Question

【题目】汽车应用了许多物理知识,请你运用所学的物理知识解答下列问题:

(1)汽车发动机是热机的一种,汽油机一个工作循环有四个冲程,请你判断图中将机械能转化为内能的冲程是_______图。

(2)在汽车的仪表盘上有一个油量表来显示油箱内汽油的余量,当汽油的余量低于一定值时,油量警告灯会发出警示,提醒驾驶员及时加油。小虎自学了油量表的工作原理后,根据所学的物理知识成功制作了油量表自动控制的模拟装置,如图所示:

当油桶内油量增加时,油量表的示数将变_________，小虎想用电压表代替电流表做油量表,如图3画出部分电路,请在如图中完成电路的设计(要求:当油箱中的油用完时，油量表的示数为零)____。

(3)下图是汽车启动原理图,当钥匙插入仪表板上的钥匙孔并转动，这一操作相当于_______，电动机工作,启动轿车；电磁铁的工作电压______电动机的工作电压(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(4)汽车起动后,有经验的司机可以通过闻尾气的气味做出初步的判断，输出功率相同时,汽油味越淡,汽车发动机效率越_______.

Answer 1

【答案】甲 大 闭合开关 小于 高

【解析】

（1）汽油机做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；压缩冲程也有能量转化，将机械能转化为内能；
（2）油量表和可变电阻R、开关、电源串联组成电路，根据电压表和电流表的正确使用可知油量表的类型，根据油量的变化可知浮球的变化，在杠杆的作用下可知滑片移动的方向，从而得出R接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知油量表示数的变化；用电压表代替电流表做油量表，当油箱中的油用完时，油量表的示数为零说明此时电压表被短路；
（3）钥匙孔与一节电池、电磁铁组成控制电路，电动机与总电源组成工作电路；
（4）热机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比，汽油味越淡，说明燃烧的越充分，同样多的汽油（总能量相同），燃烧放出的热量越多，转化成的有用功越多，根据效率公式分析效率的变化。

（1）在汽油机一个工作循环的四个冲程中，压缩冲程活塞向上运动，压缩燃料混合物对其做功，使气缸内的气体的内能增加，温度升高，故是将机械能转化为内能；

甲图：气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，符合题意；

乙图：排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，不符合题意；

丙图：气门都关闭，活塞向下运行，火花塞点火，气缸容积增大，是做功冲程，不符合题意；丁图：进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，不符合题意；

（2）由图2可知，油量表和可变电阻R、开关、电源串联组成电路，由电流表与被测电路元件串联可知，油量表是由电流表改装而成的，当油桶内油量增加时，浮球上移，在杠杆的作用下滑片向下移动，R接入电路中的电阻变小，由可知电路中的电流变大，即油量表的示数变大；用电压表代替电流表做油量表，当油箱中的油用完时，油量表的示数为零，则此时电压表被短路，设计的电路图如下图所示：

（3）当钥匙插入仪表板上的钥匙孔并转动（相当于闭合开关），由图可知，电磁铁只用左边一个电源供电；电磁铁吸引衔铁后，电动机用两个电源串联同时供电，电磁铁的工作电压小于电动机的工作电压；

（4）输出功率相同的汽车，燃烧相同的汽油（消耗的总能量相同），汽油味越淡，说明汽油燃烧的越充分，燃烧放出的热量越多，转化成的有用功越多，使得发动机的效率越高。