10.4　热机 课件- 2025-2026学年物理北师大版九年级全一册

第十章　机械能、内能及其转化 第四节　热　机 基础夯实  　热机 1.【新课标·物理观念】(2025山东菏泽期中)下列设备工作过 程中没有使用热机的是 (　    ) C 解析　拖拉机、战斗机、蒸汽机车中采用的动力部件分别是 内燃机、喷气发动机、蒸汽机,都属于热机。而电动汽车的 动力部件使用的是电动机,不属于热机。 2.(2023辽宁大连中考)四冲程汽油机在工作过程中,将燃气的 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 C 解析　四冲程汽油机在做功冲程中,高温、高压燃气推动活 塞做功,将内能转化为机械能。故选C。 3.(2025陕西吴起月考) (1)如图所示是四冲程汽油机工作的　　    冲程,该冲程是辅 助冲程,要靠安装在曲轴上的飞轮的　　    来协助完成。 (2)柴油机和汽油机的主要区别在于,汽油机在 吸气冲程中吸入汽油和空气的混合物,而柴油 机吸入的只有　　　    ,构造上柴油机顶部有 喷油嘴,而汽油机顶部有　　　　    。 排气 惯性 空气 火花塞 解析    (1)由图可知,进气门关闭、排气门打开、活塞向上运 动,是排气冲程;吸气、排气和压缩冲程都要靠安装在曲轴上 的飞轮的惯性来协助完成。(2)汽油机在工作过程中,吸入的 是空气和汽油的混合物,而柴油机吸入的只是空气;柴油机的 顶部有喷油嘴,汽油机的顶部有火花塞。  　火箭 4.【新特色·国防教育】(2025广东深圳期中)2024年9月25日, 中国人民解放军火箭军向太平洋相关公海海域,成功发射1发 携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹,准确落入预定海域。该 洲际弹道导弹的发动机是　　    (选填“电动机”或“热 机”),工作时将　　　    能转化为内能再转化为　　    能。 热机 化学 机械 解析　该洲际弹道导弹的发动机工作时将燃料的化学能转化 为内能,再将内能再转化为机械能,属于热机。 5.随着火箭发动机的轰鸣,长征二号F遥十九运载火箭将我国 载人航天飞船神舟十九号送入太空。小宇利用星期天的休息 时间在网上观看了神舟十九号的发射过程,他搜集了一些问 题,想要考考同学们。 (1)液体燃料火箭喷气发动机主要由输送装置、　　　    、 　　　    、　　　    、　　　    组成。 氧化剂箱　 燃料箱 燃烧室 喷口 (2)火箭输送系统按时按量地把燃料和氧化剂输送到燃烧室 中,最初用　　　    点燃,产生高温、高压的气体,此后,由于     　　    的温度已经很高,进入燃烧室的燃料和氧化剂可以 自行燃烧。 (3)长征二号F遥十九运载火箭的发动机工作时将内能转化为 　　　    能。它是利用向后喷出气流使自身受力前进的,这 是运用了力的作用是　　　    。 电火花 燃烧室 机械 相互的 解析    (1)液体燃料火箭喷气发动机主要由燃料箱、氧化剂 箱、输送装置、燃烧室、喷口组成。(2)燃烧室中最初用电 火花点燃,此后,由于燃烧室的温度已经很高,进入燃烧室的燃 料和氧化剂可以自行燃烧。(3)长征二号F遥十九运载火箭的 发动机属于内燃机,工作时将内能转化为机械能;火箭的发动 机工作时向后喷出气流,由于力的作用是相互的,喷出的气体 对火箭的发动机施加向前的力,进而使火箭前行。 能力提升 6.(2023辽宁营口中考,★☆☆)下列四幅图中,属于做功冲程的 是 (　    ) C 解析　进气门打开的是吸气冲程;排气门打开的是排气冲程; 两个气门都关闭,活塞向上运动的是压缩冲程,A、B、D错误; 两气门都关闭,火花塞产生电火花,活塞向下运动,是做功冲程, 故选C。 7.【跨学科·工程实践】(2024湖南沅江模拟,★★☆)为培养学 生动手能力,提高物理学科素养,九年级物理社团的李老师在 社团课中带领学生们制作了水火箭。如图所示是某小组制作 的水火箭及其简易原理图。使用打气筒向水火箭内不断打 气,当内部气体压强增大到一定程度时,会使水从水火箭尾部 向下喷出,从而使水火箭升空。结合所学,你认为以下说法错 误的是 (　    ) C A.利用打气筒向水火箭内打气的过程,水火箭中空气的内能 在增大 B.