初中物理沪科版九年级全册第三节 内燃机当堂达标检测题

这是一份初中物理沪科版九年级全册第三节 内燃机当堂达标检测题，共21页。试卷主要包含了3内燃机等内容，欢迎下载使用。

13.3内燃机
【知识梳理】
一、内燃机
1、定义：把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置叫做热机。
2、原理：燃料燃烧释放化学能产生高温高压气体，推动活塞对外做功转化成机械能。
3、种类：热机的种类有很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气式发动机等。其中燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。根据燃料的不同分为汽油机和柴油机。
二、汽油机与柴油机
1、根据活塞的运动特点及作用不同，将冲程分为四种。
①吸气冲程：进气阀开启，排气阀关闭。活塞依靠惯性向下运动，吸入汽油与空气的混合物。
②压缩冲程：进气阀关闭，排气阀关闭。活塞依靠惯性向上运动，压缩内部气体，对气体做功，使气体温度升高。
③做功冲程：进气阀关闭，排气阀关闭。在压缩冲程末，做功冲程初火花塞点火，内部气体燃烧产生高温高压气体。高温高压气体对活塞做功，使活塞向下运动，进而实现对外做功。
④排气冲程：进气阀关闭，排气阀打开。活塞依靠惯性向上运动，排出内部高温气体。（然后进入吸气冲程）
2、比例关系
1个工作循环要经历四个冲程，活塞往复运动2次，曲轴要转2圈，对外做功1次
3、柴油机与汽油机的异同
在记忆柴油机与汽油机区别时，注意从结构特点出发进行记忆。
例：火花塞（点火）→点燃式→吸入空气汽油混合物
喷油嘴（不点火）→压燃式→只吸入空气
【易错点】
热机是利用内能来做功的机器，工作过程有吸气、压缩、做功、排气四个冲程。在内燃机冲程分析时，由于图片相似，往往给同学们造成判断的的困难。
【规律总结】
内燃机四冲程的简要判断方法是：一看进气阀排气阀开闭情况，二看指示标志，三看活塞运动方向。活塞向下运动，若进气阀打开、排气阀关闭为吸气冲程（一般在进气阀处标有吸入气体的方向指示箭头）；活塞向下运动，若两气阀关闭（且图片上方中常有火花塞点火或喷油嘴喷油标志）为做功冲程；活塞向上运动，若两气阀关闭为压缩冲程；活塞向上运动，若进气阀关闭、排气阀打开（一般在排气阀处有排出气体的方向指示箭头）为排气冲程。
做功和热传递都可以使得物体内能改变，做功与热传递在改变内能效果上是一致的。当物体内能发生改变时，有可能是做功造成的，有可能是热传递造成的。
【典例分析】
（2022·湖南邵阳·中考真题）图是四冲程汽油机其中一个冲程的工作示意图，它表示的是（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程
C．做功冲程D．排气冲程
【思路小结】
内燃机四冲程的简要判断方法是：一看气阀开闭情况，二看指示标志，三看活塞运动方向。本图中，进气阀和排气阀关闭，活塞上行，因此是压缩冲程。此时活塞压缩缸内气体，对气体做功，使气体内能增大，能量转化为机械能转化为内能。
【夺冠训练】
一、单选题
1．（2022·广西来宾·九年级期末）下列四种设备中，其中利用内能转化为机械能实现对外做功的是（ ）
A．洗衣机B．电视机C．收音机D．柴油机
2．（2022·广西南宁·九年级期末）如图所示四个图分别是汽油机的四个冲程，其中压缩冲程是（ ）
A．B．C．D．
3．（2022·江苏镇江·九年级期末）如图所示，机械能与内能相互转化的事例中，与图中内燃机工作冲程相同的是（ ）
A．瓶塞飞出B．弯折铁丝
C．压缩气体D．钻木取火
4．（2022·山东济南·一模）2022春节期间，济南市全域全时段禁售、禁燃、禁放烟花爆竹。燃放鞭炮实质上是鞭炮内的化学物质发生爆燃，产生高压燃气瞬间冲破鞭炮的过程。这个过程和热机哪个工作冲程的原理相似（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
5．（2022·湖南郴州·中考真题）水壶内的水沸腾时，壶盖被水蒸气顶起，此过程中能量转化关系与内燃机工作的哪个冲程相同（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
6．（2022·山东泰安·中考真题）如图所示，用酒精灯给试管中的水加热，水温上升，直至沸腾一段时间后，会看到试管口的橡皮塞被冲出。下列描述正确的是（ ）
A．试管中的水在升温过程中是通过做功的方式增加内能的
B．试管中的水沸腾时吸收热量，温度升高
C．水蒸气对橡皮塞做功，水蒸气的内能增加
D．水蒸气对橡皮塞做功，其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同
