第十三章 内能与热机 第三节 内燃机基础+提高+培优练习（含解析）

《第三节 内燃机》培优练习

一、单选题
关于热学知识，下列说法错误的是(　　)
A. 所有物体的分子都在不停地做无规则运动B. 汽车的动力是由汽油机的做功冲程提供的C. 热量可以从内能小的物体传递给内能大的物体D. 升高相同的温度，比热容大的物体，吸收的热量多
下列说法中正确的是(　　)
A. 如图中，当带电物体靠近不带电的验电器时，金属箔片会张开一定角度B. 如图表示用测电笔辨别火线与零线，若氖管发光，此线不可能是火线C. 如图是研究做功可改变内能的装置，缓慢压缩空气，空气内能一定增大D. 如图表示的是内燃机压缩冲程，该冲程中气缸内分子运动的剧烈程度减弱
二、多选题
有关热现象，下列说法中正确的是(　　)
A. 组成物质的分子之间存在引力和斥力B. 在热传递过程中，吸收热量的物体温度升高C. 在四冲程内燃机中，做功冲程的功能是将内能转化为机械能D. 温度低于0℃的室外，仍有水蒸气存在
三、填空题
转速为2400r/min的四冲程单缸内燃机在1s内活塞对外做功______ 次，若每次做功735J，该内燃机的功率为______ W。
四、计算题
如图所示是我市中小学投入使用的新型安全校车，这种校车的性能符合校车12项安全标准.中考期间，××中学的学生乘坐这种新型安全校车到10km外的考点参加考试。(1)若校车行驶的平均速度为40km/h，求送考过程中所用的时间；(2)若校车和学生总质量为9000kg，车轮与地面的接触总面积为0.15m2，求校车对水平路面的压强；(g取10N/kg) (3)若校车以12m/s的速度在一段平直路面是匀速行驶，校车受到的牵引力是4500N，求校车发动机牵引力的功率。(4)若此校车平均耗油量为15L/100km(每行驶100km耗油15L)，考试时间2天，校车共来回8次，求共用柴油多少kg？(柴油的密度ρ柴油=0.85×103kg/m3)

答案和解析
【答案】
1. D 2. A 3. ACD
4. 20；14700??
5. 解：(1)由v=st可得，送考过程中所用的时间：t=sv=10km40km/h=0.25h=15min；(2)校车对水平路面的压力：F=G=mg=9000kg×10N/kg=9×104N；校车对水平路面的压强：p=FS=9×104N0.15m2=6×105Pa；(3)校车匀速运动的速度v'=12m/s，则校车发动机牵引力的功率：P=F牵v'=4500N×12m/s=5.4×104W；(4)由题可知，校车一次送考通过的路程s=10km，则校车来回8次通过的总路程：s总=8×10km=80km；已知此校车平均耗油量为15L/100km(每行驶100km耗油15L)，则校车总共消耗柴油的体积：V=80km×15L100km=12L=0.012m3；由ρ=mV可得，总共消耗柴油的质量：m=ρV=0.85×103kg/m3×0.012m3=10.2kg。答：(1)送考过程中所用的时间为15min；(2)校车对水平路面的压强为6×105Pa；(3)校车发动机牵引力的功率为5.4×104W；(4)校车共来回8次，共用柴油10.2kg。??