使用打气筒打气时能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同 C.水火箭加速升空阶段机械能在增大 D.水向下喷出会使水火箭升空是由于力的作用是相互的 解析　利用打气筒向水火箭内打气的过程中,压缩筒内空气 做功,水火箭中空气的内能在增大,故A正确。向水火箭内打 气的过程是机械能转化为内能的过程,汽油机的压缩冲程中 机械能转化为内能,能量转化过程是相同的,故B正确。水火 箭加速升空阶段,其质量减小,而高度和速度都变大,所以无法 判断水火箭的动能和重力势能的变化,则不能判断它的机械 能如何变化,故C错误。水火箭向下喷水,给水一个向下的力, 由于物体间力的作用是相互的,水给水火箭一个向上的力,使 水火箭上升,故D正确。 8.(2025江苏灌云月考,★☆☆)世界上很多发明都是受到生活 现象的启发而萌生的创意,如蒸汽机和汽油机。它们在工作 时,都是将燃料燃烧释放的　　    能转化为　　    能。如图 所示的模拟实验中,图甲中是水蒸气驱动叶轮转动,图乙中是 上升的热空气驱动叶轮转动,则图　　    是汽油机的工作原 理图。 内 机械 乙 解析　蒸汽机和汽油机在工作时,都是将燃料燃烧释放的内 能转化为机械能;图甲是蒸汽机的工作原理图,图乙是汽油机 的工作原理图。 9.(2024陕西旬邑期末,★★☆)如图甲所示是一款斯特林发动 机模型,点燃酒精灯后就会发现发动机的连杆带动飞轮转动 起来。其工作原理是酒精灯火焰通过　　    的方式增加了汽 缸内空气的内能,高温的空气推动活塞做功,内能　　    (选填 “增大”或“减小”)。酒精灯继续加热汽缸内空气从而实 现往复工作。如图乙所示是某单缸四冲程汽油机结构示意 图,图中所示为汽油机的　　    冲程。若该汽油机飞轮转速 为3 600 r/min,则该汽油机每秒对外做功　　    次。 热传递 减小 压缩   30 解析　汽缸内的空气吸收火焰的热量,内能增大、温度升高, 所以酒精灯火焰通过热传递的方式增加汽缸内空气的内能; 高温的空气推动活塞做功,空气的内能减小;由图乙可知,进气 门和排气门关闭,活塞向上运动,所以此时为汽油机的压缩冲 程;汽油机飞轮转速为3 600 r/min=60 r/s,由于单缸四冲程汽油 机一个工作循环完成4个冲程,飞轮和曲轴转2圈,对外做功1 次,所以该汽油机每秒对外做功30次。 素养提优 10.【新课标·科学思维】(2024广东佛山南海模拟)如图甲所 示为四缸发动机工作原理图:内燃机通过连杆把四个汽缸的 活塞连在一根曲轴上,并使各汽缸的做功过程错开,在飞轮转 动的每半周里,都有一个汽缸在做功,其他三个汽缸分别在做 吸气、压缩和排气工作。 (1)有一台四缸发动机,其主要技术指标如表所示。其中排量 等于四个汽缸工作容积的总和,汽缸工作容积指活塞从上止 点到下止点所扫过的容积(如图乙所示),又称单缸排量,它取 决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(即冲程长),转速表示 每分钟曲轴或飞轮所转的周数,单缸排量V=　　　    L,该发 动机中单个汽缸的做功冲程每次做功　　    J。 0.75     750 排量 3.0 L 输出功率 150 kW 转速 6 000 r/min (2)在做功冲程里,燃气对活塞所做的功可表示为W=pV,式中p 表示燃气对活塞的压强,则该发动机中单个汽缸的做功冲程 里燃气对活塞的压强是多少? 答案     (2)1× 106 Pa 解析    (1)由表格数据知四缸总排量为3.0 L,则单缸排量V= × 3.0 L=0.75 L;根据P= 知发动机在1 s内做功W=Pt=150×103 W×1 s=1.5×105 J;每个缸1 s内做功W'= ×1.5×105 J=3.75×104 J;由表格数据知发动机转速为6 000 r/min=100 r/s,由于四冲程 内燃机中单个汽缸每个工作循环飞轮转两周、做功一次,所 以1 s内做功50次,则每个做功冲程做功W″= ×3.75×104 J= 750 J。   = =1×106 Pa。 (2)因为W″=pV,V=0.75 L=0.75×10-3 m3,燃气对活塞的压强p= $$