10.3 热机及其工作原理(导学案)物理新教材沪科版(五四学制)九年级上册
2026-07-15
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪科版(五四学制)九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第3节 热机及其工作原理 |
| 类型 | 学案-导学案 |
| 知识点 | 热机 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.53 MB |
| 发布时间 | 2026-07-15 |
| 更新时间 | 2026-07-15 |
| 作者 | 学物明理学习园地 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-07-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58821857.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该初中物理导学案围绕“热机及其工作原理”展开,引导学生了解热机概念、内燃机构造,掌握汽油机四冲程工作过程及能量转化,对比汽油机与柴油机异同。通过“加热试管顶出橡胶塞”演示实验导入,观察现象分析能量转化,衔接内能知识,搭建学习支架。
以核心素养为导向,通过实验探究、小组合作填表分析四冲程(模型建构),对比汽油机与柴油机(科学推理),例题练习联系生活实例,培养学生物理观念和科学探究能力,提升学习效率与应用意识,渗透科学态度与责任。
内容正文:
10.3热机及其工作原理 (导学案)
【学习目标】
1. 物理观念:了解热机的概念,知道内燃机是热机的一种;能说出汽油机的基本构造和主要部件名称。
2. 科学思维:通过模型演示或动画观察,分析汽油机四个冲程的工作过程,归纳热机工作循环中能量的转化情况。
3. 科学探究:能通过对比分析吸气、压缩、做功、排气四个冲程中气门开闭、活塞运动及能量转化情况,理解热机连续工作的原理。
4. 科学态度与责任:了解热机的发展历程及其对社会发展的推动作用,初步树立关注能源消耗和环境保护的意识。
【学习重点】汽油机四冲程的工作过程及能量转化;汽油机与柴油机的异同点。
【学习难点】做功冲程与压缩冲程的区分,理解四个冲程中状态的对应关系及飞轮转动周数与做功次数的关系。
【自主预习】阅读教材,完成以下内容:
1. 把内能转化为 能的机器叫做热机。常见的热机有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
2. 燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机,叫做 。常见的活塞式内燃机分为 机和 机。
3. 汽油机的基本构造包括:气缸、活塞、连杆、曲轴、进气 门和排气 门、 等。
4. 活塞在气缸内做往复运动,从气缸一端运动到另一端的距离叫一个 。多数汽油机的一个工作循环包括 个冲程,分别为 冲程、 冲程、 冲程和 冲程。
5. 在汽油机的一个工作循环中,只有 冲程是燃气对外做功,将 能转化为 能; 冲程则将 能转化为 能。
6. 柴油机的构造:柴油机的结构与汽油机相似,但气缸顶部 火花塞,而是 。
7. 柴油机与汽油机的区别:
吸气冲程中,汽油机吸入的是 ,柴油机吸入的是 。
点火方式上,汽油机采用 点火,柴油机采用 点火。
【课堂探究】
探究一、什么是热机
【活动一】模拟热机
【演示实验】如图所示,将适量水注入试管并用橡胶塞塞住试管口。用酒精灯加热试管,直至橡胶塞被“顶出”试管口。
【观察与思考】
1. 实验现象:你观察到了什么?
(1) ;(2) 。
2. 橡胶塞被“顶出”试管口的原因是什么?
。
3. 这个过程中发生了哪些能量转化?
。
【实验结论】 可以用来做功。
【活动二】认识热机
【问题情境】
汽车是现代生活中常用的交通工具。发动机是汽车的核心部件,为汽车提供强劲的动力。这个动力从何而来?
【思考与讨论】
1. 结合上面的实验,你能说出热机是如何获得动力的吗?
2. 什么是热机?
