12.4 热机与社会发展-2025-2026学年沪粤版物理九年级上册

2025-2026学年新沪粤版物理九年级上册第十二章 内能与热机 12.4 热机与社会发展 课标导航 2022版课程标准 1. 了解热机的工作原理。 2. 知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。 课时学习目标 1. (重点)了解热机是将内能转化为机械能的机器，能说出四冲程汽油机的基本结构和工作过程。 2. 了解热机的发展历程，知道内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。 概念梳理 1. 热机：将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，然后通过做功，把内能转化为机械能的装置。 2. 内燃机： （1）原理：燃料直接在发动机 汽缸 内燃烧产生动力的热机叫做内燃机。 （2）分类：内燃分为 汽油 机和 柴油机 两大类，它们分别用 汽油 和 柴油 作为燃料。 3.内燃机的工作过程： 冲程 进气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 进气门 打开 关闭 关闭 关闭 排气门 关闭 关闭 关闭 打开 活塞运动方向 向下 向 上 向 下 向上 能量转化 机械 能转化 内 能 内 能转化为 机械 能 （1）要使汽油机连续工作，活塞必须在 汽缸 内往复运动。活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。多数汽油机是由吸气、 压缩 、 做功 、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。 （2）汽油机的压缩冲程将 机械 能转化为 内 能，做功冲程将 内 能转化为 机械 能. （3）汽油机的一个工作循环中，曲轴旋转 2 周，活塞往复运动 2 次，对外做功 1 次. （4）汽油机和柴油机的异同. 内燃机种类 汽油机 柴油机 燃料 汽油 柴油 顶部结构 火花塞 喷油嘴 吸气冲程吸入的物质 汽油和空气的混合物 柴油 点火方式 点燃式 压燃式 注：（1）在汽油机的一个工作循环中，活塞往复运动 2 次，曲轴转动两周，气缸内的燃油燃烧爆发 1 次，对外做功 1 次。 （2）工作效率不同，柴油机工作效率 高 ，汽油机工作效率 低 。 （3）在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为机械能，其他冲程都是依靠 曲轴惯性 来完成的。 4.热机效率 （1）定 义:热机工作时,用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比， （2）公 式： 【概念辨析】 判断下列说法，正确的画“√”，错误的画“×”。 （1）汽油机的做功冲程将机械能转化成了内能。（×） （2）汽油机的四个冲程都是依靠飞轮惯性才能完成的。（×） （3）汽油机的飞轮转动4圈，完成4个冲程，对外做功1次。（×） （4）内燃机工作时候的能量转化只存在于做功冲程，其余冲程没有发生能量的转化。（×） （5）汽油机在吸气冲程中，把汽油和空气的混合物吸入汽缸。（ √ ） 一阶 练基础 知识点1 热机 典例1．下列所示的工具工作过程中使用热机的是（　B　） A．自行车 B．柴油车 C．脚踏车 D．皮筏艇 变式1.如图所示，是小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作。由此他联想到热机的四个冲程，以下与吸气冲程最相似的是（　A　） A.鼻孔吸气 B.气沉丹田 C.排山倒海D.打完收工 知识点2 汽油机 典例2．如图所示，在四冲程汽油机工作过程中，获得动力的冲程是（　C　） A． B． C． D． 变式1．如图1所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内水蒸气推出。这个过程中水蒸气的 　内　能转化为塞子的机械能。图 　2　（选填“2”或“3”）中汽油机的工作过程与这一实验过程中原理是一致的。 变式2．如图所示为四冲程汽油机的某一冲程，下列说法正确的是（　C　） A．该冲程为压缩冲程 B．四个冲程中，该冲程靠飞轮的惯性完成 C．该冲程将内能转化为机械能，气缸内气体内能减少 D．汽油机吸气冲程吸入的只有空气 【方法归纳】：对汽油机工作过程的理解 【思路点拨】在判断汽油机属于哪一冲程时，可根据气门开闭情况进行判断。判断的口诀：一门打开，上排下吸；两门关闭，上压下做。期中“上”“下”指的是活塞的运动方向。 知识点3 热机效率和环境保护 典例3．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　） A．35% B．15% C．40% D．65% 变式1．下列关于热机效率的说法中正确的是（　C　） A．热机的功率越大，效率越高 B．热机所用燃料的热值越大，效率越高 C．减少燃烧过程中的热量损失可以提高热机效率 D．通过技术改进，热机效率可达100% 变式2．（跨学科·社会发展）我国某集团于2020年正式发布全球首款效率突破50%的商用柴油机，世界内燃机发展出现历史性新突破，关于内燃机下列说法正确的是（　B　） A．内燃机的效率越低，则表示内燃机做功越慢 B．可通过减少各部件间的摩擦提高内燃机的效率 C．在内燃机的能量损失中，废气带走的能量很少 D．随着技术的进步，内燃机的效率能到达100% 跨学科实践解读：了解我国科技发展的成就，增强科技强国的责任感和使命感。 变式3．我国汽车保有量在迅速增长，目前我国处于使用状态的汽车数量已突破2亿辆，每辆汽车每年耗油1.6吨，汽车内燃机的效率平均取值30%，如果把内燃机效率提高1%，我国每年可以节约燃油 　1×107　t，相当于煤炭 　1.5×107　t。（燃油的热值为4.5×107J/kg，煤炭的热值为3.0×107J/kg） 二阶 提能力 1.汽车上的热机工作时，使汽车获得动力的冲程是（　C　） A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 2.如图为四冲程汽油机的某个冲程的示意图，此过程中汽缸内气体的内能和温度变化情况是（ A ） A.内能减少， 温度降低 B.内能减少，温度升高 C.内能增加，温度降低 D.内能增加，温度升高 3.喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子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（　B　） 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 4.（跨学科·工程实践）礼花喷射器结构如图所示，气罐内有高压气体，气罐通过气阀与纸筒相连。使用时，转动纸筒打开气阀，气体将纸筒内的礼花快速喷向远处。下列分析正确的是（　B　） A.罐内气体的内能增加 B.该过程能量转化方式与汽油机做功冲程相同 C.气罐内壁温度升高 D.罐内气体通过热传递方式改变了其内能 5.（2022新课标·活动建议）如图所示为古代的“走马灯”，点燃底部蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来。热空气上升驱动扇叶转动的能量转化方式为　内能转化为机械能　，这与四冲程汽油机的　做功　冲程相同。 跨学科实践解读：了解我国古代“走马灯”的工作原理，体会我国古代科技对人类文明发展的促进作用。 学科网（北京）股份有限公司 $$