
雙基過關(guān)
知識點一、熱機:
1.實驗探究:利用內(nèi)能可以做功
(1)過程:如圖,用酒精燈給密封的試管的水加熱。實驗時,軟木塞不要塞得太緊,以免軟木塞不能從試管中沖出,導(dǎo)致試管炸裂傷人,同時試管口不能對著人。
(2)現(xiàn)象:水被加熱到一定程度后,軟木塞飛出,管口有“白氣”產(chǎn)生。
(3)現(xiàn)象分析:酒精燃燒,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為水和水蒸氣的內(nèi)能,水蒸氣推動活塞沖出,將水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機械能,水蒸氣內(nèi)能減少,溫度降低液化為小水珠,管口出現(xiàn)“白氣”。
(4)結(jié)論:利用內(nèi)能可以對外做功。上圖體現(xiàn)了蒸汽機的工作原理。
2.熱機
(1)概念:利用內(nèi)能做功的機械。
(2)種類:蒸汽機、內(nèi)燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機等。
(3)工作原理:燃料的化學(xué)能(燃燒)→內(nèi)能(做功)→機械能
3.常見的熱機——內(nèi)燃機
(1)概念:燃料直接在汽缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機。
(2)分類:汽油機和柴油機,它們分別以汽油和柴油為燃料。
基礎(chǔ)自測:
1.如圖所示,在試管內(nèi)裝適量水,用橡膠塞塞住管口,將水加熱至沸騰一段時間后,橡膠塞被推出,管口出現(xiàn)大量“白氣”。此實驗中,主要是通過做功改變物體內(nèi)能的過程是( )
A.試管變熱的過程
B.水變熱的過程
C.水變成水蒸氣的過程
D.水蒸氣推出橡膠塞的同時變成“白氣”的過程
2.如圖,燒瓶內(nèi)水上方存著水蒸氣,瓶口用軟木塞塞住,用小打氣筒緩慢向瓶內(nèi)加壓,達(dá)到一定程度時塞子跳起來,瓶內(nèi)出現(xiàn)白霧。下列說法正確的是( )
A.瓶內(nèi)出現(xiàn)白霧,是因為瓶子外部溫度低
B.出現(xiàn)白霧的過程是一個吸熱的物態(tài)變化過程
C.該實驗?zāi)苷f明氣體膨脹對外做功,內(nèi)能減小
D.這個實驗展示了蒸汽機的工作原理
3.2018年12月8日,我國“嫦娥四號”探測器在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。運載火箭攜帶探測器升空的過程中,探測器相對于運載火箭是 的,燃料燃燒后產(chǎn)生的 能轉(zhuǎn)化為火箭的 能。
4. 如圖,在大玻璃瓶與小玻璃瓶內(nèi)各裝入適量的水,將小瓶瓶口向下放入大瓶,使小瓶恰好懸浮.塞緊大瓶瓶塞,用氣筒向大瓶內(nèi)打氣,大瓶內(nèi)水面上方氣壓增大,小瓶會_________(下沉/上浮/繼續(xù)懸浮);繼續(xù)打氣直到瓶塞跳起,瓶口出現(xiàn)“白霧”,此過程大瓶上方的氣體對瓶塞做功,_________能轉(zhuǎn)化為_________能。
知識點二、汽油機
1.工作原理
利用氣缸內(nèi)汽油燃燒時生成的高溫高壓的燃?xì)鈦硗苿踊钊龉?,將?nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。
2.構(gòu)造
進氣門、排氣門、火花塞、氣缸、活塞、連桿、曲軸、飛輪等。
3.工作過程
(1)沖程:活塞從氣缸的一端運動到另一端的過程。
(2)四沖程汽油機由吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程的不斷循環(huán)來保證連續(xù)工作的。
(3)一個工作循環(huán)包括四個沖程,飛輪轉(zhuǎn)動兩周,對外做功一次。
基礎(chǔ)自測
5.如圖所示,是小普同學(xué)跟爺爺學(xué)習(xí)氣功的四個基本動作。由此他聯(lián)想到熱機的四個沖程,以下與做功沖程最相似的是( )
6.如圖是汽油機工作的四個沖程,其中表示排氣沖程的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
