第十三章第三节内燃机习题 2021-2022学年沪科版物理九年级（含答案）

沪科版九年级第十三章第三节内燃机习题精练
一、单选题
汽油机工作时，汽缸内燃气温度最高、压强最大的时刻是(????)
A. 吸气冲程结束
B. 做功冲程结束
C. 压缩冲程结束，火花塞点火前的瞬间
D. 压缩冲程结束，火花塞点火后的瞬间
如图所示是汽油机工作的示意图，下列说法正确的是(????)
A. 图中表示的是做功冲程，汽缸内气体的内能减少，温度降低
B. 图中表示的是做功冲程，汽缸内气体的内能增加，温度升高
C. 图中表示的是压缩冲程，汽缸内气体的内能减少，温度降低
D. 图中表示的是压缩冲程，汽缸内气体的内能增加，温度降低
用酒精灯给试管加热，如图所示，试管口软木塞冲出的过程中，下列说法正确的是(????)
A. 水蒸气对软木塞做功，水蒸气内能增大
B. 水蒸气的内能转化为软木塞的机械能
C. 软木塞是由于惯性冲出去的，与水蒸气的内能无关
D. 试管口的“白气”是水蒸气汽化形成的
如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于四个冲程的描述正确的是(????)
A. 吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸
B. 压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小
C. 做功冲程中，燃料释放的能量绝大部分转化为机械能
D. 排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分
关于热机的能量转化过程，下列说法正确的是(????)
A. 将势能转化为动能 B. 将机械能转化为化学能
C. 将内能转化为机械能 D. 主要目的是通过热传递改变内能
如图所示表示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图，它们正确的排列顺序为(????)
A. 甲、乙、丙、丁 B. 丁、丙、乙、甲
C. 甲、丙、乙、丁 D. 丁、甲、丙、乙
某部科幻电影讲述了多年以后太阳急速衰老膨胀，无法再给地球提供能量，人类为了拯救地球而点燃木星周围的可燃气体，逃离太阳系的故事。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
如图所示的四个冲程不是按照热机正常工作的顺序排列的，你认为让汽车获得动力的冲程是(????)
A. B. C. D.
下列有关火箭的说法中错误的是(????)．
A. 火箭最早起源于我国宋代，是热机的一种
B. 目前大多数空间运载火箭都是液体火箭
C. 火箭是空间飞行器的一种
D. 火箭由于带有燃料和氧化剂，所以工作时能在空气稀薄的高空和太空飞行
火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液态氢具有的优点是(????)
A. 密度较小 B. 比热容较大 C. 易燃烧 D. 热值较高
二、填空题
热机就是把燃料燃烧时放出的??????????能转化成??????????能的机器，四冲程汽油机在一个工作循环中，只有??????????冲程实现这种能的转化，其他三个辅助冲程是靠飞轮的??????????来完成的．
热机是将??????????能转化为??????????能的装置．汽油机的活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫??????????．
四冲程汽油机完成一个工作循环，活塞往复运动??????????次，气缸内的燃油燃烧爆发??????????次，对外做功??????????次，曲轴转动??????????周。
现代火箭的特点是??????????．??????????火箭可以作为星际航行的运载工具．火箭的输送系统按时按量地把??????????和??????????输送到燃烧室中，最初是用??????????点燃，产生高温、高压气体，随后就可自行工作．
三、实验探究题
如图所示，取一只透明塑料盒，底部钻一小孔，刚好能将电子式火花发生器的放电针紧紧地插进孔中，打开塑料盒盖，向盒中滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后按动火花发生器的按钮。
(1)实验中，你将观察到的现象是___________________________。
(2)影响实验成败的原因可能有很多，请你写出其中的一个：______________________。
(3)在此过程中，酒精燃烧后的燃气对外做功，燃气的_________能减少，转化为塑料盒盖的_________能。
(4)根据这个原理，可以制造出的机器是_________。
如图为四缸发动机的工作原理图：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功冲程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气冲程。
排量
2.0L
输出功率
120kW
转速
6000r/min
(1)发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将______能转化为______能。
