13内燃机冲程的判断
1.如图所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底放一小团干燥的硝化棉,用力将活塞迅速下压,观察到硝化棉燃烧。在下压过程中,下列说法正确的是( )
A.筒内空气温度降低
B.筒内空气的内能转化为活塞的机械能
C.改变筒内空气内能的方式是热传递
D.能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同
2.一台内燃机的飞轮转速是1440转/分,那么在每秒钟内( )
A.飞轮转动24转,燃气对活塞做功720次,活塞完成2880个冲程
B.飞轮转动24转,燃气对活塞做功24次,活塞完成24个冲程
C.飞轮转动24转,燃气对活塞做功12次,活塞完成48个冲程
D.飞轮转动24转,燃气对活塞做功1440次,活塞完成1440个冲程
3.影片“流浪地球”开启了中国科幻元年,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
4.关于热机,下列说法正确的是( )
A.随着科技进步,热机的效率可达到100%
B.四冲程汽油机在工作过程中,进气门和排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
C.汽油机气缸顶部有一个喷油嘴
D.柴油机的效率比汽油机高,是因为柴油的热值比汽油大
5.对于热机和热值,下列的理解正确的是( )
A.四冲程内燃机的做功冲程将机械能转化成内能
B.柴油机在吸气冲程吸入汽缸的只有柴油
C.燃料的热值与燃料的质量、是否完全燃烧无关
D.燃料燃烧放出的热量越多,其热值就越大
6.小明家买的新车有6只汽缸,但工作原理还是四冲程的内燃机,下列有关四冲程的内燃机工作过程,下列说法正确的是( )
①压缩冲程,汽缸内气体被压缩,机械能转化为内能
②做功冲程中,内能转化为机械能
③只有做功冲程是燃气对外做功,所以其他3个冲程可有可无
④该汽油机转速3000转/分,则每秒钟做功25次
A.只有①② B.只有②④ C.只有①②④ D.①②③④
7.关于汽油机的四个冲程,下列说法正确的是( )
A.吸气冲程,吸入的成分只有汽油
B.压缩冲程,将内能转化为机械能
C.做功冲程,当转速是1800r/min,1秒钟完成30个做功冲程
D.排气冲程,废气带走了大部分的能量。
8.如图所示为内燃机四冲程工作示意图,下列说法错误的是( )
A.一个工作循环的正确顺序是:丙乙甲丁
B.甲丙丁图是靠飞轮惯性完成的冲程
C.甲图是对外输出动力的冲程
D.乙图冲程将内能转化为机械能
9.如图所示,是四冲程汽油机的____冲程的工作示意图,该冲程是将___能转化为_____能。
10.新冠疫情过后,同学们回到刚刚消毒过的教室,就能闻到很浓的酒精味,这是______现象。酒精也可以和汽油混合作为汽车的燃料。如图是汽油机工作循环中的______冲程,该冲程将内能转化为______能。
11.如图中是四冲程内燃机的______冲程,一个单缸四冲程柴油机的飞轮转速是1800R/min,则每秒钟对外做功______次。
12.汽油机工作的压缩冲程,活塞向上运动依靠飞轮的惯性;被压缩的燃料混合气体,温度升高,机械能转化为__;做功冲程完全燃烧2g汽油可以放出__的热量(汽油的热值为4.6×107J/kg)。
13.小汽车的发动机多数都是汽油机,汽油机的______冲程把机械能转化成内能,为了使发动机的温度不至于过高,一般采用水做发动机的冷却剂,是由于水的______比较大的原因,在水温升高的过程中,水的内能______,在给小汽车加油的时候会闻到汽油味,这是______现象。
14.一台单缸四冲程汽油机,飞轮转速是2400r/min,该汽油机每秒钟内完成______个冲程,做功______次。行驶中的汽车急刹车时,刹车片会发烫,这是通过______的方式增加它的内能。
15.如图所示,将试管里的水加热,水沸腾后,水蒸气推动活塞使活塞迅速冲出试管口,该过程中的能量转化与四冲程内燃机的______冲程的能量转化相同;在此过程中,水蒸气的内能______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
16.在空气压缩引火仪筒底部放一小团硝化棉,用力将活塞迅速下压,筒内空气温度升高,筒内空气内能是通过______的方式改变的,该过程中能量的转化情况与热机的______冲程相同;某单缸四冲程汽油机,其曲轴转速为3000r/min,则1s对外做功______次。
