13.3 内燃机 同步测试（含解析）

第三节　内燃机
一、选择题
1.多数汽油机是由四个冲程不断循环来保证连续工作的。其中,完成将汽油燃烧产生的废气排出气缸的冲程是(　　)
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
答案　D　排气冲程将废气排出。
2.在四冲程汽油机的工作过程中,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　压缩冲程是将机械能转化为内能;在做功冲程中,两个气门关闭,活塞下行带动曲轴转动做功,气体的内能转化为机械能。
3.(多选)在汽油机压缩冲程中,气缸内气体的(　　)
A.温度升高 B.密度变小
C.热量增多 D.内能增加
答案　AD　汽油机的四个冲程是吸气、压缩、做功和排气冲程。压缩冲程中,压缩汽油和空气的混合物,将机械能转化成内能,使汽油和空气的混合物温度升高、内能增加。
4.下列交通工具中,动力设备不是热机的是(　　)
A.远洋轮船 B.载重汽车
C.战斗机 D.电动摩托
答案　D　远洋轮船、载重汽车、战斗机工作时都要使用化石能源作燃料,都是使用热机工作的。电动摩托车工作时是通过电动机工作的,没有使用热机。
5.从能量转换的角度看,一台四冲程内燃机在一个循环中,存在着机械能转化为内能过程的是(　　)
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
答案　B　吸气冲程和排气冲程都是靠惯性完成的,不做功;压缩冲程中机械能转化为内能;做功冲程中内能转化为机械能。
6.根据汽油机和柴油机的区别,下列说法正确的是(　　)
A.汽油机气缸顶部有一个火花塞,柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴
B.汽油机吸入的是空气,柴油机吸入的是空气和柴油的混合物
C.吸气冲程是内能转化为机械能
D.压缩冲程是内能转化为机械能
答案　A　汽油机气缸顶部有一个火花塞,柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴;工作过程中,汽油机吸入的是空气和汽油的混合物,柴油机吸入的是空气;吸气冲程是靠惯性完成的,没有能量的转化;压缩冲程将机械能转化为内能。
7.汽油机在做功冲程中,高温气体迅速膨胀而做功,此时气体的温度和内能的变化情况是(　　)
A.温度降低,内能增大
B.温度不变,内能不变
C.温度升高,内能增大
D.温度降低,内能减小
答案　D　汽油机在做功冲程中,汽油机内部的高温气体迅速膨胀对外做功,内能转化为机械能,故气体的内能会减小,气体的温度会降低。
8.在如图所示的内燃机的一个工作循环中,四个冲程的顺序应当是(　　)
A.乙、甲、丁、丙 B.甲、乙、丙、丁
C.乙、丁、甲、丙 D.甲、乙、丁、丙
答案　A　甲图中两个气门都关闭,活塞向上运动,因此是压缩冲程;乙图中进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,因此是吸气冲程;丙图中进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,因此是排气冲程;丁图中两个气门都关闭,活塞向下运动,因此是做功冲程。按照四个冲程的先后顺序应该是乙、甲、丁、丙。
9.一个单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1 800 r/min,则该汽油机每秒钟内(　　)
A.完成30个循环,做30次功
B.完成15个循环,做15次功
C.完成30个循环,做15次功
D.完成15个循环,做30次功
答案　B　飞轮转速为1 800 r/min=30 r/s,因一个工作循环活塞往复2次,飞轮转动2周,做功1次,完成4个冲程,所以该汽油机1 s内完成60个冲程,完成15个工作循环,对外做功15次。
二、填空题
10.内燃机是一种将内能转化为　　　　　能的机器。四冲程汽油机工作时,将机械能转化为内能的冲程是　　　　　冲程。?
答案　机械　压缩
解析　内燃机就是利用内能来做功的机器,将内能转化为机械能;汽油机的四个冲程中压缩冲程是外界对物体做功,将机械能转化为内能;做功冲程是高温高压的燃气对外界做功,将内能转化为机械能。
11.目前我国研发一款以压缩空气为动力的环保车。汽车使用前需要压缩存储气体,这一过程通过　　　　的方式使气体内能增加,开动时,释放的气体推动发动机,将气体的内能转化为　　　　能,此车紧急刹车时,刹车片和轮胎都变热,汽车的机械能转化为　　　　能。?
答案　做功　机械　内
解析　改变物体内能的方式有做功和热传递两种,压缩存储气体是通过做功的方式使气体内能增加的;释放的气体推动发动机,将气体的内能转化为机械能,紧急刹车时,刹车片和轮胎都变热,汽车的机械能转化为内能。
12.如图所示,是世界上早期的蒸汽汽车模型。燃料燃烧使水温升高,水的　　　　能增加,再转化为汽车的　　　　　能,使汽车前进。?
答案　内　机械
解析　燃料燃烧放出热量,是化学能转化为内能,水吸收热量,内能增加;蒸汽通过对外做功,再将内能转化为机械能,推动蒸汽汽车前进。
13.如图所示,用力划火柴,是利用增大　　　　　的方法增大摩擦力,从能量的转化角度来看,它与汽油机的　　　　　冲程能量转化相同。?
答案　压力　压缩
解析　摩擦力大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,增大压力、增大接触面的粗糙程度能够增大摩擦;在火柴头与火柴盒相同时,我们只能增大压力来增大摩擦。在用力划火柴的过程中机械能转化为内能,与此能量转化对应的内燃机冲程是压缩冲程。
14.科学家发明了一款单缸六冲程内燃机,它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同,在第四冲程结束后,立即向气缸内喷水,水在高温气缸内迅速汽化成高温、高压的水蒸气,推动活塞再次做功,水蒸气温度　　　　(升高/降低/不变),其内能　　　　(增大/减少/不变),这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能,提高了热机的　　　　。这款内燃机的第六冲程是　　　　冲程。?
答案　降低　减少　效率　排气
解析　水在高温气缸内迅速汽化成高温、高压的水蒸气,推动活塞再次做功,水蒸气内能减少,温度降低。这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能,因此提高了热机的效率。这款内燃机的第六冲程是排气冲程。
三、解答题
15.某单缸汽油机的飞轮每分钟转600转,设做功冲程中燃气对活塞的压强保持在5×105 Pa不变,活塞行程为0.2 m,活塞的面积为100 cm2,求汽油机的功率。
答案　5 kW
解析　燃气对活塞的平均压力为:F=pS=5×105 Pa×1×10-2 m2=5000 N。一个做功冲程中燃气对活塞做的功W=Fs=5000 N×0.2 m=1000 J。飞轮每转两圈对外做功一次,所以飞轮转动600 r,要对外做功300次,所以燃气对活塞做的总功为W总=W×300=1000 J×300=3×105 J,而t=1 min=60 s,则汽油机的功率为P===5000 W。