12.4 热机与社会发展 课件-2025-2026学年物理沪粤版九年级上册

第十二章　内能与热机 12.4　热机与社会发展    　热机 1.【跨学科·工程实践】如图甲所示的C919大型客机是中国 首款按照最新国际适航标准自行研制,具有自主知识产权的 干线民用飞机,发动机工作时,能量转化的流程图如图乙,该发 动机_______(选填“属于”或“不属于”)热机。请你完成 横线部分的内容。 　属于       ①_______;②______;③_______。 　机械     　内     　化学     解析　该发动机工作时消耗燃料,燃料燃烧将化学能转化为 内能,再通过做功将内能转化为机械能,在内能转化为机械能 的过程中,会损失一部分内能;与热机工作原理相同,所以该发 动机属于热机。  　汽油机 2.【新特色·教材图片变式】(2024江苏镇江中考)下列汽油机 工作的四个冲程中,做功冲程是 ( )     C     解析　汽油机做功冲程的特点是进气门和排气门关闭,火花 塞点火,活塞向下运动。 3.【跨学科·社会发展】(2024四川广元中考)1883年人类发明 了汽油机。一台四冲程汽油机的一个冲程中,火花塞点火,燃 料猛烈燃烧,产生高温高压的气体推动活塞对外做功,则该冲 程 ( ) A.是压缩冲程 B.气体对外做功,内能转化为机械能 C.活塞依靠飞轮的惯性而运动 D.气体对外做功,气体的内能增加     B     解析　一台四冲程汽油机的一个冲程中,火花塞点火,燃料猛 烈燃烧,产生高温高压的气体推动活塞对外做功,将内能转化 为机械能,是做功冲程,故选B。 4.【新课标·科学思维】一台单缸四冲程汽油机飞轮的转速为 1 200 r/min,那么每秒钟汽油机曲轴转动__________转,完成__________个工作循环,对外做功__________次,完成__________个冲程。     40         10         10     20     解析　飞轮的转速为1 200 r/min,即20 r/s,根据“1个工作循环 包含4个冲程,曲轴转2转,对外做功1次”可知,每秒钟该汽油 机曲轴转动20转,完成10个工作循环,对外做功10次,完成40个 冲程。  　热机与环境 5.如图是某内燃机工作时的能量流向图,该内燃机的效率是  ( ) A.35%　    B.15%　    C.40%　    D.65%     A     解析　热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的 热量的比值,由能量流向图可知该内燃机的效率:η=100%-25%- 40%=35%,故A正确。 6.【新特色·环境保护】(2025广西南宁期中)关于热机与环境, 下列说法不正确的是 ( ) A.热机效率是热机性能的重要指标 B.改进热机性能,可以有效利用资源,减少排放污染 C.在四冲程内燃机中,减少废气带走的大量热量可以大大提 高热机效率 D.使用热值更高的燃料,可以有效提高热机效率     D     解析　热机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放 出总能量的比值,是热机性能好坏的重要标志之一,故A正确; 改进热机性能,可以增加有效利用的能量,减少排放污染,提高 热机的效率,故B正确;减少废气带走的热量,用来做有用功的 能量与燃料完全燃烧放出的能量之比增大,即提高了热机的 效率,故C正确;热机的效率与燃料的热值没有关系,提高燃料 的利用率是提高热机效率的关键,故D错误。   7.(2025广东清远月考,★☆☆)如图所示为汽油机和柴油机的 剖面图,下列说法不正确的是 ( )  　          B     A.柴油机和汽油机的不同之处是柴油机的气缸顶部没有火花 塞而有一个喷油嘴 B.不管是汽油机还是柴油机,只要燃料完全燃烧,热机效率就 可以达到100% C.汽油机和柴油机都具有吸气、压缩、做功、排气四个冲程 D.