九年級全一冊物理同步精剖細解講義（人教版）-14.1 熱機（原卷版）

14.1熱機——精剖細解講義知識點1：熱機1、內(nèi)能的改變方式內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的實驗現(xiàn)象為：活塞沖出；能量轉(zhuǎn)化過：燃料燃燒的能量水和水蒸氣的內(nèi)能塞子的動能。2、熱機定義：利用內(nèi)能做功的機械。熱機的種類：蒸汽機、內(nèi)燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機等。燃料直接在發(fā)動機氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機，叫做內(nèi)燃機。內(nèi)燃機工作原理：內(nèi)燃機的每一個工作循環(huán)分為四個沖程（吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程）。內(nèi)燃機的分類：3、汽油機構(gòu)造如下圖所示：一個沖程：活塞從汽缸的一端運動到另一端的過程。工作過程如下表所示：汽油機的一個工作循環(huán)有四個沖程，包括吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程進氣門打開，排氣門關(guān)閉?；钊缮舷蛳逻\動，汽油和空氣的混合物進入汽缸。此過程的能量轉(zhuǎn)化：無。進氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運動，汽缸容積變小，燃料混合物被壓縮。此過程的能量轉(zhuǎn)化：將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。在壓縮沖程結(jié)束時，火花塞產(chǎn)生電火花，燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃氣，推動活塞向下運動，帶動曲軸轉(zhuǎn)動，對外做功。此過程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。進氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出汽缸。此過程的能量轉(zhuǎn)化：無。汽油機完成一個循環(huán)，活塞往復運動2次，曲軸（或飛輪）轉(zhuǎn)2圈，對外做功1次。汽油機工作過程中的能量轉(zhuǎn)化壓縮沖程∶機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能做功沖程∶內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能4、柴油機構(gòu)造如下圖所示：構(gòu)造與汽油機的不同之處：頂部沒有火花塞，而有一個噴油嘴。柴油機的一個工作循環(huán)有四個沖程，包括吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程進氣門打開，排氣門關(guān)閉?；钊缮舷蛳逻\動，將空氣吸進汽缸。此過程的能量轉(zhuǎn)化：無。進氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運動，汽缸容積變小，空氣被壓縮，空氣的壓強更大，溫度更高。在壓縮沖程末，汽缸內(nèi)空氣的溫度已達到柴油的著火點。此過程的能量轉(zhuǎn)化：機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。在壓縮沖程結(jié)束時，從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到高溫高壓的空氣立即猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃氣，推動活塞向下運動，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。此過程的能量轉(zhuǎn)化：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。進氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出汽缸。此過程的能量轉(zhuǎn)化：無。一個工作循環(huán)，活塞往復運動兩次，曲軸轉(zhuǎn)動兩周，完成四個沖程，對外做功一次，除做功沖程外，其他沖程靠飛輪的慣性來完成。柴油機工作過程中的能量轉(zhuǎn)化壓縮沖程∶機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能做功沖程∶內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能一個工作循環(huán)中對外做功1次，活塞往復2次，曲軸轉(zhuǎn)2周，飛輪轉(zhuǎn)2圈。