沪科版物理九年级第十三章内能与热机 第三节 内燃机
同步练习
1.汽油机在吸气冲程吸入的是( )
A.空气 B.汽油 C.汽油和空气的混合气 D.柴油
2.下图是四冲程内燃机某个冲程的示意图。根出图中活塞和曲轴的位置、进气门和排气门的开闭情况,可以判断该冲程是( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
3.如图是四冲程汽油机的剖面图,它是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的,其中内能转化为机械能的是( )
4.如图是四冲程汽油机的工作示意图,下列说说法正确的是( )
A.这四个冲程的正确顺序是丁→甲→乙→丙 B.丙冲程存在着化学能转化为内能的过程
C.乙冲程使汽车获得动力 D.甲、乙、丙冲程是靠惯性完成的
5.如下图是单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图,下列四组关于这种内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序排列,正确的是( )
A.丙、丁、乙、甲 B.乙、丁、甲、丙
C.乙、甲、丁、丙 D.甲、丁、乙、丙
6.如图所示的甲、乙、丙、丁为内燃机的四冲程示意图,下列冲程排列的顺序中,符合内燃机工作过程的是( )
A.甲乙丙丁 B.丙丁甲乙 C.甲丙丁乙 D.乙丁甲丙
7.从能的转化角度看,在单缸四冲程内燃机的每个工作循环中,将机械能转化为内能的冲程是 冲程。
8.汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成,如图1所示是表示汽油机的 冲程;此冲程的能量转化情况是: ,汽车汽油机工作过程中,水箱中的水温度会升高,这是通过 的方式使水的内能增加。
9.内燃机完成一个工作循环具有 个冲程,内能转化为机械能是 冲程,机械能转化为内能的是 冲程。
10.如图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蒸汽弹射器的汽缸内充满高温高压的气体,在弹射飞机时,高温高压的气体推动活塞快速向外运动,内能转化为 能,相当于内燃机的 冲程。
11.汽油机在压缩冲程中,气体的温度升高,这是将活塞的 能转化为燃气的内能。为了不让汽油机在工作时温度升得太高,在设计制造时,汽缸外有一个水套,让汽缸被水包围着,这是通过 的方式减少汽缸内能。用水来冷却汽缸是因为水的 较大。
12.如图是内燃机的能流图,其中对(1)和(2)最恰当的表述是( )
A.(1)内能(2)机器散热
B.(1)内能(2)废气带走的能量
C.(1)化学能(2)机械损耗
D.(1)化学能(2)废气带走的能量
13.如图所示,对于图片中所描述的物理过程,下列分析中正确的是( )
A.图甲,在厚玻璃内的空气被压缩时,内能转化为机械能
B.图乙,瓶子内的气体推动塞子跳起时,瓶内出现白气,这是汽化现象
C.图丙,试管内的水蒸气推动塞子冲出时,水蒸气的内能减小
D.图丁,该汽油机正在进行的是吸气冲程
14.如图是四冲程汽油机的一个工作循环示意图,其中属于内能转化为机械能的冲程是( )
15.关于汽油机和柴油机的主要区别,说法错误的是( )
A.柴油机的汽缸顶部有喷油嘴,汽油机的顶部有火花塞
B.柴油机比汽油机笨重
C.在做功冲程中,柴油机的点火方式是点燃式,汽油机的点火方式是压燃式
D.柴油机吸入汽缸的是空气,汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物
16.下面的流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环。对图中甲、乙的叙述正确的是( )
A.甲是做功冲程 B.乙冲程中活塞向上运动
C.甲冲程中气体内能增加 D.乙冲程中两个气门同时打开
17.如图甲所示,用酒精灯加热试管中的水,当水沸腾一段时间以后,塞子被试管内的水蒸气推出。“塞子被试管内水蒸气推出”这一过程中把 能转化为 能。图 (选填“乙”、“丙”或“丁”)所示汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的。
18.一定质量的物体的内能,从微观角度看,取决于分子的 和动能,从宏观角度看不同物质的内能取决于物体的 和温度,四冲程汽油机在吸气冲程中,吸入气缸是 ,汽油机工作时需要靠飞轮的惯性来完成,且有能量转化的冲程是 冲程。
19.压缩空气储能是一项全新的储能技术,它将多余电能利用压缩机把空气压缩到密闭容器中,需要时,使压缩空气膨胀推动机器转动,又将内能转化成 能,这一过程类似于四冲程汽油机的 冲程。
20.如图是四冲程汽油机 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,汽缸内气体内能 (填:“减少”、“增加”或“不变”)。为了不让汽油机在工作时温度升得太高,在设计制造时,汽缸外有一个水套,让汽缸被水包围着,这是通过的 方式减少汽缸内能。用水来冷汽缸是因为水的 较大。
21.汽油机的一个工作循环由四个冲程组成,如图是 冲程,其中在压缩冲程中,气体的温度升高,这是通过 方式增加内能的。为了降低汽缸的温度,汽缸外有一个水箱,使汽缸被水包围着,这是通过 的方式减少汽缸内能的,用水来包围汽缸是因为水的 。
22.如图所示为生活中常用的热水瓶,其外壁采用的是双层玻璃,并将中间抽成真空,注入一定的热水后,立即盖上软木塞,软木塞会跳起来,这一过程中瓶内气体的 转化为软木塞的机械能,汽油机的 冲程也发生同样的能量转化,如果该汽油机是2缸内燃机,其飞轮转速均是2400r/min,该2缸汽油机每1秒钟对外做功 次。
23.下列部件中,摩托车没有的是( )
A.汽缸 B.排气门 C.活塞 D.喷油嘴
