18.內(nèi)燃機及其效率（講義）

浙教版中考科學(xué)一輪復(fù)習(xí)內(nèi)燃機及效率內(nèi)燃機沖程、內(nèi)燃機效率【知識點分析】一.內(nèi)燃機1.定義：燃料在機器汽缸內(nèi)燃燒的熱機。汽油機和柴油機是兩種常見的內(nèi)燃機。2.常見的內(nèi)燃機：汽油機和柴油機3.汽油機工作原理：氣缸吸入汽油和空氣的混合物，經(jīng)火花塞點火將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，推動著活塞運動。4.柴油機工作原理：氣缸吸入空氣，經(jīng)噴油嘴把柴油噴進(jìn)高溫的氣缸點燃，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，推動著活塞運動。內(nèi)燃機的工作：對于內(nèi)燃機的活塞上下運動我們把內(nèi)燃機的工作分為四個沖程，作為一個工作循環(huán)，轉(zhuǎn)兩圈，做一次功，只有做功沖程是對外做功，其他沖程都是靠慣性完成內(nèi)燃機的工作（以汽油機的圖示為例）吸氣沖程進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞向下，將空氣吸入氣缸（汽油機吸入的是汽油和空氣的混合物）壓縮沖程進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門關(guān)閉，活塞向上，壓縮氣缸里的氣體（將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）做功沖程進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門關(guān)閉，活塞向下，氣缸里燃料燃燒（將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，汽油機需要火花塞點火，柴油機壓燃）排氣沖程進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上，將氣缸里的氣體排出7.汽油機與柴油機的區(qū)別：（1）缸內(nèi)吸入的氣體：汽油機吸入的是空氣與汽油的混合氣體，柴油機吸入的是空氣（2）點火方式：汽油機在壓縮沖程結(jié)束通過火花塞電子打火點燃，柴油機是壓縮沖程結(jié)束通過噴油嘴噴入柴油蒸氣后直接壓燃（3）結(jié)構(gòu)上：汽油機的火花塞，柴油機有噴油嘴。（4）效率上：柴油機的效率高于汽油機（5）體積上：柴油機更大，功率也相對大些?！纠}分析】1．如圖甲，迅速下壓活塞，玻璃筒底部的棉花燃燒，圖乙是汽油機的某一沖程，關(guān)于這兩個過程，下列說法正確的是（）A．圖乙是汽油機的壓縮沖程B．圖甲和圖乙的能量轉(zhuǎn)化情況相同C．圖乙中是汽油機做功沖程D．隨著技術(shù)的進(jìn)步，圖乙汽油機的效率能達(dá)到100%【答案】C【解析】AC．由圖乙可知，進(jìn)氣門、排氣門均關(guān)閉，活塞向下運動，火花塞點火，所以此沖程是做功沖程，故A錯誤，不符合題意；故C正確，符合題意；B．圖甲是活塞對玻璃筒內(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)化是機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能；圖乙是高溫高壓燃?xì)鈱钊龉?，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)化成機械能，故B錯誤，不符合題意；D．在熱機中，由于摩擦、向外散熱等因素，總存在著能量損失，熱機的效率不可能達(dá)到100%，所以隨著技術(shù)的改進(jìn)，圖乙汽油機的效率也不能達(dá)到100%，故D錯誤，不符合題意。2.為使艦載機在短時間內(nèi)達(dá)到起飛速度，航母上安裝了蒸汽彈射裝置，如圖所示為其簡化原理圖。氣缸內(nèi)蒸汽體積膨脹對外做功，同時推動活塞，從而使艦載機獲得巨大的牽引力，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工作的四個沖程中相似的是（）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，對外做功，同時推動活塞，使艦載機獲得巨大的牽引力，此過程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，相當(dāng)于汽油機的做功沖程，故ABD不符合題意，C符合題意。3．2022年2月27日長征八號遙二運載火箭搭載著22顆衛(wèi)星，如圖甲所示，在我國文昌航天發(fā)射場一飛沖天，創(chuàng)造了我國“一箭多星”即單次發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量最多的紀(jì)錄?；鸺l(fā)動機的能流圖可簡化為如圖乙所示。在火箭加速上升過程中有關(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)化為火箭的機械能B．圖乙中問號所表示的內(nèi)容是廢氣帶走的能量C．火箭的機械能增大，內(nèi)能減小D．火箭的機械能減小，內(nèi)能增大【答案】B【解析】A.火箭發(fā)射時，燃料燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再轉(zhuǎn)化為火箭的機械能，A錯誤；B．由火箭內(nèi)部的能流圖可知，圖中問號所表示的內(nèi)容是廢氣帶走的內(nèi)能，故B正確；CD．火箭上升過程中，速度增大、高度增大，則火箭的動能增大，重力勢能增大，機械能增大；火箭從地面向上發(fā)射過程中，火箭外殼和大氣摩擦后溫度越來越高，其內(nèi)能增大，故CD錯誤。4．光發(fā)動機是一種把光能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置，主要結(jié)構(gòu)如甲圖所示。在太陽光照射下，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)，從而推動活塞輸出機械能。則光發(fā)動機該裝置中的活塞向右運動時，相當(dāng)于如圖汽油機四個沖程中的（）A． B． C． D．【答案】C【解析】當(dāng)太陽光照射時，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，這時將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機械能，從而推動活塞移動，相當(dāng)于汽油機的做功沖程。A．圖中進(jìn)氣門打開，是吸氣沖程，故A不符合題意；B．圖中兩氣門關(guān)閉，活塞向上運動，是壓縮沖程，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B不符合題意；C．圖中兩氣門關(guān)閉，活塞向下運動，是做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，故C符合題意；D．圖中排氣門打開，是排氣沖程，故D不符合題意。5．如圖顯示的是甲、乙兩臺汽油機的參數(shù)，與乙汽油機相比，甲汽油機（）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，無法判斷，故A錯誤；B．由圖可知，甲汽油機的損失的能量是80000J，所占的比例是80%，總能量W甲總==100000J甲的機械能為W甲有效=100000J80000J=20000J機械能所占的比例是20%；乙汽油機的損失的能量是90000J，機械能30000J，總能量為W乙總=120000J，機械能所占的比例是25%，即甲的機械效率是20%，乙的機械效率是25%，甲的機械效率較小，故B正確；C．兩臺汽油機的功率由于缺乏數(shù)據(jù)無法比較，故C錯誤；D．題中沒有給出消耗的汽油的質(zhì)量，因此熱值的大小也無法比較，故D錯誤。6．如圖所示為甲、乙、丙三部汽油機燃料完全燃燒釋放的內(nèi)能和汽油機輸出機械能的二維柱狀圖。根據(jù)圖中的信息，下列選項正確的是（）A．丙輸出的機械能比甲少，所以丙的效率比甲低B．在燃料完全燃燒放出相同熱量時，乙輸出機械能比甲少C．在輸出的機械能相同時，丙比乙消耗更多燃料D．三部熱機中，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)軸的單位長度為1.由公式可得，甲的效率乙的效率丙的效率可見，三部汽油機中，乙的效率最高，甲、丙的效率相同，故ABD錯誤；C．由圖可知，在輸出的機械能相同時，乙消耗的燃料最少，故C正確。7．如圖所示為汽油機工作過程的示意圖，下列說法正確的是（）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動C．圖丙是做功沖程內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能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)氣門關(guān)閉，排氣門關(guān)閉，活塞向上運動，屬于壓縮沖程，故A錯誤；B．