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第三节内燃机
精选练习
考点一、汽油机
1．（2017·河南）如图甲所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内的酒精，盒盖被打出去，这是因为酒精燃烧产生的燃气对外做功，燃气的______能转化为盒盖的______能。如图乙、丙所示是四冲程汽油机的两个冲程，其中与点火爆炸演示实验能量转化相同的是______图（选填“乙”或“丙”）。
【答案】内机械丙
【解析】图甲所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去，这是因为酒精燃烧产生的燃气对外做功，消耗燃气的内能，变成盒盖的机械能，故是将内能转化为机械能的过程；图乙、丙所示是四冲程汽油机的两个冲程中，乙图中两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，是将机械能转化为内能的过程；丙图中两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，是将内能转化为机械能的过程，故与点火爆炸演示实验能量转化相同的是丙图。
2．（2017·江苏镇江）如图所示，工作中的四冲程汽油机正处于____冲程，该冲程将内能转化为_________；若该汽油机每分钟完成2 400个冲程，则每秒它对外做功____次、飞轮转过____圈。
【答案】做功机械能 10 20
【解析】内燃机有四个冲程，分别是吸气、压缩、做功、排气；图中活塞向下运动，两阀均关闭，故该冲程为做功冲程；做功冲程将内能转化为机械能；内燃机每一个工作循环由四个冲程，飞轮曲轴转动两周，对外做功一次，故汽油机每分钟完成2400个冲程，即每秒完成 40个冲程，每秒10个工作循环，所以每秒它对外做功10次，飞轮转过20圈。
3．（2017·广东）如图甲所示，用气筒向装有少量水的瓶里打气，当瓶塞从瓶口跳出时，看到瓶中出现了白雾。“出现白雾” 的原因是：物体对外________________________________ ； “嫦娥一号”卫星在绕月飞行的1年时间里，可能会遭遇两次月食，月食期间没有太阳光照射，卫星表面的温度会急剧下降，内能 ______________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；如图乙是汽油机工作的四个冲程中的__________________冲程。
【答案】做功、内能减小、温度降低、液化而成小液滴减小压缩
【解析】用气筒向装有少量水的瓶里打气，瓶内气压增大，当气压把瓶塞从瓶口推出时，瓶内气体对瓶塞做功，使气体自身的内能减少，温度降低，受温度降低的影响，瓶口周围的水蒸气遇冷变成小液滴，即发生了液化现象，故这些小水滴就是看到的白雾；没有太阳光照射时的卫星表面的温度会急剧下降，即其质量不变，温度降低，内能减小，这是通过热传递的方式改变物体内能的；进气门和排气门都是关闭的，活塞下行，火花塞没有点火，可以判断是压缩冲程。
4．（2018·山西）在如图所示的“汽油机模型”实验中，厚壁有机玻璃圆筒内底装有两根与静电起电机相连接的放电针。
（1）将适量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机。如果观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体_______，即可模拟四冲程汽油机工作时的______冲程。
（2）实验时若发现点火装置不能工作，可用火柴替代放电针。为了点燃圆筒内的火柴，可用______会聚太阳光使其燃着。
【答案】（1）冲出做功（2）凸透镜（或凹面镜）
【解析】（1）汽油燃烧时会产生大量高温高压的气体，能够把软木塞冲出去，相当于四冲程汽油机工作时的做功冲程；（2）凸透镜或凹面镜对光都具有会聚的作用，能够把太阳光会聚到一点，形成较高的温度，能够把火柴点燃。
5．（2017·江苏扬州）如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧。这与四冲程汽油机的_______冲程的能量转化相同。某台汽油机飞轮的转速为3 600 r/min，在1 min 内，汽油机完成 _______个工作循环。
【答案】压缩 1 800
【解析】在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞迅速向下压，棉絮燃烧起来，说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增加；压火仪实验中，活塞的机械能转化为空气的内能，与内燃机的压缩冲程相似；四冲程汽油机的飞轮转速为3 600 r/min，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成一个工作循环，则1 min转了3 600转，完成1 800个工作循环。
6．（2017·合肥）一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为2 400 r/min，该汽油机每秒钟做功______次。如图所示的汽油机正处于______冲程。
【答案】40 压缩
【解析】四冲程汽油机的飞轮转速为1 200 r/min，则该飞轮每秒钟转40圈，如图所示，汽油机的进气门、排气门均关闭，且活塞向上运动，所以该冲程属于压缩冲程。
7.（2017·黑龙江）若某四冲程汽油机在工作时飞轮转速为3 600 r/min，则每秒做功_______次。
【答案】30
【解析】某单缸四冲程汽油机在工作时飞轮转速是3 600 r/min=60 r/s，因为一个工作循环飞轮转2圈，对外做功1次，所以汽油机每秒可以做功的次数为30次。
8.（2018·山东）汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成，其中在压缩冲程中，气体的温度升高，这是通过______的方式增加内能的；为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，这是通过______的方式减少汽缸的内能的；用水来包围汽缸是因为______。