24.如图是单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图,下列四组关于这种内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序排列,正确的是( )
A.丁、甲、丙、乙 B.乙、丁、甲、丙
C.乙、甲、丁、丙 D.甲、乙、丙、丁
25.爆米花是将玉米放入铁锅内,边加热边翻动一段时间后,“砰”的一声变成了玉米花。内燃机的四个冲程与此原理相同的是( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
26.四冲程汽油机(柴油机)依靠飞轮惯性使活塞向上运动完成的冲程是( )
A.一,四冲程 B.二,三冲程 C.三,四冲程 D.二,四冲程
27.公路上有一辆小汽车和一台拖拉机,经检查都发生了故障并且都是因为电池坏了无法发动,而且没有备用电池,有人建议:只要把它们推动以后( )
A.小汽车和拖拉机都能发动 B.只有小汽车可以发动
C.只有拖拉机可以发动 D.小汽车和拖拉机都不能发动
28.如图所示装置,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,会看到 。此过程中的能量转化情况与四冲程汽油机的 冲程相同。如果一台四冲程汽油机的飞轮转速是3000r/min,则这台汽油机每秒钟燃气对外做功 次。
29.如图所示,某单缸四冲程汽油机正处于 冲程,此冲程将 能转化为 能,若正常工作时的转速为1800r/min,该汽油机每秒共经历了 个冲程。
30.在汽油机的四个冲程中,如右图所示汽油机正在进行的是 冲程。该冲程的能量转化: 能转化为机械能。一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min,则汽油机每秒对外做功 。
31.图为四冲程汽油机工作过程中的某冲程示意图,该冲程为 冲程,该汽油机飞轮的转速为2400r/min,则在1s内,对外做功的次数是 次。
32.在如图所示的四幅图中,甲、乙是两个演示实验示意图,与压缩冲程原理相同的是 图所示的演示实验;丙、丁是四冲程汽油机关工作工程中的两个冲程示意图,汽油机利用内能来做功的冲程是 。
33.热机是把化学能转为机械能的机器。在一个四冲程工作循环中,曲轴转动 周,燃气对活塞做功1次。在内燃机工作的四个冲程中,只有 冲程对外做功,其他三个辅助冲程要靠飞轮的惯性来完成。
34.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。
35.单缸四冲程内燃机的飞轮的转速是每分钟转3600转。
(1)每秒对外做功多少次?
(2)1h能完成多少个冲程?
36.根据图中所示的两幅图,在下面的空格处填入相应的内容。
(1)图甲中两个压紧的铅块能吊起钩码,说明
(2)图乙中是汽油机工作时的 冲程,此冲程中汽缸内燃料混合物的 能转化为 能。
37.观察你周围的一些含有内燃机的设备,你可以发现它们之中有的是以柴油机作发动机,有的是以汽油机作发动机,请分别列举2种,并归纳各自的特点。
(1)以柴油机作发动机的机器有 、 ,特点是 。
(2)以汽油机作发动机的机器有 、 ,特点是 。
38.常见的内燃机有 和 两种。四冲程内燃机的一个工作循环是由 、 、 和 四个冲程组成的。除 冲程做功而外,其他冲程是靠飞轮的 来完成的。在一个工作循环中,曲轴转动 周,燃气对活塞做功 次。
39.随着生活水平的提高,汽车已经进入百姓家庭,它给我们的生活提供了便利,促进了社会经济的发展。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”。汽油机工作时做功冲程能量是如何转化的?
(2)给汽车加油,当靠近加油站时就闻到一股“汽油味”,这是什么现象?它说明了什么?
40.阅读短文,回答问题
空气的动力
空气动力是指空气与物体做相对运动时作用在物体上的力,简称气动力。当我们快速地松开鼓起来的气球时,气球会“嗖”的一下飞出去了,这时气球获得了气动力。我们再观察一个实验:如图甲所示,将一个针管的活塞推到底端,并通过一个胶管与一个吹了气的气球相连。用力挤压气球,发现活塞被顶起。这个实验说明空气作为动力对活塞做了功。
被压缩的气体压强变大,能对外做功。那么在生活中是否能将空气作为一种“能源”,变成一种推进物体前进的动力呢?经过长时间探索,人们已经成功制造出多种使用压缩空气为动力,推动叶片或者活塞运动的发动机,即叶片式、活塞式空气发动机。
图乙是某新型的以空气发动机为动力的汽车。它共有4个压缩空气缸,总容量为90L,可储存标准大气压下90m3的空气,其设计最高速度可达154km/h,平均每加一次气能行驶200km或10h.压缩空气动力汽车的充气方式有两种:一是使用车辆自带的空气压缩机,使用家庭电路作为电源,就可在4个小时内完成充气;二是到指定的加气站,可在短短3分钟内完成充气。由于空气发动机不直接使用燃料,因而具有体积小、结构简单、维修成本低、操控方便、“零”排放的优点。即使因为技术不成熟导致某些缺点,在科学界引起不小的争议,但这项技术仍然具有广阔的发展空间。
根根据上述材料,回答下列问题:
(1)压缩空气动力汽车与汽油机汽车相比优点是 。(说出一点即可)
(2)汽油机是利用 能做功的,图丙所示是四冲程汽油机的 冲程。
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
(3)分析上文,下面说法正确的是 (正确的选项多于一个)。
A.松开鼓起来的气球时,气球飞出去,这是因为物体间力的作用是相互的
B.空气动力汽车工作时将内能转化为机械能
C.以空气发动机为动力的汽车,靠气缸内空气燃烧产生能量
D.空气动力汽车工作时不会有能量的损失
(4)资料表明,空气发动机排出的尾气温度低于周围空气的温度,对于产生此现象的原因,请你提出一条合理的解释 。
沪科版物理九年级第十三章内能与热机 第三节 内燃机 同步练习
参考答案与试题解析
1.