【解析】
1. 解：A、一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，故A正确；B、汽车的做功冲程将内能转化为机械能为汽车提供动力，故B正确；C、热量只能从温度高的物体传向温度低的物体，温度高的物体内能可能小，故热量可以从内能小的物体传递给内能大的物体，故C正确；D、根据Q=cm△t知，质量相同的物体、升高相同的温度，比热容大的物体，吸收的热量多，故D错误。故选D。(1)一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，分子的运动属于扩散现象。(2)汽油机的做功冲程为汽车提供动力。(3)热量从温度高的物体传向温度低的物体。(4)根据Q=cm△t分析吸收的热量的多少。本题主要考查学生对分子的热运动，汽油机的工作原理、热传递的条件以及吸热多少的判断，综合性较强，需要学生多方联系、认真思考解答。
2. 解：A、当带电物体靠近不带电的验电器时，由于静电感应，验电器的金属箔片会带上同种电荷而相互排斥，金属箔片会张开一定角度，故A正确；B、用测电笔辨别火线与零线，若氖管发光，此线是火线，若氖管不发光，此线是零线，故B错误；C、如图是研究做功可改变内能的装置，缓慢压缩空气，对空气做功，但由于筒内空气会与外界发生热传递，放出热量，故空气内能不一定增大，故C错误；D、由图可知，该冲程是内燃机压缩冲程，缸内气体内能增大，温度升高，该冲程中气缸内分子运动的剧烈程度加强，故D错误。故选：A。(1)根据静电感应和验电器的原理进行判断即可；(2)测电笔的正确使用：手接触笔尾金属体，笔尖金属体接触零线或火线，氖管发光的是火线，氖管不发光的是零线。(3)对物体做功，物体的内能会增大，物体对外做功，物体的内能会减小；(4)压缩冲程将机械能转化内能，分子运动的剧烈程度与温度有关。本题主要考查学生对基础知识的理解和掌握，虽涉及到的知识点较多，综合性强，但难度不大。
3. 解：A、物质的分子之间有相互的引力和斥力，故A正确；B、在热传递过程中，吸收热量的物体温度可能不变，如晶体在熔化过程中吸收热量，但温度不变，故B错误；C、在四冲程内燃机中，做功冲程是将内能转化为机械能，故C正确；D、蒸发是在任何温度下发生的，故温度低于0℃的室外，仍有水蒸气存在，故D正确。故选：ACD。(1)物质的分子之间有相互的引力和斥力；(2)晶体在熔化过程中吸收热量，温度保持不变；(3)做功冲程是将内能转化为机械能，压缩冲程是将机械能转化为内能；(4)蒸发是在任何温度下发生的。本题考查了分子间的作用力、温度、内能、热量的关系、热机工作过程中能量的转化、蒸发等知识，知识点较多，但都较简单，属于基础题。
4. 解：转速为2400r/min的四冲程内燃机，则每秒转40圈，做20次功；每次做功735J，则每秒做的功：W=735J×20=14700J，功率P=Wt=14700J1s=14700W。故答案为：20；14700。四冲程单缸内燃机工作时，活塞在气缸中往复运动两次，完成一个工作循环，做一次功，共计四个冲程.由每分钟的转速求得每秒钟的做功的次数，再计算功率。解此题时易犯的错误是：把转数和冲程的比例弄错，或者把做功次数和转数的比例弄错，只要牢记它们之间的倍数关系问题不难解决。
5. (1)已知校车行驶的路程和平均速度，根据速度公式求出所用的时间；(2)校车对水平面上的压力和自身的重力相等，根据G=mg求出其大小，再根据公式p=FS求出对水平路面的压强；(3)已知牵引力和校车匀速行驶的速度，根据P=Fv求出校车发动机牵引力的功率；(4)已知校车一次送考通过的路程和来回的次数，可求出校车通过的总路程；又知道校车的平均耗油量，据此求出总共消耗柴油的体积；最后根据密度公式求出总共消耗柴油的质量。本题是一道力学综合题，考查了学生对速度公式、重力公式、压强公式、功率公式和密度公式的掌握情况，难点是对校车平均耗油量的理解。
《第三节 内燃机》基础练习

一、单选题
如图所示是内燃机的四个冲程，其中属于排气冲程的是(　　)