7.關(guān)于汽車的說法中,下列表述不正確的是( )
A.與其他液體相比,水的比熱容比較大,適合做汽車的冷卻劑
B.汽車在公路上高速駛過時,飄落在車旁的樹葉被卷入車底
C.急剎車時,車上的乘客由于受到慣性作用身體會向前傾斜
D.汽油機的壓縮沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
8. 如圖所示是四沖程汽油機的剖面圖,關(guān)于其四個沖程的描述正確的是( )
A. 吸氣沖程中,汽油和空氣的混合物進入汽缸
B. 壓縮沖程中,通過做功的方式使汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能減小
C. 做功沖程中,燃料釋放的能量絕大部分轉(zhuǎn)化為機械能
D. 排氣沖程中,廢氣帶走了燃料釋放的能量的極少部分
知識點三、柴油機
1.工作原理
利用氣缸內(nèi)柴油燃燒時所產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)鈦硗苿踊钊龉?,將?nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。
2.構(gòu)造
進氣門、排氣門、噴油嘴、氣缸、活塞、連桿、曲軸、飛輪等。
3.利用對比法了解柴油機的工作過程
基礎(chǔ)自測
9.四沖程柴油機在工作過程中,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的沖程是( )
A.吸氣沖程B.壓縮沖程C.做功沖程D.排氣沖程
10.關(guān)于四沖程汽油機和柴油機,下列說法正確的是( )
A..在吸氣沖程中,吸入汽缸的都是空氣
B..在壓縮沖程末,汽油機汽缸內(nèi)氣體溫度比柴油機高
C..在做功沖程初,都是火花塞點火
D.在排氣沖程中,排氣都依靠飛輪的慣性完成
11.下列關(guān)于內(nèi)燃機說法正確的是( )
A.柴油機吸氣沖程吸人的是柴油和空氣的混合物
B.汽油機氣制頂部有噴油嘴
C.做功沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能
D.內(nèi)燃機功率越大,效率越高
12.我們經(jīng)常會看到一邊行駛一邊向空中噴霧的汽車,人們形象地將它稱為霧炮車(如圖)。噴向空中的水霧能使塵埃粒子快速沉降到地面,起到凈化空氣的作用。
(1)噴向空中的水霧,有許多在掉向地面之前已經(jīng)在空中散失了,還能起到降溫作用。其原理是________。
(2)該霧炮車的發(fā)動機是柴油機。柴油機四個沖程中的________沖程實現(xiàn)了內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能,從新驅(qū)動霧炮車前進。
考點突破
考點1.汽油機的工作過程
方法:(1)三招搞定汽油機工作沖程的判斷問題
①根據(jù)氣門判斷:進氣門打開、排氣門關(guān)閉是吸氣沖程;進氣門關(guān)閉、排氣門打開是排氣沖程。
②根據(jù)活塞判斷:兩氣門都關(guān)閉,活塞向上運動是壓縮沖程;活塞向下運動是做功沖程。
③根據(jù)火花塞判斷:火花塞點火是做功沖程。
(2)汽油機具有能量轉(zhuǎn)化的兩個沖程
①壓縮沖程:壓縮汽油和空氣的混合物,使其內(nèi)能增加,溫度升高,機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
②做功沖程:火花塞產(chǎn)生電火花,使燃料燃燒,產(chǎn)生高溫高壓的氣體,進而推動活塞帶動曲軸(飛輪)轉(zhuǎn)動,對外做功,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。
例1.(2021·湖南懷化市·中考真題)如圖所示是某四沖程汽油機工作循環(huán)中的一個沖程,它是( )
A.吸氣沖程B.壓縮沖程C.做功沖程D.排氣沖程
例2.(2021·甘肅武威市·中考真題)如圖所示是四沖程汽油機內(nèi)部剖面圖,此為______沖程;汽油機需要用冷卻液進行降溫,是利用了冷卻液的______大的特性。
