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浙教版中考科學(xué)一輪復(fù)習(xí)內(nèi)燃機(jī)及效率內(nèi)燃機(jī)沖程、內(nèi)燃機(jī)效率【知識(shí)點(diǎn)分析】一.內(nèi)燃機(jī)1.定義:燃料在機(jī)器汽缸內(nèi)燃燒的熱機(jī)。汽油機(jī)和柴油機(jī)是兩種常見(jiàn)的內(nèi)燃機(jī)。2.常見(jiàn)的內(nèi)燃機(jī):汽油機(jī)和柴油機(jī)3.汽油機(jī)工作原理:氣缸吸入汽油和空氣的混合物,經(jīng)火花塞點(diǎn)火將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,推動(dòng)著活塞運(yùn)動(dòng)。4.柴油機(jī)工作原理:氣缸吸入空氣,經(jīng)噴油嘴把柴油噴進(jìn)高溫的氣缸點(diǎn)燃,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,推動(dòng)著活塞運(yùn)動(dòng)。內(nèi)燃機(jī)的工作:對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的活塞上下運(yùn)動(dòng)我們把內(nèi)燃機(jī)的工作分為四個(gè)沖程,作為一個(gè)工作循環(huán),轉(zhuǎn)兩圈,做一次功,只有做功沖程是對(duì)外做功,其他沖程都是靠慣性完成內(nèi)燃機(jī)的工作(以汽油機(jī)的圖示為例)吸氣沖程進(jìn)氣門(mén)打開(kāi),排氣門(mén)關(guān)閉,活塞向下,將空氣吸入氣缸(汽油機(jī)吸入的是汽油和空氣的混合物)壓縮沖程進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉,排氣門(mén)關(guān)閉,活塞向上,壓縮氣缸里的氣體(將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)做功沖程進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉,排氣門(mén)關(guān)閉,活塞向下,氣缸里燃料燃燒(將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,汽油機(jī)需要火花塞點(diǎn)火,柴油機(jī)壓燃)排氣沖程進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉,排氣門(mén)打開(kāi),活塞向上,將氣缸里的氣體排出7.汽油機(jī)與柴油機(jī)的區(qū)別:(1)缸內(nèi)吸入的氣體:汽油機(jī)吸入的是空氣與汽油的混合氣體,柴油機(jī)吸入的是空氣(2)點(diǎn)火方式:汽油機(jī)在壓縮沖程結(jié)束通過(guò)火花塞電子打火點(diǎn)燃,柴油機(jī)是壓縮沖程結(jié)束通過(guò)噴油嘴噴入柴油蒸氣后直接壓燃(3)結(jié)構(gòu)上:汽油機(jī)的火花塞,柴油機(jī)有噴油嘴。(4)效率上:柴油機(jī)的效率高于汽油機(jī)(5)體積上:柴油機(jī)更大,功率也相對(duì)大些?!纠}分析】1.如圖甲,迅速下壓活塞,玻璃筒底部的棉花燃燒,圖乙是汽油機(jī)的某一沖程,關(guān)于這兩個(gè)過(guò)程,下列說(shuō)法正確的是()A.圖乙是汽油機(jī)的壓縮沖程B.圖甲和圖乙的能量轉(zhuǎn)化情況相同C.圖乙中是汽油機(jī)做功沖程D.隨著技術(shù)的進(jìn)步,圖乙汽油機(jī)的效率能達(dá)到100%【答案】C【解析】AC.由圖乙可知,進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)均關(guān)閉,活塞向下運(yùn)動(dòng),火花塞點(diǎn)火,所以此沖程是做功沖程,故A錯(cuò)誤,不符合題意;故C正確,符合題意;B.圖甲是活塞對(duì)玻璃筒內(nèi)的空氣做功,空氣內(nèi)能增加,溫度升高,從而使棉花燃燒,所以圖甲的能量轉(zhuǎn)化是機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能;圖乙是高溫高壓燃?xì)鈱?duì)活塞做功,燃?xì)鈨?nèi)能減少,溫度降低,所以圖乙的能量轉(zhuǎn)化是內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能,故B錯(cuò)誤,不符合題意;D.