中小学教育资源及组卷应用平台
5.5 热机
【教学目标】
1.知识与技能
（1）知道四冲程内燃机的构造和工作原理
（2）了解汽油机和柴油机的主要区别2·1·c·n·j·y
2.过程与方法
通过分析汽油机和柴油机的构造个工作过程的异同，学习分析和比较的研究方法。
3.情感态度和价值观
了解这些内燃机在生产和生活中的应用，感受到技术进步在工业文明发展中的重要作用。
【教学重点】
内燃机的构造和工作原理；汽油机和柴油机的区别和联系。
【教学难点】
汽油机的工作原理。
【教学方法】
合作 探究 交流 对比
【教学用具】
铁架台、试管、胶塞、酒精灯、水、汽油机和柴油机模型、多媒体课件
【课时安排】
1课时
【教学过程】
一、创设情境 导入新课
利用内能的有关知识，引出演示实验。
如图所示在一个试管中装一些水，用软木塞塞紧。不断对试管加热使水沸腾。
问：你观察到什么现象？
现象：软木塞冲出；管口有“白汽”产生。
思考: 在此过程中，能量是如何转化的？
二、探究新知
1． 热机：利用内能做功的机械叫热机。
热机种类很多，有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭等，今天我们主要来研究内燃机。
内燃机：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机。常见的内燃机分为汽油机和柴油机。
汽油机：以汽油为燃料的内燃机；
柴油机：以柴油为燃料的内燃机。
2． 汽油机
（1）单缸四冲程汽油机构造（出示模型及多媒体动画）。
介绍各部分名称及各部分的功能：进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴。
冲程：活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程
（2）工作原理
吸气冲程：进气门打开，排气门关闭。活塞由上向下运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。
压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞由下向上运动，燃料混合物被压缩，内能增大，温度升高。在此过程中机械能转化为内能。W
ww-2-1-cnjy-com
做功冲程：进气门和排气门都关闭，在压缩冲程 ( http: / / www.21cnjy.com )末，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动，对外做功。在此过程中内能转化为机械能。21cnjy.com
排气冲程： 进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
总结：单缸四冲程汽油机一个工作循环完成四个冲程，活塞往复两次，飞轮、曲轴转动两周，对外做功一次。
3．柴油机
（1）柴油机构造（出示模型及多媒体动画）。
介绍各部分名称及各部分的功能：进气门，排气门，喷油嘴，气缸，活塞，连杆，曲轴。
吸气冲程：进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，将空气吸进气缸。
压缩冲程：两个门阀都关闭，活塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，使空气压强增加，从而使温度升高至柴油燃点。
机械能转化成内能
做功冲程：在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的雾状柴油，达到燃点的柴油立即燃烧，高温高压气体向下推动活塞做功。
内能转化成机械能
排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
6.汽油机与柴油机的异同点
相同点：都是内燃机；一个工作循环都要经历吸气、压缩、做功、排气四个冲程。
不同点：
构造方面：柴油机没有火花塞，而在相应位置上安装的是喷油嘴；
工作过程上：汽油机吸入的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入的只是空气；
压缩情况不同：柴油机压缩冲程末，压缩比更大，所以压强更大，温度更高，超过了柴油的燃点；
点火方式不同：汽油机靠火花塞点火。柴油机属于压燃式；
三、课堂小结
4、课堂练习：
1. 下列所示的工具工作过程中使用热机的是（ ）
2. 如图为汽油机工作循环中的两个冲程，关于这两个冲程的说法正确的是（ ）
A．这两图所示冲程都是靠飞轮的惯性完成
B．甲图所示冲程为做功冲程，乙图所示冲程为压缩冲程
C．甲图所示冲程发生的能量转化主要是机械能转化为内能
D．乙图所示冲程发生的能量转化主要是机械能转化为内能
3. 内燃机的发明，使人类的许多梦想得以实现：飞机，汽车，潜艇、坦克等等，都是在内燃机发明之后才研制成功的。下列有关四冲程内燃机的说法正确的是（ ）
