141熱機(jī)（考點(diǎn)解讀）（原卷版）

14.1熱機(jī)（考點(diǎn)解讀）（原卷版）1、熱機(jī)（1）熱機(jī)：利用內(nèi)能做功的機(jī)械叫熱機(jī)①熱機(jī)的種類：分為蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。②內(nèi)燃機(jī)：燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力的熱機(jī)。內(nèi)燃機(jī)根據(jù)其所使用的燃料分為汽油機(jī)和柴油機(jī)兩類。（2）汽油機(jī)：

①構(gòu)造：進(jìn)氣門、排氣門、氣缸、火花塞、曲軸、連桿等；

②工作原理：在氣缸內(nèi)燃燒汽油，生成高溫高壓的燃?xì)狻不瘜W(xué)能→內(nèi)能〕，使燃?xì)馔苿?dòng)活塞做功〔內(nèi)能→機(jī)械能〕；

③沖程：活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中從氣缸一端運(yùn)動(dòng)到另一端叫做一個(gè)沖程；

④工作過程：多數(shù)汽油機(jī)是由吸氣、壓縮、做功〔燃燒膨脹做功〕和排氣沖程的不斷循環(huán)來保證連續(xù)工作的；

⑤工作過程中能量的轉(zhuǎn)化：①壓縮沖程：機(jī)械能→內(nèi)能；②做功沖程：先是化學(xué)能→內(nèi)能，再由內(nèi)能→機(jī)械能；

⑥汽油機(jī)工作的四個(gè)沖程中，只有做功沖程是燃?xì)鈱?duì)活塞做功，其它三個(gè)沖程要靠飛輪的慣性來完成．在開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，要靠外力先使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來，由曲軸通過連桿帶動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，以后，汽油機(jī)才能自己工作。

（2）柴油機(jī)：

①構(gòu)造：與汽油機(jī)相似，區(qū)別在于柴油機(jī)頂部沒有火花塞，而有一個(gè)噴油嘴；

②工作原理：與汽油機(jī)相同；

③工作過程：與汽油機(jī)相似；

④柴油機(jī)啟動(dòng)時(shí)也要靠外力使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來；

⑤特點(diǎn)與應(yīng)用：

特點(diǎn)：柴油比汽油便宜，但柴油機(jī)比較笨重．

應(yīng)用：載重汽車、拖拉機(jī)、坦克、火車、輪船以及發(fā)電機(jī)．2、內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程

內(nèi)燃機(jī)是熱機(jī)的一種，是燃料在汽缸內(nèi)燃燒的熱機(jī)，內(nèi)燃機(jī)分為汽油機(jī)和柴油機(jī)：

（1）汽油機(jī)的工作原理：燃料在汽缸中燃燒時(shí)，將存儲(chǔ)的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷馗邏旱娜細(xì)猓ㄕ羝┑膬?nèi)能，又通過燃?xì)猓ㄕ羝┩苿?dòng)活塞做功，由內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能；

（2）汽油機(jī)的工作流程：內(nèi)燃機(jī)通過吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程不斷循環(huán)來保證連續(xù)工作的，如圖：①吸氣沖程：進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞由上端向下端運(yùn)動(dòng)，汽油和空氣組成的燃料混合物從進(jìn)氣門吸入氣缸；

②壓縮沖程：進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，壓縮汽缸內(nèi)燃料混合物，溫度升高；

③做功沖程：在壓縮沖程末尾，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)猓邷馗邏簹怏w推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)外做功；

④排氣沖程：進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運(yùn)動(dòng)，把廢氣排出氣缸。

