《2025年三维数字课堂九年级物理上册人教版》

3.(扬州)家用燃油汽车的发动机主要是汽油机,下列说法正确的是(B)
A.汽油机的效率能达到100%
B.汽油机燃烧汽油会造成环境污染
C.汽油机的一个工作循环中,对外做功4次
D.汽油机在吸气冲程中只吸入汽油

答案： B 点拨:汽油机工作时要克服摩擦做额外功,同时也存在热散失,并且废气会带走大部分能量,所以汽油机的效率很低,不能达到100%,A错误;汽油机工作时,燃料燃烧产生的废气排到空气中会造成环境污染,B正确;汽油机的一个工作循环一般包括四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程,在一个工作循环中,只有做功冲程对外做功一次,C错误;汽油机在吸气冲程中吸入的是空气和汽油的混合物,D错误。

4.(齐齐哈尔)(多选)关于单缸四冲程汽油机,下列说法正确的是(AC)
A.加润滑油可以减小汽油机零部件间的摩擦
B.通过改进可以使汽油机的效率达到100%
C.除做功冲程外,其他三个冲程都是依靠惯性完成的
D.若曲轴的转动速度为1200r/min,则该汽油机每秒钟对外做功40次

答案： AC 点拨:加入润滑油使各零部件彼此分离,可以减小汽油机零部件间的摩擦,A正确;热机在工作时,总要克服机器零件间的摩擦做功,还有热量的散失,导致热机的热效率总小于100%,B错误;四冲程内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成的,在内燃机工作的四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其他冲程都是靠惯性来工作的,C正确;若曲轴的转速是1200 r/min(20 r/s),表示每秒曲轴转动20圈,因为一个工作循环曲轴转2圈,完成四个工作冲程,对外做功1次,所以,1 s内曲轴转20圈,共10个工作循环,40个冲程,对外做功10次,D错误。

5.(临沂)2024年4月20日,我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会,刷新了柴油机热效率的世界纪录。如图2所示内燃机的四个冲程,气缸内气体的内能最小的是(D)

答案： D 点拨:四冲程内燃机一个工作循环的顺序为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,压缩冲程后气体温度都比吸气冲程中气体的温度高,故吸气冲程中气缸内气体的内能最小。题图A中,两气门关闭,活塞下行,为做功冲程,A不符合题意;题图B中,进气门关闭,排气门打开,活塞上行,为排气冲程,B不符合题意;题图C中,两气门关闭,活塞上行,为压缩冲程,C不符合题意;题图D中,进气门打开,排气门关闭,活塞下行,为吸气冲程,D符合题意。

6.(辽宁)汽油机在做功冲程中将内能转化为机械能。若某汽车的汽油机在一段时间内所做的有用功为$2.3×10^7J,$效率为25%,则该汽油机在这段时间内消耗2kg的汽油(汽油的热值取$4.6×10^7J/kg)。$

答案： 做功 2 点拨:汽油机在做功冲程中将内能转化为机械能;汽油机的效率为25%,则汽油机在这段时间总共消耗的能量为$\Delta E=\frac{2.3× 10^{7}\ J}{25\%}=9.2× 10^{7}\ J$,这些能量由汽油完全燃烧释放的热量提供,则有$\Delta E=Q_{放}$,由$Q_{放}=qm$可知,消耗汽油的质量$m=\frac{Q_{放}}{q}=\frac{9.2× 10^{7}\ J}{4.6× 10^{7}\ J/kg}=2\ kg$。

7.(苏州)如图3所示为某折叠卡式炉,采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2L初温为25℃的水,用卡式炉加热至100℃,消耗了25g丁烷气体,水的比热容为$4.2×10^3J/(kg·℃),$丁烷的热值为$4.8×10^7J/kg,ρ$水$= 1.0×10^3kg/m^3。$求：

(1)壶中水的质量；
(2)水吸收的热量；
(3)卡式炉的加热效率。

答案： 解:
(1)$m_{水}=\rho_{水}V_{水}=1.0× 10^{3}\ kg/m^{3}× 2× 10^{-3}\ m^{3}=2\ kg$。
(2)$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t_{水}=4.2× 10^{3}\ J/(kg\cdot\ ^{\circ}C)× 2\ kg×(100 - 25)^{\circ}C=6.3× 10^{5}\ J$。
(3)$Q_{放}=q_{丁烷}m_{丁烷}=4.8× 10^{7}\ J/kg× 25× 10^{-3}\ kg=1.2× 10^{6}\ J$,$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}=\frac{6.3× 10^{5}\ J}{1.2× 10^{6}\ J}=52.5\%$。