2021中考物理真题分类汇编-内能-内燃机专题（含答案，共21题）

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1．（2021•天门）如图为汽油机工作循环中的某个冲程，关于此冲程的说法正确的是（ ）
A．进气门打开，排气门关闭
B．喷油嘴喷出雾状汽油
C．靠飞轮的惯性完成
D．内能转化为机械能
2．（2021•淮安）如图所示，将铁丝快速弯折十余次，弯折处温度升高，该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
3．（2021•湘西州）随着人民生活水平的不断提高，小汽车已进入了千家万户，小汽车的发动机一般都是四冲程汽油机。以下是四冲程汽油机工作示意图，其中做功冲程是（ ）
A．B．
C．D．
4．（2021•海南）在冬天，人们常常搓手取暖，这个过程中的能量转化与四冲程内燃机的哪个冲程相同（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
5．（2021•广东）关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（ ）
A．吸气冲程：只吸入空气
B．压缩冲程：缸内温度降低
C．做功冲程：气体推动活塞做功
D．排气冲程：内能转化为机械能
6．（2021•怀化）如图所示是四冲程汽油机工作的一个冲程，该冲程是（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
7．（2021•宁波）在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机，观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
8．（2021•邵阳）小汽车已成为大多数家庭出行代步的工具，其发动机大多数为汽油机，下列有关汽油机的说法正确的是（ ）
A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气
B．汽油机的效率一般比柴油机的效率高
C．汽油机的点火方式是压燃式
D．汽油机的压缩冲程是把机械能转化为内能
9．（2021•济宁）下列选项错误的是（ ）
A．汽油机的此冲程内能转化为机械能
B．该器材可验证压强与受力面积的关系
C．该实验可验证电流周围存在磁场
D．用该实验装置探究电热与电阻的关系
10．（2021•自贡）关于四冲程内燃机，下列说法正确的是（ ）
A．汽油机和柴油机都是内燃机，吸入汽缸的物质相同
B．汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的
C．燃料在汽缸内猛烈燃烧，燃料热值迅速减小
D．压缩冲程主要是通过做功的方式增大缸内气体的内能
11．（2021•湘潭）如图所示，四冲程内燃机工作循环中一个冲程的示意图，它是（ ）
A．压缩冲程，将内能转化为机械能
B．压缩冲程，将机械能转化为内能
C．做功冲程，将内能转化为机械能
D．做功冲程，将机械能转化为内能
二．填空题（共10小题）
12．（2021•兴安盟）某家用轿车的发动机是四冲程汽油机，它在 冲程将机械能转化为内能；该轿车百公里消耗汽油6kg，这些汽油完全燃烧放出 J的热量。（q汽油＝4.6×107J/kg）
13．（2021•常州）在汽车行业，“热融紧固”技术得到广泛应用，如图所示，①利用电动工具使螺钉高速旋转并压向金属板材；②螺钉尖端与板材表面摩擦生热，板材局部 （物态变化名）变软，螺钉尖端仍然坚硬，摩擦生热的能量转化方式与四冲程汽油机的 冲程相同；③螺纹完全拧入板材后螺钉停止转动，板材局部 （物质变化名）牢牢套住螺钉，利用该技术，铜螺钉可以拧入表格中 物质制作的板材。
14．（2021•朝阳）图中是某四冲程内燃机工作循环中的 冲程，若此内燃机1秒内对外做功20次，则飞轮转速是 r/min。
15．（2021•大连）四冲程汽油机工作时，主要将机械能转化为内能的是 冲程，此冲程汽缸内气体的温度 。
16．（2021•娄底）汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成，在 冲程中，通过做功使燃料混合物温度升高；汽油机工作时选择水来降温是因为 。
17．（2021•绥化）司机在加油站给小轿车加油时闻到汽油味，这是 现象，小轿车汽油机在 冲程中将机械能转化为内能。
