13.3 内燃机课件-2023-2024学年沪科版物理九年级上册

第十三章 内能与热机 第三节 内燃机 1 知识点 1 热机 1.以下机械不属于热机的是( ) D A. 蒸汽轮机 B. 喷气式飞机 C. 摩托车发动机 D. 电动自行车 知识要点分类练 2 2.热机工作时能量的转化过程是( ) B 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 知识要点分类练 3 知识点 2 汽油机 3.如图13-3-1所示为汽油机工作时各冲程的示意图，请按要 求填空。 图13-3-1 知识要点分类练 4 （1）图甲的进气门______，排气门______，活塞向____运 动，是______冲程。 （2）图乙的进气门______，排气门______，活塞向____运 动，是______冲程。 （3）图丙的进气门______，排气门______，活塞向____运 动，是______冲程。 打开 关闭 下 吸气 关闭 关闭 上 压缩 关闭 关闭 下 做功 知识要点分类练 5 （4）图丁的进气门______，排气门______，活塞向____运 动，是______冲程。 （5）其中____冲程提供动力对外做功,____________冲程靠 飞轮的惯性完成。（均填序号） 关闭 打开 上 排气 丙 甲、乙、丁 知识要点分类练 6 图13-3-2 4.（2023鞍山）如图13-3-2所示的汽油机处 于______（选填“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 ，则此汽油机每秒对外做功 ____次。 压缩 机械 内 20 知识要点分类练 7 5.如图13-3-3所示是四冲程汽油机一个工作循环中的两个冲 程，下列判断正确的是( ) D 图13-3-3 A. 甲为吸气冲程，燃气的内能转化为活塞 的机械能 B. 甲为压缩冲程，活塞的机械能转化为燃 气的内能 C. 乙为做功冲程，活塞的机械能转化为燃 气的内能 D. 乙为做功冲程，燃气的内能转化为活塞 的机械能 知识要点分类练 8 知识点 3 柴油机 6.（教材变式题）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，汽油机气缸顶部有喷油嘴，柴油机气缸顶部有 火花塞 B. 吸气冲程中，柴油机吸入气缸的是柴油和空气的混合物， 汽油机吸入气缸的是空气 知识要点分类练 9 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. 在做功冲程中，柴油机气缸内的燃气温度和压强比汽油 机的高 √ 知识要点分类练 10 7.月球上没有大气，适合在月球上使用的“月球车”的动力装 置是( ) D A. 柴油机 B. 汽油机 C. 空气喷气发动机 D. 电动机 规律方法综合练 11 8.（2022日照）喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶进行如下探 究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（图13-3-4甲）；扭转瓶子 （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（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( ) 规律方法综合练 12 图13-3-4 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 √ 规律方法综合练 13 图13-3-5 9.如图13-3-5所示是四冲程汽油机工作时某 个冲程的示意图，下列说法正确的是 ( ) D A. 该冲程气缸中的压强减小 B. 该冲程气缸内的物质只有空气 C. 该冲程将内能转化为机械能 D. 该冲程气缸内物质的内能在增大 规律方法综合练 14 图13-3-6 10.如图13-3-6所示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 规律方法综合练 15 11.如图13-3-7所示为内燃机四个冲程的工作示意图，下列 说法正确的是( ) 图13-3-7 规律方法综合练 16 A. 