登录
8. (2024 潍坊期中)如图14-2-6所示是世界上第一盏海浪发电航标灯的气室示意图，其工作原理为:当海浪向下运动时，带动活塞向下运动，阀门$K_1$闭合，$K_2$打开，将空气吸入气室；之后海浪推动活塞向上运动，压缩空气到一定程度后，阀门$K_1$打开，$K_2$闭合，将气室内的空气推入工作室，推动工作室中的涡轮机，并带动发电机发电。对于此过程，下列说法正确的是 (
A.海水下降时，类似于汽油机的排气冲程
B.海水上升阀门$K_1$被推开前，类似于汽油机的做功冲程
C.海水上升阀门$K_1$被推开前，气室内气体的内能转化为活塞的机械能
D.涡轮机带动发电机发电时，涡轮机的机械能转化为电能
D
)A.海水下降时，类似于汽油机的排气冲程
B.海水上升阀门$K_1$被推开前，类似于汽油机的做功冲程
C.海水上升阀门$K_1$被推开前，气室内气体的内能转化为活塞的机械能
D.涡轮机带动发电机发电时，涡轮机的机械能转化为电能
答案
8. D
解析
【分析】
要解答本题，需先明确海浪发电各阶段的活塞运动、阀门状态，再结合汽油机冲程的特点和能量转化规律分析选项：
1. 梳理工作过程：海水下降时活塞向下，K₁闭、K₂开，吸入空气；海水上升时，K₁开前K₂闭，活塞向上压缩空气，K₁开后K₂闭，空气进入工作室推动涡轮；涡轮带动发电机发电。
2. 对比汽油机冲程：吸气冲程是进气门开、活塞向下；压缩冲程是气门都闭、活塞向上；做功冲程是气门都闭、活塞向下；排气冲程是排气门开、活塞向上。
3. 逐一分析选项的对错，判断能量转化和冲程对应关系是否正确。
【解析】
选项A：海水下降时，活塞向下运动，K₁闭合、K₂打开，是吸入空气的过程，对应汽油机的吸气冲程，而非排气冲程，A错误。
选项B、C：海水上升，K₁被推开前，K₂闭合，活塞向上压缩气室内的空气，此过程是活塞的机械能转化为气体的内能，对应汽油机的压缩冲程，不是做功冲程，B、C错误。
选项D：涡轮机带动发电机发电时，消耗涡轮机的机械能，最终转化为电能，符合能量转化规律，D正确。
【答案】
D
【知识点】
能量转化、内燃机冲程
【点评】
本题结合海浪发电的实际场景，考查能量转化和汽油机冲程的知识，需要准确对应各阶段的活塞运动、阀门状态与汽油机冲程的关系，理解能量转化的方向，属于中等难度的综合题。
【难度系数】
0.5
要解答本题，需先明确海浪发电各阶段的活塞运动、阀门状态，再结合汽油机冲程的特点和能量转化规律分析选项：
1. 梳理工作过程：海水下降时活塞向下，K₁闭、K₂开，吸入空气；海水上升时，K₁开前K₂闭，活塞向上压缩空气，K₁开后K₂闭，空气进入工作室推动涡轮；涡轮带动发电机发电。
2. 对比汽油机冲程：吸气冲程是进气门开、活塞向下；压缩冲程是气门都闭、活塞向上；做功冲程是气门都闭、活塞向下；排气冲程是排气门开、活塞向上。
3. 逐一分析选项的对错，判断能量转化和冲程对应关系是否正确。
【解析】
选项A：海水下降时，活塞向下运动，K₁闭合、K₂打开，是吸入空气的过程，对应汽油机的吸气冲程，而非排气冲程，A错误。
选项B、C：海水上升，K₁被推开前，K₂闭合，活塞向上压缩气室内的空气，此过程是活塞的机械能转化为气体的内能，对应汽油机的压缩冲程，不是做功冲程，B、C错误。
选项D：涡轮机带动发电机发电时，消耗涡轮机的机械能，最终转化为电能，符合能量转化规律，D正确。
【答案】
D
【知识点】
能量转化、内燃机冲程
【点评】
本题结合海浪发电的实际场景，考查能量转化和汽油机冲程的知识，需要准确对应各阶段的活塞运动、阀门状态与汽油机冲程的关系，理解能量转化的方向，属于中等难度的综合题。
【难度系数】
0.5
9. (2025南京)如图14-2-7所示是一台单缸四冲程汽油机的某冲程，在此冲程中
内
能转化为机械
能；若飞轮转速为1800 r/min，则该汽油机每秒完成15
个工作循环。答案
9. 内 机械 15
解析
【分析】
首先观察汽油机的结构：两个气门均关闭，火花塞点火，活塞向下运动，判断该冲程为做功冲程，明确做功冲程的能量转化；再将飞轮转速换算为每秒转数，结合四冲程汽油机一个工作循环飞轮转2圈的规律，计算每秒完成的工作循环数。
【解析】
1. 冲程判断与能量转化：由图可知，汽油机的两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，该冲程是做功冲程。做功冲程中，燃气膨胀推动活塞做功，将内能转化为机械能。