18．（2021•南京）小明一家驾车旅行。
（1）加油时，闻到汽油味，说明分子在 ；
（2）图示为车发动机的一个冲程，其能量转化情况是 ；
（3）若车的总质量为1.5t，匀速直线行驶9km，所受阻力为车重的0.1倍，完全燃烧汽油1L，则1L汽油完全燃烧放出的热量是 J，车所受牵引力是 N，车的工作效率是 %。（ρ汽油＝0.8×103kg/m3，q汽油＝4.5×107J/kg，g取10N/kg）
19．（2021•枣庄）如图是四冲程汽油机的某个冲程，由图可看出它正处于 冲程，该冲程将机械能转化为 能，若该汽油机飞轮的转速是60r/s，则汽油机每秒钟对外做功 次。
20．（2021•达州）如图所示是四冲程汽油机的 冲程，该冲程中，汽缸内燃气的内能 （选填“变大”“变小”“不变”）；0.5kg汽油完全燃烧后放出热量的42%被质量为100kg、初温为25℃的水吸收，可使水温升高到 ℃。[q油＝4.6×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
21．（2021•天水）如图所示是四冲程汽油机内部剖面图，此为 冲程；汽油机需要用冷却液进行降温，是利用了冷却液的 大的特性。
三．实验探究题（共1小题）
22．（2021•徐州）阅读短文，回答文后问题。
航速优化
化石燃料的广泛应用加快了人类文明的进程，但同时也污染了环境。因为大量燃烧化石燃料使大气中CO2浓度增加，引起温室效应而导致全球变暖。人们意识到环境保护的重要性，开始从各个方面着手减少碳排放。
船舶航行大多使用柴油发动机，航行时受到的阻力通常和航行速度的平方成正比。降低航速可以大大减小航行阻力，发动机对推进设备做功的功率即推进功率就会大大减小，从而减少燃油消耗。但航速不是越小越好，因为船舶航行过程中除了推进设备，还有其他辅助设备工作，需要发动机做功。航速减小后，一段航程所需的航行时间就会延长，虽然推进功减少，但辅助功增加了。发动机要做的功包括推进功和辅助功两部分。航速优化就是要找到适合的航速，使发动机做的总功减少，达到节能减排的目的。
（1）在柴油发动机的工作循环中，排出CO2等气体的冲程是 。
（2）若船舶以速度v匀速直线航行，航行时受到的阻力为f＝kv2（k为常量）。则理想情况下，推进功率和速度
的关系为P推＝ 。
（3）某船舶航行时，每公里航程的推进功、辅助功和航速的关系如图所示，则最省油的航速约为 m/s。
（4）若题（3）中船舶的最大航速为10m/s，柴油发动机的效率为40%，柴油的热值为4.3×107J/kg，则航速从最大航速降低到最省油航速，每公里航程少消耗柴油 kg。
四．综合能力题（共1小题）
23．（2021•张家界）汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，某研究小组对汽车开展调查研究。
（1）图甲是汽车的刹车结构示意图，根据图片分析，这是 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）；某段道路的标志牌如图乙所示，为什么同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度 。
（2）（多选）汽车在行驶过程中遇到危急情况要紧急刹车。从发现情况到汽车停止的距离叫做停车距离，停车距离等于反应距离加上制动距离。下列行为会使停车距离变长的是 。
A.疲劳驾驶
B.酒后驾驶
C.接听电话
D.开车前系好安全带
（3）内燃机有四个工作冲程，图丙是内燃机的 冲程。
（4）假设某款纯电动汽车在平直公路上匀速行驶时，每百公里耗电30千瓦时，若电能转化为机械能效率为85%，则汽车匀速行驶时受到阻力为 N。若质量和外形完全相同的燃油汽车，它的能量转化率为30%，以相同速度在同一路面上匀速行驶，每行驶百公里需要消耗的燃油为 kg。（汽油的热值为q＝4.6×107J/kg，结果保留1位小数）
（5）若电价为0.6元/千瓦时，汽油价格为7.0元/升，每行驶百公里，电动汽车比燃油汽车节省 元。（汽油的密度ρ＝0.71×103kg/m3，结果保留1位小数）
五．解答题（共2小题）
24．（2021•锦州）如图所示是一台四冲程汽油机工作时某一时刻的示意图，请回答下列问题：
（1）该汽油机此时处于哪个冲程？
（2）在此冲程中发生了怎样的能量转化？
（3）请写出汽油机在工作过程中靠飞轮惯性来完成的任意一个冲程的名称？