A. B. C. D.
如图为汽油机工作过程中某一冲程的示意图，此冲程的名称及能量转化是(　　)
A. 吸气冲程，内能转化为机械能B. 压缩冲程，机械能转化为内能C. 做功冲程，内能转化为机械能D. 排气冲程，机械能转化为内能
如图所示的四种情景，下列说法中正确的是(　　)
A. 图甲所示说明分子之间只存在引力B. 图乙所示木塞被冲出时试管口出现“白雾”，说明水蒸气的内能增加C. 图丙所示是汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能D. 图丁所示水的温度必须达到100℃时，水才会沸腾
下列说法正确的是(　　)
A. 一个物体温度升高了，它的内能一定增多B. 炽热的铁水具有内能，冰冷的铁块不具有内能C. 塑料吸盘能牢牢地吸附在玻璃上，说明分子间存在着吸引力D. 汽油机的压缩冲程中，主要是用热传递的方式增加了气缸内物质的内能
下列关于能量的说法中正确的是(　　)
A. 在北方很多地区充分利用风力来发电，风能属于可再生能源B. 物体内能增加，一定要从外界吸收热量C. “神舟”飞船在加速升空过程中，它的动能增加，机械能不变D. 汽油机做功冲程中，将机械能转化为内能
如图，给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，这个过程与四冲程汽油机的哪一个冲程中的能量转化是相同的(　　)
A. 吸气冲程B. 压缩冲程C. 做功冲程D. 排气冲程
下列关于汽车的相关知识说法正确的是(　　)
A. 加油时能闻到汽油的气味，说明分子间存在相互作用力B. 汽油机工作的做功冲程是将内能转化为机械能C. 刹车时，刹车片与碟盘摩擦过程是将内能转化为机械能D. 下雨天汽车挡风玻璃内侧的水雾是汽化现象
关于如图所示的四个情景，下列说法正确的是(　　)
A. 甲图中两个底面削平的铅块紧压在一起后能吊住重物，主要是由于大气压强的存在B. 乙图中试管内的水沸腾后，水蒸气将软木塞推出，表明机械能可以转化为内能C. 丙图中红墨水在热水中比在冷水中扩散快，说明分子做无规则运动的剧烈程度与温度有关D. 丁图中活塞向下运动，这是内燃机的压缩冲程
二、填空题
内燃机的一个工作循环有四个冲程，如图中表示的是其中的______ 冲程，在这冲程里，内能转化成______ 能。
如图所示是四冲程汽油机工作过程的一个冲程，该冲程是将______能转化为______能。
如图是汽油机工作的四个冲程(顺序已打乱)，图______是把机械能转化为内能；请按一个工作循环的过程，将四个图重新排序：______。
用炉火加热一壶水，水的温度升高了?10℃，这是通过______的方式改变水的内能；水沸腾后会顶起壶盖，此过程能量转化情况与四冲程的汽油机的______冲程相似。
在热机的四个冲程中，把机械能转化为内能的是______冲程。汽油机工作时要产生大量的热，通常采用水循环将热带走，这是利用水______的特性。
如图所示的是四冲程汽油机的______冲程，在这一冲程中发生的能量转化是：______(选填“机械能转化为内能”或“内能转化为机械能”)；若该汽油机的飞轮转速为3600转/分，则该汽油机活塞1s内对外做功______次。
一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1200r/min，该汽油机每秒钟内完成______ 个工作循环，______ 个冲程，做功______ 次 。
答案和解析
【答案】
1. C 2. C 3. C 4. A 5. A 6. C 7. B8. C
9. 做功；机械??
10. 机械；内??
11. A；DACB??
12. 热传递；做功??
13. 压缩；比热容大??
14. 做功；内能转化为机械能；30??
15. 10；40；10??