2. 工作循环计算：飞轮转速为1800 r/min，换算为每秒转数：$1800÷60 = 30\ \mathrm{r/s}$。四冲程汽油机每完成1个工作循环，飞轮转动2圈，因此每秒完成的工作循环数为：$30÷2 = 15$个。
【答案】
内 机械 15
【知识点】
汽油机冲程、能量转化、飞轮转速计算
【点评】
本题考查单缸四冲程汽油机的核心知识点，包括冲程判断、能量转化及工作循环与飞轮转速的关系，属于基础应用题型，需掌握基础概念即可解答。
【难度系数】
0.3
首先观察汽油机的结构：两个气门均关闭，火花塞点火，活塞向下运动，判断该冲程为做功冲程，明确做功冲程的能量转化；再将飞轮转速换算为每秒转数，结合四冲程汽油机一个工作循环飞轮转2圈的规律，计算每秒完成的工作循环数。
【解析】
1. 冲程判断与能量转化：由图可知，汽油机的两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，该冲程是做功冲程。做功冲程中，燃气膨胀推动活塞做功，将内能转化为机械能。
2. 工作循环计算：飞轮转速为1800 r/min，换算为每秒转数：$1800÷60 = 30\ \mathrm{r/s}$。四冲程汽油机每完成1个工作循环，飞轮转动2圈，因此每秒完成的工作循环数为：$30÷2 = 15$个。
【答案】
内 机械 15
【知识点】
汽油机冲程、能量转化、飞轮转速计算
【点评】
本题考查单缸四冲程汽油机的核心知识点，包括冲程判断、能量转化及工作循环与飞轮转速的关系，属于基础应用题型，需掌握基础概念即可解答。
【难度系数】
0.3
10. [跨学科实践]阅读短文，回答问题。
汽油机
科学家在四冲程发动机的基础上发明了“六冲程引擎”发动机。这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入气缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入气缸的水。
工程师还制造了四缸四冲程汽油机。制造时通过连杆把四个四冲程汽油机的活塞连在一根曲轴上，如图14-2-8所示。四缸四冲程汽油机分为两种：一种是同步汽油机，一种是异步汽油机。同步汽油机，四个气缸在同一时间都是做的相同工作：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。异步汽油机，各气缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功，其他三个气缸分别做吸气、压缩和排气工作。
图14-2-8
(1)“六冲程引擎”中第五冲程相当于四冲程热机的
(2)有关四缸四冲程同步汽油机和异步汽油机，下列说法正确的是
A. 四缸四冲程同步汽油机，飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功
B. 四缸四冲程异步汽油机，四个气缸在同一时间都是做的相同工作
C. 若每个气缸做功功率相同，同步汽油机的平均功率大于异步汽油机的平均功率
D. 异步汽油机各气缸的做功冲程错开，机械能输出更平稳
(3)如果某四缸四冲程异步汽油机的转速为1200 r/min，则该汽油机1 s对外做功
汽油机
科学家在四冲程发动机的基础上发明了“六冲程引擎”发动机。这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入气缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入气缸的水。
工程师还制造了四缸四冲程汽油机。制造时通过连杆把四个四冲程汽油机的活塞连在一根曲轴上，如图14-2-8所示。四缸四冲程汽油机分为两种：一种是同步汽油机，一种是异步汽油机。同步汽油机，四个气缸在同一时间都是做的相同工作：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。异步汽油机，各气缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功，其他三个气缸分别做吸气、压缩和排气工作。
图14-2-8
(1)“六冲程引擎”中第五冲程相当于四冲程热机的
做功
冲程。(2)有关四缸四冲程同步汽油机和异步汽油机，下列说法正确的是
