题目
汽车应用了许多物理知识，请你解答：
（1）汽油机是汽车的“心脏”，一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是1800r ／min ，此汽油机每秒钟完成________ 个做功冲程，其中_______ 冲程将机械能转化为内能；
（2）汽车在爬坡时，驾驶员的操作总是加大油门同时将变速器换为低档。加大油门是使发动机发挥最大的功率，换为低档是为了减慢车速，那么，在爬坡时减慢车速的目的是_____________________________ 。 |
题型：填空题难度：中档来源：江苏期中题
所属题型：填空题
试题难度系数：中档
答案
考点梳理
初中二年级物理试题“汽车应用了许多物理知识，请你解答：（1）汽油机是汽车的“心脏”，一”旨在考查同学们对
内燃机的四个冲程、
功率的计算公式的应用、
有关热机的计算、
……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：
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根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初二物理。
- 内燃机的四个冲程
- 功率的计算公式的应用
- 有关热机的计算
考点名称：内燃机的四个冲程
内燃机：燃料在汽缸内燃烧的热机叫内燃机，内燃机分为汽油机和柴油机。它们的特点是让燃料存汽缸内燃烧，从而使燃烧更充分，热损失更小，热效率较高，内能利用率较大。
冲程：活塞在汽缸内住复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
工作原理：四冲程内燃机的工作过程是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成的。四个冲程为一个工作循环，在一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴转动两周，四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，其他三个冲程靠飞轮的惯性完成。
(1)吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入气缸;
(2)压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩;
(3)做功冲程：在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功;
(4)排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
汽油机、柴油机冲程对比：
区分汽油机和柴油机时，要从构造上区别，一要看进气门、排气门的开闭状态，二要看活塞的运动方向，在此基础上进行综合分析。因此，判断汽油机、柴油机四个冲程的关键是看两个气门的关闭情况和活塞的运动方向，具体情况如下表：
考点名称：功率的计算公式的应用
单位时间里完成的，叫做功率，表示作功快慢程度的物理量，通常用P表示，故功率等于作用力与物体受力点速度的标量积。
功率的计算公式及单位
电功率计算公式：P=W/t =UI;在纯电阻电路中，根据欧姆定律U=IR代入P=UI中还可以得到：P=I²R=(U²)/R。
在动力学中：功率计算公式：1.P=W/t(平均功率)2.P=FV;P=Fvcosa(瞬时功率)
因为W=F(f力)×S(s位移)(功的定义式)，所以求功率的公式也可推导出P=F·v：P=W /t=F*S/t=F*V(此公式适用于物体做匀速直线运动)
功率单位为瓦特，简称“瓦”，符号是“W”。W表示功，单位是“焦耳”，简称“焦”，符号是“J”。“t”表示时间，单位是“秒”，符号是“s”。
功率计算公式的应用
例1：用杠杆来撬一重为2400 N的大石块，当手在5 s内用300 N的力按杠杆，将杠杆一端压下1.6 m，大石块被举高多少m?人做功的功率为多大?(不计杠杆的重力和摩擦)
思路导航：(1)解答此题的关键是能够想到功的原理，往往有同学会用杠杆原理来解答此题，存在这种错误的同学主要是没有正确理解什么是力臂，题中给出的1.6 m是动力沿动力的方向通过的距离，而不是动力臂，题中要求的大石块被举高的高度恰好就是阻力沿阻力方向通过的距离。人对杠杆做的功即动力对杠杆做的功W1=Fs=300 N×1.6 m=480 J(注意：F和s对应)，根据功的原理，W1=W2。
W2=G物h=2400 N×h. 480 J=2400×h，解得：h=0.2 m。
(2)人做功的功率就是动力做功的功率为96 W。
方法指导：利用杠杆做功时，在杠杆平衡的时候，根据功的原理和杠杆原理。
例2：关于功、功率，下列说法正确的是[ ]
A.机械的效率越高，做功越多
B.机械的效率越高，做功越快
C.机械的功率越大，做功越多
D.机械的功率越大，做功越快
思路导航：功率是表示做功的快慢，而不是做功多少的物理量；机械效率是表示有用功在总功中的比值，与做功的多少及功率的大小无关；所以本题的正确答案为D。
方法指导：这道题目包含了这章内容的三个重要的概念：功、功率、机械效率，只有真正理解了这些概念，才能准确的完成这道题。
例3：功率为30 kW，机械效率为60%的水泵，1 h内能把多少t的水从100 m深的矿井中抽到地面？（g取10 N/kg)
思路导航：本题既考查了功、功率、时间的关系，又考查了总功、有用功和机械效率的关系，利用水泵的功率，工作时间可以求出所做的总功W总=Pt，根据有用功、总功、机械效率的关系可以求出有用功W有=W总η，结合有用功的意义，在这里水泵对水所做的功就是有用功，即W有=G水h，这样就可以求出水的质量，解答过程如下：
W总=Pt=3×104 W×3600 s=1.8×108 J
W有=W总η=1.08×108 J×0.6=6.48×107 J（注意单位时统一）
W有=G水h
G水=6.48×105 N
m水=6.48×104 kg=64.8 t
方法指导：根据题中所给的已知条件来确定要选用的公式，同一个物理量可以通过好多途径来求，这就要求我们把学过的知识要能紧紧地联系在一起，做到灵活运用，融会贯通。
考点名称：有关热机的计算
热机定义
热机是能够将热源提供的一部分热量转化成为对外输出的机械能的机器。热机对外输出的机械能称为输出功。热机的工作模式一般可以简化为热力学循环的模型，热机的种类也按背后不同的热学模型命名，比如卡诺热机、迪塞尔热机等等。此外，按照热源或工作特性，也各自有约定成俗的名称，如柴油机、汽油机、蒸汽机等等。热机可以是开放系统，也可以是封闭系统。热源可以是使用煤的蒸汽炉，汽车发动机的燃烧室，也可以是太阳能的蒸汽炉，地热和核反应堆。热机分为内燃机和外燃机两种。
在工程学和热力学中，热机被简化为一个由高温热源TH，工作系统和低温热源TC(可以看作多余能量的排放处)构成的循环。热量由高温热源传递到工作系统中，一部分通过做功转化为机械能，另一部分传到低温热源。在热源和工作系统之间用来进行能量传递和转化的媒介叫做工作物质。
热机的工作原理
热机是利用内能做功的机器，将内能转化成机械能。
热机的工作原理是燃料燃烧,生成高温高压的水蒸气或燃气,使其推动活塞或叶轮而做功.
热机的效率为用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比.
热机效率的计算公式
热机的效率是指用来做有用功的能量跟燃料完全燃烧时放出的能量之比，即η=W有用/W总。
关于热机常考题型
(1)对热机工作过程中做功次数和冲程个数的考查;
(2)热机效率的计算;
(3)还有其他涉及热机的一些计算。
热机计算的应用
例：一台柴油机飞轮转速为1800转/分，则此柴油机每秒钟内( )
A.完成30个冲程，做功15次
B.活塞往复120次，做功30次
C.完成60个冲程，做功15次
D.曲转转60周，做功30次
考点：有关热机的计算.
分析：内燃机的一个工作循环包括四个冲程，飞轮转两周，对外做功一次.
解答：由题知，飞轮每秒转数为：n=30r,即
∵内燃机的一个工作循环包括四个冲程，飞轮转两周，对外做功一次，
∴此柴油机每秒钟内完成60个冲程，对外做功15次.
故本题答案选C.
点评：本题主要考查了内燃机飞轮转数、做功次数、冲程数之间的关系，一定要细心领会.