例3.(2021·海南中考真題)雙手相互摩擦?xí)r感覺發(fā)熱,這一過程的能量轉(zhuǎn)化與四沖程汽油機的哪個沖程相同( )
A.吸氣沖程B.壓縮沖程C.做功沖程D.排氣沖程
考點2.汽油機和柴油機
方法:汽油機和柴油機的主要區(qū)別
(1)結(jié)構(gòu):汽油機氣缸頂部有火花塞;柴油機氣缸頂部有噴油嘴。
(2)吸氣沖程:汽油機吸氣沖程吸入的是汽油和空氣的混合物;柴油機吸氣沖程吸入的是純凈的空氣。
(3)壓縮沖程:汽油機壓縮程度較小,混合物的溫度較低;柴油機壓縮程度較大,氣缸內(nèi)空氣的溫度較高。
(4)點火方式:汽油機是點火式;柴油機是壓燃式。
(5)特點:汽油機輕巧、體積小、功率較小、效率較低,適用于輕型汽車、飛機;柴油機比較笨重、功率較大、效率較高,適用于重型機械,如載重汽車、火車、輪船等。
例4.(2021·湖南邵陽市·中考真題)小汽車已成為大多數(shù)家庭出行代步的工具,其發(fā)動機大多數(shù)為汽油機,下列有關(guān)汽油機的說法正確的是( )
A.汽油機的吸氣沖程吸入的是空氣B.汽油機的效率一般比柴油機的效率高
C.汽油機的點火方式是壓燃式D.汽油機的壓縮沖程是把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
考點3.熱機的計算問題
方法:轉(zhuǎn)數(shù)與做功次數(shù)和工作循環(huán)個數(shù)的關(guān)系
一個工作循環(huán)包括四個沖程,曲軸(飛輪)轉(zhuǎn)動兩周,活塞往復(fù)運動兩次,兩次能量轉(zhuǎn)化(包含一次壓縮沖程,機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;一次做功沖程,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能)。
例5.(2021·黑龍江中考真題)如果汽油機飛輪轉(zhuǎn)速是2400r/min,則該汽油機每秒完成______個沖程,對外做功______次。
例6.(2021·山東棗莊市·中考真題)如圖是四沖程汽油機的某個沖程,由圖可看出它正處于______沖程,該沖程將機械能轉(zhuǎn)化為______能,若該汽油機飛輪的轉(zhuǎn)速是60r/s,則汽油機每秒鐘對外做功______次。
過程
吸氣沖程
壓縮沖出
做功沖程
排氣沖程
圖示
進氣門
開
關(guān)
關(guān)
關(guān)
排氣門
關(guān)
關(guān)
關(guān)
開
活塞的運動
向下運動
向上運動
向下運動
向上運動
能量的轉(zhuǎn)化
無
機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能
無
作用
靠飛輪慣性完成,吸入汽油和空氣的混合物
靠飛輪慣性完成,壓縮汽油和空氣的混合物
高溫高壓的氣體推動活塞向下運動,帶動曲軸轉(zhuǎn)動對外做功
靠飛輪慣性完成,把廢氣排出氣缸
異同點
汽油機
柴油機
不
同
點
燃料
汽油
柴油
構(gòu)造
氣缸頂部有火花塞
氣缸頂部有噴油嘴
點火方式
點火式
壓燃式
吸氣沖程
吸入空氣和汽油的混合物
吸入空氣
壓縮沖程
壓縮程度較小,混合物被壓縮后,壓強達(dá)6-15atm,溫度達(dá)250-300℃
壓縮程度較大,混合物被壓縮后,壓強達(dá)35-45atm,溫度達(dá)500-700℃
做功沖程
火花塞點火,燃料燃燒,即點火式
噴油嘴噴出霧狀柴油,遇高溫空氣燃燒,即壓燃式
主要特點
輕巧、體積小、效率較低
笨重、功率大、效率較高
用途
摩托車、小型汽車、輕型飛機等
載重汽車、輪船、坦克、大型發(fā)電機
相同點
工作循環(huán)
一個工作循環(huán)都是有吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程構(gòu)成的。同時曲軸(飛輪)轉(zhuǎn)動2周,對外做功一次。
第1節(jié) 熱機
雙基過關(guān)
知識點一、熱機:
1.實驗探究:利用內(nèi)能可以做功
