14.1 热机 课时作业 --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 课程标准(2022年版) 本节要点 3.3.3　了解热机的工作原理.知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义. 1.知道什么是热机,热机的工作原理. 2.了解四冲程内燃机的工作过程和能量转化情况.(重点) 3.了解汽油机和柴油机在构造和工作过程中的异同.(难点) 基础练习 一、热机的工作原理 1.演示实验:内能的转化. 过程:用酒精灯加热至水沸腾(如图所示). 现象:水沸腾后,木塞被冲出去,试管口有白雾产生. 结论:(1)酒精燃烧,酒精的化学能转化为水和水蒸气的内能. (2)水蒸气对木塞做功,水蒸气的内能转化为木塞的机械能,从而使水蒸气的内能减少,温度降低.试管口的水蒸气遇冷液化形成白雾. 2.热机 像上述那样,利用内能做功的机械叫做热机(把内能转化为机械能). 实例:热机的种类很多,例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等. 总结 热机是利用内能做功把内能转化为机械能的机械. 二、内燃机 1.汽油机的结构:如图所示. 2.汽油机的工作过程 完成下表. 冲程名称 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 示意图 工作特点 进气门打开、排气门关闭、活塞向下运动. 进气门关闭、排气门关闭、活塞向上运动. 进气门关闭、排气门关闭、活塞向下运动. 进气门关闭、排气门打开、活塞向上运动. 冲程作用 将汽油和空气的混合物吸入汽缸. 压缩汽油和空气的混合物,使其压强增大,温度升高. 在压缩冲程结束时,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压气体,推动活塞对外做功. 把废气排出汽缸. 能量转化 — 机械能转化为内能. ①燃料燃烧,将化学能转化为内能. ②高温高压气体对外做功,将内能转化为机械能. — 典　例　1　　　　 (2024∙阳江期末)如图为某四冲程汽油机顺序被打乱的工作图,下列说法正确的是(B) A.四个冲程的顺序应该是B→A→D→C B.图A是做功冲程,内能转化为机械能 C.图B是压缩冲程,机械能转化为内能 D.图C是排气冲程,内能转化为机械能 变式1　(2024∙韶关期末)如图1所示,先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,然后迅速压下活塞,筒内棉花燃烧起来.对这一现象的解释是活塞压缩玻璃筒内的空气,对筒内空气做了功,使空气的内能增加,温度升高,达到乙醚着火点.图2是某四冲程汽油机工作时各冲程的示意图,从能量转化的角度看,其中与图1实验相同的是B.如果该汽油机飞轮转速是1 800 r/min,则它每秒钟对外做功15次. 图1　　　　　图2 三、汽油机和柴油机的异同 比较汽油机和柴油机的异同,完成下表. 汽油机 柴油机 示意图 不同点 构造 顶部有一个火花塞. 顶部有一个喷油嘴. 吸气冲程 吸入汽油和空气的混合物. 吸入空气. 点燃方式 火花塞产生电火花点燃燃料,称为点燃式. 缸内空气压缩程度更大,空气温度升得更高,喷油嘴喷出的柴油遇到热空气(温度超过柴油燃点)立刻燃烧,称为压燃式. 特点 轻巧,效率低. 笨重,效率高. 应用 小型汽车、摩托车. 载重汽车、大型拖拉机. 相同点 一个工作循环,经历4个冲程,活塞往复运动2次,曲轴和飞轮转动2周,做功1次.吸气冲程、压缩冲程和排气冲程都是靠飞轮的惯性完成的. 典　例　2　下面关于汽油机和柴油机的说法中,不正确的是 (D) A.汽油机与柴油机使用的燃料不同 B.柴油机采用压燃式点火,汽油机采用点燃式点火 C.柴油机汽缸顶部有个喷油嘴,汽油机汽缸顶部有个火花塞 D.柴油机在吸气冲程中吸入的是空气和柴油的混合物 变式2　关于四冲程汽油机和柴油机,下列说法错误的是(B) A.都是内燃机 B.在吸气冲程吸入汽缸的都是空气 C.柴油机的汽缸顶部是喷油嘴 D.汽油机在压缩冲程末火花塞点火 强化练习 1.[物理学与工程实践](2023∙河源期末)如图所示,甲、乙是课堂上看到的两个演示实验示意图,丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的其中两个过程示意图,下列说法正确的是(D) A.图甲的能量转化是内能转化为机械能 B.图乙的能量转化是机械能转化为内能 C.图丙是汽油机的做功冲程 D.图乙和丁是利用内能来做功的 第1题图 2.如图是汽油机与柴油机的示意图,则属于柴油机的是图乙.在汽油机的压缩冲程中,活塞向上运动,压缩混合气体做功,混合气体的温度升高(选填“升高”或“降低”),内能增加(选填“增加”或“减少”). 第2题图 3.(2023∙广州期末)如图所示,小宇往塑料小瓶中装入少量酒精,用电子点火器点燃瓶内酒精,看到瓶口的纸团冲出,此过程能量转化与图D(选填“A”“B”“C”或“D”)中的能量转化情况相同.某汽车四冲程汽油机单缸转速为6 000 r/min,则1 s内单缸对外做功50次. 4.[科学思维](2023∙常州中考节选)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,如图所示.发动机对外做功的是进气(选填“进气”或“排气”)冲程,此过程中钢瓶内压缩空气的温度降低.若该发动机的转速为1 200 r/min,则1 s内发动机对外做功20次.汽车行驶一段路程后,钢瓶内压缩空气的密度减小. 学科网（北京）股份有限公司 $$