【解析】
1. 解：A、图中的气门关闭，活塞下行，因此这是做功冲程，不符合题意；B、图中的进气门打开，排气门关闭，活塞下行，因此这是吸气冲程，不符合题意；C、图中的进气门关闭，排气门打开，活塞上行，因此这是排气冲程，符合题意；D、图中的气门关闭，活塞上行，因此这是压缩冲程，不符合题意。故选C。解决此题要结合内燃机的排气冲程特点进行分析解答。此题考查了汽油机的四个冲程，注意从活塞的运动方向和气门的关闭两方面判断。
2. 解：如图，进气门和排气门都是关闭的，活塞下行，因此是做功冲程，做功冲程中内能转化为机械能，故C正确。故选：C。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；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。本题考查了汽油机四冲程的判定方法和其中的能量转化，属于基础题目。
3. 解：A、甲图中两个压紧的铅块能吊起钩码，是由于分子间存在引力，但不是只有引力，故A错误；B、当加热试管到一定程度时，水蒸气的内能足够大会将塞子冲出，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能会减小，温度降低，故B错误；C、根据图中冲程中火花塞点火和活塞向下移动的特点，可以判断这个冲程是做功冲程，此冲程是将内能转化为机械能，故C正确；D、液体的沸点与气压有关，因此水沸腾时的温度不一定达到100℃，如高山上水的温度低于100℃也会沸腾，故D错误。故选：C。(1)分子间存在着相互作用的引力与斥力；(2)木塞冲出过程也是水蒸气的内能转化为塞子机械能的过程，水蒸气的内能会减小，温度降低；(3)四冲程汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，其中只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；另外还有压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能；(4)液体的沸点与气压有关，因此水沸腾时的温度不一定达到100℃。本题中的小实验都是课本中学习的基础知识，虽然综合性较强，但难度却不大。
4. 解：A、质量一定时，温度越高，其内能越大，该选项说法正确；B、炽热的铁水具有内能，冰冷的铁块也具有内能，该选项说法不正确；C、塑料吸盘能牢牢地吸附在玻璃上，说明了大气压的存在，该选项说法不正确；D、汽油机的压缩冲程中，机械能转化成内能，用做功的方式增加了气缸内物质的内能，该选项说法不正确。故选A。(1)内能的大小与物体的质量和温度有关，在质量一定时，温度越高，其内能越大；(2)一切物体都具有内能；(3)塑料吸盘是大气压在生活中应用的实例，塑料吸盘里面的压强小于外界的大气压强，是大气压强把吸盘压在墙上的；(4)做功和热传递都可以改变物体的内能，做功是能量的转化过程，热传递是能量的转移过程。本题考查了内能、大气压以及物体内能的改变的相关知识，具有一定的综合性，属于基础知识的考查。
5. 解：A、我国北方地区风能资源比较丰富，可以充分风能来发电，风能可以源源不断的从自然界获得，是可再生能源，故A正确。B、因为改变物体内能的方法有：做功和热传递.物体内能增加，可能从外界吸收热量，也可能是外界对物体做功，故B错误。C、飞船在加速升空过程中，速度增大，动能增大；高度增加，重力势能增加，所以机械能增加，故C错误D、压缩冲程将汽油和空气的混合物压缩，将机械能转化内能，做功冲程将内能转化为机械能，故D错误。故选A。(1)能够源源不断的从自然界得到补充的能源叫可再生能源，如太阳能、风能、生物质能等；短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源，如煤、石油等；(2)改变物体内能的两种方法是做功和热传递；(3)动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；机械能等于动能和势能之和。(4)吸气和排气冲程不发生能量转化，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。本题主要考查学生对：能源的种类、改变内能的方法、能量的转化的理解和掌握，属于常见题型，是一道基础性题目。
6. 解：水蒸气把橡皮塞冲出；这个过程中，燃料的化学能转化为内能，水蒸气膨胀做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能；内燃机的做功冲程将内能转化为机械能，因此这一现象相当于内燃机的做功冲程。故选C。(1)物体对外做功内能会减少，例如气体膨胀做功，物体的内能减小，转化为机械能；(2)内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能的过程。本题主要考查学生对：改变内能的方法，以及内燃机做功冲程的特点的理解和掌握。
7. 解：A、给汽车加油时，会闻到汽油味，这是由于汽油分子在永不停息地做无规则运动，故A错误；B、汽油机的做功冲程将内能转化成机械能，故B正确；C、行驶的汽车从开始刹车到停止的过程，克服摩擦做功，内能增加、温度升高，使机械能转化为内能，故C错误；D、冬天，汽车内部温度高，车外温度低，车内空气柱的水蒸气遇冷在玻璃的内表面液化形成水雾，故D错误。故选B。(1)一切物质是由分子组成的，组成物质的分子都在永不停息的做无规则运动；(2)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，其中压缩冲程机械能转化成内能，做功冲程内能转化成机械能；(3)服摩擦做功可以使机械能转化为内能，使物体的内能增加、温度升高；(4)物质由气态变成液态的过程叫做液化。本题考查同学对身边常见现象和物理知识之间的联系能力，对定义要准确地理解和记忆。