【点评】熟悉每个冲程的特征是解题的关键。
3.
【分析】汽油机的四个冲程中只有两个冲程伴随有能量的转化。压缩冲程中活塞向上运动,汽油和空气的混合物被压缩,内能增大,温度升高,活塞运动的动能转化为混合气体的内能;做功冲程中,火花塞冒出电火花,将混合气体点燃,混合气体剧烈燃烧,产生高温高压的燃气,推动活塞运动,燃气的内能转化为活塞运动的动能。
【解答】解:
在压缩冲程末,火花塞冒出电火花,将混合气体点燃,混合气体剧烈燃烧,产生高温高压的燃气,推动活塞向下运动,对外做功,在这个过程中,燃气推动活塞做功,燃气的内能减少,温度降低,燃气的内能转化为活塞的机械能;所以,内能转化为机械能的是做功冲程。
A图为压缩冲程,B图为排气冲程,C为做功冲程,D为吸气冲程。
故选:C。
【点评】此题是结合内燃机的冲程图分析四个冲程的特点及能量转化问题。
4.
【分析】要解决此题首先要掌握内燃机的四个冲程:吸气、压缩、做功、排气冲程,同时需要掌握内燃机四冲程的特点。吸气冲程是活塞向下运动,进气门开,排气门关闭;压缩冲程是活塞向上运动,两个气门全关闭;做功冲程是两个气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动;排气冲程是活塞向上运动,进气门关闭,排气门开启。
【解答】解:
甲中的两个气阀都关闭,活塞向上运动,所以为压缩冲程,是机械能转化为内能,是第二冲程;
乙中的一个气阀打开,活塞向上运动,所以为排气冲程,是第四冲程;
丙中的两个气阀都关闭,活塞下运动,所以为做功冲程,是内能转化机械能,是第三冲程;
丁中的一个气阀打开,活塞向下运动,所以为吸气冲程,是第一冲程;
A、四个冲程的正确顺序是丁→甲→丙→乙,故A错误;
B、在丙冲程中,燃料燃烧时,化学能转化为内能,然后对外做功时内能又转化为机械能,故B正确;
C、乙冲程中没有能量的转化,不是使汽车获得动力的冲程,故C错误;
D、靠惯性完成的冲程是甲、乙、丁,故D错误。
故选:B。
【点评】此题主要考查了内燃机四个冲程的特点。要掌握通过气阀的关闭情况和活塞的运动情况来判断是哪一个冲程。
5.
【分析】内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。根据曲轴的转动方向判断活塞的运行方向,再根据气门的关闭情况就可以确定是哪一个冲程。
【解答】解:甲图中进气门开启,气体流入汽缸,是吸气冲程;
乙图中两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程;
丙图中排气门开启,气体流出汽缸,是排气冲程;
丁图中两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程;
所以四个冲程的正确排序是甲、丁、乙、丙;
故选:D。
【点评】此题考查了内燃机四个冲程的确定及四个冲程的排序。
6.
【分析】本题应抓住内燃机的一个工作循环由四个冲程组成:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,可根据气门和活塞情况判断是哪个冲程。
【解答】解:甲图:气门都关闭,活塞向下运行,气缸容积增大,是做功冲程。
乙图:进气门打开,活塞向下运行,气缸容积增大,是吸气冲程。
丙图:排气门打开,活塞向上运行,气缸容积减小,是排气冲程。
丁图:气门都关闭,活塞向上运行,气缸容积减小,是压缩冲程。
由此可见,内燃机的工作过程排序是:乙丁甲丙。
故选:D。
【点评】本题考查学生对热机冲程的掌握,熟悉每个冲程的特征是识别冲程的关键,该题难度不大,逐个确定每个冲程,然后进行正确排序。
7.
【分析】一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。在做功冲程中的能量转化是内能转化为机械能,在压缩冲程中的能量转化是转化机械能为内能。
【解答】解:
在内燃机的四个冲程中,压缩冲程中,活塞压缩气体做功,将机械能转化为内能。
故答案为:压缩。
【点评】此题考查了四个冲程中的能量转化情况,压缩冲程与做功冲程发生了能量的转化,转化情况正好相反。
8.
【分析】(1)根据气门的状态和活塞的运行方向确定冲程,同时还可参考火花塞的状态进行判断;
(2)改变内能的方式有两种:做功和热传递;内能从高温物体传向低温物体的现象叫热传递。
【解答】解:(1)由图可知,两个气阀都关闭,活塞向上运动,所以是压缩冲程,机械能转化为内能;
(2)汽油机的温度比水的温度高,所以内能会从汽油机传向水,这是通过热传递的方式改变水的内能;
故答案为:压缩;机械能转化为内能;热传递。
【点评】此题主要考查了汽油机的四个冲程的特点,改变物体内能的方式,属于基础知识。
9.
【分析】内燃机的一个工作循环由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程组成,其中将机械能转化为内能的是压缩冲程,将内能转化为机械能的是做功冲程。
【解答】解:内燃机的一个工作循环由四个冲程组成,分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,其中压缩冲程将机械能转化为内能,做功冲程将内能转化为机械能。
故答案为:四;做功;压缩。
【点评】本题主要考查对热机一个工作循环中各冲程情况的了解以及工作的实质。
10.
