登录
8. 某单缸四冲程汽油机正常工作时飞轮的转速为2 400 r/min，该汽油机1 s内完成
80
个冲程，对外做功20
次。答案
8.80 20
解析
【分析】要解决这个问题，需先明确单缸四冲程汽油机的工作规律：一个工作循环包含4个冲程，飞轮转动2周，对外做功1次。首先将飞轮转速的单位换算为每秒转数，再根据转数与冲程数、做功次数的对应关系计算结果。
【解析】1. 单位换算：飞轮转速为2400r/min，换算为每秒转数：2400÷60=40r/s，即1s内飞轮转动40圈。
2. 计算冲程数：由于飞轮每转2圈对应完成4个冲程，因此每转1圈对应2个冲程，1s内冲程数为40×2=80个。
3. 计算做功次数：飞轮每转2圈对外做功1次，因此1s内做功次数为40÷2=20次。
【答案】80；20
【知识点】四冲程汽油机工作原理、转速与做功/冲程的计算
【点评】本题考查四冲程汽油机的核心工作规律，关键是掌握飞轮转数与冲程数、做功次数的对应关系，需注意单位换算，属于基础应用题目。
【难度系数】0.5
【解析】1. 单位换算：飞轮转速为2400r/min，换算为每秒转数：2400÷60=40r/s，即1s内飞轮转动40圈。
2. 计算冲程数：由于飞轮每转2圈对应完成4个冲程，因此每转1圈对应2个冲程，1s内冲程数为40×2=80个。
3. 计算做功次数：飞轮每转2圈对外做功1次，因此1s内做功次数为40÷2=20次。
【答案】80；20
【知识点】四冲程汽油机工作原理、转速与做功/冲程的计算
【点评】本题考查四冲程汽油机的核心工作规律，关键是掌握飞轮转数与冲程数、做功次数的对应关系，需注意单位换算，属于基础应用题目。
【难度系数】0.5
9.汽油机和柴油机相比较，下列叙述正确的是
（
A.汽油机和柴油机的吸气冲程吸入的物质
相同
B.柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽
油机里的大
C.在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的
D.在压缩冲程末，汽油机气缸内的温度比柴
油机的高
（
B
）A.汽油机和柴油机的吸气冲程吸入的物质
相同
B.柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽
油机里的大
C.在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的
D.在压缩冲程末，汽油机气缸内的温度比柴
油机的高
答案
9.B
解析
【分析】要解答本题，需明确汽油机和柴油机在吸气冲程、压缩冲程、做功冲程的核心区别，逐一分析每个选项：先回忆两者各冲程的特点，再判断选项描述是否正确。
【解析】逐一分析各选项：
A选项：汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物，柴油机吸气冲程仅吸入空气，两者吸入物质不同，A错误；
B选项：柴油机的压缩冲程压缩程度更大，做功冲程中燃气的压强比汽油机更大，能推动活塞做更多功，B正确；
C选项：压缩冲程中，柴油机的压缩程度远大于汽油机，两者压缩程度不同，C错误；
D选项：压缩冲程末，柴油机气缸内的压缩程度更大，机械能转化为内能更多，温度比汽油机更高，D错误。
【答案】B
【知识点】汽油机与柴油机的区别、内燃机的工作过程
【点评】本题考查汽油机和柴油机的基础异同点，属于热学部分的常考基础题，只要准确识记两者在各冲程的差异即可轻松作答，难度较低。
【难度系数】0.7
【解析】逐一分析各选项：
A选项：汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物，柴油机吸气冲程仅吸入空气，两者吸入物质不同，A错误；
B选项：柴油机的压缩冲程压缩程度更大，做功冲程中燃气的压强比汽油机更大，能推动活塞做更多功，B正确；
C选项：压缩冲程中，柴油机的压缩程度远大于汽油机，两者压缩程度不同，C错误；
D选项：压缩冲程末，柴油机气缸内的压缩程度更大，机械能转化为内能更多，温度比汽油机更高，D错误。
【答案】B
【知识点】汽油机与柴油机的区别、内燃机的工作过程
【点评】本题考查汽油机和柴油机的基础异同点，属于热学部分的常考基础题，只要准确识记两者在各冲程的差异即可轻松作答，难度较低。
【难度系数】0.7
