2.1 热机-【学海风暴】2025-2026学年新教材九年级上册物理同步备课（教科版2024）

第2章 改变世界的热机 热 机 已课前预习导航 名师点睛 一、热机 汽油机的吸气和排气原理 1.热机的定义：热机是通过燃料燃烧获取 (1)吸气：活塞向下移动，汽缸内气体体 积增大，气压变小，外界大气压大于汽缸内 南能并将其转化为机械能的装置。 气压；汽油和空气的混合物在外界大气压的 2.热机的工作原理：所有热机在工作时能 作用下，进入汽缸。 量转化的过程都是相同的，即燃料燃烧使化学 (2)排气：活塞向上移动，汽缸内气体体 能转化为内能，然后通过做功，把内能转化为 积变小，气压变大，汽缸内气压大于外界大气 机械能。 压：废气在汽缸内气压的作用下，排出汽缸。 二、内燃机 1.内燃机：燃料在汽缸内燃烧，产生的燃 已经典例题剖析 气直接推动活塞做功的机器，也叫作活塞式内 【例2024年4月20日，我国研制的全球 燃机。 首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相 2.常见内燃机的种类：汽油机和柴油机。 世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界 3.汽油机的工作过程：由吸气、压缩、做功 纪录。下列图片所示的内燃机的四个冲程，汽 和排气四个冲程的不断循环来保证连续工作 缸内气体的内能最小的是 具体工作过程如下图所示： 吸气冲程 压缩神程 排气冲程 做功冲程 注：汽油机的一个工作循环中，活塞往复 【解题点拨】吸气冲程中，汽油机吸入空气 运动两决，飞轮（曲轴）转动画周，只有做功冲 和汽油的混合气体，气体温度较低：在压缩冲 程中燃气对外做一决功，其他三个冲程是辅助 程中，活塞压缩汽油与空气形成的燃料混合 冲程，要靠飞轮转动的能量来完成。 物，活塞对气体做功，使汽缸内气体的内能增 16 九年级物理K版 加：在做功冲程中，高温高压气体对活塞做功， 给汽车提供动力的是图 内能转化为机械能；排气冲程中，将汽缸内的 所示的（选填 废气排出。相比而言，吸气冲程中的气体温度 “甲”或“乙”)冲程，另一个 较低，内能最小。 冲程是由飞轮的 参考答案。【例】D 来完成的。 6.在冬天，人们常常搓手取暖。这个过程中的 已课内基础闯关 能量转化与四冲程内燃机的哪个冲程的能 考点①热机 量转化相同 () 1,右图所示的是世界上 A.吸气冲程 B.压缩冲程 早期的蒸汽汽车模 C.做功冲程 D.排气冲程 型。燃料燃烧使水温 7.传统文化(2024一2025赣州上犹期中)下列 升高，水的 能增加，再转化为汽 图片所示的是小普同学跟爷爷学习气功的 车的 能，使汽车前进。 四个基本动作。他由此联想到汽油机的冲 2.(2024一2025上饶铅山月考)下列工具工作 程。下列说法正确的是 的过程中使用热机的是 鼻孔吸气气沉丹田 排山倒海 打完收1 A.鼻孔吸气所对应的汽油机的冲程吸入的 A.推土机 B.自行车 只有空气 B.气沉丹田所对应的汽油机的冲程是将内 能转化为机械能 C.排山倒海所对应的汽油机的冲程是靠飞 C.电动车 D.儿童滑板车 轮的惯性来完成的 3.如果请你设计一辆在月球上使用的月球车， D.打完收工所对应的汽油机的冲程排出了 考虑到月球上没有大气，那么可以在月球上 废气 使用的动力装置是 色课外拓展提高 A.柴油机 B.汽油机 一、填空题 C.喷气发动机 D.电动机 1.右图所示的是古希腊数学家希 考点②汽油机及其工作过程 罗发明的“汽转球”，它被誉为最 4.(2024一2025抚州东乡区期中)右 早的蒸汽机。它由一个装有水 图所示的是某单缸四冲程汽油机 的密闭锅与一个空心球通过两 根空心管连接在一起而组成，球 的 冲程：若该汽油机 两旁有两根出气管。水沸腾后产生的高温 每秒钟对外做功20次，那么该汽 水蒸气由空心管进入球中，然后从出气管喷 油机飞轮的转速为 r/min。 出，就可以使球体快速转动，将 5.汽油机是汽车的重要组成部分，图甲、乙所 能转化为机械能。这一过程的能量转化和 示的是汽油机工作过程中的两个冲程，其中 上册第2罩 汽油机的 冲程的能量转化形 B.气体对外做功，内能转化为机械能 式相同。 C.活塞依靠飞轮的惯性而运动 2.科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每 D.气体对外做功，气体的内能增加 一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内 6.下图所示的流程图可以演示四冲程汽油机 燃机相同，在第四个冲程结束后，立刻向汽缸 的一个工作循环。对图中甲、乙的描述，正 内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高 确的是 ) 压的水蒸气，推动活塞再次做功，水蒸气温度 吸气冲程一一甲一·乙一一排气冲程 (选填“升高”“降低”或“不变”)， A.甲是做功冲程 其内能 (选填“增大”“减小”或“不 B.乙冲程中活塞向上运动 变”)，这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机 C.