2.2内燃机 2024—2025学年教科版九年级上册物理

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．某四冲程内燃机的飞轮转速为 ，则在每秒钟内 A．曲轴转120转 B．对外做功60次 C．完成120个冲程 D．完成60个工作循环 2．如图是内燃机的某个冲程，下列各现象中与该冲程能量的转化方式一致的是（　　） A．滚摆上升 B．火箭升空 C．钻木取火 D．山中瀑布 3．下列有关热现象的说法中，正确的是（　　） A．100g酒精比5g酒精的热值大 B．汽油机在吸气冲程只吸入空气 C．汽油机的压缩冲程将内能转化为机械能 D．即使煤炭没有完全燃烧，其热值也不会改变 4．多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的，从能量转化的角度看，存在着机械能转化为内能的过程的是（   ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 5．如图是四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是（　　） A．这四个冲程的正确顺序是丁→甲→乙→丙 B．丙冲程存在着内能转换成机械能的过程 C．乙冲程使汽车获得动力 D．甲、乙、丙冲程是靠惯性完成的 6．下列说法正确的是（　　） A．“破镜难重圆”是因为分子间只存在着斥力 B．1g汽油的热值比1车柴草的热值大，1g水的比热容比1t水的比热容大 C．一台单缸四冲程汽油机，它的飞轮转速是800r/min，做功冲程工作时推动活塞一次做功1800J，这台汽油机的功率为12kW D．汽油机一个工作循环依次是吸气、排气、压缩、做功四个冲程，除了做功冲程外，其余三个冲程都需要飞轮的惯性来完成 7．如图所示为四冲程内燃机工作示意图，下列说法正确的是（　　）    A．在一个工作循环中工作过程依次是丁、丙、甲、乙 B．飞轮惯性完成冲程的是甲、乙、丁 C．丁图冲程能量转化：内能转化为机械能 D．飞轮转速3000r/min，则该汽油机1s能做功25次 8．将试管中的水加热一段时间后，木塞向外飞出．此过程完全燃烧酒精的质量为m，则在此过程中 A．木塞飞得越高，木塞具有的内能越大 B．酒精燃烧产生的内能小于飞出后木塞的机械能 C．水蒸气内能转化为木塞机械能，与内燃机做功冲程的能量转化方式相同 D．木塞飞出后最终掉在地上，此过程机械能不变 9．如图是一台单缸四冲程汽油机，正常工作时转速为2400r/min，汽缸外面有“水套”循环降温，以下说法正确的是（　　） A．图中汽油机处于压缩冲程 B．汽油机的压缩冲程中内能转化为机械能 C．该汽油机1s对外做功20次 D．水内能的变化是通过做功方式改变的 10．如图是四冲程汽油机做功冲程的示意图．汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动．在活塞向下运动的过程中，关于汽缸内气体说法错误的是 A．内能减小 B．温度降低 C．密度减小 D．分子热运动加快 11．单缸四冲程汽油机铭牌上标有“3000r/min”，在工作过程中，说法错误的是（　　） A．在压缩冲程中，是机械能转化为内能 B．汽油机每秒钟完成100个冲程，做功25次 C．只有做功冲程是燃气对外做功 D．汽油在汽缸中燃烧的过程中，热值逐渐减小 12．下列说法正确的是（　　） A．改变物体内能的方法有做功和热传递，这两种方法在改变内能的效果上是不一样的 B．燃料热值的大小与燃料的质量、有无完全燃烧没有关系；比热容越大的物体吸收的热量越多 C．汽油机一个工作循环的四个冲程中，除了做功冲程的其余三个冲程都需要靠飞轮的惯性来完成 D．铁棒很难被压缩，说明分子之间只存在斥力 13．今年春节期间遵义城区特定区域允许燃放烟火，如图所示是烟花发射时的情景，汽车在行驶过程中与烟花发射时能量转化相同的冲程是（　　） A． B． C． D． 14．如图所示是某科技小组制作的实验装置，将试管中的水加热后，水蒸气从橡皮塞小孔冲出推动风车转动。在图所示的热机冲程示意图中（火花塞产生电火花未画出），与图5水蒸气推动风车转动原理相同的冲程是（   ） A． B． C． D． 15．如图所示下面四个示例中的能量转化过程，与内燃机做功冲程相同的是（   ） A．甲图中压缩空气 B．乙图火柴燃烧 C．丙图电风扇通电转动 D．丁图矿泉水瓶盖上瓶盖，用力拧变形，轻拨瓶盖，瓶盖会被冲出 二、填空题 16．内燃机有四个工作冲程，图是内燃机的 冲程，活塞下降时，燃气内能 （选填“减少”或“增加”）． 17．如图为某单缸四冲程汽油机的 冲程，汽油机汽缸冷却时是通过 方式来改变内能的，完全燃烧100g的汽油放出的热量是 J；若该汽油机每秒对外做功25次那么该汽油机飞轮转速为 r/min（汽油的热值为）。 18．比较热机的四个冲程： 进、排气门 活塞运行方向 (1)吸气冲程 进气门 排气门 活塞向 运动，燃料混合物进入汽缸 (2)压缩冲程 进气门和排气门都 活塞向 运动，燃料混合物被压缩成 气体 (3)做功冲程 进气门和排气门都 活塞向 运动，并通过连杆带动 转动 (4)排气冲程 进气门 排气门____ 活塞向____运动，废气排出汽缸 19．