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13.关于热机中的能量转化关系，下列说法中正确的是 （
A.热机是将机械能转化为内能的机器
B.热机是将内能转化为机械能的机器
C.热机是将燃料的化学能转化为机械能的机器
D.热机是利用化学能来做功，它是将化学能转化为内能
B
）A.热机是将机械能转化为内能的机器
B.热机是将内能转化为机械能的机器
C.热机是将燃料的化学能转化为机械能的机器
D.热机是利用化学能来做功，它是将化学能转化为内能
答案
13.B
解析
【分析】
解题思路：首先回忆热机的定义及能量转化的核心过程，热机是利用内能做功的机械，其能量转化是将内能转化为机械能。再逐一分析每个选项，判断其表述是否符合热机的能量转化规律。
【解析】
A选项：热机的能量转化方向是内能转化为机械能，而非机械能转化为内能，A错误；
B选项：热机的工作原理就是将内能转化为机械能，符合热机的能量转化关系，B正确；
C选项：热机中能量转化是燃料的化学能先转化为内能，再由内能转化为机械能，并非直接将化学能转化为机械能，C错误；
D选项：热机是利用内能做功，将内能转化为机械能，并非化学能直接转化为内能，D错误。
【答案】
B
【知识点】
热机的能量转化
【点评】
本题考查热机的基础能量转化概念，属于初中物理常规基础题，需准确掌握热机的工作原理，区分能量转化的过程与方向。
【难度系数】
0.8
解题思路：首先回忆热机的定义及能量转化的核心过程，热机是利用内能做功的机械，其能量转化是将内能转化为机械能。再逐一分析每个选项，判断其表述是否符合热机的能量转化规律。
【解析】
A选项：热机的能量转化方向是内能转化为机械能，而非机械能转化为内能，A错误；
B选项：热机的工作原理就是将内能转化为机械能，符合热机的能量转化关系，B正确；
C选项：热机中能量转化是燃料的化学能先转化为内能，再由内能转化为机械能，并非直接将化学能转化为机械能，C错误；
D选项：热机是利用内能做功，将内能转化为机械能，并非化学能直接转化为内能，D错误。
【答案】
B
【知识点】
热机的能量转化
【点评】
本题考查热机的基础能量转化概念，属于初中物理常规基础题，需准确掌握热机的工作原理，区分能量转化的过程与方向。
【难度系数】
0.8
14.如图所示，甲、乙、丙、丁是单缸内燃机一个工作循环的四个冲程，该内燃机工作时飞轮转速为2400r/min.以下说法正确的是 （
A.该内燃机四个冲程正确的顺序是丙、甲、丁、乙
B.该内燃机每秒完成20次做功冲程
C.丁冲程发生的能量转化为机械能转化为内能
D.甲、乙、丁三个冲程是靠飞轮的惯性完成的
B
）A.该内燃机四个冲程正确的顺序是丙、甲、丁、乙
B.该内燃机每秒完成20次做功冲程
C.丁冲程发生的能量转化为机械能转化为内能
D.甲、乙、丁三个冲程是靠飞轮的惯性完成的
答案
14.B
解析
【分析】
要解决本题，需先根据气门状态和活塞运动方向判断内燃机的四个冲程类型，再结合内燃机工作原理分析各选项：首先明确四个冲程的判断依据——吸气冲程为进气门开、排气门关，活塞向下；压缩冲程为两气门关闭，活塞向上；做功冲程为两气门关闭、火花塞点火，活塞向下；排气冲程为排气门开、进气门关，活塞向上。再结合飞轮转速计算做功次数，以及各冲程的能量转化和完成方式，逐一分析选项。
【解析】
1. 判断四个冲程顺序：
甲图：两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；
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，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程。
因此四个冲程正确顺序为乙→甲→丁→丙，选项A错误。
2. 计算每秒做功次数：
飞轮转速为2400r/min，换算为每秒转数是2400÷60=40r/s。内燃机每完成1个工作循环，飞轮转2圈，对外做功1次，所以每秒做功次数为40÷2=20次，选项B正确。
3. 分析丁冲程的能量转化：
丁冲程是做功冲程，能量转化为内能转化为机械能，而非机械能转化为内能，选项C错误。
4. 分析靠飞轮惯性完成的冲程：
内燃机只有做功冲程对外做功，其余三个冲程（吸气、压缩、排气）靠飞轮惯性完成，对应乙、甲、丙三个冲程，选项D错误。
【答案】
B
【知识点】
内燃机的四个冲程、飞轮转速与做功次数的关系、冲程的能量转化
【点评】