【分析】分析能量转化的规律时,首先分析出每一个过程中变大的能量和变小的能量,然后根据能量转化的规律:减小的能量转化为增大的能量来做出解答,即将内能转化为机械能;内燃机的做功冲程中,机械能转化为内能。
【解答】解:弹射器是利用蒸汽的内能对外做功,因此在此过程中,弹射器将蒸汽的内能转化为飞机的机械能,相当于内燃机的做功冲程;
故答案为:机械;做功。
【点评】此题是能量变化的基础题,解答时关键明确:做功的实质是能量的转化,物体对外做功是将内能转化为机械能,对物体做功是将机械能转化为内能。
11.
【分析】(1)压缩冲程即进气门和排气门都关闭,活塞由下向上运动,压缩空气做功,使气缸内气体内能增加温度升高;对于做功冲程,即气缸内的混合物被引燃,导致气缸内产生高温高压燃气,这些燃气推动活塞做功,使活塞由上向下运动;
(2)改变内能有两种方式:即做功和热传递;
(3)在自然界中水的比热容最大,这也是我们选用水作为作取暖或冷却物体的物质的根本原因。
【解答】解:
(1)在压缩冲程中,活塞由下向上压缩气缸内的空气,即对空气做功,机械能转化为内能,使得空气的内能增加,温度升高;
(2)为了避免汽油机在工作时温度升得太高,在设计制造时,汽缸外有一个水套,让汽缸被水包围着,即通过水吸收热量而使得气缸温度降低,这是通过热传递的方式改变内能的;
(3)在这里我们之所以选择用水作为冷却剂,源于水的比热容最大,即相同质量的水和其他的液体相比较时,若都是升高1℃时,水能吸收的热量最多,故用水冷却效果最好。
故答案为:机械;热传递;比热容。
【点评】本题主要考查学生对改变物体内能方法的了解和掌握,结合水的比热容特点联系生产生活进行应用。
12.
【分析】本题要明确①热机的能量转化:内能转化为机械能。②热机效率较低,很多内能散失掉了。
【解答】解:内燃机是把内能转化为机械能的机器,在热机的各种热损失中,废气带走的能量最多,故由图可知B正确;
故选:B。
【点评】本题主要考查了影响热机效率的因素,基础题。
13.
【分析】(1)根据温度与内能的关系和做功可以改变物体的内能角度分析解答问题。
(2)做功可以改变物体的内能,当外界对物体做功时,物体的内能增大,当物体对外界做功时,物体的内能就会减小。
(3)物体由气态变为液态的过程叫液化,液化放出热量。
(4)根据气门关闭情况和活塞运行情况判断是哪一个冲程。
【解答】解:A、图甲,厚玻璃内的空气被压缩时,活塞对空气做功,瓶内空气温度升高,机械能转化为内能;故A错误;
B、图乙,瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气对活塞做功,空气的内能减小,空气内水蒸气放出热量,发生液化,出现白气;故B错误;
C、图丙,试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气对塞子做功,水蒸气的内能减少,故C正确;
D、图丁,进气门和排气门关闭,汽缸内的气体推动活塞向下运动,是做功冲程,内能转化为机械能,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查热力学第一定律的应用,明确做功可以改变物体的内能,当温度不变,外界对物体做功时,物体的内能增大,当物体对外界做功时,物体的内能就会减小。
14.
【分析】(1)先判断各选项中冲程的名称:在内燃机的四个冲程中,进气门和排气门均关闭的只有压缩冲程和做功冲程,而在压缩冲程中活塞向上运动,做功冲程中活塞向下运动;一个气门打开,另一个气门关闭的是吸气冲程和排气冲程,而在吸气冲程中活塞向下运动,排气冲程中活塞向上运动;
(2)再确定各选项中冲程的能量转化:在做功冲程中,是把内能转化为机械能,在压缩冲程中是机械能转化为内能。
【解答】解:在内燃机的四个冲程(吸气、压缩、做功、排气)中,内能转化为机械能的是做功冲程:
A、一个气门打开,活塞向下运动,气缸容积增大,是吸气冲程,不符合题意;
B、一个气门打开,活塞向上运行,气缸容积减小,是排气冲程,不符合题意;
C、气门都关闭,活塞向上运行,气缸容积减小,是压缩冲程,不符合题意;
D、气门都关闭,火花塞喷出电火花,活塞向下运行,气缸容积增大,是做功冲程,符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查了内燃机的四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,以及压缩冲程的能量转化,是中考的热点内容。
15.
【分析】柴油机和汽油机的主要区别:
(1)汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合气体,在压缩冲程中,机械能转化为内能,内能增大,温度升高,汽油机气缸顶端有个火花塞,此时火花塞喷出电火花,点燃汽油,产生高温高压的燃气推动活塞做功。
(2)柴油机在吸气冲程中吸入空气,在压缩冲程中,机械能转化为内能,空气的内能增大;柴油机气缸顶端有个喷油嘴,此时喷油嘴喷出雾状的柴油,柴油遇到高温的空气,达到着火点而燃烧,点燃方式是压燃式。燃烧产生高温高压的燃气推动活塞做功。柴油机的压缩比例更大、温度更高、做功更多,效率更高。
【解答】解:
A、柴油机和汽油机的结构不同:柴油机的气缸上是喷油嘴,汽油机的顶部有火花塞,故A正确;
B、柴油机比汽油机笨重,效率高,故B正确;
C、在做功冲程,汽油机的点火方式叫点燃式,柴油机的点火方式叫压燃式,故C错误;
D、在吸气冲程,柴油机吸入气缸的只是空气,汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物,故D正确。
故选:C。
【点评】总结汽油机和柴油机的异同点:①相同点:四个冲程相同,能的转化相同;②不同点:①吸入的物质不同;②结构不同;③压强不同,效率不同;④点火方式不同。
16.