17.(1)图甲是一台单缸四冲程汽油机_________冲程的示意图,其能量转化情况与_________(选填“乙”或“丙”)图相同,此过程中通过_________方式改变汽缸内燃料混合物的_________。
(2)科学家设计了一款单缸六冲程汽油机,它的构造和工作循环的前四个冲程与四冲程汽油机相似,在第四冲程结束后,再完成两个冲程①第五冲程中,向汽缸内喷水,水在汽缸内迅速_________成高温、高压水蒸气,推动活塞再次做功,则第五冲程为_________(选填“吸气”、“压缩”、“做功”或“排气”)冲程。
②第六冲程中活塞向_________运动。(选填“上”或“下”)
18.近年来,汽车逐步走进了普通百姓的家庭。
(1)汽车汽油机一个工作循环包括四个冲程,一个气缸正常工作四个冲程的顺序是______(对图甲A、B、C、D重新排序);
(2)一台单缸四冲程汽油机,飞轮的转速为1800r/min,该汽油机每秒做功______次,D图所示的汽油机冲程是通过______的方式改变燃气内能的。除此之外通过______也可改变物体内能;
(3)图乙所示为汽油机的能流图,汽油机的效率可表示为=______;
(4)请你根据乙图,提出提高汽油机效率的方法:______(写出一条即可)。
19.用水壶烧水,这是通过_______ 方式改变水的内能;水沸腾顶起壶盖的过程中能量转化情况与四冲程汽油机的_______冲程相似;一台某型号单缸四冲程汽油机的飞轮转速是2400r/min,则汽油机每秒钟对外做功_______ 次,完成了_______个冲程。
20.如图所示甲、乙、两、丁为汽油机一个工作循环的四个冲程,请将它们按顺序排列:______,其中将内能转化为机械能的是:______;若一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1800r/min,则汽油机燃气每秒对外功______次。13内燃机冲程的判断
1.如图所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底放一小团干燥的硝化棉,用力将活塞迅速下压,观察到硝化棉燃烧。在下压过程中,下列说法正确的是( )
A.筒内空气温度降低
B.筒内空气的内能转化为活塞的机械能
C.改变筒内空气内能的方式是热传递
D.能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同
【答案】D
【详解】
在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的硝化棉,用力将活塞迅速向下压,棉絮燃烧起来,筒内空气温度升高,这是因为压缩筒空气做功,使筒内空气的内能增加;该实验中,压缩筒内空气做功,活塞的机械能转化为筒内空气的内能,与内燃机的压缩冲程的能量转化相同。故D正确,ABC错误。
故选D。
2.一台内燃机的飞轮转速是1440转/分,那么在每秒钟内( )
A.飞轮转动24转,燃气对活塞做功720次,活塞完成2880个冲程
B.飞轮转动24转,燃气对活塞做功24次,活塞完成24个冲程
C.飞轮转动24转,燃气对活塞做功12次,活塞完成48个冲程
D.飞轮转动24转,燃气对活塞做功1440次,活塞完成1440个冲程
【答案】C
【详解】
已知飞轮转速为1440r/min=24r/s,在1个工作循环中,飞轮转2圈,完成4个冲程并对外做功1次;所以,在每秒钟内,该内燃机的飞轮转动24转,燃气对活塞做功12次,活塞完成48个冲程,故ABD错误,C正确。
故选C。
3.影片“流浪地球”开启了中国科幻元年,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
【答案】C
【详解】
点燃木星,通过燃烧将木星的化学能转化为内能释放出来,将地球推开时,对地球做了功,将内能转化为机械能,所以这个过程相当于内燃机的做功冲程,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.关于热机,下列说法正确的是( )
A.随着科技进步,热机的效率可达到100%
B.四冲程汽油机在工作过程中,进气门和排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
C.汽油机气缸顶部有一个喷油嘴
D.柴油机的效率比汽油机高,是因为柴油的热值比汽油大