D
。A. 四缸四冲程同步汽油机，飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功
B. 四缸四冲程异步汽油机，四个气缸在同一时间都是做的相同工作
C. 若每个气缸做功功率相同，同步汽油机的平均功率大于异步汽油机的平均功率
D. 异步汽油机各气缸的做功冲程错开，机械能输出更平稳
(3)如果某四缸四冲程异步汽油机的转速为1200 r/min，则该汽油机1 s对外做功
40
次。答案
10. (1)做功 (2)D (3)40
解析
【分析】
本题围绕汽油机的冲程特点和四缸汽油机的工作原理展开，需结合四冲程汽油机的工作过程、六冲程引擎的设计原理，以及同步/异步汽油机的工作差异分析各问题：
1. 第(1)题：明确四冲程汽油机做功冲程的作用，结合短文描述的第五冲程的动力作用，判断对应冲程；
2. 第(2)题：逐一分析选项，区分同步与异步汽油机的工作特点，判断选项正误；
3. 第(3)题：先换算转速单位，再结合异步汽油机每半周有一个气缸做功的特点，计算1s内做功次数。
【解析】
(1) 四冲程汽油机的做功冲程将内能转化为机械能，为机械提供动力；六冲程引擎的第五冲程中，水蒸气带动活塞运动产生动力，与四冲程汽油机做功冲程的作用一致，故第五冲程相当于做功冲程。
(2) 选项分析：
A. 同步汽油机四个气缸同时做相同工作，做功冲程同步进行，并非飞轮每半周有一个气缸做功，错误；
B. 同步汽油机四个气缸同一时间做相同工作，异步汽油机做功过程错开，错误；
C. 若每个气缸做功功率相同，异步汽油机与同步汽油机单位时间内做功次数相同，平均功率相等，错误；
D. 异步汽油机各气缸做功冲程错开，飞轮转动时始终有气缸做功，机械能输出更平稳，正确。
(3) 转速1200 r/min换算为每秒转速：$1200\ \mathrm{r/min}=\frac{1200}{60}\ \mathrm{r/s}=20\ \mathrm{r/s}$；四缸异步汽油机飞轮每转半周有一个气缸做功，1s内飞轮转20转，对应半周数为$20×2=40$，即1s内对外做功40次。
【答案】
(1)做功 (2)D (3)40
【知识点】
汽油机冲程、内燃机工作原理、做功次数计算
【点评】
本题结合六冲程引擎和四缸汽油机的跨学科实践，考查对汽油机工作过程的理解，需准确区分同步与异步汽油机的工作特点，掌握转速与做功次数的换算方法，注重概念的灵活应用。
【难度系数】
0.5
本题围绕汽油机的冲程特点和四缸汽油机的工作原理展开，需结合四冲程汽油机的工作过程、六冲程引擎的设计原理，以及同步/异步汽油机的工作差异分析各问题：
1. 第(1)题：明确四冲程汽油机做功冲程的作用，结合短文描述的第五冲程的动力作用，判断对应冲程；
2. 第(2)题：逐一分析选项，区分同步与异步汽油机的工作特点，判断选项正误；
3. 第(3)题：先换算转速单位，再结合异步汽油机每半周有一个气缸做功的特点，计算1s内做功次数。
【解析】
(1) 四冲程汽油机的做功冲程将内能转化为机械能，为机械提供动力；六冲程引擎的第五冲程中，水蒸气带动活塞运动产生动力，与四冲程汽油机做功冲程的作用一致，故第五冲程相当于做功冲程。
(2) 选项分析：
A. 同步汽油机四个气缸同时做相同工作，做功冲程同步进行，并非飞轮每半周有一个气缸做功，错误；
B. 同步汽油机四个气缸同一时间做相同工作，异步汽油机做功过程错开，错误；
C. 若每个气缸做功功率相同，异步汽油机与同步汽油机单位时间内做功次数相同，平均功率相等，错误；
D. 异步汽油机各气缸做功冲程错开，飞轮转动时始终有气缸做功，机械能输出更平稳，正确。
(3) 转速1200 r/min换算为每秒转速：$1200\ \mathrm{r/min}=\frac{1200}{60}\ \mathrm{r/s}=20\ \mathrm{r/s}$；四缸异步汽油机飞轮每转半周有一个气缸做功，1s内飞轮转20转，对应半周数为$20×2=40$，即1s内对外做功40次。
【答案】
(1)做功 (2)D (3)40
【知识点】
汽油机冲程、内燃机工作原理、做功次数计算
【点评】
本题结合六冲程引擎和四缸汽油机的跨学科实践，考查对汽油机工作过程的理解，需准确区分同步与异步汽油机的工作特点，掌握转速与做功次数的换算方法，注重概念的灵活应用。
【难度系数】
0.5