10. 如图是内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是（
A.一个工作循环的正确顺序是甲、乙、丙、丁
B.图乙冲程能获得动力
C.图丁冲程存在机械能转化为内能的过程
D.图丙冲程存在化学能转化为内能的过程
C
）A.一个工作循环的正确顺序是甲、乙、丙、丁
B.图乙冲程能获得动力
C.图丁冲程存在机械能转化为内能的过程
D.图丙冲程存在化学能转化为内能的过程
答案
10.C
解析
【分析】要解答本题，需先根据气门开闭状态、活塞运动方向判断每个图对应的内燃机四冲程类型，再结合各冲程的特点（能量转化、作用）逐一分析选项。首先明确四冲程的判断规则：进气门打开为吸气冲程，排气门打开为排气冲程，两气门均关闭时，活塞向下为做功冲程，活塞向上为压缩冲程；再结合各冲程的能量转化和工作循环顺序分析选项。
【解析】先判断各图对应的冲程：
甲图：两气门关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是做功冲程；
乙图：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程；
丙图：排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程；
丁图：两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程。
逐一分析选项：
A. 内燃机一个工作循环的正确顺序是吸气（乙）→压缩（丁）→做功（甲）→排气（丙），即乙、丁、甲、丙，并非甲、乙、丙、丁，A错误；
B. 内燃机的做功冲程（甲）将内能转化为机械能，为机械提供动力，乙是吸气冲程，无动力产生，B错误；
C. 丁是压缩冲程，活塞向上压缩气缸内气体，机械能转化为内能，C正确；
D. 丙是排气冲程，仅排出废气，无化学能转化为内能的过程，化学能转化为内能是做功冲程（甲）的特点，D错误。
【答案】C
【知识点】内燃机四冲程、能量转化
【点评】本题考查内燃机四冲程的判断及各冲程的能量转化，需准确识别每个冲程的特征，属于基础题型，需牢记各冲程的关键特点。
【难度系数】0.5
【解析】先判断各图对应的冲程：
甲图：两气门关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是做功冲程；
乙图：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程；
丙图：排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程；
丁图：两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程。
逐一分析选项：
A. 内燃机一个工作循环的正确顺序是吸气（乙）→压缩（丁）→做功（甲）→排气（丙），即乙、丁、甲、丙，并非甲、乙、丙、丁，A错误；
B. 内燃机的做功冲程（甲）将内能转化为机械能，为机械提供动力，乙是吸气冲程，无动力产生，B错误；
C. 丁是压缩冲程，活塞向上压缩气缸内气体，机械能转化为内能，C正确；
D. 丙是排气冲程，仅排出废气，无化学能转化为内能的过程，化学能转化为内能是做功冲程（甲）的特点，D错误。
【答案】C
【知识点】内燃机四冲程、能量转化
【点评】本题考查内燃机四冲程的判断及各冲程的能量转化，需准确识别每个冲程的特征，属于基础题型，需牢记各冲程的关键特点。
【难度系数】0.5
11.如图所示,在透明塑料盒的底部钻一个小孔,把电火花发生器的放电针管紧紧塞进孔中,打开塑料盒盖,向盒中滴入数滴酒精,再将盒盖盖紧,然后按下电火花发生器的按钮,盒盖被弹飞。下列说法正确的是（
A.塑料盒盖相当于汽油机中的曲轴
B.电火花发生器的放电针管相当于汽油机中的火花塞
C.盒盖被弹飞的情境演示的是四冲程汽油机工作的压缩冲程
D.盒盖被弹飞的情境中机械能转化为内能
B
）A.塑料盒盖相当于汽油机中的曲轴
B.电火花发生器的放电针管相当于汽油机中的火花塞
C.盒盖被弹飞的情境演示的是四冲程汽油机工作的压缩冲程
D.盒盖被弹飞的情境中机械能转化为内能
答案
11.B
解析
【分析】