7．（2021·江苏淮安·中考真题）如图所示，将铁丝快速弯折十余次，弯折处温度升高，该过程与四冲程汽油机哪一个冲程能量转化相同？（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
8．（2021·浙江宁波·中考真题）在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机，观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
9．（2022·湖南娄底·二模）汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法错误的是（ ）
A．汽油机一个工作循环正确的顺序是：丁丙甲乙
B．甲冲程中的能量转化是：机械能转化为内能
C．丙冲程中存在的能量转化是：化学能转化为内能
D．依靠飞轮惯性完成的冲程是：甲、乙、丁冲程
10．（2022·浙江·杭州市文澜中学一模）光发动机是一种把光能转化为机械能的装置，其核心部分工作原理如图示：带有活塞的密闭化学反应室中有气态物质，当光从窗口射入时，可使气态物质接受光能而反应生成液态物质。而无光照射情况下反应逆向进行，重新生成气态物质。因此可通过控制窗口处射入的光能使气室中的气态物质循环反应，从而推动活塞输出机械能。则光发动机该装置中的活塞向右运动时，相当于选项中汽油机四个冲程中的（ ）
A． B． C． D．
二、填空题
11．（2022·广东韶关·九年级开学考试）有一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速是1200r/min。那么该柴油饥每秒完成_____个冲程，做功______次。除做功冲程外，其它三个冲程的完成都是依靠飞轮的_____。
12．（2022·辽宁鞍山·九年级期末）如图所示，气球内的气体喷出时，气体的内能将 ___________（选填“增大”、“不变”或“减小”），该过程的能量转化与汽油机的 ___________冲程相同。若某汽油机的飞轮转速1800r/min，则每秒完成 ___________个冲程。
13．（2022·辽宁丹东·九年级期末）内燃机一个工作循环有四个冲程，某单缸四冲程汽油机的飞轮每分钟转动3000转，则该汽油机每秒对外做功________次。四冲程柴油机在压缩冲程中________（选填“燃料”、“空气”或“燃料和空气的混合物”）的温度和压强增大。
14．（2022·湖南·长沙市雅礼实验中学二模）如图是老师在科学课上做的热机工作原理的模拟实验，在玻璃管中先加入少量酒精，将橡皮塞放入玻璃管并向下压缩气体，然后用电子点火器点火，橡皮塞会向上弹出。
（1）橡皮塞向下压时，其能量转化与汽油机工作四冲程中的_________冲程相同：
（2）如果想让橡皮塞弹得更远，你的方法_________（答出一条即可）。
15．（2022·辽宁锦州·中考真题）2022年6月5日10时44分，搭载着神舟十四号载人飞船的长征二号F火箭成功发射。火箭起飞过程中，以发射塔为参照物，火箭是______（选填“运动”或“静止”）的；火箭喷气发动机将燃料燃烧后燃气的内能转化为______能，此能量转化过程与四冲程汽油机的______冲程相同。
16．（2022·黑龙江·哈尔滨九年级期中）如图是“家庭实验室”的一个探究活动，小明同学在玻璃试管里，装上一小半试管的沙子，将温度计插在沙子中。用力晃动试管十余下，发现温度计示数变大了，这主要是通过 _____的方式改变沙子的内能，该过程与热机的 _____冲程能量转化过程相同。
三、简答题
17．（2022·黑龙江鹤岗·模拟预测）黑龙江建三江号称“中华大粮仓”，水稻是喜温作物，每年的3、4月份育秧时，为了防止霜冻，傍晚常常在秧田里灌满水，这是为什么？某品牌插秧机北斗导航，无人驾驶实现24小时田间作业，秧机使用四冲程汽油机，图乙中汽油机处于哪个冲程？这个冲程能量如何转化的？
四、实验题
18．（2022·上海·八年级课时练习）现代生活越来越离不开热机，因此全面了解和认清热机的结构和工作过程对我们的生活至关重要，请你完成下面围绕“热机”展开的一些问题：
（1）如图所示的流程图是用来说明汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况，请将其补充完整，①____________；②____________；③____________；④____________；
（2）如图所示，在试管中装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾后，水蒸气把橡皮塞冲出的过程中是________能转化为__________能，图中情景可用来演示四冲程汽油机工作过程中的_________冲程；
