18.內(nèi)燃機及其效率（講義）（原卷版）

浙教版中考科學一輪復習內(nèi)燃機及效率內(nèi)燃機沖程、內(nèi)燃機效率【知識點分析】一.內(nèi)燃機1.定義：燃料在機器汽缸內(nèi)燃燒的熱機。汽油機和柴油機是兩種常見的內(nèi)燃機。2.常見的內(nèi)燃機：汽油機和柴油機3.汽油機工作原理：氣缸吸入汽油和空氣的混合物，經(jīng)火花塞點火將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，推動著活塞運動。4.柴油機工作原理：氣缸吸入空氣，經(jīng)噴油嘴把柴油噴進高溫的氣缸點燃，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，推動著活塞運動。內(nèi)燃機的工作：對于內(nèi)燃機的活塞上下運動我們把內(nèi)燃機的工作分為四個沖程，作為一個工作循環(huán)，轉(zhuǎn)兩圈，做一次功，只有做功沖程是對外做功，其他沖程都是靠慣性完成內(nèi)燃機的工作（以汽油機的圖示為例）吸氣沖程進氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞向下，將空氣吸入氣缸（汽油機吸入的是汽油和空氣的混合物）壓縮沖程進氣門關(guān)閉，排氣門關(guān)閉，活塞向上，壓縮氣缸里的氣體（將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）做功沖程進氣門關(guān)閉，排氣門關(guān)閉，活塞向下，氣缸里燃料燃燒（將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，汽油機需要火花塞點火，柴油機壓燃）排氣沖程進氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上，將氣缸里的氣體排出7.汽油機與柴油機的區(qū)別：（1）缸內(nèi)吸入的氣體：汽油機吸入的是空氣與汽油的混合氣體，柴油機吸入的是空氣（2）點火方式：汽油機在壓縮沖程結(jié)束通過火花塞電子打火點燃，柴油機是壓縮沖程結(jié)束通過噴油嘴噴入柴油蒸氣后直接壓燃（3）結(jié)構(gòu)上：汽油機的火花塞，柴油機有噴油嘴。（4）效率上：柴油機的效率高于汽油機（5）體積上：柴油機更大，功率也相對大些?！纠}分析】1．如圖甲，迅速下壓活塞，玻璃筒底部的棉花燃燒，圖乙是汽油機的某一沖程，關(guān)于這兩個過程，下列說法正確的是（）A．圖乙是汽油機的壓縮沖程B．圖甲和圖乙的能量轉(zhuǎn)化情況相同C．圖乙中是汽油機做功沖程D．隨著技術(shù)的進步，圖乙汽油機的效率能達到100%2.為使艦載機在短時間內(nèi)達到起飛速度，航母上安裝了蒸汽彈射裝置，如圖所示為其簡化原理圖。氣缸內(nèi)蒸汽體積膨脹對外做功，同時推動活塞，從而使艦載機獲得巨大的牽引力，彈射出去。從能量轉(zhuǎn)化角度講，蒸汽彈射裝置原理與汽油機工作的四個沖程中相似的是（）A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程3．2022年2月27日長征八號遙二運載火箭搭載著22顆衛(wèi)星，如圖甲所示，在我國文昌航天發(fā)射場一飛沖天，創(chuàng)造了我國“一箭多星”即單次發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量最多的紀錄?；鸺l(fā)動機的能流圖可簡化為如圖乙所示。在火箭加速上升過程中有關(guān)能量轉(zhuǎn)化分析正確的是（）A．燃料燃燒的化學能直接轉(zhuǎn)化為火箭的機械能B．圖乙中問號所表示的內(nèi)容是廢氣帶走的能量C．火箭的機械能增大，內(nèi)能減小D．火箭的機械能減小，內(nèi)能增大4．光發(fā)動機是一種把光能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置，主要結(jié)構(gòu)如甲圖所示。