本题考查内燃机工作循环的核心知识点，需准确判断各冲程类型，掌握飞轮转速与做功次数的计算逻辑，明确各冲程的能量转化和完成方式，属于内燃机部分的基础应用题型。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需先根据气门状态和活塞运动方向判断内燃机的四个冲程类型，再结合内燃机工作原理分析各选项：首先明确四个冲程的判断依据——吸气冲程为进气门开、排气门关，活塞向下；压缩冲程为两气门关闭，活塞向上；做功冲程为两气门关闭、火花塞点火，活塞向下；排气冲程为排气门开、进气门关，活塞向上。再结合飞轮转速计算做功次数，以及各冲程的能量转化和完成方式，逐一分析选项。
【解析】
1. 判断四个冲程顺序：
甲图：两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；
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，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程。
因此四个冲程正确顺序为乙→甲→丁→丙，选项A错误。
2. 计算每秒做功次数：
飞轮转速为2400r/min，换算为每秒转数是2400÷60=40r/s。内燃机每完成1个工作循环，飞轮转2圈，对外做功1次，所以每秒做功次数为40÷2=20次，选项B正确。
3. 分析丁冲程的能量转化：
丁冲程是做功冲程，能量转化为内能转化为机械能，而非机械能转化为内能，选项C错误。
4. 分析靠飞轮惯性完成的冲程：
内燃机只有做功冲程对外做功，其余三个冲程（吸气、压缩、排气）靠飞轮惯性完成，对应乙、甲、丙三个冲程，选项D错误。
【答案】
B
【知识点】
内燃机的四个冲程、飞轮转速与做功次数的关系、冲程的能量转化
【点评】
本题考查内燃机工作循环的核心知识点，需准确判断各冲程类型，掌握飞轮转速与做功次数的计算逻辑，明确各冲程的能量转化和完成方式，属于内燃机部分的基础应用题型。
【难度系数】
0.5
15.一台小汽车的发动机是四缸四冲程的汽油机,活塞的横截面积为$20\mathrm{cm}^2$,一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是$50\mathrm{mm}$,做功冲程中燃气作用在活塞上的平均压强为$200\mathrm{N/cm}^2$,飞轮的转速为$2400\mathrm{r/min}$.求:
(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力.
(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功.
(3)这台发动机的最大输出功率.
(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力.
(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功.
(3)这台发动机的最大输出功率.
答案
15.解:(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力 $F = pS=200\mathrm{N/cm}^2 × 20\mathrm{cm}^2=4000\mathrm{N}.$
(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功
$W=Fs=4000\mathrm{N} × 50 × 10^{-3}\mathrm{m}=200\mathrm{J}.$
(3)在1min内燃气对活塞做的功为
$W'=W × 1200=200\mathrm{J} × 1200=240000\mathrm{J},$
由于该汽油机有4个汽缸,在1min内燃气对活塞做的总功 $W_{\mathrm{总}}=4W'=4 × 240000\mathrm{J}=9.6 × 10^5\mathrm{J},$
则这台发动机的最大输出功率
$P=\frac{W_{\mathrm{总}}}{t}=\frac{9.6 × 10^5\mathrm{J}}{60\mathrm{s}}=1.6 × 10^4\mathrm{W}.$
(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功
$W=Fs=4000\mathrm{N} × 50 × 10^{-3}\mathrm{m}=200\mathrm{J}.$
(3)在1min内燃气对活塞做的功为
$W'=W × 1200=200\mathrm{J} × 1200=240000\mathrm{J},$
由于该汽油机有4个汽缸,在1min内燃气对活塞做的总功 $W_{\mathrm{总}}=4W'=4 × 240000\mathrm{J}=9.6 × 10^5\mathrm{J},$
则这台发动机的最大输出功率