【分析】内燃机的一个工作循环包括四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,这四个冲程的顺序是一定的,不能改变;
其中的压缩冲程和做功冲程进行了两次重要的能量转化:压缩冲程是机械能转化为内能;做功冲程是内能转化为机械能。
【解答】解:
根据内燃机的工作过程可知,第二个(甲)冲程是压缩冲程,在此过程中两个气门同时关闭,活塞向上运动,压缩气缸内的气体,将机械能转化为内能,气缸内的气体温度升高,故A错误,C正确;
第三个(乙)冲程是做功冲程,在此过程中两个气门同时关闭,活塞向下运动,此时燃料燃烧生成的高温高压的燃气推动活塞对外做功,将内能转化为机械能,故BD错误。
故选:C。
【点评】此题要结合内燃机的四个冲程特点和冲程中的能量转化关系进行解答。
17.
【分析】物体对外做功,自身的内能减小,将内能转化为机械能,汽油机的做功冲程就是将内能转化为机械能的;
根据气门的打开和关闭情况,结合活塞的运动方向判断是哪一个冲程。
【解答】解:
当水沸腾一段时间后,塞子被试管内水蒸气推出,水蒸气对塞子做功,将水蒸气的内能转化为塞子的机械能;
图乙中进气门关闭,排气门打开,活塞由下向上运动,是排气冲程;
图丙中进气门、排气门关闭,活塞由下向上运动,是压缩冲程;
图丁中进气门、排气门关闭,活塞由上向下运动,是做功冲程,将内能转化为机械能。
故答案为:内;机械;丁。
【点评】此题主要考查的是学生对内能的改变和汽油机四个冲程能量转化的了解和掌握,基础性题目。
18.
【分析】(1)一切物体都具有内能,内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和;内能的大小和温度、质量、状态等因素有关;
(2)柴油机和汽油机吸入气缸的物质是不一样的,柴油机吸入气缸的只有空气,而汽油机吸入气缸的是空气和汽油的混合物;
内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,将机械能转化为内能的是压缩冲程,将内能转化为机械能的是做功冲程;压缩冲程和做功冲程都是通过做功的方式改变内能的;对外提供内能的冲程只有做功冲程,其它三个冲程都是依靠惯性完成的;压缩冲程将机械能转化为内能。
【解答】解:(1)内能是物体内部所有分子由于热运动而具有的动能和分子之间势能的总和,一定质量的物体的内能,从微观角度看,取决于分子的势能和动能,从宏观角度看,取决于物体的质量和温度。
(2)四冲程汽油机的吸气冲程吸入气缸的气体是汽油和空气的混合物;四冲程内燃机工作时,只有在做功冲程中将燃料燃烧产生燃气的内能转化为机械能,为内燃机工作提供动力,吸气、压缩、排气三个冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的;在压缩冲程中,将机械能转化为内能。
故答案为:势能;质量;汽油和空气;压缩。
【点评】本题考查学生对内能定义、汽油机工作原理及能量转化的掌握情况,知道内能也是一种常见的能量,还需要了解温度与内能之间的关系。
19.
【分析】做功改变物体内能;空气动力发动机汽车是利用内能来工作的机器;压缩空气膨胀推动机器转动,内能转化为机械能。
【解答】解:
需要时,使压缩空气膨胀推动机器转动,空气的内能转化为机器的机械能;汽油机的做功冲程,高温高压燃气推动活塞做功,燃气内能转化为活塞机械能,所以这一过程类似于四冲程汽油机的做功冲程。
故答案为:机械;做功。
【点评】本题考查了做功改变物体内能的方式,还要记住能量的相互转化。
20.
【分析】(1)在汽油机的四个冲程中,进气阀和排气阀均关闭的只有压缩冲程和做功冲程,而在压缩冲程中活塞向上运动,做功冲程中活塞向下运动;
(2)内燃机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化,一是压缩冲程中机械能转化为内能;二是做功冲程中内能转化为机械能;
(3)改变物体内能的方法有两个,做功和热传递;
(4)在自然界中水的比热容最大,这也是我们选用水作为作取暖或冷却物体的物质的根本原因。
【解答】解:
根据图示可知,两个气阀关闭,活塞向下运动,是做功冲程,内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能,故气体的内能减少、温度降低;
汽缸外有一个水套,让汽缸被水包围着,这是通过热传递的方式减少汽缸内能;
为了避免汽油机在工作时温度升得太高,用水作为冷却剂,因为水的比热容大,即相同质量的水和其他的液体相比较时,若都是升高1℃时,水能吸收的热量最多,故用水冷却效果最好。
故答案为:做功;减少;热传递;比热容。
【点评】本题主要考查学生对内燃机工作时的四个冲程的特点的了解,并能利用水的比热容最大这一特性来解释现实问题。
21.