要解答本题，需将实验装置与汽油机的结构、工作冲程对应分析，明确各部件功能及能量转化特点，逐一判断选项正误：先对比实验部件和汽油机部件的功能，再区分汽油机压缩冲程和做功冲程的能量转化，从而得出正确结论。
【解析】
选项A：汽油机中，曲轴用于将活塞的往复运动转化为转动，本实验中被弹飞的塑料盒盖相当于汽油机的活塞，并非曲轴，故A错误。
选项B：汽油机的火花塞作用是产生电火花点燃燃料，实验中放电针管的作用是产生电火花点燃酒精，二者功能一致，因此放电针管相当于汽油机中的火花塞，故B正确。
选项C：盒盖被弹飞时，酒精燃烧的内能转化为盒盖的机械能，对应汽油机的做功冲程；而压缩冲程是机械能转化为内能，与该过程不符，故C错误。
选项D：盒盖被弹飞的过程是内能转化为机械能，并非机械能转化为内能，故D错误。
【答案】
B
【知识点】
汽油机工作原理、内能的转化
【点评】
本题通过实验类比汽油机的部件和冲程，考查对汽油机结构、冲程特点及能量转化的理解，需准确区分各部件功能和冲程的能量变化，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
要解答本题，需将实验装置与汽油机的结构、工作冲程对应分析，明确各部件功能及能量转化特点，逐一判断选项正误：先对比实验部件和汽油机部件的功能，再区分汽油机压缩冲程和做功冲程的能量转化，从而得出正确结论。
【解析】
选项A：汽油机中，曲轴用于将活塞的往复运动转化为转动，本实验中被弹飞的塑料盒盖相当于汽油机的活塞，并非曲轴，故A错误。
选项B：汽油机的火花塞作用是产生电火花点燃燃料，实验中放电针管的作用是产生电火花点燃酒精，二者功能一致，因此放电针管相当于汽油机中的火花塞，故B正确。
选项C：盒盖被弹飞时，酒精燃烧的内能转化为盒盖的机械能，对应汽油机的做功冲程；而压缩冲程是机械能转化为内能，与该过程不符，故C错误。
选项D：盒盖被弹飞的过程是内能转化为机械能，并非机械能转化为内能，故D错误。
【答案】
B
【知识点】
汽油机工作原理、内能的转化
【点评】
本题通过实验类比汽油机的部件和冲程，考查对汽油机结构、冲程特点及能量转化的理解，需准确区分各部件功能和冲程的能量变化，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
12.[创新题]20世纪人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示，其工作原理是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机带动发电机发电。关于此过程，下列说法正确的是（
A.当海水下降时，阀门$\mathrm{K}_1$开启，阀门$\mathrm{K}_2$关闭
B.当海水上升时，阀门$\mathrm{K}_1$关闭，阀门$\mathrm{K}_2$开启
C.当海水下降时，类似汽油机做功冲程
D.当海水上升时，类似汽油机压缩冲程
D
）A.当海水下降时，阀门$\mathrm{K}_1$开启，阀门$\mathrm{K}_2$关闭
B.当海水上升时，阀门$\mathrm{K}_1$关闭，阀门$\mathrm{K}_2$开启
C.当海水下降时，类似汽油机做功冲程
D.当海水上升时，类似汽油机压缩冲程
答案
12.D
解析
【分析】
要解答本题，需先明确气室阀门的开闭逻辑，再结合汽油机的冲程特点分析：
1. 阀门开闭规律：当海水上升时，活塞向上运动，气室体积减小、气压增大，需将空气推入工作室，此时阀门$\mathrm{K}_1$开启（连通气室与工作室），$\mathrm{K}_2$关闭（防止空气从气室与外界空气侧连通）；当海水下降时，活塞向下运动，气室体积增大、气压减小，外界空气进入气室，此时$\mathrm{K}_2$开启（连通外界空气与气室），$\mathrm{K}_1$关闭（防止气室空气进入工作室）。
2. 汽油机冲程对应：汽油机压缩冲程是活塞向上运动，压缩气缸内气体（机械能转内能）；做功冲程是活塞向下运动，燃气推动活塞（内能转机械能）。据此逐一分析选项。
【解析】
选项A：海水下降时，活塞向下，气室气压减小，外界空气进入气室，应$\mathrm{K}_2$开启、$\mathrm{K}_1$关闭，而非$\mathrm{K}_1$开启、$\mathrm{K}_2$关闭，A错误。
选项B：海水上升时，活塞向上，压缩气室空气，需将空气推入工作室，应$\mathrm{K}_1$开启、$\mathrm{K}_2$关闭，而非$\mathrm{K}_1$关闭、$\mathrm{K}_2$开启，B错误。
