内容正文:
物理
九年级上册 HK
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第十三章 内能与热机
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第三节
内燃机
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基础
知识点1 热机
1.下列交通或运输工具中,动力设备不是热机的是( )
D
A.远洋货轮
B.C919客机
C.载重汽车
D.木帆船
【解析】远洋货轮、 客机和载重汽车工作时,将内能转化为机械能,都是使用
热机工作的,故A、B、C不符合题意;木帆船是利用风力工作的,工作时没有使用热
机,故D符合题意。故选D。
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2.【2024辽宁铁岭质检】世界上很多发明都是受
到生活现象的启示而萌发的创意,比如蒸汽机和
内燃机。蒸汽机和内燃机工作时能量的转化情况
是____能转化为______能。图中____是内燃机的
工作原理图。
内
机械
乙
【解析】 蒸汽机和内燃机都属于热机,都是将内能转化为机械能的机器;由图甲可
知,燃料燃烧,将化学能转化为内能,内能再转移到水和水蒸气中,从试管口喷出
的水蒸气驱动叶轮转动,水蒸气对叶轮做功,将内能转化为叶轮的机械能,此过程
与蒸汽机的工作过程相似,反映了蒸汽机的工作原理;在图乙中,火焰会使上方空
气温度升高,热空气上升,热空气会带动叶轮转动,将内能转化为叶轮的机械能,
与内燃机的工作原理相同。
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知识点2 汽油机
3.【2023广东深圳期中】汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分,汽车多数采
用汽油机作为发动机。如图是四冲程汽油机的工作循环示意图,下列说法中错误的
是( )
D
A.汽油机一个工作循环正确的顺序是:丁甲丙乙
B.甲冲程中气体内能增大、温度升高
C.丙冲程中存在的能量转化是:内能转化为机械能
D.依靠飞轮惯性完成的冲程是:乙、丙、丁冲程
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【解析】甲:两气门都关闭,活塞向上运动,气缸容积减小,气体内能增大、温度
升高,是压缩冲程,将机械能转化为内能,故B正确。乙:排气门打开,活塞向上运
动,气缸容积减小,是排气冲程;丙:两气门都关闭,活塞向下运动,火花塞点火,
气缸容积增大,是做功冲程,将内能转化为机械能,故C正确。丁:进气门打开,活
塞向下运动,气缸容积增大,是吸气冲程;汽油机的四个冲程依次是吸气冲程、压
缩冲程、做功冲程、排气冲程,即丁甲丙乙,故A正确。在汽油机的四个冲程中,只
有做功冲程做功,其他三个冲程是靠飞轮的惯性完成的,依靠飞轮惯性完成的冲程
是甲、乙、丁冲程,故D错误。故选D。
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知识归纳
根据各冲程的特点来确定是哪一个冲程,一般从两个方面突破:①看进气门和排气
门的开、闭。进气门开的为吸气冲程,排气门开的为排气冲程,进气门和排气门都
闭合的为压缩或做功冲程。②看活塞的运动方向。活塞向下运动为吸气或做功冲程,
活塞向上运动为压缩或排气冲程。
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4. 传统文化【2024山东济南期末】景颇族的祖先曾发明一种活塞式点火器,
如图所示。以牛角作套筒,木质推杆前端黏附艾绒。取火时,一手握住套筒,另一
手猛推推杆,艾绒即燃,随即将推杆拔出,口吹立见火苗。手推推杆的过程与汽油
机工作的哪个冲程相同( )
B
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
【解析】手推推杆的过程中,气体被推杆压缩,气体内能增加,是机械能转化为内
能;汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能,与上述能量转化相同。故选B。
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知识点3 柴油机
5.【2023四川达州期末,中】下列关于汽油机和柴油机的描述正确的是( )
D
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,柴油和空气的混合物进入气缸
C.做功冲程中,燃料释放的能量绝大部分转化为机械能
D.排气冲程中,废气带走了燃料释放的大部分能量
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【解析】
比较 汽油机 柴油机 选项
构造 火花塞 喷油嘴 A错误
吸气冲程 吸入汽油和空气的混
合物 只吸入空气 B错误
做功冲程 燃料燃烧释放的内能大部分需要用来克服摩擦、发生热传
递而散失,只有一小部分转化为机械能 C错误
排气冲程 排出废气,废气带走了燃料释放的大部分能量 D正确
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刷易错
易错点 内燃机的做功次数与飞轮转数之间的关系易混
6.一台单缸四冲程柴油机飞轮的转速是 ,则柴油机每秒钟( )
B
A.完成60个循环,120个冲程
B.做功30次,活塞往复运动60次
C.完成60个循环,60个冲程
D.做功1 200次,活塞往复运动1 200次
【解析】飞轮转速为 ,一个工作循环活塞往复运动2次,曲轴
转动2周,对外做功1次,则该柴油机 完成30个工作循环,120个冲程,对外做功
30次,活塞往复运动60次,故选B。
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易错警示
无论是四冲程汽油机还是四冲程柴油机,一个工作循环包括四个冲程,活塞往复两