（3）单缸四冲程汽油机工作时，有些冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的____来完成，只有一个冲程不是这样，这个冲程是________冲程；
（4）我们发现热机工作时，一般要在汽缸的外面安装一个水箱用来降低汽缸的温度，是利用水______________的特性，这是采用__________的方式来减小汽缸的内能。的．
五、综合题
19．（2022·贵州·铜仁九年级）阅读短文，回答问题。
空气的动力
空气动力是指空气与物体做相对运动时作用在物体上的力，简称气动力。当我们快速地松开鼓起来的气球时，气球会“嗖”的一下飞出去，这时气球获得了气动力。
经过长时间探索，人们已经成功制造出多种使用压缩空气为动力，推动叶片或者活塞运动的发动机，即叶片式、活塞式空气发动机。
某新型的以空气发动机为动力的汽车，它共有4个压缩空气缸，总容量为90L，可储存标准大气压下90m3的空气，其设计最高速度可达154km/h，平均每加一次气能行驶200km或10h。由于空气发动机不直接使用燃料，因而具有体积小、结构简单、维修成本低、操控方便、“零”排放的优点。即使因为技术不成熟导致某些缺点，在科学界引起不小的争议，但这项技术仍然具有广阔的发展空间。
（1）空气发动机是利用______做功的；
（2）空气能发动机获得动力时与四冲程汽油机的______冲程工作过程相似；
（3）资料表明，空气发动机排出的尾气温度低于周围空气的温度，对于产生此现象的原因，请你提出一条合理的解释：______。
机种
项目
汽油机
柴油机
构造
气缸顶部有火花塞
气缸顶部有喷油嘴
燃料
汽油
柴油
点燃方式
点燃式
压燃式
工作过程
吸气冲程
吸入汽油与空气的混合物
只吸入空气
压缩冲程
燃料被压缩后，缸内压强较高
空气被压缩后，缸内压强很高
做功冲程
压缩冲程末火花塞点火
压缩冲程末喷油嘴喷出雾状柴油
效率
20%—30%
30%—45%
用途
轻巧、体积小，常用于小型汽车、飞机和小型农业器械
笨重、经济、功率大，主要用于载重汽车、轮船、坦克
沪科版九年级
第十三章《内能与热机》
13.3内燃机
【知识梳理】
一、内燃机
1、定义：把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置叫做热机。
2、原理：燃料燃烧释放化学能产生高温高压气体，推动活塞对外做功转化成机械能。
3、种类：热机的种类有很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气式发动机等。其中燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。根据燃料的不同分为汽油机和柴油机。
二、汽油机与柴油机
1、根据活塞的运动特点及作用不同，将冲程分为四种。
①吸气冲程：进气阀开启，排气阀关闭。活塞依靠惯性向下运动，吸入汽油与空气的混合物。
②压缩冲程：进气阀关闭，排气阀关闭。活塞依靠惯性向上运动，压缩内部气体，对气体做功，使气体温度升高。
③做功冲程：进气阀关闭，排气阀关闭。在压缩冲程末，做功冲程初火花塞点火，内部气体燃烧产生高温高压气体。高温高压气体对活塞做功，使活塞向下运动，进而实现对外做功。
④排气冲程：进气阀关闭，排气阀打开。活塞依靠惯性向上运动，排出内部高温气体。（然后进入吸气冲程）
2、比例关系
1个工作循环要经历四个冲程，活塞往复运动2次，曲轴要转2圈，对外做功1次
3、柴油机与汽油机的异同
在记忆柴油机与汽油机区别时，注意从结构特点出发进行记忆。
例：火花塞（点火）→点燃式→吸入空气汽油混合物
喷油嘴（不点火）→压燃式→只吸入空气
【易错点】
热机是利用内能来做功的机器，工作过程有吸气、压缩、做功、排气四个冲程。在内燃机冲程分析时，由于图片相似，往往给同学们造成判断的的困难。
【规律总结】
内燃机四冲程的简要判断方法是：一看进气阀排气阀开闭情况，二看指示标志，三看活塞运动方向。活塞向下运动，若进气阀打开、排气阀关闭为吸气冲程（一般在进气阀处标有吸入气体的方向指示箭头）；活塞向下运动，若两气阀关闭（且图片上方中常有火花塞点火或喷油嘴喷油标志）为做功冲程；活塞向上运动，若两气阀关闭为压缩冲程；活塞向上运动，若进气阀关闭、排气阀打开（一般在排气阀处有排出气体的方向指示箭头）为排气冲程。
做功和热传递都可以使得物体内能改变，做功与热传递在改变内能效果上是一致的。当物体内能发生改变时，有可能是做功造成的，有可能是热传递造成的。
【典例分析】
（2022·湖南邵阳·中考真题）图是四冲程汽油机其中一个冲程的工作示意图，它表示的是（ ）
