Question

8．阅读短文，回答问题
                                                                     空气的动力
       空气动力是指空气与物体做相对运动时作用在物体上的力，简称气动力．当我们快速地松开鼓起来的气球时，气球会“嗖”的一下飞出去了，这时气球获得了气动力．我们再观察一个实验：如图甲所示，将一个针管的活塞推到底端，并通过一个胶管与一个吹了气的气球相连．用力挤压气球，发现活塞被顶起．这个实验说明空气作为动力对活塞做了功．
       被压缩的气体压强变大，能对外做功．那么在生活中是否能将空气作为一种“能源”，变成一种推进物体前进的动力呢？经过长时间探索，人们已经成功制造出多种使用压缩空气为动力，推动叶片或者活塞运动的发动机，即叶片式、活塞式空气发动机．
       图乙是某新型的以空气发动机为动力的汽车．它共有4个压缩空气缸，总容量为90L，可储存标准大气压下90m³的空气，其设计最高速度可达154km/h，平均每加一次气能行驶200km或10h．压缩空气动力汽车的充气方式有两种：一是使用车辆自带的空气压缩机，使用家庭电路作为电源，就可在4个小时内完成充气；二是到指定的加气站，可在短短3分钟内完成充气．由于空气发动机不直接使用燃料，因而具有体积小、结构简单、维修成本低、操控方便、“零”排放的优点．即使因为技术不成熟导致某些缺点，在科学界引起不小的争议，但这项技术仍然具有广阔的发展空间．

根根据上述材料，回答下列问题：
（1）压缩空气动力汽车与汽油机汽车相比优点是不直接使用燃料（体积小、结构简单、维修成本低等）．（说出一点即可）
（2）汽油机是利用内能做功的，图丙所示是四冲程汽油机的C冲程．
A．吸气冲程
B．压缩冲程
C．做功冲程
D．排气冲程
（3）分析上文，下面说法正确的是AB（正确的选项多于一个）．
A．松开鼓起来的气球时，气球飞出去，这是因为物体间力的作用是相互的
B．空气动力汽车工作时将内能转化为机械能
C．以空气发动机为动力的汽车，靠气缸内空气燃烧产生能量
D．空气动力汽车工作时不会有能量的损失
（4）资料表明，空气发动机排出的尾气温度低于周围空气的温度，对于产生此现象的原因，请你提出一条合理的解释气体对外做功，内能减小，温度降低．

Answer 1

分析 （1）结合材料中的介绍可找出压缩空气动力汽车与汽油机相比的优点；
（2）把燃料燃烧时释放的能量转化为机械能的装置称为热机；
汽油机的一个工作循环由四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；燃机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程中机械能转化为内能；二是做功冲程中内能转化为机械能．判断出是哪个冲程，再判断能量是怎样转化的；
（3）结合力的相互作用、能量的转化、空气发动机的工作原理以及能量的守恒条件等知识，可对选项中的描述逐一做出判断；
（4）根据做功可以改变物体的内能做出分析即可．

解答 解：
（1）由材料内容的介绍可知，压缩空气动力汽车与汽油机相比的优点主要有：不直接使用燃料、体积小、结构简单、维修成本低等；
（2）热机的原理是利用燃烧产生的高温燃气推动活塞做功，从而把内能转化为机械能．
由图丙可知，进气门、排气门关闭，活塞下行，所以是做功冲程，故C正确；
（3）A、松开鼓起来的气球时，气球飞出去，这是因为气球向外喷气时，自身也获得一个反作用力，因此说明物体间力的作用是相互的，故A正确；
B、空气动力汽车工作时压缩的气体对外做或，将内能转化为机械能，故B正确；
C、以空气发动机为动力的汽车，靠气缸内空气膨胀对外做功，而不是燃烧产生能量，故C错误；
D、空气动力汽车工作时能量会有一定的损失，因此能量不可能完全被利用，故D错误；
故选AB；
（4）空气发动机排出的尾气温度低于周围空气的温度，这主要是因为气体对外做功，内能减小，温度降低．
故答案为：（1）不直接使用燃料（体积小、结构简单、维修成本低等）；（2）内；C；（3）AB；（4）气体对外做功，内能减小，温度降低．

点评 本题通过对“空气的动力”的介绍，深入了解了其中的原理及应用实例，体现了物理在高科技领域的应用，值得关注．