一个工作循环的正确顺序是甲、乙、丙、丁 B. 图乙冲程能获得动力 C. 图丁冲程有明显机械能转化为内能的过程 D. 图丙冲程存在化学能转化为内能的过程 √ 规律方法综合练 17 图13-3-8 12.［跨学科实践］随着时代的 发展，汽车已经进入百姓家庭。 如图13-3-8所示是汽车柴油机及 其气缸与活塞的简化示意图，柴 油机的点火方式为压燃式，在压 缩冲程中将空气温度压到柴油的着火点。 创新情境拓展练 18 提示：描述密闭气体状态的参数有压强、体积、温度 （为热力学温度，单位是开尔文，符号是“ ”），它们三 者之间的关系为（为常数）。热力学温度 和摄氏 温度的换算关系为 。 （1）压缩冲程中将机械能转化为____能。 内 创新情境拓展练 19 （2）若气缸内密闭空气的初始温度为 ，则相当 于热力学温度 是多少？ [答案] 若气缸内密闭空气的初始温度为 ，则由换 算关系可得热力学温度： 。 创新情境拓展练 20 （3）柴油的着火点约为 。若密闭空气的体积被压缩 到原来的 时，压强将增大为原来的16倍。结合第（2）小 问，请通过计算，判断此时能否将柴油点燃。 [答案] 由可知，压缩前： , 压缩后： ， 得，解得 ， 由题知，柴油的着火点约为 ，故此时能将柴油点燃。 创新情境拓展练 21 相关解析 29 4.压缩　机械　内　20　[解析] 由图可知,汽油机两气门都关闭,活塞向上运动,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。单缸四冲程汽油机飞轮的转速为2400 r/min,说明1 s内汽油机曲轴的转动次数为40 r,一个工作循环中,曲轴转动两周,对外做功一次,1 s内曲轴转动40次,对外做功20次。 5.D　[解析] 图甲:进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,为吸气冲程,此冲程中没有能量的转化;图乙:两气门都关闭,活塞向下运动,是做功冲程,此冲程将内能转化为机械能。 6.D　[解析] 柴油机和汽油机的结构不同:柴油机的气缸顶部有喷油嘴,汽油机的气缸顶部有火花塞,故A错误; 在吸气冲程中,柴油机吸入气缸的只是空气,汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物,故B错误; 在做功冲程中,汽油机的点火方式叫点燃式,柴油机的点火方式叫压燃式,故C错误; 柴油机的压缩比例更大,柴油机的燃气压强比汽油机的更高,故D正确。 7.D　[解析] 月球表面没有空气,燃料不能燃烧,所以柴油机、汽油机、空气喷气发动机都不能使用,故应该使用电动机。 8.B　[解析] 图乙:扭转瓶子时,小明施加的外力压缩瓶内的气体,将机械能转化为内能,这一过程与四冲程内燃机的压缩冲程相似;图丙:当瓶盖被瓶内的气体冲出时,瓶内气体对瓶盖做功,将内能转化为机械能,这一过程与四冲程内燃机的做功冲程相似。 9.D　[解析] 由图知,汽油机的两气门都关闭,活塞上行,气缸的容积变小,气缸内的压强增大,故A错误; 汽油机在吸气冲程中,吸入气缸的是汽油和空气的混合物,所以该冲程气缸内的物质是汽油和空气的混合物,故B错误; 汽油机在压缩冲程中,压缩混合气体做功,将机械能转化为内能,混合气体的温度升高,内能增大,故C错误,D正确。 10.D　[解析] 由图可知,汽油机的进气门和排气门都关闭,火花塞打出电火花,气缸内汽油和空气的混合气体燃烧,是汽油机的做功冲程。该冲程将内能转化为机械能,对外提供动力,不是靠飞轮惯性完成的。 11.C　[解析] 图甲中两个气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,是做功冲程,此冲程将内能转化为机械能; 图乙中进气门打开,活塞向下运动,气缸容积增大,是吸气冲程; 图丙中排气门打开,活塞向上运动,气缸容积减小,是排气冲程; 图丁中两个气门都关闭,活塞向上运动,为压缩冲程,将机械能转化为内能。 一个工作循环中,四个冲程的正确顺序是乙、丁、甲、丙,故A错误; 图乙为吸气冲程,内燃机在做功冲程能获得动力,故B错误; 图丁为压缩冲程,该冲程将机械能转化为内能,故C正确; 图丙为排气冲程,不存在能量的转化过程,故D错误。 $$