2.1　热　机 2025-2026学年物理教科版（2024）九年级上册

2.1　热　机 物理九年级上册（J） 知识点一　利用内能做功 1. 热机 （1）定义：热机是通过燃料燃烧获取 并将其转化为 ⁠ ⁠的装置。 （2）热机工作时的能量转化： （3）世界上最早的热机是 ⁠。 内能　 机械 能　 内　 机械　 蒸汽机　 【教材观察】热机是通过燃料燃烧获得内能并转化为机械能的装置。为了探究这一定义，按教材中那样设计模拟实验，如图所示，在桌面上点燃酒精灯，然后加热一支装有水的瓶口用带小孔胶塞塞住的锥形瓶，在小孔上方放一个纸做的小叶轮，直到将水加热至沸腾。 （1）你将观察到 ⁠。 小孔附近有大量“白气”，小叶轮转动起来　 （2）在这个实验中，酒精燃烧将 能转化为 ⁠能，水蒸气 将 能转化为 ⁠能，使小叶轮转动起来。 化学　 内　 内　 机械　 知识点二　内燃机 1. 活塞式内燃机：工作时燃料在 ⁠内燃烧，产生的燃气直接推 动活塞 ⁠的热机。 2. 分类：常见的活塞式内燃机有 和 ⁠。 汽缸　 做功　 汽油机　 柴油机　 知识点三　汽油机的工作过程 1. 四个冲程 四冲程内燃机的每个工作循环包括： 冲程、 ⁠冲 程、 冲程、 ⁠冲程。 （1）吸气冲程：进气门 ，排气门 ，活塞向 ⁠运 动， ⁠从进气门吸入汽缸。 吸气　 压缩　 做功　 排气　 打开　 关闭　 下　 汽油和空气的混合物　 （2）压缩冲程：进气门和排气门都 ，活塞向 ⁠运动，燃 料混合物被压缩，压强 ，温度 ⁠。 （3）做功冲程： ⁠产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温 高压的气体，推动活塞向 ⁠运动，对外做功。 （4）排气冲程：进气门 ，排气门 ，活塞向 ⁠运 动，把废气排出汽缸。 注：在一个工作循环中，汽缸内的活塞往复各运动 次，曲轴转 动 周。四个冲程中只有做功冲程利用燃气对外做功，其他三个冲 程都是靠飞轮转动的 ⁠来完成的。 关闭　 上　 增大　 升高　 火花塞　 下　 关闭　 打开　 上　 2　 2　 惯性　 2. 能量转化 一个工作循环有两次能量转化，即在压缩冲程中， ⁠能转化 为 能；在做功冲程中， 能转化为 ⁠能。 3. 汽油机和柴油机的比较（补充）： 汽油机 柴油机 构造 火花塞 喷油嘴 进气方式 吸入汽油和空气混合物 吸入空气 点火方式 点燃式 压燃式 优点 轻便 便宜、功率大、效率高 机械　 内　 内　 机械　 如图所示是汽油机的四个冲程，则下列说法中正确的是（　B　） A. 甲、乙、丙三个冲程都要靠飞轮的惯性来完成 B. 乙冲程是汽车获得动力的冲程 C. 丙是排气冲程 D. 丁冲程是把内能转化为机械能 B 甲 乙 丙 丁 一台汽油机飞轮的转速为2400 r/min，则在1 s内，汽油机完 成 个冲程，对外做功的次数是 ⁠。 80　 20　 同步变式拓展 1. 如图1为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，如图2为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断不正确的是（　C　） C （第1题） A. 图1中汽缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力 B. 汽缸内的蒸汽推动活塞时，内能减小 C. 从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图2甲所示的原理相似 D. 汽油机一个工作循环的正确顺序是甲、乙、丙、丁 2. 【教材改编】如图所示是我国传统的“走马灯”。点燃底部蜡烛， 热空气上升驱动扇叶转动，观众可以看到纸片小人的影子运动起来。在 热空气上升驱动扇叶转动的过程中，能量的转化方式是 ⁠转化为 机械能，这与四冲程汽油机的 ⁠冲程相同。 （第2题） 内能　 做功　 3. 一台四冲程汽油机的转速为3000 r/min，则4 s内活塞往复 ⁠次，曲轴转动 周，对外做功 .次，完成 ⁠个冲程。 200　 200　 100　 400　 请同学们完成《作业本》第20～21页的练习。 1.人类最早发明的热机是(　 　) A.蒸汽机 B.内燃机 C.喷气发动机 D.火箭发动机 2.(2024·镇江)下列汽油机工作的四个冲程中,做功冲程是(　 　) A A 物理九年级上册（J） 10 3.下列有关热机的说法中正确的是(　 　) A.热机都是使用汽油做燃料 B.热机是通过燃料燃烧将机械能转化为内能 C.为了防止热机过热,通常用水来降温,是利用水的比热容大的特性 D.热机的燃料燃烧越充分,其热值越大 易错点:不能辨别汽油机与柴油机 4.