第10章 第4节 热机-【通成学典】2025年新教材八年级物理暑期升级训练（北师大版2024）

54 第四节　热　机 1. 将燃料燃烧产生的高温、高压气体的 能转化为 能的机器,统称为热机。常见的内 燃机通过燃料在机器内部燃烧,把 能转化为 能,通常包括 机和 机两大类。 2. 汽油机的活塞从气缸的一端运动到另一端为一个 。四冲程汽油机的工作过程由 、 、 、 四个冲程组成。只有 冲程气体对外做功,其他 三个冲程都是辅助冲程,要靠安装在曲轴上的 的惯性来协助完成。 3. 汽油机一个工作循环,曲轴旋转 圈,对外做功 次。 4. 填表: 柴油机和汽油机的不同点 热机种类 柴油机 汽油机 构 造 气缸顶部有 气缸顶部有 吸 气 吸入的是 吸入的是 压 缩 压缩气体的温度升高,超过柴油的燃点,压缩 冲程末,喷油嘴喷出雾状柴油 压缩气体的温度比柴油机的低,压缩冲程末, 用火花塞点火 点火方式 应 用 机体笨重,主要用于载重汽车、坦克等 机体轻便,主要用于汽车、小型飞机等 5. 现代火箭使用的是 发动机。液体燃料燃烧产生的气体以很大的速度从喷口喷出,对火 箭产生强大的 ,使火箭前进。在此过程中,燃料的化学能转化为 能,进而转化 为火箭的 能。 典例1 汽油机大多用在小汽车、飞机以及一些轻 巧的机械上。如图所示为四冲程汽油机某一冲 程的工作原理示意图,分析可知该冲程是( ) (典例1图) A. 做功冲程,将机械能转化为内能 B. 做功冲程,将内能转化为机械能 C. 压缩冲程,将机械能转化为内能 D. 压缩冲程,将内能转化为机械能 判断汽油机和柴油机冲程的两步:第一 步,进气门和排气门的状态,两个门都关闭是压 缩或做功冲程,一个关闭、一个开启是吸气或排 气冲程;第二步,由曲轴转动方向判断活塞是靠 近还是离开火花塞(喷油嘴),靠近的是压缩和 排气冲程,离开的是做功和吸气冲程。如图,曲 轴在顺时针转动,活塞离开火花塞。涉及能量 转化时,根据冲程进行判断,压缩冲程机械能转 化为内能;做功冲程内能转化为机械能,同时涉 及燃料的燃烧,即还有化学能转化为内能。 典例2 一台四冲程汽油机正常工作时曲轴和飞 轮的转速是2400r/min,它每秒完成 个冲程,对外做功 次。 首先,将转速换成r/s为单位,然后,结合 飞轮每转2r,完成4个冲程,对外做功1次进行 推理。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(北师版)八年级 拍 照 批 改 55 1. (新疆中考)下列运载工具中,不需要利用热 机的是 ( ) A. 喷气式飞机 B. 柴油拖拉机 C. 纯电动汽车 D. “长征”系列火箭 2. 四冲程汽油机工作循环中,主要将内能转化 为机械能的冲程是 ( ) A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程 3. (娄底冷水江期末)如果一台单缸四冲程内 燃机的飞轮转速为3600r/min,那么每秒内 ( ) A. 活塞完成60个冲程 B. 燃气对活塞做功30次 C. 曲轴转动240r D. 完成120个工作循环 4. 关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种 说法:① 汽油机的点火方式是压燃式;② 在 压缩冲程中机械能转化为内能;③ 在做功冲 程中燃气的内能增加;④ 只有做功冲程飞轮 不是依靠惯性工作。以上说法中,正确的是 ( ) A. ②④ B. ②③ C. ①③ D. ②③④ 5. 下列关于热机的说法,正确的是 ( ) A. 热机是将化学能转化为机械能的装置 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. 常见热机工作时要利用燃料的化学能 6. (镇江中考)下列是汽油机工作时的各个冲 程示意图,其中做功冲程是 ( ) A. B. C. D. 7. (兰州中考)如图所示,用酒精灯对试管加 热,等水沸腾后,可以看到蒸汽把软木塞顶 出。下列说法中,正确的是 ( ) (第7题) A. 用酒精灯加热试管,水内能的增加是通 过做功的方式实现的 B. 蒸汽把软木塞顶出的过程,实现了内能向 机械能的转化 C. 蒸汽把软木塞顶出的过程,相当于汽油机 的排气冲程 D. 试管口出现的白雾是水汽化后形成的水 蒸气 8. (枣庄中考)古人曾发明一种活塞式点火器, 如图所示,以牛角作套筒,木质推杆前端黏 附艾绒,取火时,一手握住套筒,另一手猛推 推杆,艾绒即燃。下列事例中,与猛推推杆 入筒的过程能量转化情况不同的是 ( ) (第8题) A. 