圖乙，進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運動，屬于排氣沖程，故B錯誤；C．圖丙，進(jìn)氣門和排氣門關(guān)閉，氣缸內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生高溫高壓氣體推動活塞向下運動，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，故C正確；D．圖丁，進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞向下運動，是吸氣沖程，吸入的是空氣和汽油的混合物，故D錯誤。8．2022年8月20日01時37分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征二號丁運載火箭，成功將遙感三十五號04組衛(wèi)星發(fā)射升空，如圖所示。則下列說法正確的是（）A．發(fā)射火箭與熱機做功沖程的能量轉(zhuǎn)化相同B．火箭加速升空的過程中，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．火箭加速升空的過程中，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能D．衛(wèi)星在大氣層外沿橢圓軌道繞地球運行，機械能總量不斷增加【答案】A【解析】A．發(fā)射火箭消耗了內(nèi)能，內(nèi)能轉(zhuǎn)變成機械能，與熱機做功沖程的能量轉(zhuǎn)化相同，故A正確；B．火箭加速升空的過程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，故B錯誤；C．火箭加速升空的過程中，動能和重力勢能都增加，故C錯誤；D．衛(wèi)星在大氣層外沿橢圓軌道繞地球運行，機械能總量不變，故D錯誤。9．景頗族的祖先曾發(fā)明一種活塞式點火器，如圖所示，以牛角作套筒，木質(zhì)推桿前端粘附艾絨，取火時，一手握住套筒，另一手猛推推桿，艾絨即燃，隨即將桿拔出，口吹立見火苗。手推桿入筒的過程與四沖程汽油機哪一個沖程能量轉(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程中，活塞對氣體做功，氣體內(nèi)能增加，是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，汽油機的壓縮沖程是機械能轉(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)燃機的能量流向圖，下列說法正確的是（）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．該熱機效率不可能達(dá)到100%，但一般在80%以上D．增加熱機工作的時間，熱機效率并不會增加【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)，與是否充分燃燒無關(guān)，A錯誤；B．圖中（1）處應(yīng)該是燃料儲存的化學(xué)能，故B錯誤；C．熱機一般效率一般在35%左右，不可能達(dá)到80%以上，故C錯誤；D．增加熱機工作的時間，會增加有用功，相同也會增加消耗的總能量，不能增大有用功與消耗總能量的比值，即不會增加熱機效率，故D正確。11．下列四幅圖是汽油機工作循環(huán)的四個沖程，下列說法正確的是（）A．吸氣沖程，不需要消耗能量B．壓縮沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能C．做功沖程，機械能轉(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)氣門打開、排氣門關(guān)閉，活塞向下運動，是吸氣沖程，吸入氣缸的是汽油和空氣的燃料混合物，需要消耗飛輪的動能，故A錯誤；B．進(jìn)氣門與排氣門都關(guān)閉，活塞向上運動，是壓縮沖程，壓縮沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B錯誤；C．進(jìn)氣門、排氣門都關(guān)閉，活塞向下運動，是做功沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，故C錯誤；D．進(jìn)氣門關(guān)閉、排氣門打開，活塞向上運動，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的工作示意圖，下列說法正確的是（）A．這四個沖程的正確順序是丁→甲→乙→丙 B．丙沖程存在著內(nèi)能轉(zhuǎn)換成機械能的過程C．乙沖程使汽車獲得動力 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)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運動，是壓縮沖程，乙沖程中進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，是排氣沖程，丙沖程中，進(jìn)氣門排氣門都關(guān)閉，活塞向下運動，火花塞產(chǎn)生火花，是做功沖程，丁沖程中進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，是吸氣沖程，所以這四個沖程的正確順序是丁→甲→丙→乙，故A錯誤；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)化為機械能，故B正確；C．乙沖程為排氣沖程，而使汽車獲得動力的是做功沖程，故C錯誤；D．做功沖程活塞運動靠燃?xì)馔苿?，而吸氣、壓縮和排氣三個沖程活塞運動靠飛輪的慣性，故D錯誤。13．很多男生會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，瓶蓋被瓶內(nèi)的氣體沖出，同時瓶口出現(xiàn)白霧。關(guān)于上述過程，下列說法中不正確的是（）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，瓶內(nèi)氣體溫度會上升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，氣體的能量轉(zhuǎn)化類似四沖程內(nèi)燃機的做功沖程【答案】C【解析】A．斜面可以省力，將它運用到瓶蓋內(nèi)變成螺旋的形狀，使我們在擰瓶蓋的時候更省力。故A正確，A不符合題意；B．圖乙扭轉(zhuǎn)飲料瓶時，壓縮瓶內(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，氣體對外做功，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錯誤，C符合題意；D．圖丁中氣體沖出時，氣體對外做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，四沖程內(nèi)燃機的做功沖程中是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，所以圖丁中過程能量轉(zhuǎn)化類似四沖程內(nèi)燃機的做功沖程，故D正確，D不符合題意。14．為實現(xiàn)國家關(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)動機工作時，效率更高，動力更強勁。如圖為其發(fā)動機某一沖程的示意圖，下列有關(guān)說法中正確的是（）A．該款汽車發(fā)動機工作時，效率更高，是因為它使用了熱值更大的汽油B．如圖所示為做功沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，需要靠飛輪的慣性來完成C．該款汽油機的吸氣沖程，只用吸入汽油D．若該汽油機飛輪的轉(zhuǎn)速為1200/min，則在1s內(nèi)汽油機對外做了10次功【答案】D【解析】A．熱機效率是指熱機用來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的效率，故A錯誤；B．由圖可知，汽油機的進(jìn)氣門和排氣門關(guān)閉，活塞向下運動，此時為汽油機的做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為的機械能，此沖程可以獲取動力，不需要靠慣性完成，故B錯誤；C．汽油機的吸氣沖程吸入空氣和汽油的混合物，故C錯誤；D．該汽油機飛輪的轉(zhuǎn)速為1200/min＝20r/s，即汽油機飛輪每秒轉(zhuǎn)20圈，由于汽油機一個工作循環(huán)完成4個沖程，飛輪和曲軸轉(zhuǎn)2圈，對外做功一次，則在1s內(nèi)汽油機對外做了10次功，故D正確。15．如圖所示為內(nèi)燃機四沖程工作示意圖，下列說法正確的是（）

