功率 转速 燃气气压
1 0.5×10-3m3 2400R/min 5×106Pa
其中,“额定功率”是指汽油机正常工作时对外所做机械功的功率;“单缸排量”是活塞从上止点到下止点所扫过的容积。“燃气气压”是指汽油机在做功冲程中燃气对活塞的平均压强。
(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)“六冲程引擎”,中第五冲程相当于四冲程热机的______。
(3)有关四缸四冲程同步汽油机和异步汽油机说法正确的是______
A.四缸四冲程同步汽油机,飞轮转动的每半周里,都有一个汽缸在做功
B.四缸四冲程异步汽油机,四个汽缸在同一时间都是做的相同工作
C.若每个汽缸做功功率相同,同步汽油机的平均功率大于异步汽油机平均功率
D.异步机各汽缸的做功冲程错开,机械能输出更平稳
(4)在做功冲程里,燃气对活塞所做的功可表示为W=pV,式中p表示燃气对活塞的平均压强,则单缸Q195型汽油机的额定功率______W(不考虑机械能的损失)。
四、综合题(本大题共2小题,共20分)
目前,在所有节能与新能源车型中,混合动车车型相对成熟,当前的混合动力汽车一般是指内燃机车发电机,再加上蓄电池的汽车。根据上述信息,回答问题:
(1)图2表示的是汽油机工作的______冲程。
(2)当爬坡或遇路况不好时,蓄电池开始工作来补充动力,蓄电池工作时的能量转化为______。
(3)我国玉兔号月球车已成功登上月球,为什么月球车是用电来驱动的,而不能用内燃机来驱动,其最主要的原因是______。
某以汽油为燃料的观光汽车沿该盘山公路(盘山公路近似处理为斜面)以36Km/h的速度匀速行驶,经过15min从山脚到达山顶;汽车上山时沿路面获得的牵引力恒为9.2×103N.该汽车的效率为30%,汽油热值q=4.6×107J/Kg,求:
(1)汽车上山时牵引力的功率为多大?
(2)汽车从山脚到山顶消耗了多少千克的汽油?
答案
1.C
2.A
3.D
4.D
5.C
6.C
7.C
8. B
9.增大;升高;增大
10.做功;4.62×106
11.D;机械;内;B;内;机械;ACD
12.压缩;0.5
13.15;2.3×l07
14.机械;做功冲程;D;5×104
15.做功;化学能转化为电能;月球上没有充足的氧气使内燃机内的燃料燃烧,内燃机无法工作
16.解:(1)已知v=36km/h=10m/s,
功率P=Fv=9.2×103N×10m/s=9.2×104W。
(2)t=15min=900s,
牵引力所做的功为:W=Pt=9.2×104W×900s=8.28×107J;
由题意知:W=ηQ=ηqm,即:
m===6kg。
答:(1)汽车上山时牵引力的功率为9.2×104W;
(2)汽车从山脚到山顶消耗了6千克的汽油。