A．汽油机和柴油机吸入汽缸的物质相同
B．压缩冲程把机械能转化为内能
C．汽油机和柴油机都通过火花塞点火
D．一个工作循环做四次功
4. 关于柴油机与汽油机的区别，下面叙述错误的是（ ）
A．柴油机的汽缸顶部有一个喷油嘴而没有火花塞
B．柴油机在吸气冲程中吸入的是空气
C．柴油机可应用于轮船
D．汽油机在压缩冲程中对气体的压缩程度更高
【板书设计】
5.4 热机
一、热机
二、汽油机
1.汽油机构造
2．汽油机的四个 ( http: / / www.21cnjy.com )冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
3．汽油机的应用
三、柴油机
1．柴油机构造及工作原理21教育网
2.柴油机和汽油机的区别
【教学反思】
本节重点是判断热机的各个冲程，我总 ( http: / / www.21cnjy.com )结判断方法是：按照活塞的上、下运动情况以及两气门的开闭情况，我们可这样区分四个冲程的不同点。若有一个气门开则该冲程为吸气冲程或排气冲程，对于两个冲程的进一步区分，要观察活塞的运动方向，若活塞向上运动，则为排气冲程；若活塞向下运动则为吸气冲程。若两个气门均关闭，活塞向上运动则为压缩冲程，活塞向下运动则为做功冲程。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共25张PPT)
5.5 热机
问：你观察到什么现象？
思考:
在此过程中，能量是如何转化的？
燃料的化学能
水蒸气的内能
活塞的机械能
现象：软木塞冲出；管口有“白汽”产生。
演示实验
热 机
定义：
利用内能来做功的机械称为热机。
常见的热机：
蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
内燃机：
燃料在气缸内直接燃烧，产生高温高压燃气推动活塞做功的热机，叫做内燃机。
一种内燃机的剖面图
常见的内燃机
汽油机：
以汽油为燃料的内燃机；
柴油机：
以柴油为燃料的内燃机。
火花塞
气缸
进气门
活塞
连杆
排气门
曲轴
工作原理：
构造
燃料在汽缸中燃烧时，将存储的化学能转变为高温高压的燃气（蒸汽）的内能，又通过燃气（蒸汽）推动活塞做功，由内能转变为机械能
汽油机
工作过程
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
活塞从汽缸的一端运动到另一端 的过程，叫做一个冲程。
汽油机
将混合气体吸入汽缸。
作用：
活塞向下运动，
进气口打开，
排气口关闭。
吸
气
冲
程
汽油机
现象：
活塞向上运动，
进气口关闭，
排气口关闭。
现象：
压缩燃气，增加内能。
机械能转化为内能。
作用：
压
缩
冲
程
汽油机
活塞向下运动，
进气口关闭，
排气口关闭。
现象：
燃料燃烧，对活塞做功
内能转化为机械能。
作用：
做
功
冲
程
汽油机
活塞向上运动，
进气口关闭，
排气口打开。
现象：
作用：
将废气排出汽缸。
排
气
冲
程
汽油机
一个工作循环包括：
飞轮转动_____周
______个冲程
对外做功_____次
活塞往复运动____次
4
2
2
1
只有做功冲程是燃气对活塞做功，其他三个冲程靠飞轮的惯性完成。
汽油机
1、构造
柴油机
喷油嘴
进气门
活塞
连杆
排气门
气缸
曲轴
空气
吸气冲程：进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，将空气吸进气缸。
2、工作过程
柴油机
压缩冲程：两个门阀都关闭，活塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，使空气压强增加，从而使温度升高至柴油燃点。
机械能转化成内能
柴油机
做功冲程：在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的雾状柴油，达到燃点的柴油立即燃烧，高温高压气体向下推动活塞做功。
内能转化成机械能
柴油机
燃烧后的废气
排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
柴油机
现实中的发动机
汽油机与柴油机的异同点
1．基本构造和主要部件的作用相似。
2 ．每个工作循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
4 ．四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。
3 ．一个工作过程中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。
相同点
1．构造不同：汽油机气缸顶有火花塞；而柴油机气缸顶部有喷油嘴。
2 ．燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。