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】如图所示，进气阀排气阀都关闭，活塞向下运动，火花塞处有火花，是做功冲程，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
【思路小结】
内燃机四冲程的简要判断方法是：一看气阀开闭情况，二看指示标志，三看活塞运动方向。本图中，进气阀和排气阀关闭，活塞上行，因此是压缩冲程。此时活塞压缩缸内气体，对气体做功，使气体内能增大，能量转化为机械能转化为内能。
【夺冠训练】
一、单选题
1．（2022·广西来宾·九年级期末）下列四种设备中，其中利用内能转化为机械能实现对外做功的是（ ）
A．洗衣机B．电视机C．收音机D．柴油机
【答案】D
【解析】A．洗衣机工作过程中将电能转化为机械能，故A不符合题意；
B．电视机工作过程中将电能转化为光能和声能，故B不符合题意；
C．收音机工作过程中将电能转化为机械能，故C不符合题意；
D．柴油机工作过程中柴油燃烧释放的内能转化为机械能，从而实现对外做功，故D符合题意。
故选D。
2．（2022·广西南宁·九年级期末）如图所示四个图分别是汽油机的四个冲程，其中压缩冲程是（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【解析】A．进气阀开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程，故A不符合题意；
B．两气阀都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，故B不符合题意；
C．两气阀都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，故C符合题意；
D．排气阀开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程，故D不符合题意。
故选C。
3．（2022·江苏镇江·九年级期末）如图所示，机械能与内能相互转化的事例中，与图中内燃机工作冲程相同的是（ ）
A．瓶塞飞出B．弯折铁丝
C．压缩气体D．钻木取火
【答案】A
【解析】由图可知，内燃机两气阀关闭，活塞下行，是做功冲程，对外做功时，内能转化为机械能。
A．当瓶塞跳起时，同时还能看到瓶口出现“白雾”的现象，说明水蒸气对塞子做功，内能减少，温度降低，这一过程的能量转化为内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程的能量转化相同。故A符合题意；
B．弯折铁丝是机械能转化为内能，与图中内燃机工作冲程不同，故B不符合题意；
C．压缩气体做功，机械能转化为内能，与图中内燃机工作冲程不同，故C不符合题意；
D．钻木取火是机械能转化为内能，与图中内燃机工作冲程不同，故D不符合题意。
故选A。
4．（2022·山东济南·一模）2022春节期间，济南市全域全时段禁售、禁燃、禁放烟花爆竹。燃放鞭炮实质上是鞭炮内的化学物质发生爆燃，产生高压燃气瞬间冲破鞭炮的过程。这个过程和热机哪个工作冲程的原理相似（ ）
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】ABCD．高压燃气瞬间冲破鞭炮的过程是将内能转化为机械能，与热机的做功冲程的原理相似，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
5．（2022·湖南郴州·中考真题）水壶内的水沸腾时，壶盖被水蒸气顶起，此过程中能量转化关系与内燃机工作的哪个冲程相同（ ）
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】水壶内的水沸腾时，壶盖被水蒸气顶起，此过程中是将内能转化为机械能，内燃机工作的做功冲程能量转化关系与其相同，故ABD不符合题意；故C符合题意。
故选C。
6．（2022·山东泰安·中考真题）如图所示，用酒精灯给试管中的水加热，水温上升，直至沸腾一段时间后，会看到试管口的橡皮塞被冲出。下列描述正确的是（ ）
A．试管中的水在升温过程中是通过做功的方式增加内能的
B．试管中的水沸腾时吸收热量，温度升高
C．水蒸气对橡皮塞做功，水蒸气的内能增加
D．水蒸气对橡皮塞做功，其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同
【答案】D
【解析】A．试管中的水在升温过程中是通过热传递的方式增加内能的，故A错误；
B．试管中的水沸腾时吸收热量，温度不变，故B错误；
