141热机（考点解读）（原卷版）

14.1热机（考点解读）（原卷版）1、热机（1）热机：利用内能做功的机械叫热机①热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。②内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。（2）汽油机：

①构造：进气门、排气门、气缸、火花塞、曲轴、连杆等；

②工作原理：在气缸内燃烧汽油，生成高温高压的燃气〔化学能→内能〕，使燃气推动活塞做功〔内能→机械能〕；

③冲程：活塞在往复运动中从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程；

④工作过程：多数汽油机是由吸气、压缩、做功〔燃烧膨胀做功〕和排气冲程的不断循环来保证连续工作的；

⑤工作过程中能量的转化：①压缩冲程：机械能→内能；②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能；

⑥汽油机工作的四个冲程中，只有做功冲程是燃气对活塞做功，其它三个冲程要靠飞轮的惯性来完成．在开始运转时，要靠外力先使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后，汽油机才能自己工作。

（2）柴油机：

①构造：与汽油机相似，区别在于柴油机顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴；

②工作原理：与汽油机相同；

③工作过程：与汽油机相似；

④柴油机启动时也要靠外力使飞轮和曲轴转动起来；

⑤特点与应用：

特点：柴油比汽油便宜，但柴油机比较笨重．

应用：载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船以及发电机．2、内燃机的四个冲程

内燃机是热机的一种，是燃料在汽缸内燃烧的热机，内燃机分为汽油机和柴油机：

（1）汽油机的工作原理：燃料在汽缸中燃烧时，将存储的化学能转变为高温高压的燃气（蒸汽）的内能，又通过燃气（蒸汽）推动活塞做功，由内能转变为机械能；

（2）汽油机的工作流程：内燃机通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的，如图：①吸气冲程：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；

②压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内燃料混合物，温度升高；

③做功冲程：在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，高温高压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。