选项C：海水下降时，活塞向下，气室进气，对应汽油机吸气冲程，而非做功冲程，C错误。
选项D：海水上升时，活塞向上，压缩气室中的空气，与汽油机压缩冲程（活塞向上压缩气体）的特点一致，D正确。
【答案】
D
【知识点】
气体压强、汽油机冲程
【点评】
本题结合海浪发电装置，考查气体压强变化与汽油机冲程的对应关系，需理清阀门开闭逻辑，对比汽油机冲程特点分析，是一道结合实际的创新题。
【难度系数】
0.5
要解答本题，需先明确气室阀门的开闭逻辑，再结合汽油机的冲程特点分析：
1. 阀门开闭规律：当海水上升时，活塞向上运动，气室体积减小、气压增大，需将空气推入工作室，此时阀门$\mathrm{K}_1$开启（连通气室与工作室），$\mathrm{K}_2$关闭（防止空气从气室与外界空气侧连通）；当海水下降时，活塞向下运动，气室体积增大、气压减小，外界空气进入气室，此时$\mathrm{K}_2$开启（连通外界空气与气室），$\mathrm{K}_1$关闭（防止气室空气进入工作室）。
2. 汽油机冲程对应：汽油机压缩冲程是活塞向上运动，压缩气缸内气体（机械能转内能）；做功冲程是活塞向下运动，燃气推动活塞（内能转机械能）。据此逐一分析选项。
【解析】
选项A：海水下降时，活塞向下，气室气压减小，外界空气进入气室，应$\mathrm{K}_2$开启、$\mathrm{K}_1$关闭，而非$\mathrm{K}_1$开启、$\mathrm{K}_2$关闭，A错误。
选项B：海水上升时，活塞向上，压缩气室空气，需将空气推入工作室，应$\mathrm{K}_1$开启、$\mathrm{K}_2$关闭，而非$\mathrm{K}_1$关闭、$\mathrm{K}_2$开启，B错误。
选项C：海水下降时，活塞向下，气室进气，对应汽油机吸气冲程，而非做功冲程，C错误。
选项D：海水上升时，活塞向上，压缩气室中的空气，与汽油机压缩冲程（活塞向上压缩气体）的特点一致，D正确。
【答案】
D
【知识点】
气体压强、汽油机冲程
【点评】
本题结合海浪发电装置，考查气体压强变化与汽油机冲程的对应关系，需理清阀门开闭逻辑，对比汽油机冲程特点分析，是一道结合实际的创新题。
【难度系数】
0.5
13. 现代生活中最重要的交通运输工具——汽车与我们的生活息息相关。某单缸汽油发动机气缸的活塞面积是$120\ \mathrm{cm}^2$，做功冲程中活塞移动的距离是$35\ \mathrm{cm}$，气体的平均压强是$5×10^5\ \mathrm{Pa}$，曲轴的转速是$300\ \mathrm{r/min}$。求：
(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力；
(2)汽油机每分钟做的功；
(3)汽油机的功率。
(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力；
(2)汽油机每分钟做的功；
(3)汽油机的功率。
答案
13.(1)6 000 N (2)3.15×10⁵ J (3)5 250 W
解析
【分析】
要解决本题，需分三步逐步推导：
1. 求燃气对活塞的平均压力，利用压强公式的变形公式$ F = pS $，注意将活塞面积的单位从$ \mathrm{cm}^2 $换算为$ \mathrm{m}^2 $，保证单位统一；
2. 求汽油机每分钟做的功，先计算一次做功冲程的做功$ W_1 = Fs $，再根据曲轴转速确定每分钟做功次数（单缸内燃机每2转完成1次做功），总功为做功次数与单次做功的乘积；
3. 求汽油机的功率，利用功率公式$ P = \frac{W_{\mathrm{总}}}{t} $，将时间单位换算为秒，代入总功计算即可。
【解析】
(1) 单位换算：活塞面积$ S = 120\ \mathrm{cm}^2 = 120 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^2 = 0.012\ \mathrm{m}^2 $，
根据压强公式$ p = \frac{F}{S} $，变形得燃气对活塞的平均压力：
$ F = pS = 5 × 10^5\ \mathrm{Pa} × 0.012\ \mathrm{m}^2 = 6000\ \mathrm{N} $；