【答案】B
【详解】
A. 热机工作过程中肯定存在能量损耗,则效率不可能达到100%,故A错误;
B. 吸气冲程仅进气门打开,排气冲程仅排气门打开,做功和压缩冲程时进气门和排气门均关闭,故B正确;
C. 汽油机气缸顶部有火花塞,没有喷油嘴,故C错误;
D. 热机效率高低与燃油热值无关,故D错误。
故选B。
5.对于热机和热值,下列的理解正确的是( )
A.四冲程内燃机的做功冲程将机械能转化成内能
B.柴油机在吸气冲程吸入汽缸的只有柴油
C.燃料的热值与燃料的质量、是否完全燃烧无关
D.燃料燃烧放出的热量越多,其热值就越大
【答案】C
【详解】
A.内燃机在做功冲程中,燃气推动活塞做功,将内能转化为机械能,故A错误;
B.汽油机在吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物,而柴油机在吸气冲程吸入的是空气,故B错误;
CD.热值只跟燃料的种类有关,与燃料的质量、是否完全燃烧、是否容易燃烧等无关,故C正确,D错误。
故选C。
6.小明家买的新车有6只汽缸,但工作原理还是四冲程的内燃机,下列有关四冲程的内燃机工作过程,下列说法正确的是( )
①压缩冲程,汽缸内气体被压缩,机械能转化为内能
②做功冲程中,内能转化为机械能
③只有做功冲程是燃气对外做功,所以其他3个冲程可有可无
④该汽油机转速3000转/分,则每秒钟做功25次
A.只有①② B.只有②④ C.只有①②④ D.①②③④
【答案】A
【详解】
①内燃机的四个冲程中,压缩冲程中汽缸内气体被压缩,机械能转化为内能,故①正确;
②做功冲程将内能转化成机械能,故②正确;
③四个冲程中,只有做功冲程燃气对外做功,其他三个冲程为完成做功冲程做准备,不可缺少,故③错误;
④四冲程内燃机曲轴转一圈,完成2个冲程,1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次。该汽油机有6只汽缸,转速3000 r/min=50r/s,每秒钟转50r,故共经过的冲程
50×2×6=600
即做功150次,故④错误。
综上所述,只有①②正确。
故选A。
7.关于汽油机的四个冲程,下列说法正确的是( )
A.吸气冲程,吸入的成分只有汽油
B.压缩冲程,将内能转化为机械能
C.做功冲程,当转速是1800r/min,1秒钟完成30个做功冲程
D.排气冲程,废气带走了大部分的能量。
【答案】D
【详解】
A.吸气冲程吸入的是汽油可空气的混合物,故A错误;
B.压缩冲程,活塞向上运动,压缩燃油混合物,将机械能转化为内能,故B错误;
C.汽油机一个工作循环,四个冲程,飞轮转2周,活塞上下往返两次,对外做功一次;当转速是1800r/min,1秒钟飞轮转30转,对外做功15次,即1秒钟完成15个做功冲程。故C错误;
D.排气冲程,排出燃料混合物燃烧后的废气,废气会带走大部分热量,故D正确。
故选D。
8.如图所示为内燃机四冲程工作示意图,下列说法错误的是( )
A.一个工作循环的正确顺序是:丙乙甲丁
B.甲丙丁图是靠飞轮惯性完成的冲程
C.甲图是对外输出动力的冲程
D.乙图冲程将内能转化为机械能
【答案】AC
【详解】
A.甲图为压缩冲程、乙图为做功冲程、丙图为吸气冲程、丁图为排气冲程;一个工作循环的正确顺序是:丙甲乙丁,故A错误,符合题意;
BD.乙图为做功冲程,把内能转化为机械能,其他冲程是靠飞轮惯性完成的冲程,故B、D正确,不符合题意;
C.甲图是压缩冲程,不对外输出动力,故C错误,符合题意。
故选AC。
9.如图所示,是四冲程汽油机的____冲程的工作示意图,该冲程是将___能转化为_____能。
【答案】压缩 机械 内
【详解】
图中进气门、排气门都关闭,活塞向上运动压缩汽缸内的气体,所以是四冲程汽油机的压缩冲程。
汽油机在压缩冲程,活塞由于惯性向上运动,对气体做功,使气体体积减小,温度升高,内能增加,将机械能转化成内能。
10.新冠疫情过后,同学们回到刚刚消毒过的教室,就能闻到很浓的酒精味,这是______现象。酒精也可以和汽油混合作为汽车的燃料。如图是汽油机工作循环中的______冲程,该冲程将内能转化为______能。
【答案】扩散 做功 机械
【详解】
新冠疫情过后,同学们回到刚刚消毒过的教室,就能闻到很浓的酒精味,这是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
如图汽油机工作循环中,两个气门都关闭,活塞向下运动,因此是做功冲程,该冲程将内能转化为机械能。