在熱機(jī)中,由于摩擦、向外散熱等因素,總存在著能量損失,熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%,所以隨著技術(shù)的改進(jìn),圖乙汽油機(jī)的效率也不能達(dá)到100%,故D錯(cuò)誤,不符合題意。2.為使艦載機(jī)在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到起飛速度,航母上安裝了蒸汽彈射裝置,如圖所示為其簡(jiǎn)化原理圖。氣缸內(nèi)蒸汽體積膨脹對(duì)外做功,同時(shí)推動(dòng)活塞,從而使艦載機(jī)獲得巨大的牽引力,彈射出去。從能量轉(zhuǎn)化角度講,蒸汽彈射裝置原理與汽油機(jī)工作的四個(gè)沖程中相似的是()A.吸氣沖程 B.壓縮沖程 C.做功沖程 D.排氣沖程【答案】C【解析】氣缸內(nèi)蒸汽體積膨脹,對(duì)外做功,同時(shí)推動(dòng)活塞,使艦載機(jī)獲得巨大的牽引力,此過(guò)程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,相當(dāng)于汽油機(jī)的做功沖程,故ABD不符合題意,C符合題意。3.2022年2月27日長(zhǎng)征八號(hào)遙二運(yùn)載火箭搭載著22顆衛(wèi)星,如圖甲所示,在我國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)一飛沖天,創(chuàng)造了我國(guó)“一箭多星”即單次發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量最多的紀(jì)錄。火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的能流圖可簡(jiǎn)化為如圖乙所示。在火箭加速上升過(guò)程中有關(guān)能量轉(zhuǎn)化分析正確的是()A.燃料燃燒的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為火箭的機(jī)械能B.圖乙中問(wèn)號(hào)所表示的內(nèi)容是廢氣帶走的能量C.火箭的機(jī)械能增大,內(nèi)能減小D.火箭的機(jī)械能減小,內(nèi)能增大【答案】B【解析】A.火箭發(fā)射時(shí),燃料燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,再轉(zhuǎn)化為火箭的機(jī)械能,A錯(cuò)誤;B.由火箭內(nèi)部的能流圖可知,圖中問(wèn)號(hào)所表示的內(nèi)容是廢氣帶走的內(nèi)能,故B正確;CD.火箭上升過(guò)程中,速度增大、高度增大,則火箭的動(dòng)能增大,重力勢(shì)能增大,機(jī)械能增大;火箭從地面向上發(fā)射過(guò)程中,火箭外殼和大氣摩擦后溫度越來(lái)越高,其內(nèi)能增大,故CD錯(cuò)誤。4.光發(fā)動(dòng)機(jī)是一種把光能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置,主要結(jié)構(gòu)如甲圖所示。在太陽(yáng)光照射下,化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)密封著的氣態(tài)物質(zhì)N2O4發(fā)生反應(yīng):N2O4→O2+2NO,導(dǎo)致室內(nèi)氣壓增大;在無(wú)光條件下,室內(nèi)發(fā)生“逆向反應(yīng)”,導(dǎo)致室內(nèi)氣壓減??;這樣便可通過(guò)控制窗口處射入的光能使氣室中的氣態(tài)物質(zhì)循環(huán)反應(yīng),從而推動(dòng)活塞輸出機(jī)械能。則光發(fā)動(dòng)機(jī)該裝置中的活塞向右運(yùn)動(dòng)時(shí),相當(dāng)于如圖汽油機(jī)四個(gè)沖程中的()A. B. C. D.【答案】C【解析】當(dāng)太陽(yáng)光照射時(shí),反應(yīng)室內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致室內(nèi)氣壓增大,這時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,從而推動(dòng)活塞移動(dòng),相當(dāng)于汽油機(jī)的做功沖程。A.