(1)過程:如圖,用酒精燈給密封的試管的水加熱。實驗時,軟木塞不要塞得太緊,以免軟木塞不能從試管中沖出,導(dǎo)致試管炸裂傷人,同時試管口不能對著人。
(2)現(xiàn)象:水被加熱到一定程度后,軟木塞飛出,管口有“白氣”產(chǎn)生。
(3)現(xiàn)象分析:酒精燃燒,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為水和水蒸氣的內(nèi)能,水蒸氣推動活塞沖出,將水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機械能,水蒸氣內(nèi)能減少,溫度降低液化為小水珠,管口出現(xiàn)“白氣”。
(4)結(jié)論:利用內(nèi)能可以對外做功。上圖體現(xiàn)了蒸汽機的工作原理。
2.熱機
(1)概念:利用內(nèi)能做功的機械。
(2)種類:蒸汽機、內(nèi)燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機等。
(3)工作原理:燃料的化學(xué)能(燃燒)→內(nèi)能(做功)→機械能
3.常見的熱機——內(nèi)燃機
(1)概念:燃料直接在汽缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機。
(2)分類:汽油機和柴油機,它們分別以汽油和柴油為燃料。
基礎(chǔ)自測:
1.如圖所示,在試管內(nèi)裝適量水,用橡膠塞塞住管口,將水加熱至沸騰一段時間后,橡膠塞被推出,管口出現(xiàn)大量“白氣”。此實驗中,主要是通過做功改變物體內(nèi)能的過程是( )
A.試管變熱的過程
B.水變熱的過程
C.水變成水蒸氣的過程
D.水蒸氣推出橡膠塞的同時變成“白氣”的過程
【答案】D
【解析】改變物體內(nèi)能的方法:一是做功(能量轉(zhuǎn)化),二是熱傳遞(能量轉(zhuǎn)移),兩種方法對于改變物體內(nèi)能來說是等效的。
A、試管變熱,是試管從火吸收熱量,內(nèi)能增加,是通過熱傳遞改變物體的內(nèi)能,故A錯;
B、水變熱,是水吸收熱量、內(nèi)能增大,是通過熱傳遞改變物體的內(nèi)能,故B錯;
C、水吸熱,溫度升高,汽化成水蒸氣,是通過熱傳遞改變物體的內(nèi)能,故C錯;
D、水蒸氣推出橡膠塞的同時變成“白氣”的過程,是水蒸氣膨脹做功,將水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為橡膠塞的機械能,是通過做功改變物體的內(nèi)能。
2.如圖,燒瓶內(nèi)水上方存著水蒸氣,瓶口用軟木塞塞住,用小打氣筒緩慢向瓶內(nèi)加壓,達(dá)到一定程度時塞子跳起來,瓶內(nèi)出現(xiàn)白霧。下列說法正確的是( )
A.瓶內(nèi)出現(xiàn)白霧,是因為瓶子外部溫度低
B.出現(xiàn)白霧的過程是一個吸熱的物態(tài)變化過程
C.該實驗?zāi)苷f明氣體膨脹對外做功,內(nèi)能減小
D.這個實驗展示了蒸汽機的工作原理
【答案】C
【解析】
A、瓶內(nèi)出現(xiàn)的白霧,是水蒸氣遇冷液化成的小水滴,故A錯誤;
B、出現(xiàn)白霧是水蒸氣放出熱量發(fā)生液化產(chǎn)生的小水滴,是放熱過程,故B錯誤;
C、瓶口塞子跳起來的過程中,水蒸氣對塞子做功,水蒸氣的內(nèi)能減少,故C正確;
D、實驗中向瓶內(nèi)充氣,瓶內(nèi)氣體壓強增大,氣體對塞子做功,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能;蒸汽機是用燃料加熱水,利用高溫高壓的水蒸氣推動活塞做功,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能;圖中實驗不能展示蒸汽機的工作原理,故D錯誤。
3.2018年12月8日,我國“嫦娥四號”探測器在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。運載火箭攜帶探測器升空的過程中,探測器相對于運載火箭是 的,燃料燃燒后產(chǎn)生的 能轉(zhuǎn)化為火箭的 能。
