第二章 改变世界的热机 小结与复习（作业课件）-【黄冈金牌之路·练闯考】2023-2024学年九年级物理上册(教科版)

第二章　小结与复习 物理 九年级上册 教科版 练闯考 机械能 蒸汽机 内燃机 喷气发动机 汽油机 柴油机 吸气 压缩 机械 内 做功 内 机械 排气 2 2 1 有用功 完全 比 做功 打开 打开 向上 向下 机械 内 内 机械 喷油嘴 汽油与空气 压燃式 有用功的那部分 燃料完全燃烧放出的 高低 快慢 【易错辨别改正】 1．内燃机 (1)在吸气冲程中，汽油机和柴油机都只吸入空气。(　 　) 改正： 在吸气冲程中，汽油机吸入汽油和空气的混合物，柴油机只吸入空气。 (2)做功冲程中，机械能转化为内能。(　 　) 改正： 做功冲程是获得动力的冲程，将内能转化为机械能。 (3)内燃机一个工作循环包括四个冲程，曲轴转动二周，对外做功一次。(　 　) 改正：______________________________________________________。 × × √ 2．热机效率 (1)使用热值更大的燃料，可以提高热机的效率。(　 　) 改正： 燃料充分燃烧、减小机件摩擦及热散失，可以提高热机的效率。 (2)热机效率越高，热机的功率越大。(　 　) 改正： 热机效率与热机功率无关。 (3)热机效率高的热机做的有用功一定越多。(　 　) 改正： 热机效率高的热机将内能转化为机械能的比例大。 × × × D 内 机械 乙 做功 B A CD BD 压缩 3 000 B D 做功 4.8×105 0.03 4 000 【知识梳理】 一、热机 1．热机是通过燃料燃烧获取内能并转化为__________的装置，__________是最早的热机，现代热机有轮机、__________、________________和火箭发动机。 二、内燃机 1．种类：__________和__________ 2．四个冲程：________冲程、________冲程(________能转化为______能)、________冲程(______能转化为________能)、________冲程。 3．工作特点：一个工作循环中，曲轴转动______周，活塞往复运动______次，对外做功______次。 三、热机效率 1．定义：把热机所做的__________与所用燃料________燃烧释放的热量之______叫做热机的效率。 2．公式：η＝__________________。 3．提高热机效率的措施：①尽量使燃料充分燃烧；②减少各种能量损失；③设法利用废气的能量。 eq \f(Q有,Q放) ×100% 【知识比较】 1．汽油机四冲程的比较 汽油机 工作冲程 吸气 冲程 压缩 冲程 ________ 冲程 排气 冲程 示意图 进气门 ________ 关闭 关闭 关闭 续表 排气门 关闭 关闭 关闭 ______ 活塞运 动方向 向下 (惯性) ________ (惯性) ________ (做功) 向上 (惯性) 能量的 转化 / ________ 能转化成 ______能 ______ 能转化成 ________能 / 2.　　汽油机与柴油机的比较 汽油机 柴油机 构造 汽缸顶部有火花塞 汽缸顶部有__________ 吸气冲程 吸入______________的混合物 只吸入空气 做功冲程 采取点燃式 采取__________ 应用 轻巧、效率低，主要应用于小型汽车、摩托车、飞机等 笨重、效率高，主要应用于载重汽车、推土机、货船等 3.　　热机效率和热机功率的比较 热机效率 热机功率 定义 用来做__________________能量与________________________能量之比，叫做热机效率 单位时间内所做的功 物理意义 反映热机对能量利用率的________ 反映热机做功的________ 热机效率 热机功率 定义式 η＝ eq \f(Q有用,Q放) ×100% ______________ 单位 / 瓦特(W) 注意 热机效率的高低与热机做功的多少、做功的快慢无关；提高热机效率的途径是减少热机中的各种能量损失，即减少燃烧过程中的热量的损失和减少机械能的损失 P＝ eq \f(W,t) 中考考点分类训练 考点1　热机 1．柴油机比汽油机能输出更大的功率，且效率也高，下列机器不是应用柴油机工作的是(　 　) A.载重汽车　　　　B.坦克 C.轮船 D.摩托车 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，此过程属于汽油机四个冲程中的________冲程。 考点2　热机的工作过程 3．(枣庄中考)如图是内燃机工作循环中的一个冲程，它是(　 　) A.压缩冲程，将内能转化成机械能 B.压缩冲程，将机械能转化成内能 C.