25．（2021•铁岭）如图为氢气爆炸实验装置，向纸杯中通入适量的氢气与空气混合，用火柴点燃气体，发生爆炸，纸杯被崩起。请回答下列问题：
（1）爆炸的能量转化情况与汽油机工作时的哪一冲程相同？
（2）请你解释崩起的纸杯为什么能继续向上运动，且运动速度越来越小？
参考答案与试题解析
一．选择题（共11小题）
1．【解答】解：观察图可知，汽油机的进气门和排气门都关闭，火花塞打出电火花，气缸内汽油和空气的混合气体发生燃烧，是汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能，该冲程对外提供动力，不需要靠飞轮惯性完成，故ABC错误，D正确。
故选：D。
2．【解答】解：将铁丝快速弯折十余次，对铁丝做功，铁丝的内能增加，温度升高，此过程中机械能转化为内能；汽油机的压缩冲程是机械能转化为内能的冲程，与上述能量转化相同。
故选：B。
3．【解答】解：
A、图中进气门打开，排气门关闭的，活塞向下运动，是吸气冲程，故A不合题意；
B、图中进气门和排气门都是关闭的，活塞向上运动，是压缩冲程，故B不合题意；
C、图中进气门和排气门都是关闭的，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，故C符合题意；
D、图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，故D不合题意。
故选：C。
4．【解答】解：人们在冬天常常搓手取暖，是通过搓手将机械能转化为内能，内能增加，温度升高，手暖和，这是通过做功的方式改变手的内能，这与汽油机工作中的压缩冲程的能量转化相同，都是将机械能转化为内能。
故选：B。
5．【解答】解：
A、汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物，故A错误；
B、在压缩冲程，活塞对气体做功，将机械能转化为内能，气体的内能变大，温度升高，故B错误；
C、做功冲程中，燃气对活塞做功，燃气的内能转化为活塞的机械能，故C正确；
D、排气冲程中没有能量的转化，故D错误。
故选：C。
6．【解答】解：由图可知，进气门、排气门都关闭，活塞上移，是压缩冲程。
故选：B。
7．【解答】解：当放电针放电时，汽油燃烧，圆筒内气体的内能增加，气体对软木塞做功，软木塞被高温高压的气体冲出，而汽油机的做功冲程对外做功，因此该实验可模拟四冲程汽油机工作时的做功冲程。
故选：C。
8．【解答】解：A、在吸气冲程，柴油机吸入气缸的只是空气，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，故A错误；
B、压缩冲程柴油机压缩程度更大，压缩冲程末温度更高，所以柴油机属于压燃式，它的机械效率更高，故B错误；
C、在做功冲程，汽油机的点火方式叫点燃式，柴油机的点火方式叫压燃式，故C错误；
D、汽油机在压缩冲程，将机械能转化内能，故D正确。
故选：D。
9．【解答】解：
A、如图，进气门和排气门都是关闭的，活塞下行，可以判断是做功冲程，即气缸内的燃气体对外做功，内能转化为机械能，故A正确；
B、可通过在细沙上把砖平放、竖放和立放，验证压力一定时，压强与受力面积的关系，故B正确；
C、当导线中有电流时，小磁针会发生偏转，说明电流能产生磁场，是奥斯特实验，故C正确；
D、滑动变阻器可以改变电路中的电流，用该实验装置探究电热与电流的关系，故D错误。
故选：D。
10．【解答】解：
A、柴油机和汽油机都属于内燃机，工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气，故A错误；
B、汽油机是通过火花塞点火的，而柴油机是通过压燃式点火的，故B错误；
C、燃料在汽缸内猛烈燃烧，燃料热值保持不变，故C错误；
D、压缩冲程中，活塞压缩气体，对气体做功，气体的内能变大，故D正确。
故选：D。
11．【解答】解：图中的气门关闭，活塞下行，因此这是做功冲程；在做功冲程中，将内能转化机械能。
故选：C。
二．填空题（共10小题）
12．【解答】解：
（1）内燃机在压缩冲程中，活塞向上运动压缩空气和燃料的混合物，将机械能转化为内能。
（2）6kg汽油完全燃烧放出热量为：
Q放＝mq＝6kg×4.6×107J/kg＝2.76×108J。
故答案为：压缩；2.76×108。
