第2章　改变世界的热机 章末复习与评价 课件 -2024-2025学年物理教科版九年级上册

第2章　改变世界的热机 章末复习与评价 机械能.机械.内.内.机械.完全燃烧 机械能 机械 内 内 机械 完全燃烧 思维导图 一、单项选择题 1. （2023·牡丹江）以下机械属于内燃机的是 （　B　） A. 火箭喷气发动机 B. 汽油机 C. 滑轮组 D. 洗衣机 B 章末作业 2. 下列关于热机的说法正确的是（　D　） A. 热机的效率为100％ B. 热机只有汽油机和柴油机两种 C. 好的热机工作时不排放废气 D. 热机工作时都要利用燃料的化学能 D 章末作业 3. （2023·绥化）如图是四冲程汽油机的工作示意图。 从能量转化的角度看，机械能转化为内能的冲程是 （　A　） A B C D A 章末作业 4. 内燃机的能量流向图如图所示。则内燃机的效率为 （　D　） A. 7％ B. 28％ C. 31％ D. 34％ （第4题） D 章末作业 二、不定项选择题（每小题有一个或两个选项符合要 求） 5. 汽油机和柴油机比较，下列说法中正确的是 （　AD　） A. 柴油机顶部有一个喷油嘴，没有火花塞 B. 汽油机的点火方式为压燃式，柴油机是点燃式 C. 汽油机比柴油机经济、效率高 D. 汽油机吸气冲程中吸进来的是汽油和空气的混合物 AD 章末作业 6. （2024·成都七中月考）如图所示为某单缸四冲程的汽油机，下列说法不正确的是（　D　） A. 靠飞轮惯性完成的冲程是吸气、压缩、排气 冲程 B. 压缩冲程中机械能转化为内能，做功冲程中 内能转化为机械能 C. 图中所示是压缩冲程，汽缸内气体温度会上 升 D. 飞轮转速3 000 r/min，则该汽油机1秒钟能做 功50次 （第6题） D 章末作业 7. 某载重汽车自重12 t，车轮与地面的总接触面积为 0.5 m2，汽车以72 km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，柴油发动机的功率为210 kW，每行驶43 s消耗柴油700 g，柴油的热值为4.3×107 J/kg。下列说法中（　D　） ①完全燃烧700 g柴油放出的热量为3.01×109 J ②该柴油发动机效率为30％ ③汽车的牵引力为1.05×104 N ④若公路所能承受的最大压强为8×105 Pa，汽车最多能 装载40 t的货物 D A. 只有①②正确 B. 只有③④正确 C. 只有①③正确 D. 只有②③正确 章末作业 三、填空题 8. 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。 热机　 内　 章末作业 （第9题） 9.世界上很多发明都是受到生活现象的启发而萌生的创意，比如蒸汽机和汽油机，它们工作时，能的转化过程是 ⁠能转化为 能。图 是汽油机的工作原理图。 内　 机械　 乙　 章末作业 10. （2023·西宁）如图所示，在试管内装适量的水，用 塞子塞住管口，加热一段时间后，塞子受到水蒸气的压 力而冲出，此时水蒸气的内能转化为塞子的 ⁠ 能，此过程中的能量转化与四冲程汽油机的 ⁠冲 程相同。 （第10题） 机械　 做功　 章末作业 11. （2023·齐齐哈尔）如图所示是单缸四冲程汽油机某 一冲程工作示意图，该冲程是 冲程。若该汽油 机1s对外做功15次，则汽油机的飞轮速度为 r/min。 （第11题） 压缩　 1800 章末作业 12. （2024·成都七中月考）如图所示是四冲程内燃机工 作循环中的某个冲程。若此内燃机曲轴的转速是2 400 r/min，则1 s内对外做功 次，在一个工作循环中 消耗了20 g汽油（q汽油＝4.6×107 J/kg），若这台汽油 机的效率为30％，则一个工作循环中输出的有用机械能 为 J。 20　 2.76×105　 （第12题） 章末作业 四、计算题 13. （2024·成都七中月考）汽车为人们的出行带来了诸 多便利，某国产汽车以72 km/h的速度在平直路面上匀 速行驶100 km，受到的阻力为800 N，消耗的汽油量为8 L。已知汽油的热值为3.7×107 J/L，若汽油在发动机汽 缸内完全燃烧，求该汽车在匀速行驶100 km的过程中 （已知汽油的密度ρ＝0.725 kg/L）： 章末作业 解：（1）因汽车匀速行驶受到的牵引力和阻力是一对 平衡力，所以，汽车受到的牵引力F牵＝f＝800 N， 汽车匀速行驶100 km时所做的功： W有＝F牵s＝800 N×100×103 m＝8×107 J （1）汽车发动机牵引力所做的功； 章末作业 （2）该汽车发动机的效率（结果保留到百分数的整数 位）。 解：（2）完全燃烧汽油释放的能量： Q放＝Vq汽油＝8 L×3.7×107 J/L＝2.96×108 J 故该汽车发动机的效率： η＝×100％＝×100％≈27％ 章末作业 1. 