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【题目】阅读短文,回答问题。
汽车发动机
发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料,使活塞在气缸中往复运动,一个工作循环经历进气、压缩、做功和排气四个冲程,汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在气缸内通过的容积,它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(冲程长度).如果发动机有若干个气缸,所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量,实际汽车往往采用多缸发动机。
如图所示发动机有4个汽缸(图中标注1、2、3、4),通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开,在飞轮转动的每半周里,都有一根汽缸在做功,其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。
(1)汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为_______能。
(2)若一个汽缸排量为V,燃气对活塞的平均压强为p,则一个做功冲程中燃气对活塞所做的功为_______(用字母表示)。
(3)若汽车发动机以恒定功率输出,在爬坡的时候减慢车速,目的是_______。
(4)四缸发动机中1号汽缸在做功冲程中,4号汽缸所处的冲程是_______。
A.吸气 B.压缩 C.做功 D.排气
(5)当发动机转速为3000r/min时,则发动机每个工作循环所需要的时间为_______s;设做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0,发动机排量为V排,则发动机转速为n时该轿车的输出功率P与发动机排量为V排的关系式为_______:
A. B.np0V排 C.2np0V排 D.4np0V排
【答案】机械pV增大牵引力A0.04A
【解析】
(1)内燃机就是将内能转化为机械能的机器;(2)在做功冲程,活塞移动的距离为l,发动机的单缸排量V=SL,燃气对活塞所做的功:W=FL=pSL=pV;(3)因为发动机的功率P=Fv,即功率一定时,降低速度是为了增大牵引力;(4)四汽缸发动机,各个汽缸的做功过程错开,在飞轮转动的每半周里,都有一个汽缸在做功,其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程,据此可知四缸发动机中1号汽缸在做功冲程中,4号汽缸所处的是吸气冲程,故选A;(5)在发动机中,飞轮转2周完成一个工作循环,所以发动机转速为3000r/min时,完成1500个工作循环,每个工作循环所需要的时间为t=s=0.04s;设做功冲程燃气对活塞的平均压强为p0,发动机排量为V排,则一个活塞的排气量V排,做功冲程燃气对一个活塞的平均压力:F=p0S,每个做功冲程燃气对一个活塞做的功:W0=FL=p0SL=p0V排,发动机转速为n时,燃气对活塞做功的功率:P==2n×p0V排=nP0V排,所以,在发动机转速n,做功冲程汽缸平均压强p0大致相同时,燃气对活塞做功的功率P与发动机排量V排成正比。故选A