2.2内燃机2024—2025学年教科版物理九年级上册

2024—2025学年九年级上册物理教科版2.2内燃机 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．2024年9月25日8时44分，火箭军向太平洋公海海域，成功发射1枚洲际弹道导弹，并准确落入预定海域。下列说法正确的是（　　） A．燃料燃烧，燃料的化学能转化为内能 B．导弹发射时，导弹的内能转化为导弹的机械能 C．导弹在加速上升时，导弹的动能转化为导弹的重力势能 D．导弹在大气层内飞行过程中，需要克服空气阻力，所以能量不守恒 2．关于汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（　　） A．汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴 B．汽油机用压燃式点火，柴油机用点燃式点火 C．吸气冲程中，汽油机吸入汽油和空气混合物，柴油机只吸入空气 D．小汽车、摩托车通常用汽油机做发动机；卡车、挖掘机用柴油机做发动机 3．如图所示的某单缸四冲程汽油机说法正确的是（　　） A．飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁 B．四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙乙甲 C．甲图中能量的转化是内能转化为机械能 D．乙图中汽缸内气体温度会下降 4．某个单缸四冲程汽油机的转速是3000转/分，那么每秒钟内燃气对活塞做功次数和活塞冲程数分别是（　　） A．25次，25个冲程 B．100次，100个冲程 C．25次，100个冲程 D．100次，200个冲程 5．一个单缸四冲程柴油机的飞轮转速是2400r/min，则柴油机每秒钟内（　　） A．完成80个冲程，做功20次 B．完成20个冲程，做功80次 C．完成40个工作循环，做功20次 D．完成40个工作循环，做功40次 6．图是内燃机的某冲程工作示意图，以下改变内能方式与此相同的是( ) A．烤火取暖 B．搓手取暖 C．向手“呵气”取暖 D．用热水袋取暖 7．如下图甲、乙、丙、丁是单缸内燃机一个工作循环有四个冲程，该内燃机工作时飞轮转速为2400r/min。以下说法正确的是（　　） A．该内燃机一个工作循环有四个冲程，正确的顺序是丙、甲、丁、乙 B．该内燃机每秒做功20次 C．汽油机和柴油机的构造相似，汽油机在压缩冲程中对气体的压缩程度更高 D．如图丁是做功冲程，机械能转化为内能 8．如图所示，是某四冲程汽油机工作循环中的甲、乙两个冲程，下列关于这两个冲程的判断，其中正确的是（　　） A．甲是压缩冲程，乙是做功冲程 B．该汽油机完成一个工作循环时，是从甲冲程到乙冲程 C．在甲冲程中存在管化学能转化为内能的过程 D．在乙冲程中具有很明显的机械能转化为内能的过程 9．如图所示是四冲程汽油机工作状态示意图，下列说法正确的是（　　） A．该图表示的是排气冲程 B．该冲程是内能转化为机械能的过程 C．该冲程中气缸内气体分子运动剧烈程度增强 D．该冲程中主要是通过热传递的方式改变气缸内物质的内能 10．关于如图所示的热学实验，下列叙述中正确的是（　　） A．甲图中，抽去玻璃隔板后，两瓶中的气体逐渐混合，这说明上面瓶中的空气密度较大 B．乙图中，压紧的两铅块，下面悬挂钩码而不分开，这是由于大气压强的作用 C．丙图中，试管内的水沸腾后，水蒸气会将软木塞推出，软木塞的内能转化为它的机械能 D．丁图中，汽油机这个工作过程是机械能转化成内能的过程 11．如图所示汽油机正在进行的是（　　） A．进气门关闭、排气门打开 B．内能转化为机械能过程 C．排气冲程 D．压缩冲程 12．如图所示实验，试管口木塞冲出过程，下列说法是正确的（　　） A．试管口出现的白雾是水蒸气 B．水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减少 C．能量转化情况与内燃机压缩冲程相同 D．试管口出现白雾说明水蒸气内能增加 13．如图甲、乙、丙、丁是某内燃机一个工作循环的四个冲程。以下说法不正确的（　　） A．图中冲程是通过做功的方式来改变燃料内能的 B．图是排气冲程，靠飞轮的惯性完成 C．图是做功冲程，将机械能转换为内能 D．