A．甲圖沖程依靠慣性完成活塞運動時，燃?xì)鈨?nèi)能變大B．乙圖沖程能獲得動力C．丙圖沖程存在化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程D．丁圖沖程有明顯機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程【答案】D【解析】A．甲圖中兩個氣閥都關(guān)閉，火花塞點火，活塞向下運動，是做功沖程，此沖程將燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，故燃?xì)獾膬?nèi)能減小，故A錯誤；B．乙圖中進(jìn)氣門打開，活塞向下運行，氣缸容積增大，是吸氣沖程，而獲得動力的是做功沖程，故B錯誤；C．丙圖中排氣門打開，活塞向上運動，氣缸容積減小，是排氣沖程，不存在化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程，故C錯誤；D．丁圖中兩個氣閥都關(guān)閉，活塞向上運動，所以為壓縮沖程，是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D正確。16．如圖所示為內(nèi)燃機的能量流向圖，下列說法正確的是（）A．該內(nèi)燃機的效率B．增大E3，該內(nèi)燃機的效率一定會增大C．減小E5，該內(nèi)燃機的效率一定會增大D．不可能達(dá)到100%【答案】D【解析】ABC．機械效率的概念：用來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)燃機的效率可表示為從這個式子可以看出，一個分?jǐn)?shù)是否變化，則受分子和分母兩個因素影響的，ABC都錯誤；D．內(nèi)燃機在工作過程中肯定存在摩擦和能量的損失，所以機械效率不可能達(dá)到100%，故D正確。17．甲、乙兩個四沖程柴油機使用時做功和消耗柴油對比如下，下列說法正確的是（

