14.1热机（讲义）学生版

人教版八年级物理上册第14章《内能的利用》第1节热机讲义（知识点总结+例题讲解）序号知识点难易程度例题数变式题数合计一热机：汽油机★3328二内燃机的四个冲程★★77三柴油机、汽油机和柴油机的区别★44一、热机：1.内能的利用方式：热传递和做功；（1）利用内能来加热：从能的角度看，这是内能的转移过程；（2）利用内能来做功：从能的角度看，这是内能转化为机械能。2.热机是利用内能做功的机械：热机：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等；3.内燃机分为汽油机和柴油机两大类；4.汽油机：①汽油在气缸里面燃烧时生成高温高压的燃气，推动活塞做功，活塞移动带动曲轴转动；②活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程；③多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作；一个工作循环，曲轴和飞轮转动2周，活塞往复2次（4冲程），对外做功1次。【例题1】热机工作时，内能被转化为（）A．核能B．电能C．机械能D．化学能【变式1】下面有关内能和热机说法正确的是（）A．温度高的物体比温度低的物体内能大B．做功改变内能的效果比热传递好C．燃料的热值是这种燃料完全燃烧放出的热量D．汽轮机是利用内能做功的机械【例题2】内燃机问世100多年来，经过不断地改进与发展，应用范围越来越广，并极大地改善了陆地、海洋，乃至空中的交通运输方式。下列机器应用了内燃机的是（）A．喷气式飞机B．洗衣机C．电动自行车D．电饭煲【变式2】关于内燃机的下列说法中正确的是（）A．汽油机顶部有喷油嘴B．在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能C．进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程D．柴油机在吸气冲程中吸入柴油和空气【例题3】以下机械属于热机的是（）A．喷气发动机B．滑轮组C．洗衣机D．螺旋式千斤顶【变式3】下列所示的交通工具工作过程中使用热机的是（）A．自行车B．柴油车C．电动自行车D．皮筏艇二、汽油机的四个冲程：1.吸气冲程：进气阀门打开，排气阀门关闭，活塞向下运动。（同时吸入汽油与空气）2.压缩冲程：进气阀门、排气阀门都关闭；活塞向上运动；机械能转化为内能。3.做功冲程：进气阀门、排气阀门都关闭；火花塞点火；汽油燃烧放热膨胀，推动活塞向下运动，对外做功；内能转化为机械能。(只有做功冲程对外做功)4.排气冲程：进气阀门关闭，排气阀门打开；活塞向上运动；排出废气。一个工作循环，曲轴和飞轮转动2周，活塞往复2次（4冲程），对外做功1次。【例题4】有关四冲程内燃机的叙述中，不正确的是（）A.工作中只有做功冲程把内能转化为机械能B.工作开始时要靠外力启动C.工作中压缩冲程是把内能转化为机械能D.每一个工作循环，燃气只做功一次【变式4】内燃机在压缩冲程末，汽缸内的（）A．内能增大，温度升高B．内能不变，温度升高C．内能减小，温度升高D．内能减小，温度降低【例题5】如图所示的某单缸四冲程汽油机说法正确的是（）A．飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁B．四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙乙甲C．甲图中能量的转化是内能转化为机械能D．乙图中汽缸内气体温度会下降【变式5】如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述错误的是（）A．吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸B．压缩冲程中，活塞的机械能转化为燃料混合物的内能C．做功冲程中，具有很明显的机械能转化为内能的过程D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量中很大部分【例题6】如图表示四冲程内燃机的某个冲程示意图，关于这个冲程下列分析正确的是（）A．活塞正向上运动B．这是做功冲程C．工作时将机械能转化为内能D．气缸内燃气的温度升高，压强增大【变式6】如图是内燃机工作循环中的一个工作冲程，它是（ ）A.压缩冲程，将化学能转化成内能B.压缩冲程，将机械能转化成内能C.做功冲程，将内能转化成机械能D.做功冲程，将机械能转化成内能【例题7】如图所示，将铁丝快速弯折十余次，弯折处温度升高，该过程与四冲程汽油机哪一个冲程能量转化相同？（）A．吸气冲程 B．压缩冲程C．做功冲程 D．排气冲程【变式7】如图所示，用热水壶烧水至沸腾时，水蒸气会顶开壶盖。热机工作中，与此能量转化相同的冲程是（）A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程【例题8】某汽油机的转速为2400r/min，则在1s内汽油机对外做功的次数是（）A．2400次B．1200次C．40次D．20次【变式8】某单缸四冲程汽油机工作过程中，转数稳定在“3000r/min”，说法错误的是（）A．在压缩冲程中，是机械能转化为内能B．汽油机每秒钟完成100个冲程，做功25次C．只有做功冲程是燃气对外做功D．