【答案】靜止;內(nèi);機械
【解析】(1)運載火箭攜帶探測器升空的過程中,探測器相對于運載火箭的位置不變,所以是靜止的;
(2)燃料燃燒后產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為火箭的機械能,推動火箭運動。
4. 如圖,在大玻璃瓶與小玻璃瓶內(nèi)各裝入適量的水,將小瓶瓶口向下放入大瓶,使小瓶恰好懸浮.塞緊大瓶瓶塞,用氣筒向大瓶內(nèi)打氣,大瓶內(nèi)水面上方氣壓增大,小瓶會_________(下沉/上浮/繼續(xù)懸浮);繼續(xù)打氣直到瓶塞跳起,瓶口出現(xiàn)“白霧”,此過程大瓶上方的氣體對瓶塞做功,_________能轉(zhuǎn)化為_________能。
【答案】下沉 內(nèi) 機械
【解析】(1)由題意可知,小瓶相當(dāng)于一個浮沉子,其原理為:用氣筒向大瓶內(nèi)打氣,大瓶內(nèi)水面上方氣壓增大,將壓強傳遞給水,水被壓入小瓶中,將小瓶中的空氣壓縮,這時小瓶里進入一些水,其重力增加,大于它受到的浮力,就向下沉。
(2)當(dāng)瓶塞跳起時,此過程大瓶上方的氣體對瓶塞做功,大瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能減少,瓶塞的機械能增大,即內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。
知識點二、汽油機
1.工作原理
利用氣缸內(nèi)汽油燃燒時生成的高溫高壓的燃?xì)鈦硗苿踊钊龉?,將?nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。
2.構(gòu)造
進氣門、排氣門、火花塞、氣缸、活塞、連桿、曲軸、飛輪等。
3.工作過程
(1)沖程:活塞從氣缸的一端運動到另一端的過程。
(2)四沖程汽油機由吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程的不斷循環(huán)來保證連續(xù)工作的。
(3)一個工作循環(huán)包括四個沖程,飛輪轉(zhuǎn)動兩周,對外做功一次。
基礎(chǔ)自測
5.如圖所示,是小普同學(xué)跟爺爺學(xué)習(xí)氣功的四個基本動作。由此他聯(lián)想到熱機的四個沖程,以下與做功沖程最相似的是( )
【答案】C
【解析】鼻孔吸氣,相當(dāng)于吸氣沖程;氣沉丹田,相當(dāng)于壓縮沖程;排山倒海,相當(dāng)于做功沖程;打完收工,相當(dāng)于排氣沖程,故答案為C。
6.如圖是汽油機工作的四個沖程,其中表示排氣沖程的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【答案】C
【解析】
A、兩氣門都關(guān)閉,活塞上行,汽缸容積變小,是壓縮沖程,故A不符合題意;
B、進氣門開啟,活塞下行,氣體流入汽缸,是吸氣沖程,故B不符合題意;
C、排氣門開啟,活塞上行,氣體流出汽缸,是排氣沖程,故C符合題意;
D、兩氣門都關(guān)閉,活塞下行,汽缸容積變大,火花塞噴出電火花,是做功沖程,故D不符合題意。
7.關(guān)于汽車的說法中,下列表述不正確的是( )
A.與其他液體相比,水的比熱容比較大,適合做汽車的冷卻劑
B.汽車在公路上高速駛過時,飄落在車旁的樹葉被卷入車底
C.急剎車時,車上的乘客由于受到慣性作用身體會向前傾斜
D.汽油機的壓縮沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
【答案】C
【解析】解:A、因為水的比熱容較大,相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較,升高相同的溫度時,水吸收的熱量多,所以適合做汽車的冷卻劑,故A正確;
B、汽車高速駛過時,汽車附近的空氣流速變大、壓強變小,故飄落在車旁的樹葉被卷入車底,故B正確;
C、人坐在車?yán)锖蛙囈黄鹦旭?,急剎車時,乘客由于慣性要保持原來的運動狀態(tài),繼續(xù)運動,因此身體會向車行方向傾斜,但不是受到慣性作用,故C錯誤;