次,曲轴转两周,对外做功一次。
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提升
1. 【2024安徽黄山质检,中】如图是小普同学跟爷爷学习的气功的四个基本
动作,由此他联想到热机的冲程,下列说法正确的是( )
D
鼻孔吸气
气沉丹田
排山倒海
打完收工
A.“鼻孔吸气”所对应的汽油机冲程吸入的只有空气
B.“气沉丹田”所对应的汽油机冲程是将内能转化为机械能
C.“排山倒海”所对应的汽油机冲程是靠飞轮的惯性来完成的
D.“打完收工”所对应的汽油机冲程排出了废气
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【解析】“鼻孔吸气”相当于汽油机的吸气冲程,吸气冲程吸入的是汽油和空气的
混合物,故A错误;“气沉丹田”相当于汽油机的压缩冲程,汽油机的压缩冲程是将
机械能转化为内能,故B错误;“排山倒海”相当于汽油机的做功冲程,此冲程内能
转化为机械能,不是靠飞轮的惯性来完成的,故C错误;“打完收工”所对应的汽油
机冲程是排气冲程,排出了废气,故D正确。故选D。
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2.在如图所示的“汽油机模型”实验中,将少量的汽油喷入筒内,用
软木塞塞住筒口,摇动起电机手柄,观察到放电针放电,汽油燃烧,
软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的
( )
C
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
【解析】当放电针放电时,汽油燃烧,圆筒内气体的内能增加,气体对软木塞做功,
软木塞被高温高压的气体冲出,而汽油机的做功冲程中燃气对外做功,因此该实验
可模拟四冲程汽油机工作时的做功冲程。
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3.[中]如图为汽油机工作循环中的某个冲程,关于此冲程的说法正确的
是( )
D
A.进气门打开,排气门关闭 B.喷油嘴喷出雾状汽油
C.靠飞轮的惯性完成 D.内能转化为机械能
【解析】由题图可知,汽油机的进气门和排气门都关闭,火花塞产生电火花,是汽油机
的做功冲程,将内能转化为机械能,该冲程对外做功,不需要靠飞轮的惯性完成,故A、
B、C错误,D正确。故选D。
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4.【2024贵州遵义期末,偏难】某单缸四冲程汽油机活塞的受力面积为 ,一
个冲程中活塞在气缸中移动的距离是 ,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压
强为,飞轮 转动1 800周,当该汽油机满负荷工作时
(不计摩擦),下列说法正确的是( )
B
A.该汽油机每秒完成30个冲程
B.汽油机的功率为
C.做功冲程中燃气对活塞的平均压力为
D.一个做功冲程中燃气对活塞做的功为
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【解析】汽油机完成一个工作循环,完成4个冲程,对外做功1次,飞轮转动2周,所
以飞轮 转动1 800周说明每秒钟转动30周,汽油机完成60个冲程,故A不正确;
由题可知,, ,燃气对活塞的平均压
力 ,故C不正确;
,一个做功冲程中燃气对活塞做的功
,故D不正确;飞轮每转两转汽油机对外做功
一次,所以飞轮转动1 800周,汽油机对外做功900次,燃气对活塞做的总功
, ,则汽油机的功率
,故B正确。故选B。
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5.【2023江苏泰州质检,中】如图所示是厨房用的蒸蛋器,在使用的
过程中蒸蛋器会通过上方的小孔喷出蒸气,小华将自制的风车放在蒸
蛋器上方成功让风车转了起来。请你根据所学知识解释,水蒸气推动
做功
减小
1 800
【解析】 水蒸气推动风车转动将内能转化为机械能,与汽油机做功冲程的能量转化
相同。在做功冲程中,燃气对外做功,内能转化为机械能,所以燃气内能减少。单
缸四冲程汽油机工作时,一个工作循环飞轮转两周,故 内完成15个工作循环,飞
轮转30周,所以内飞轮转动 ,所以飞轮的转速为
。
风车转动的能量转化与汽油机______冲程的能量转化相同。在此冲程完成过程中燃
气的内能______(填“增加”“减小”或“不变”)。某单缸四冲程汽油机在 内
完成了15个工作循环,则该汽油机工作时飞轮的转速为_______ 。
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刷素养 走向重高
6.核心素养 科学思维[偏难]20世纪,人类制成了世界上第一
盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示,其工作原理
是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室,压缩后再推入工作
室,然后推动涡轮机,使其带动发电机发电。那么( )
D
A.当海水下降时,阀门开启,阀门 关闭
B.当海水上升时,阀门关闭,阀门 开启
C.当海水下降时,类似于汽油机的做功冲程
D.当海水上升时,类似于汽油机的压缩冲程
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【解析】由图示知,海水下降时,活塞向下运动,气室容积增大,阀门上面的压强
大于气室内的压强,于是阀门关闭、 开启,空气进入气室,这个过程相当于汽
油机的吸气冲程,故A、C不符合题意;海水上升时,活塞向上运动,气室内的空气
被压缩,内能增大,是活塞的机械能转化为空气的内能,这相当于汽油机的压缩冲
程,这个过程中阀门下面的压强增大,大于阀门上面的压强,于是阀门开启,
关闭,故B不符合题意,D符合题意。故选D。
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