九年级全一册物理同步精剖细解讲义（人教版）-14.1 热机（原卷版）

14.1热机——精剖细解讲义知识点1：热机1、内能的改变方式内能转化为机械能的实验现象为：活塞冲出；能量转化过：燃料燃烧的能量水和水蒸气的内能塞子的动能。2、热机定义：利用内能做功的机械。热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。内燃机工作原理：内燃机的每一个工作循环分为四个冲程（吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程）。内燃机的分类：3、汽油机构造如下图所示：一个冲程：活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程。工作过程如下表所示：汽油机的一个工作循环有四个冲程，包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程进气门打开，排气门关闭。活塞由上向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸。此过程的能量转化：无。进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，汽缸容积变小，燃料混合物被压缩。此过程的能量转化：将机械能转化为内能。在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。此过程将内能转化为机械能。进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。此过程的能量转化：无。汽油机完成一个循环，活塞往复运动2次，曲轴（或飞轮）转2圈，对外做功1次。汽油机工作过程中的能量转化压缩冲程∶机械能转化为内能做功冲程∶内能转化为机械能4、柴油机构造如下图所示：构造与汽油机的不同之处：顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。柴油机的一个工作循环有四个冲程，包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程进气门打开，排气门关闭。活塞由上向下运动，将空气吸进汽缸。此过程的能量转化：无。进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，汽缸容积变小，空气被压缩，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲程末，汽缸内空气的温度已达到柴油的着火点。此过程的能量转化：机械能转化为内能。在压缩冲程结束时，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到高温高压的空气立即猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。此过程的能量转化：内能转化为机械能。进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。此过程的能量转化：无。一个工作循环，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，完成四个冲程，对外做功一次，除做功冲程外，其他冲程靠飞轮的惯性来完成。柴油机工作过程中的能量转化压缩冲程∶机械能转化为内能做功冲程∶内能转化为机械能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。5、汽油机和柴油机的区别热机对比汽油机柴油机不同结构火花塞喷油嘴点火方式点燃式压燃式吸气冲程吸入汽油和空气的混合物吸入空气压缩冲程压缩程度小，汽缸内温度没有达到汽油燃点压缩程度大，汽缸内温度达到柴油燃点做功冲程火花塞产生电火花，点燃汽油喷油嘴喷入柴油，柴油燃烧燃烧程度燃料燃烧不充分燃料燃烧比较充分排气冲程排出尾气特点与应用轻巧但输出功率小，热效率低，主要应用于摩托车、轿车等笨重但输出功率大，热效率高，主要应用于载重汽车、拖拉机、轮船等热机1．下列关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是（）A．柴油机汽缸顶部有个火花塞，汽油机汽缸顶部有个喷油嘴 B．柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火 C．汽油机与柴油机使用的燃料不同 D．汽油机吸入汽缸里的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入汽缸里的是空气2．以下机械不属于热机的是（）A．蒸汽机 B．火箭 C．洗衣机 D．汽油机3．关于热机，下列说法中正确的是（）A．热机都是把内能转化为机械能 B．热机做的有用功越多，效率就越高 C．燃料燃烧是否充分不影响热机的效率 D．通过热机内能可全部转化为机械能4．如图是2023年1月9日长征七号A运载火箭托举“实践二十三号卫星”在中国文昌航天发射场直冲云霄的情景。下列说法中正确的是（）A．火箭升空动力的施力物体是火箭的助推器 B．火箭上升过程中，火箭相对于实践二十三号卫星是运动的 C．火箭也属于热机，能量转化与汽油机的做功冲程相同 D．火箭加速升空的过程中，火箭受到平衡力作用5．热机工作时，能量的转化过程是（）A．内能→化学能→机械能 B．化学能→内能→机械能 C．化学能→机械能→内能 D．内能→机械能→化学能6．关于热机的能量转化过程，下列说法正确的是（）A．将势能转化为动能 B．将机械能转化为化学能 C．将内能转化为机械能 D．主要目的是通过热传递改变内能四冲程内燃机的工作过程7．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8．下列机械应用了热机的是（）A．农用三轮车上的柴油机 B．电脑工作一会儿后主机变热 C．电动自行车 D．洗衣机内部的电动机9．星期天，童童在家里帮妈妈烧水，他发现水沸腾时，壶盖被顶起，想到了如图所示四冲程汽油机工作示意图，并且分析得出，与水沸腾时壶盖被顶起原理相同的冲程是（）A． B． C． D．