13．【解答】解：②螺钉尖端与板材表面摩擦生热，板材局部会熔化为液态；摩擦生热的能量转化方式是通过做功的方式使机械能转化为内能；内燃机的压缩冲程中，机械能转化为内能，所以内燃机的压缩冲程的能量转化相同；
③螺纹完全拧入板材后螺钉停止转动，板材局部的温度变低，由液态变为凝固为固态，牢牢套住螺钉；
④由表格中的数据可知，铜的熔点为1083℃，而铁的熔点要高于铜的熔点，铝的熔点低于铜的熔点，所以铜螺钉不能拧入铁物质制作的板材，可以拧入铝物质制作的板材。
故答案为：熔化；压缩；凝固；铝。
14．【解答】解：从图中可以看出，气门都关闭、火花塞点火和活塞向下移动的特点，可以判断这个冲程是做功冲程；
因为一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功1次；1秒内对外做功20次，飞轮转40r，1min飞轮转动的圈数为60×40r＝2400r。
故答案为：做功；2400。
15．【解答】解：汽油机在压缩冲程中，活塞压缩汽油和空气的混合气体做功，将机械能转化为内能，混合气体的温度升高、内能增加。
故答案为：压缩；升高。
16．【解答】解：（1）在汽油机的压缩冲程中，机械能转化为内能，内能增加，即通过做功使燃料混合物温度升高；
（2）为了避免汽油机在工作时温度升得太高，用水作为冷却剂，是因为水的比热容大，即相同质量的水和其他的液体相比较时，若升高相同的温度，水能吸收的热量最多，故用水冷却效果最好。
故答案为：压缩；水的比热容大。
17．【解答】解：给汽车加油时，会闻到汽油味，从物理学角度来看，属于扩散现象，这个现象表明汽油分子在永不停息地做无则规运动；
在内燃机的四个冲程中，压缩冲程使机械能转化为气体的内能，其内能增加，温度升高。
故答案为：扩散；压缩。
18．【解答】解：（1）给汽车加油时，会闻到汽油味，从物理学角度来看，属于扩散现象，这个现象表明这汽油分子在不停地做无规则运动；
（2）图中进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，机械能转化为内能；
（3）根据密度公式ρ=mV算出汽油的质量为：
m＝ρ汽油V＝0.8×103kg/m3×1×10﹣3m3＝0.8kg，
汽油完全燃烧释放出的热量为：
Q放＝mq汽油＝0.8kg×4.5×107J/kg＝3.6×107J；
车的质量为m′＝1.5t＝1.5×103kg，
车受到的重力：G＝m′g＝1.5×103kg×10N/kg＝1.5×104N；
车所受阻力：f阻＝0.1G＝0.1×1.5×104N＝1.5×103N；
因为车匀速行驶，所以牵引力F＝f阻＝1.5×103N；
牵引力做的功：W＝Fs＝1.5×103N×9×103m＝1.35×107J；
车的效率：
η=WQ放×100%=1.35×107J3.6×107J×100%＝37.5%。
故答案为：（1）不停地做无规则动；（2）机械能转化为内能；（3）3.6×107；1.5×103；37.5。
19．【解答】解：从图中可以看出，两个气门关闭，活塞上行，是压缩冲程，此冲程中，机械能转化为内能；
飞轮的转速是60r/s，因为飞轮转动一圈完成两个冲程，所以1s可以完成2×60＝120个冲程，完成四个冲程，对外做功一次，所以1s可以做功30次。
故答案为：压缩；内；30。
20．【解答】解：图中，两个气阀关闭，火花塞喷出电火花，活塞向下运动，是做功冲程，在这一过程中化学能转化为内能再转化为机械能，汽缸内燃气的内能变小；
完全燃烧0.5kg汽油放出的热量42%被吸收，
Q放＝m汽油q汽油＝0.5kg×4.6×107J/kg＝2.3×107J；
根据Q吸＝42%Q放＝cm△t可知，
水升高到的温度为：
△t=Q吸cm=42%×Q放c水m=2.3×107J×42%4.2×103J/(kg⋅℃)×100kg=23℃，
t＝t0+△t＝25℃+23℃＝48℃。
故答案为：做功；变小；48℃。
21．【解答】解：四冲程汽油机工作时，只有在做功冲程中将燃料燃烧产生燃气的内能转化为机械能，为内燃机工作提供动力，其它三个冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的；
汽油机工作时会产生大量热，一般用水做冷却剂，是因为水的比热容比较大，在升高相同的温度时可以吸收更多的热量，降低发动机的温度。
故答案为：做功；比热容。
三．实验探究题（共1小题）
22．【解答】解：（1）在柴油发动机的工作循环中，排出CO2等气体的冲程是排气冲程；