【答案】做功热传递水的比热容大
【解析】在汽油机的压缩冲程中，压缩气体时，对气体做功，气体的内能增大，气体的温度升高，此时如果外面被水包围，这样汽缸和水之间就有温度差，热量会从高温的汽缸传向低温的水，汽缸内能就会减小；因为水的比热容相对较大，所以在质量相同的情况下可以吸收更多的热量。
考点二、柴油机
9.（2017·辽宁）一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3 600转/分，该柴油机活塞1 s对外做功______次，活塞往复______次。
【答案】30 60
【解析】已知飞轮转速为3 600 r/min=60 r/s，因一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，所以，该柴油机1 s对外做功30次，活塞往复60次。
10．（2017·太原）如图所示是单缸四冲程汽油机的______冲程。若飞轮转速是2 400 r/min，该汽油机每秒钟内做功______次。
【答案】做功 20
【解析】如图所示，两个气门都关闭，活塞下行，是做功冲程；飞轮转速是2 400 r/min=40 r/s，因一个工作循环有4个冲程，飞轮转2圈，做功一次，所以汽油机1 s可以完成80个冲程，做功的次数：n = ×40=20（次）
11．（2017·泰安）四冲程内燃机工作时，将内能转化成机械能的冲程是（）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【答案】C
【解析】在四冲程内燃机的四个冲程中，压缩冲程中活塞压缩气体对其做功，将机械能转化为内能；做功冲程是将内能转化为机械能，故应选C。
12．（2017·盐城）下图表示的四冲程汽油机工作循环中的（）
A． 吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【答案】A
【解析】由图可知，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，所以是吸气冲程，故A正确，选项BCD错误。答案为A。
13．（2017·绍兴）如图所示是某轿车发动机的四冲程汽油机的一个工作循环示意图。表示做功冲程的是（）
A．B．C．D．
【答案】C
【解析】进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程，A不符合题意；两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，B不符合题意；两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，C符合题意；排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程，D不符合题意；故应选C。
14．（2017·衡阳）如图所示是四冲程汽油机工作示意图，其中具有很明显的机械能转化为内能的冲程是（）
【答案】A
【解析】进气门、排气门关闭，活塞向上移动是压缩冲程，将机械能转化为内能；进气门关闭，排气门打开，活塞向上移动是排气冲程，排放出废气；进气门、排气门关闭，火花塞点火，活塞向下移动是做功冲程，将燃料燃烧将化学能转化为内能，气体膨胀内能再转化为机械能；进气门打开，排气门关闭，活塞向下移动，吸入空气和汽油的混合物是吸气冲程；故应选A。
15．（2017·烟台）如图所示，是汽油机工作时的四个冲程，其中属于做功冲程的是（）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】A中进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程，不符合题意；B中两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，不符合题意；C中两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，符合题意；D中排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程，不符合题意；故应选C。
16．（2017·杭州）如图，汽油机处于工作过程中的某个冲程，对此冲程下列叙述正确的是（）
A．压缩冲程，机械能转化为内能 B．压缩冲程，内能转化为机械能
C．做功冲程，机械能转化为内能 D．做功冲程，内能转化为机械能
【答案】A
【解析】由题图可知，进气门和排气门都是关闭的，活塞上行，可以判断是压缩冲程，在压缩冲程中机械能转化为内能，故A正确，BCD错；故应选A。
17．（2017·威海）如图是四冲程汽油工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在 冲程，当燃料混合在气缸内燃烧时将 能转化为内能。
【答案】压缩化学
【解析】从图中可以看出，两气门都关闭和活塞向上运动的特点，可以判断这个冲程是压缩冲程；汽油机工作时，汽油在气缸内燃烧时将化学能转化为内能。
18．（2017·扬州）如图，是汽油机模型，正在进行的是冲程，该冲程将能转化为能。
【答案】压缩机械内
【解析】由题图可知：进气门、排气门关闭，活塞向上运动，所以正在进行的是压缩冲程，该冲程将机械能转化为内能。
19．（2018·甘肃张掖）在四冲程汽油机中，将机械能转化为内能的冲程是______冲程，如图所示的是汽油机的______冲程。
【答案】压缩做功
【解析】汽油机一个工作循环有四个冲程：吸气、压缩、做功、排气，压缩冲程中将机械能转化为内能；做功冲程将内能转化为机械能；根据图示可知，进气门和排气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，气缸容积增大，因此是做功冲程。
30． （2018·山东）做功冲程是四冲程汽油机工作过程的一个冲程，该冲程是______能转化为______能。
【答案】内机械
【解析】做功冲程中是将内能转化为机械能，对外做功的，完成四个冲程对外做功一次。
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