图中冲程吸入的物质是汽油和空气的混合物的 14．如图所示是四冲程汽油机一个工作循环中的三个冲程，缺少了一个冲程，这个冲程是（　　） A．吸气冲程 B．排气冲程 C．压缩冲程 D．做功冲程 二、填空题 15．一台单缸四冲程汽油机，飞轮每秒钟转动40圈，该汽油机每秒做功 次，完全燃烧100g汽油释放的热量为 J。（汽油热值为4.6×107J/kg） 16．如图，为单缸四冲程汽油机的 冲程，若飞轮的转速是3600r/min，则该汽油机每秒完成 个冲程，对外做功 次。 17．神舟十七号飞船目前正在太空中遨游，计划将在2024年4月返回我国东风着陆场。按照以往经验，神舟飞船在穿越大气层返回地面时，与大气层摩擦，将机械能转化为内能，这与单缸四冲程汽油机的 （填冲程名称）冲程的能量转化一致。若一单缸四冲程汽油机的飞轮转速为，则内汽油机对外做功 次。 18．一台汽油机标有“”，则它在1秒内完成 个冲程。如图为汽油机的 冲程。 三、计算题 19．简述汽油机工作时机械能与内能相互转化的过程，若一台四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，则该汽油机每秒钟做功多少次？ 20．某单缸四冲程汽油机的曲轴转速N r/min，汽缸活塞面积为，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是Lcm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为pkPa，求： （1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力。 （2）这台汽油机的功率。 21．如图为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动时，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。有一台四缸发动机，其主要技术指标如表格所示。其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积V，又称单缸排量，它取决于活塞的面积S和活塞上下运动的距离L（即冲程长）。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。汽缸可以看成圆柱体。 (1)该发动机在1秒内做功多少焦耳？ (2)在一个做功冲程里，发动机做功多少焦耳？ (3)在一个做功冲程中燃气的压强产生的压力F对活塞做的功W，由此可计算出燃气对活塞的压强为多少帕？（1L＝10－3m3） 四、未知 22．如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程，它是 A．压缩冲程，将化学能转化成内能 B．压缩冲程，将机械能转化成内能 C．做功冲程，将内能转化成机械能 D．做功冲程，将机械能转化成内能 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B D C A B B D C D 题号 11 12 13 14 答案 B B C D 1．A 【详解】A．燃料燃烧，释放热量，燃料的化学能转化为内能，故A正确； B．导弹发射时，高温燃气推动导弹运动，燃气的内能转化为导弹的机械能，故B错误； C．导弹在加速上升时，质量不变，速度和高度变大，所以动能和重力势能均变大，并非是导弹的动能转化为导弹的重力势能，故C错误； D．导弹在大气层内飞行过程中，需要克服空气阻力，摩擦生热，一部分机械能转化为内能，但由能量守恒定律可知，能量是守恒的，故D错误。 故选A。 2．B 【详解】A．汽油机汽缸顶部有火花塞，柴油机汽缸顶部有喷油嘴，故A正确； B．柴油机与汽油机采用的点火方式不同，柴油机采用压燃式，汽油机采用点燃式，故B错误； C．在热机的吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合气体，柴油机吸入的只有空气，故C正确； D．柴油机一般用于大型机械，例如卡车、挖掘机；汽油机用于小型机械，例如小汽车、摩托车，故D正确。 故选B。 3．D 【详解】甲图：气门都关闭，活塞向上运行，汽缸容积减小，是压缩冲程；乙图：排气门打开，活塞向上运动，汽缸容积减小，是排气冲程；丙图：气门都关闭，活塞向下运行，汽缸容积增大，是做功冲程；丁图：进气门打开，活塞向下运行，汽缸容积增大，是吸气冲程。 