(2)有一台四缸发动机，其主要技术指标如表所示。其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(即冲程长)。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。
①该发动机在1s内做功______J，单缸排量V=______L。
②在每个做功冲程里，发动机做功W=______J。
(3)在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W=pV，式中p表示燃气对活塞的压强，则p=______Pa.(1L=10?3m3)
根据图中实验回答问题
(1)如图1所示，在热水和冷水中分别滴入两滴墨水，不要搅动杯中的水，热水杯中的墨水扩散得快，选用热水和冷水做实验的目的是便于探究分子无规则运动速度与______的关系。
(2)如图2所示，瓶内装有少量的水，水上方有水蒸气，塞紧瓶塞，用打气筒向瓶内打气，当塞跳起时，有白雾产生，白雾是水蒸气______而成的，这说明气体对外做功时，内能______，温度______。
(3)如图3所示是热机的这个冲程是通过______的方式改变它的内能。
(4)如图4所示，在试管中装些水，用软木塞塞住，用酒精灯给水加热至沸腾的过程中，这是用______的方法使水的内能增加，发生的能量转化是______；当软木塞被冲出时，发生的能量转化是______这个实验虽然简单，却表现出热机中能量转化的基本过程。
如图为实际汽车的四缸发动机图，其工作原理为：内燃机通过连杆把四个气缸的活塞连在一根曲轴上，并使各气缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功，其他三个气缸分别在做吸气、压缩和排气工作。有一台四缸发动机，其主要技术指标如右表所示。其中排量等于四个气缸工作容积的总和，气缸工作容积指活塞从气缸顶部到底部所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(既冲程长)。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。
排量
2L
输出功率
120kW
转速
6000r/min
请回答下列问题：
(1)该汽车发动机的一个工作循环对外做功______次，每秒对外做功______次。
(2)该汽车发动机的单缸排量为______，它的______冲程是把内能转化为机械能，从而获得动力。
(3)汽车运动时排放的尾气会对环境造成严重污染，为保护环境请你对未来汽车的设计提出一点合理化建议。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：压缩冲程结束，火花塞点火后的瞬间，汽油燃烧，且尚未对外做功，汽缸内压强最大，燃气温度最高，内能最大。
2.【答案】A
【解析】解：分析题图可知，此时火花塞产生电火花，引燃汽缸内的燃气，高温高压气体对活塞做功，使得活塞向下运动，即是做功冲程，该过程汽缸内气体的内能减少，转化成活塞的机械能，所以是汽缸内气体本身的内能减小，温度降低，故选A。
3.【答案】B
【解析】解：水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能．
4.【答案】A
【解析】
A、汽油机在吸气冲程中，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸，故A正确；
B、在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，气体的内能变大，此过程是机械能转化为内能的过程，故B错误；
C、在做功冲程中，燃料燃烧释放的内能大部分需要克服摩擦、发生热传递而散失，只有一少部分转化为机械能，故C错误；
D、在排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的大部分，故D错误。
故选：A。??
5.【答案】C
【解析】
热机就是把燃料燃烧得到的内能转化为机械能的装置；在四冲程内燃机的工作过程中，做功冲程中将燃料燃烧产生的内能转化为机械能，为热机工作提供动力，故C正确，ABD错误。故选C。??
6.【答案】D
【解析】解：甲图中两个气门都关闭，活塞向上运动，因此是压缩冲程；乙图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，因此是排气冲程；丙图中两个气门都关闭，活塞向下运动，火花塞产生电火花，因此是做功冲程；丁图中进气门打开，排气门关闭，因此是吸气冲程。故正确顺序是：丁、甲、丙、乙，故选D。
7.【答案】C
【解析】解：点燃木星周围的可燃气体，气体迅速升温膨胀，推动地球做功，使地球逃离太阳系，因此“点燃木星”相当于内燃机的做功冲程，故选C。
8.【答案】B
【解析】解：在汽油机的四个冲程(吸气、压缩、做功、排气)中，内能转化为机械能的是做功冲程，该冲程让汽车获得动力。? A图：进气门打开，活塞向下运行，是吸气冲程，不符合题意。? B图：两个气门都关闭，火花塞喷出电火花，活塞向下运行，是做功冲程，符合题意。? C图：两个气门都关闭，活塞向上运行，是压缩冲程，不符合题意。? D图：排气门打开，活塞向上运行，是排气冲程，不符合题意。
9.【答案】C
【解析】略
10.【答案】D
【解析】略
11.【答案】内
机械
做功
惯性
12.【答案】内?