5、汽油機和柴油機的區(qū)別熱機對比汽油機柴油機不同結(jié)構(gòu)火花塞噴油嘴點火方式點燃式壓燃式吸氣沖程吸入汽油和空氣的混合物吸入空氣壓縮沖程壓縮程度小，汽缸內(nèi)溫度沒有達到汽油燃點壓縮程度大，汽缸內(nèi)溫度達到柴油燃點做功沖程火花塞產(chǎn)生電火花，點燃汽油噴油嘴噴入柴油，柴油燃燒燃燒程度燃料燃燒不充分燃料燃燒比較充分排氣沖程排出尾氣特點與應用輕巧但輸出功率小，熱效率低，主要應用于摩托車、轎車等笨重但輸出功率大，熱效率高，主要應用于載重汽車、拖拉機、輪船等熱機1．下列關(guān)于汽油機與柴油機的說法中，不正確的是（）A．柴油機汽缸頂部有個火花塞，汽油機汽缸頂部有個噴油嘴 B．柴油機采用壓燃式點火，汽油機采用點燃式點火 C．汽油機與柴油機使用的燃料不同 D．汽油機吸入汽缸里的是汽油和空氣的混合物，柴油機吸入汽缸里的是空氣2．以下機械不屬于熱機的是（）A．蒸汽機 B．火箭 C．洗衣機 D．汽油機3．關(guān)于熱機，下列說法中正確的是（）A．熱機都是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 B．熱機做的有用功越多，效率就越高 C．燃料燃燒是否充分不影響熱機的效率 D．通過熱機內(nèi)能可全部轉(zhuǎn)化為機械能4．如圖是2023年1月9日長征七號A運載火箭托舉“實踐二十三號衛(wèi)星”在中國文昌航天發(fā)射場直沖云霄的情景。下列說法中正確的是（）A．火箭升空動力的施力物體是火箭的助推器 B．火箭上升過程中，火箭相對于實踐二十三號衛(wèi)星是運動的 C．火箭也屬于熱機，能量轉(zhuǎn)化與汽油機的做功沖程相同 D．火箭加速升空的過程中，火箭受到平衡力作用5．熱機工作時，能量的轉(zhuǎn)化過程是（）A．內(nèi)能→化學能→機械能 B．化學能→內(nèi)能→機械能 C．化學能→機械能→內(nèi)能 D．內(nèi)能→機械能→化學能6．關(guān)于熱機的能量轉(zhuǎn)化過程，下列說法正確的是（）A．將勢能轉(zhuǎn)化為動能 B．將機械能轉(zhuǎn)化為化學能 C．將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 D．主要目的是通過熱傳遞改變內(nèi)能四沖程內(nèi)燃機的工作過程7．以下機械屬于內(nèi)燃機的是（）A．火箭噴氣發(fā)動機 B．汽油機 C．滑輪組 D．洗衣機8．下列機械應用了熱機的是（）A．農(nóng)用三輪車上的柴油機 B．電腦工作一會兒后主機變熱 C．電動自行車 D．洗衣機內(nèi)部的電動機9．星期天，童童在家里幫媽媽燒水，他發(fā)現(xiàn)水沸騰時，壺蓋被頂起，想到了如圖所示四沖程汽油機工作示意圖，并且分析得出，與水沸騰時壺蓋被頂起原理相同的沖程是（）A． B． C． D．10．如圖所示是四沖程汽油機的工作循環(huán)示意圖，下列說法正確的是（）A．甲是吸氣沖程，吸入的是空氣，是汽油機的輔助沖程 B．乙是壓縮沖程，是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程 C．丙是做功沖程，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的過程 D．丁是排氣沖程，這個沖程使汽車獲得動力11．如圖甲為航母上簡化的蒸汽彈射裝置，能帶動艦載機在兩秒鐘內(nèi)達到起飛速度，如圖乙為汽油機的工作沖程。下列判斷不正確的是（）A．艦載機獲得的牽引力是因為氣缸內(nèi)的蒸汽體積膨脹，從而推動活塞 B．氣缸內(nèi)的蒸汽推動活塞后，內(nèi)能增加 C．從能量轉(zhuǎn)化角度講，蒸汽彈射裝置工作時與圖乙中C所示的原理相似 D．從能量轉(zhuǎn)化角度講，圖乙中B沖程是把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能12．如圖所示是四沖程汽油機的一個工作循環(huán)示意圖，其中屬于利用機械能轉(zhuǎn)化內(nèi)能沖程的是（）A． B． C． D．13．如圖為四沖程汽油機工作過程中某沖程的示意圖，下列說法正確的是（）A．該沖程能量轉(zhuǎn)化是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 B．這是壓縮沖程 C．該沖程能量轉(zhuǎn)化是化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D．這是吸氣沖程14．喜歡思考的小明用塑料礦泉水瓶子進行了如下游戲探究：瓶中留有少量水，蓋上瓶蓋（如圖甲）；扭轉(zhuǎn)瓶子（如圖乙）；輕輕扭動瓶蓋，瓶蓋被瓶內(nèi)的氣體沖出，同時瓶內(nèi)出現(xiàn)白霧（如圖丙）。圖乙和圖丙所示的過程，分別與四沖程內(nèi)燃機連續(xù)的兩個沖程相似，這兩個沖程是（）A．吸氣沖程和壓縮沖程 B．