【分析】(1)内燃机的一个工作循环有四个冲程,即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程;压缩冲程即进气门和排气门都关闭,活塞由上向下运动,压缩空气做功,使气缸内气体内能增加温度升高;对于做功冲程,即气缸内的混合物被引燃,导致气缸内产生高温高压燃气,这些燃气推动活塞做功,使活塞由上向下运动;
(2)改变内能有两种方式:即做功和热传递;
(3)在自然界中水的比热容最大,这也是我们选用水作为作取暖或冷却物体的物质的根本原因。
【解答】解:内燃机的一个工作循环有四个冲程,即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程;
由图可知,两个气门关闭,活塞下行,为做功冲程;
在压缩冲程中,活塞由上向下压缩气缸内的空气,即对空气做功,使得空气的内能增加,温度升高,这是通过做功的方式改变了气缸内物质的内能;同时为了避免汽油机在工作时温度升得太高,在设计制造时,汽缸外有一个水套,让汽缸被水包围着,即通过水吸收热量而使得气缸温度降低,这是通过热传递的方式改变内能的;在这里我们之所以选择用水作为冷却剂,源于水的比热容最大,即相同质量的水和其他的液体相比较时,若都是升高1℃时,水能吸收的热量最多,故用水冷却效果最好。
故答案为:做功;做功;热传递;比热容大。
【点评】知道内燃机工作时的四个冲程及改变内能的两种方式,并能利用水的比热容最大这一特性来解释现实问题。
22.
【分析】(1)瓶内热水蒸发产生大量水蒸气,水蒸气膨胀对瓶塞做功,内能转化为机械能;
(2)汽油机的四个冲程中,压缩冲程机械能转化为内能,做功冲程内能转化为机械能;
(3)四冲程汽油机的一个工作循环中,飞轮转动两周,对外做功一次。
【解答】解:(1)瓶塞跳起来,机械能增大,这是由于暖瓶内气体膨胀做功造成的,水蒸气的内能转化成瓶塞的机械能;
(2)汽油机在做功冲程中,气缸内高温气体膨胀推动活塞做功,内能转化为机械能;
(3)汽油机飞轮转速是2400r/min=40r/s,因内燃机的一个工作循环包括四个冲程,飞轮转两周,对外做功一次,所以单缸内燃机每一秒对外做功20次,两缸内燃机每秒钟内外做功40次。
故答案为:内能;做功;40。
【点评】本题从生活中的物品入手,考查的是做功改变内能过程中的能量转化和汽油机的工作原理的理解和掌握,注重了物理知识与生活的联系。
23.
【分析】解决此题的关键是知道汽油机和柴油机的主要区别:汽油机的顶部是活火塞,柴油机的顶部是喷油嘴。
【解答】解:摩托车是发动机是汽油机,所以它的顶部应该是活火塞,不是喷油嘴,故D答案符合题意;
而汽缸、排气门和活塞都有,故ABC不符合题意;
故选:D。
【点评】解决此类问题的关键是知道汽油机和柴油机的区别和联系。
24.
【分析】内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。根据曲轴的转动方向判断活塞的运行方向,再根据气门的关闭情况就可以确定是哪一个冲程。
【解答】解:甲图中两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程;
乙图中排气门开启,气体流出汽缸,是排气冲程;
丙图中两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程;
丁图中进气门开启,气体流入汽缸,是吸气冲程;
所以正确的排序是丁、甲、丙、乙,答案B、C、D不符合题意;
故选:A。
【点评】此题考查了内燃机四个冲程的确定及四个冲程的排序。
25.
【分析】玉米粒爆开前吸收铁锅的热量,温度升高,内能增加,通过热传递的方式改变了内能;爆开时玉米粒内水分受热膨胀对外做功,内能减小,温度降低,通过做功的方式改变了内能。
内燃机的做功冲程将内能转化为机械能,压缩冲程将机械能转化为内能。
【解答】解:爆米花是将玉米放入铁锅内,边加热边翻动一段时间后,“砰”的一声变成了玉米花,在这一过程中将内能转化为机械能,类似与内燃机的做功冲程,故C符合题意。
故选:C。
【点评】此题考查改变物体内能的两种方法:做功和热传递。物体对内做功,内能会增加,物体对外做功,内能会减少。
26.
【分析】要知道四个冲程的名称及特点。在内燃机的四个冲程中只有做功冲程对外做功,将内能转化为机械能,其它三个冲程都是靠飞轮的惯性完成的。
【解答】解:活塞向上运动的冲程是第二冲程压缩冲程和第四冲程排气冲程。这两个冲程都是靠飞轮惯性完成的。
故选:D。
【点评】此题既考查了四个冲程中工作的动力又考查了四个冲程的特点,是一道很好的题目。
27.
【分析】这个题其实是考查汽油机和柴油机的区别,汽油机是火花塞,需要用电瓶提供的电能点燃汽油,柴油机是喷油嘴,不需要电瓶提供电能。
【解答】解:小汽车内部是汽油机,其压缩冲程末需要火花塞点燃汽油和空气的混合物,完成做功冲程,所以需要电瓶提供电能,电瓶损坏就无法发动;拖拉机内部是柴油机,其结构是喷油嘴,是压燃式点火,没有蓄电池也可以工作。所以蓄电池坏了拖拉机也可以继续发动,而小汽车不能。
故选:C。
【点评】此题考查两种热机的区别,但放在具体的应用上,需要把电瓶提供电能和火花塞、喷油嘴这些结构联系起来。
28.
【分析】(1)内燃机的工作原理是气体的内能转化为机械能,对外做功;
(2)汽油机的做功冲程中,内能转化为机械能;
(3)根据每一个工作循环中,飞轮转动两圈,可利用已知条件算出每秒种对外做功的次数。
【解答】解:
(1)电火花打火时,酒精气体燃烧膨胀做功,最后内能转化为盒盖的机械能,可以看到盒盖飞出;
(2)汽油机的做功冲程中,内能转化为机械能;
(3)因为汽油机在一个工作循环中,飞轮转动两圈,对外做功一次,故可得出=50r/s,则每秒做功的次数为×50=25(次),并完成100个冲程。
故答案为:盒盖飞出;做功;25。
【点评】此题要考查了内燃机工作原理及过程,同时考查了做功冲程与压缩冲程的区分。
29.