3 ．吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体；柴油机只吸进空气。
4 ．点火不同：汽油机靠火花塞打出电火花点燃汽油，属点燃式点火；柴油机靠压缩空气，使空气的温度很高，超过柴油的着火点点燃柴油，属压燃式点火。
不同点
课堂小结
热 机
内燃机
柴油机
汽油机
基本构造
工作原理
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
相同点
异同点
1. 下列所示的工具工作过程中使用热机的是（ ）
大显身手
B
大显身手
2. 如图为汽油机工作循环中的两个冲程，关于这两个冲程的说法正确的是（ ）
A．这两图所示冲程都是靠飞轮的惯性完成
B．甲图所示冲程为做功冲程，乙图所示冲程为
压缩冲程
C．甲图所示冲程发生的能量转化主要是机械能
转化为内能
D．乙图所示冲程发生的能量转化主要是机械
能转化为内能
C
大显身手
3. 内燃机的发明，使人类的许多梦想得以实现：飞机，汽车，潜艇、坦克等等，都是在内燃机发明之后才研制成功的。下列有关四冲程内燃机的说法正确的是（ ）
A．汽油机和柴油机吸入汽缸的物质相同
B．压缩冲程把机械能转化为内能
C．汽油机和柴油机都通过火花塞点火
D．一个工作循环做四次功
B
大显身手
4. 关于柴油机与汽油机的区别，下面叙述错误的是（ ）
A．柴油机的汽缸顶部有一个喷油嘴而没有火花塞
B．柴油机在吸气冲程中吸入的是空气
C．柴油机可应用于轮船
D．汽油机在压缩冲程中对气体的压缩程度更高
D
再 见中小学教育资源及组卷应用平台
5.5 热机
一、填空题（共7题）
1. 一台四冲程汽油机在一个工作循环中，把内能转化为机械能的冲程是 冲程。汽油机用水作为冷却剂，这是利用了水 的性质。
2. 如图所示是汽油机的 冲程。在压缩冲程中，是通过 方式增加燃气的内能。汽油机的转速为 ，则 内汽油机对外做功 次。
3. 如图所示的是四冲程汽油机工作过程的 冲程，在这个冲程中，活塞向上运动，该冲程将 能转化为 能。
4. 一台四冲程柴油机的曲轴转速是 ，它 秒钟对外做功 次；它在吸气冲程中，吸入汽缸里的物质是 。
5. 在热机的四个冲程中，把机械能转化为内能的是 冲程。汽油机工作时要产生大量的热，通常采用水循环将热带走，这是利用水 的特性。
6. 如图所示是四冲程汽油机工作时的压缩冲程，此过程中通过 方式使汽缸内燃料混合物的内能 （选填“增大”或“减小”）。
7. 在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞迅速下压，棉絮燃烧起来了，此实验得到的结论是：对 （选填“棉絮”或“筒内气体”）做功，它的内能会增加。其能量转换情况与下图单缸四冲程汽油机的 （填“乙”或“甲”）冲程相同，若汽油机的转速是 ，则此汽油机每秒对外做功 次。
二、选择题（共8题）
8. 如图，用酒精灯给试管中的水加热，一段时间后橡皮塞被冲开，下列说法正确的是
A．酒精灯中酒精的质量越大，酒精的热值越大
B．酒精燃烧放出的热量能全部被试管中的水吸收
C．试管中水的内能增加是通过做功的方式实现的
D．橡皮塞被冲开的能量转化情况与内燃机做功冲程相同
9. 如图表示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图，它们正确的排列顺序为
A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲 C．乙、丙、丁、甲 D．甲、丁、乙、丙
10. 如图是汽油机的工作过程，其中不依靠飞轮惯性完成的冲程是
A． B． C． D．
11. 如图甲、乙、丙、丁是单缸内燃机一个工作循环的四个冲程。以下说法不正确的
A．图甲冲程是靠飞轮的惯性来完成的
B．图乙冲程吸入的物质是汽油和空气的混合物
C．图丙是压缩冲程，机械能转化为内能
D．图丁是做功冲程，内能转化为机械能
12. 汽油机工作的四个冲程中，将机械能转化为内能的是
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
13. 如图所示为汽油机工作过程的示意图，其中表示做功冲程的是
A． B． C． D．
14. 如图所示，是内燃机工作循环中的某个冲程，它是
A．吸气冲程 B．做功冲程 C．压缩冲程 D．排气冲程
15. 如图为一个四沖程汽油机处于工作过程中的某个冲程，转速是 ，下列叙述正确是
A．此图是压缩冲程，内能转化为机械能
B．增加此汽油机的工作时间，能提高它的效率
C． 分钟内该汽油机的冲程数和燃气做功次数分别是 个， 次
D． 分钟内该汽油机的冲程数和燃气做功次数分别是 个， 次
答案
一、填空题（共7题）
1. 【答案】做功；比热容大
【解析】（）在四冲程汽油机的一个工作循环中，内能转化为机械能的是做功冲程；
（）汽油机用水作为冷却剂，是利用水的比热容大，散热效果好。