）柴油機完成工作量時間消耗柴油甲相同3h5kg乙2h6kgA．柴油機依次按照吸氣、做功、壓縮、排氣四個沖程循環(huán)工作B．甲柴油機所用的燃料的熱值一定比乙柴油機的高C．甲柴油機的輸出功率較小，熱機效率較高D．乙柴油機的輸出功率較大，熱機效率較高【答案】C【解析】A．柴油機四個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錯誤；B．甲乙都是柴油機，所用燃料均是柴油，其熱值相同，故B錯誤；CD．甲乙機械完成相同工作量，則甲乙做的有用功相同，由表格可知，甲所用時間比乙長，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，甲機械的效率比乙高，故C正確，D錯誤。18．如圖為汽油機工作循環(huán)中的兩個沖程，關(guān)于這兩個沖程的說法正確的是（）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，兩個氣門關(guān)閉，活塞向上運動，是壓縮沖程，在壓縮沖程中，活塞向上運動，燃料混合物被壓縮，氣體的內(nèi)能變大，此過程是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程，故A錯誤，B正確；CD．乙圖中，兩個氣門關(guān)閉，火花塞點火，活塞向下運動，是做功沖程，此沖程不靠飛輪的慣性完成，故CD錯誤。二、填空題19．一臺四沖程內(nèi)燃機1s時間內(nèi)完成了80個沖程，則該內(nèi)燃機在1s時間內(nèi)對外做了__________次功，飛輪的轉(zhuǎn)速為__________r/min。在壓縮沖程中，氣體的溫度升高，這是通過的__________方式增加內(nèi)能，圖中__________（填序號）表示該沖程。【答案】

