10. 小华用塑料矿泉水瓶子进行了如下探究实验:瓶中留有少量水,盖上瓶盖(如图1a所示);扭转瓶子压缩瓶内的气体(如图1b所示);轻轻扭动瓶盖,瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶内出现白雾(如图1c所示)。图2的四冲程内燃机示意图中与图b、c所示的过程相对应的是 ()



A.甲和乙
B.丁和乙
C.丙和甲
D.丁和甲

10. B

【分析】
要解决本题，需分两步推导：第一步，分析图b、图c的实验过程对应的能量变化；第二步，将该能量变化与四冲程内燃机的冲程特点对应，进而匹配选项。具体思路：1. 图b是扭转瓶子压缩瓶内气体，属于外界对气体做功，机械能转化为内能；2. 图c是瓶盖被瓶内气体冲出，属于气体对外做功，内能转化为机械能；3. 结合四冲程内燃机各冲程的特征，找到对应压缩、做功冲程的图，即可选出答案。
【解析】
1. 分析图b过程：扭转瓶子压缩瓶内气体，对气体做功，机械能转化为内能，内能增加，此过程对应内燃机的压缩冲程（压缩冲程特点：活塞向上运动，进气门、排气门均关闭，能量转化为机械能→内能）。
2. 分析图c过程：瓶盖被瓶内气体冲出，气体对瓶盖做功，内能转化为机械能，内能减少，温度降低，水蒸气液化形成白雾，此过程对应内燃机的做功冲程（做功冲程特点：活塞向下运动，进气门、排气门均关闭，能量转化为内能→机械能）。
3. 结合四冲程示意图，丁图为压缩冲程，乙图为做功冲程，因此与图b、c过程相对应的是丁和乙，对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
内能的改变、四冲程内燃机
【点评】
本题结合生活小实验，考查做功改变内能的规律及四冲程内燃机的冲程判断，需明确“对物体做功，内能增加；物体对外做功，内能减少”的要点，以及压缩、做功冲程的气门和活塞运动特点，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5

11.如图所示为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在2 s内达到起飞速度。蒸汽弹射器的气缸内充满高温高压的气体，在弹射飞机时，高温高压的气体推动活塞快速向外运动，能转化为能，相当于内燃机的冲程；飞机起飞后，气缸内气体的温度，内能。

11. 内 机械 做功 降低 减少

【分析】
本题需结合能量转化、内燃机冲程及内能变化的知识解答。首先明确高温高压气体推动活塞时的能量转化，再对应内燃机冲程类型，最后分析气体对外做功后的温度和内能变化。
【解析】
1. 高温高压气体具有内能，推动活塞向外运动时，对活塞做功，将自身的内能转化为活塞的机械能，因此前两空依次填“内”“机械”。
2. 内燃机的做功冲程是燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，与蒸汽弹射装置的能量转化过程一致，故相当于内燃机的“做功”冲程。
3. 气缸内气体对外做功后，自身内能减少，而内能与温度相关，内能减少时温度降低，因此气体的温度“降低”，内能“减少”。
【答案】
内 机械 做功 降低 减少
【知识点】
内能的利用、内燃机冲程、内能与温度的关系
【点评】
本题结合航母蒸汽弹射的实际装置，考查基础的能量转化、内燃机及内能变化知识，贴近实际应用，难度适中，属于基础题型。
【难度系数】
0.6

12.如图所示为汽油机工作过程中某一冲程的示意图，此图是冲程；有一种单缸汽油机在原有四冲程的基础上增加两个冲程，成为六冲程汽油机，也就是在原有四冲程汽油机完成排气冲程后向气缸内喷水，水在气缸内汽化成水蒸气，水蒸气膨胀对外做功，这种汽油机一个工作循环有六个冲程，对外做功次，这样设计的目的是提高热机的效率。为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程应该是冲程。

12. 压缩 2 排气

【分析】
要解决这道题，需掌握汽油机冲程的判断方法，以及六冲程汽油机的工作逻辑：首先根据气门状态和活塞运动方向判断基础冲程；再结合六冲程的设计，分析新增做功后的做功次数，最后根据工作循环的完整性判断第六冲程。
【解析】
1. 判断图中冲程：图中汽油机的两个气门均关闭，活塞向上运动，符合压缩冲程的特征，因此该冲程为压缩冲程；
2. 计算六冲程汽油机的做功次数：原有四冲程汽油机一个工作循环对外做功1次，六冲程汽油机在排气冲程后，水汽化为水蒸气膨胀对外做功，新增1次做功，因此一个工作循环共对外做功2次；
3. 判断第六冲程：做功完成后，气缸内残留废气，为进入下一个工作循环，需要排出气缸内的废气，因此第六冲程为排气冲程。
【答案】
压缩；2；排气
【知识点】
汽油机冲程、热机效率
【点评】
本题考查汽油机冲程的判断及六冲程汽油机的工作原理，需熟悉四冲程汽油机各冲程的特点，理解六冲程汽油机的能量利用设计，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5

13. 如图所示为四缸发动机，其工作原理是：内燃机通过连杆把四个相同气缸的活塞连在一根曲轴上，并使各气缸的做功冲程错开，飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功，其他三个气缸分别在做吸气、压缩和排气工作。


(1)某气缸在压缩冲程里，曲轴带动活塞向上运动，压缩气体，对气体做功，同时将能转化为能。
(2)某台四缸发动机，其主要技术指标如表所示，其中排量等于四个气缸排量的总和，气缸的排量等于气缸的工作容积。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。
①该发动机在1 s内做功J，单气缸排量V=L；
②求在每个做功冲程里，发动机做的功。

13. (1)机械 内
①$1.5×10^{5}$ 0.75
②750 J

【分析】
第(1)问考查内燃机压缩冲程的能量转化，需明确压缩冲程中活塞对气体做功的能量变化；第(2)问①利用功率公式计算1s内做功，结合总排量与单缸排量的关系求解；第(2)问②需根据飞轮转速确定每秒做功冲程的次数，再用总功除以次数得到单个做功冲程的功。
【解析】
(1) 压缩冲程中，活塞向上运动压缩气缸内气体，活塞对气体做功，消耗机械能，气体内能增加，因此能量转化为机械能转化为内能。
(2) ① 发动机功率$P=150kW=1.5×10^5 W$，根据W=Pt，1s内做功$W=1.5×10^5 W×1s=1.5×10^5 J$；总排量为四个气缸排量之和，单气缸排量V=总排量/4，计算得V=0.75L。
② 发动机转速为6000r/min=100r/s，飞轮每转1周对应2个半周，每半周有1个气缸做功，因此每秒做功冲程次数为100×2=200次；1s内总功为$1.5×10^5 J$，故每个做功冲程做功$W'=1.5×10^5 J÷200=750J$。
【答案】
(1) 机械；内
$(2) ① 1.5×10^5$；0.75 ② 750 J
【知识点】
内燃机能量转化；功的计算；排量相关计算
【点评】
本题结合四缸发动机的工作原理，考查能量转化、功的计算，需掌握转速与做功次数的关系，是热学与力学结合的典型题目，需理清各物理量间的联系。
【难度系数】
0.5