14.1 热机 课前导学单 2021-2022学年人教版物理九年级全一册（含解析）

2021-2022年九年级物理（上）（人教版）
课时14.1
热机
课前导学单
一、单选题
1．下列设备中，没有利用热机的是（
）
A．火车B．飞机C．帆船D．摩托车
2．如图是四冲程汽油机一个工作循环中的两个冲程，下列判断正确的是
A．甲图为吸气冲程，燃气的内能转化为活塞的机械能
B．乙图为压缩冲程，活塞的机械能转化为燃气的内能
C．甲图为做功冲程，活塞的机械能转化为燃气的内能
D．乙图为排气冲程，燃气的内能转化为活塞的机械能
3．下列关于内燃机的说法正确的是
A．随着科技的发展，可以研制出效率为100%的内燃机
B．热机的大量使用不会造成任何污染
C．内燃机一个工作循环必须完成四个冲程，但只对外做一次功
D．汽油机和柴油机都是内燃机，吸气冲程中吸入气缸的是空气
4．以下机械不属于热机的是
A．蒸汽机
B．火箭
C．洗衣机
D．汽油机
二、填空题
5．柴油机和汽油机的区别
汽油机
柴油机
构造
顶部_______
顶部_______
燃料
_______
_______
吸气冲程
_______
_______
点火方式
_______式
_______式
效率
20%—30%
30%—45%
应用
小型轻便机械
大型设备
6．汽油机的工作过程：
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
进气门
开
_______
关
_______
排气门
_______
关
_______
开
活塞运动
向_______
向上
向_______
向_______
能量转化
_______
___________
7．汽油机是由_______、_______、_______、_______四个冲程不断循环工作的。
8．热机定义：____________________________叫热机。热机种类_______、_______、_______、_______。
9．内燃机定义：___________________________________叫内燃机。内燃机分为_______、________
10．一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速是2400r/min，柴油机每秒内完成_____个冲程，做功_____次，活塞往复运动_____次。除做功冲程以外的其它冲程是_____来完成。在设计制造时，汽缸外有一个“水套”是利用水吸热来降低汽缸温度的，这是利用了水的_____大的性质。
11．如图，用酒精灯对试管加热，水温升高，是通过________的方式改变水的内能．一段时间后瓶塞被水蒸气冲出去．其能量转化与热机工作中的______冲程能量转化相同．
12．有一台柴油机飞轮的转速为1200r/min，则在1s内，柴油机完成_____个冲程；对外做功的次数是______次。
13．在四冲程柴油机的工作过程中，________冲程将内能转化成机械能．一台四冲程柴油机飞轮的转速为2400r/min，在1s内，此柴油机对外做功的次数是_________次．
参考答案
1．C
【解析】热机原理：燃料具有化学能，在压缩冲程的末端，燃料燃烧，燃烧时化学能转化为内能，产生高温高压的燃气，推动活塞做功，内能转化为机械能。
火车、飞机、摩托车工作时都要使用化石能源作燃料，都是使用热机工作的；帆船工作时是通过风力进行工作的，没有使用热机。
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
2．B
【解析】由图甲知道，两气门都关闭，活塞下行，火花塞喷出电火花，所以是做功冲程，此过程将内能转化为机械能；由图乙知道，两气门都关闭，活塞向上运动，所以是压缩冲程，此过程将机械能转化为内能，故只有B正确，故选B。
3．C
【解析】A．无论科学技术多么发达，机械效率如何提高，但任何机械时，不可避免地做额外功，所以机械效率一定小于1，故A错误；
B．热机燃烧的多是化石燃料，燃烧时产生有害气体，所以，热机的大量使用，会带来更多的废气污染，故B错误；
C．四冲程汽油机和柴油机的一个工作循环，四个冲程，活塞往复运动两次，曲轴连杆转两周，飞轮转两周，只有做功冲程对外做功一次，把内能转化为机械能，其它三个冲程靠飞轮的惯性完成，故C正确。
D．柴油机和汽油机都属于内燃机，工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气，故D错误。
故选C。
4．C
【解析】热机是利用燃料燃烧释放的内能转化为机械能的机器，故蒸汽机、火箭、汽油机都利用了燃料燃烧的内能，而洗衣机消耗电能，利用电能工作，符合题意。
选C。
5．火花塞
喷油嘴
汽油
柴油
空气、汽油混合物
空气
点燃
压燃
【解析】[1][2][3][4][5][6][7][8]汽油机和柴油机的区别：汽油机有喷油嘴，柴油机没有喷油嘴有火花塞，汽油机以汽油为燃料，柴油机以柴油为燃料，汽油机吸入的是空气和汽油混合物，柴油机吸入的是空气，汽油机是点燃式，柴油机是压燃式。如图所示
汽油机
柴油机
构造
顶部火花塞
顶部喷油嘴
燃料
汽油
柴油
吸气冲程
空气、汽油混合物
空气
点火方式
点燃式
压燃式
效率
20%—30%
30%—45%
应用
小型轻便机械
大型设备
6．关
关
关
关
下
下
上
机械能转化为内能
内能转化为机械能
【解析】[1][2][3][4][5][6][7][8][9]吸气冲程进气门打开和排气门关闭，活塞向下运动；压缩冲程进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，机械能转化为内能；做功冲程，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，内能转化为机械能，对外做功；排气冲程进气门关闭，排气门打开，活塞向下运动，排除废气。如图所示：
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
进气门
开
关
关
关
排气门
关
关
关
开
活塞运动
向下
向上
向下
向上
能量转化
机械能转化为内能
内能转化为机械能
7．吸气
压缩
做功
排气
【解析】[1][2][3][4]汽油机四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
8．各种利用内能做功的机械
蒸汽机
内燃机
汽轮机
喷气发动机
【解析】[1]各种利用内能做功的机械，叫热机。
[2][3][4][5]热机种类分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机
9．燃料直接在汽缸内燃烧产生动力的热机
汽油机
柴油机
【解析】[1][2][3]燃料直接在汽缸内燃烧产生动力的热机叫内燃机，内燃机分为汽油机和柴油机。
10．80
20
40
依靠飞轮的惯性
比热容
【解析】[1][2][3]单缸四冲程柴油机的飞轮转速是2400r/min＝40r/s，即飞轮1s转40r；飞轮转2r，完成4个冲程，做功1次，活塞往复运动2次，所以飞轮转40r，完成80个冲程，做功20次，活塞往复运动40次；
[4]除做功冲程以外的其他冲程是依靠飞轮的惯性来完成；
[5]选择用水作为冷却剂，是利用了水的比热容大，即相同质量的水和其他的液体相比较时，升高相同的温度，水能吸收的热量多，故用水冷却效果最好。
11．热传递
做功
【解析】通过热传递和做功可以改变物体的内能，如题用酒精灯对试管加热，水温升高，是通过热传递的方式改变水的内能．过一段时间后瓶塞被水蒸汽冲出去，水蒸气对瓶塞做功将内能转化为机械能，因此其能量转化与热机工作中的做功冲程能量转化相同．
12．40
10
【解析】[1][2]热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，飞轮转速是
表示每秒飞轮转动20圈，而每2圈4个冲程，所以1s内完成40个冲程，对外做功10次。
13．做功
20
【解析】在四冲程柴油机的做功冲程中将燃料燃烧产生的内能转化为机械能，为热机工作提供动力；内燃机的一个工作循环有4个冲程，飞轮转2圈，做一次功。一台柴油机飞轮的转速为2400r/min，则该柴油机每秒钟转40圈，完成20个工作循环，对外做20次功．