8. 解：A、乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码，是由于分子间存在引力，故A错误；B、当加热试管到一定程度时，水蒸气的内能足够大会将塞子冲出，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，故B错误；C、红墨水在热水中扩散的比冷水中快，说明温度越高，分子运动速度越快；故C正确；D、图中冲程中火花塞点火和活塞向下移动的特点，可以判断这个冲程是做功冲程，故D错误。故选C。(1)分子间存在着相互作用的引力与斥力；(2)木塞冲出过程也是水蒸气的内能转化为塞子机械能的过程，水蒸气的内能会减小，温度降低；(3)物质是由分子组成的，分子处于永不停息的运动状态，分子之间存在间隙，分子同时存在相互作用的引力和斥力；温度越高，分子运动越剧烈；(4)四冲程汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，其中只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；另外还有压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能。本题中的小实验都是课本中学习的基础知识，虽然综合性较强，但难度却不大。
9. 解：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。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；机械。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。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，属于基础知识的考查，比较简答。
10. 解：由图可知，进气门和排气门都是关闭的，活塞向上运动，可以判断是压缩冲程，压缩冲程中机械能转化为内能。故答案为：机械；内。汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，各冲程的特点不同，因此根据气门的状态和活塞的运行方向确定冲程；并且只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；另外还有压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能。本题考查了内燃机的四个冲程，要求学生对每个冲程的特点、能量转化等情况十分熟悉才能顺利解答。
11. 解：A中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是第二冲程，即机械能转化为内能；B中的排气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四冲程；C中的两个气阀都关闭，火花塞点火，活塞下运动，所以为做功冲程，是第三冲程，即内能转化为机械能；D中的进气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一冲程；一个汽缸正常工作四个冲程的顺序是DACB，且A图所示的冲程是将机械能转化为内能。故答案为：A；DACB。(1)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；(2)压缩冲程是将机械能转化为内能，而做功冲程是将内能转化为机械能的过程。知道并理解内燃机的四个冲程的特点等知识点是解决该题的关键。
12. 解：(1)用炉火加热一壶水，水吸收热量，温度升高，是通过热传递方式改变水的内能；(2)水沸腾后会顶起壶盖，水蒸气对壶盖做功，此过程水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，其能量转化情况与四冲程汽油机的做功冲程相似。故答案为：热传递；做功。(1)做功和热传递都可以改变物体的内能，它们的主要区别是：做功是能量的转化，而热传递是能量的转移；(2)四冲程汽油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。此题还考查了改变物体内能的方式、热量的计算以及内燃机做功冲程的能量转化，难度不大，属于基础题目。
13. 解：(1)在热机的四个冲程中，把机械能转化为内能的是压缩冲程；(2)汽车的散热器可用水做冷却剂，是因为水的比热容比较大，在升高相同的温度时可以吸收更多的热量，降低发动机的温度。故答案为：压缩；比热容大。(1)在热机的四个冲程中，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)对水的比热容大的理解：相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多。本题考查了内燃机各冲程的能量转化、比热容的应用，是比较基本的问题，要重点掌握。
14. 解：两个气阀关闭，活塞向下运动，是做功冲程，其能量转化关系是内能转化机械能。由题意可知，单缸四冲程汽油机的飞轮转速是3600r/min，即每秒钟转60圈，完成30个冲程，做功30次；故本题答案为：做功；内能转化为机械能做功；30。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。
15. 解：若飞轮转速是1200r/min=20r/s，表示每秒飞轮转动20圈，汽油机每秒钟内完成10个工作循环，要经过40个冲程，对外做功10次。故答案为：10；40；?10。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。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。
《第三节 内燃机》提高练习

一、单选题
一台四冲程内燃机飞轮转速为1800r/min，它1s完成了(　　)
A. 30个冲程 B. 60个冲程 C. 120个冲程 D. 160个冲程
柴油机在做功冲程过程中，气缸里燃气的(　　)
A. 压强增大，温度升高，内能增大 B. 压强增大，温度升高，内能减小C. 压强减小，温度降低，内能增大 D. 压强减小，温度降低，内能减小
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
如图是内燃机的某个冲程，下列情况与该冲程能量的转化分式一致的是(　　)
A. 火箭升空 B. 搓手发热C. 滚摆上升 D. 太阳能加热水
如图是演示实验示意图，下列汽油机的四个冲程工作示意图中，与如图改变内能方式相同的是(　　)
