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8. (2025·镇江一模)下列汽油机工作的四个冲程中，排气冲程是(
D
).答案
8.D
[解析]A吸气冲程:进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入汽缸.B压缩冲程:进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,压缩汽缸内燃料混合物,温度升高.C做功冲程:在压缩冲程末尾,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的燃气,高温高压气体推动活塞向下运动,带动曲轴转动,对外做功.D排气冲程:进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出汽缸.故D符合题意,A、B、C不符合题意.
[解析]A吸气冲程:进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入汽缸.B压缩冲程:进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,压缩汽缸内燃料混合物,温度升高.C做功冲程:在压缩冲程末尾,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的燃气,高温高压气体推动活塞向下运动,带动曲轴转动,对外做功.D排气冲程:进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出汽缸.故D符合题意,A、B、C不符合题意.
9. 模型法（2025·南京模拟）如图1所示为物理老师自制的水火箭结构示意图.如图2所示为使用打气筒向水火箭内不断打气示意图，当水面上方压强增大到一定程度时，会使水向下喷出，从而使水火箭升空.结合材料，你认为以下说法正确的是(
A.利用打气筒向水火箭内打气，水火箭中空气的内能增大
B.打气筒将空气压入水火箭内的能量转化过程与汽油机的做功冲程相同
C.水火箭加速升空阶段机械能转化为内能
D.水火箭加速升空的过程中水的比热容增大
A
).A.利用打气筒向水火箭内打气，水火箭中空气的内能增大
B.打气筒将空气压入水火箭内的能量转化过程与汽油机的做功冲程相同
C.水火箭加速升空阶段机械能转化为内能
D.水火箭加速升空的过程中水的比热容增大
答案
9.A
[解析]利用打气筒向水火箭内打气的过程中,压缩筒内空气做功,机械能转化为内能,水火箭中空气的内能在增大,故A正确;打气筒将空气压入水火箭的过程中,压缩空气做功,是将机械能转化为内能,汽油机的做功冲程中内能转化为机械能,能量转化是不同的,故B错误;水火箭加速升空阶段,水火箭内空气的内能转化为机械能,故C错误;比热容是物质的属性,与物质的种类和物态有关,与物体的位置和质量无关,水火箭加速升空的过程中水的比热容不变,故D错误.
[解析]利用打气筒向水火箭内打气的过程中,压缩筒内空气做功,机械能转化为内能,水火箭中空气的内能在增大,故A正确;打气筒将空气压入水火箭的过程中,压缩空气做功,是将机械能转化为内能,汽油机的做功冲程中内能转化为机械能,能量转化是不同的,故B错误;水火箭加速升空阶段,水火箭内空气的内能转化为机械能,故C错误;比热容是物质的属性,与物质的种类和物态有关,与物体的位置和质量无关,水火箭加速升空的过程中水的比热容不变,故D错误.
四冲程热机的一个工作循环中，经历的冲程数、活塞往复运动的次数、做功的次数、特定冲程中能量的转化，以及转速等问题，都是热机运转中的细节，请你运用热机相关知识完成 10～11 题.
答案
解：
四冲程热机一个工作循环的相关规律：
1. 经历冲程数：共4个，依次为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
2. 活塞往复运动次数：2次。
3. 对外做功次数：1次，仅做功冲程对外输出动力。
4. 能量转化：
压缩冲程：机械能转化为内能
做功冲程：内能转化为机械能
5. 转速对应关系：飞轮每转动2圈，完成1个完整工作循环，对外做功1次。
四冲程热机一个工作循环的相关规律：
1. 经历冲程数：共4个，依次为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
2. 活塞往复运动次数：2次。
3. 对外做功次数：1次，仅做功冲程对外输出动力。
4. 能量转化：
压缩冲程：机械能转化为内能
做功冲程：内能转化为机械能
5. 转速对应关系：飞轮每转动2圈，完成1个完整工作循环，对外做功1次。
10. 一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1200 r/min,则汽油机每秒钟做功
10
次,活塞往复运动20
次.答案
10. 10 20
[解析]已知飞轮转速为1 200 r/min=20 r/s,一个工作循环活塞往复2次,曲轴转动2周,做功1次,完成4个冲程,该汽油机1 s完成40个冲程,对外做功10次,活塞往复运动20次.
[解析]已知飞轮转速为1 200 r/min=20 r/s,一个工作循环活塞往复2次,曲轴转动2周,做功1次,完成4个冲程,该汽油机1 s完成40个冲程,对外做功10次,活塞往复运动20次.
11. 如图所示为生活中常用的热水瓶，注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来. 汽油机的
做功
冲程也发生同样的能量转化. 如果该汽油机每秒钟对外做功20次，该汽油机飞轮的转速是2400
r/min.答案
11. 做功 2 400
[解析]软木塞跳起来,机械能增大,这是由于暖瓶内气体膨胀做功造成的,水蒸气的内能转化成软木塞的机械能;汽油机在做功冲程中,汽缸内高温气体膨胀推动活塞做功,内能转化为机械能. 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,若汽油机每秒钟对外做功20次,则汽油机每秒飞轮转40圈,则该汽油机飞轮转速$\frac{40\ \mathrm{r}}{\frac{1}{60}\ \mathrm{min}}=2\ 400\ \mathrm{r/min}$.