11.如图中是四冲程内燃机的______冲程,一个单缸四冲程柴油机的飞轮转速是1800R/min,则每秒钟对外做功______次。
【答案】压缩 15
【详解】
两气门都关闭,活塞向上运行,因此为压缩冲程。
内燃机的一个工作循环有四个冲程,飞轮转2圈,对外做功一次。单缸四冲程内柴油机飞轮的转速为1800R/min,则该柴油机每秒钟转30圈,完成15个工作循环,对外做15次功。
12.汽油机工作的压缩冲程,活塞向上运动依靠飞轮的惯性;被压缩的燃料混合气体,温度升高,机械能转化为__;做功冲程完全燃烧2g汽油可以放出__的热量(汽油的热值为4.6×107J/kg)。
【答案】内能 9.2×104J
【详解】
(1)四冲程汽油机的四个冲程中,压缩冲程将机械能转化为内能,使燃料混合气体的内能增大、温度升高。
(2)完全燃烧2g汽油所释放的内能
Q=mq=2×10﹣3kg×4.6×107J/kg=9.2×104J
13.小汽车的发动机多数都是汽油机,汽油机的______冲程把机械能转化成内能,为了使发动机的温度不至于过高,一般采用水做发动机的冷却剂,是由于水的______比较大的原因,在水温升高的过程中,水的内能______,在给小汽车加油的时候会闻到汽油味,这是______现象。
【答案】压缩 比热容 增大 扩散
【详解】
内燃机的四个冲程中,实现将机械能转化成内能的是压缩冲程;实现将内能转化为机械能的是做功冲程。
汽车发动机工作过程中,不可避免地产生很多热量,这些热量如不及时带走会影响机器的正常工作,由公式知,在质量和升高的温度相同时,与其它液体比较,因为水的比热容较大,所以吸收的热量最多,冷却效果最好。
水温升高,分子的无规则运动越剧烈,水的内能增大。
在给小汽车加油的时候会闻到汽油味,是汽油分子运动到空气中,属于扩散现象。
14.一台单缸四冲程汽油机,飞轮转速是2400r/min,该汽油机每秒钟内完成______个冲程,做功______次。行驶中的汽车急刹车时,刹车片会发烫,这是通过______的方式增加它的内能。
【答案】80 20 做功
【分析】
热机完成一个工作循环,要经过4个冲程,活塞往返2次,飞轮转动2周,燃气对外做功1次;改变内能的方法:一是做功,对物体做功(克服摩擦做功、压缩气体做功),物体内能会增加;物体对外做功,物体内能会减少;二是热传递。
【详解】
若飞轮转速是2400r/min,即40r/s,表示每秒飞轮转动40圈,因为飞轮转2r,完成一个工作循环,经历4个冲程,对外做功1次,所以飞轮转40r,完成20个工作循环,要经过80个冲程,对外做功20次。
行驶中的汽车在紧急刹车时,刹车片发热,这是刹车片克服摩擦做功,使刹车片的内能增加、温度升高,是通过做功途径改变物体内能。
15.如图所示,将试管里的水加热,水沸腾后,水蒸气推动活塞使活塞迅速冲出试管口,该过程中的能量转化与四冲程内燃机的______冲程的能量转化相同;在此过程中,水蒸气的内能______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】做功 减小
【详解】
图中试管内水沸腾后,,水蒸气推动活塞迅速冲出试管口,水蒸气对活塞做功,水蒸气的内能转化为活塞的机械能,水蒸气的内能减小。在热机的做功冲程中,内能转化为机械能,故此过程与热机的做功冲程能量转化方式相同。
16.在空气压缩引火仪筒底部放一小团硝化棉,用力将活塞迅速下压,筒内空气温度升高,筒内空气内能是通过______的方式改变的,该过程中能量的转化情况与热机的______冲程相同;某单缸四冲程汽油机,其曲轴转速为3000r/min,则1s对外做功______次。
【答案】做功 压缩 25
【详解】
用力将活塞迅速下压,筒内空气内能增大,空气温度升高,筒内空气内能是通过做功的方式改变的,将机械能转化为内能,该过程中能量的转化情况与热机的压缩冲程相同。
某单缸四冲程汽油机,飞轮每转2圈则对外做功1次,其曲轴转速为3000r/min即50r/s,则1s对外做功25次。
17.(1)图甲是一台单缸四冲程汽油机_________冲程的示意图,其能量转化情况与_________(选填“乙”或“丙”)图相同,此过程中通过_________方式改变汽缸内燃料混合物的_________。
(2)科学家设计了一款单缸六冲程汽油机,它的构造和工作循环的前四个冲程与四冲程汽油机相似,在第四冲程结束后,再完成两个冲程①第五冲程中,向汽缸内喷水,水在汽缸内迅速_________成高温、高压水蒸气,推动活塞再次做功,则第五冲程为_________(选填“吸气”、“压缩”、“做功”或“排气”)冲程。
