《2022-2023学年九年级全一册物理《压轴挑战》培优专题训练（人教版）》专题03 热机与热机效率压轴培优专题训练（解析版）

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专题 03 热机与热机效率压轴培优专题训练（解析版）
1．如图 a为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，如图 b
为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断不正确的是（　　）
A．图 a中气缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力
B．气缸内的蒸汽推动活塞时，内能减小
C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图 A所示的原理相似
D．汽油机一个工作循环的正确顺序是 ABCD
【答案】C。
【解答】解：A是吸气冲程、B是压缩冲程、C是做功冲程、D是排气冲程，蒸汽弹射
装置是内能转化为机械能，与 C图做功冲程相似；
AB、a图中，气缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，其内能减小，同时推动活塞，使舰载机
获得巨大的牵引力，该过程中内能转化为机械能，燃气的内能减小，故 AB 正确；
C、蒸汽弹射装置工作时内能转化为机械能，与汽油机的做功冲程相似，而图 A中汽油
机的进气门打开，排气门关闭，活塞向下移动，是汽油机的吸气冲程，与蒸汽弹射装置
工作时的原理不同，故 C错误；
D、四冲程汽油机一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，所以汽油机
一个工作循环的正确顺序是 ABCD，故 D正确。
故选：C。
2．在公路上有一辆自动挡汽车和一台拖拉机发生故障，经检查都是蓄电池坏了，不能启
动，有人建议，只要把它们推动以后就可以使发动机继续工作。你认为把它们推动以后
（　　）
A．汽车和拖拉机仍能行驶
B．只有汽车可以继续行驶，拖拉机不能行驶
C．只有拖拉机可以继续行驶，汽车不能行驶
D．都不能行驶
【答案】C。
【解答】解：自动挡汽车内部是汽油机，其压缩冲程末需要火花塞点燃汽油和空气的混
合物，完成做功冲程，蓄电池坏了，无法产生电火花不能点燃汽油，发动机无法工作；
拖拉机内部是柴油机，其结构是喷油嘴，是压燃式点火，没有蓄电池也可以工作。所以
蓄电池坏了拖拉机可以继续前进，而汽车不能。
故选：C。
3．单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图如图所示，下列关于这种内燃机一个工作循环的
四个冲程的顺序排列正确的是　 B 　
A．丙、丁、乙、甲
B．乙、丁、甲、丙
C．乙、甲、丁、丙
D．甲、乙、丙、丁
（2）某四冲程内燃机，飞轮转速为 300 转/分钟，活塞面积为 120cm2，行程 L是0.3
米，假如做功冲程中燃气的平均压强是 5×105Pa，求：
①做功冲程中燃气对活塞的平均压力；
②一个做功冲程中燃气对活塞做的功；
③内燃机的功率是多少？
【解答】解：
（1）甲图中两个气门都关闭，火花塞点火，此时活塞向下运动，应该是第三个冲程﹣
﹣做功冲程；
乙图中进气门打开，排气门关闭，应该是第一个冲程﹣﹣吸气冲程；
丙图中进气门关闭，排气门打开，应该是第四个冲程﹣﹣排气冲程；
丁图中两个气门都关闭，火花塞没有点火，此时活塞向上运动，应该是第二个冲程压缩
冲程。
按照四个冲程的先后顺序应该是乙、丁、甲、丙。
故选 B。
（2）①活塞的面积 S＝120cm2＝0.012m2，
由p＝ 得做功冲程中燃气对活塞的平均压力：
F＝pS＝5×105Pa×0.012m2＝6000N；
（2）气体每次膨胀对活塞做功：
W′＝Fs＝6000N×0.3m＝1800J，
（3）300r/min 表示每分钟曲轴转动 300 转，每两转对外做功一次，所以每分钟做功 150
次，
汽油机每分钟做的功：
W＝150W′＝150×1800J＝2.7×105J；
汽油机的功率：
P＝ ＝ ＝4500W。
答：（1）B；（2）①做功冲程中燃气对活塞的平均压力 6000N；②一个做功冲程中燃
气对活塞做的功 1800J；③汽油机的功率 4500W。
4．阅读下面的短文，回答问题
涡轮增压，是一种利用内燃机运作产生的废气驱动空气压缩机的技术。涡轮增压器利用
发动机排出废气的惯性来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮压送由管道送来
的空气，使之增压进入气缸。
汽车发动机的工作，多是靠燃料在发动机气缸内燃烧做功，从而对外输出功率。
涡轮增压的主要原理是采用专门的压气机先将气体进行压缩，再让气体进入气缸，这样
提高了进入气缸气体的密度。空气的密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和
调整一下发动机的转速，这样就可以增加发动机的输出功率了。
请回答下列问题：
（1）发动机排出废气的惯性只跟废气的　质量　有关。
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