2. 【答案】做功；做功；
【解析】进气口、出气口关闭，活塞向下，为做功冲程；压缩冲程时通过做功的方式增加其他内能； 则每秒钟转 转，一个完整的过程包含四冲程两转一对外做功，则可知对外做功 次。
3. 【答案】压缩；机械；内
【解析】由图可知，进气门和排气门都是关闭的，活塞向上运动，可以判断是压缩冲程，压缩冲程中机械能转化为内能。
4. 【答案】；
【解析】四冲程柴油机飞轮的转速是 ，表示每秒飞轮转动 圈，而每 圈 个冲程，做功一次，所以 内完成 个冲程、对外做功 次。
5. 【答案】压缩；比热容大
【解析】（）在热机的四个冲程中，把机械能转化为内能的是压缩冲程；
（）汽车的散热器可用水做冷却剂，是因为水的比热容比较大，在升高相同的温度时可以吸收更多的热量，降低发动机的温度。
6. 【答案】做功；增大
【解析】在汽油机的压缩冲程中，压缩燃料混合物，对其做功，使燃料混合物的内能增加、温度升高，是通过做功的方式改变内能。
7. 【答案】筒内气体；甲；
【解析】在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞迅速向下压，棉絮燃烧起来；说明压缩筒内空气做功，它的内能会增加；
甲图两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能；乙图两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能；在压缩引火仪实验中，活塞的机械能转化为筒内空气的内能，与汽油机的压缩冲程（甲）相似；
四冲程汽油机的飞轮转速为 ；
因为汽油机在 个工作循环中飞轮转 圈，完成四个冲程，做功 次，所以， 内飞轮转 圈，对外做功 次。
二、选择题（共8题）
8. 【答案】D
【解析】燃料的热值仅与燃料的种类有关，燃料的质量无关，故A错误；酒精燃烧放出的热量要散失到空气中一部分，被试管吸收一部分，所以酒精燃烧放出的热量不能全部被试管中的水吸收，故B错误；加热过程中，通过热传递的方式增加水的内能，故C错误。
塞子冲出时，是试管内气体的内能转化为塞子增加的机械能，与内燃机的做功冲程能量转化相同，故D正确。
9. 【答案】C
【解析】内燃机的四个冲程按照顺序有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；甲图中，排气门打开，活塞上行，是排气冲程；乙图中，进气门打开，活塞下行，所以是吸气冲程；丙图中，活塞上行，压缩缸内气体，是压缩冲程；丁图中，火花塞点火，活塞下行，是做功冲程，故四幅图正确的排列顺序是乙、丙、丁、甲，即C符合题意。
10. 【答案】D
11. 【答案】C
【解析】A．甲图中两个气门都关闭，活塞上行，是汽油机的压缩冲程，是靠惯性轮的惯性来完成的；故A正确；不符合题意；
B．乙图中一个气门关闭，一个气门打开，活塞下行，是汽油机的吸气冲程；在吸气冲程中，吸入的是汽油和空气的混合气体；故B正确；不符合题意；
C．丙图中一个气门关闭，一个气门打开，活塞上行，是汽油机的排气冲程；故C错误；符合题意；
D．丁图中两个气门都关闭，活塞下行，是汽油机的做功冲程，实现内能转化为机械能；故D正确；不符合题意。
12. 【答案】B
【解析】在压缩冲程末，火花塞冒出电火花，将混合气体点燃，混合气体剧烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，对外做功，在这个过程中，燃气推动活塞做功，内能减少，温度降低，燃气的内能转化为活塞的机械能，所以选B。
13. 【答案】B
【解析】A、进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程；不符合题意；
B、两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，符合题意；
C、两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，不符合题意；
D、排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程；不符合题意。
14. 【答案】B
【解析】图中的气门关闭，活塞下行，并且电火花喷出电火花，这是做功冲程的特点，该冲程是内燃机工作循环中的做功冲程。故选B。
15. 【答案】C
【解析】如图，进气门和排气门都是关闭的，活塞下行，可以判断是做功冲程，即气缸内的混合气体对外做功，故A错误；
增加此汽油机的工作时间，做的有用功会增多，但不能提高它的效率，故B错误；
因为四沖程汽油机完成一个工作循环，要经过 个冲程，燃气对外做功 次，飞轮转动 周，所以，飞轮的转速是 ，表示每分钟内飞轮转动 圈，要经过 个冲程，对外做功 次，故C正确，D错误。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)