【知识归纳】
热机的定义:把利用燃料燃烧释放的能量做功的机械叫做热机。
热机的工作原理:热机自高温物体处吸收热量,其中一部分用来对外做功,另一部分流向低温物体。
能量转化:燃料的 能 → 燃气的 能 → 能(对外做功)。
热机的分类:
外燃机:燃料在发动机外的锅炉内燃烧并产生动力的热机叫做外燃机,蒸汽机就是最早的外燃机。
内燃机:燃料直接在发动机内的气缸中燃烧并产生动力的热机叫做内燃机,现代社会中大部分交通工具的发动机都是内燃机。
【例题1】内燃机是现代交通运输工具的动力源,四种交通运输工具中,适合使用汽油机来提供动力的是( )
A.载重汽车 B.内燃机车
C.小轿车 D.轮船
【例题2】如图,用酒精灯加热试管内的水,是通过______的方式改变水的内能;水吸热一段时间后会______,产生大量高温水蒸气;水蒸气推动软木塞飞出,其内能转化为木塞的______。
探究二、内燃机如何工作
【活动一】探究汽油机工作原理
【认识构造】
观察汽油机的结构示意图,认识各组成部分。
汽油机主要由:气缸、 、 、进气门、排气门、曲轴 和 连杆(及飞轮) 等组成。
【探究四个冲程】
小组合作填表
冲程名称
活塞运动方向
进气门
排气门
能量转化
吸气冲程
向 运动
压缩冲程
向 运动
能→ 能
做功冲程
向 运动
能→ 能
排气冲程
向 运动
【思考讨论】
1. 四个冲程中,哪些冲程有能量转化?分别转化为什么?
。
2. 做功冲程中,燃气对活塞做功,活塞的运动方向是怎样的?
。
3. 其余三个冲程(吸气、压缩、排气)是如何获得动力的?
。
4. 汽油机的一个工作循环中,活塞往复运动几次?曲轴转动几周?燃气对外做功几次?
。
【活动二】比较汽油机和柴油机
【观察构造】
柴油机的结构与汽油机相似,观察柴油机的结构示意图,找出与汽油机的不同之处。
柴油机气缸顶部没有 ,而是 。
探究柴油机的工作循环:
柴油机的工作循环也分为四个冲程: 、 、 、 。
小组讨论:完成汽油机与柴油机的对比表格
比较项目
汽油机
柴油机
燃料
汽油
柴油
构造
气缸顶部有
气缸顶部有
吸气冲程吸入
的混合物
压缩程度
较 (活塞压缩程度较小)
较 (活塞压缩程度较大)
点火方式
点火
点火
做功冲程
火花塞点燃燃气
喷油嘴喷入后燃烧
特点
质量轻、转速高、启动方便
油耗低、功率大、结构更重
主要应用
小汽车、摩托车等
卡车、轮船、拖拉机、发电机组等
【例题3】汽油机的顶部有___________(选填“火花塞”或“喷油嘴”),除了做功冲程外其它冲程是靠飞轮的___________来完成的。如图是单缸四冲程汽油机工作循环的___________冲程,这一冲程工作时___________能转化为___________能。
【例题4】如图所示,是汽油机汽缸工作时的示意图,将四个冲程按吸气、压缩、做功到排气的先后顺序排列正确的是( )
A.abcd B.acdb
C.adbc D.adcb
【例题5】2024年4月20号,世界内燃机大会上,潍柴动力一款新型柴油机问世,此款柴油机效率达到了53.09%,成为了世界首款热效率突破53%的柴油机。下列是关于四冲程汽油机和柴油机工作过程的几种说法,不正确的是( )
A.汽油机在吸气冲程中,吸入汽缸的只有空气
B.柴油机在吸气冲程中,吸入汽缸的只有空气
C.只有做功冲程是燃气对外做功,其它冲程依靠飞轮惯性完成
D.汽油机顶部有火花塞,柴油机顶部是喷油嘴
【课堂总结】
10.3 热机及其工作原理
1. 热机:把内能转化为 机械 能的机器。
2. 内燃机:燃料在气缸内燃烧产生动力的热机,常见的有汽油机和柴油机。
3. 汽油机的工作循环(四个冲程):
吸气冲程:进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,吸入汽油和空气的混合物。
压缩冲程:两气门均关闭,活塞向上运动,压缩混合气体,将机械能转化为内能。
做功冲程:两气门均关闭,火花塞点火,燃气推动活塞向下运动,将内能转化为机械能。
排气冲程:进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,排出废气。
4. 一个工作循环中:活塞往复两次,曲轴转动两周,对外做功一次。
5. 柴油机的不同点:吸入的是空气,点火方式是压燃式。
【课堂练习】
1.某单缸四冲程内燃机其中的一个冲程剖面图如图所示。由图可知,该内燃机是________(选填“汽油机”或“柴油机”)。该内燃机在吸气冲程中把_______(选填“燃料”,“空气”或“燃料和空气的混合物)吸入气缸。