（3）工作過程中能量的轉(zhuǎn)化：①壓縮沖程：機(jī)械能→內(nèi)能；②做功沖程：先是化學(xué)能→內(nèi)能，再由內(nèi)能→機(jī)械能；（4）一個(gè)工作循環(huán)中對(duì)外做功1次，活塞往復(fù)2次，曲軸轉(zhuǎn)2周，飛輪轉(zhuǎn)2圈。3、汽油機(jī)和柴油機(jī)區(qū)別（1）構(gòu)造區(qū)別：汽油機(jī)汽缸頂部有火花塞，而柴油機(jī)汽缸頂部有噴油嘴。（2）燃料區(qū)別：汽油機(jī)燃料是汽油，而柴油機(jī)燃料是柴油。（3）工作區(qū)別：①吸氣沖程：汽油機(jī)吸進(jìn)的是汽油和空氣的混合物，柴油機(jī)吸進(jìn)的僅僅是空氣；②壓縮沖程：汽油機(jī)壓縮的是汽油和空氣的混合物，汽油機(jī)壓縮的僅僅是空氣；③做功沖程：汽油機(jī)用火花塞點(diǎn)火（點(diǎn)燃），柴油機(jī)用噴油嘴噴油（壓燃）?！究键c(diǎn)1熱機(jī)】【典例11】（2022秋?武侯區(qū)期末）隨著科技的發(fā)展，機(jī)械走進(jìn)人們的生活，為我們的生產(chǎn)生活帶來了方便，下列常用機(jī)械中屬于熱機(jī)的是（）A．汽車發(fā)動(dòng)機(jī) B．洗衣機(jī) C．自行車 D．滑輪組【典例12】（2023?范縣一模）生產(chǎn)的發(fā)展需要更為強(qiáng)大的動(dòng)力，17世紀(jì)，人類發(fā)明了熱機(jī)。蒸汽機(jī)是最早的熱機(jī)，英國(guó)人在1782年發(fā)明了往復(fù)式蒸汽機(jī)，使蒸汽機(jī)成為可以廣泛使用的動(dòng)力機(jī)。物理學(xué)中用他的名字命名了這個(gè)物理量的單位?！咀兪?1】（2022秋?柳州期末）如圖顯示了熱機(jī)的共同特點(diǎn)，其中虛線框處應(yīng)該填（）A．內(nèi)能 B．電能 C．動(dòng)能 D．勢(shì)能【變式12】（2022秋?青羊區(qū)期末）下列我國(guó)的“大國(guó)重器”中屬于熱機(jī)的是（）A．殲—20戰(zhàn)機(jī)渦扇—15煤油發(fā)動(dòng)機(jī) B．新一代高鐵永磁同步牽引電機(jī) C．天宮空間站裝備的霍爾推進(jìn)器 D．白鶴灘水電站的水輪發(fā)電機(jī)組【變式13】世界上很多發(fā)明都是受到生活現(xiàn)象的啟發(fā)而萌生的創(chuàng)意，比如：蒸汽機(jī)、汽輪機(jī)、汽油機(jī)和柴油機(jī)的發(fā)明。圖中是機(jī)的剖面圖，圖甲的工作原理是圖所示的過程。【考點(diǎn)2內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程】【典例21】（2023?牟平區(qū)校級(jí)一模）如圖，下壓活塞使硝化棉著火，這個(gè)過程與選項(xiàng)四沖程汽油機(jī)工作示意圖中，哪一個(gè)沖程的能量轉(zhuǎn)化過程是相同的（）A． B． C． D．【典例22】（2023?南開區(qū)二模）汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的心臟，發(fā)動(dòng)機(jī)有很多種類，汽油機(jī)是其中的一種。如圖所示是汽油機(jī)的一個(gè)沖程，它是四沖程中的沖程；水箱是汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的主要機(jī)件，通過冷卻液在發(fā)動(dòng)機(jī)水道中的循環(huán)，給發(fā)動(dòng)機(jī)散熱，這是通過（選填“做功”或“熱傳遞”）的方式改變發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)能?！咀兪?1】（2023?高新區(qū)模擬）如圖是街邊師傅在嘣爆米花的情景。下列沖程中能量轉(zhuǎn)化與爆米花嘣出時(shí)相同的是（）A． B． C． D．【變式22】（2023?甘南縣一模）（多選）如圖所示，對(duì)于圖片中所描述的物理過程，下列分析中正確的是（）A．圖甲，厚玻璃內(nèi)的空氣被壓縮時(shí)，空氣的內(nèi)能增大，溫度升高 B．圖乙，瓶子內(nèi)的空氣推動(dòng)塞子跳起時(shí)，空氣的內(nèi)能增大 C．圖丙，忽略阻力時(shí)，試管內(nèi)的水蒸氣推動(dòng)塞子沖出后，塞子的機(jī)械能守恒 D．圖丁，是汽油機(jī)的做功沖程，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能【變式23】（2023?河北區(qū)二模）2022年6月5日10時(shí)44分，搭載著神舟14號(hào)載人飛船的長(zhǎng)征二號(hào)F火箭發(fā)射成功。在載人飛船加速升空的過程中，艙內(nèi)3名宇航員的機(jī)械能（選填“增加”、“不變”或“減小”）?