第十四章第1节热机人教版物理九年级上学期

第十四章

第1节内能的利用

热机1.燃烧汽油或柴油能将其化学能转化为________，通过热机做功，能把内能转化为____________.内能机械能

2.内燃机有四个冲程，它们分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程.其中_______冲程将机械能转化为内能，_______冲程将内能转化为机械能.压缩做功做功排气惯性22

3.(1)在四个冲程中，给汽车提供动力的冲程是__________冲程，排出汽车废气的冲程是__________冲程. (2)注意：在内燃机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮的________完成的.一个工作循环中飞轮转动________周，活塞往返________次.

简记：汽油机的工作过程可用“1421”进行记忆：一个工作循环，4个冲程，曲轴转动2周，活塞往复2次，做功1次.内容内燃机汽油机柴油机构造燃料汽油柴油4.汽油机和柴油机内容内燃机汽油机柴油机一个工作循环吸气冲程吸入汽油和空气的混合物只吸入空气压缩冲程压缩程度较小(机械能→内能)压缩程度大(机械能→内能)(续表)内容内燃机汽油机柴油机一个工作循环做功冲程点燃式(火花塞点火)(内能→机械能)压燃式(柴油遇到高温高压的热空气)(内能→机械能)排气冲程排出废气排出废气(续表)内容内燃机汽油机柴油机主要特点轻巧、效率较低笨重、效率较高适用范围小汽车、小型农业机械等载重汽车、拖拉机、火车、轮船等(续表)汽油做功

走进生活：小明家买了一辆家用汽车，小明非常喜欢，整天围着汽车转来转去，一天当父亲检查汽车发动机时，小明发现发动机上有火花塞，据此判断这台发动机是______机，火花塞工作后的一个冲程是______冲程.知识点1热机典例1：(2023年广东省)如图所示是四冲程内燃机的某一冲程)示意图，该冲程是( A.吸气冲程

B.压缩冲程

C.做功冲程

D.排气冲程解析：由图可知，两气门都关闭，活塞下行，汽缸体积变大，同时火花塞发出电火花，所以是做功冲程.答案：C

变式1：(2023年自贡市)如图A、B、C、D所示是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图.图B是______冲程，与它原理相同的是图______所示的演示实验.ABCDEF答案：压缩E易错原因误认为内燃机是将内能转化为机械能，内能一定是减少的正确理解压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物，使其内能增大，温度升高；做功冲程中，高温高压的气体推动活塞做功，自身的内能减小，温度降低易错点压缩、做功冲程中燃料混合物的内能变化情况易错训练：如图所示是四冲程汽油机的工作原理示意图，下列说法正确的是()甲乙丙丁A.图甲是吸气冲程，吸入汽缸的物质是汽油B.图乙冲程是通过做功使燃料混合物的内能增加C.图丙冲程中，燃气的内能增加、温度升高D.甲、丙、丁是辅助冲程，靠飞轮惯性完成答案：B知识点2内燃机转速方法技巧：

典例2：(2023年鞍山市)如图所示的汽油机处于________(填“压缩”或“做功”)冲程，这个冲程将_______能转化为_______能.某单缸四冲程汽油机的飞轮转动速度是2400r/min，则此汽油机每秒对外做功________次.

解析：由图可知，内燃机两气门都关闭，活塞上行，故可以判断这个冲程是压缩冲程，此冲程是通过压缩气体做功将机械能转化为内能.汽油机的转速为2400r/min，说明1s内汽油机曲轴的转动次数等于40r，一个工作循环中，曲轴转动2周，对外做功1次，1s内曲轴转动40次，对外做功20次.答案：压缩机械内20

变式2：一台单缸四冲程汽油机，在压缩冲程中，气体的温度升高，这是通过__________的方式__________内能的.若汽油机1s内对外做功15次，则其曲轴的转速为______r/min.答案：做功增大18001.如图所示是四冲程内燃机工作循环中一个冲程的示意图，它是(

)A.压缩冲程，将内能转化为机械能B.压缩冲程，将机械能转化为内能C.做功冲程，将内能转化为机械能D.做功冲程，将机械能转化为内能答案：C

2.(2022年宜昌市一模)单缸四冲程汽油机在某一冲程表现有如下特征：进气门和排气门关闭，气缸内压强增大，利用飞轮的惯性完成.下列符合这一特征的冲程是()

B.压缩冲程D.排气冲程A.吸气冲程C.做功冲程答案：B3.关于柴油机和汽油机，下列说法中正确的是()

A.汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞

B.吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油，柴油机吸入的是柴油

C.四冲程汽油机在工作过程中，进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程

D.在柴油机的压缩冲程中，内能转化为机械能

答案：C

4.[古代科技](2023年雅安市)如图所示是我国古代发明的取火器模型图，把推杆迅速推入套筒时，套筒内空气被压缩，推杆前端的艾绒立刻燃烧起来，此过程中机械能转化为______能，内燃机工作的______冲程原理与该过程相同.答案：内压缩

5.[科学探究](2022年日照市)喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下探究：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()乙

丙

B.压缩冲程和做功冲程D.压缩冲程和排气冲程

甲A.吸气冲程和压缩冲程C.做功冲程和排气冲程答案：B6.[科学思维]如图所示是学校小制作比赛中的作品——自制蒸汽机，烧瓶瓶口的橡皮塞上插着“

”型喷管，喷管的最上端通过球形磁铁吸到铁架台上，使烧瓶可以自由转动.当加热至水沸腾时，水蒸气从喷嘴喷出，烧瓶开始快速旋转.下列说法正确的是()A.水沸腾时温度不断升高B.烧瓶向水蒸气喷出的方向转动C.水蒸气喷出时对喷管做功，内能减少D.水蒸气推动烧瓶转动相当于内燃机排气冲程答案：C

7.[跨学科·化学]光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图所示，密闭反应室中N2O4

在光照下会分解，使反应室气压增大，推动活塞右移，无光条件下发生逆反应，控制光照即可实现活塞往复运动.活塞右移过程相当于汽油机的()A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程答案：C

8.某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞横截面积为5×10-3m2，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为8×105

Pa，当汽油机满负荷工作时(不计摩擦