C．水蒸气对橡皮塞做功，水蒸气的内能减小，故C错误；
D．水蒸气对橡皮塞做功，将内能转化为机械能，其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同，故D正确。
故选D。
7．（2021·江苏淮安·中考真题）如图所示，将铁丝快速弯折十余次，弯折处温度升高，该过程与四冲程汽油机哪一个冲程能量转化相同？（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
【答案】B
【解析】将铁丝快速弯折十余次，弯折处温度升高，该过程属于机械能转化为内能，吸气冲程和排气冲程不涉及能量转化，压缩冲程为机械能转化为内能，做功冲程为内能转化为机械能，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
8．（2021·浙江宁波·中考真题）在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机，观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的（ ）
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】将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机使放电针放电，电火花将汽油点燃，汽油燃烧产生高温高压燃气对软木塞做功，将燃气的内能转化为软木塞的机械能，所以软木塞被冲出。四冲程汽油机的做功冲程也是将燃气的内能转化为活塞的机械能，故这一过程是模拟四冲程汽油机的做功冲程。
故选C。
9．（2022·湖南娄底·二模）汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法错误的是（ ）
A．汽油机一个工作循环正确的顺序是：丁丙甲乙
B．甲冲程中的能量转化是：机械能转化为内能
C．丙冲程中存在的能量转化是：化学能转化为内能
D．依靠飞轮惯性完成的冲程是：甲、乙、丁冲程
【答案】A
【解析】甲冲程，两气阀都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为了内能，是第二冲程；乙冲程，排气阀打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，是第四冲程；丙冲程，气阀都关闭，火花塞点火，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，将内能转化为了机械能是第三冲程；丁冲程，进气阀打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，是第一冲程。
A．四个冲程的正确顺序是丁甲丙乙，故A错误，A符合题意；
B．甲冲程属于压强冲程，其中机械能转化为内能，故B正确，B不符合题意；
C．丙冲程是做功冲程，此冲程燃料燃烧化学能转化为内能，故C正确，C不符合题意；
D．只有做功冲程对外做功，靠惯性完成的冲程是甲、乙、丁，故D正确，D不符合题意。
故选A。
10．（2022·浙江·杭州市文澜中学一模）光发动机是一种把光能转化为机械能的装置，其核心部分工作原理如图示：带有活塞的密闭化学反应室中有气态物质，当光从窗口射入时，可使气态物质接受光能而反应生成液态物质。而无光照射情况下反应逆向进行，重新生成气态物质。因此可通过控制窗口处射入的光能使气室中的气态物质循环反应，从而推动活塞输出机械能。则光发动机该装置中的活塞向右运动时，相当于选项中汽油机四个冲程中的（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】带有活塞的密闭化学反应室中有气态物质，当光从窗口射入时，可使气态物质接受光能而反应生成液态物质，从气态到液态，反应室内气压减小，活塞向左运动，而无光照射情况下反应逆向进行，重新生成气态物质，反应室内气压变大，活塞向右运动，向外输出机械能，相当于做功冲程。
故选C。
二、填空题
11．（2022·广东韶关·九年级开学考试）有一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速是1200r/min。那么该柴油饥每秒完成_____个冲程，做功______次。除做功冲程外，其它三个冲程的完成都是依靠飞轮的_____。
【答案】 40 10 惯性
【解析】[1][2]单位换算1200r/min=20 r/s，即每秒转20转，1转2个冲程，所以每秒完成40个冲程；四个冲程做一次功，每秒做功10次。