2.如图所示,打开礼花喷射器的气阀,压缩气体快速释放,同时礼花喷出,在此过程中,气罐内气体对外做功,将内能转化为____________能,该过程的能量转化情况与四冲程汽油机____________冲程中的能量转化情况相似。
3.如图甲所示,用力将活塞迅速下压,玻璃筒内的硝化棉燃烧起来。活塞下压过程的能量转化情况与图__________(选填“乙”或“丙”)所示汽油机工作冲程相同。若该汽油机飞轮转速为,则汽油机每秒完成__________个冲程。
4.检修汽车发动机时,师傅拍摄了某一冲程工作的示意图,如图所示,关于该冲程的名称及其能量转化,下列说法中正确的是______。
A.做功冲程,机械能转化为内能 B.做功冲程,内能转化为机械能
C.压缩冲程,内能转化为机械能 D.压缩冲程,机械能转化为内能
5.关于图所示的某单缸四冲程汽油机的工作过程,下列说法正确的是( )
A.依靠飞轮惯性完成冲程的是①②③
B.在一个工作循环中,工作过程依次是③④①②
C.①中能量的转化是内能转化为机械能
D.④中气缸内气体温度会下降
6.如图为一种蒸汽船玩具,在玻璃瓶内装适量水,将小船放置在水面上,点燃蜡烛加热玻璃瓶一段时间,产生大量水蒸气,并和受热膨胀的空气一起从细窄的吸管冲出,推动小船前进。下列有关该实验的说法不合理的是( )
A.加热过程中,玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能
B.吸管处出现白雾,冲出的水蒸气内能减小,温度降低
C.蒸汽推动小船前进,实现了机械能向内能的转化
D.蒸汽推动小船前进,能量的转化方式和内燃机的做功冲程相同
【课后反思】
1. 自我评价:你能看着汽油机结构简图,独立说出四个冲程中气门状态、活塞方向及能量转化吗?最大的困难是区分哪两个冲程?
2. 模型建构:能否在汽油机工作示意图上标出活塞运动方向和气门开闭状态?能否用简图或语言描述一个完整的工作循环?
3. 联系生活:随着新能源汽车的普及,传统汽油机的使用正在减少。你认为与电动机相比,汽油机在能量转化效率和环境保护方面有哪些不足?面向未来的热机设计,你有什么大胆的设想?
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10.3热机及其工作原理 (导学案)
【学习目标】
1. 物理观念:了解热机的概念,知道内燃机是热机的一种;能说出汽油机的基本构造和主要部件名称。
2. 科学思维:通过模型演示或动画观察,分析汽油机四个冲程的工作过程,归纳热机工作循环中能量的转化情况。
3. 科学探究:能通过对比分析吸气、压缩、做功、排气四个冲程中气门开闭、活塞运动及能量转化情况,理解热机连续工作的原理。
4. 科学态度与责任:了解热机的发展历程及其对社会发展的推动作用,初步树立关注能源消耗和环境保护的意识。
【学习重点】汽油机四冲程的工作过程及能量转化;汽油机与柴油机的异同点。
【学习难点】做功冲程与压缩冲程的区分,理解四个冲程中状态的对应关系及飞轮转动周数与做功次数的关系。
【自主预习】阅读教材,完成以下内容:
1. 把内能转化为机械能的机器叫做热机。常见的热机有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
2. 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。常见的活塞式内燃机分为汽油机和柴油机。
3. 汽油机的基本构造包括:气缸、活塞、连杆、曲轴、进气 门和排气 门、火花塞等。
4. 活塞在气缸内做往复运动,从气缸一端运动到另一端的距离叫一个冲程。多数汽油机的一个工作循环包括四个冲程,分别为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。
5. 在汽油机的一个工作循环中,只有做功冲程是燃气对外做功,将内能转化为机械能;压缩冲程则将机械能转化为内能。
6. 柴油机的构造:柴油机的结构与汽油机相似,但气缸顶部没有火花塞,而是喷油嘴。
7. 柴油机与汽油机的区别:
吸气冲程中,汽油机吸入的是汽油和空气的混合物,柴油机吸入的是空气(或纯空气)。
点火方式上,汽油机采用点燃点火,柴油机采用压燃点火。
【课堂探究】
探究一、什么是热机
【活动一】模拟热机
【演示实验】如图所示,将适量水注入试管并用橡胶塞塞住试管口。用酒精灯加热试管,直至橡胶塞被“顶出”试管口。
【观察与思考】
1. 实验现象:你观察到了什么?
(1)试管中的水沸腾,产生大量水蒸气;(2)橡胶塞被弹出(或顶出)。
2. 橡胶塞被“顶出”试管口的原因是什么?
