141热机-2023-2024学年九年级物理全册举一反三（人教版）

14.1热机（解析版）本节学习目标1.认识热机四冲程工作过程中的能量转化；2.了解四冲程热机的构造和工作原理；3.能识别热机四冲程；4.了解四冲程热机各冲程工作过程；5.了解汽油机和柴油机异同。要点一热机1.汽油机（1）汽油机的构造：气缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞。（2）汽油机的工作过程：吸气、压缩、做功、排气。吸气冲程。进气门打开，排气门关闭，活塞由气缸最上端向下运动，汽油和空气的混合物从进气门被吸入气缸。当活塞运动到最下端时，进气门关闭。压缩冲程。进气门和排气门都关闭，活塞由气缸的最下端向上运动，燃料混合物被压缩，气缸内温度升高，气压增大。做功冲程。在压缩冲程结束后，火花塞产生电火花，点燃燃料混合物。燃料混合物剧烈燃烧，产生高温、高压燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆驱使曲轴转动。排气冲程。进气门关闭，排气门打开，活塞从气缸最下端向上运动，把废弃排出气缸，为下一个循环做好准备。2．柴油机（1）柴油机的构造：气缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、喷油嘴。（2）柴油机的工作过程：吸气、压缩、做功、排气。吸气冲程。进气门打开，排气门关闭，活塞由气缸最上端向下运动，空气从进气门被吸入气缸。当活塞运动到最下端时，进气门关闭。压缩冲程。进气门和排气门都关闭，活塞由气缸的最下端向上运动，燃料混合物被压缩，气缸内温度升高，其温度超过柴油的燃点。做功冲程。在压缩冲程结束后，由喷油嘴向气缸内喷射雾状的柴油，这些柴油在气缸内高温的空气中剧烈燃烧，产生高温、高压燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆驱使曲轴转动。排气冲程。进气门关闭，排气门打开，活塞从气缸最下端向上运动，把废弃排出气缸，为下一个循环做好准备。【要点诠释】（1）汽油机和柴油机的工作原理：汽油或柴油在气缸里燃烧时生成高温高压的燃气，用来推动活塞做功。活塞通过连杆使内燃机的飞轮转动，从而带动其他机械转动。（2）活塞在气缸内往复运动，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。（3）在一个工作循环中，汽缸内的活塞往复两次，曲轴转动两周。（4）四个冲程中只有做功冲程燃气对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮惯性完成的。（5）一个工作循环有两次能量转化，在压缩过程中，机械能转化为内能，在做功过程中，内能转化为机械能。【例】（2023·广东省）如图为四冲程汽油机工作过程中的某冲程示意图，该冲程为（）。A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程【答案】A。【解析】观察图可知，进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸，是吸气冲程。故选A。【变式1】（2023·牡丹江）以下机械属于内燃机的是（）。A.火箭喷气发动机 B.汽油机 C.滑轮组 D.洗衣机【答案】B。【解析】AB．内燃机是一种热机，汽油机和柴油机都是内燃机，火箭喷气发动机是一种热机，不是内燃机，燃料不是在汽缸内燃烧的，故A不符合题意，B符合题意。C．滑轮组是一种简单机械，不是内燃机，故C不符合题意；D．洗衣机是一种电动机，不是内燃机，故D不符合题意。故选B。【变式2】（2023·绥化）下图是四冲程汽油机的工作示意图。从能量转化的角度看，机械能转化为内能的冲程是（）。A.B.C.D.【答案】A。【解析】A．图中的冲程两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故A符合题意；B．图中的冲程进气阀开启，排气阀关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，没有能量转化，故B不符合题意；C．图中的冲程进气阀关闭，排气阀开启，活塞向上运动，是排气冲程，没有能量转化，故C不符合题意；D．图中的冲程两气阀关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是做功冲程，将内能转化为机械能，故D不符合题意。故选A。【变式3】（2023·潜江、天门、仙桃）一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，如图所示为它工作循环中的一个冲程。下列说法正确的是（）。A.汽油是化石能源；B.该冲程为做功冲程；C.该汽油机每秒对外做功20次；D.热机的功率越大，效率就越高【答案】AB。【解析】A．汽油是动植物的遗体经过漫长的地质年代形成的，是化石能源，故A正确；B．如图，进气门、排气门关闭，火花塞点火，该冲程为做功冲程，故B正确；C．单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，每秒钟飞轮转