沪科版九年级物理 13.3内燃机 同步测试（含解析）

2018-2019学年沪科版九年级物理 13.3内燃机 同步测试
一、单选题
1.如图是四冲程汽油机工作的示意图，其中表示内能转化为机械能的冲程的是（　　）
A.???????????????????B.???????????????????C.???????????????????D.??
2.下列说法中正确的是（　　）
A.?热机工作时提供动力的是做功冲程B.?一桶水的比热容和一杯水的比热容不同C.?阳光射入房间内看到尘土飞扬，可以说明分子在不停地做无规则运动D.?我们不敢大口地喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多
3.汽油机在某个冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，此冲程是
A.?吸气冲程???????????????????????????B.?压缩冲程???????????????????????????C.?做功冲程???????????????????????????D.?排气冲程
4.如图四幅图片分别表示四冲程内燃机的四个冲程，它们正确的工作循环是（　　）?
A.?．甲、丁、乙、丙??????????B.?丁、丙、乙、甲? ? ???????????C.?甲、乙、丙、丁??????????D.?甲、丙、乙、丁
5.关于热机，下列说法正确的是（　　）
A.?随着科学技术的发展，热机的效率可达到100%???????????????????????????B.?热机排出的尾气没有内能C.?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?????D.?热机的大量使用会造成环境污染
6.下列说法中，错误的是（　　）
A.?在四冲程内燃机中，只有做功冲程对外做功B.?热机排出的废气、产生的噪声，都会污染环境C.?因为汽油的热值比柴油的高，所以汽油机的效率比柴油机高、对环境污染小D.?内燃机中是靠连杆和曲轴将活塞的往复运动变成曲轴的转动的
7.在图中，表示热机的做功冲程（?? ）
A.?甲?????????????????????????????????????????B.?乙?????????????????????????????????????????C.?丙?????????????????????????????????????????D.?丁
8.下列表示四冲程汽油机处于压缩冲程的是 　　
A.?????????????????????????B.?????????????????????????C.?????????????????????????D.?
9.关于热机，下列说法是正确的（　　）
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.?汽油机和柴油机在压缩冲程中，燃气推动活塞运动，其他冲程活塞都是靠惯性运动的D.?汽油机和柴油机在做功冲程中，都是把内能转化为机械能
10.汽油机是由四个冲程不断循环而工作的，图中表示机械能转化为内能的冲程是：（　　）
A.????????????????????B.????????????????????C.????????????????????D.?
二、填空题
11.内燃机的一个工作循环有四个冲程，如图所示表示的其中的________冲程；它的能量转化是：________。
12.汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，如图所示的是其中的?________冲程．在压缩冲程中，能量转化是将机械能转化为?________，这是通过?________方式增加气体内能的．?
13.汽油机的工作过程由吸气、________、做功、排气四个冲程组成，其中将内能转化为机械能的是________冲程.
14.热机是把?________能转为?________能的机器．燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机叫做内燃机，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．在一个工作循环中，曲轴转动　?________周，燃气对活塞做功?________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?________来完成．
15.如图所示，在试管内装些水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个轻质小叶轮，加热试管时水沸腾后，水蒸气推动小叶轮转动的过程中，水蒸气的?________能转化为小叶轮的机械能，四冲程汽油机工作中的?________冲程与上述能量转化过程相同．?