圖中進(jìn)氣門(mén)打開(kāi),是吸氣沖程,故A不符合題意;B.圖中兩氣門(mén)關(guān)閉,活塞向上運(yùn)動(dòng),是壓縮沖程,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故B不符合題意;C.圖中兩氣門(mén)關(guān)閉,活塞向下運(yùn)動(dòng),是做功沖程,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故C符合題意;D.圖中排氣門(mén)打開(kāi),是排氣沖程,故D不符合題意。5.如圖顯示的是甲、乙兩臺(tái)汽油機(jī)的參數(shù),與乙汽油機(jī)相比,甲汽油機(jī)()A.消耗的汽油更多 B.效率更低C.功率較小 D.使用的汽油的熱值更小【答案】B【解析】A.消耗的汽油的質(zhì)量未知,無(wú)法判斷,故A錯(cuò)誤;B.由圖可知,甲汽油機(jī)的損失的能量是80000J,所占的比例是80%,總能量W甲總==100000J甲的機(jī)械能為W甲有效=100000J80000J=20000J機(jī)械能所占的比例是20%;乙汽油機(jī)的損失的能量是90000J,機(jī)械能30000J,總能量為W乙總=120000J,機(jī)械能所占的比例是25%,即甲的機(jī)械效率是20%,乙的機(jī)械效率是25%,甲的機(jī)械效率較小,故B正確;C.兩臺(tái)汽油機(jī)的功率由于缺乏數(shù)據(jù)無(wú)法比較,故C錯(cuò)誤;D.題中沒(méi)有給出消耗的汽油的質(zhì)量,因此熱值的大小也無(wú)法比較,故D錯(cuò)誤。6.如圖所示為甲、乙、丙三部汽油機(jī)燃料完全燃燒釋放的內(nèi)能和汽油機(jī)輸出機(jī)械能的二維柱狀圖。根據(jù)圖中的信息,下列選項(xiàng)正確的是()A.丙輸出的機(jī)械能比甲少,所以丙的效率比甲低B.在燃料完全燃燒放出相同熱量時(shí),乙輸出機(jī)械能比甲少C.在輸出的機(jī)械能相同時(shí),丙比乙消耗更多燃料D.三部熱機(jī)中,甲使用的燃料熱值最大,效率最高【答案】C【解析】ABD.如圖所示,假設(shè)縱坐標(biāo)軸的單位長(zhǎng)度為1.由公式可得,甲的效率乙的效率丙的效率可見(jiàn),三部汽油機(jī)中,乙的效率最高,甲、丙的效率相同,故ABD錯(cuò)誤;C.由圖可知,在輸出的機(jī)械能相同時(shí),乙消耗的燃料最少,故C正確。7.如圖所示為汽油機(jī)工作過(guò)程的示意圖,下列說(shuō)法正確的是()A.圖甲是排氣沖程,依靠飛輪的慣性工作B.圖乙是壓縮沖程活塞向上運(yùn)動(dòng)C.圖丙是做功沖程內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D.圖丁是吸氣沖程,吸入的只有空氣【答案】C【解析】A.圖甲,進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉,排氣門(mén)關(guān)閉,活塞向上運(yùn)動(dòng),屬于壓縮沖程,故A錯(cuò)誤;B.圖乙,進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉,排氣門(mén)打開(kāi),活塞向上運(yùn)動(dòng),屬于排氣沖程,故B錯(cuò)誤;C.圖丙,進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)關(guān)閉,氣缸內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生高溫高壓氣體推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng),將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故C正確;D.圖丁,進(jìn)氣門(mén)打開(kāi),排氣門(mén)關(guān)閉,活塞向下運(yùn)動(dòng),是吸氣沖程,吸入的是空氣和汽油的混合物,故D錯(cuò)誤。8.2022年8月20日01時(shí)37分,我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心使用長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭,成功將遙感三十五號(hào)04組衛(wèi)星發(fā)射升空,如圖所示。則下列說(shuō)法正確的是()A.