A. B. C. D.
在汽油机的做功冲程中，高温、高压的燃气推动活塞运动做功，则下列说法中正确的是(　　)
A. 燃气的内能减少，温度升高 B. 燃气的内能增加，温度升高C. 燃气的内能减少，温度降低 D. 燃气的内能增加，温度降低
二、填空题
如图所示，图甲、乙、丙、丁是四冲程汽油机的工作示意图，图A、B是演示实验的示意图.与丙图原理相同的是______ 图所示的演示实验.汽油机的工作示意图中机械能转化为内能的冲程是______ 图。
汽车是我们生活中常用的交通工具，汽油机是汽车的动力设备.单缸汽油机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是______ 冲程；主要利用惯性来工作的冲程有______ 。
汽车已经成为人们出行的高频交通工具，所以要定期对其做保养检修。
（1）如图所示，检修发动机时需要抬起引擎盖，此时该引擎盖可看作? ??杠杆。
（2）调试汽油发动机的过程中，让其以额定功率80kW工作5min，测得飞轮转动了3000转.则该过程中发动机完成了? ?个冲程，每个工作循环做功? ??J。
三、综合题
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。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____? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??__ 。
答案和解析
【答案】
1. B 2. D 3. C 4. A 5. D 6. C
7. B；甲??
8. 做功；吸气冲程、压缩冲程、排气冲程??
9.（1）省力（2）??1.6×104??
10. (1)不直接使用燃料(体积小、结构简单、维修成本低等)；(2)内；C；(3)AB；(4)气体对外做功，内能减小，温度降低??
【解析】
1. 解：四冲程内燃机飞轮转速为1800r/min=30r/s，表示每秒飞轮转动30圈，60个冲程，对外做功15次。故选B。内燃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。此题主要考查的是学生对热机工作原理的认识和了解，基础性题目。
2. 【分析】在内燃机的做功冲程中，进气阀和排气阀均关闭、活塞向下运动；将内能转化为机械能；气缸内物质质量不变，体积增大，密度变小，压强变小.解决此题要结合内燃机的做功冲程原理和压强定义时进行分析解答，要知道做功冲程中的能量转化。【解答】柴油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，做功冲程中活塞向下运动，气缸内气体质量不变，体积变大，故气体的压强减小。故选D。
3. 解：A、吸气冲程中，柴油机将空气吸入气缸，汽油机将空气和汽油的混合气体吸入气缸，故A错误；B、汽油机和柴油机的做功冲程中，将内能转化成了机械能，故B错误；C、汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，故C正确；D、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D错误。故选C。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。此题考查的汽油机中的能量转化，以及柴油机和汽油机的不同之处，是一道基础题。
4. 解：如图，进气门和排气门都是关闭的，活塞下行，因此是做功冲程，做功冲程中内能转化为机械能；A、火箭升空时，将内能转化为机械能，符合题意；B、搓手取暖是克服摩擦做功，将机械能转化为内能，不合题意；C、滚摆上升，质量不变，高度增加，重力势能增大，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能，不合题意；D、太阳能加热水是热传递的过程，是内能的转移，不合题意。故选：A。内燃机是利用内能做功的机器，其在工作时有四个冲程，即吸气、压缩、做功、排气四个冲程.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.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.然后分析四个选项中的能量转化，并找出与其相同的过程。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以及分析清楚不同场景中涉及的能量转化。