三、解答题
16.如图所示，图甲为四冲程内燃机吸气冲程的示意图，图中画出了吸气冲程中活塞与曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况．请在图乙中，画出压缩冲程中活塞运动的方向（用“↑”或“↓”表示）和进气门、排气门的开闭情况．
17.汽油机和柴油机的比较：
?汽油机
柴油机
?不同点
构造
?燃料
?吸气冲程中吸入气缸的物质
?点火方式
?效率
?较低
?较高一些
?应用
小型汽车、摩托车
?配置汽车、大型拖拉机
四、实验探究题
18.随着人们生活水平的不断提高，各种小汽车已经走进我们的家庭．小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象与物理知识有关，请你用学过的物理知识解答下面的问题：
（1）普通的小汽车用的是汽油机，图甲所示的是________冲程，这个冲程中燃料通过燃烧将________能转化为燃气的________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．
（2）太阳能汽车利用太阳能来驱动，真正实现了零排放，有效地减少了对环境的污染．某太阳能汽车如图乙，质量为450kg，顶部安装了太阳能电池板．若汽车上的太阳能电池板的有效面积为6m2 ， 它正对太阳时太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×103J/(m2·s)，电池的输出功率为2.1kW，则将太阳能转化为电能的效率为________，如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为80%，当汽车在水平面上匀速行驶时，受到的牵引力为80N，则汽车的行驶速度为________?m/s．
（3）太阳能汽车采用四轮鼓式制动，有效地减少了制动距离．太阳能汽车在制动过程中动能在不断的________（增大/减少/不变）．通过测量获得汽车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如下表所示： 请在图中描点作出s- v2图象________，写出s和v的定量关系式s=________，当轿车速度为8m/s时对应的制动距离是________m．
五、综合题
19.汽车已走入我们的家庭，而发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能与品质，现代汽车主要分汽油与柴油两类发动机，以汽油发动机为例，其提供动力的是内燃机的气缸。某台以汽油为燃料的汽车，发动机内有四个气缸，其相关数据如下表所示：
1min内完成工作循环
2600次
93﹟汽油
气缸内汽油和空气的混合密度
1．35kg/m3
排气量
1．8L
热值
4．6×107J/kg
发动机最大功率
75kW
空燃比
14:1

（1）汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程如上图所示，一个气缸正常工作四个冲程的顺序是________（对甲、乙、丙、丁重新排序），其中图________是内燃机给汽车提供动力的冲程。
（2）汽车以100km/h的速度匀速运动时发动机的输出功率最大，则1min内做多少J的有用功?
（3）汽车的排气量是指发动机气缸的工作容积，汽车排气量越大，功率越大。空燃比指汽缸内空气和燃油的质量比。当汽车以100km/h的速度匀速行驶时，根据表中数据求汽车发动机的效率。（计算结果保留一位小数）

答案解析部分
一、单选题
1.【答案】B
【解析】【解答】解：内能转化为机械能的是做功冲程：A图：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；B图：气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，符合题意；C图：排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，不符合题意；D图：进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，不符合题意．故选B．【分析】内燃机的一个工作循环有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程组成，其中压缩冲程中机械能转化成内能，做功冲程中内能转化成机械能．
2.【答案】A
【解析】【解答】解：A、四冲程热机工作时，做功冲程将内能转化为机械能，提供了动力．故A正确；B、因为比热容与物体的质量无关，所以一杯水的比热容和一桶水的比热容相同；故B错误；C、分子运动是无法直接用眼睛看到的，故尘土飞扬属于机械运动，都不是分子运动的体现；故C错误；D、热量是一个过程量，不可以说含有热量，故D错误．故选A．【分析】①内燃机的四个冲程包括：吸气冲程、压缩冲程和排气冲程，其中排气冲程是高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，为其提供能量．②比热容是物质的一种特性，它只与物体的种类有关，与物体的温度、质量等无关．③不同的物质在相互接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散，这一现象说明一切物体的分子都在不停地做无规则运动．由于分子的体积很小，分子的运动无法用肉眼直接看到，但可以通过气味、颜色的变化来体现．④根据热量描述进行判断．　
3.【答案】B
【解析】
【分析】解决此类问题关键是看气阀门的开关情况和活塞运动情况，结合规律总结进行判断内燃机的冲程．
【解答】气门闭合、活塞上行的冲程是压缩冲程，在此冲程中的能量转化关系是机械能转化为内能；故选B．
【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．
4.【答案】A
【解析】【解答】解：甲图中进气门打开，排气门关闭，因此是吸气冲程．乙图中两个气门都关闭，活塞向下运动，因此是做功冲程；丙图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，因此排气冲程；丁图中两个气门都关闭，活塞向上运动，因此是压缩冲程；故正确的工作顺序是甲、丁、乙、丙．故选A．【分析】解决此题要知道内燃机的四个冲程按照顺序有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；判断冲程可用口诀：“先看气门开关情，再看活塞上下行；开下吸气开上排，关上压缩关下功；”其中，气阀门都关闭谓之关，只有一个气阀门打开谓之开．
5.【答案】D