机械?
一个冲程
13.【答案】2
1
1
2
14.【答案】功率巨大
多级
燃料
氧化剂
电火花
15.【答案】(1)塑料盒盖飞出去? (2)塑料盒盖的松紧程度(或酒精多少等)? (3)内? 机械? (4)热机
【解析】解：(1)电子式火花发生器点火后，观察到的现象是酒精燃烧产生的内能使塑料盒盖飞出去；(2)塑料盒盖的松紧程度或酒精多少等会影响实验的成败；(3)酒精燃烧后产生的内能对外做功，燃气的内能减少，燃气的内能转化为塑料盒盖的机械能；(4)根据燃料燃烧产生的内能做功这个原理，可以制造出的机器是热机。
16.【答案】内? 机械? 1.2×105? 0.5? 600? 1.2×106
【解析】解：(1)在做功冲程里，高温、高压的燃气膨胀做功，将内能转化为机械能；
(2)①由P=Wt可得，发动机在1s内做功：
W=Pt=120×103W×1s=1.2×105J，
因为四缸总排量为2.0L，
单缸排量：
V=14×2.0L=0.5L，
②发动机在1s内做功1.2×105J，
发动机有四个缸同时工作，
每个缸1s内做功：
W=14×1.2×105J=3×104J，
又因为转速为6000r/min，四冲程内燃机每个工作循环曲轴转两周、做功一次，
所以1s内做功50次，
每个做功冲程做功：
W'=150×3×104J=600J。
(3)因为W'=pV，V=0.5L=0.5×10?3m3，
所以燃气对活塞的压强：p=W'V=600J0.5×10?3m3=1.2×106Pa；
故答案为：(1)燃气；内；机械；(2)①1.2×105，0.5，②600；(3)1.2×106。
17.【答案】温度? 液化? 减小? 降低? 做功? 热传递? 化学能转化为内能? 内能转化为机械能
【解析】解：
(1)在分别盛有热水和冷水的玻璃杯中，小心地滴入一滴红墨水，会看到滴入热水中的红墨水扩散的快；选用热水和冷水做实验，这是因为冷水和热水的温度不同，以便于探究分子无规则运动速度与温度的关系；
(2)瓶子里装有一些水，用力打气，瓶内的气体对瓶塞做功，瓶内气体的内能减少，温度降低，瓶内的水蒸气液化成小水珠，出现白气；
(3)由图可知，热机两个气阀都关闭，活塞向下运动，所以是做功冲程，做功冲程内能对外做功，将内能转化为机械能，是通过做功的方式改变物体的内能的；
(4)在试管中装些水，用酒精灯加热的过程中，酒精燃烧将化学能转化为内能，这些内能传递给试管中的水；使得水的内能增加，产生大量的水蒸气，试管内的气体压强增大，大于外界的大气压，水蒸气就会将塞子冲出，即对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能。
故答案为：(1)温度；(2)液化；减小；降低；(3)做功；(4)热传递；化学能转化为内能；内能转化为机械能。
18.【答案】4? 200? 0.5L? 做功?
为保护环境对未来汽车的设计使用清洁能源。
【解析】解：(1)四冲程汽油机的飞轮转速为6000r/min=100r/s，即该飞轮每秒钟转100r。
因为飞轮转动半周，做功1次，所以一个工作循环，飞轮转2r，对外做功4次。
所以飞轮转100r，对外做功200次。
(2)四缸发动机，其中排量等于四个气缸工作容积的总和是2L，汽车发动机的单缸排量为2L4=0.5L；
做功冲程，高温高压燃气推动活塞向下运动，燃气对外做功，将内能转化为了机械能，从而获得动力。
(3)汽车运动时排放的尾气会对环境造成严重污染，为保护环境对未来汽车的设计使用清洁能源。
故答案为：(1)1；50；(2)0.5L；做功；(3)为保护环境对未来汽车的设计使用清洁能源。