如图所示是某插秧机使用的四冲程汽油机，此时该汽油机处于 冲程，若飞轮的转速是3000r/min，则每秒钟对外做功 次；某段时间插秧机消耗汽油0.2 kg，汽油完全燃烧放出的热量是 J。（q汽油=4.6×107J/kg） 三、计算题 20．发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能与品质，现代汽车主要分汽油与柴油两类发动机，其中汽油发动机提供动力的是内燃机的汽缸．某台以汽油为燃料的汽车，发动机内有四个汽缸，其相关数据如下表所示： 1min内完成的 工作循环 2600次 93'汽油 汽缸内汽油和空气的混合密度 1.35kg/m3 排气量 1.8L 热值 4.6×107(J/kg) 发动机最大功率 75KW 空燃比 14:1 （1）汽车以100Km/h的速度匀速运动时发动机的输出功率最大，则1min内有用功 J． （2）汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个汽缸正常工作四个冲程的顺序是 （对甲、乙、丙、丁重新排序），图所示的 冲程内燃机给汽车提供动力． （3）汽车的排气量是指发动机汽缸的工作容积，汽车排气量越大，功率越大．空燃比指汽缸内空气和燃油的质量比．当汽车以100Km/h的速度匀速行驶时，根据表中数据求汽车发动机的效率． （计算结果保留一位小数） 21．如图甲所示的某品牌插秧机使用北斗导航，农民只需在作业前进行相关设定，即可实现无人值守自动作业。[，] (1)如果该汽油机飞轮的转速是60r/s，则汽油机每秒钟对外做功多少次？ (2)某段时间插秧机消耗汽油0.21kg，汽油完全燃烧放出的热量是多少J？ (3)若这些热量完全被40kg初温15°C的水吸收，则水温升高多少°C？ 22．用酒精灯对试管中0.01千克的水加热时，水分子的运动会 （选填“变快”、“不变”或“变慢”），若水的温度升高20℃，水吸收的热量为 焦[水的比热容为4.2×103焦/（千克·℃）]。继续加热，最终能使水蒸气把试管塞冲开，如图所示，这一过程相当于四冲程汽油机的 冲程。 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 C B D B B C D C C D 题号 11 12 13 14 15 答案 D C C B D 1．C 【分析】在四冲程汽油机曲轴转一圈，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． 【详解】四冲程内燃机的飞轮转速为3600r/min=60r/s，表示每秒飞轮转动60圈，故1s内活塞往复60次，曲轴转动60周，对外做功30次，完成30个工作循环，完成120个冲程，故C正确． 故选C． 【点睛】解决此题要结合内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答，记住相关的数据大小，会根据转速进行相关计算． 2．B 【详解】由图可知，进气门和排气门都是关闭的，火花塞点火，活塞下行，因此是做功冲程，做功冲程中内能转化为机械能； A．滚摆上升，质量不变，高度增加，重力势能增大，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能，故A不符合题意； B．火箭升空时，将内能转化为机械能，故B符合题意； C．钻木取火是克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故C不符合题意； D．山中瀑布质量不变，高度减小，重力势能减少，速度增大，动能增加，重力势能转化为动能，故D不符合题意。 故选B。 3．D 【详解】AD．燃料热值大小与燃料的质量和燃烧程度无关，故A错误，D正确； B．汽油机在吸气冲程吸入空气和汽油的混合物，故B错误； C．汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能，故C错误。 故选D。 4．B 【详解】内燃机的四个冲程及其能量转化关系：吸气冲程，无能量转化；压缩冲程，机械能转化为内能；做功冲程，先是化学能转化为内能，再内能转化为机械能；排气冲程，无能量转化。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 5．B 【详解】A．由图可知，甲冲程中进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，乙冲程中进气门关闭，排气门打开，是排气冲程，丙冲程中，进气门排气门都关闭，活塞向下运动，火花塞产生火花，是做功冲程，丁冲程中进气门打开，排气门关闭，是吸气冲程，所以这四个冲程的正确顺序是丁→甲→丙→乙，故A错误； B．丙冲程为做功冲程，该冲程中燃料燃烧把化学能转化为内能，内能又转化为机械能，故B正确； C．乙冲程为排气冲程，而使汽车获得动力的是做功冲程，故C错误； D．做功冲程活塞运动靠燃气推动，而吸气、压缩和排气三个冲程活塞运动靠飞轮的惯性，故D错误。 故选B。 6．C 【详解】A．“破镜难重圆”是因为分子间距离太大，分子间的作用力无法发挥作用，故A错误； B．