（3）工作过程中能量的转化：①压缩冲程：机械能→内能；②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能；（4）一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周，飞轮转2圈。3、汽油机和柴油机区别（1）构造区别：汽油机汽缸顶部有火花塞，而柴油机汽缸顶部有喷油嘴。（2）燃料区别：汽油机燃料是汽油，而柴油机燃料是柴油。（3）工作区别：①吸气冲程：汽油机吸进的是汽油和空气的混合物，柴油机吸进的仅仅是空气；②压缩冲程：汽油机压缩的是汽油和空气的混合物，汽油机压缩的仅仅是空气；③做功冲程：汽油机用火花塞点火（点燃），柴油机用喷油嘴喷油（压燃）。【考点1热机】【典例11】（2022秋•武侯区期末）随着科技的发展，机械走进人们的生活，为我们的生产生活带来了方便，下列常用机械中属于热机的是（）A．汽车发动机 B．洗衣机 C．自行车 D．滑轮组【典例12】（2023•范县一模）生产的发展需要更为强大的动力，17世纪，人类发明了热机。蒸汽机是最早的热机，英国人在1782年发明了往复式蒸汽机，使蒸汽机成为可以广泛使用的动力机。物理学中用他的名字命名了这个物理量的单位。【变式11】（2022秋•柳州期末）如图显示了热机的共同特点，其中虚线框处应该填（）A．内能 B．电能 C．动能 D．势能【变式12】（2022秋•青羊区期末）下列我国的“大国重器”中属于热机的是（）A．歼—20战机涡扇—15煤油发动机 B．新一代高铁永磁同步牵引电机 C．天宫空间站装备的霍尔推进器 D．白鹤滩水电站的水轮发电机组【变式13】世界上很多发明都是受到生活现象的启发而萌生的创意，比如：蒸汽机、汽轮机、汽油机和柴油机的发明。图中是机的剖面图，图甲的工作原理是图所示的过程。【考点2内燃机的四个冲程】【典例21】（2023•牟平区校级一模）如图，下压活塞使硝化棉着火，这个过程与选项四冲程汽油机工作示意图中，哪一个冲程的能量转化过程是相同的（）A． B． C． D．【典例22】（2023•南开区二模）汽车的发动机是汽车的心脏，发动机有很多种类，汽油机是其中的一种。如图所示是汽油机的一个冲程，它是四冲程中的冲程；水箱是汽车冷却系统的主要机件，通过冷却液在发动机水道中的循环，给发动机散热，这是通过（选填“做功”或“热传递”）的方式改变发动机的内能。【变式21】（2023•高新区模拟）如图是街边师傅在嘣爆米花的情景。下列冲程中能量转化与爆米花嘣出时相同的是（）A． B． C． D．【变式22】（2023•甘南县一模）（多选）如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（）A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能增大，温度升高 B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大 C．图丙，忽略阻力时，试管内的水蒸气推动塞子冲出后，塞子的机械能守恒 D．图丁，是汽油机的做功冲程，把内能转化为机械能【变式23】（2023•河北区二模）2022年6月5日10时44分，搭载着神舟14号载人飞船的长征二号F火箭发射成功。在载人飞船加速升空的过程中，舱内3名宇航员的机械能（选填“增加”、“不变”或“减小”）。火箭发动机将燃料燃烧后燃气的内能转化为火箭的机械能，此能量转化过程与四冲程汽油机的冲程相同。【考点3汽油机和柴油机区别】【典例31】汽油机和柴油机的构造和工作过程不同的是（）①汽油机有进气门，而柴油机没有；②汽油机有火花塞，而柴油机在同一位置则是喷油嘴；③汽油机一个工作循环有四个冲程，而柴油机则只需二个冲程；④汽油机吸气冲程中要吸入汽油，而柴油机吸气冲程则不吸入柴油机。A．①② B．③④ C．①③ D．②④【典例32】试从热机结构和点火方式回答汽油机和柴油机的区别。当前社会建设非常重视生态环境的保护，许多国家都制定了燃油汽车逐步退出市场的规划，新能源汽车发展前景良好，以电动汽车发展更为突出。试谈一谈电动汽车的优势（请谈两点）。解：汽油机和柴油机的区别：结构：。点火方式：。电动汽车的优势：。【变式31】（2022秋•巴中期末）下面关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是（）A．柴油机与汽油机除使用的燃料不同外，在构造上完全相同 B．柴油机气缸顶部有个喷油嘴，汽油机气缸顶部有个火花塞 C．汽油机与柴油机使用的燃料不同 D．柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火【变式32】（2022•阳信县开学）如图所示，这是一个（选填“柴油机”或“汽油机”）模型。家用汽车一般选用（选填“柴油机”或“汽油机”）做为发动机。【变式33】根据汽油机与柴油机的区别，完成下表：区别机种柴油机汽油机构造吸入物质汽油与空气混合物点火方式压燃式使用范围一、选择题。1．（2023•宝山区二模）四冲程汽油机在工作过程中，将燃气的内能转化为机械能的冲程是（）A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程2．（2023•南岗区校级模拟）下列说法不正确的是（）A．汽油机的压缩冲程将内能转化为机械能 B．用吸管将瓶中饮料吸入口中，利用了大气压 C．船闸工作时，应用了连通器的原理 D．潜水员深潜时要穿潜水服，以防水压过大压坏胸腔3．（2022秋•云州区期末）近年来，我国科技高速发展，航天事业成果辉煌！未来，国人畅游月球将成为现实。未来的你将驾驶自己设计的月球车在月球上畅游，但月球上没有大气，你设计的月球车做动力装置的设备应为（）A．柴油机 B．汽油机 C．空气喷气发动机 D．电动机4．（2023•普陀区二模）四冲程汽油机工作时，能量发生转化的冲程有（）A．1个 B．2个 C．3个 D．4个5．（2022秋•滨城区校级期末）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，汽油机汽缸顶部有喷油嘴，柴油机汽缸顶部有火花塞 B．在做功冲程中，柴油机的燃气温度和压强比汽油机里的高 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．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6．（2021秋•建平县期末）关于汽油机，下列说法正确的是（）A．汽油机气缸顶部有喷油嘴 B．在吸气冲程中，吸入的是空气 C．完成做功冲程后进气门打开，排气门关闭 D．汽油机的一个工作循环对外只做一次功，活塞往复两次7．（2023•南山区校级二模）如图所示的四个情景，下列选项中说法正确的是（）A．甲图中夏季海边白天总是出现从陆地吹向大海的风，是因为水比砂石的比热容大B．乙图中迅速压下活塞硝化棉燃烧是利用做功改变物体的内能 C．丙图中两个铅块紧压在一起后能吊住重物，说明分子间存在扩散现象 D．丁图中是内燃机的做功冲程，活塞向下运动，燃气的内能全部转化成活塞的机械能8．（2023•诸城市二模）（多选）图甲是一种氮气弹簧，该弹簧以密闭高压氮气为工作介质，具有体积小、弹力大、工作平稳等优点，被广泛应用于生活和工业中，其结构简图如图乙所示。当气缸内氮气推动活塞向上运动时，下列说法正确的是（）A．气缸内氮气的密度变大、温度降低 B．气缸内氮气的温度升高、内能增大 C．气缸内氮气的分子间距变大、分子热运动减慢 D．该过程中能量的转化方式与汽油机的做功冲程相同二、填空题。9．（2023•海口一模）如图所示，在试管内装一些水，用软木塞塞住，用酒精灯加热试管使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出。在水蒸气冲出软木塞的过程中能量转化与内燃机中的冲程相同。同时将发现管口周围出现白雾，这是由于水蒸气遇冷而成（填物态变化的名称）。10．（2022秋•厦门期中）如图是内燃机中的（填“汽油”或“柴油”）机的剖面图，由图可看出它正处于冲程。11．（2023•渭南二模）清晨城市清洁车在平直路面上边匀速前进边工作。（1）清洁车在路面上前行并将地面上的落叶吸入车内，若不计油量消耗，清洁车的机械能将（选填“增大”“减小”或“不变”），地面落叶吸入车内是利用了空气流速越大的地方原理。（2）清洁车静止在水平路面上时，清洁车所受重力与路面对清洁车的支持力是一对。（3）汽油机是汽车的“心脏”，四冲程汽油机的冲程实现了内能向机械能的转化。12．（2022秋•婺源县期末）热机是利用内能做的机械，家用煤气灶热机（选填“属于”或“不属于”）。13．（2022秋•高新区期末）2022年11月12日搭载天舟五号货运飞船的长征七号遥六运载火箭，在文昌航天发射场准时点火发射，取得圆满成功。火箭发动机（选填“属于”或“不属于”）热机。火箭在加速升空过程中，火箭外壳会急剧升温，这是通过方式改变火箭外壳的内能。三、解答题。14．（2021秋•仙居县期末）老师用图1所示实验装置，加热试管使水沸腾，发现试管斜上方的小风车开始不停地转动。由此引出以下问题，请利用所学的知识回答。（1）图1实验中能量转化方式与图2中汽油机的哪个冲程相同？。（2）图2汽油机的工作冲程顺序是丁→→乙。15．（2022•自贡模拟）小汽车是常用的交通工具。请你运用所学的物理知识回答下面有关小汽车的问题：（1）汽油机是汽车的“心脏”。汽油机工作时什么冲程使汽车获得动力？（2）汽车发动机要用水作冷却剂，这是因为。（3）一辆停在冰面上的空车，司机把车发动起来想把车开走，但车轮只是空转，车却不能前进，正好当时有一群小孩在