14.1 热机-习题课讲义-2024-2025学年人教版物理九年级全一册

第十四章 内能的利用 第1节 热机 1.热机 【解题依据】热机的定义:将燃料燃烧放出的内能转化为机械能的装置。它分为内燃机和蒸汽机。 内燃机工作原理:燃料直接在发动机气缸内部燃烧,转化为内能且利用内能来推动活塞做功,将内能转化为机械能,实现对外做功。它主要有汽油机和柴油机。 题目一 下列设备不属于热机的是( ) A.电风扇 B.汽油机 C.柴油机 D.蒸汽机 【解题思路】热机是把内能转化成机械能的装置,分析各选项能量转化即可正确选择。 解:电风扇利用电能工作,将电能转化为机械能,不符合热机的特点;柴油机、汽油机和蒸汽机都是把内能转化成机械能的装置,符合热机的特点。 答案:A 【点评】此题如果知道热机分为蒸汽机和内燃机,而内燃机又分为汽油机和柴油机也可以判断。 练习题1 如图是两个演示实验的示意图。在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,棉花燃烧起来,如图甲所示,给试管里的水加热一段时间后,橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出去,如图乙所示。其中 图体现了热机的工作原理,其能量转化是 能转化成机械能。 练习题2 热机的广泛使用已成为一个国家工业化程度的标志,下列机械不是使用热机的是( ) A.普通的家用轿车 B.喷气式战斗机 C.纯电动汽车 D.“神舟”火箭 2.内燃机的工作过程 【解题依据】内燃机的每一个工作循环分为四个阶段:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在这四个阶段,吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的,而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程,是由内能转化为机械能。另外压缩冲程将机械能转化为内能。 ①活塞在汽缸内往复运动时,从汽缸的一端运动到另一端的过程,叫做一个冲程; ②一个工作循环,曲轴和飞轮转动 2 周,活塞往复 2 次,对外做功 1次; ③吸气冲程:进气阀门打开,排气阀门关闭,活塞向下运动。(汽油机吸入的是汽油和空气的混合物,柴油机吸入的是空气) 压缩冲程:进气阀门,排气阀门都关闭,活塞向上运动。 做功冲程:进气阀门,排气阀门都关闭(汽油机火花塞点火,柴油机喷油嘴喷入柴油),活塞向下运动。 排气冲程:进气阀门关闭,排气阀门打开。活塞向上运动。 题目二 如图所示,关于汽油机的四冲程,下面的说法正确的是( ) A.甲图中机械能转化为内能 B.乙图中内能转化为机械能 C.丙图是压缩冲程 D.丁图是靠飞轮的惯性完成的 【解题思路】先根据气门的关闭情况和活塞的运行方向判断是什么冲程;再根据各个冲程的不同特点进行分析。 解:甲图中两个气门都关闭,活塞上行,是汽油机的压缩冲程,此冲程中机械能转化为内能;故A正确;乙图中一个气门关闭,一个气门打开,活塞下行,是汽油机的吸气冲程。在吸气冲程中,吸入的是汽油和空气的混合气体,没有能量的转化,故B错误;丙图中一个气门关闭,一个气门打开,活塞上行,是汽油机的排气冲程,故C错误;丁图中两个气门都关闭,活塞下行,是汽油机的做功冲程,实现内能转化为机械能,对外提供动力,不是依靠飞轮的惯性来完成的,故D错误。 答案:A 【点评】此题考查了汽油机四冲程的判定方法、工作特点和其中的能量转化,属于基础题目。 练习题3 如图所示为四冲程汽油机未按工作循环顺序排列的各冲程示意图,工作时,将大量内能转化为机械能的冲程是( ) A B C D 练习题4 下列关于四冲程内燃机的说法中正确的是( ) A.汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的只有空气 B.柴油机在吸气冲程中吸入汽缸的是柴油和空气的混合物 C.一个工作循环对外做功一次 D.汽油机的点火方式与柴油机的相同 练习题5 如图所示,工作中的四冲程汽油机正处于 冲程,该冲程将 能转化成 能,若该汽油机每分钟完成2400个冲程,则每秒它对外做功 次、飞轮转过 圈。 练习题6 图甲为四冲程汽油机的吸气冲程示意图,试在图乙中画出排气冲程活塞、气门和曲轴的位置。 【巩固练习】 1汽车在急刹车时轮胎的温度会升高,此过程与热机中能量转化相同的冲程是( ) A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 2.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( ) A.温度相同的物体内能一定相等 B.汽油机做功冲程中燃气的内能减小 C.我们不敢大口喝热气腾腾的汤,是因为汤含有的热量较多 D.摩擦生热过程将机械能转化为内能,这个能量转化过程与内燃机的做功冲程相同 3.如图是汽油机四个冲程的工作剖面图,下列关于这四个冲程的说法正确的是( ) 甲 乙 丙 丁 A.如图甲是吸气冲程,进气门吸入气缸的物质只有空气 B.如图乙是压缩冲程,其能量转化是机械能转化为内能 C.如图丙是做功冲程,该冲程是依靠飞轮的惯性完成的 D.如图丁是排气冲程,活塞向上运动,压强增大,温度升高 4.一台单缸四冲程汽油机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、_四个冲程。若该汽油机飞轮的转速为1800转/分,则该汽油机每秒钟做功_次。 5.如图所示,这是汽油机两个冲程的示意图,其中_图是汽油机的压缩冲程,此冲程中将机械能转化为_能。 6.如图所示,给试管内水加热至一定程度,发现试管口木塞会被推出。 (1)给水加热是通过_方式使水的内能增加;木塞被推出后水蒸气的内能_(选填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)四冲程内燃机的_冲程与这个原理相同;内燃机工作时,产生的噪声和_会对环境造成污染。 7.在我国随着人民生活水平的不断提高和“汽车下乡”政策的实施,汽车已经走进了很多普通农村家庭,最近小王家也购买了一辆小汽车.小王十分高兴,将汽车里里外外看了个遍,并且进行了认真的思考,发现汽车上许多地方都用到了物理知识,下面就是他思考的问题,请你帮他补充完整. (1)汽车发动机工作的四个冲程中,只有_冲程是燃气对外做功,其他三个冲程要靠飞轮的_来完成. (2)汽车上的散热器用水作为冷却剂,这是利用了水的_较大的性质, (3)如果水箱中装有5kg的水,当水温度升高20 时,需要吸收的热量为_J. (4)若该车以20m/s的速度匀速行驶100km时所消耗的汽油为5kg,则燃烧5kg汽油放出的热量是为_J.(汽油热值为4.6 107J/kg) 练习题答案 1.乙;内;2.C;3.D;4.C;5.做功;内;机械;10;20; 6.如图所示; 巩固练习答案 1.B;2.B;3.B;4.排气;15;5.甲;内;6.热传递;减小; 做功;废气;7.做功;惯性;比热容;4.2 105J; 1 学科网(北京)股份有限公司 $$