發(fā)射火箭與熱機(jī)做功沖程的能量轉(zhuǎn)化相同B.火箭加速升空的過(guò)程中,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C.火箭加速升空的過(guò)程中,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能D.衛(wèi)星在大氣層外沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行,機(jī)械能總量不斷增加【答案】A【解析】A.發(fā)射火箭消耗了內(nèi)能,內(nèi)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能,與熱機(jī)做功沖程的能量轉(zhuǎn)化相同,故A正確;B.火箭加速升空的過(guò)程中,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故B錯(cuò)誤;C.火箭加速升空的過(guò)程中,動(dòng)能和重力勢(shì)能都增加,故C錯(cuò)誤;D.衛(wèi)星在大氣層外沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行,機(jī)械能總量不變,故D錯(cuò)誤。9.景頗族的祖先曾發(fā)明一種活塞式點(diǎn)火器,如圖所示,以牛角作套筒,木質(zhì)推桿前端粘附艾絨,取火時(shí),一手握住套筒,另一手猛推推桿,艾絨即燃,隨即將桿拔出,口吹立見(jiàn)火苗。手推桿入筒的過(guò)程與四沖程汽油機(jī)哪一個(gè)沖程能量轉(zhuǎn)化相同()A.吸氣沖程 B.壓縮沖程C.做功沖程 D.排氣沖程【答案】B【解析】封閉的氣體被推桿壓縮過(guò)程中,活塞對(duì)氣體做功,氣體內(nèi)能增加,是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,汽油機(jī)的壓縮沖程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的沖程,與上述能量轉(zhuǎn)化相同。故B符合題意,ACD不符合題意。10.如圖所示為內(nèi)燃機(jī)的能量流向圖,下列說(shuō)法正確的是()A.使燃料燃燒更加充分,可以增大燃料的熱值B.圖中(1)處應(yīng)該是燃料燃燒后產(chǎn)生的內(nèi)能C.該熱機(jī)效率不可能達(dá)到100%,但一般在80%以上D.增加熱機(jī)工作的時(shí)間,熱機(jī)效率并不會(huì)增加【答案】D【解析】A.熱值是燃料本身的特性,只與燃料的種類有關(guān),與是否充分燃燒無(wú)關(guān),A錯(cuò)誤;B.圖中(1)處應(yīng)該是燃料儲(chǔ)存的化學(xué)能,故B錯(cuò)誤;C.熱機(jī)一般效率一般在35%左右,不可能達(dá)到80%以上,故C錯(cuò)誤;D.增加熱機(jī)工作的時(shí)間,會(huì)增加有用功,相同也會(huì)增加消耗的總能量,不能增大有用功與消耗總能量的比值,即不會(huì)增加熱機(jī)效率,故D正確。11.下列四幅圖是汽油機(jī)工作循環(huán)的四個(gè)沖程,下列說(shuō)法正確的是()A.吸氣沖程,不需要消耗能量B.壓縮沖程,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C.做功沖程,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D.排氣沖程,排出氣缸內(nèi)的廢氣【答案】D【解析】A.由圖可知,進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)、排氣門(mén)關(guān)閉,活塞向下運(yùn)動(dòng),是吸氣沖程,吸入氣缸的是汽油和空氣的燃料混合物,需要消耗飛輪的動(dòng)能,故A錯(cuò)誤;B.進(jìn)氣門(mén)與排氣門(mén)都關(guān)閉,活塞向上運(yùn)動(dòng),是壓縮沖程,壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故B錯(cuò)誤;C.進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)都關(guān)閉,活塞向下運(yùn)動(dòng),是做功沖程,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故C錯(cuò)誤;D.