热学之内燃机的工作过程压轴题（有解析）
一、选择题
1.（2014·绥化）如图所示是汽油机的四个冲程，其中属于做功冲程的是（ ）
【答案】B
考点：汽油机的四个冲程
2.（2014·北海）下列关于能量转化的说法正确的是（ ）
A．水力发电﹣﹣内能转化为电能
B．柴油机做功冲程﹣﹣内能转化为机械能
C．手机充电﹣﹣电能转化为机械能
D．下落的小球﹣﹣动能转化为重力势能
【答案】B
【解析】
试题分析：水力发电，将水的机械能转化成电能，故选项A不正确；柴油机做功冲程，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故选项B正确；手机充电，将电能转化成化学能储存在电池中，故选项C不正确；下落的小球，高度减小，速度增大，重力势能减小，动能增大，由重力势能转化成动能，故选项D不正确.
考点：能量的相互转化．
3.（2014·娄底）下列关于能量及其转化的说法正确的是（ ）
A．物体匀速上升的过程中其机械能不变
9
B．热机的四个冲程中做功冲程将机械能转化成内能
C．给蓄电池充电将化学能转化成电能
D．风力发电将风的动能转化成电能
【答案】D
【解析】
试题分析：物体由于运动而具有的能叫做动能，影响动能大小的因素有质量和速度；物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，影响重力势能大小的因素是质量和高度；物体匀速上升的过程中，其质量不变，速度不变，故动能不变；同时其质量不变，高度增加，故其重力势能增加，所以机械能变大，故选项A错误；热机的四个冲程中做功冲程是将内能转化为机械能；压缩冲程是将机械能转化为内能，故选项B错误；给蓄电池充电，消耗电能，产生化学能，即将电能转化为化学能，故选项C错误；风力发电将风的动能转化成电能，故选项D正确。
考点：能量的相互转化
4.（2014·十堰）如图所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中属于利用机械能转化内能冲程的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】B．
【解析】
试题分析：在内燃机的四个冲程中，进气门和排气门均关闭的只有压缩冲程和做功冲程，而在压缩冲程中活塞向上运动，做功冲程中活塞向下运动；一个气门打开，另一个气门关闭的是吸气冲程和排气冲程，而在吸气冲程中活塞向下运动，排气冲程中活塞向上运动；在内燃机的四个冲程（吸气、压缩、做功、排气）中，机械能转化为内能的是压缩冲程；压缩冲程气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小。故选B.
考点：内燃机的四个冲程．
5.（2014·抚州）19世纪蒸汽机的使用改变了整个世界，从此社会进入了工业化时代．下列哪位科学家改良设计的蒸汽机对推动蒸汽机的使用作出了重大的贡献（ ）
A．阿基米德 B．瓦特 C．牛顿 D． 奥斯特
【答案】B
【解析】
9
试题分析：阿基米德发现了阿基米德原理，故选项A错误；瓦特改良设计了蒸汽机，故选项B正确；牛顿，英国伟大的物理学家，主要成就在力学三定律和万有引力定律等，故选项C错误；1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，故选项D错误，
考点：物理常识．
6.（2014·济南）关于右图所示的实验，下列说法错误的是
A.这个实验说明做功可以改变物体的内能 B.这个实验说明物体内能可以对外做功
C.在这个实验的过程中内能转化为机械能 D.这个实验基本反映出了热机的工作过程
【答案】A
【解析】
试题分析：利用酒精燃烧的内能加热，使水的内能增加，温度升高， 当管内的压强大于管外的压强时，塞子被弹出，气体对塞子做功，气体内能减少，温度降低，内能转化为机械能。