比热容是物质的一种特性，它只与物质的种类和状态有关，1kg水与1g水的比热容相等，故B错误； C．飞轮转速是800r/min，每分钟飞轮转动800圈，完成400个工作循环，对外做功400次，做功冲程工作时，推动活塞一次做功1800J，所以1min做功 W＝1800J×400＝7.2×105J 这台汽油机的功率为 故C正确； D．汽油机一个工作循环依次是吸气、压缩、做功、排气四个冲程，除了做功冲程外，其余三个冲程都需要飞轮的惯性来完成，故D错误。 故选C。 7．D 【详解】A．甲图中两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；乙图中进气门开启，排气门关闭，气体流入汽缸，是吸气冲程；丙图中排气门开启，进气门关闭，气体流出汽缸，是排气冲程；丁图中两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程。所以在一个工作循环中工作过程正确的排序是乙、丁、甲、丙，故A错误； B．内燃机的一个工作循环有四个冲程，只有在做功冲程中使机器获得动力，内能转化为机械能，其它三个冲程均为辅助冲程，依靠飞轮惯性完成，则依靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁，故B错误； C．丁图是压缩冲程，压缩冲程中机械能转化为内能，故C错误； D．四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min，则该飞轮1s转50圈，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个冲程，做功1次。所以1s飞轮转50圈，完成100个冲程，做功25次，故D正确。 故选D。 8．C 【详解】A. 木塞飞得越高，木塞的势能越大，木塞具有的内能大小与势能无关，故A错误；B. 酒精燃烧是将酒精内部的化学能转化为内能释放出来，由于热量的散失，不可能全部转化为木塞的机械能，酒精燃烧产生的内能大于飞出后木塞的机械能，故B错误；C. 木塞冲出时，水蒸气的内能对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能会减小，温度降低；内燃机的压缩冲程是将机械能转化为内能的过程；故C正确；D. 木塞飞向高处的过程，水蒸气的内能转化为木塞的动能然后转化为重力势能；下落过程，重力势能转化为动能，此过程内能转化为机械能，所以机械能增大，故D错误．故选C. 【点睛】物体由于运动而具有的能量叫动能；由于被举高而具有的能量叫重力势能；内能是构成物质的所有分子动能和分子势能的总和；燃料的燃烧都是将化学能转化为内能；做功改变内能的实质是能量的转化，对物体做功是内能转化为机械能． 9．C 【详解】A．图中所示冲程，两个气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程。故A错误； B．在压缩冲程中，活塞压缩油气混合物，使油气混合物温度升高，是将机械能转化为内能。故B错误； C．正常转速2400转每分钟，即一秒飞轮转的次数为 一个工作循环中做功一次、飞轮转2转，则一秒钟内做功的次数为 故C正确 D．“水套”中的水从高温的汽缸处吸热，自身温度升高，是通过热传递的方式改变自己的内能。故D错误。 故选C。 10．D 【详解】由图可知，两个气阀关闭，活塞向下运动，是做功冲程，内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能，故气体的内能减少、温度降低，分子热运动减慢；气体质量不变，体积变大，故气体分子的密度减少．故ABC正确，D错误．故选D 11．D 【详解】AC．汽油机四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，将内能转化为机械能；在压缩冲程中将机械能转化为内能，故AC正确，不符合题意； B．四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min，则该飞轮1s转50圈。因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以1s飞轮转50圈，共完成25个工作循环，共100个冲程，共做功25次，故B正确，不符合题意； D．热值的大小只与燃料的种类有关，与燃烧情况无关，汽油在汽缸中燃烧的过程中，热值不变，故D错误，符合题意。 故选D。 12．C 【详解】A．改变物体内能的方法有做功和热传递，这两种方法都可以使物体的内能发生改变，在改变内能的效果上是一样的，故A错误； B．燃料热值是物体的属性之一，燃料热值的大小与燃料的质量、有无完全燃烧没有关系；质量相同的物体，升高相同的温度，比热容越大的物体吸收的热量越多，故B错误； C．汽油机一个工作循环的四个冲程中，做功冲程将内能转化为机械能，除了做功冲程的其余三个冲程都需要靠飞轮的惯性来完成，故C正确； D．铁棒很难被压缩，说明分子之间存在斥力，分子的斥力与吸引力同时存在，故D错误。 故选C。 13．C 【详解】烟花发射时将内能转化为机械能，使烟花升空。 