内燃机的做功冲程 B. 内燃机的压缩冲程 C. 钻木取火 D. 流星雨的形成 9. 下列关于汽油机与柴油机的说法,不正确 的是 ( ) A. 柴油机气缸顶部有个火花塞,汽油机气 缸顶部有个喷油嘴 B. 柴油机通过压缩空气直接点燃柴油 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 3预学储备 56 C. 汽油机与柴油机使用的燃料不同 D. 汽油机与柴油机的工作过程都分为吸 气、压缩、做功、排气四个冲程 10. 大型载重汽车下坡时间较长时,为防止刹 车片过热造成刹车失灵,要向刹车片和轮 胎喷水降温。刹车片过热是由于刹车时通 过 的方式增大了内能。载重汽车 的单缸四冲程柴油机工作时,机械能转化 为内能的是 冲程,化学能转为内 能的是 冲程。人们常常选用水作 为冷却液给发动机降温,这是因为水的 较大,冷却效果好。 11. 燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的 热机叫作内燃机,内燃机分为汽油机和柴 油机两大类,根据它们在结构上和工作过程 中的不同,可以判断如图所示为 (选填“汽油机”或“柴油机”)的结构示意图。 (第11题) (第12题) 12. 跨学科实践 社会发展 2024年10月30日 凌晨,搭载着“神舟十九号”载人飞船的“长 征二号”F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射 中心点火发射(如图所示),将3名航天员送 入太空。运载火箭发动机内燃料燃烧后发 生的能量转化是 (选填 “机械能转化为内能”或“内能转化为机械 能”)。火箭发动机 (选填“属于” 或“不属于”)热机。 13. 四冲程热机工作过程中,将内能转化为机 械能的是 冲程;李白的《望庐山瀑 布》中有“日照香炉生紫烟”,这是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式 来改变香炉峰的内能的;加热1kg的水,使 其温度上升2℃,则加热过程中水吸收的热 量为 J。[c水=4.2×103J/(kg·℃)] 14. 一单缸四冲程柴油机的转速为1800r/min, 在1s内它完成 个做功冲程;若在 做功冲程中,燃气推动活塞一次做功2200J, 则这台柴油机的功率为 W。 15. 一单缸四冲程汽油机飞轮转速为3600r/min, 做功时气缸平均压强为2×105Pa,活塞面 积为500cm2,活塞行程为10cm,求: (1) 活塞受到的推力。 (2) 一个做功冲程中燃气所做的功。 (3) 该汽油机的功率。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(北师版)八年级 18 预学训练 1. A 2. C 3. C 4. C 5. 弹性势 动 动 重力势 6. 等于 b 第二节 内 能 知识梳理 1. 分子 10-10 2. 进入 越快 剧烈 热运动 3. 大量分子 永不停息地做无规则 引 斥 4. 形状 形状 体积 5. 所有分子 动 势 6. 吸热或放热 能量 Q 焦耳(J) 7. 做功 热传递 增加 减少 典例演练 典例1 A 典例2 D 典例3 C 预学训练 1. C 2. C 3. B 4. A 5. C 6. D 7. 在永不停息地做无规则运动 ③ 8. 变大 升高 做功 9. 增加 升高 减少 降低 液 化 10. 做功 热传递 无规则运动 11. a 12. b (1) 40 (2) 水 温度升高 (3) C (4) A (5) ① 解析:热牛奶放在温度比它低的 水里,热量应该是从热牛奶传向水,根据图像可 知,热牛奶的图线应该是曲线b。(1) 由图像可 知,热牛奶冷却过程中,温度达到40℃就不再下 降,说明此时温度达到平衡,所以热牛奶和水终止 热传递的温度约为40℃。(2) 在热传递过程中, 水的温度升高了,内能增加了。(3) 热牛奶和水 之间传递的是热量。(4) 热传递的特点是传递速 度先快后慢。(5) 根据热传递的传递速度先快后 慢的特点,方式①冷却效果会更好。 第三节 比 热 容 知识梳理 1. 不同 性质 状态 2. 热量 温度变化量 Qm(t-t0) t-t0 t0-t 3. 焦每千克摄氏度 J/(kg·℃) 4. 较大 5. 热量 属性 不同 好 典例演练 典例1 (1) 质量 (2) 食用油 等于 水 (3) B (4) 比热容 典例2 3.36×108J 预学训练 1. C 2. D 3. D 4. D 5. A 6. D 7. C 8. 