14.1热机 习题课件2022-2023学年人教版物理九年级 (共27张PPT)

(共27张PPT)
第 1 节 热机
知识点一 热机
1．如图所示，看到塞子蹦出时，管口出现________．解释：管内水蒸气对塞子做功，水蒸气内能________，温度________，水蒸气________成小水滴，形成白雾．该实验中，燃料燃烧是________能转化为________能．塞子冲出时，是_______能转化为_______能．
白雾
减小
降低
液化
化学
内
内
机械
2．热机：把燃料燃烧时释放的________转变为________的装置．内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机．常见的内燃机有________和柴油机．
知识点二 汽油机
3．构造：火花塞、________、排气门、________、汽缸、连杆、曲轴．
4．冲程：活塞从汽缸的____________________________的过程，叫做一个冲程．
内能
机械能
汽油机
进气门
活塞
一端运动到另一端
5．工作过程：汽油机一个工作循环有________、________、做功、____________四个冲程的不断循环来保证连续工作的．
(1)吸气冲程：进气门________，排气门________，活塞向________运动，____________的混合物从进气门进入汽缸．
(2)压缩冲程：进气门________，排气门________，活塞向________运动， 活塞对汽缸内的气体做功，汽缸内的气体内能________，温度________．能量转化：________能转化为________能．
(3)做功冲程：进气门____________，排气门______________，火花塞产生电火花，使汽缸内气体猛烈燃烧，产生高温高压的气体，推动活塞向________运动，从而带动曲轴转动，对外________．
吸气
压缩
排气
打开
关闭
下
汽油和空气
关闭
关闭
上
增大
升高
机械
内
关闭
关闭
下
做功
能量转化：__________能转化为________能，汽油机的这种点火方式叫点燃式．
(4)排气冲程：进气门________，排气门________，活塞向________运动，________从排气门排出汽缸．
(5)一个工作循环有________个冲程，活塞往复________次，曲轴转动 ________周，对外做功________次，只有做功冲程对外做功，其他冲程都是靠______________来完成的．
内
机械
关闭
打开
上
废气
四
两
两
一
飞轮惯性
知识点三 柴油机
6．构造：____________、进气门、 排气门、活塞、汽缸、连杆、曲轴．
7．工作过程：
(1)吸气冲程：汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入的是________．
(2)压缩冲程：柴油机活塞把汽缸内的气体体积压缩得________，汽缸内的气体内能增大得更多，温度升得________．
(3)做功冲程：汽油机的点火方式叫点燃式，柴油机的点火方式叫压燃式．
喷油嘴
空气
非常小
更高
8.应用：汽油机轻便、力小，主要应用在小汽车、摩托车等；柴油机笨重、力大，主要应用在载重汽车、拖拉机等.
知识点1 热机
例1.关于热机说法错误的是(　　　)
A．利用内能来做功的机器叫热机
B．蒸汽机、内燃机、燃气轮机、喷气发动机都叫热机
C．热机的一个工作循环包括四个冲程，曲轴转1周
D．汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物，柴油机吸气冲程吸入的是空气
热机是把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置．
C
解析：热机一个工作循环，曲轴转了2周，故C错误．
变式训练1
世界上很多发明都是受到生活现象的启发而萌生的创意，比如：图中________是汽油机的工作原理图．它们工作时，能量的转化过程是________能转化为机械能．
乙
内
解析：由图甲可知，从玻璃管口喷出的水蒸气驱动叶轮转动，水蒸气会对叶轮做功，将水蒸气的内能转化为叶轮的机械能；此过程与蒸汽轮机的工作过程相似，反映了蒸汽轮机的工作原理.在图乙中，火焰使 上方空气温度升高、上升，热空气带动叶轮转动，内能转化为机械能，与汽油机的工作原理相同.
知识点2 汽油机
例2.汽油机的四个冲程如图所示，在一个工作循环中，做功冲程结束后，下一个冲程是(　　)
由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程；汽油机四个冲程是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．
D
解析：图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运 动，是吸气冲程，故A不符合题意；图中两个气门都关闭，火花塞点火，此时活塞向下运动，是做功冲程，故B不符合题意；图中两个气门都关闭，此时活塞向上运动，是压缩冲程，故C不符合题意；图中排 气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程，故D符合题意.