進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉、排氣門(mén)打開(kāi),活塞向上運(yùn)動(dòng),是排氣沖程,排氣沖程排出了汽車的廢氣,故D正確。12.如圖是四沖程汽油機(jī)的工作示意圖,下列說(shuō)法正確的是()A.這四個(gè)沖程的正確順序是丁→甲→乙→丙 B.丙沖程存在著內(nèi)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的過(guò)程C.乙沖程使汽車獲得動(dòng)力 D.甲、乙、丙沖程是靠慣性完成的【答案】B【解析】A.由圖可知,甲沖程中進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都關(guān)閉,活塞向上運(yùn)動(dòng),是壓縮沖程,乙沖程中進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉,排氣門(mén)打開(kāi),是排氣沖程,丙沖程中,進(jìn)氣門(mén)排氣門(mén)都關(guān)閉,活塞向下運(yùn)動(dòng),火花塞產(chǎn)生火花,是做功沖程,丁沖程中進(jìn)氣門(mén)打開(kāi),排氣門(mén)關(guān)閉,是吸氣沖程,所以這四個(gè)沖程的正確順序是丁→甲→丙→乙,故A錯(cuò)誤;B.丙沖程為做功沖程,該沖程中燃料燃燒把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,內(nèi)能又轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故B正確;C.乙沖程為排氣沖程,而使汽車獲得動(dòng)力的是做功沖程,故C錯(cuò)誤;D.做功沖程活塞運(yùn)動(dòng)靠燃?xì)馔苿?dòng),而吸氣、壓縮和排氣三個(gè)沖程活塞運(yùn)動(dòng)靠飛輪的慣性,故D錯(cuò)誤。13.很多男生會(huì)利用喝完的飲料瓶進(jìn)行了如圖所示的游戲,在飲料瓶中留有少量水,蓋緊瓶蓋,扭轉(zhuǎn)瓶子,再輕輕扭松瓶蓋,瓶蓋被瓶?jī)?nèi)的氣體沖出,同時(shí)瓶口出現(xiàn)白霧。關(guān)于上述過(guò)程,下列說(shuō)法中不正確的是()A.圖甲瓶蓋內(nèi)的螺旋是斜面的變形,起到了省力的效果B.圖乙扭轉(zhuǎn)飲料瓶時(shí),瓶?jī)?nèi)氣體溫度會(huì)上升C.圖丁白霧是由于熱傳遞改變了內(nèi)能D.圖丁中氣體沖出時(shí),氣體的能量轉(zhuǎn)化類似四沖程內(nèi)燃機(jī)的做功沖程【答案】C【解析】A.斜面可以省力,將它運(yùn)用到瓶蓋內(nèi)變成螺旋的形狀,使我們?cè)跀Q瓶蓋的時(shí)候更省力。故A正確,A不符合題意;B.圖乙扭轉(zhuǎn)飲料瓶時(shí),壓縮瓶?jī)?nèi)氣體做功,使氣體的內(nèi)能增大,溫度上升,故B正確,B不符合題意;C.圖丁氣體沖出時(shí),氣體對(duì)外做功,自身的內(nèi)能減小、溫度降低,使水蒸氣遇冷液化成白霧,因此是由于做功改變了內(nèi)能,故C錯(cuò)誤,C符合題意;D.圖丁中氣體沖出時(shí),氣體對(duì)外做功,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,四沖程內(nèi)燃機(jī)的做功沖程中是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,所以圖丁中過(guò)程能量轉(zhuǎn)化類似四沖程內(nèi)燃機(jī)的做功沖程,故D正確,D不符合題意。14.為實(shí)現(xiàn)國(guó)家關(guān)于“碳達(dá)峰”“碳中和”目標(biāo),東風(fēng)汽車集團(tuán)研發(fā)了一款汽車。該款汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),效率更高,動(dòng)力更強(qiáng)勁。如圖為其發(fā)動(dòng)機(jī)某一沖程的示意圖,下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是()A.該款汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),效率更高,是因?yàn)樗褂昧藷嶂蹈蟮钠虰.如圖所示為做功沖程,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,需要靠飛輪的慣性來(lái)完成C.