【分析】(1)由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程;四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能,做功冲程是内能转化为机械能,排气和吸气冲程没有能的转化;
(2)内燃机完成1个工作循环,四个冲程,飞轮转2转,对外做功1次。
【解答】解:
(1)由图知,两个气门都关闭,活塞向上运动,此冲程为压缩冲程,将机械能转化为内能;
(2)1800r/min=30r/s,即每秒完成15个工作循环,完成60个冲程,对外做功15次。
故答案为:压缩;机械;内;60。
【点评】解决此题要结合内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答,记住相关的数据大小,会根据题中信息进行计算。
30.
【分析】解决此题要知道当汽油机的电火花打火时是做功冲程,这是做功冲程的特点;在四冲程内燃机曲轴转一圈,完成2个冲程,1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次;
内燃机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化,一是压缩冲程中机械能转化为内能;二是做功冲程中内能转化为机械能。判断出是哪个冲程,再判断能量是怎样转化的。
【解答】解:
由图可知,两个阀门关闭,活塞向下运动,是做功冲程,其能量转化是内能转化机械能;
由题意可知,单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min=20r/s,即每秒钟飞轮转20圈,完成10个工作循环,40个做功冲程,对外做功10次。
故答案为:做功;内;10次。
【点评】解答此类题注意总结规律,在内燃机的四个冲程中,进气阀和排气阀均关闭的只有压缩冲程和做功冲程,而在压缩冲程中活塞向上运动,做功冲程中活塞向下运动;一个气阀打开,另一个气阀关闭的是吸气冲程和排气冲程,而在吸气冲程中活塞向下运动,排气冲程中活塞向上运动。
31.
【分析】在压缩冲程末、做功冲程初,火花塞冒出电火花,将混合气体点燃,混合气体剧烈燃烧,产生高温高压的燃气,推动活塞向下运动,带动曲轴转动,对外做功。在这个过程中,燃气推动活塞做功,内能减少,温度降低,燃气的内能转化为活塞的机械能。通过分析题中的示意图可以分析得出结论。
四冲程汽油机的四个冲程为一个工作循环,一个工作循环中只有做功冲程对外做功,活塞往复两次,曲轴转动两周。先根据汽油机的转速求出1s内汽油机曲轴的转动圈数,然后求出1s内汽油机对外做功的次数。
【解答】解:由题中示意图可知:火花塞上冒出电火花,是做功冲程,做功冲程中将混合气体剧烈燃烧产生的高温高压的燃气内能转化为活塞运动的机械能;
汽油机的转速为2400R/min,说明1s内汽油机曲轴的转动次数等于=40.一个工作循环中,曲轴转动两周,对外做功一次,1s内曲轴转动40次,对外做功20次。
故答案为:做功;20。
【点评】此题考查内燃机四个冲程的判断、做功冲程中能量的转化,以及内燃机转速的计算。在四冲程汽油机中,一个工作循环,曲轴转两圈,对外做功一次,这个知识是平常学习中比较容易忽视的,需要引起注意。
32.
【分析】(1)解决此题要知道内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,其中在做功冲程中,是内燃机的内能转化为机械能,在压缩冲程中是机械能转化为内能。
(2)改变物体内能的方式有热传递和做功两种。做功改变物体内能的实质是能量的转化,具体来说是内能和机械能的相互转化。对物体做功,物体的内能增加,温度升高;物体对外做功,物体的内能减少,温度降低。
【解答】解:
甲图,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,水蒸气的内能转化为塞子的机械能;
乙图,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,将机械能转化为内能;
丙图,两气门都关闭,活塞下行,火花塞点火,汽缸容积变大,是做功冲程,做功冲程将内能转化为机械能;
丁图,两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程,压缩冲程是把机械能转化为内能的过程。
由以上分析不难看出与压缩冲程原理相同的是乙;汽油机利用内能来做功的冲程是丙图。
故答案为:乙;丙。
【点评】此题是通过内燃机的工作原理和课本中的实验来验证做功改变物体内能的方法,是一道比较简单的实验题,掌握热机的工作原理,学会变通。
33.
【分析】(1)内燃机的一个工作循环由四个冲程组成,分别是:吸气、压缩、做功、排气;一个工作循环中,只有做功冲程对外做功,活塞往复运动2次,曲轴转动2周;
(2)四个冲程是一个工作循环,只有做功冲程对外做功,其它三个冲程靠飞轮的惯性完成;
【解答】解:
四冲程内燃机在一个工作循环中,曲轴转动2周,燃气对活塞做功1次;
在内燃机工作的四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其它冲程是靠飞轮的惯性来工作的。
故答案为:2;做功;
【点评】此题考查了内燃机的种类及四冲程,要掌握四冲程的特点及能量转化情况,是基础性题目。
34.
【分析】(1)解答此类题注意总结规律,在内燃机的四个冲程中,进气阀和排气阀均关闭的只有压缩冲程和做功冲程,而在压缩冲程中活塞向上运动,做功冲程中活塞向下运动;一个气阀打开,另一个气阀关闭的是吸气冲程和排气冲程,而在吸气冲程中活塞向下运动,排气冲程中活塞向上运动。
(2)四冲程中只有做功冲程使汽车获得了动力,另外三个冲程依靠飞轮的惯性来完成。
【解答】解:A、进气门开启,气体流入汽缸,是吸气冲程;
B、两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程;把内能转化为机械能;
C、进气门关闭,排气门打开,活塞上行,气体流出汽缸,是排气冲程;
D、两个气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程;把机械能转化为内能;
故其中压缩冲程是D,此冲程把机械能转化为内能;做功冲程是B,内能转化为机械能;
依靠飞轮惯性完成的冲程有:吸气、压缩和排气三个冲程,故ACD图靠飞轮的惯性来完成运转。
故答案为:D;机械;内;B;内;机械;ACD。
【点评】根据曲轴的转动方向判断活塞的运行方向,再根据气门的关闭情况就可以确定是哪一个冲程。
35.