(2) 活塞移动距离$ s = 35\ \mathrm{cm} = 0.35\ \mathrm{m} $，一次做功冲程做功：
$ W_1 = Fs = 6000\ \mathrm{N} × 0.35\ \mathrm{m} = 2100\ \mathrm{J} $，
曲轴转速为$ 300\ \mathrm{r/min} $，单缸内燃机每2转做功1次，故每分钟做功次数$ n = \frac{300}{2} = 150 $次，
汽油机每分钟做的总功：
$ W_{\mathrm{总}} = nW_1 = 150 × 2100\ \mathrm{J} = 3.15 × 10^5\ \mathrm{J} $；
(3) 时间$ t = 1\ \mathrm{min} = 60\ \mathrm{s} $，汽油机的功率：
$ P = \frac{W_{\mathrm{总}}}{t} = \frac{3.15 × 10^5\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{s}} = 5250\ \mathrm{W} $。
【答案】
(1)6000 N；(2)$ 3.15×10^5 $ J；(3)5250 W
【知识点】
压强计算、功的计算、功率计算
【点评】
本题为内燃机相关的基础综合计算题，核心考查压强、功、功率公式的应用，需注意单位统一及内燃机曲轴转数与做功次数的对应关系，整体难度适中，适合中等水平学生解答。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需分三步逐步推导：
1. 求燃气对活塞的平均压力，利用压强公式的变形公式$ F = pS $，注意将活塞面积的单位从$ \mathrm{cm}^2 $换算为$ \mathrm{m}^2 $，保证单位统一；
2. 求汽油机每分钟做的功，先计算一次做功冲程的做功$ W_1 = Fs $，再根据曲轴转速确定每分钟做功次数（单缸内燃机每2转完成1次做功），总功为做功次数与单次做功的乘积；
3. 求汽油机的功率，利用功率公式$ P = \frac{W_{\mathrm{总}}}{t} $，将时间单位换算为秒，代入总功计算即可。
【解析】
(1) 单位换算：活塞面积$ S = 120\ \mathrm{cm}^2 = 120 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^2 = 0.012\ \mathrm{m}^2 $，
根据压强公式$ p = \frac{F}{S} $，变形得燃气对活塞的平均压力：
$ F = pS = 5 × 10^5\ \mathrm{Pa} × 0.012\ \mathrm{m}^2 = 6000\ \mathrm{N} $；
(2) 活塞移动距离$ s = 35\ \mathrm{cm} = 0.35\ \mathrm{m} $，一次做功冲程做功：
$ W_1 = Fs = 6000\ \mathrm{N} × 0.35\ \mathrm{m} = 2100\ \mathrm{J} $，
曲轴转速为$ 300\ \mathrm{r/min} $，单缸内燃机每2转做功1次，故每分钟做功次数$ n = \frac{300}{2} = 150 $次，
汽油机每分钟做的总功：
$ W_{\mathrm{总}} = nW_1 = 150 × 2100\ \mathrm{J} = 3.15 × 10^5\ \mathrm{J} $；
(3) 时间$ t = 1\ \mathrm{min} = 60\ \mathrm{s} $，汽油机的功率：
$ P = \frac{W_{\mathrm{总}}}{t} = \frac{3.15 × 10^5\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{s}} = 5250\ \mathrm{W} $。
【答案】
(1)6000 N；(2)$ 3.15×10^5 $ J；(3)5250 W
【知识点】
压强计算、功的计算、功率计算
【点评】
本题为内燃机相关的基础综合计算题，核心考查压强、功、功率公式的应用，需注意单位统一及内燃机曲轴转数与做功次数的对应关系，整体难度适中，适合中等水平学生解答。
【难度系数】
0.6