；鸺l(fā)動(dòng)機(jī)將燃料燃燒后燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為火箭的機(jī)械能，此能量轉(zhuǎn)化過程與四沖程汽油機(jī)的沖程相同?！究键c(diǎn)3汽油機(jī)和柴油機(jī)區(qū)別】【典例31】汽油機(jī)和柴油機(jī)的構(gòu)造和工作過程不同的是（）①汽油機(jī)有進(jìn)氣門，而柴油機(jī)沒有；②汽油機(jī)有火花塞，而柴油機(jī)在同一位置則是噴油嘴；③汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)有四個(gè)沖程，而柴油機(jī)則只需二個(gè)沖程；④汽油機(jī)吸氣沖程中要吸入汽油，而柴油機(jī)吸氣沖程則不吸入柴油機(jī)。A．①② B．③④ C．①③ D．②④【典例32】試從熱機(jī)結(jié)構(gòu)和點(diǎn)火方式回答汽油機(jī)和柴油機(jī)的區(qū)別。當(dāng)前社會(huì)建設(shè)非常重視生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，許多國(guó)家都制定了燃油汽車逐步退出市場(chǎng)的規(guī)劃，新能源汽車發(fā)展前景良好，以電動(dòng)汽車發(fā)展更為突出。試談一談電動(dòng)汽車的優(yōu)勢(shì)（請(qǐng)談兩點(diǎn)）。解：汽油機(jī)和柴油機(jī)的區(qū)別：結(jié)構(gòu)：。點(diǎn)火方式：。電動(dòng)汽車的優(yōu)勢(shì)：?！咀兪?1】（2022秋?巴中期末）下面關(guān)于汽油機(jī)與柴油機(jī)的說法中，不正確的是（）A．柴油機(jī)與汽油機(jī)除使用的燃料不同外，在構(gòu)造上完全相同 B．柴油機(jī)氣缸頂部有個(gè)噴油嘴，汽油機(jī)氣缸頂部有個(gè)火花塞 C．汽油機(jī)與柴油機(jī)使用的燃料不同 D．柴油機(jī)采用壓燃式點(diǎn)火，汽油機(jī)采用點(diǎn)燃式點(diǎn)火【變式32】（2022?陽信縣開學(xué)）如圖所示，這是一個(gè)（選填“柴油機(jī)”或“汽油機(jī)”）模型。家用汽車一般選用（選填“柴油機(jī)”或“汽油機(jī)”）做為發(fā)動(dòng)機(jī)?！咀兪?3】根據(jù)汽油機(jī)與柴油機(jī)的區(qū)別，完成下表：區(qū)別機(jī)種柴油機(jī)汽油機(jī)構(gòu)造吸入物質(zhì)汽油與空氣混合物點(diǎn)火方式壓燃式使用范圍一、選擇題。1．（2023?寶山區(qū)二模）四沖程汽油機(jī)在工作過程中，將燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的沖程是（）A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程2．（2023?南崗區(qū)校級(jí)模擬）下列說法不正確的是（）A．汽油機(jī)的壓縮沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 B．用吸管將瓶中飲料吸入口中，利用了大氣壓 C．船閘工作時(shí)，應(yīng)用了連通器的原理 D．潛水員深潛時(shí)要穿潛水服，以防水壓過大壓壞胸腔3．（2022秋?云州區(qū)期末）近年來，我國(guó)科技高速發(fā)展，航天事業(yè)成果輝煌！未來，國(guó)人暢游月球?qū)⒊蔀楝F(xiàn)實(shí)。未來的你將駕駛自己設(shè)計(jì)的月球車在月球上暢游，但月球上沒有大氣，你設(shè)計(jì)的月球車做動(dòng)力裝置的設(shè)備應(yīng)為（）A．柴油機(jī) B．汽油機(jī) C．空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī) D．電動(dòng)機(jī)4．（2023?普陀區(qū)二模）四沖程汽油機(jī)工作時(shí)，能量發(fā)生轉(zhuǎn)化的沖程有（）A．1個(gè) B．2個(gè) C．3個(gè) D．4個(gè)5．（2022秋?濱城區(qū)校級(jí)期末）下列關(guān)于汽油機(jī)和柴油機(jī)的主要區(qū)別，說法正確的是（）A．構(gòu)造上，汽油機(jī)汽缸頂部有噴油嘴，柴油機(jī)汽缸頂部有火花塞 B．在做功沖程中，柴油機(jī)的燃?xì)鉁囟群蛪簭?qiáng)比汽油機(jī)里的高 C．在壓縮沖程末，柴油機(jī)的點(diǎn)火方式是點(diǎn)燃式，汽油機(jī)的點(diǎn)火方式是壓燃式 D．吸氣沖程中，柴油機(jī)吸入汽缸的是柴油和空氣的混合物，汽油機(jī)吸入汽缸的是空氣6．（2021秋?建平縣期末）關(guān)于汽油機(jī)，下列說法正確的是（）A．汽油機(jī)氣缸頂部有噴油嘴 B．在吸氣沖程中，吸入的是空氣 C．完成做功沖程后進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉 D．汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)對(duì)外只做一次功，活塞往復(fù)兩次7．（2023?南山區(qū)校級(jí)二模）如圖所示的四個(gè)情景，下列選項(xiàng)中說法正確的是（）A．甲圖中夏季海邊白天總是出現(xiàn)從陸地吹向大海的風(fēng)，是因?yàn)樗壬笆谋葻崛荽驜．乙圖中迅速壓下活塞硝化棉燃燒是利用做功改變物體的內(nèi)能 C．丙圖中兩個(gè)鉛塊緊壓在一起后能吊住重物，說明分子間存在擴(kuò)散現(xiàn)象 D．丁圖中是內(nèi)燃機(jī)的做功沖程，活塞向下運(yùn)動(dòng)，燃?xì)獾膬?nèi)能全部轉(zhuǎn)化成活塞的機(jī)械能8．（2023?諸城市二模）（多選）圖甲是一種氮?dú)鈴椈?，該彈簧以密閉高壓氮?dú)鉃楣ぷ鹘橘|(zhì)，具有體積小、彈力大、工作平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于生活和工業(yè)中，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖乙所示。當(dāng)氣缸內(nèi)氮?dú)馔苿?dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是（）A．氣缸內(nèi)氮?dú)獾拿芏茸兇?、溫度降?B．氣缸內(nèi)氮?dú)獾臏囟壬?、?nèi)能增大 C．氣缸內(nèi)氮?dú)獾姆肿娱g距變大、分子熱運(yùn)動(dòng)減慢 D．該過程中能量的轉(zhuǎn)化方式與汽油機(jī)的做功沖程相同二、填空題。9．（2023?海口一模）如圖所示，在試管內(nèi)裝一些水，用軟木塞塞住，用酒精燈加熱試管使水沸騰，水蒸氣會(huì)把軟木塞沖出。在水蒸氣沖出軟木塞的過程中能量轉(zhuǎn)化與內(nèi)燃機(jī)中的沖程相同。同時(shí)將發(fā)現(xiàn)管口周圍出現(xiàn)白霧，這是由于水蒸氣遇冷而成（填物態(tài)變化的名稱）。10．（2022秋?廈門期中）如圖是內(nèi)燃機(jī)中的（填“汽油”或“柴油”）機(jī)的剖面圖，由圖可看出它正處于沖程。11．（2023?渭南二模）清晨城市清潔車在平直路面上邊勻速前進(jìn)邊工作。（1）清潔車在路面上前行并將地面上的落葉吸入車內(nèi)，若不計(jì)油量消耗，清潔車的機(jī)械能將（選填“增大”“減小”或“不變”），地面落葉吸入車內(nèi)是利用了空氣流速越大的地方原理。（2）清潔車靜止在水平路面上時(shí)，清潔車所受重力與路面對(duì)清潔車的支持力是一對(duì)。（3）汽油機(jī)是汽車的“心臟”，四沖程汽油機(jī)的沖程實(shí)現(xiàn)了內(nèi)能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。12．（2022秋?婺源縣期末）熱機(jī)是利用內(nèi)能做的機(jī)械，家用煤氣灶熱機(jī)（選填“屬于”或“不屬于”）。13．（2022秋?高新區(qū)期末）2022年11月12日搭載天舟五號(hào)貨運(yùn)飛船的長(zhǎng)征七號(hào)遙六運(yùn)載火箭，在文昌航天發(fā)射場(chǎng)準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)火發(fā)射，取得圓滿成功?；鸺l(fā)動(dòng)機(jī)（選填“屬于”或“不屬于”）熱機(jī)?；鸺诩铀偕者^程中，火箭外殼會(huì)急劇升溫，這是通過方式改變火箭外殼的內(nèi)能。三、解答題。14．（2021秋?仙居縣期末）老師用圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置，加熱試管使水沸騰，發(fā)現(xiàn)試管斜上方的小風(fēng)車開始不停地轉(zhuǎn)動(dòng)。由此引出以下問題，請(qǐng)利用所學(xué)的知識(shí)回答。（1）圖1實(shí)驗(yàn)中能量轉(zhuǎn)化方式與圖2中汽油機(jī)的哪個(gè)沖程相同？。（2）圖2汽油機(jī)的工作沖程順序是丁→→乙。15．（2022?自貢模擬）小汽車是常用的交通工具。請(qǐng)你運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)回答下面有關(guān)小汽車的問題：（1）汽油機(jī)是汽車的“心臟”。汽油機(jī)工作時(shí)什么沖程使汽車獲得動(dòng)力？（2）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)要用水作冷卻劑，這是因?yàn)?。?）一輛停在冰面上的空車，司機(jī)把車發(fā)動(dòng)起來想把車開走，但車輪只是空轉(zhuǎn)，車卻不能前進(jìn)，正好當(dāng)時(shí)有一群小孩在