$P=\frac{W_{\mathrm{总}}}{t}=\frac{9.6 × 10^5\mathrm{J}}{60\mathrm{s}}=1.6 × 10^4\mathrm{W}.$
解析
【分析】
本题需运用压强、功、功率的公式，结合四缸四冲程汽油机的工作特点解题。①求压力时，利用压强公式$F=pS$，注意单位匹配；②求单个做功冲程的功时，用$W=Fs$，需将活塞移动距离换算为国际单位；③求总功率时，要根据飞轮转速确定1min内的总做功次数，四缸发动机的总功为单缸做功的4倍，最后用功率公式$P=\frac{W}{t}$计算。
【解析】
解：(1)根据压强公式 $ F = pS $，代入数据得：
$ F = 200\mathrm{N/cm}^2 × 20\mathrm{cm}^2 = 4000\mathrm{N} $；
(2)一个做功冲程中活塞移动的距离 $ s = 50\mathrm{mm} = 0.05\mathrm{m} $，根据功的公式 $ W = Fs $，得：
$ W = 4000\mathrm{N} × 0.05\mathrm{m} = 200\mathrm{J} $；
(3)飞轮转速为 $ 2400\mathrm{r/min} $，四冲程汽油机飞轮每转2圈，单缸完成1次做功，故1min内单缸做功次数为 $ \frac{2400}{2} = 1200 $ 次，单缸1min内做功 $ W' = W × 1200 = 200\mathrm{J} × 1200 = 240000\mathrm{J} $；
四缸发动机1min内总做功 $ W_{\mathrm{总}} = 4W' = 4 × 240000\mathrm{J} = 9.6 × 10^5\mathrm{J} $；
根据功率公式 $ P = \frac{W_{\mathrm{总}}}{t} $，$ t=60\mathrm{s} $，得：
$ P = \frac{9.6 × 10^5\mathrm{J}}{60\mathrm{s}} = 1.6 × 10^4\mathrm{W} $。
【答案】
(1)4000N；(2)200J；(3)$1.6×10^4\mathrm{W}$
【知识点】
压强的计算、功的计算、功率的计算
【点评】
本题结合四缸四冲程汽油机的实际应用，考查压强、功、功率的综合计算，需注意单位换算和飞轮转速对应的做功次数，是初中物理常规计算题，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题需运用压强、功、功率的公式，结合四缸四冲程汽油机的工作特点解题。①求压力时，利用压强公式$F=pS$，注意单位匹配；②求单个做功冲程的功时，用$W=Fs$，需将活塞移动距离换算为国际单位；③求总功率时，要根据飞轮转速确定1min内的总做功次数，四缸发动机的总功为单缸做功的4倍，最后用功率公式$P=\frac{W}{t}$计算。
【解析】
解：(1)根据压强公式 $ F = pS $，代入数据得：
$ F = 200\mathrm{N/cm}^2 × 20\mathrm{cm}^2 = 4000\mathrm{N} $；
(2)一个做功冲程中活塞移动的距离 $ s = 50\mathrm{mm} = 0.05\mathrm{m} $，根据功的公式 $ W = Fs $，得：
$ W = 4000\mathrm{N} × 0.05\mathrm{m} = 200\mathrm{J} $；
(3)飞轮转速为 $ 2400\mathrm{r/min} $，四冲程汽油机飞轮每转2圈，单缸完成1次做功，故1min内单缸做功次数为 $ \frac{2400}{2} = 1200 $ 次，单缸1min内做功 $ W' = W × 1200 = 200\mathrm{J} × 1200 = 240000\mathrm{J} $；
四缸发动机1min内总做功 $ W_{\mathrm{总}} = 4W' = 4 × 240000\mathrm{J} = 9.6 × 10^5\mathrm{J} $；
根据功率公式 $ P = \frac{W_{\mathrm{总}}}{t} $，$ t=60\mathrm{s} $，得：
$ P = \frac{9.6 × 10^5\mathrm{J}}{60\mathrm{s}} = 1.6 × 10^4\mathrm{W} $。
【答案】
(1)4000N；(2)200J；(3)$1.6×10^4\mathrm{W}$
【知识点】
压强的计算、功的计算、功率的计算
【点评】
本题结合四缸四冲程汽油机的实际应用，考查压强、功、功率的综合计算，需注意单位换算和飞轮转速对应的做功次数，是初中物理常规计算题，难度适中。
【难度系数】
0.6