甲冲程中气体内能增加 械能。为进入下一个工作循环，这款内燃机的 D.乙冲程中两个气门同时打开 第六个冲程应是 冲程。 7.(多选)某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面 3.如图甲所示，加热试管使试管内的水沸腾， 积为30cm2,一个冲程活塞在汽缸中移动的 盖在试管口上的塞子会受到水蒸气的压力 距离是50mm,满负荷工作时做功冲程中燃 而冲出，该过程与图 (选填“乙” 气的平均压强为9.0×10Pa,飞轮1min内 或“丙”)所示的冲程相同，这个冲程将 转动1800周。汽油机满负荷工作时（不计 能转化为机械能。 摩擦)，下列说法正确的是 () A.汽油机每秒内完成30个冲程 B.1min内汽油机的功率为2025W C.做功冲程中燃气对活塞的平均压力 为2700N D.一个做功神程中燃气对活塞做的功为 4.下列图片所示的是一台单缸四冲程汽油机 1.35×103J 的一个工作循环中的三个冲程，缺少的是 已核心素养提升 冲程。它的转速为2400r/min, 科学思维右图所示的是老师在物 下压 则它1s内对外做功 次，完成 理课上做的热机工作原理的模拟 个冲程。 实验。在玻璃管中先加入少量酒 酒精 精，将橡皮塞放入玻璃管并向下压 电子 点火器 缩气体，然后用电子点火器点火， 橡皮塞会向上弹出。 (1)橡皮塞向下压时，其能量转化与汽油机 工作中的 冲程相同。 二、选择题 (2)如果想让橡皮塞弹得更远，你的方法是 5.一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 (写出一个即可)。 动活塞对外做功，则该冲程 A.是压缩冲程 九年级物理K版4.解：(1)质量为1kg,温度为20℃的水温度升高到 80℃，则水吸收的热量 Qg=ckm本△1=4.2X103J/(kg·℃)×1kg× (80℃-20℃)=2.52×103J (2)金属块放出的热量全部被水吸收，因此水吸收的 热量等于金属块放出的热量，即Q=Q。=2,52× 103J 金属块的比热容 c= 2.52×10°J m全△' mtY=2kg×(500℃-80C 0.3×103J/(kg·℃) (3)若这些热水继续吸收1.05×10」的热量，则水升 1.05×103J 高的温度△”= Q km素-4.2X10J/0kg·C)×1kg =25℃ 1'=80℃+25℃=105℃ 因为在1个标准大气压下水的沸点为100℃，所以水 的末温为100℃. 园B层提升训练 1.较大热值2.剧烈减小3.D 4.【证据】(1)乙，丙(2)①加热时间②升高的温度 【解释】水【交流】(1)沙子受热不均匀(2)加热时 间的长短【拓展】质量燃尽后 第2章改变世界的热机 1热机 巴课内基础闻关 1.内机械2.A3.D 4.压缩24005.乙惯性 6.B7.D 巴课外拓展提高 1.内做功2.降低减小排气 3.丙内4.吸气2080 5.B6.C7.BC ©核心素养提升 (1)压缩(2)使橡皮塞下压更长的距离（合理即可） 2热机效率 课内基础闻关 1.有用功25% 2.D3.D4.C5.C 课外拓展提高 1.降低比热容2.做功2 3.甲乙4.0.625 190 九年级物理JK版 5.A 6.C 7.ABC 8.解：(1)汽车通过隧道的平均速度= 2400m= t 1205 20m/s (2)完全燃烧0.1kg汽油放出的热量 Q=mg=0.1kg×4.6×10J/kg=4.6×10°J 题大 (3)汽车通过隧道的过程中发动机的效率)一Q。 100%= 1.38×10°J 4.6×10J ×100%=30% ②核心素养提升 (1)0.3u2(2)2800 专题一热量的相关计算 1.解：(1)铁制品放出的热量Q=c餐m烧△4转=0.46× 10J/(kg·℃)×20×10-kg×(820℃-20℃) =7360J (2)不考虑周围环境的影响和热损失，液体吸收的热 量Qw=Q=7360j 由Q=cm△可知，该液体的比热容 Q Ca产maa 7360J 368X10-1kg×(20℃-10℃)=2× 10J/(kg·℃) 2.解：(1)水吸收的热量 Q。=ckmg△1=4.2X10J/(kg·℃)×2.5kg×80℃ =8.4×103J ×100%可得，煤完全燃烧放出的热量 (2)由9-Q Q4=Q_8.4×102 7 10% =8.4×10J 由Q量=mg可得，需要煤的质量 Q_8.4×10J 加量 9m3×10J/kg =0.28kg 3.解：(1)金属球的质量 Q 1.26×10J m=cay2-0.42x10J/kg·C)X108C-48℃ =0.05kg=50g (2)根据Q做=Q=cm(1一。)可得.该液体的比热容 1.26×103J c= Q m(t-t。) =0.1kgX(48C-45C)=4.2× 103J/(kg·℃) 所以该液体是水。 (3)若该液体再吸收2.52×10J的热量，则该液体升 高的温度 2.52×10'J △1并= cm 4.2x 10 J/(kg.C)x0.I kg=60C