做功冲程，将内能转化成机械能 D.做功冲程，将机械能转化成内能 4．(武汉中考)如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是(　 　) A.吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸 B.压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小 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能量的极少部分 5．(多选)关于内燃机，下列说法正确的是(　 　) A.汽油机和柴油机使用同种燃料 B.汽油机和柴油机的吸气冲程吸入的都只是空气 C.汽油机采用的是点燃式点火，而柴油机进行压燃式点火 D.内燃机一个工作循环只对外做功一次 6．(多选)图甲是在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，当迅速压下活塞时，可看见筒内棉花燃烧起来。图乙是点燃酒精灯把试管里的水加热至沸腾。下列说法正确的是(　 　) A.图甲是通过热传递方式使玻璃筒内的空气内能增加，温度升高，达到棉花的燃点，使棉花燃烧 B.图甲能量转化情况与内燃机压缩冲程相同 C.图乙中当木塞被冲出时，水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能增加 D.图乙中当木塞被冲出时的能量转化情况与内燃机做功冲程相同 (眉山中考)如图所示是某单缸四冲程汽油机的________冲程；若该汽油机每1秒钟对外做功25次，那么该汽油机飞轮的转速为__________revs/min。 考点3　热机效率及其计算 8．关于热机的效率，下列说法正确的是(　 　) A.在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多 B.热机性能好坏的重要标志之一是热机效率 C.热机的效率越高说明做功越快 D.热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的 9．(泰安中考)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(　 　) 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 A.只有①②正确　　　B.只有③④正确 C.只有①③正确 D.只有②③正确 10．(遂宁中考)如图是新农村建设中广泛使用的一种小型农用柴油机，铭牌部分信息如下表所示，其中活塞行程是指一个冲程活塞移动的距离。该柴油机为单缸四冲程内燃机，压缩冲程中汽缸内气体内能增加是通过________方式实现的；正常工作1 min，柴油机输出的有用功______________J，消耗柴油________kg，做功冲程中燃气对活塞的平均压力为__________N。(q柴油＝4.0×107 J/kg) 11．氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源。新型氢燃料公交车已在部分城市投入使用。求：[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q氢＝1.4×108 J/kg] (1)质量为0.6 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量。 (2)若这些热量的80%全部被质量为200 kg、温度为10 ℃的水吸收，则水升高的温度。 (3)新型氢燃料公交车发动机的热效率为50%，若公交车以42 kW的恒定功率做匀速行驶，完全燃烧0.6 kg的氢燃料能让该公交车匀速行驶多长时间？ 解：(1)0.6 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量：Q放＝m氢q氢＝0.6 kg×1.4×108 J/kg＝8.4×107 J。 (2)由题意可知水吸收的热量：Q吸＝80%×Q放＝80%×8.4×107 J＝6.72×107 J， 由Q吸＝cmΔt得水升高的温度：Δt＝ eq \f(Q吸,c水m水) ＝ eq \f(6.72×107 J,4.2×103 J/（kg·℃）×200 kg) ＝80 ℃。 (3)公交车所做的功：W＝50%×Q放＝50%×8.4×107 J＝4.2×107 J，公交车的功率：P＝42 kW＝4.2×104 W，由P＝ eq \f(W,t) 得公交车行驶时间：t＝ eq \f(W,P) ＝ eq \f(4.2×107 J,4.2×104 W) ＝1 000 s。 $$