20

2400

做功

B【解析】（1）由于四沖程內(nèi)燃機的一個工作循環(huán)完成四個沖程，飛輪和曲軸轉(zhuǎn)2圈，對外做功一次，所以1s時間內(nèi)完成了80個沖程，有20個工作循環(huán)，對外做功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，即對氣體做功，使得氣體的內(nèi)能增加，溫度升高，這是通過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)氣門和排氣門關(guān)閉，活塞向下運動，火花塞點火，為做功沖程，A符合題意；B．B圖中進(jìn)氣門和排氣門關(guān)閉，活塞向上運動，為壓縮沖程，B不符合題意；C．C圖中進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運動，為排氣沖程，C不符合題意；D．D圖中進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞向下運動，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)的各國部隊繼續(xù)按計劃展開訓(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組織對空實彈射擊演練。如圖所示，火炮飛出過程中將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為______能，與汽油機工作時______沖程的能量轉(zhuǎn)化相同。【答案】

機械

做功【解析】根據(jù)能量轉(zhuǎn)化特點可知，火炮飛出過程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的過程，與汽油機工作時做功沖程的能量轉(zhuǎn)化相同。21．如圖所示為汽油機的四個沖程，其中機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的沖程是圖_______。1min內(nèi)汽油機完成2400個工作循環(huán)，飛輪的轉(zhuǎn)速為_______r/s，在做功沖程中，每次做功240J，則該汽油機的功率是_______W。汽油機完成一個工作循環(huán)時，需要吸入2L的燃料，其質(zhì)量為_______kg，這些燃料完全燃燒放出的熱量為_______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】機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的沖程是壓縮沖程，活塞向上運動，進(jìn)氣門、排氣門均關(guān)閉，故圖甲符合題意。一個工作循環(huán)飛輪轉(zhuǎn)動兩轉(zhuǎn)，所以飛輪的轉(zhuǎn)速為由題意可知，1min內(nèi)汽油機完成2400個工作循環(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，球內(nèi)氣體的內(nèi)能將___________（選填“增大”、“不變”或“減小”），該過程的能量轉(zhuǎn)化過程與圖___________（選填“乙”或“丙”）所示熱機工作沖程相同；圖乙，此時正處于___________沖程，若該熱機的飛輪轉(zhuǎn)速1200r/min，則熱機每秒完成___________個沖程?！敬鸢浮?/p>

減小

丙

壓縮

40【解析】氣球內(nèi)氣體噴出，球內(nèi)氣體對外界做功，球內(nèi)氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為氣體運動的機械能，球內(nèi)氣體的內(nèi)能減小。熱機的做功沖程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的，乙圖中進(jìn)氣門、排氣門都關(guān)閉，活塞由下向上運動，是壓縮沖程；丙圖中進(jìn)氣門、排氣門都關(guān)閉，火花塞點火，活塞由上向下運動，是做功沖程，所以丙圖與氣球能量轉(zhuǎn)化過程相同。已知熱機飛輪轉(zhuǎn)速1200r/min，即20r/s，飛輪每轉(zhuǎn)2圈為一個工作循環(huán)，完成四個沖程，由此可知，該熱機每秒可完成10個工作循環(huán)，完成40個沖程。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______方式改變的，這與圖乙所示汽油機該沖程的能量轉(zhuǎn)化是______（選填“一致”或“不一致”）的。一臺單缸四沖程汽油機，飛輪轉(zhuǎn)速是1200r/min，該汽油機每分鐘內(nèi)完成______個沖程。【答案】

做功

不一