Question

2．閱讀短文，回答問題．
汽車發(fā)動機      發(fā)動機是汽車的動力源．汽油機以汽油為燃料，使活塞在氣缸中往復運動，一個工作循環(huán)經歷進氣、壓縮、做功和排氣四個沖程，汽油機的性能和汽缸排量有關．汽缸排量指活塞一個沖程中活塞在氣缸內通過的容積，它取決于活塞的面積和活塞上下運動的距離（沖程長度）．如果發(fā)動機有若干個氣缸，所有氣缸“工作容積”之和稱為發(fā)動機排量，實際汽車往往采用多缸發(fā)動機．
如圖所示發(fā)動機有4個汽缸（圖中標注1、2、3、4），通過連桿把4個汽缸的活塞連在一根曲軸上．各個汽缸的做功過程錯開，在飛輪轉動的每半周里，都有一根汽缸在做功，其他三個汽缸分別在吸氣、壓縮和排氣沖程．
（1）汽油機工作時將燃料燃燒的內能轉化為機械能．
（2）若一個汽缸排量為V，燃氣對活塞的平均壓強為p，則一個做功沖程中燃氣對活塞所做的功為pV（用字母表示）．
（3）若汽車發(fā)動機以恒定功率輸出，在爬坡的時候減慢車速，目的是增大牽引力．
（4）四缸發(fā)動機中1號汽缸在做功沖程中，4號汽缸所處的沖程是A．
A．吸氣　　 B．壓縮　　 C．做功　 D．排氣
（5）當發(fā)動機轉速為3000r/min時，則發(fā)動機每個工作循環(huán)所需要的時間為0.04s；設做功沖程燃氣對活塞的平均壓強是p₀，發(fā)動機排量為V_排，則發(fā)動機轉速為n時該轎車的輸出功率P與發(fā)動機排量為V_排的關系式為A：
A．$\frac{n{p}_{0}{V}_{排}}{2}$ B．np₀V_排C.2np₀V_排D.4np₀V_排．

Answer 1

分析 （1）內燃機就是利用內能來做功的機器，將內能轉化為機械能；
（2）利用功的公式W=Fs求每個做功沖程燃氣做功；
（3）機車行進時，發(fā)動機的功率P=Fv，即功率一定時，降低速度可以增大牽引力；
（4）根據(jù)四缸發(fā)動機中1號汽缸發(fā)動機整個汽缸的工作特點機械分析；
（5）根據(jù)發(fā)動機轉速得到每個工作循環(huán)所需要的時間；
先設出做功沖程燃氣對活塞的平均壓強和發(fā)動機排量，根據(jù)F=PS求出做功沖程燃氣對一個活塞的平均壓力，根據(jù)W=Fs求出每個做功沖程燃氣對一個活塞做的功，再根據(jù)P=$\frac{W}{t}$得出發(fā)動機轉速為n時燃氣對活塞做功的功率，進一步得出發(fā)動機的輸出功率與其排量的關系．

解答 解：
（1）內燃機就是將內能轉化為機械能的機器；
（2）在做功沖程，活塞移動的距離為l，發(fā)動機的單缸排量V=SL，燃氣對活塞所做的功：W=FL=pSL=pV；
（3）因為發(fā)動機的功率P=Fv，即功率一定時，降低速度是為了增大牽引力；
（4）四汽缸發(fā)動機，各個汽缸的做功過程錯開，在飛輪轉動的每半周里，都有一個汽缸在做功，其他三個汽缸分別在吸氣、壓縮和排氣沖程，據(jù)此可知
四缸發(fā)動機中1號汽缸在做功沖程中，4號汽缸所處的是吸氣沖程，故選A；
（5）在發(fā)動機中，飛輪轉2周完成一個工作循環(huán)，所以發(fā)動機轉速為3000r/min時，完成1500個工作循環(huán)，
每個工作循環(huán)所需要的時間為t=$\frac{60}{1500}$s=0.04s；
設做功沖程燃氣對活塞的平均壓強為p₀，發(fā)動機排量為V_排，則一個活塞的排氣量$\frac{1}{4}$V_排，
做功沖程燃氣對一個活塞的平均壓力：F=p₀S，
每個做功沖程燃氣對一個活塞做的功：W₀=FL=p₀SL=$\frac{1}{4}$p₀V_排，
發(fā)動機轉速為n時，燃氣對活塞做功的功率：P=$\frac{W}{t}$=2n×$\frac{1}{4}$P₀V_排=$\frac{1}{2}$nP₀V_排，
所以，在發(fā)動機轉速n，做功沖程汽缸平均壓強p₀大致相同時，燃氣對活塞做功的功率P與發(fā)動機排量V_排成正比．故選A
故答案為：（1）機械；（2）pV；（3）增大牽引力；（4）A；（5）0.04；A．

點評 此題主要考查的是學生對內燃機的工作原理、功的計算、能量轉化情況的理解和掌握，綜合性題目．