D、壓縮沖程將汽油和空氣的混合物壓縮,使混合物的溫度升高、內(nèi)能增大,即將機械能轉(zhuǎn)化內(nèi)能,故D正確。
8. 如圖所示是四沖程汽油機的剖面圖,關(guān)于其四個沖程的描述正確的是( )
A. 吸氣沖程中,汽油和空氣的混合物進入汽缸
B. 壓縮沖程中,通過做功的方式使汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能減小
C. 做功沖程中,燃料釋放的能量絕大部分轉(zhuǎn)化為機械能
D. 排氣沖程中,廢氣帶走了燃料釋放的能量的極少部分
【答案】A
【解析】四沖程汽油機一個工作循環(huán)有四個沖程,分別是吸氣、做功、壓縮和排氣沖程,其中只有做功沖程對外做功,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能;另外還有壓縮沖程有能量轉(zhuǎn)化,將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;根據(jù)氣門的狀態(tài)、活塞運動的方向確定沖程的種類。
A、汽油機在吸氣沖程中,進氣門打開、排氣門關(guān)閉,活塞向下運動,汽油和空氣的混合物進入汽缸,故A正確;
B、在壓縮沖程中,進氣門和排氣門都關(guān)閉,活塞向上運動,燃料混合物被壓縮,氣體的內(nèi)能變大,此過程是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程,故B錯誤;
C、在做功沖程中,燃料燃燒釋放的內(nèi)能大部分需要克服摩擦、發(fā)生熱傳遞而散失,只有一少部分轉(zhuǎn)化為機械能,故C錯誤;
D、在排氣沖程中,廢氣帶走了燃料釋放的能量的大部分,故D錯誤。
知識點三、柴油機
1.工作原理
利用氣缸內(nèi)柴油燃燒時所產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)鈦硗苿踊钊龉?,將?nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。
2.構(gòu)造
進氣門、排氣門、噴油嘴、氣缸、活塞、連桿、曲軸、飛輪等。
3.利用對比法了解柴油機的工作過程
基礎(chǔ)自測
9.四沖程柴油機在工作過程中,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的沖程是( )
A.吸氣沖程B.壓縮沖程C.做功沖程D.排氣沖程
【答案】C
【解析】在內(nèi)燃機的做功沖程中能量轉(zhuǎn)化是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能,壓縮沖程中能量轉(zhuǎn)化是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
四沖程柴油機在做功沖程中,高溫高壓燃?xì)馔苿踊钊龉Γ瑢?nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能,故C正確。
10.關(guān)于四沖程汽油機和柴油機,下列說法正確的是( )
A..在吸氣沖程中,吸入汽缸的都是空氣
B..在壓縮沖程末,汽油機汽缸內(nèi)氣體溫度比柴油機高
C..在做功沖程初,都是火花塞點火
D.在排氣沖程中,排氣都依靠飛輪的慣性完成
【答案】D
【解析】
分析:A、在吸氣沖程,汽油機吸入的是燃料混合物;柴油機吸入的只有空氣;
B、在壓縮沖程柴油機將燃料混合物壓縮得程度更大,溫度更高;
C、汽油機是通過火花塞點火,而柴油機是由噴油嘴噴出霧狀柴油而燃燒;
D、除了做功沖程,其它三個沖程都是靠飛輪的慣性完成;
解答:解:A、汽油機在吸氣沖程吸入的是空氣和燃料的混合物,所以A錯誤;
B、在壓縮沖程末,由于柴油機將燃料混合物壓縮得程度更大,所以溫度更高,所以B錯誤;
C、在做功沖程初,柴油機是靠噴油嘴噴出霧狀柴油而燃燒,所以C錯誤;
D、吸氣、壓縮、排氣沖程都是靠飛輪的慣性完成的,所以D正確;
故選D.
【點評】此題考查了汽油機和柴油機在四個沖程中的區(qū)別,主要表現(xiàn)在吸氣沖程吸入的東西;壓縮沖程壓縮的程度;做功沖程點火的方式上.