图中水蒸气对软木塞做功，内能减小，温度降低，液化形成“白气”，选项A说法不正确，符合题意；实验中，软木塞被顶起，蒸汽对木塞做功，说明可以利用蒸汽的内能来做功，该选项说法正确，不符合题意；图中软木塞被蒸汽顶起，内能转化为机械能，选项C说法正确，不符合题意；热机就是把内能转化成机械能的装置，选项D说法正确，不符合题意．故选A．
考点：做功改变物体内能．
7.（2014·牡丹江）关于物体的内能，下列说法正确的是（ ）
A． 正在凝固的水温度为0℃，它没有内能
B． 冬天搓手取暖，是通过做功的方法增加手的内能
C． 汽油机在做功冲程中，将机械能转化为内能
D． 燃料燃烧过程中，热值大的燃料放出的热量一定多
【答案】B
【解析】
试题分析：A、一切物体在任何情况下都有内能，A错误，不符合题意；B、改变内能有
9
两种方式做功和热传递，冬天搓手取暖，是通过做功的方法增加手的内能，B正确，符合题意；C、汽油机在做功冲程中，将内能转化为机械能，C错误，不符合题意；D、燃料燃烧过程中，热值是燃料的特性，而热量与物质的热值和质量有关，热值大的燃料放出的热量不一定多，D错误，不符合题意．答案选B．
考点：内能的概念；做功改变物体内能；内燃机的四个冲程；燃料的热值
8.（2014·漳州）“玉兔号”月球车在月球上工作时，可用来驱动它的是
A．汽油机 B．柴油机 C．电动机 D．水轮机
【答案】C
【解析】
试题分析：汽油、柴油燃烧需要空气，而月球表面没有空气，故月球上的“玉兔号”不能使用汽油机、柴油机来驱动；同时月球上没有水，所以水轮机不能工作，只能使用电动机来驱动。故本题正确选项是C。
考点：物理学常识的应用
9.（2014·锦州）下列说法中正确的是（ ）
A．摩托车上的热机工作时提供动力的是做功冲程
B．一桶水的比热容和一杯水的比热容不同
C．阳光射入房间内看到尘土飞扬，可以说明分子在不停地做无规则运动
D．用锯条锯木头时锯条发热，锯条的内能增加，木板的内能减少
【答案】A
【解析】
试题分析：内燃机的一个工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，其中，做功冲程是主要冲程，把内能转化成机械能，是机车动力的来源，A是正确的；比热容是物质的一种特性，其大小由物质的种类和状态决定，与质量、体积无关，所以一桶水和一杯水的比热容相同，B错；尘土飞扬并不能说明分子的无规则运动，因为一粒尘土不是一个分子，而是包含无数个分子，所以C错；锯木头时，锯条发热，锯条的内能增加，同时，木头也发热，其内能也增加，D错。所以，只有A符合题意。
考点：分子热运动 内能
10.（2014·眉山）下列有关热机效率、燃料热值、物体内能的说法中，正确的是（ ）
A．热机所用燃料的热值越大，效率越高
B．热机所用燃料的化学能转化成的内能越多，效率越高
C．物体的内能越大，温度越高
D．摩擦生热是利用做功的方式来增加物体的内能
【答案】D
【解析】
试题分析：
9
热值大小与燃料的种类有关，热值越大，单位质量燃料完全燃烧放出的能量越多，但效率的高低是有效利用的能量所占的百分比，与热值无关，选项A错。热机的效率是做有用功的能量占燃料完全燃烧释放化学能的比例，不但与燃料燃烧程度有关，还和做功过程的热散失有关，选项B错。物体的内能与温度和质量有关，内能大不代表温度高，选项C错。摩擦生热是利用做功的方式来改变物体内能，使机械能转化为内能。选项D对。
考点：热机效率 内能
11.（2013·广安）关于内能、热量和温度，下列说法正确的是（ ）
A．物体吸收热量，温度一定会升高
B．汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能
C．汽车发动机用水做冷却物质，是因为水的比热容较大
D．早晨煮好的牛奶冷却一会后，虽然温度降低但是内能并没有改变
【答案】C
【解析】
试题分析：（1）晶体在熔化过程中吸收的热量正好用来完成它的熔化，而温度不升高．