酒精燃烧放出的热量,使水蒸气受热膨胀对橡胶塞做功,将橡胶塞“顶出”试管口。
3. 这个过程中发生了哪些能量转化?
燃料燃烧:化学能转化为内能;水蒸气膨胀做功:内能转化为机械能。
【实验结论】内能可以用来做功。
【活动二】认识热机
【问题情境】
汽车是现代生活中常用的交通工具。发动机是汽车的核心部件,为汽车提供强劲的动力。这个动力从何而来?
【思考与讨论】
1. 结合上面的实验,你能说出热机是如何获得动力的吗?
2. 什么是热机?
【知识归纳】
热机的定义:把利用燃料燃烧释放的能量做功的机械叫做热机。
热机的工作原理:热机自高温物体处吸收热量,其中一部分用来对外做功,另一部分流向低温物体。
能量转化:燃料的化学能 → 燃气的内能 →机械能(对外做功)。
热机的分类:
外燃机:燃料在发动机外的锅炉内燃烧并产生动力的热机叫做外燃机,蒸汽机就是最早的外燃机。
内燃机:燃料直接在发动机内的气缸中燃烧并产生动力的热机叫做内燃机,现代社会中大部分交通工具的发动机都是内燃机。
【例题1】内燃机是现代交通运输工具的动力源,四种交通运输工具中,适合使用汽油机来提供动力的是( )
A.载重汽车 B.内燃机车
C.小轿车 D.轮船
【答案】C
【详解】小轿车是消耗汽油的,发动机一般使用汽油机作为动力装置;载重汽车、轮船和内燃机车都是消耗柴油的,柴油机提供的动力大,一般使用柴油机作为动力装置,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选 C。
【例题2】如图,用酒精灯加热试管内的水,是通过______的方式改变水的内能;水吸热一段时间后会______,产生大量高温水蒸气;水蒸气推动软木塞飞出,其内能转化为木塞的______。
【答案】 热传递 沸腾 机械能
【详解】酒精灯加热水的过程中,热量从酒精灯转移到水,是通过热传递的方式改变水的内能。
水持续吸热达到沸点后,会发生沸腾,沸腾是剧烈的汽化现象,会产生大量的高温水蒸气。
水蒸气推动软木塞飞出时,水蒸气对木塞做功,将自身的内能转化为木塞的机械能。
探究二、内燃机如何工作
【活动一】探究汽油机工作原理
【认识构造】
观察汽油机的结构示意图,认识各组成部分。
汽油机主要由:气缸、活塞、火花塞、进气门、排气门、曲轴 和 连杆(及飞轮) 等组成。
【探究四个冲程】
小组合作填表
冲程名称
活塞运动方向
进气门
排气门
能量转化
吸气冲程
向下运动
打开
关闭
无
压缩冲程
向上运动
关闭
关闭
机械能→内能
做功冲程
向下运动
关闭
关闭
内能→机械能
排气冲程
向上运动
关闭
打开
无
【思考讨论】
1. 四个冲程中,哪些冲程有能量转化?分别转化为什么?
压缩冲程(机械能→内能)和做功冲程(内能→机械能)。
2. 做功冲程中,燃气对活塞做功,活塞的运动方向是怎样的?
从气缸上端向下端运动(向下)。
3. 其余三个冲程(吸气、压缩、排气)是如何获得动力的?
靠旋转飞轮的惯性带动曲轴连杆运动。
4. 汽油机的一个工作循环中,活塞往复运动几次?曲轴转动几周?燃气对外做功几次?