【解析】【解答】解：A、通过技术改造只能提高热机的效率，但不可能达到100%，该选项错误；B、热机排出的废气要带走很多热量，这是热机效率低的原因之一，该选项错误；C、柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油机在吸气冲程中吸入的是空气，在压缩冲程中压缩程度大，做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值大，与热值大小无关，该选项错误；D、热机的废气中还含有二氧化碳、二氧化硫等有害物质会污染环境，该选项正确．故选D．【分析】热机排出的废气带走了大量的热量，所以热机的效率都比较低，同时废气中还含有二氧化碳、二氧化硫等有害物质污染环境；1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值，用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫热机效率．
6.【答案】C
【解析】【解答】解：A、内燃机的四个冲程中只有做功冲程对外做功，其它三个冲程都靠飞轮的惯性完成，故A正确；B、热机工作时会发出噪声，排气冲程把废气排出气缸，会对大气造成污染，故B正确；C、柴油机的效率比汽油机的高，故C错误；D、内燃机工作时用连杆和曲轴将活塞的往复运动变成曲轴的转动，故D正确．故选C．【分析】（1）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；在四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其它三个冲程都靠飞轮的惯性完成；（2）热机工作时会发出噪声，排气冲程把废气排出气缸；（3）柴油机为压燃式，压缩的程度更高，气缸内温度更高，所以柴油机的效率比汽油机的高；
7.【答案】D
【解析】【解答】A、甲图中两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，不符合题意；B、乙图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，不符合题意；C、丙图中排气门关闭，进气门打开，活塞向下运动，是吸气冲程，不符合题意；D、丁图中两个气门都关闭，活塞向下运动，同时火花塞点火，是做功冲程，符合题意．故答案为D．【分析】判断是热机的那个冲程，首先看进气门和排气门的开闭情况，再就是看活塞的运动情况，二者结合可做出判断．
8.【答案】C
【解析】【解答】A、进气门开启，排气门关闭，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程，A不符合题意；B、两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，B不符合题意；C、两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，C符合题意；D、进气门关闭，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程，D不符合题意。故答案为：C。【分析】本题考查了学生怎样分辨汽油机的四个冲程，压缩冲程：两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小.
9.【答案】D
【解析】【解答】解：A、汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，故A错误；B、柴油机在吸气冲程中，将空气吸入气缸，故B错误；C、汽油机和柴油机在做功冲程中，燃气推动活塞运动，其他冲程活塞都是靠飞轮的惯性运动的，故C错误；D、汽油机和柴油机的做功冲程中，将内能转化成了机械能，故D正确．故选D．【分析】汽油机的顶端是火花塞，吸气冲程中吸进的是汽油和空气的混合物；柴油机的顶端是喷油嘴，吸气冲程中吸进的是空气．汽油机的做功冲程中，进气门和排气门都是关闭的，汽油和空气的混合物越到明火剧烈燃烧，产生了高温高压的燃气，推动活塞运动，将燃气的内能转化为活塞运动的机械能．
10.【答案】A
【解析】【解答】解：机械能转化为内能的冲程是：压缩冲程．A图：气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程．符合题意．B图：排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程．不符合题意．C图：气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程．不符合题意．D图：进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程．不符合题意．故选A．【分析】本题应抓住汽油机的一个工作循环由如图所示的四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．　
二、填空题
11.【答案】做功；内能转化为机械能
【解析】【解答】如图所示：两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，故为做功冲程；在做功冲程中，将内能转化为机械能.故答案为：做功；内能转化为机械能.【分析】内燃机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，其中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.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.
12.【答案】排气；内；做功
【解析】【解答】解：根据图示可知，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，因此是排气冲程；在汽油机一个工作循环的四个冲程中，压缩冲程活塞向上运动，压缩燃料混合物对其做功，使气缸内的气体的内能增加，温度升高，故是将机械能转化为内能，是通过做功的方式改变内能的．故答案为：排气；内；做功．【分析】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．
13.【答案】压缩；做功
【解析】【解答】解：内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程.做功冲程高温高压燃活塞向下运动，将内能转化为机械能.故答案为：压缩；做功.【分析】内燃机是热机的一种，一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，特别是做功冲程（内能转化为机械能）和压缩冲程（机械能转化为内能）发生了能量的转化.