（2）在内燃机的四个冲程中做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；压缩冲程压缩气体的过程中，将机械能转换为内能．
（3）因为水的比热容较大：相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多，据此分析．
（4）内能与温度、质量、状态有关．
A、物体吸收热量，温度不一定增加，比如晶体在熔化过程中，虽然从外界吸收了热量，但温度保持不变．故A错误．
B、汽油机在做功冲程中把内能转化机械能，故B错误．
C、因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以暖气装置中用水来供热；升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机中又用水来冷却．故C正确．
D、牛奶的温度降低，则内能一定减小，故D错误．
考点：温度、热量与内能的关系
12.（2013·哈尔滨）如图所示的实验所体现的原理和它的应用的对应关系不正确的是( )
9
【答案】A。
【解析】
试题分析：A中的微小压强计的一端是密封的，而连通器是上端开口，底部相互连通的容器，其液面在连通器中装同一种液体，且液体静止时液面上相平的，而压强计的液面在橡皮膜受到压强时是存在高度差的，故二者不相对应；B中的汽油机是气体膨胀对活塞有力的作用而其运动工作的，水蒸汽推动风车转动也是水蒸汽给风车一个力使它转动的，故B是相符合的；C中的麦克风是将人说话的振动转变成电流，这与发电机的原理是类似的，故C也是相符合的；D中的电动机的原理是通电导线在磁场中受力而转动，故D也是相符合的。
考点：物理知识的应用
13.（2012·菏泽）关于“热机”，下列说法中错误的是（ ）
A．通过技术改进，可以使热机的效率达到100%
B．减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色出行”
C．用水而不用其它循环物质降低热机的温度，主要是利用水的比热容最大的特性
D．严寒的冬天，有人晚上把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时，水凝固而胀坏水箱
【答案】A
【解析】
试题分析：A、使用热机不可避免的要克服机器部件摩擦做额外功，效率不可能达到100%，所以A是错误的；
B、“绿色出行”可以减少热机工作时的二氧化碳和热量的排放，是减少城市热岛效应的措施之一就是所以B是正确的；
C、水的比热容比较大，在升高相同的温度需要吸收更多的热量，所以利用水来降低热机的温度，所以C是正确的；
D、水凝固时体积变大，就会胀坏水箱，所以冬天要把水箱中的水放出，所以D是正确的．
故选A
考点：热机的效率；物态变化；比热容；内能的利用与环保
二、填空题
1.（2014·安顺）一台柴油机飞轮的转速为2400r/min，则在1s内，柴油机完成 个冲程；对外做功的次数是 ．
【答案】80；20．
【解析】
9
试题分析：在四冲程内燃机的一个工作循环中，完成4个冲程，并对外做功1次，曲轴和飞轮转2圈．一台柴油机飞轮的转速为2400r/min，说明该汽油机每分钟飞轮转2400圈，则该柴油机每秒钟转40圈，完成20个工作循环，柴油机完成80个冲程；对外做20次功．
考点：内燃机的四个冲程
2.（2014·揭阳）在汽油机的一个工作循环中，内能转化为机械能的是 冲程；某汽车行驶100km消耗汽油7kg，这些汽油完全燃烧能放出 J的热量。（汽油的热值q=4.6×107J/kg）
【答案】做功，3.22×108
【解析】
试题分析：汽油机的一个工作循环中有四个冲程，在压缩冲程将机械能转化为内能，在做功冲程将内能转化为机械能，汽车行驶100km消耗汽油7kg，这些汽油完全燃烧能放出的热量Q=mq=7kg×4.6×107J/kg=3.22×108J.