11.下列關(guān)于內(nèi)燃機說法正確的是( )
A.柴油機吸氣沖程吸人的是柴油和空氣的混合物
B.汽油機氣制頂部有噴油嘴
C.做功沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能
D.內(nèi)燃機功率越大,效率越高
【答案】C
【解析】A、柴油機在吸氣沖程中,將空氣吸入氣缸,故A錯誤;
B、汽油機頂部有火花塞,柴油機頂部有噴油嘴,故B錯誤;
C、汽油機的做功沖程中,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成了機械能,故C正確;
D、功率是物體做功快慢的物理量,與熱機效率是兩個完全不同的概念,故D錯誤。
12.我們經(jīng)常會看到一邊行駛一邊向空中噴霧的汽車,人們形象地將它稱為霧炮車(如圖)。噴向空中的水霧能使塵埃粒子快速沉降到地面,起到凈化空氣的作用。
(1)噴向空中的水霧,有許多在掉向地面之前已經(jīng)在空中散失了,還能起到降溫作用。其原理是________。
(2)該霧炮車的發(fā)動機是柴油機。柴油機四個沖程中的________沖程實現(xiàn)了內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能,從新驅(qū)動霧炮車前進。
【答案】汽化 吸熱 做功
【解析】
(1)噴向空中的水霧在空中散失了,能起到降溫作用,是因為水汽化吸熱的緣故。
(2)柴油機四個沖程中的做功沖程可以將柴油燃燒釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能,從而驅(qū)動霧炮車前進。
(1)汽化是從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài),汽化吸熱;
(2)在柴油機的做功沖程中,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。
考點突破
考點1.汽油機的工作過程
方法:(1)三招搞定汽油機工作沖程的判斷問題
①根據(jù)氣門判斷:進氣門打開、排氣門關(guān)閉是吸氣沖程;進氣門關(guān)閉、排氣門打開是排氣沖程。
②根據(jù)活塞判斷:兩氣門都關(guān)閉,活塞向上運動是壓縮沖程;活塞向下運動是做功沖程。
③根據(jù)火花塞判斷:火花塞點火是做功沖程。
(2)汽油機具有能量轉(zhuǎn)化的兩個沖程
①壓縮沖程:壓縮汽油和空氣的混合物,使其內(nèi)能增加,溫度升高,機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
②做功沖程:火花塞產(chǎn)生電火花,使燃料燃燒,產(chǎn)生高溫高壓的氣體,進而推動活塞帶動曲軸(飛輪)轉(zhuǎn)動,對外做功,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。
例1.(2021·湖南懷化市·中考真題)如圖所示是某四沖程汽油機工作循環(huán)中的一個沖程,它是( )
A.吸氣沖程B.壓縮沖程C.做功沖程D.排氣沖程
【答案】B
【詳解】
由圖可知,進氣門和排氣門均關(guān)閉,活塞向上運動,即為壓縮沖程,故ACD不符合題意,B符合題意。
故選B。
例2.(2021·甘肅武威市·中考真題)如圖所示是四沖程汽油機內(nèi)部剖面圖,此為______沖程;汽油機需要用冷卻液進行降溫,是利用了冷卻液的______大的特性。
【答案】做功 比熱容
【詳解】
[1]四沖程汽油機的四個沖程分別是吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。分析圖,此時汽油機進氣門、排氣門都關(guān)閉,活塞向下運動,火花塞正在點火,由此判斷是四沖程汽油機的做功沖程。
[2]通常選用比熱容大的物質(zhì)做冷卻液,相同質(zhì)量的該種物質(zhì),吸收相同的熱量,溫度升高得少。
例3.(2021·海南中考真題)雙手相互摩擦?xí)r感覺發(fā)熱,這一過程的能量轉(zhuǎn)化與四沖程汽油機的哪個沖程相同( )
A.吸氣沖程B.壓縮沖程C.做功沖程D.排氣沖程
【答案】B
【詳解】
雙手相互摩擦?xí)r感覺發(fā)熱,是克服摩擦做功,機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;汽油機的工作過程中,將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是壓縮沖程。
故選B。
考點2.汽油機和柴油機
方法:汽油機和柴油機的主要區(qū)別
(1)結(jié)構(gòu):汽油機氣缸頂部有火花塞;柴油機氣缸頂部有噴油嘴。
(2)吸氣沖程:汽油機吸氣沖程吸入的是汽油和空氣的混合物;柴油機吸氣沖程吸入的是純凈的空氣。
(3)壓縮沖程:汽油機壓縮程度較小,混合物的溫度較低;柴油機壓縮程度較大,氣缸內(nèi)空氣的溫度較高。
(4)點火方式:汽油機是點火式;柴油機是壓燃式。