14.【答案】内；机械；汽油机；柴油机；吸气；压缩；做功；排气；2；1；做功；惯性
【解析】【解答】解：热机是把内能转为机械能的机器；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；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：内；机械；汽油机；柴油机；吸气；压缩；做功；排气；2；1；做功；惯性．【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．
15.【答案】内能；做功
【解析】【解答】解：当试管内水被酒精灯加热后，水沸腾成为水蒸气，水蒸气喷出时带动小叶轮转动，水蒸气的内能转化为小叶轮的机械能；汽油机的做功冲程是汽油燃烧产生的内能转化为曲轴的机械能，与上述能量转化相同．故答案为：内能；做功．【分析】（1）做功可以改变物体的内能：当对物体做功时，机械能转化为内能，当物体对外做功时，内能转化为机械能．（2）在汽油机的四冲程中，做功冲程是内能转化为机械能的冲程．
三、解答题
16.【答案】解：在内燃机的压缩冲程中，两个气门都关闭，活塞向上运动；如下图所示：
【解析】【分析】四冲程内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，压缩冲程，两个气门都关闭，活塞向上运动．
17.【答案】解：汽油机和柴油机的相同点和不同点如下表所示：
?汽油机
柴油机
?不同点
构造
气缸比较短，上方有一个火花塞
气缸比较长，上方有一个喷油嘴?
?燃料
汽油
柴油
?吸气冲程中吸入气缸的物质
汽油和空气混合物
?空气
?点火方式
?点燃式
?压燃式
?效率
?较低
?较高一些
?应用
小型汽车、摩托车
?配置汽车、大型拖拉机
　
【解析】【分析】根据我们对于汽油机和柴油机的了解来作答．
四、实验探究题
18.【答案】（1）做功；化学；内；热传递；比热容（2）29.2%；21（3）减少；；；8
【解析】【解答】 (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，在做功冲程中，活塞由上向下气缸内的高压高温物质，即对活塞做功，使得内能转化为机械能；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；(2)电池的输出功率：P电池=2100W；太阳光照射的辐射功率为；P太阳=1.2×103W/m2×6m2=7.2×103W；太阳能转化为电能的效率： ?因为电能最终转化为机械能的效率为80%，所以P机械=P电池×η′=2100W×80%=1680W；由公式P=Fv得： ??(3)太阳能汽车在制动过程中质量不变，速度变小，动能变小；根据表中的数据，在坐标图中先画点，再描线，注意横坐标准速度的平方，纵坐标为距离．如图所示： 根据表中数据和图象反映的规律可知， ?；当轿车速度为8m/s时对应的制动距离约是8m．故答案为：(1) 做功；化学；内；热传递；比热容??? (2) 29.2%；21??? (3)减少 ；图略； ； 8【分析】 (1)理解内燃机的四个冲程中，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；(2)本题考查了学生对汽车效率的理解，再根据公式P=Fv计算出速度； (3)根据表格中的数据画出图像，找出当牵引力为80N，对应的汽车行驶速度.
五、综合题
19.【答案】（1）乙甲丁丙；丁（2）解：发动机的输出功率最大为75kW，所以1min内做的有用功是W有用=Pt=7．5×104W×60s=4．5×106J；（3）解：根据ρ=m/V可得，做一次功燃气的质量：m燃气=ρV=1．35kg/m3×2×10-3m3=2．7×10-3kg，因为空燃比是14：1，所以做一次功消耗的汽油质量：m=2．7×10-3kg×1/15=1．8×10-4kg；1min内汽油燃烧释放的热量：Q=m汽油q=1．8×10-4kg×4．6×107J/kg×2500=2．07×107J，发动机的效率：η=W/Q×100%=4．5×106J/1．8×107J=×100%=21．7%。
【解析】【分析】（1）汽车内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功和排气四个冲程，图示中的正确顺序应是乙甲丁丙；内燃机给汽车提供动力的冲程是做功冲程也就是丁图所示的冲程；（2）所以1min内做的有用功是W有用=Pt进行计算，注意单位的换算；（3）汽车发动机的效率是指1min内做的有用功与1min内汽油燃烧释放的热量之比，理解公式中各物理量的含义是解题的关键.