10．如图所示是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法正确的是（）A．甲是吸气冲程，吸入的是空气，是汽油机的辅助冲程 B．乙是压缩冲程，是机械能转化为内能的过程 C．丙是做功冲程，是内能转化为机械能的过程 D．丁是排气冲程，这个冲程使汽车获得动力11．如图甲为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，如图乙为汽油机的工作冲程。下列判断不正确的是（）A．舰载机获得的牵引力是因为气缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞 B．气缸内的蒸汽推动活塞后，内能增加 C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图乙中C所示的原理相似 D．从能量转化角度讲，图乙中B冲程是把机械能转化为内能12．如图所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中属于利用机械能转化内能冲程的是（）A． B． C． D．13．如图为四冲程汽油机工作过程中某冲程的示意图，下列说法正确的是（）A．该冲程能量转化是内能转化为机械能 B．这是压缩冲程 C．该冲程能量转化是化学能转化为内能 D．这是吸气冲程14．喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图甲）；扭转瓶子（如图乙）；轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾（如图丙）。图乙和图丙所示的过程，分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似，这两个冲程是（）A．吸气冲程和压缩冲程 B．压缩冲程和做功冲程 C．做功冲程和排气冲程 D．压缩冲程和排气冲程15．如图所示三种现象过程中都涉及能量转化，下列分析正确的是（）A．图甲中的塞子被弹起时，机械能﹣内能 B．图乙就压缩冲程，内能﹣机械能 C．图丙是压缩冲程，化学能﹣内能﹣机械能 D．图丙是做功冲程，化学能﹣内能﹣机械能16．如图所示摩托车上的热机工作时提供动力的冲程是（）A． B． C． D．17．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填空题（共8小题）18．歼﹣20战斗机，是我国自主研发的隐形战斗机，进入世界先进战斗机行列，它的油箱能装10吨燃油，歼﹣20的发动机是（选填“电动机”或“热机”），工作时将能转化成机械能。19．2019年1月3日，我国“嫦娥四号”探测器在月球背面成功着陆，标志着我国探月工程取得了历史性突破。“嫦娥四号”到达月球上方后，使用高热值燃料发动机开始点火工作，该发动机（填“属于”或“不属于”）热机。“嫦娥四号”减速落月过程中，其动能不断（填“增大”或“减小”），“嫦娥四号”相对于其内部的巡视器是（填“运动”或“静止”）的。20．如图1所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内水蒸气推出，这一过程是内能转化为机械能，内能（选填“增大”、“减小”或“不变”），图2中汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的。21．如图是小明用气球制作“愤怒的小鸟”，当充所的气球松手后，小鸟”快速的飞向前方。这一过程是能转化为机械能，该过程与四冲程内燃机冲程所包含的能量转化相同；而小鸟两侧的翅膀最好设计成（选填“上平下凸”或“下平上凸”）的形状，才能为其飞行提供向上的升力。22．在一标准大气压下，质量为100g的水，初温为50摄氏度的水，吸收了25200J的热量后，温度升高摄氏度，热机是利用做功的机械。23．如图1所示，试管内的高温高压水蒸气从玻璃管中喷出，使小叶轮转动，水蒸气的内能转化为风车的；图2（选填“甲”或“乙”）中汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的。24．在如图所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图，与压缩冲程原理相同的是图所示的演示实验；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图，汽油机利用内能来做功的冲程是。25．图甲是四冲程汽油机工作过程中的冲程，该过程的能量转化情况与图乙（选填“相同”或“不同”）。若汽油机1s内对外做功15次，则其曲轴的转速为r/min。为了降低汽油机汽缸的温度，汽缸外有一个水箱体，使汽缸被水包围着，这是通过的方式减少汽缸的内能。26．如图所示，小明在校园科技节中展示了自己的作品。塑料瓶内装入少量的液态乙醚，待乙醚充满整个塑料瓶后，启动电子打火器，活塞瞬间向前飞出一段距离，同时闻到了乙醚的气味。“闻到气味”属于现象；活塞飞出的过程相当于热机的冲程；活塞离开瓶口还可以继续向前飞出一段距离，因为它具有。27．热机的种类很多，尽管它们在构造上各不相同，但都是把内能转化为能的机器，它的工作循环有四个冲程，其中冲程完成上述的能量转化。28．最早的热机是，其工作原理是：燃料燃烧把能转化为内能，再通过热传递的方式传递给水，水蒸气把能转化为活塞的能，推动活塞运动。29．如图所示为一辆汽车的发动机四个冲程中的冲程；为了不让发动机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，用水来冷却汽缸是因为水的较大。阳江近段时间有关汽车撞伤行人事故频发，据调查，汽车超速和超载是造成重大交通事故的主要原因。当汽车（选填“超速”或“超载”）时，它的惯性将变大。30．美国《大众科学》杂志评出年度奇思妙想十大发明，其中最引人注意的是“六冲程引擎”，这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，