[解析]软木塞跳起来,机械能增大,这是由于暖瓶内气体膨胀做功造成的,水蒸气的内能转化成软木塞的机械能;汽油机在做功冲程中,汽缸内高温气体膨胀推动活塞做功,内能转化为机械能. 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,若汽油机每秒钟对外做功20次,则汽油机每秒飞轮转40圈,则该汽油机飞轮转速$\frac{40\ \mathrm{r}}{\frac{1}{60}\ \mathrm{min}}=2\ 400\ \mathrm{r/min}$.
12. 小明想把铁丝剪短,但小明没有剪铁丝的工具,于是小明用手反复弯折铁丝,铁丝的温度升高,最终把铁丝折断.小明用手反复弯折铁丝是通过
做功
方式增大了铁丝的内能,这个过程与汽油机的压缩
冲程原理相同.答案
12. 做功 压缩
[解析]反复弯折铁丝时,人对铁丝做功,机械能转化为铁丝的内能,是通过做功的方式改变物体的内能.汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能,所以二者能量转化相同.
[解析]反复弯折铁丝时,人对铁丝做功,机械能转化为铁丝的内能,是通过做功的方式改变物体的内能.汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能,所以二者能量转化相同.
13. 如图所示是某汽车汽油机的能量流向图，完全燃烧 0.5 kg 的汽油，该汽油机能够输出
$6.9×10^6$
J 的有用功；汽油机常用水做冷却剂是因为水的比热容
较大；请你提出一条提高该汽油机效率的方法：减少热量散失
.（汽油的热值为 $4.6×10^{7}\ \mathrm{J/kg}$）答案
13.$6.9×10^6$ 比热容 减少热量散失
[解析]完全燃烧0.5 kg的汽油放出的热量${Q}_{\mathrm{放}}=mq=0.5\ \mathrm{kg}× 4.6× {10}^{7}\ \mathrm{J/kg}=2.3× {10}^{7}\ \mathrm{J}$,由图可知,汽油机的效率$\eta =100\%-33\%-30\%-7\%=30\%$,汽油机输出的有用功$W=\eta {Q}_{\mathrm{放}}=30\%× 2.3× {10}^{7}\ \mathrm{J}=6.9× {10}^{6}\ \mathrm{J}$;水的比热容大,与其他物质相比,在质量和升高温度一定时,由${Q}_{\mathrm{吸}}=cm\Delta t$可知,水吸收的热量多,冷却效果好,故常用水来冷却汽车的发动机;减少热量散失可提高该汽油机效率.
思路引导 根据${Q}_{\mathrm{放}}=mq$得出完全燃烧0.5 kg的汽油放出的热量;由图可知汽油机的效率,根据效率公式得出汽油机输出的有用功;水的比热容大,与其他物质相比,在质量和升高温度一定时,由${Q}_{\mathrm{吸}}=cm\Delta t$可知,水吸收的热量多,冷却效果好;要提高汽油机效率,可让汽油燃烧更充分、减少尾气带走的热量、减少热量散失、减小摩擦做功.
[解析]完全燃烧0.5 kg的汽油放出的热量${Q}_{\mathrm{放}}=mq=0.5\ \mathrm{kg}× 4.6× {10}^{7}\ \mathrm{J/kg}=2.3× {10}^{7}\ \mathrm{J}$,由图可知,汽油机的效率$\eta =100\%-33\%-30\%-7\%=30\%$,汽油机输出的有用功$W=\eta {Q}_{\mathrm{放}}=30\%× 2.3× {10}^{7}\ \mathrm{J}=6.9× {10}^{6}\ \mathrm{J}$;水的比热容大,与其他物质相比,在质量和升高温度一定时,由${Q}_{\mathrm{吸}}=cm\Delta t$可知,水吸收的热量多,冷却效果好,故常用水来冷却汽车的发动机;减少热量散失可提高该汽油机效率.
思路引导 根据${Q}_{\mathrm{放}}=mq$得出完全燃烧0.5 kg的汽油放出的热量;由图可知汽油机的效率,根据效率公式得出汽油机输出的有用功;水的比热容大,与其他物质相比,在质量和升高温度一定时,由${Q}_{\mathrm{吸}}=cm\Delta t$可知,水吸收的热量多,冷却效果好;要提高汽油机效率,可让汽油燃烧更充分、减少尾气带走的热量、减少热量散失、减小摩擦做功.
14.“涡轮增压”(T型)轿车,比普通轿车(L型)更节能,燃料燃烧更充分,同样的燃油加在T型轿车内与加在L型轿车内相比,热值
一样大
(填“更大”“一样大”或“更小”);若完全燃烧 2 kg 燃油,则放出热量$9.2×10^7$
J(燃油的热值为$4.6× 10^{7}\ \mathrm{J/kg}$);为防止发动机温度过高,用水进行冷却,这是利用水的比热容
较大.答案
14. 一样大 $9.2×10^7$ 比热容
[解析]热值只与燃料的种类有关,与燃烧情况无关,因此燃油加在T型轿车内与加在L型轿车内热值一样大.燃油完全燃烧放出的热量$Q=m{q}_{\mathrm{油}}=2\ \mathrm{kg}× 4.6× {10}^{7}\ \mathrm{J/kg}=9.2× {10}^{7}\ \mathrm{J}$.用水进行冷却主要原因是水的比热容大.
[解析]热值只与燃料的种类有关,与燃烧情况无关,因此燃油加在T型轿车内与加在L型轿车内热值一样大.燃油完全燃烧放出的热量$Q=m{q}_{\mathrm{油}}=2\ \mathrm{kg}× 4.6× {10}^{7}\ \mathrm{J/kg}=9.2× {10}^{7}\ \mathrm{J}$.用水进行冷却主要原因是水的比热容大.