壓縮沖程和做功沖程 C．做功沖程和排氣沖程 D．壓縮沖程和排氣沖程15．如圖所示三種現(xiàn)象過程中都涉及能量轉(zhuǎn)化，下列分析正確的是（）A．圖甲中的塞子被彈起時，機械能﹣內(nèi)能 B．圖乙就壓縮沖程，內(nèi)能﹣機械能 C．圖丙是壓縮沖程，化學能﹣內(nèi)能﹣機械能 D．圖丙是做功沖程，化學能﹣內(nèi)能﹣機械能16．如圖所示摩托車上的熱機工作時提供動力的沖程是（）A． B． C． D．17．下列關(guān)于汽油機和柴油機的主要區(qū)別，說法正確的是（）A．構(gòu)造上，汽油機汽缸頂部有噴油嘴，柴油機汽缸頂部有火花塞 B．在做功沖程中，柴油機的燃氣溫度和壓強比汽油機里的高 C．在壓縮沖程末，柴油機的點火方式是點燃式，汽油機的點火方式是壓燃式 D．吸氣沖程中，柴油機吸入汽缸的是柴油和空氣的混合物，汽油機吸入汽缸的是空氣填空題（共8小題）18．殲﹣20戰(zhàn)斗機，是我國自主研發(fā)的隱形戰(zhàn)斗機，進入世界先進戰(zhàn)斗機行列，它的油箱能裝10噸燃油，殲﹣20的發(fā)動機是（選填“電動機”或“熱機”），工作時將能轉(zhuǎn)化成機械能。19．2019年1月3日，我國“嫦娥四號”探測器在月球背面成功著陸，標志著我國探月工程取得了歷史性突破?！版隙鹚奶枴钡竭_月球上方后，使用高熱值燃料發(fā)動機開始點火工作，該發(fā)動機（填“屬于”或“不屬于”）熱機?！版隙鹚奶枴睖p速落月過程中，其動能不斷（填“增大”或“減小”），“嫦娥四號”相對于其內(nèi)部的巡視器是（填“運動”或“靜止”）的。20．如圖1所示，用酒精燈加熱試管中的水，當水沸騰一段時間以后，塞子被試管內(nèi)水蒸氣推出，這一過程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，內(nèi)能（選填“增大”、“減小”或“不變”），圖2中汽油機的工作過程與這一實驗過程中能量的轉(zhuǎn)化是一致的。21．如圖是小明用氣球制作“憤怒的小鳥”，當充所的氣球松手后，小鳥”快速的飛向前方。這一過程是能轉(zhuǎn)化為機械能，該過程與四沖程內(nèi)燃機沖程所包含的能量轉(zhuǎn)化相同；而小鳥兩側(cè)的翅膀最好設計成（選填“上平下凸”或“下平上凸”）的形狀，才能為其飛行提供向上的升力。22．在一標準大氣壓下，質(zhì)量為100g的水，初溫為50攝氏度的水，吸收了25200J的熱量后，溫度升高攝氏度，熱機是利用做功的機械。23．如圖1所示，試管內(nèi)的高溫高壓水蒸氣從玻璃管中噴出，使小葉輪轉(zhuǎn)動，水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為風車的；圖2（選填“甲”或“乙”）中汽油機的工作過程與這一實驗過程中能量的轉(zhuǎn)化是一致的。24．在如圖所示的四幅圖中，甲、乙是兩個演示實驗示意圖，與壓縮沖程原理相同的是圖所示的演示實驗；丙、丁是四沖程汽油機工作過程中的兩個沖程示意圖，汽油機利用內(nèi)能來做功的沖程是。25．圖甲是四沖程汽油機工作過程中的沖程，該過程的能量轉(zhuǎn)化情況與圖乙（選填“相同”或“不同”）。若汽油機1s內(nèi)對外做功15次，則其曲軸的轉(zhuǎn)速為r/min。為了降低汽油機汽缸的溫度，汽缸外有一個水箱體，使汽缸被水包圍著，這是通過的方式減少汽缸的內(nèi)能。26．如圖所示，小明在校園科技節(jié)中展示了自己的作品。塑料瓶內(nèi)裝入少量的液態(tài)乙醚，待乙醚充滿整個塑料瓶后，啟動電子打火器，活塞瞬間向前飛出一段距離，同時聞到了乙醚的氣味?！奥劦綒馕丁睂儆诂F(xiàn)象；活塞飛出的過程相當于熱機的沖程；活塞離開瓶口還可以繼續(xù)向前飛出一段距離，因為它具有。27．熱機的種類很多，盡管它們在構(gòu)造上各不相同，但都是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為能的機器，它的工作循環(huán)有四個沖程，其中沖程完成上述的能量轉(zhuǎn)化。28．最早的熱機是，其工作原理是：燃料燃燒把能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再通過熱傳遞的方式傳遞給水，水蒸氣把能轉(zhuǎn)化為活塞的能，推動活塞運動。29．如圖所示為一輛汽車的發(fā)動機四個沖程中的沖程；為了不讓發(fā)動機在工作時溫度升得太高，在設計制造時，汽缸外有一個水套，用水來冷卻汽缸是因為水的較大。陽江近段時間有關(guān)汽車撞傷行人事故頻發(fā)，據(jù)調(diào)查，汽車超速和超載是造成重大交通事故的主要原因。當汽車（選填“超速”或“超載”）時，它的慣性將變大。30．美國《大眾科學》雜志評出年度奇思妙想十大發(fā)明，其中最引人注意的是“六沖程引擎”，這種引擎在完成四沖程工作后，會把水注入汽缸，使水瞬間變成水蒸氣，從而帶動活塞運動，產(chǎn)生第五沖程，為汽車提供動力。第六沖程是讓水蒸氣進入冷凝器，