A．如图，两气门关闭，活塞上行，为压缩冲程，在这个冲程中，机械能转化为内能，故A不符合题意； B．如图，进气门关闭，排气门打开，活塞上行，为排气冲程，不涉及能量转化，故B不符合题意； C．如图，两气门关闭，活塞下行，为做功冲程，在这个冲程中，内能转化为机械能，故C符合题意； D．如图，进气门打开，排气门关闭，活塞下行，为吸气冲程，不涉及能量转化，故D不符合题意。 故选C。 14．B 【详解】水沸腾后，水蒸气推动风车转动的过程中，是水蒸气的内能转化为机械能，与做功冲程中的能量转化相同。 A．图中，进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程，故A不符合题意； B．图中，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能，故B符合题意； C．图中，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能，故C不符合题意； D．图中，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程，故D不符合题意。 故选 B。 15．D 【详解】A．内燃机做功冲程是将内能转化成机械能。压缩空气是对空气做功将机械能转化为内能，A不符合题意； B．火柴燃烧是将化学能转化为内能，B不符合题意； C．电风扇通电转动将电能转化为机械能，C不符合题意； D．矿泉水瓶盖上瓶盖，用力拧变形，轻拨瓶盖，瓶盖会被冲出，将内能转化为机械能，D符合题意。 故选D。 16． 做功 减少 【详解】由图可知，火花塞点火、燃气推着活塞运动，是做功冲程；此过程中，燃气对活塞做功，内能减小，转化为机械能。 17． 压缩 热传递 3000 【详解】[1] 由图可知，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，汽油机正处于压缩冲程。 [2] 汽油机汽缸冷却时，放出热量，内能减少，是通过热传递方式来改变内能的。 [3] 完全燃烧100g的汽油放出的热量为 [4] 该汽油机每秒对外做功25次，则汽油机每分钟对外做功1500次，由于汽油机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以该汽油机飞轮每分钟飞轮转3000圈，即该汽油机飞轮转速为3000r/min。 18． 打开 关闭 下 关闭 上 高温高压 关闭 下 曲轴 关闭、打开、上 【详解】(1)[1][2][3]在热机的吸气冲程中：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，这样燃料混合物进入汽缸； (2)[4][5][6]吸气冲程完成以后是压缩冲程：压缩冲程中进气门和排气门都关闭，活塞向上运动活塞的机械能转化为燃料混合物的内能，燃料混合物被压缩成高温高压气体； (3)[7][8][9]做功冲程中：进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动； (4)[10][11][12]排气冲程中：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动． 19． 压缩 25 9.2×106 【详解】[1]如图所示，进气门和排气门都关闭，活塞向上移动，是汽油器的压缩冲程。 [2]汽油机完成一个工作循环，经历四个冲程，飞轮转动两圈，燃气对外做功一次。飞轮转速是3000r/min即50r/s，所以汽油机每秒钟对外做功25次。 [3] 根据公式Q=qm，可知汽油完全燃烧放出的热量为 Q=q汽油m=4.6×107J/kg×0.2kg=9.2×106J 20．（1）.4.5×106 J (2)乙甲丁丙 丁 （3）23.2% 【详解】（1）根据列表找到最大功率75KW，时间单位换算成秒，则有 （2）四个冲程先后顺序为进气，压缩，做功，排气．甲电火花没点火，进气和排气阀门关闭，为压缩冲程．乙进气门开，排气门关闭，为进气冲程，丙排气阀门开进气阀门关是排气冲程．丁两个阀门关闭，电火花打火为做功冲程． （3）当汽车以100Km/h的速度匀速行驶时，根据表中数据发动机最大功率为75KW，此时， 汽油空气总体积，， 总质量， 根据空燃比14:1，则有燃料质量， 一分钟释放能量， 一分钟的有用功，汽车发动机的效率 21．(1)30；(2)9.66×103J；(3)57.5°C 【详解】(1)在汽油机的一个工作循环，飞轮每转动两周，对外做功一次，则汽油机每秒钟对外做次数是为 (2)汽油完全燃烧放出的热量为 (3)由题意知，由可得水温升高 答：(1)则汽油机每秒钟对外做功30次； (2)汽油完全燃烧放出的热量是9.66×103J； (3)水温升高57.5°C。 22． 变快 840 做功 【详解】[1]用酒精灯对试管中的水加热时，水的温度升高，分子热运动变快。 [2]水吸收的热量 [3]水蒸气把试管塞冲开，此过程水蒸气的内能转化为机械能，与四冲程汽油机的做功冲程相似。 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 $$