2.2内燃机 习题精练 2021-2022学年教科版物理九年级上册（含答案）

教科版九年级上册第二章2内燃机习题精练
一、单选题
某个单缸四冲程汽油机的转速是2400?r/min，那么在每秒钟内(????)
A. 曲轴转动40转，燃气对活塞做功20次，活塞完成20个冲程
B. 曲轴转动40转，燃气对活塞做功80次，活塞完成80个冲程
C. 曲轴转动40转，燃气对活塞做功20次，活塞完成80个冲程
D. 曲轴转动80转，燃气对活塞做功20次，活塞完成160个冲程
单缸四冲程汽油机的四个冲程的示意图如图所示，下列关于这种汽油机一个工作循环中的四个冲程说法不正确的是(????)
A. 甲是做功冲程，将内能转化为机械能
B. 乙是吸气冲程，只将空气吸入汽缸
C. 丙是排气冲程，靠飞轮的惯性来完成
D. 丁是压缩冲程，汽缸内气体的内能增加
关于汽油机和柴油机，下列说法错误的是(????)
A. 汽油机用压燃式点火，柴油机用点燃式点火
B. 吸气冲程中，汽油机吸入汽油和空气的混合物，柴油机只吸入空气
C. 汽油机和柴油机的排气冲程完全相同
D. 小汽车、摩托车通常用汽油机做发动机，卡车、挖掘机通常用柴油机做发动机
一个四冲程内燃机飞轮的转速是1200?r/min，则此内燃机每秒钟做功的次数和完成的冲程数是(????)．
A. 10次，完成40个冲程 B. 20次，完成40个冲程
C. 10次，完成20个冲程 D. 20次，完成20个冲程
柴油机上安装了一个笨重的飞轮，这是为了(????)．
A. 提高柴油机做功的效率
B. 节约所需要的燃料
C. 使柴油机稳当，防止使用过程中移动位置
D. 利用飞轮的惯性完成吸气、压缩、排气三个冲程
如图所示，水沸腾后会将软木塞冲开，其能量转化情况和四冲程内燃机的哪一个工作冲程相似？(????)．
A. 吸气冲程
B. 压缩冲程
C. 做功冲程
D. 排气冲程
汽油机压缩冲程中，汽缸中空气的温度、压强、体积的变化情况是(????)．
A. 温度升高，压强减小，体积增大 B. 温度降低，压强减小，体积减小
C. 温度升高，压强增大，体积减小 D. 温度降低，压强减小，体积增大
科幻大片《流浪地球》讲述了太阳即将毁灭，人类开启“流浪地球”计划，带着地球一起逃离太阳系．流浪过程中地球受到木星引力的作用坠向木星，为脱离木星，主人公点燃了木星上的可燃气体，从而将地球推离木星．其中“点燃木星”将地球推开相当于内燃机的(????)
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
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
如图表示四冲程内燃机工作时的示意图，一个工作循环的正确顺序为(????)．
A. 甲、乙、丙、丁 B. 丁、丙、乙、甲
C. 甲、丁、乙、丙 D. 甲、丙、乙、丁
二、填空题
如图是小明用气球制作的“愤怒的小鸟”，当充气的气球松手后，“小鸟”快速地飞向前方。这一过程是??????????能转化为机械能，该过程与四冲程内燃机??????????冲程的能量转化相同。
如图所示，甲、乙是两个演示实验的示意图，与压缩冲程原理相同的是??????????图所示的演示实验，与做功冲程原理相同的是??????????图所示的演示实验。
如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图甲可以看出，此时它处在??????????冲程，其能量转化情况与图??????????(填“乙”或“丙”)相同。
如图所示，是小汽车内的四冲程汽油机工作的部分冲程示意图。其中______图是做功冲程，若汽油机飞轮转速为1200转/分，那么1秒内汽油机对外做______次功。
三、作图题
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。
四、实验探究题
随着经济的发展，汽车己成为人们常用的交通工具，截至2020年9月，全国机动车保有量达3.65亿辆，其中汽车保有量2.75亿辆。某物理小组的同学在社会实践活动中，通过实际调查和网上查询，绘制了一辆某种型号汽车在额定功率下行驶时单位时间的能量流向图，请你参与讨论有关问题。
(1)根据图中的能量流向，该轿车行驶时造成的能量损耗最主要的是??????????。
(2)汽油机是汽车的“心脏”，一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是1?800?r/min，此汽油机每秒钟完成??????????个做功冲程，其中??????????冲程将机械能转化为内能。
(3)若将机器转化有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”，由图中提供的数据可得，该轿车的能量转化效率为??????????。(保留三位有效数字)
(4)一辆使用汽油为燃料的小汽车，在路面水平的高速公路上以100?km/?的速度匀速行驶时，百公里油耗为8?L，发动机的效率为25%。设汽车通过50?km的路程。汽油的密度ρ=0.75×103kg/m3，汽油热值为q=4.5×107J/kg。该路段上消耗的汽油完全燃烧释放的热量是??????????J，该路段上发动机给汽车行驶提供的牵引力为??????????N。
(5)对减少汽车行驶中的能量损耗，就你所知，提出一条建议：??????????。
改变物体的内能方式，物体对外界做功，物体的内能______ ，外界对物体做功，物体的内能______ 。(选填“增大”，“减小”或“不变”)
(1)如图所示，用酒精灯给水加热一段时间后，观察到软木塞冲出试管口，同时观察到瓶口出现“白雾”，这是______ 现象(填物态变化名称)。此过程水蒸气减少的内能______ (选填“大于”，“等于”或“小于”)软木塞增加的机械能，这与热机的______ 冲程相似。