②第六冲程中活塞向_________运动。(选填“上”或“下”)
【答案】压缩 丙 做功 内能 汽化 做功 上
【详解】
(1)图甲中进、排气门同时关闭,活塞向上运动,是一台单缸四冲程汽油机压缩冲程的示意图。
压缩冲程将机械能转化为内能,其能量转化情况与丙图相同。
此过程中机械能转化为内能,能量的转化就是做功,所以此过程中通过做功的方式改变汽缸内燃料混合物的内能。
(2)由于气缸内温度很高,所以第五冲程中,向汽缸内喷水,水在汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气,推动活塞再次做功,第五冲程为做功冲程。
由于第五冲程水蒸气推动活塞做功后,活塞运动到了气缸底部,所以第六冲程中活塞向上运动。
18.近年来,汽车逐步走进了普通百姓的家庭。
(1)汽车汽油机一个工作循环包括四个冲程,一个气缸正常工作四个冲程的顺序是______(对图甲A、B、C、D重新排序);
(2)一台单缸四冲程汽油机,飞轮的转速为1800r/min,该汽油机每秒做功______次,D图所示的汽油机冲程是通过______的方式改变燃气内能的。除此之外通过______也可改变物体内能;
(3)图乙所示为汽油机的能流图,汽油机的效率可表示为=______;
(4)请你根据乙图,提出提高汽油机效率的方法:______(写出一条即可)。
【答案】BADC 15 做功 热传递 减少散热损失
【详解】
(1) B中的进气阀打开,活塞向下运动,所以为吸气冲程,是第一个冲程;A中的两个气阀都关闭,活塞向上运动,所以为压缩冲程,是第二个冲程;C中的排气阀打开,活塞向上运动,所以为排气冲程,是第四个冲程;D中的两个气阀都关闭,火花塞点火,活塞下运动,所以为做功冲程,是第三个冲程;故先后顺序为:BADC。
(2)若飞轮转速是1800r/min,表示每分钟飞轮转动1800圈,900个工作循环,对外做功900次,所以示每秒钟飞轮转动30圈,15个工作循环,对外做功15次。
此过程中燃气对外做功,则其内能减小即通过做功的方法改变物体的内能,除此之外通过热传递也可改变物体内能。
(3)由能流图可知:燃料完全燃烧放出的热量为E,有用机械能即有用功为E2,所以内燃机的效率可表示为
η=×100%=×100%
(4)根据乙图可知减少散热损失可以提高汽油机效率。
19.用水壶烧水,这是通过_______ 方式改变水的内能;水沸腾顶起壶盖的过程中能量转化情况与四冲程汽油机的_______冲程相似;一台某型号单缸四冲程汽油机的飞轮转速是2400r/min,则汽油机每秒钟对外做功_______ 次,完成了_______个冲程。
【答案】热传递 做功 20 80
【详解】
改变内能的方式有热传递和做功,用水壶烧水,是通过热传递改变水的内能。
水沸腾顶起壶盖的过程中,水的内能转变成壶盖的机械能,四冲程汽油机的做功冲程与之相似。
单缸四冲程汽油机的飞轮转速是每分钟2400转,则每秒钟转40转,根据汽油机做功1次,转2转,完成4个冲程的关系可知,汽油机每秒钟对外做功20次,完成了80个冲程。
20.如图所示甲、乙、两、丁为汽油机一个工作循环的四个冲程,请将它们按顺序排列:______,其中将内能转化为机械能的是:______;若一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1800r/min,则汽油机燃气每秒对外功______次。
【答案】丙甲丁乙 丁 15
【详解】
甲图两气阀紧闭,活塞向上压缩,是压缩冲程;乙图吸气阀关闭,排气阀打开,是排气冲程;丙图吸气阀打开,排气阀关闭,是排气冲程;丁图两气阀关闭,火花塞点火,是做功冲程。汽油机冲程的顺序是:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,所以甲乙丙丁作为一个工作循环的排序是丙甲丁乙。
将内能转化为机械能的冲程是做功冲程,是丁图。
汽油机一个工作循环,4个冲程,飞轮转2圈,对外做功1次。若一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1800r/min,则飞轮每秒转30转,每秒对外功15次。
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