柴油机可以输出更大功率,主要应用在载重汽车、拖拉 机、坦克、火车上面 解析　柴油机气缸顶部没有火花塞,但有一个喷油嘴,故A正 确;热机在工作时不可避免地要克服机械部件间的摩擦做额 外功,机械效率不可能达到100%,故B错误;柴油机和汽油机都 具有吸气、压缩、做功、排气四个冲程,故C正确;柴油机的 压缩比比汽油机高,在做功冲程中气体的压强更大,能提供更 大的牵引力,所以柴油机的功率比汽油机更大,主要应用在载 重汽车、拖拉机、坦克、火车上面,故D正确。 特别提醒　汽油机和柴油机的区别 汽油机 柴油机 构造 火花塞 喷油嘴 燃料 汽油 柴油 吸气冲程 汽油和空气的混合物 只吸入空气 压缩冲程 压缩程度较小 压缩程度较大 做功冲程 点燃式 压燃式 效率 效率低 效率高 8.【跨学科·工程实践】(2024陕西中考A卷,★★☆)涡轴9“玉 龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机,其大致工作过程是:空气通过进气道进入压气机,被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合,燃料在燃烧室燃烧后,产生的高温高压气体推动涡轮转动,从而输出动力。该发动机工作过程中的相关说法正确的是 ( ) A.燃烧室中燃料燃烧越充分,发动机效率越高 B.燃料和压缩空气混合后,燃料的热值增大 C.压气机压缩空气,空气的内能减小 D.高温高压气体推动涡轮转动时,将机械能转化为内能     A     解析　燃料燃烧越充分,能有效利用的能量越多,则发动机的 效率越高,故A正确;热值只跟燃料的种类有关,燃料和压缩空 气混合后,燃料的种类不变,燃料的热值不变,故B错误;压气机 压缩空气,对空气做功,机械能转化为内能,空气的内能增加,故 C错误;高温高压气体推动涡轮转动时,将内能转化为机械能, 故D错误。 9.(2025广东广州执信中学期中,★★☆)某辆汽车在某次低速 行驶和在高速行驶时,它受到的阻力大小和行驶100 km路程 油耗数据(100 km油耗指的是汽车行驶100 km路程要消耗的 燃油体积)如表所示,则相比于低速行驶,汽车高速行驶时,热 机 ( )     A     车速 阻力大小f/N 100 km油耗/L 低速 800 12.0 高速 2 000 6.8 A.效率高 B.效率低 C.效率与低速时相同 D.数据不足,无法比较其效率高低 解析　汽车匀速行驶时,根据η= ×100%= ×100%= ×1 00%得,低速行驶时的效率:η低= ;高速行驶时 的效率:η高= ;比较可知,汽车高速行驶时,热 机效率高,故A正确。 10.【新特色·环境保护】(2025广东揭阳月考,★★☆)力争2030 年前实现碳达峰,努力争取2060年前实现碳中和是我国向世 界的庄严承诺。减少碳排放,提高热效率是大势所趋。一款 新型汽车的发动机以23 kW的恒定功率工作了0.5 h,消耗汽油 的质量为2.5 kg。(汽油的热值为4.6×107 J/kg)求: (1)该段时间汽车发动机做的功; (2)2.5 kg汽油完全燃烧释放的热量; (3)该汽车发动机的效率。 解析    (1)汽车发动机做的功: W=Pt=23×103 W×0.5×3 600 s=4.14×107 J; (2)由题意可知,2.5 kg汽油完全燃烧释放的热量:Q放=mq=2.5 kg×4.6×107 J/kg=1.15×108 J; (3)该汽车发动机的效率: η= ×100%= ×100%=36%。   11.【新课标·科学思维】为了提高汽油发动机的效率,工程师 们正在研发一种六冲程汽油机,它的每一个工作循环的前四 个冲程与四冲程汽油机相同,第四个冲程结束以后,立即向气 缸内喷水,水在高温气缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气,推 动活塞再次做功,最后再将水蒸气排出。这种汽油机理论上 的极限转速可以达到2 700 r/min,则在极限转速下,该汽油机 1 s内经历__________次工作循环,对外做功__________次。     30         15     解析　这种汽油机理论上的极限转速是2 700 r/min=45 r/s,由 题意可知,这款六冲程汽油机每个工作循环,完成6个冲程,飞 轮、曲轴转3周,做功2次,所以该汽油机1 s内经历工作循环  =15次,对外做功15×2=30次。 $$