在太陽光照射下，化學反應室內(nèi)密封著的氣態(tài)物質(zhì)N2O4發(fā)生反應：N2O4→O2+2NO，導致室內(nèi)氣壓增大；在無光條件下，室內(nèi)發(fā)生“逆向反應”，導致室內(nèi)氣壓減小；這樣便可通過控制窗口處射入的光能使氣室中的氣態(tài)物質(zhì)循環(huán)反應，從而推動活塞輸出機械能。則光發(fā)動機該裝置中的活塞向右運動時，相當于如圖汽油機四個沖程中的（）A． B． C． D．5．如圖顯示的是甲、乙兩臺汽油機的參數(shù)，與乙汽油機相比，甲汽油機（）A．消耗的汽油更多B．效率更低C．功率較小 D．使用的汽油的熱值更小6．如圖所示為甲、乙、丙三部汽油機燃料完全燃燒釋放的內(nèi)能和汽油機輸出機械能的二維柱狀圖。根據(jù)圖中的信息，下列選項正確的是（）A．丙輸出的機械能比甲少，所以丙的效率比甲低B．在燃料完全燃燒放出相同熱量時，乙輸出機械能比甲少C．在輸出的機械能相同時，丙比乙消耗更多燃料D．三部熱機中，甲使用的燃料熱值最大，效率最高7．如圖所示為汽油機工作過程的示意圖，下列說法正確的是（）A．圖甲是排氣沖程，依靠飛輪的慣性工作B．圖乙是壓縮沖程活塞向上運動C．圖丙是做功沖程內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能D．圖丁是吸氣沖程，吸入的只有空氣8．2022年8月20日01時37分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征二號丁運載火箭，成功將遙感三十五號04組衛(wèi)星發(fā)射升空，如圖所示。則下列說法正確的是（）A．發(fā)射火箭與熱機做功沖程的能量轉(zhuǎn)化相同B．火箭加速升空的過程中，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．火箭加速升空的過程中，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能D．衛(wèi)星在大氣層外沿橢圓軌道繞地球運行，機械能總量不斷增加9．景頗族的祖先曾發(fā)明一種活塞式點火器，如圖所示，以牛角作套筒，木質(zhì)推桿前端粘附艾絨，取火時，一手握住套筒，另一手猛推推桿，艾絨即燃，隨即將桿拔出，口吹立見火苗。手推桿入筒的過程與四沖程汽油機哪一個沖程能量轉(zhuǎn)化相同（）A．吸氣沖程B．壓縮沖程C．做功沖程 D．排氣沖程10．如圖所示為內(nèi)燃機的能量流向圖，下列說法正確的是（）A．使燃料燃燒更加充分，可以增大燃料的熱值B．圖中（1）處應該是燃料燃燒后產(chǎn)生的內(nèi)能C．該熱機效率不可能達到100%，但一般在80%以上D．增加熱機工作的時間，熱機效率并不會增加11．下列四幅圖是汽油機工作循環(huán)的四個沖程，下列說法正確的是（）A．吸氣沖程，不需要消耗能量B．壓縮沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能C．做功沖程，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D．排氣沖程，排出氣缸內(nèi)的廢氣12．如圖是四沖程汽油機的工作示意圖，下列說法正確的是（）A．這四個沖程的正確順序是丁→甲→乙→丙 B．丙沖程存在著內(nèi)能轉(zhuǎn)換成機械能的過程C．乙沖程使汽車獲得動力 D．甲、乙、丙沖程是靠慣性完成的13．很多男生會利用喝完的飲料瓶進行了如圖所示的游戲，在飲料瓶中留有少量水，蓋緊瓶蓋，扭轉(zhuǎn)瓶子，再輕輕扭松瓶蓋，瓶蓋被瓶內(nèi)的氣體沖出，同時瓶口出現(xiàn)白霧。關(guān)于上述過程，下列說法中不正確的是（）A．圖甲瓶蓋內(nèi)的螺旋是斜面的變形，起到了省力的效果B．圖乙扭轉(zhuǎn)飲料瓶時，瓶內(nèi)氣體溫度會上升C．圖丁白霧是由于熱傳遞改變了內(nèi)能D．圖丁中氣體沖出時，氣體的能量轉(zhuǎn)化類似四沖程內(nèi)燃機的做功沖程14．為實現(xiàn)國家關(guān)于“碳達峰”“碳中和”目標，東風汽車集團研發(fā)了一款汽車。該款汽車發(fā)動機工作時，效率更高，動力更強勁。如圖為其發(fā)動機某一沖程的示意圖，下列有關(guān)說法中正確的是（）A．該款汽車發(fā)動機工作時，效率更高，是因為它使用了熱值更大的汽油B．如圖所示為做功沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，需要靠飛輪的慣性來完成C．該款汽油機的吸氣沖程，只用吸入汽油D．若該汽油機飛輪的轉(zhuǎn)速為1200/min，則在1s內(nèi)汽油機對外做了10次功15．如圖所示為內(nèi)燃機四沖程工作示意圖，下列說法正確的是（）