考点： 内燃机的四个冲程，热值计算。
3.（2014·铁岭）目前随着网购的增多，物流运输变得越来越繁忙，如图是运货中常用的多轴平板货车．货车上装有很多轮子，是采用 的方法 （选填“增大”或“减小”）货车对地面的压强；货车刹车时，地面对车轮的摩擦是 （选填“有用”或“有害”）的；货车从柴油机的 冲程获得动力．
【答案】增大受力面积；减小；有用；做功．
【解析】
试题分析：根据减小压强的方法：一是当压力一定时，增大受力面积；二是当受力面积一定时，减小压力；三是在条件允许的情况下，可以同时减小压力、增大受力面积．载重汽车的轮子比普通汽车的轮子多，轮胎比普通汽车的轮胎宽，是在压力一定时，增大受力面积来减小载重汽车对地面的压强；刹车时利用摩擦力使车尽快停下来，所以是有用摩擦；在内燃机的四个冲程中，做功冲程中气阀和排气阀均关闭活塞向下运动，将内能转化机械能，使汽车获得动力．
考点：减小压强的方法及其应用；摩擦力的种类；内燃机的四个冲程．
4.（2014·绵阳）小刚双手对搓后感觉手上发热，这是通过 的方式改变手的内能．这与汽油机工作中 冲程的能量转化相同．
【答案】做功 压缩
9
【解析】
试题分析：改变内能的方式有两种：做功和热传递。搓手属于做功的方式改变内能，具体的能量转化为机械能转化成内能，这与内燃机的压缩冲程是一样的。
考点：内能的改变
5.（2014·株洲）在火电站内，燃料的化学能经锅炉、蒸汽轮机和发电机最终转化为电能．蒸汽轮机的作用是将 能转化为机械能．若锅炉、蒸汽轮机和发电机的效率分别为50%、70%和80%，则火电站的效率为 ．
【答案】内；28%．
【解析】
试题分析：蒸汽轮机的作用是将高温、高压的蒸汽的内能转化为机械能；
已知锅炉、蒸汽轮机和发电机的效率分别为η1=50%、η2=70%和η3=80%，燃料的化学能经过经锅炉、蒸汽轮机和发电机最终转化为电能，最终输出的有用能量所占化学能的百分比是三者的乘积，所以火电站的效率为。
考点：能量转换的效率
6.（2014·襄阳）在标准大气压下，1.5kg初温为90℃的水吸收6.93×104J的热量后，它的末温为 ℃[C水=4.2×103J/（kg•℃）]．内燃机的一个工作循环包括吸气、压缩、 、排气四个冲程．
【答案】100 做功
【解析】
试题分析：在标准大气压下，C水=4.2×103J/（kg•℃）质量m=1.5kg初温为t0=90℃的水吸收Q吸=6.93×104J的热量后，它的末温为t=Q吸/ C水m+ t0=6.93×104J/（4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg）+90℃=101℃，因为在标准大气压下水的沸点为100℃，且沸腾时吸热但温度不变，故水的末温为100℃。四冲程内燃机的一个工作循环依次包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程。
考点：热量的相关计算，内燃机的四冲程
7.（2014·威海）在如图所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机关工作过程中的两个冲程示意图．与压缩冲程原理相同的是 图所示的演示实验；汽油机利用内能来做功的冲程是 图．
【答案】乙；丙.
9
【解析】
试题分析：甲图对试管中的水加热，加快水的蒸发，使试管中水的内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能．
乙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧．是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程．
丙图两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，做功冲程将内能转化为机械能．
丁图两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，压缩冲程是把机械能转化为内能的过程．
由以上分析不难看出：（1）压缩冲程是机械能转化成内能，与此原理相同的是乙图所示的演示实验；
（2）汽油机利用内能来做功的冲程是丙图．
考点：热机
8.（2013·达州）汽油机的一个工作循环有四个冲程，如图所示是 冲程.
【答案】做功
【解析】
试题分析：热机工作有四个冲程，分别是吸气，压缩，做功和排气，观察图像，进气口和出气孔关闭，不是吸气也不是排气冲程，电火花出现，活塞向下是做功冲程。
考点：汽油机
9.（2012·盐城）法国工程师发明了以压缩空气为动力的“迷你猫”环保车．汽车使用前需要压缩储存气体，这一过程中通过 的方式使气体内能增加，开动时，释放的气体推动发动机，将气体的内能转化为 能，汽车的时速可达144km/h，合 m/s．
【答案】做功，机械（动），40
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考点：热机的延伸
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