【科学思维】科学家发明了一款单缸六冲程内燃 机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃 机相同，在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在 高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再 次做功，水蒸气温度 （选填“升高”“降低” 或“不变”），这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机 械能，提高了热机的 。为进入下一个工作循 环，这款内燃机的第六冲程是 冲程。 降低　 效率　 排气　 素养提升 2. 【跨学科实践】（2023·常州）压缩空气动力车。 （1）小明将充满气的气球捆绑在小车上，制成压缩空 气动力小车，当气球向右喷气时，静止的小车向左运动 起来，如图甲所示，该现象说明力的作用是 ⁠ ；还说明力可以改变物体的 ⁠。 相互 的　 运动状态　 （第2题） 素养提升 （2）为制造压缩空气动力汽车，工程师将装有压缩空气的钢瓶与空气动力发动机连接，该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，如图乙所示。发动机对外做功的是 （选填“进气”或“排气”）冲程，此过程中钢瓶内压缩空气的温度 。若该发动机的转速为1 200 r/min，则1 s内发动机对外做功 次。汽车行驶一段路程后，钢瓶内压缩空气的密度 ⁠。 进气　 降低　 20　 减小　 素养提升 3. 【综合应用】（2024·成都七中月考）汽油机是很多汽车的动力源，又称汽油发动机，其输出功率和排量有关。排量又称工作容积，指活塞一个冲程中活塞在汽缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（如果发动机有多个汽缸，所有汽缸“工作容积”之和称为排量）。通常汽车多用的是四缸发动机，图甲所示为汽车发动机的4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。 （第3题） 素养提升 各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程，所以汽车发动机的一个完整工作循环包含有四个做功冲程。汽车吸气时，吸入的是汽油与空气的混合体。如表为某一发动机的主要性能指标，空燃比指汽缸内空气和燃油的质量之比。 排量 2 L 汽缸内汽油和空气混 合气体的密度 1.4 kg/m3 发动机 最大功率 100 kW 最大功率时发动机转速 5 000 r/min 空燃比 13∶1 汽油的热值 4.6×107 J/kg 素养提升 根据上面的介绍，结合表格中的数据，求： （1）图甲中1号汽缸在做功冲程，4号汽缸所处什么 冲程？ 解：（1）图甲中1号汽缸活塞向下运动，在做功冲程， 4号汽缸活塞也向下运动，是吸气冲程。 （第3题） 素养提升 （2）如图乙，一四缸发动机每个汽缸的工作容积均为 V，做功冲程中燃气对活塞的平均压强为p0。若该四缸 发动机的转速为50 r/s，则发动机输出功率的表达式是 什么？ （第3题） 素养提升 （2）在做功冲程，活塞移动的距离为l，发动机的单缸排量V＝Sl 则燃气对活塞所做的功：W＝Fl＝p0Sl＝p0V 在发动机中，飞轮转2周完成一个工作循环，则发动机转速为50 r/s时，1 s完成25个工作循环 每个工作循环所需要的时间：t＝＝0.04 s 因为发动机有4个汽缸， 所以燃气对活塞做功的功率： P＝＝＝＝100p0V （第3题） 素养提升 （3）如果这个发动机以上面表格中的最大功率工作1 min，这个过程中发动机的效率为多少？（结果精确到 1％） （第3题） 素养提升 （3）发动机工作1 min内做的有用功： W有＝P't'＝100×103 W×1×60 s＝6×106 J 燃气的质量： m＝ρV＝1.4 kg/m3×2×10－3 m3＝2.8×10－3 kg 因为空燃比是13∶1，所以燃油的质量是整个汽缸内燃 气质量的＝ 做一次功消耗的汽油质量： m汽油＝2.8×10－3 kg×＝2×10－4 kg （第3题） 素养提升 （第3题） 这些汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝m汽油q汽油＝2×10－4 kg×4.6×107 J/kg＝9.2×103 J 由于最大功率时发动机转速5 000 r/min，即1 min转5000 r，完成2 500个工作循环，做功2 500次 1 min内汽油完全燃烧释放的热量： Q总'＝Q放×2 500＝9.2×103 J×2 500＝2.3×107 J 故发动机的效率： η＝×100％＝×100％≈26％ 素养提升 $$