5. 解：图中是用力将活塞压下，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；A、图中，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程；B、图中，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；C、图中，进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程；D、图中，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能；汽油机的压缩冲程中将机械能转化为内能，因此与图中实验原理相同的是压缩冲程，故D正确。故选：D。(1)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。(2)判断汽油机的四个冲程，先看进气门和排气门的关闭情况，进气门打开的是吸气冲程，排气门打开的是排气冲程，进气门和排气门都关闭的是压缩冲程或者做功冲程；活塞上行为压缩冲程和排气冲程；活塞下行为吸气冲程和做功冲程。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。
6. 解：在汽油机的做功冲程中，高温、高压的燃气推动活塞向下运动做功，燃气自身的温度降低，内能减小。故选：C。做功可以改变物体的内能，物体对外做功，内能减小。解决此类问题要结合内燃机的工作原理和内燃机四个冲程中的能量转化进行分析解答。
7. 解：(1)甲图中，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能；乙图中，排气门开启，活塞上行，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，此冲程将内能转化为机械能；丁图中，进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程；(2)A图是用力将活塞压下，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；B图对试管中的水加热，加快水的蒸发，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；综上所述，丙图是做功冲程，与它原理相同的是B图所示的演示实验；汽油机的工作示意图中机械能转化为内能的冲程是甲图。故答案为：B；甲。(1)判断汽油机的四个冲程，先看进气门和排气门的关闭情况，进气门打开的是吸气冲程，排气门打开的是排气冲程，进气门和排气门都关闭的是压缩冲程或者做功冲程；活塞上行为压缩冲程和排气冲程；活塞下行为吸气冲程和做功冲程；(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。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。
8. 解：在汽油机的四个冲程中，只有做功冲程是将气体的内能转化为活塞的机械能，另外的吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是靠飞轮的惯性继续工作；故答案为：做功，吸气冲程、压缩冲程、排气冲程。解答此题要知道：内燃机连续工作需要克服各种阻力，但只有做功冲程对外输出功；曲轴连同质量较大的飞轮一起旋转时，储存了较大的动能，依靠这些能量迅速完成三个耗功行程，这样发动机便能连续运转了。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，属于基础题目，但容易出错。
9. 【分析】
（1）杠杆分为三类：省力杠杆(动力臂大于阻力臂，省力费距离)、费力杠杆(动力臂小于阻力臂，费力省距离)和等臂杠杆(动力臂等于阻力臂，不省力不费力，不省距离不费距离)；
（2）四冲程发动机一个循环四个冲程，做一次功，发动机转二圈，根据P=Wt可求解。
【解答】
(1)检修同侧前后两个方向灯时，发现有一个不亮，说明两灯互不影响是并联；
(2)引擎盖的支点在最后方，当在最前方抬起引擎盖时，可以判断是省力杠杆；
(3)四冲程发动机一个循环四个冲程，做一次功，发动机转二圈，测得飞轮转动了3000转，完成的冲程是6000个，1500个工作循环，每个循环所做的功为：
W=Pt1500=80×1000W×5×60s1500=1.6×104J。
故填：(1)并? (2)省力??(3)6000??1.6×104。
10. 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；B、空气动力汽车工作时压缩的气体对外做或，将内能转化为机械能，故B正确；C、以空气发动机为动力的汽车，靠气缸内空气膨胀对外做功，而不是燃烧产生能量，故C错误；D、空气动力汽车工作时能量会有一定的损失，因此能量不可能完全被利用，故D错误；故选AB；(4)空气发动机排出的尾气温度低于周围空气的温度，这主要是因为气体对外做功，内能减小，温度降低。故答案为：(1)不直接使用燃料(体积小、结构简单、维修成本低等)；(2)内；C；(3)AB；(4)气体对外做功，内能减小，温度降低。(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。本题通过对“空气的动力”的介绍，深入了解了其中的原理及应用实例，体现了物理在高科技领域的应用，值得关注。