4.8×105 热传递 9. 相同 铝 铜 10. (1) 质量 (2) 使沙子和水受热均匀 (3) 52 (4) 错误 (5) 小于 11. 根据ρ= m V 可得,水的质量m=ρV=1.0× 103kg/m3×2×10-3m3=2kg,水吸收的热量 Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)× 2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J 第四节 热 机 知识梳理 1. 内 机械 内 机械 汽油 柴油 2. 冲程 吸气 压缩 做功 排气 做功 飞轮 3. 2 1 4. 喷油嘴 火花塞 空气 汽油和空气的混合 物 压燃式 点燃式(从左到右,从上到下) 5. 喷气 反冲推力 内 机械 典例演练 典例1 B 典例2 80 20 预学训练 1. C 2. C 3. B 4. A 5. D 6. C 7. B 8. A 9. A 10. 做功 压缩 做功 比热容 11. 柴油机 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 19 12. 内能转化为机械能 属于 13. 做功 热传 递 8.4×103 14. 15 3.3×104 解析:飞轮转速为1800r/min= 30r/s,因单缸四冲程柴油机的一个工作循环包括 四个冲程,飞轮转两周,对外做功一次,所以,该柴 油机每秒内飞轮转动30r,完成15个工作循环, 对外做功15次,即完成15个做功冲程;该柴油机 1s内做的总功W=nW1=15×2200J=3.3× 104J,柴油机的功率P=Wt= 3.3×104J 1s =3.3× 104W。 15. (1) 由公式p= F S 可得,活塞受到的推力F= pS=2×105Pa×500×10-4m2=104N (2) 一 个做功冲程中燃气所做的功W=Fs=104N× 10×10-2m=103J (3) 汽油机在一个工作循环 中,飞轮转动2r,对外做功1次,该汽油机的飞轮 转速为3600r/min=60r/s,即该汽油机1s做功 30次,则该汽油机1s做的总功W总=30×W= 30×103J=3×104J,该汽油机的功率P= W总 t = 3×104J 1s =3×10 4W 第五节 调查燃料的利用及其对 环境的影响 知识梳理 1. 化学 内 2. 完全 质量 Qm J /kg J/m3 3. 有用功 4. 二氧化碳 温室 典例演练 典例1 C 典例2 D 典例3 A 典例4 (1) 质量 通过水升高的温度来反映燃 料完全燃烧放出的热量 (2) 温度计的玻璃泡没 有充分浸入烧杯的水中 (3) ② 燃料不完全燃 烧且燃料燃烧放出的热量有一部分会散失到空 气中 预学训练 1. C 2. D 3. D 4. B 5. A 6. ① 噪声 ② 大气 7. 比热容 热值 2500 解析:因为水的比热容 较大,相同质量的水和其他物质相比,升高相同的温 度,水吸收的热量多,所以常用水给汽车发动机降 温;“可燃冰”完全燃烧放出的热量是煤气的数十倍, 说明“可燃冰”的热值很大;因为忽略加热过程中热 量的损失,所以1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量等 于水吸收的热量,由Q吸=c水m(t-t0)可得,m= Q吸 c水(t-t0)= 4.2×108J 4.2×103J/(kg·℃)×(60℃-20℃) = 2500kg。 8. (1) C (2) AC 9. 不变 25% ② 10. (1) 水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2× 103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)= 6.72×105J (2) 天然气完全燃烧放出的热量 Q放=qV=4.0×107J/m3×0.048m3=1.92× 106J (3) 天然气灶的效率η= Q吸 Q放×100%= 6.72×105J 1.92×106J×100%=35% 第六节 能量转化与守恒 知识梳理 1. 机械 化学 内 电 核 光 2. 转化 转移 保持不变 3. 方向 不可逆 典例演练 典例1 内 做功 机械能 典例2 C 预学训练 1. A 2. D 3. C 4. B 5. B 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