(5)特點:汽油機輕巧、體積小、功率較小、效率較低,適用于輕型汽車、飛機;柴油機比較笨重、功率較大、效率較高,適用于重型機械,如載重汽車、火車、輪船等。
例4.(2021·湖南邵陽市·中考真題)小汽車已成為大多數(shù)家庭出行代步的工具,其發(fā)動機大多數(shù)為汽油機,下列有關(guān)汽油機的說法正確的是( )
A.汽油機的吸氣沖程吸入的是空氣B.汽油機的效率一般比柴油機的效率高
C.汽油機的點火方式是壓燃式D.汽油機的壓縮沖程是把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
【答案】D
【詳解】
A.汽油機的吸氣沖程吸入的是空氣和汽油的混合物,故A錯誤;
B.柴油機是壓燃式,一般是柴油機的效率高,故B錯誤;
C.汽油機的點火方式是用火花塞點火,故C錯誤;
D.汽油機的壓縮沖程中,活塞向上運動,壓縮空氣和汽油的混合物,混合物內(nèi)能增大,溫度升高,是把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故D正確。
故選D。
考點3.熱機的計算問題
方法:轉(zhuǎn)數(shù)與做功次數(shù)和工作循環(huán)個數(shù)的關(guān)系
一個工作循環(huán)包括四個沖程,曲軸(飛輪)轉(zhuǎn)動兩周,活塞往復(fù)運動兩次,兩次能量轉(zhuǎn)化(包含一次壓縮沖程,機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;一次做功沖程,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能)。
例5.(2021·黑龍江中考真題)如果汽油機飛輪轉(zhuǎn)速是2400r/min,則該汽油機每秒完成______個沖程,對外做功______次。
【答案】80 20
【詳解】
[1]汽油機飛輪轉(zhuǎn)速是2400r/min,則每秒鐘飛輪轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)為
飛輪轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)對應(yīng)的是兩個沖程,所以40r對應(yīng)著是80個沖程。
[2]一個工作循環(huán)飛輪轉(zhuǎn)2轉(zhuǎn),飛輪轉(zhuǎn)40轉(zhuǎn)是20個工作循環(huán),一個工作循環(huán)對外做功一次,則20個工作循環(huán)對外做功20次。
例6.(2021·山東棗莊市·中考真題)如圖是四沖程汽油機的某個沖程,由圖可看出它正處于______沖程,該沖程將機械能轉(zhuǎn)化為______能,若該汽油機飛輪的轉(zhuǎn)速是60r/s,則汽油機每秒鐘對外做功______次。
【答案】壓縮 內(nèi) 30
【詳解】
[1]如圖,進氣門、排氣門都關(guān)閉,活塞向上運動,它正處于壓縮沖程。
[2]此過程中活塞壓縮氣缸內(nèi)的氣體,對氣體做功,使氣體內(nèi)能增加,將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
[3]若該汽油機飛輪的轉(zhuǎn)速是60r/s,飛輪轉(zhuǎn)2圈做一次功,則汽油機每秒鐘對外做功30次。
過程
吸氣沖程
壓縮沖出
做功沖程
排氣沖程
圖示
進氣門
開
關(guān)
關(guān)
關(guān)
排氣門
關(guān)
關(guān)
關(guān)
開
活塞的運動
向下運動
向上運動
向下運動
向上運動
能量的轉(zhuǎn)化
無
機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能
無
作用
靠飛輪慣性完成,吸入汽油和空氣的混合物
靠飛輪慣性完成,壓縮汽油和空氣的混合物
高溫高壓的氣體推動活塞向下運動,帶動曲軸轉(zhuǎn)動對外做功
靠飛輪慣性完成,把廢氣排出氣缸
異同點
汽油機
柴油機
不
同
點
燃料
汽油
柴油
構(gòu)造
氣缸頂部有火花塞
氣缸頂部有噴油嘴
點火方式
點火式
壓燃式
吸氣沖程
吸入空氣和汽油的混合物
吸入空氣
壓縮沖程
壓縮程度較小,混合物被壓縮后,壓強達(dá)6-15atm,溫度達(dá)250-300℃
壓縮程度較大,混合物被壓縮后,壓強達(dá)35-45atm,溫度達(dá)500-700℃
做功沖程
火花塞點火,燃料燃燒,即點火式
噴油嘴噴出霧狀柴油,遇高溫空氣燃燒,即壓燃式
主要特點
輕巧、體積小、效率較低
笨重、功率大、效率較高
用途
摩托車、小型汽車、輕型飛機等
載重汽車、輪船、坦克、大型發(fā)電機
相同點
工作循環(huán)
一個工作循環(huán)都是有吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程構(gòu)成的。同時曲軸(飛輪)轉(zhuǎn)動2周,對外做功一次。
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