A．在热机的四个冲程中，只有做功冲程做功，其他三个冲程是靠飞轮的惯性完成的，依靠飞轮惯性完成的冲程是：甲、乙、丁冲程，故A错误； B．热机的四个冲程依次是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，即丁甲丙乙，故B错误； C．甲图是压缩冲程，将机械能转化为了内能，故C错误； D．乙图是排气冲程，气体对外做功，内能减小温度降低，所以汽缸内气体温度会下降，故D正确。 故选D。 4．C 【详解】由题意知，汽油机每秒的转速 而曲轴每转动两周，活塞做一次功，活塞冲程为四个，所以每秒活塞做功为25次，冲程数为100个，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 5．A 【详解】飞轮转速是2400r/min，则1s转40r，因为1个循环，四个冲程，飞轮转2r，做1次功，所以1s完成20个循环，80个冲程，做20次功，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 6．B 【详解】这是内燃机的压缩冲程，机械能转化成内能，是通过做功改变内能的，搓手取暖跟它的道理是一样的，其余三个事例是通过热传递改变内能的． 7．B 【详解】由图可知，甲两个阀门关闭，活塞向上，属于压缩冲程；乙进气阀门打开，排气阀门关闭，活塞向下，属于吸气冲程；丙进气阀门关闭，排气阀门打开，活塞向上，属于排气冲程；丁两个阀门关闭，发出电火花，活塞向下，属于做功冲程。 A．由图可知该内燃机一个工作循环有四个冲程，正确的顺序是乙、甲、丁、丙，故A错误； B．内燃机一个工作循环有四个冲程，飞轮转两转，活塞上下往返两次，对外做功一次。该内燃机工作时飞轮转速为2400r/min，即40r/s。故该内燃机每秒对外做功20次。故B正确； C．柴油机的压缩比例更大，温度更高，做功越多，效率越高，故C错误； D．由上已知，丁属于做功冲程，是将内能转化为机械能，故D错误。 故选B。 8．D 【详解】ACD．由图甲可知，汽油机两气门都关闭，活塞下行，火花塞喷出电火花，因此是做功冲程，将内能转化为机械能；由图乙可知，两气门都关闭，活塞向上运动，因此是压缩冲程，将机械能转化为内能；故AC错误，D正确； B．汽油机工作时，先完成压缩冲程，再进入做功冲程，所以该汽油机完成一个工作循环时，是从乙冲程到甲冲程，故B错误。 故选D。 9．C 【详解】两个气门关闭，活塞向上运动，这是四冲程汽油机的压缩冲程。在此冲程中，活塞向上运动压缩气缸中气体，对气体做功，使气体内能增大，温度升高，将机械能转化为内能。同时，气体内能增大，温度升高，气体分子热运动也越来越剧烈。故C正确，ABD错误。 故选C。 10．D 【详解】A．抽去玻璃隔板后，两瓶中的气体逐渐混合，属于扩散现象，表明分子在不停地做无规则运动，故A错误； B．将接触面被削平的两个铅块用力压紧，可以使它们结合在一起，即便在下端悬挂一定质量的重物也不分开，这个实验说明分子之间存在相互作用的引力，故B错误； C．在软木塞被冲出试管口的过程中，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，故C错误； D．图中两气门关闭，活塞向上，为压缩冲程，机械能转化成内能，故D正确。 故选D。 11．B 【详解】汽油机一个工作过程包括四个冲程，如图汽油机汽缸中活塞向下运动，两个气阀都关闭，火花塞喷出电火花，所以是做功冲程，在此冲程中内能转化为机械能，故选B． 12．B 【详解】A．试管口的“白雾”是试管内的水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故A错误； BC．在软木塞被冲出试管口的过程中，水蒸气对木塞做功，将内能转化为机械能，所以水蒸气的内能减少。在此过程中，与内燃机做功冲程的能量转化相同，故B正确，C错误； D．试管内水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减少，温度降低，液化成小水珠而出现白雾，故D错误。 故选B。 13．C 【详解】A．图中两个气门都关闭，活塞上行，是汽油机的压缩冲程，通过做功的方式来改变燃料内能的，故A正确，不符合题意； B．