18.内燃机及其效率（讲义）（原卷版）

浙教版中考科学一轮复习内燃机及效率内燃机冲程、内燃机效率【知识点分析】一.内燃机1.定义：燃料在机器汽缸内燃烧的热机。汽油机和柴油机是两种常见的内燃机。2.常见的内燃机：汽油机和柴油机3.汽油机工作原理：气缸吸入汽油和空气的混合物，经火花塞点火将内能转化为机械能，推动着活塞运动。4.柴油机工作原理：气缸吸入空气，经喷油嘴把柴油喷进高温的气缸点燃，将内能转化为机械能，推动着活塞运动。内燃机的工作：对于内燃机的活塞上下运动我们把内燃机的工作分为四个冲程，作为一个工作循环，转两圈，做一次功，只有做功冲程是对外做功，其他冲程都是靠惯性完成内燃机的工作（以汽油机的图示为例）吸气冲程进气门打开，排气门关闭，活塞向下，将空气吸入气缸（汽油机吸入的是汽油和空气的混合物）压缩冲程进气门关闭，排气门关闭，活塞向上，压缩气缸里的气体（将机械能转化为内能）做功冲程进气门关闭，排气门关闭，活塞向下，气缸里燃料燃烧（将内能转化为机械能，汽油机需要火花塞点火，柴油机压燃）排气冲程进气门关闭，排气门打开，活塞向上，将气缸里的气体排出7.汽油机与柴油机的区别：（1）缸内吸入的气体：汽油机吸入的是空气与汽油的混合气体，柴油机吸入的是空气（2）点火方式：汽油机在压缩冲程结束通过火花塞电子打火点燃，柴油机是压缩冲程结束通过喷油嘴喷入柴油蒸气后直接压燃（3）结构上：汽油机的火花塞，柴油机有喷油嘴。（4）效率上：柴油机的效率高于汽油机（5）体积上：柴油机更大，功率也相对大些。【例题分析】1．如图甲，迅速下压活塞，玻璃筒底部的棉花燃烧，图乙是汽油机的某一冲程，关于这两个过程，下列说法正确的是（）A．图乙是汽油机的压缩冲程B．图甲和图乙的能量转化情况相同C．图乙中是汽油机做功冲程D．随着技术的进步，图乙汽油机的效率能达到100%2.为使舰载机在短时间内达到起飞速度，航母上安装了蒸汽弹射装置，如图所示为其简化原理图。气缸内蒸汽体积膨胀对外做功，同时推动活塞，从而使舰载机获得巨大的牵引力，弹射出去。从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置原理与汽油机工作的四个冲程中相似的是（）A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程3．2022年2月27日长征八号遥二运载火箭搭载着22颗卫星，如图甲所示，在我国文昌航天发射场一飞冲天，创造了我国“一箭多星”即单次发射卫星数量最多的纪录。火箭发动机的能流图可简化为如图乙所示。在火箭加速上升过程中有关能量转化分析正确的是（）A．燃料燃烧的化学能直接转化为火箭的机械能B．图乙中问号所表示的内容是废气带走的能量C．火箭的机械能增大，内能减小D．火箭的机械能减小，内能增大4．光发动机是一种把光能转化为机械能的装置，主要结构如甲图所示。在太阳光照射下，化学反应室内密封着的气态物质N2O4发生反应：N2O4→O2+2NO，导致室内气压增大；在无光条件下，室内发生“逆向反应”，导致室内气压减小；这样便可通过控制窗口处射入的光能使气室中的气态物质循环反应，从而推动活塞输出机械能。则光发动机该装置中的活塞向右运动时，相当于如图汽油机四个冲程中的（）A． B． C． D．5．如图显示的是甲、乙两台汽油机的参数，与乙汽油机相比，甲汽油机（）A．消耗的汽油更多B．效率更低C．功率较小 D．使用的汽油的热值更小6．如图所示为甲、乙、丙三部汽油机燃料完全燃烧释放的内能和汽油机输出机械能的二维柱状图。根据图中的信息，下列选项正确的是（）A．丙输出的机械能比甲少，所以丙的效率比甲低B．在燃料完全燃烧放出相同热量时，乙输出机械能比甲少C．在输出的机械能相同时，丙比乙消耗更多燃料D．三部热机中，甲使用的燃料热值最大，效率最高7．如图所示为汽油机工作过程的示意图，下列说法正确的是（）A．图甲是排气冲程，依靠飞轮的惯性工作B．图乙是压缩冲程活塞向上运动C．图丙是做功冲程内能转化为机械能D．图丁是吸气冲程，吸入的只有空气8．2022年8月20日01时37分，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将遥感三十五号04组卫星发射升空，如图所示。则下列说法正确的是（）A．发射火箭与热机做功冲程的能量转化相同B．火箭加速升空的过程中，机械能转化为内能C．火箭加速升空的过程中，动能转化为重力势能D．卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地球运行，机械能总量不断增加9．景颇族的祖先曾发明一种活塞式点火器，如图所示，以牛角作套筒，木质推杆前端粘附艾绒，取火时，一手握住套筒，另一手猛推推杆，艾绒即燃，随即将杆拔出，口吹立见火苗。手推杆入筒的过程与四冲程汽油机哪一个冲程能量转化相同（）A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程 D．排气冲程10．如图所示为内燃机的能量流向图，下列说法正确的是（）A．使燃料燃烧更加充分，可以增大燃料的热值B．图中（1）处应该是燃料燃烧后产生的内能C．该热机效率不可能达到100%，但一般在80%以上D．增加热机工作的时间，热机效率并不会增加11．下列四幅图是汽油机工作循环的四个冲程，下列说法正确的是（）A．吸气冲程，不需要消耗能量B．压缩冲程，内能转化为机械能C．做功冲程，机械能转化为内能D．排气冲程，排出气缸内的废气12．如图是四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是（）A．这四个冲程的正确顺序是丁→甲→乙→丙 B．丙冲程存在着内能转换成机械能的过程C．乙冲程使汽车获得动力 D．甲、乙、丙冲程是靠惯性完成的13．很多男生会利用喝完的饮料瓶进行了如图所示的游戏，在饮料瓶中留有少量水，盖紧瓶盖，扭转瓶子，再轻轻扭松瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶口出现白雾。关于上述过程，下列说法中不正确的是（）A．图甲瓶盖内的螺旋是斜面的变形，起到了省力的效果B．图乙扭转饮料瓶时，瓶内气体温度会上升C．图丁白雾是由于热传递改变了内能D．图丁中气体冲出时，气体的能量转化类似四冲程内燃机的做功冲程14．为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集团研发了一款汽车。该款汽车发动机工作时，效率更高，动力更强劲。如图为其发动机某一冲程的示意图，下列有关说法中正确的是（）A．该款汽车发动机工作时，效率更高，是因为它使用了热值更大的汽油B．如图所示为做功冲程，内能转化为机械能，需要靠飞轮的惯性来完成C．该款汽油机的吸气冲程，只用吸入汽油D．若该汽油机飞轮的转速为1200/min，则在1s内汽油机对外做了10次功15．如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是（）