該款汽油機(jī)的吸氣沖程,只用吸入汽油D.若該汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為1200/min,則在1s內(nèi)汽油機(jī)對(duì)外做了10次功【答案】D【解析】A.熱機(jī)效率是指熱機(jī)用來(lái)做有用功的能量與燃料完全燃燒放出能量的比值,使用熱值更大的汽油不能提高熱機(jī)的效率,故A錯(cuò)誤;B.由圖可知,汽油機(jī)的進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)關(guān)閉,活塞向下運(yùn)動(dòng),此時(shí)為汽油機(jī)的做功沖程,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為的機(jī)械能,此沖程可以獲取動(dòng)力,不需要靠慣性完成,故B錯(cuò)誤;C.汽油機(jī)的吸氣沖程吸入空氣和汽油的混合物,故C錯(cuò)誤;D.該汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為1200/min=20r/s,即汽油機(jī)飛輪每秒轉(zhuǎn)20圈,由于汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)完成4個(gè)沖程,飛輪和曲軸轉(zhuǎn)2圈,對(duì)外做功一次,則在1s內(nèi)汽油機(jī)對(duì)外做了10次功,故D正確。15.如圖所示為內(nèi)燃機(jī)四沖程工作示意圖,下列說(shuō)法正確的是()
A.甲圖沖程依靠慣性完成活塞運(yùn)動(dòng)時(shí),燃?xì)鈨?nèi)能變大B.乙圖沖程能獲得動(dòng)力C.丙圖沖程存在化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過(guò)程D.丁圖沖程有明顯機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過(guò)程【答案】D【解析】A.甲圖中兩個(gè)氣閥都關(guān)閉,火花塞點(diǎn)火,活塞向下運(yùn)動(dòng),是做功沖程,此沖程將燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故燃?xì)獾膬?nèi)能減小,故A錯(cuò)誤;B.乙圖中進(jìn)氣門(mén)打開(kāi),活塞向下運(yùn)行,氣缸容積增大,是吸氣沖程,而獲得動(dòng)力的是做功沖程,故B錯(cuò)誤;C.丙圖中排氣門(mén)打開(kāi),活塞向上運(yùn)動(dòng),氣缸容積減小,是排氣沖程,不存在化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過(guò)程,故C錯(cuò)誤;D.丁圖中兩個(gè)氣閥都關(guān)閉,活塞向上運(yùn)動(dòng),所以為壓縮沖程,是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故D正確。16.如圖所示為內(nèi)燃機(jī)的能量流向圖,下列說(shuō)法正確的是()A.該內(nèi)燃機(jī)的效率B.增大E3,該內(nèi)燃機(jī)的效率一定會(huì)增大C.減小E5,該內(nèi)燃機(jī)的效率一定會(huì)增大D.不可能達(dá)到100%【答案】D【解析】ABC.機(jī)械效率的概念:用來(lái)做有用功的那部分能量與燃料燃燒產(chǎn)生的總能量之比,可知內(nèi)燃機(jī)的效率可表示為從這個(gè)式子可以看出,一個(gè)分?jǐn)?shù)是否變化,則受分子和分母兩個(gè)因素影響的,ABC都錯(cuò)誤;D.內(nèi)燃機(jī)在工作過(guò)程中肯定存在摩擦和能量的損失,所以機(jī)械效率不可能達(dá)到100%,故D正確。17.甲、乙兩個(gè)四沖程柴油機(jī)使用時(shí)做功和消耗柴油對(duì)比如下,下列說(shuō)法正確的是(