图中一个气门关闭，一个气门打开，活塞上行，是汽油机的排气冲程，是靠飞轮的惯性来完成的，故B正确，不符合题意； C．丁图中两个气门都关闭，活塞下行，是汽油机的做功冲程，实现内能转化为机械能；故C错误，符合题意； D．图中一个气门关闭，一个气门打开，活塞下行，是汽油机的吸气冲程，在吸气冲程中，吸入的是汽油和空气的混合气体，故D正确，不符合题意。 故选C。 14．D 【详解】甲图进气门打开、排气门都关闭，活塞由上向下运动，所以为吸气冲程；乙图中进气门、排气门都关闭，活塞由下向上运动，所以为压缩冲程；丙图进气门关闭、排气门打开，活塞由下向上运动，所以为排气冲程；综上所述可以知道，在乙和丙之间补充做功冲程，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 15． 20 4.6×106 【详解】[1]该汽油机飞轮每秒钟转动40圈，完成20个工作循环，做功20次。 [2]完全燃烧100g汽油释放的热量为 Q放=mq=100×10-3kg×4.6×107J/kg=4.6×106J 16． 做功 120 30 【详解】[1]由图可知，两个气门关闭，火花塞点火，推动活塞向下运动，故此冲程是做功冲程； [2][3]飞轮转速为3600r/min=60r/s，即每秒飞轮转60圈。飞轮每转2圈，完成4个冲程，对外做功1次，故飞轮转60转，完成120个冲程，对外做功30次。 17． 压缩 25 【详解】[1]神舟飞船穿越大气层返回地面时，与大气层摩擦，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，飞船的温度升高；这与单缸四冲程汽油机的压缩冲程能量转化一致，均是将机械能转化为内能。 [2]在内燃机的一个工作循环中，完成4个冲程，曲轴转动2圈，对外做功1次；飞轮转速为3000r/min=50r/s,即每秒钟飞轮转50r,则1s内汽油机对外做功25次，共完成100个冲程。 【点睛】 18． 60 压缩 【详解】[1]飞轮转速是 1800r/min=30r/s 飞轮转一圈，完成两个冲程，所以1s完成的冲程个数为60个。 [2]图中两个气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程。 19．压缩冲程中机械能转化成内能，做功冲程中内能转化成机械能；10次 【详解】解：压缩冲程中机械能转化成内能，做功冲程中内能转化成机械能；汽油机的转速为 1200r/min=20r/s 说明1s内汽油机曲轴的转动20转，一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，1s内曲轴转动20次，则对外做功10次。 答：压缩冲程中机械能转化成内能，做功冲程中内能转化成机械能；该汽油机每秒钟做功10次。 20．（1）；（2） 【详解】解：（1）由公式知，做功冲程中燃气对活塞的平均压力为 （2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功为 1min内燃气对活塞做功次数为次，汽油机做的总功为 这台汽油机的功率为 答：（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力为； （2）这台汽油机的功率为。 21．(1)1.2×105J；(2)600J；(3) 【详解】解：(1)该发动机在1秒内做功 W1＝Pt＝120×103W×1s＝1.2×105J (2)转速为6000r/min，即100r/s，表明1s转过100转，做功50次，由于1s做功为1.2×105J，则1次做功为 这是四个缸做功的和，所以单缸的一个做功冲程做功为 (3)单缸的一个做功冲程做功为600J，可得公式 W＝FL=pSL＝pV 四缸总排量是2L，所以压强为 答：(1)该发动机在1秒内做功1.2×105J； (2)在一个做功冲程里，发动机做功600J； (3)燃气对活塞的压强为1.2×106Pa。 22．C 【详解】图中的气门关闭，活塞下行，并且电火花打火，这是做功冲程的特点；在做功冲程中，能量转化关系是气体的内能转化为机械能由此可知ABD错误，C正确； 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$