专题03 热机与热机效率-2022-2023学年九年级全一册物理《压轴挑战》培优专题训练（人教版）

专题03 热机与热机效率压轴培优专题训练（解析版） 1．如图a为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，如图b为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断不正确的是（　　） A．图a中气缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力 B．气缸内的蒸汽推动活塞时，内能减小 C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图A所示的原理相似 D．汽油机一个工作循环的正确顺序是ABCD 【答案】C。 【解答】解：A是吸气冲程、B是压缩冲程、C是做功冲程、D是排气冲程，蒸汽弹射装置是内能转化为机械能，与C图做功冲程相似； AB、a图中，气缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，其内能减小，同时推动活塞，使舰载机获得巨大的牵引力，该过程中内能转化为机械能，燃气的内能减小，故AB正确； C、蒸汽弹射装置工作时内能转化为机械能，与汽油机的做功冲程相似，而图A中汽油机的进气门打开，排气门关闭，活塞向下移动，是汽油机的吸气冲程，与蒸汽弹射装置工作时的原理不同，故C错误； D、四冲程汽油机一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，所以汽油机一个工作循环的正确顺序是ABCD，故D正确。 故选：C。 2．在公路上有一辆自动挡汽车和一台拖拉机发生故障，经检查都是蓄电池坏了，不能启动，有人建议，只要把它们推动以后就可以使发动机继续工作。你认为把它们推动以后（　　） A．汽车和拖拉机仍能行驶 B．只有汽车可以继续行驶，拖拉机不能行驶 C．只有拖拉机可以继续行驶，汽车不能行驶 D．都不能行驶 【答案】C。 【解答】解：自动挡汽车内部是汽油机，其压缩冲程末需要火花塞点燃汽油和空气的混合物，完成做功冲程，蓄电池坏了，无法产生电火花不能点燃汽油，发动机无法工作；拖拉机内部是柴油机，其结构是喷油嘴，是压燃式点火，没有蓄电池也可以工作。所以蓄电池坏了拖拉机可以继续前进，而汽车不能。 故选：C。 3．单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图如图所示，下列关于这种内燃机一个工作循环的四个冲程的顺序排列正确的是　B　 A．丙、丁、乙、甲 B．乙、丁、甲、丙 C．乙、甲、丁、丙 D．甲、乙、丙、丁 （2）某四冲程内燃机，飞轮转速为300转/分钟，活塞面积为120cm2，行程L是0.3米，假如做功冲程中燃气的平均压强是5×105Pa，求： ①做功冲程中燃气对活塞的平均压力； ②一个做功冲程中燃气对活塞做的功； ③内燃机的功率是多少？ 【解答】解： （1）甲图中两个气门都关闭，火花塞点火，此时活塞向下运动，应该是第三个冲程﹣﹣做功冲程； 乙图中进气门打开，排气门关闭，应该是第一个冲程﹣﹣吸气冲程； 丙图中进气门关闭，排气门打开，应该是第四个冲程﹣﹣排气冲程； 丁图中两个气门都关闭，火花塞没有点火，此时活塞向上运动，应该是第二个冲程压缩冲程。 按照四个冲程的先后顺序应该是乙、丁、甲、丙。 故选B。 （2）①活塞的面积S＝120cm2＝0.012m2， 由p＝得做功冲程中燃气对活塞的平均压力： F＝pS＝5×105Pa×0.012m2＝6000N； （2）气体每次膨胀对活塞做功： W′＝Fs＝6000N×0.3m＝1800J， （3）300r/min表示每分钟曲轴转动300转，每两转对外做功一次，所以每分钟做功150次， 汽油机每分钟做的功： W＝150W′＝150×1800J＝2.7×105J； 汽油机的功率： P＝＝＝4500W。 答：（1）B；（2）①做功冲程中燃气对活塞的平均压力6000N；②一个做功冲程中燃气对活塞做的功1800J；③汽油机的功率4500W。 4．阅读下面的短文，回答问题 涡轮增压，是一种利用内燃机运作产生的废气驱动空气压缩机的技术。涡轮增压器利用发动机排出废气的惯性来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮压送由管道送来的空气，使之增压进入气缸。 汽车发动机的工作，多是靠燃料在发动机气缸内燃烧做功，从而对外输出功率。 涡轮增压的主要原理是采用专门的压气机先将气体进行压缩，再让气体进入气缸，这样提高了进入气缸气体的密度。空气的密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，这样就可以增加发动机的输出功率了。 请回答下列问题： （1）发动机排出废气的惯性只跟废气的　质量　有关。 （2）发动机消耗内能驱动汽车行驶的是　做功　冲程，该冲程将　内　能转化为　机械　能。 （3）吸入相同体积空气时，使用涡轮增压的汽车与普通汽车相比，牵引力可做的功更　多　。 （4）发动机排出的废气的能量　不能　（选填“能”或“不能”）全部转化为叶轮的机械能用以压缩空气。 【答案】（1）质量；（2）做功；内；机械；（3）多；（4）不能。 【解答】解： （1）惯性大小只跟物体的质量大小有关，所以发动机排出废气的惯性只跟废气的质量有关； （2）四冲程内燃机