[3]惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，除做功冲程外，其它三个冲程的完成没有动力，都是依靠飞轮的惯性来完成的。
12．（2022·辽宁鞍山·九年级期末）如图所示，气球内的气体喷出时，气体的内能将 ___________（选填“增大”、“不变”或“减小”），该过程的能量转化与汽油机的 ___________冲程相同。若某汽油机的飞轮转速1800r/min，则每秒完成 ___________个冲程。
【答案】 减小 做功 60
【解析】[1]气球内气体喷出，球内气体的内能转化为气球的机械能，球内气体的内能减小。
[2]汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能，与气球能量转化过程相同。
[3]已知汽油机飞轮转速1800r/min，即30r/s，飞轮每转2圈，完成一个工作循环，完成四个冲程，由此可知该热机每秒可完成15个工作循环，完成60个冲程。
13．（2022·辽宁丹东·九年级期末）内燃机一个工作循环有四个冲程，某单缸四冲程汽油机的飞轮每分钟转动3000转，则该汽油机每秒对外做功________次。四冲程柴油机在压缩冲程中________（选填“燃料”、“空气”或“燃料和空气的混合物”）的温度和压强增大。
【答案】 25 空气
【解析】[1]若飞轮转速是
3000r/min＝50r/s
表示每秒飞轮转动50圈，要完成25个工作循环，一个工作循环，对外做一次功，所以该汽油机每秒对外做功25次。
[2]由于柴油机吸入气缸的是只有空气，所以在压缩冲程中活塞压缩空气对空气做功，空气的内能增加，温度升高，压强增大。
14．（2022·湖南·长沙市雅礼实验中学二模）如图是老师在科学课上做的热机工作原理的模拟实验，在玻璃管中先加入少量酒精，将橡皮塞放入玻璃管并向下压缩气体，然后用电子点火器点火，橡皮塞会向上弹出。
（1）橡皮塞向下压时，其能量转化与汽油机工作四冲程中的_________冲程相同：
（2）如果想让橡皮塞弹得更远，你的方法_________（答出一条即可）。
【答案】 压缩 橡皮塞下压更长距离
【解析】（1）[1]橡皮塞放入玻璃管并向下压缩气体时，气体的内能增大，温度升高，然后用电子点火器点火，产生高温高压的燃气,就会对橡皮塞做功而使它向上弹出，向下压橡皮塞时，是机械能转化为内能，与压缩冲程能量转化相同。
（2）[2]点火后橡皮塞向上弹出，此时气体的内能转化塞子的机械能，所以，橡皮塞下压更长距离，气体内能的变大，塞子的机械能变大，塞子向上弹出更长距离。
15．（2022·辽宁锦州·中考真题）2022年6月5日10时44分，搭载着神舟十四号载人飞船的长征二号F火箭成功发射。火箭起飞过程中，以发射塔为参照物，火箭是______（选填“运动”或“静止”）的；火箭喷气发动机将燃料燃烧后燃气的内能转化为______能，此能量转化过程与四冲程汽油机的______冲程相同。
【答案】 运动 机械 做功
【解析】[1]火箭起飞过程中，以发射塔为参照物，火箭的位置在不断变化，所以，以发射塔为参照物，火箭是运动的。
[2]火箭喷气发动机利用燃料燃烧后燃气推动火箭运动，对火箭做功，将燃气的内能转化为机械能。
[3]四冲程汽油机的做功冲程中，燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，与此相同。
16．（2022·黑龙江·哈尔滨九年级期中）如图是“家庭实验室”的一个探究活动，小明同学在玻璃试管里，装上一小半试管的沙子，将温度计插在沙子中。用力晃动试管十余下，发现温度计示数变大了，这主要是通过 _____的方式改变沙子的内能，该过程与热机的 _____冲程能量转化过程相同。
【答案】 做功 压缩
【解析】[1]将装有一小半沙子的试管用力晃动多次，观察到温度计的示数升高，是由于沙子克服摩擦力做功，机械能转化为内能，使沙子的内能增大，温度升高，这是通过做功的方式改变物体的内能。
[2]热机的压缩冲程中，机械能转化为内能，做功冲程中，内能转化为机械能，所以该过程与热机的压缩冲程能量转化过程相同。
三、简答题
17．（2022·黑龙江鹤岗·模拟预测）黑龙江建三江号称“中华大粮仓”，水稻是喜温作物，每年的3、4月份育秧时，为了防止霜冻，傍晚常常在秧田里灌满水，这是为什么？某品牌插秧机北斗导航，无人驾驶实现24小时田间作业，秧机使用四冲程汽油机，图乙中汽油机处于哪个冲程？这个冲程能量如何转化的？
【答案】见解析
【解析】由于水的比热容大，相同质量的水和其它液体相比，水温降低时，会放出更多的热量，这样就保证了稻苗生长的环境温度不至于降低的太低，来防止稻苗冻伤；若气温降幅较大，水的表面会结上一层薄冰，结冰的过程中会放出热量，也可使稻苗生长的环境温度不会太低，避免稻苗冻伤。