A．甲圖沖程依靠慣性完成活塞運動時，燃氣內(nèi)能變大B．乙圖沖程能獲得動力C．丙圖沖程存在化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程D．丁圖沖程有明顯機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程16．如圖所示為內(nèi)燃機的能量流向圖，下列說法正確的是（）A．該內(nèi)燃機的效率B．增大E3，該內(nèi)燃機的效率一定會增大C．減小E5，該內(nèi)燃機的效率一定會增大D．不可能達到100%17．甲、乙兩個四沖程柴油機使用時做功和消耗柴油對比如下，下列說法正確的是（

）柴油機完成工作量時間消耗柴油甲相同3h5kg乙2h6kgA．柴油機依次按照吸氣、做功、壓縮、排氣四個沖程循環(huán)工作B．甲柴油機所用的燃料的熱值一定比乙柴油機的高C．甲柴油機的輸出功率較小，熱機效率較高D．乙柴油機的輸出功率較大，熱機效率較高18．如圖為汽油機工作循環(huán)中的兩個沖程，關(guān)于這兩個沖程的說法正確的是（）A．甲圖所示沖程中，汽缸內(nèi)物體的內(nèi)能不變B．甲圖所示沖程發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化主要是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．乙圖所示沖程是靠飛輪的慣性完成D．乙圖所示沖程為壓縮沖程二、填空題19．一臺四沖程內(nèi)燃機1s時間內(nèi)完成了80個沖程，則該內(nèi)燃機在1s時間內(nèi)對外做了__________次功，飛輪的轉(zhuǎn)速為__________r/min。在壓縮沖程中，氣體的溫度升高，這是通過的__________方式增加內(nèi)能，圖中__________（填序號）表示該沖程。20．2022年9月2日下午，參加“東方—2022”演習的各國部隊繼續(xù)按計劃展開訓練。在日本海相關(guān)海域，由南昌艦、鹽城艦、東平湖艦組成的中方艦艇編隊組織對空實彈射擊演練。如圖所示，火炮飛出過程中將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為______能，與汽油機工作時______沖程的能量轉(zhuǎn)化相同。21．如圖所示為汽油機的四個沖程，其中機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的沖程是圖_______。1min內(nèi)汽油機完成2400個工作循環(huán)，飛輪的轉(zhuǎn)速為_______r/s，在做功沖程中，每次做功240J，則該汽油機的功率是_______W。汽油機完成一個工作循環(huán)時，需要吸入2L的燃料，其質(zhì)量為_______kg，這些燃料完全燃燒放出的熱量為_______J。（ρ燃料=1.4g/cm3，q燃料=4.6×107J/kg）22．甲圖中，氣球內(nèi)的氣體噴出時，球內(nèi)氣體的內(nèi)能將___________（選填“增大”、“不變”或“減小”），該過程的能量轉(zhuǎn)化過程與圖___________（選填“乙”或“丙”）所示熱機工作沖程相同；圖乙，此時正處于___________沖程，若該熱機的飛輪轉(zhuǎn)速1200r/min，則熱機每秒完成___________個沖程。23．如圖甲所示，在空氣壓縮引火儀的玻璃筒底部，放入一小團干燥的棉花，用力將活塞迅速下壓，玻璃筒內(nèi)的空氣溫度升高，空氣的內(nèi)能增加，空氣的內(nèi)能是通過______方式改變的，這與圖乙所示汽油機該沖程的能量轉(zhuǎn)化是______（選填“一致”或“不一致”）的。一臺單缸四沖程汽油機，飛輪轉(zhuǎn)速是1200r/min，該汽油機每分鐘內(nèi)完成______個沖程。