)柴油機(jī)完成工作量時(shí)間消耗柴油甲相同3h5kg乙2h6kgA.柴油機(jī)依次按照吸氣、做功、壓縮、排氣四個(gè)沖程循環(huán)工作B.甲柴油機(jī)所用的燃料的熱值一定比乙柴油機(jī)的高C.甲柴油機(jī)的輸出功率較小,熱機(jī)效率較高D.乙柴油機(jī)的輸出功率較大,熱機(jī)效率較高【答案】C【解析】A.柴油機(jī)四個(gè)沖程的順序分別為吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程,故A錯(cuò)誤;B.甲乙都是柴油機(jī),所用燃料均是柴油,其熱值相同,故B錯(cuò)誤;CD.甲乙機(jī)械完成相同工作量,則甲乙做的有用功相同,由表格可知,甲所用時(shí)間比乙長(zhǎng),由可知,甲的輸出功率比乙??;由表格可知甲消耗的柴油少,由可知,甲機(jī)械燃燒放出的熱量少,有用功相同,甲消耗的柴油少,由可知,甲機(jī)械的效率比乙高,故C正確,D錯(cuò)誤。18.如圖為汽油機(jī)工作循環(huán)中的兩個(gè)沖程,關(guān)于這兩個(gè)沖程的說(shuō)法正確的是()A.甲圖所示沖程中,汽缸內(nèi)物體的內(nèi)能不變B.甲圖所示沖程發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化主要是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C.乙圖所示沖程是靠飛輪的慣性完成D.乙圖所示沖程為壓縮沖程【答案】B【解析】AB.甲圖中,兩個(gè)氣門(mén)關(guān)閉,活塞向上運(yùn)動(dòng),是壓縮沖程,在壓縮沖程中,活塞向上運(yùn)動(dòng),燃料混合物被壓縮,氣體的內(nèi)能變大,此過(guò)程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過(guò)程,故A錯(cuò)誤,B正確;CD.乙圖中,兩個(gè)氣門(mén)關(guān)閉,火花塞點(diǎn)火,活塞向下運(yùn)動(dòng),是做功沖程,此沖程不靠飛輪的慣性完成,故CD錯(cuò)誤。二、填空題19.一臺(tái)四沖程內(nèi)燃機(jī)1s時(shí)間內(nèi)完成了80個(gè)沖程,則該內(nèi)燃機(jī)在1s時(shí)間內(nèi)對(duì)外做了__________次功,飛輪的轉(zhuǎn)速為_(kāi)_________r/min。在壓縮沖程中,氣體的溫度升高,這是通過(guò)的__________方式增加內(nèi)能,圖中__________(填序號(hào))表示該沖程?!敬鸢浮?/p>
20
2400
做功
B【解析】(1)由于四沖程內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)完成四個(gè)沖程,飛輪和曲軸轉(zhuǎn)2圈,對(duì)外做功一次,所以1s時(shí)間內(nèi)完成了80個(gè)沖程,有20個(gè)工作循環(huán),對(duì)外做功20次;飛輪的轉(zhuǎn)速(2)在壓縮沖程中,活塞由下向上壓縮氣缸內(nèi)的氣體,即對(duì)氣體做功,使得氣體的內(nèi)能增加,溫度升高,這是通過(guò)做功的方式改變了氣缸內(nèi)物質(zhì)的內(nèi)能。A.A圖中進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)關(guān)閉,活塞向下運(yùn)動(dòng),火花塞點(diǎn)火,為做功沖程,A符合題意;B.B圖中進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)關(guān)閉,活塞向上運(yùn)動(dòng),為壓縮沖程,B不符合題意;C.C圖中進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉,排氣門(mén)打開(kāi),活塞向上運(yùn)動(dòng),為排氣沖程,C不符合題意;D.D圖中進(jìn)氣門(mén)打開(kāi),排氣門(mén)關(guān)閉,活塞向下運(yùn)動(dòng),為吸氣沖程,D不符合題意。20.2022年9月2日下午,參加“東方—2022”演習(xí)的各國(guó)部隊(duì)繼續(xù)按計(jì)劃展開(kāi)訓(xùn)練。在日本海相關(guān)海域,由南昌艦、鹽城艦、東平湖艦組成的中方艦艇編隊(duì)組織對(duì)空實(shí)彈射擊演練。如圖所示,火炮飛出過(guò)程中將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_____能,與汽油機(jī)工作時(shí)______沖程的能量轉(zhuǎn)化相同?!敬鸢浮?/p>
機(jī)械