由图知道，两气阀关闭和活塞向上移动，故可以判断这个冲程是压缩冲程，此过程机械能转化为内能。
四、实验题
18．（2022·上海·八年级课时练习）现代生活越来越离不开热机，因此全面了解和认清热机的结构和工作过程对我们的生活至关重要，请你完成下面围绕“热机”展开的一些问题：
（1）如图所示的流程图是用来说明汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况，请将其补充完整，①____________；②____________；③____________；④____________；
（2）如图所示，在试管中装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾后，水蒸气把橡皮塞冲出的过程中是________能转化为__________能，图中情景可用来演示四冲程汽油机工作过程中的_________冲程；
（3）单缸四冲程汽油机工作时，有些冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的____来完成，只有一个冲程不是这样，这个冲程是________冲程；
（4）我们发现热机工作时，一般要在汽缸的外面安装一个水箱用来降低汽缸的温度，是利用水______________的特性，这是采用__________的方式来减小汽缸的内能。的．
【答案】 压缩冲程 机械能转化为内能 做功冲程 内能转化为机械能 内 机械 做功 惯性 做功 比热容大 热传递
【解析】（1）[1][2][3][4]内燃机的四个冲程是吸气冲程、压缩冲程(压缩冲程活塞压缩燃料混合物做功，将机械能转化为内能)、做功冲程(做功冲程高温高压的燃气推动活塞对活塞做功，将内能转化为机械能)、排气冲程。
（2）[5][6][7]当加热试管到一定程度时，水蒸气的内能足够大会将塞子冲出，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能；此过程的能量转化关系是内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程类似。
（3）[8][9]在内燃机的做功冲程中，燃气的内能转化为活塞的机械能，而吸气冲程、压缩冲程、排气冲程都是靠飞轮的惯性完成的。
（4）[10][11]一般要在汽缸的外面安装一个水箱用来降低汽缸的温度，是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，这是采用热传递的方式来减小汽缸的内能的。
五、综合题
19．（2022·贵州·铜仁九年级）阅读短文，回答问题。
空气的动力
空气动力是指空气与物体做相对运动时作用在物体上的力，简称气动力。当我们快速地松开鼓起来的气球时，气球会“嗖”的一下飞出去，这时气球获得了气动力。
经过长时间探索，人们已经成功制造出多种使用压缩空气为动力，推动叶片或者活塞运动的发动机，即叶片式、活塞式空气发动机。
某新型的以空气发动机为动力的汽车，它共有4个压缩空气缸，总容量为90L，可储存标准大气压下90m3的空气，其设计最高速度可达154km/h，平均每加一次气能行驶200km或10h。由于空气发动机不直接使用燃料，因而具有体积小、结构简单、维修成本低、操控方便、“零”排放的优点。即使因为技术不成熟导致某些缺点，在科学界引起不小的争议，但这项技术仍然具有广阔的发展空间。
（1）空气发动机是利用______做功的；
（2）空气能发动机获得动力时与四冲程汽油机的______冲程工作过程相似；
（3）资料表明，空气发动机排出的尾气温度低于周围空气的温度，对于产生此现象的原因，请你提出一条合理的解释：______。
【答案】 内能 做功 气体对外做功，内能减小，温度降低
【解析】（1）[1]空气发动机在工作时，通过压缩的气体对外做功，将内能转化为机械能。
（2）[2]空气能发动机工作时将内能转化为机械能，而四冲程汽油机的做功冲程也是将内能转化为机械能，所以空气能发动机获得动力时与四冲程汽油机的做功冲程的工作过程相似。
（3）[3]空气发动机在工作时，气缸内的空气对外做功，内能减少，温度降低，所以排出的尾气温度低于周围空气的温度。
机种
项目
汽油机
柴油机
构造
气缸顶部有火花塞
气缸顶部有喷油嘴
燃料
汽油
柴油
点燃方式
点燃式
压燃式
工作过程
吸气冲程
吸入汽油与空气的混合物
只吸入空气
压缩冲程
燃料被压缩后，缸内压强较高
空气被压缩后，缸内压强很高
做功冲程
压缩冲程末火花塞点火
压缩冲程末喷油嘴喷出雾状柴油
效率
20%—30%
30%—45%
用途
轻巧、体积小，常用于小型汽车、飞机和小型农业器械
笨重、经济、功率大，主要用于载重汽车、轮船、坦克