(2)如图所示，在一个配有活塞的厚透明筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速下压，压缩空气______ ，使筒内空气的内能______ ，观察到硝化棉燃烧起来。
? ? ? ?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。
Q 195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Q 195型汽油机的额定功率______W(不考虑机械能的损失)
答案和解析
1.【答案】C
【解析】由题知，飞轮的转速是2400?r/min=40?r/s，因为在一个工作循环中，飞轮转动2转，对外做功1次，完成4个冲程，所以每秒钟曲轴转动40转，燃气对外做功20次，经历20个工作循环，完成80个冲程。故选C。
2.【答案】B
【解析】甲图中两个气门都关闭，火花塞点火，此时活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，故A正确。乙图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，将汽油和空气的混合物吸入汽缸，故B错误。丙图中排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程，靠飞轮的惯性来完成，故C正确。丁图中两个气门都关闭，此时活塞向上运动，是压缩冲程，汽缸内气体的内能增加，故D正确。故选B。
3.【答案】A
【解析】柴油机与汽油机采用的点火方式不同，柴油机采用压燃式，汽油机采用点燃式，故A说法错误。在内燃机的吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入的只有空气，故B说法正确。汽油机和柴油机的排气冲程都是排出废气，故C说法正确。柴油机一般用于大型机械，例如卡车、挖掘机，汽油机一般用于小型机械，例如小汽车、摩托车，故D说法正确。
4.【答案】A
【解析】该内燃机每秒钟飞轮转20转，飞轮每转动两周做功一次，而每做一次功需要经过4个冲程．
5.【答案】D
【解析】略
6.【答案】C
【解析】略
7.【答案】C
【解析】略
8.【答案】C
【解析】解：“点燃木星”将地球推开，是因为燃料的内能转化为地球的机械能，相当于热机的做功冲程．
9.【答案】C
【解析】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C正确，ABD错误。故选C。??
10.【答案】C
【解析】图甲中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程；图乙中两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程；图丙中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程；图丁中两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程．
11.【答案】内
做功
12.【答案】甲
乙
13.【答案】做功
乙
14.【答案】乙；10
【解析】解：如图甲，进气门关闭，排气门打开，活塞上行，可以判断是排气冲程；如图乙，进气门和排气门都是关闭的，活塞下行，可以判断是做功冲程。
若飞轮转速是1200r/min=20r/s，表示每秒飞轮转动20圈，要经过40个冲程，对外做功10次。
故答案为：乙；10。
15.【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】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。
熟悉每个冲程的特征是作图的关键；本题的难点是准确作图。
16.【答案】(1)排放废气损耗和散热器的损耗；
(2)15；压缩；
(3)12.7%；
(4)1.35×108；675
(5)给机器加润滑油，减少有害摩擦
17.【答案】减小? 增大? 液化? 大于? 做功? 做功? 增加
【解析】解：
做功可以改变物体的内能，物体对外界做功，物体的内能转化为机械能，物体的内能减小；外界对物体做功，机械能转化为内能，物体内能增大；
(1)软木塞冲出试管口时，水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能减小，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能；
试管中出来的水蒸气遇冷的空气液化成小水珠悬浮在空气中，就是我们看到的白气；
由于存在热量的散失，故水蒸气减少的内能大于软木塞增加的机械能；该过程与热机的做功冲程能量转化相同；
(2)当把活塞迅速压下去时，活塞对空气做功，使筒内空气的内能增大，温度升高，达到硝化棉的燃烧点，硝化棉就燃烧起来。
故答案为：减小；增大；(1)液化；大于；做功；(2)做功；增加。
做功可以改变物体的内能，外界对物体做功时，机械能转化为内能，物体内能增大，当物体对外做功时，物体的内能转化为机械能，物体的内能减小；
热机的一个工作循环有吸气、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。
此题考查学生对于物体内能改变方式的理解，以及内能、热量和温度的关系的理解，是中考的热点。
18.【答案】(1)机械；
(2)做功冲程；
(3)D； (4)5×104