活塞往复运动2次,曲轴转动2周,燃气对外做功1次。
【活动二】比较汽油机和柴油机
【观察构造】
柴油机的结构与汽油机相似,观察柴油机的结构示意图,找出与汽油机的不同之处。
柴油机气缸顶部没有火花塞,而是喷油嘴。
探究柴油机的工作循环:
柴油机的工作循环也分为四个冲程:吸气、压缩、做功、排气。
小组讨论:完成汽油机与柴油机的对比表格
比较项目
汽油机
柴油机
燃料
汽油
柴油
构造
气缸顶部有火花塞
气缸顶部有喷油嘴
吸气冲程吸入
汽油和空气的混合物
空气
压缩程度
较小(活塞压缩程度较小)
较大(活塞压缩程度较大)
点火方式
点燃点火
压燃点火
做功冲程
火花塞点燃燃气
喷油嘴喷入后燃烧
特点
质量轻、转速高、启动方便
油耗低、功率大、结构更重
主要应用
小汽车、摩托车等
卡车、轮船、拖拉机、发电机组等
【例题3】汽油机的顶部有___________(选填“火花塞”或“喷油嘴”),除了做功冲程外其它冲程是靠飞轮的___________来完成的。如图是单缸四冲程汽油机工作循环的___________冲程,这一冲程工作时___________能转化为___________能。
【答案】 火花塞 惯性 压缩 机械 内
【详解】[1]汽油机的顶部有火花塞,柴油机的顶部有喷油嘴。
[2]汽油机的四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。做功冲程把内能转化为机械能,对外提供动力,其他三个冲程要靠飞轮的惯性来完成。
[3][4][5]由图可知,进气门和排气门关闭,活塞向上运动,是压缩冲程。这一冲程工作时活塞压缩汽油和空气的混合物做功,将机械能转化为内能。
【例题4】如图所示,是汽油机汽缸工作时的示意图,将四个冲程按吸气、压缩、做功到排气的先后顺序排列正确的是( )
A.abcd B.acdb
C.adbc D.adcb
【答案】D
【详解】a图中,进气门开启,排气门关闭,活塞下行,是吸气冲程;b图中,进气门关闭,排气门开启,活塞上行,是排气冲程;c图中,两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程;d图中,两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程。将四个冲程按吸气、压缩、做功到排气的先后顺序排列为adcb。故D正确,ABC错误。
故选 D。
【例题5】2024年4月20号,世界内燃机大会上,潍柴动力一款新型柴油机问世,此款柴油机效率达到了53.09%,成为了世界首款热效率突破53%的柴油机。下列是关于四冲程汽油机和柴油机工作过程的几种说法,不正确的是( )
A.汽油机在吸气冲程中,吸入汽缸的只有空气
B.柴油机在吸气冲程中,吸入汽缸的只有空气
C.只有做功冲程是燃气对外做功,其它冲程依靠飞轮惯性完成
D.汽油机顶部有火花塞,柴油机顶部是喷油嘴
【答案】A
【详解】A.汽油机在吸气冲程中,吸入汽缸的是汽油和空气的混合物,而非只有空气,故A错误,符合题意;
B.柴油机在吸气冲程中,吸入汽缸的只有空气,柴油通过喷油嘴喷入汽缸,故B正确,不符合题意;
C.内燃机四冲程中,只有做功冲程是燃气对外做功,内能转化为机械能,其余吸气、压缩、排气冲程依靠飞轮惯性完成,故C正确,不符合题意;
D.汽油机顶部有火花塞,用于点燃混合气;柴油机顶部是喷油嘴,用于向汽缸内喷柴油,故D正确,不符合题意。
故选A。
【课堂总结】
10.3 热机及其工作原理
1. 热机:把内能转化为 机械 能的机器。
2. 内燃机:燃料在气缸内燃烧产生动力的热机,常见的有汽油机和柴油机。
3. 汽油机的工作循环(四个冲程):
吸气冲程:进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,吸入汽油和空气的混合物。
压缩冲程:两气门均关闭,活塞向上运动,压缩混合气体,将机械能转化为内能。
做功冲程:两气门均关闭,火花塞点火,燃气推动活塞向下运动,将内能转化为机械能。
排气冲程:进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,排出废气。
4. 一个工作循环中:活塞往复两次,曲轴转动两周,对外做功一次。
5. 柴油机的不同点:吸入的是空气,点火方式是压燃式。
【课堂练习】
1.某单缸四冲程内燃机其中的一个冲程剖面图如图所示。由图可知,该内燃机是________(选填“汽油机”或“柴油机”)。该内燃机在吸气冲程中把_______(选填“燃料”,“空气”或“燃料和空气的混合物)吸入气缸。
