第14章 第3节 热机-【通成学典】2025年新教材八年级物理暑期升级训练（沪科版2024）

74 第三节　热　机 1. 热机是把燃料燃烧时释放的 能转 化为 能的发动机。燃料直接在发 动机 内燃烧产生动力的热机,叫做 内燃机。内燃机中最常见的是 和 。 2. 汽油机和柴油机的共同点: (1) 活塞在气缸内做一次单向运动叫做 。 (2) 一个工作循环分为 个冲程,分别 为 、 、 和 。 (3) 只有 冲程是燃气对活塞做功, 其他的冲程要靠 的惯性完成。 (4) 内能转化为机械能的是 冲程, 机械能转化为内能的是 冲程。 (5) 一个工作循环,曲轴转 周,飞轮 转 圈,活塞往返 次,对外 做 次功。 3. 柴油机和汽油机的区别: (1) 在结构上,柴油机用 替代了汽 油机的火花塞。 (2) 吸气冲程:柴油机吸入的是 ,汽 油机吸入的是 。 (3) 压缩冲程末,柴油机的喷油嘴 , 进行压燃式点火,汽油机的火花塞 。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 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。如图所示为汽油机工作原理 示意图,分析可知该冲程是四冲程汽油机的 ( ) 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,进气阀和排气阀的状态,两个阀都关闭是压 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 一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是 1200r/min,则该汽油机每秒 ( ) A. 完成20个冲程,做功10次 B. 完成40个冲程,做功40次 C. 完成40个冲程,做功10次 D. 完成20个冲程,做功20次 判断四冲程汽油机每秒钟完成的冲程数 和做功次数时,首先,将飞轮转速单位换算成 “r/s”;然后综合一个工作循环包括四个冲程、 飞轮转两圈、对外做功一次和飞轮的转速进行 推理。 典例3 喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶进行了 如下游戏探究:瓶中留有少量水,盖上瓶盖(如 图甲);扭转瓶子(如图乙);轻轻扭动瓶盖,瓶盖 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(沪科版)八年级 拍 照 批 改 75 被瓶内的气体冲出,同时瓶内出现白雾(如图 丙)。图乙和图丙所示的过程,分别与四冲程内 燃机连续的两个冲程相似,这两个冲程是( ) 典例3图 A. 吸气冲程和压缩冲程 B. 压缩冲程和做功冲程 C. 做功冲程和排气冲程 D. 压缩冲程和排气冲程 四冲程内燃机有吸气、压缩、做功、排气四 个冲程,根据每个冲程的特点和能量转化情况 来判断冲程的类型。工作过程中能量的转化: ① 压缩冲程:机械能→内能;② 做功冲程:内 能→机械能。如图乙所示,扭转瓶子时,小明施 加的外力压缩瓶内的气体,是机械能转化为内 能,这一过程与四冲程内燃机的压缩冲程相似; 当瓶盖被瓶内的气体冲出时,是瓶内气体对瓶 盖做功,内能转化为机械能,这一过程与四冲程 内燃机的做功冲程相似。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 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. (无锡中考)四冲程汽油机的工作循环中,主 要将机械能转化为内能的冲程是 ( ) A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程 3. 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 不依靠惯性工作。以上说法中正确的是 ( ) A. ②④ B. ②③ C. ①③ D. ②③④ 4. 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 5. (镇江中考)下面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 6. (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 跑。下列说法正确的是 ( ) 第6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. 蒸汽把软木塞顶跑的过程,实现了内能向 机械能的转化 C. 蒸汽把软木塞顶跑的过程,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 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 3预学储备 76 7. (枣庄中考)古代的人们曾发明一种活塞式 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。下列事例与猛推推 杆入筒的过程中,能量转化情况不同的是 ( ) 第7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 8. 下列关于汽油机与柴油机的说法中,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 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 9. 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。刹车片过热是通过 的方 式增大内能的。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”作冷却液给发动机降温, 这是因为水的 较大,冷却效果好。 10. 燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的 热机叫做内燃机,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,可以判断如图是 (选 填“汽油机”或“柴油机”)的结构示意图。 第10题 11. 新情境 社会热点 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),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。 第11题 12. 四冲程热机工作过程中,将内能转化为机 械能的是 冲程;李白在《望庐山瀑 布》中写道:“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。[水的比热容为4.2× 103J/(kg·℃)] 13. 一单缸四冲程柴油机,它的飞轮转速为 1800r/min,在1s内它完成 个做 功冲程;如果在做功冲程中,燃气推动活塞 一次做功2200J,那么这台柴油机的功率 为 W。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(沪科版)八年级 23 1.26×107J 4.2×103J/(kg·℃)×40kg =75℃,75℃ + 30℃=105℃,在1个标准大气压下,水温达到 100℃后沸腾,吸热,温度不再升高,故水温只能 升高到100℃ 第三节 热 机 知识梳理 1. 内 机械 气缸 汽油机 柴油机 2. (1) 一个冲程 (2) 四 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 (3) 做功 飞轮 (4) 做 功 压缩 (5) 两 两 两 一 3. (1) 喷油嘴 (2) 空气 空气和汽油的混合气 体 (3) 喷出雾状柴油 点火 典例演练 典例1 B 典例2 C 典例3 B 预学训练 1. C 2. B 3. A 4. D 5. C 6. B 7. A 8. A 9. 做功 压缩 做功 比热容 10. 柴油机 11. 内能转化为机械能 属于 12. 做功 热传 递 8.4×103 13. 15 3.3×104 解析:该单缸四冲程柴油机 的飞轮转速为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 2周,对外做功1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 =3.3×10 4W。 第四节 跨学科:热机效率和环境保护 知识梳理 1. 完全 质量 q J/kg 2. mq qV 3. 有用 WQ×100% 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:因为忽略加热过 程中热量的损失,故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mΔt可得,m= Q吸 c水Δt= 4.2×108J 4.2×103J/(kg·℃)×(60℃-20℃) = 2500kg。 8. (1) C (2) AC 9. 不变 25% ② 10. 氢气完全燃烧放出的热量Q放=qm=1.4× 108J/kg×0.02kg=2.8×106J;氢能自行车骑行 时受到的阻力f=5%G=5%mg=5%×84kg× 10N/kg=42N,由二力平衡的条件可知,骑行时 发动机的牵引力F=f=42N,氢能自行车牵引 力所做的有用功W=Fs=42N×50×103m= 2.1×106J;氢气的利用效率η= W Q放×100%= 2.1×106J 2.8×106J×100%=75% 第十四章预学检测 一、 1. B 2. B 3. C 4. D 5. B 6. D 7. D 8. B 9. B 10. A 解析:该燃气完全燃烧放出的热量Q放= Vq=0.02m3×4.2×107J/m3=8.4×105J,故① 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