做功【解析】根據(jù)能量轉(zhuǎn)化特點(diǎn)可知,火炮飛出過(guò)程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過(guò)程,與汽油機(jī)工作時(shí)做功沖程的能量轉(zhuǎn)化相同。21.如圖所示為汽油機(jī)的四個(gè)沖程,其中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的沖程是圖_______。1min內(nèi)汽油機(jī)完成2400個(gè)工作循環(huán),飛輪的轉(zhuǎn)速為_(kāi)______r/s,在做功沖程中,每次做功240J,則該汽油機(jī)的功率是_______W。汽油機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)時(shí),需要吸入2L的燃料,其質(zhì)量為_(kāi)______kg,這些燃料完全燃燒放出的熱量為_(kāi)______J。(ρ燃料=1.4g/cm3,q燃料=4.6×107J/kg)【答案】
甲
80
9600
2.8
1.288×108【解析】機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的沖程是壓縮沖程,活塞向上運(yùn)動(dòng),進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)均關(guān)閉,故圖甲符合題意。一個(gè)工作循環(huán)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩轉(zhuǎn),所以飛輪的轉(zhuǎn)速為由題意可知,1min內(nèi)汽油機(jī)完成2400個(gè)工作循環(huán),則1s做功40次。在做功沖程中,每次做功240J,則該汽油機(jī)的功率由體積單位換算規(guī)則可知由可知,燃料的質(zhì)量由可知,燃料完全燃燒放出的熱量22.甲圖中,氣球內(nèi)的氣體噴出時(shí),球內(nèi)氣體的內(nèi)能將___________(選填“增大”、“不變”或“減小”),該過(guò)程的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程與圖___________(選填“乙”或“丙”)所示熱機(jī)工作沖程相同;圖乙,此時(shí)正處于___________沖程,若該熱機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速1200r/min,則熱機(jī)每秒完成___________個(gè)沖程?!敬鸢浮?/p>
減小
丙
壓縮
40【解析】氣球內(nèi)氣體噴出,球內(nèi)氣體對(duì)外界做功,球內(nèi)氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為氣體運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能,球內(nèi)氣體的內(nèi)能減小。熱機(jī)的做功沖程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的,乙圖中進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)都關(guān)閉,活塞由下向上運(yùn)動(dòng),是壓縮沖程;丙圖中進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)都關(guān)閉,火花塞點(diǎn)火,活塞由上向下運(yùn)動(dòng),是做功沖程,所以丙圖與氣球能量轉(zhuǎn)化過(guò)程相同。已知熱機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速1200r/min,即20r/s,飛輪每轉(zhuǎn)2圈為一個(gè)工作循環(huán),完成四個(gè)沖程,由此可知,該熱機(jī)每秒可完成10個(gè)工作循環(huán),完成40個(gè)沖程。23.如圖甲所示,在空氣壓縮引火儀的玻璃筒底部,放入一小團(tuán)干燥的棉花,用力將活塞迅速下壓,玻璃筒內(nèi)的空氣溫度升高,空氣的內(nèi)能增加,空氣的內(nèi)能是通過(guò)______方式改變的,這與圖乙所示汽油機(jī)該沖程的能量轉(zhuǎn)化是______(選填“一致”或“不一致”)的。一臺(tái)單缸四沖程汽油機(jī),飛輪轉(zhuǎn)速是1200r/min,該汽油機(jī)每分鐘內(nèi)完成______個(gè)沖程。【答案】
做功
不一
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