【答案】 柴油机 空气
【详解】[1]区分汽油机和柴油机的关键特征是喷油嘴(柴油机)和火花塞(汽油机),图中内燃机有喷油嘴,因此是柴油机。
[2]柴油机在吸气冲程中只吸入空气,燃料(柴油)是在压缩冲程末通过喷油嘴喷入气缸的;而汽油机吸气冲程吸入的是燃料和空气的混合物。因此该内燃机吸气冲程吸入的是空气。
2.如图所示,打开礼花喷射器的气阀,压缩气体快速释放,同时礼花喷出,在此过程中,气罐内气体对外做功,将内能转化为____________能,该过程的能量转化情况与四冲程汽油机____________冲程中的能量转化情况相似。
【答案】 机械 做功
【详解】打开礼花喷射器的气阀,压缩气体快速释放并伴随礼花喷出的过程中,气罐内气体对外做功,将礼花喷出,气罐内气体自身内能减小,此过程中气体的内能转化为礼花的机械能,能量转化情况与四冲程汽油机的做功冲程相似。
3.如图甲所示,用力将活塞迅速下压,玻璃筒内的硝化棉燃烧起来。活塞下压过程的能量转化情况与图__________(选填“乙”或“丙”)所示汽油机工作冲程相同。若该汽油机飞轮转速为,则汽油机每秒完成__________个冲程。
【答案】 乙 40
【详解】[1]甲图下压活塞:机械能→内能(压缩空气升温点燃硝化棉)。
乙图:两气门关闭、活塞上行→压缩冲程,机械能转化为内能,和甲能量转化一致;
丙图:两气门关闭、火花塞点火、活塞下行→做功冲程,内能转化为机械能。 故填乙。
[2]四冲程内燃机一个工作循环中,有四个冲程,燃气推动活塞做功一次,飞轮转动两周。若该热机飞轮转速1200r/min,即,则热机每秒完成40个冲程。
4.检修汽车发动机时,师傅拍摄了某一冲程工作的示意图,如图所示,关于该冲程的名称及其能量转化,下列说法中正确的是______。
A.做功冲程,机械能转化为内能 B.做功冲程,内能转化为机械能
C.压缩冲程,内能转化为机械能 D.压缩冲程,机械能转化为内能
【答案】D
【详解】进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,气体被压缩,为压缩冲程,此冲程机械能转化为内能。
故选D。
5.关于图所示的某单缸四冲程汽油机的工作过程,下列说法正确的是( )
A.依靠飞轮惯性完成冲程的是①②③
B.在一个工作循环中,工作过程依次是③④①②
C.①中能量的转化是内能转化为机械能
D.④中气缸内气体温度会下降
【答案】C
【详解】AB.由图可知②中进气门开,活塞向下是吸气冲程,④两气门关闭,活塞向上是压缩冲程,①两气门关闭,活塞向下是做功冲程,③排气门开,活塞向上是排气冲程,在一个工作循环中,工作过程依次是②④①③,其中②③④三个冲程依靠飞轮的惯性来完成。故AB错误;
C.①两气门关闭,活塞向下是做功冲程,其将内能转化为机械能,带动机械运动,故C正确;
D.④两气门关闭,活塞向上是压缩冲程,活塞的机械能转化为混合气体的内能,混合气体温度会升高,故D错误。
故选C。
6.如图为一种蒸汽船玩具,在玻璃瓶内装适量水,将小船放置在水面上,点燃蜡烛加热玻璃瓶一段时间,产生大量水蒸气,并和受热膨胀的空气一起从细窄的吸管冲出,推动小船前进。下列有关该实验的说法不合理的是( )
A.加热过程中,玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能
B.吸管处出现白雾,冲出的水蒸气内能减小,温度降低
C.蒸汽推动小船前进,实现了机械能向内能的转化
D.蒸汽推动小船前进,能量的转化方式和内燃机的做功冲程相同
【答案】C
【详解】A.加热过程中,玻璃瓶内的水吸收热量,内能增大,是通过热传递的方式增大内能,故A不符合题意;
B.吸管处出现白雾,冲出的水蒸气对外做功,内能减小,温度降低,故B不符合题意;
C.蒸汽推动小船前进,实现了内能向机械能的转化,故C符合题意;
D.蒸汽推动小船前进能的转化方式和内燃机的做功冲程相同,都是内能转化为机械能,故D不符合题意。
故选C。
【课后反思】
1. 自我评价:你能看着汽油机结构简图,独立说出四个冲程中气门状态、活塞方向及能量转化吗?最大的困难是区分哪两个冲程?
2. 模型建构:能否在汽油机工作示意图上标出活塞运动方向和气门开闭状态?能否用简图或语言描述一个完整的工作循环?
3. 联系生活:随着新能源汽车的普及,传统汽油机的使用正在减少。你认为与电动机相比,汽油机在能量转化效率和环境保护方面有哪些不足?面向未来的热机设计,你有什么大胆的设想?
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