下面关于汽油机与柴油机的说法中,错误的是 (　 　) A.柴油机与汽油机除使用的燃料不同外,在构造上完全相同 B.柴油机汽缸顶部有个喷油嘴,汽油机汽缸顶部有个火花塞 C.汽油机与柴油机使用的燃料不同 D.柴油机采用压燃式点火,汽油机采用点燃式点火 C A 物理九年级上册（J） 11 5.(2024·广元)1883年人类发明了汽油机。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动活塞对外做功,则该冲程(　 　) A.是压缩冲程 B.气体对外做功,内能转化为机械能 C.活塞依靠飞轮的惯性而运动 D.气体对外做功,气体的内能增加 B 物理九年级上册（J） 12 6.如图所示为内燃机四冲程工作示意图,下列说法错误的是(　 　) A.一个工作循环的正确顺序是:丙、甲、乙、丁 B.甲、丙、丁图是靠飞轮转动的惯性完成的冲程 C.甲图是对外输出动力的冲程 D.乙图冲程将内能转化为机械能 C 物理九年级上册（J） 13 7.内能有不同的用途,图甲和图乙的共同之处在于都是通过燃烧酒精获得内能,不同之处在于图甲中的水获得的内能用来对试管中的海波　 ,图乙中的水获得的内能变为水蒸气用来对木塞　 　。 加热　 做功 物理九年级上册（J） 14 8.如图所示是世界上早期的蒸汽汽车模型。燃料燃烧使水温升高,水的　 　能增加,再转化为汽车的　 　能,使汽车前进。 内 机械 物理九年级上册（J） 15 9.如图所示,图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图,图E、F是演示实验的示意图。则C图是　 　冲程,与它原理相同的是　 　(选填“E”或“F”)图所示的演示实验。 做功 F 物理九年级上册（J） 16 10.如图是我国古代发明的取火器模型图,把推杆迅速推入牛角套筒时,套筒内空气被压缩,推杆前端的艾绒立刻燃烧起来,此过程中机械能转化为　 　能,内燃机工作的　 　冲程原理与该过程相同。 内 压缩 物理九年级上册（J） 17 11.(2025·成都邛崃期末)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);扭转瓶身(如图乙);拧松瓶盖(如图丙),瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶口出现白雾(如图丁)。图乙和图丁所示的过程,分别与四冲程内燃机两个冲程类似,下列说法正确的是(　 　) A.图乙相当于压缩冲程,将内能转化为机械能 B.图丁相当于排气冲程,将机械能转化为内能 C.图乙相当于做功冲程,将机械能转化为内能 D.图丁相当于做功冲程,将内能转化为机械能 D 物理九年级上册（J） 18 12.如图所示是四冲程汽油机做功冲程的示意图。汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动,在活塞向下运动的过程中,下列关于汽缸内气体变化的表述错误的是(　 　) A.内能减小 B.分子热运动加快 C.密度减小 D.温度降低 B 物理九年级上册（J） 19 13.(2024·临沂)2024年4月20日,我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会,刷新了柴油机热效率的世界纪录。如图所示内燃机的四个冲程,汽缸内气体的内能最小的是(　 　) D 14.(2025·巴中巴州区期末)一个单缸四冲程内燃机的转速为3 000 r/min,则每秒对外做功　 　次,每秒完成了　 　个冲程,其中一个工作循环中　 　冲程不是靠飞轮惯性完成的。 25 100 做功 物理九年级上册（J） 20 15.某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞横截面积为30 cm2,一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50 mm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105 Pa,飞轮1 min运转1800周。求: (1)当汽油机满负荷工作时(不计摩擦),做功冲程中燃气对活塞的平均压力; (2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功; (3)该汽油机的功率。 解:(1)F=pS=9.0×105 Pa×30×10-4 m2=2700 N (2)W=Fs=2700 N×50×10-3 m=135 J (3)飞轮1 min转动1800周,做功900次,该汽油机的功率: P===2025 W 物理九年级上册（J） 21 $$