A．甲图冲程依靠惯性完成活塞运动时，燃气内能变大B．乙图冲程能获得动力C．丙图冲程存在化学能转化为内能的过程D．丁图冲程有明显机械能转化为内能的过程16．如图所示为内燃机的能量流向图，下列说法正确的是（）A．该内燃机的效率B．增大E3，该内燃机的效率一定会增大C．减小E5，该内燃机的效率一定会增大D．不可能达到100%17．甲、乙两个四冲程柴油机使用时做功和消耗柴油对比如下，下列说法正确的是（

）柴油机完成工作量时间消耗柴油甲相同3h5kg乙2h6kgA．柴油机依次按照吸气、做功、压缩、排气四个冲程循环工作B．甲柴油机所用的燃料的热值一定比乙柴油机的高C．甲柴油机的输出功率较小，热机效率较高D．乙柴油机的输出功率较大，热机效率较高18．如图为汽油机工作循环中的两个冲程，关于这两个冲程的说法正确的是（）A．甲图所示冲程中，汽缸内物体的内能不变B．甲图所示冲程发生的能量转化主要是机械能转化为内能C．乙图所示冲程是靠飞轮的惯性完成D．乙图所示冲程为压缩冲程二、填空题19．一台四冲程内燃机1s时间内完成了80个冲程，则该内燃机在1s时间内对外做了__________次功，飞轮的转速为__________r/min。在压缩冲程中，气体的温度升高，这是通过的__________方式增加内能，图中__________（填序号）表示该冲程。20．2022年9月2日下午，参加“东方—2022”演习的各国部队继续按计划展开训练。在日本海相关海域，由南昌舰、盐城舰、东平湖舰组成的中方舰艇编队组织对空实弹射击演练。如图所示，火炮飞出过程中将内能转化为______能，与汽油机工作时______冲程的能量转化相同。21．如图所示为汽油机的四个冲程，其中机械能转化为内能的冲程是图_______。1min内汽油机完成2400个工作循环，飞轮的转速为_______r/s，在做功冲程中，每次做功240J，则该汽油机的功率是_______W。汽油机完成一个工作循环时，需要吸入2L的燃料，其质量为_______kg，这些燃料完全燃烧放出的热量为_______J。（ρ燃料=1.4g/cm3，q燃料=4.6×107J/kg）22．甲图中，气球内的气体喷出时，球内气体的内能将___________（选填“增大”、“不变”或“减小”），该过程的能量转化过程与图___________（选填“乙”或“丙”）所示热机工作冲程相同；图乙，此时正处于___________冲程，若该热机的飞轮转速1200r/min，则热机每秒完成___________个冲程。23．如图甲所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部，放入一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内的空气温度升高，空气的内能增加，空气的内能是通过______方式改变的，这与图乙所示汽油机该冲程的能量转化是______（选填“一致”或“不一致”）的。一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1200r/min，该汽油机每分钟内完成______个冲程。