汽油在气缸中燃烧的过程中，热值逐渐减小【例题9】某四冲程汽油机的转速是1500R/min，那么1min里，该汽油机的冲程数和燃气做功次数分别是（）A.3000个，6000次B.6000个，3000个C.3000个，750次D.750个，3000次【变式9】一台内燃机的转速是1440转/分，那么在每秒钟内（）A.转轴转动24转，燃气对活塞做功12次，活塞完成48个冲程B.转轴转动1440转，燃气对活塞做功720次，活塞完成2880个冲程C.转轴转动1440转，燃气对活塞做功1440次，活塞完成1440个冲程D.转轴转动24转，燃气对活塞做功24次，活塞完成24个冲程【例题10】如图所示为汽油机的四个冲程，其中机械能转化为内能的冲程是图。1min内汽油机完成2400个工作循环，飞轮的转速为r/s。汽油机完成一个工作循环时，需要吸入2L的燃料，其质量为kg，这些燃料完全燃烧放出的热量为J。（ρ燃料＝1.4kg/m3，q燃料＝4.6×107J/kg）【变式10】某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），下列说法中正确的是（）A．汽油机每秒内完成30个冲程B．汽油机的功率为2025WC．做功冲程中燃气对活塞的平均压力为2.7×107ND．一个做功冲程中燃气对活塞做的功为1.35×105J三、柴油机、汽油机和柴油机的区别：1.汽油机和柴油机剖面图：（1）汽油机的构造（2）柴油机的构造2.柴油机的工作原理：（1）柴油机的工作过程也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程；（2）在吸气冲程里，吸进气缸的只有空气；（3）在压缩冲程中，活塞把空气的体积压缩得非常小，使得空气的温度很高；（4）在压缩冲程结束的时候，气缸内空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油，遇到热空气便立刻燃烧起来；（5）柴油机工作过程中压强比较大，要求各有关零部件具有较高的结构强度，因此柴油机比较笨重。3.柴油机和汽油机的区别：①汽油机气缸顶部有火花塞，柴油机气缸顶部有喷油嘴；②汽油机吸气冲程吸入的是汽油与空气的混合物，柴油机吸气冲程只吸入空气；③汽油机点火方式为点燃式，柴油机点火方式压燃式；④汽油机的效率低，柴油机效率高；⑤汽油机机体较轻，柴油机机体较重。【例题11】关于热机，下列说法正确的是（ ）A.汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞B.柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合气吸入气缸C.改正技术后，热机的效率可以达到100%D.汽油机和柴油机除了做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的【变式11】下列关于热机的描述正确的是（）A．汽油机和柴油机点火都靠的是火花塞B．汽油机的活塞运动一个周期对外做一次功C．柴油机比汽油机效率高，是因为它对空气的压缩比更大D．热机在工作过程中，把活塞的内能转化为机械能【例题12】下列关于汽油机和柴油机的说法，正确的是（）A.柴油机的工作过程分为吸气、压缩、排气三个冲程B.汽油机和柴油机都属于内燃机C.在吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入的是柴油和空气的混合物D.汽油机顶部有喷油嘴，而柴油机顶部有火花塞【变式12】与汽油机相比较，柴油机（）A．气缸顶部无火花塞，吸入气缸的是空气，效率较高B．气缸顶部无火花塞，吸入气缸的是柴油，效率较高C．气缸顶部有火花塞，吸入气缸的是空气，效率较低D．有火花塞，吸入气缸的是柴油和空气的混合燃料，效率高【例题13】下列关于汽油机和柴油机的主要区别，说法正确的是（）A．构造上，汽油机气缸顶部有喷油嘴，柴油机气缸顶部有火花塞 B．吸气冲程中，柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入汽缸的是空气 C．在压缩冲程末，柴油机的点火方式是点燃式，汽油机的点火方式是压燃式 D．在做功冲程中，柴油机的燃气温度和压强比汽油机里的高【变式13】柴油机和汽油机的区别：在构造上的主要区别是：柴油机汽缸顶部有，汽油机汽缸顶部有。在吸气冲程中的不同是：汽油机吸入气缸里的是，柴油机吸入汽缸里的是。目前我国正在研发一款以压缩空气为动力的环保车。汽车使用前需要压缩存储，这一过程通过的方式使气体内能增加。开动时，释放的气体推动发动机，将气体的内能转化为能；此车紧急刹车时，刹车片和轮胎都变热，汽车的机械能转化为能。当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率（选填“升高”“不变”或“降低”）。发动机散热器常用水做冷却剂，这是因为水的大。【例题14】如图所示的实验中，试管内的水沸腾后。能使小叶轮旋转起来。在这个实验中燃料的化学能转化为并传给水，水沸腾形成的水蒸气驱动叶轮转动，最终转化成了叶轮的机械能，这就是（选填“蒸汽机”或“内燃机”）的工作原理。【变式14】制作汽轮机。（1）制作叶轮：在圆形软木塞四周用小刀切几个对称的小缝，将铝片插在小缝中，在叶轮中心用锥子钻一个小孔，将铁丝穿过小孔，使叶轮能在铁丝上自由转动。（2）组装“汽轮机”：按照如图所示组装