（2）若船舶以速度v匀速直线航行，航行时受到的阻力与牵引力是一对平衡力，大小相等；
根据P=Wt=Fst=Fv可知，推进的功率为：P推＝Fv＝fv＝kv2×v＝kv3；
（3）根据图像可知，当推进功为2×108J，辅助功为5×108J时，推进功和辅助功的和是7×108J，是最小的，此时对应的速度为6m/s；
（4）由图可知，当v'＝10m/s时的推进功约为8.5×108J，辅助功约为3.5×108J，
与最省油时相比，节省的功为：
W'＝8.5×108J+3.5×108J﹣2×108J﹣5×108J＝5×108J；
柴油发动机的效率为40%，则完全燃烧节省的柴油放出的热量为：Q=W′η=5×108J40%=1.25×109J；
每公里航程少消耗柴油的质量为：m=Qq=1.25×109J4.3×107J/kg≈29kg。
故答案为：（1）排气冲程；（2）kv3；（3）6；（4）29。
四．综合能力题（共1小题）
23．【解答】解：
（1）O点为支点，刹车油右侧的活塞对金属杆的力是阻力，脚对刹车踏板的力是动力，且动力臂大于阻力臂，所以这是一个省力杠杆；
在相同的道路上，不同车型的机动车质量不同，速度相同时，质量大的动能大，制动距离大，质量小的动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同；
（2）疲劳驾驶、酒后驾驶、打手机都会使司机反映迟钝或者注意力不集中，增加反应时间，可使停车距离变长；开车前系好安全带，不会增加反应距离的大小，不会影响到反应时间，不会使停车距离变长，故选ABC；
（3）由图可知，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程；
（4）电能转化为机械能效率为85%，由公式W＝Fs得该电动汽车匀速行驶时受到的牵引力为：
F=Ws=30×3.6×106J×85%100×103m=918N。
电动汽车在平直公路上匀速行驶，阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，所以，f＝F＝918N
由公式η=WQ得汽油释放的总能量：
Q=Wη′×85%=30kW⋅ℎ30%×85%＝100kW•h×85%＝3.06×108J，
因为Q＝mq，所以需要汽油的质量：
m=Qq=3.06×108J4.6×107J/kg≈6.7kg；
（5）燃油汽车每百公里耗油6.7kg，
由ρ=mV可得，燃油汽车每百公里耗油的体积：
V=mρ=×103kg/m3≈9.4×10﹣3m3＝9.4L，
汽油价格为7.0元/L，则每百公里燃油汽车的费用为9.4L×7.0元/L＝65.8元，
每百公里电动汽车消耗的电能30kW•h，电动汽车充电价格为0.6元/kW•h，
则每百公里电动汽车的费用30kW•h×0.6元/kW•h＝18元，
所以，每百公里电动汽车比该燃油汽车节省的费用为65.8元﹣18元＝47.8元。
故答案为：（1）省力；在相同的道路上，不同车型的机动车质量不同，速度相同时，质量大的动能大，制动距离大，质量小的动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同；
（2）ABC；（3）压缩；（4）918；6.7；（5）47.8。
五．解答题（共2小题）
24．【解答】解：（1）图中汽油机，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；
（2）汽油机在压缩冲程中，压缩气体做功，将机械能转化为内能；
（3）汽油机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其它三个冲程都是依靠惯性完成的，因此吸气、压缩、排气冲程是靠飞轮的惯性完成的。
答：（1）此时汽油机处于压缩冲程；
（2）此冲程将机械能转化为内能；
（3）吸气冲程依靠惯性完成的。
25．【解答】解：（1）向纸杯中通入适量的氢气与空气混合，用火柴点燃气体，发生爆炸，此过程中化学能转化为内能，纸杯被崩起，燃气的内能转化为了纸杯的机械能，爆炸的能量转化情况与汽油机工作时的做功冲程是相同的；
（2）纸杯被崩起时，具有一定的速度，由于纸杯具有惯性，仍然要向上运动；
纸杯在向上运动的过程中，由于受到竖直向下的重力的作用，所以纸杯会向上做减速运动。
故答案为：（1）做功冲程；（2）纸杯具有惯性；纸杯受到竖直向下的重力的作用，做减速运动。物质
熔点/℃
铁
1535
铜
1083
铝
660