【分析】热机完成一个工作循环,要经过4个冲程,燃气对外做功1次,活塞往返2次,飞轮转动2周,根据这个比例关系可以求出答案。
【解答】解:(1)汽油机一个工作循环包括四个冲程,活塞往复2次,曲轴转动2周,对外做功1次;汽油机的飞轮转速是3600r/min,即每秒钟转60圈,完成120个冲程,做功30次;
(2)汽油机的飞轮转速是3600r/min,即每小时转216000圈,完成432000个冲程。
答:(1)每秒对外做功30次;
(2)1h能完成432000个冲程。
【点评】此题考查了内燃机完成一个工作循环飞轮转动的圈数和做功次数,要结合内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答,属于基础题。
36.
【分析】(1)组成物质的分子间存在相互作用的引力,分子间的引力把两铅块紧紧地结合在一起;
(2)在内燃机的四个冲程中,进气阀和排气阀均关闭的只有压缩冲程和做功冲程,而在压缩冲程中活塞向上运动,做功冲程中活塞向下运动;一个气阀打开,另一个气阀关闭的是吸气冲程和排气冲程,而在吸气冲程中活塞向下运动,排气冲程中活塞向上运动;
内燃机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化,一是压缩冲程中机械能转化为内能,压缩冲程是依靠飞轮的惯性完成的;二是做功冲程中内能转化为机械能。
【解答】解:
(1)组成物质的分子间存在相互作用的引力,两块表面干净的光滑铝块压紧后,它们会结合在一起,并能在下面吊起一个砝码,证明了物体的分子间有引力;
(2)由图可知,两个气门都关闭,火花塞点火,活塞下行,所以是做功冲程,做功冲程是将内能转化为机械能的过程。
故答案为:(1)分子间存在引力;(2)做功;内;机械。
【点评】此题主要考查了分子间的作用力,内燃机各冲程的判断;并熟练掌握做功冲程和压缩冲程中的能量转化,是一道综合性较强的题目。
37.
【分析】柴油机的功率和体积都比较大,汽油机的功率比较小,相对轻巧、方便。
【解答】解:(1)以柴油机作发动机的机器有轮船、大型推土机;特点是功率大,体积大;
(2)以汽油机作发动机的机器有摩托车、小汽车,特点是功率小,轻巧方便。
故答案为:(1)轮船、大型推土机;功率大,体积大;
(2)摩托车、小汽车;功率小,轻巧方便。
【点评】此题考查汽油机和柴油机的区别及在生活当中的具体应用,属于基础试题。
38.
【分析】(1)掌握常见的内燃机:汽油机和柴油机;
(2)掌握内燃机的四个冲程:吸气、压缩、做功、排气冲程;四个冲程是一个工作循环,只有做功冲程对外做功,其它三个冲程靠飞轮的惯性完成;
(3)活塞从汽缸的一端移动到另一端叫做一个冲程,在一个工作循环中,曲轴转动2周。
【解答】解:常见的内燃机有汽油机和柴油机;
四冲程内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成的;
除做功冲程,其它冲程是靠飞轮的惯性来工作的;
在一个工作循环中,曲轴转动2周,燃气对活塞做功1次。
故答案为:汽油机;柴油机;吸气;压缩;做功;排气;做功;惯性;2;1。
【点评】此题考查了内燃机的种类及四冲程,要掌握四冲程的特点及能量转化情况,是基础性题目。
39.
【分析】(1)汽油机四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能,做功冲程是内能转化为机械能,排气和吸气冲程没有能的转化;
(2)不同的物质相互接触时,彼此进入对方的现象,叫扩散,扩散现象说明:分子在不停的做无规则运动。
【解答】答:(1)汽油机工作时,做功冲程是将内能转化为机械能;
(2)当靠近加油站时就闻到一股“汽油味”,这是扩散现象;它说明了分子在不停做无规则运动。
【点评】此类题目考查知识了内燃机的四个冲程和分子运动的相关问题,要结合相关知识点进行分析解答,是中考的考点。
40.
【分析】(1)结合材料中的介绍可找出压缩空气动力汽车与汽油机相比的优点;
(2)把燃料燃烧时释放的能量转化为机械能的装置称为热机;
汽油机的一个工作循环由四个冲程组成:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程;燃机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化,一是压缩冲程中机械能转化为内能;二是做功冲程中内能转化为机械能。判断出是哪个冲程,再判断能量是怎样转化的;
(3)结合力的相互作用、能量的转化、空气发动机的工作原理以及能量的守恒条件等知识,可对选项中的描述逐一做出判断;
(4)根据做功可以改变物体的内能做出分析即可。
【解答】解:
(1)由材料内容的介绍可知,压缩空气动力汽车与汽油机相比的优点主要有:不直接使用燃料、体积小、结构简单、维修成本低等;
(2)热机的原理是利用燃烧产生的高温燃气推动活塞做功,从而把内能转化为机械能。
由图丙可知,进气门、排气门关闭,活塞下行,所以是做功冲程,故C正确;
(3)A、松开鼓起来的气球时,气球飞出去,这是因为气球向外喷气时,自身也获得一个反作用力,因此说明物体间力的作用是相互的,故A正确;