变式训练2
一个单缸四冲程内燃机飞轮转速为1800 r/min，1s内燃气对活塞做功________次；在压缩冲程，工作物质内能的改变是通过________方式实现的．
15
做功
解析：汽油机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成，一个工作循环活塞上下往复2次，曲轴转动2周，对外做功一次；飞轮转速为 1800r/min = 30r/s，也就是1s飞轮转动30r，完成60个冲程，对外做功15次；在压缩冲程中，活塞由上向下压缩气缸内的空气，即对空气做功，使得空气的内能增加，温度升高，这是通过做功的方式改变了气缸内物质的内能.
变式训练3
如图所示，用力将引火仪的活塞迅速下压，玻璃筒底部的棉花冒烟燃烧，下压过程将机械能转化为________能，此过程与汽油机的________冲程能量转化形式相同．
内
压缩
解析：用力将引火仪的活塞迅速下压，玻璃筒底部的
棉花冒烟燃烧，说明压缩筒内空气做功，筒内气体的 内能增加、温度升高，当达到棉花的燃点，棉花冒烟 燃烧，其能量转化方式是机械能转化为内能；在汽油
机的压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物做功，将机械
能转化为内能，所以它们的能量转化情况相同.
知识点3 柴油机
例3.生活处处有物理，留心观察皆学问．以下说法中正确的是(　　)
A.四冲程柴油机在工作过程中，将内能转化为机械能的冲程是做功冲程
B.汽车发动机用水冷却是因为水的比热容小
C.柴油机和汽油机一样有火花塞
D.柴油机只有2个冲程
柴油机在工作过程中，将内能转化为机械能的冲程是做功冲程．
A
解析：柴油机在工作过程中，将内能转化为机械能的冲程是做功冲程．
1．如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是(　　)
A．一个工作循环的正确顺序是：甲乙丙丁
B．乙图冲程能获得动力
C．丙图冲程存在化学能转化为内能的过程
D．丁图冲程存在机械能转化为内能的过程
答案：D
解析：甲图中两个气阀都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；乙图中进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程；丙图中排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程；丁图中两个气阀都
关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是机械能转化为内能；四个冲程的正确顺序是：乙丁甲丙，故 A错误；乙图为吸气冲程，内燃机在做功冲程（即甲图冲程）获得动力，故B错误；丙图为排气冲程，在做功冲程（即甲图冲程）存在化学能转化为内能的过
程，故C错误；丁图为压缩冲程，在该冲程中将机械能转化为内能，故D正确.
2．四冲程内燃机工作时，将内能转化为机械能的冲程是(　　)　　　　　　
A．吸气冲程　 B．压缩冲程　
C．做功冲程　 D．排气冲程
C
解析：做功冲程，燃料燃烧的内能转化为活塞的机械能，故C正确．
3．如图所示实验，水沸腾后水蒸气会将试管口的木塞冲出，以下说法错误的是(　　)
A．木塞冲出时的能量转化情况与内燃机做功冲程相同
B．试管口出现的“白雾”是水蒸气
C．水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减小
D．最终木塞落回地面是因为它受到重力的作用
B
解析：水蒸气的内能转化为木塞的机械能，水蒸气的内能减小，故A、C正确；白雾是水蒸气液化形成的小水珠，故B错误；重力的作用下，使木塞的运动发生改变，故D正确.
4．如图所示是热机工作的一个冲程，则下列说法正确的是(　　)
A．这是做功冲程，将内能转化为机械能
B．这是压缩冲程，将机械能转化为内能
C．热机在这个冲程是将化学能转化为内能
D．热机在这个冲程是将内能转化为机械能
B
解析：进气门和排气门都是关闭的，活塞上行，可以判断是压缩冲程，压缩冲程中机械能转化为内能，故B正确.
5．如图所示，在试管内装适量的水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾，根据图中提供的信息回答下列问题．
解析：（1）塞子冲出试管后继续向前运动，是因为塞子具有惯性,仍然要保持原来的运动状态；（2）对水持续加热，试管中产生大量水蒸气，水蒸气膨胀做功，将橡皮塞顶起，塞子被推出的过程中，水蒸气的内能转化为塞子的机械能；内燃机的做功冲程将内能转化为机械能，因此这一现象相当于内燃机的做功冲程.
(1)塞子冲出试管后，因为________继续向前运动；
(2)塞子被推出的过程中，________能转化成________能，这个过程中能量转化与内燃机中的________冲程相同．
惯性
内
机械
做功
6．如图所示，向小盒中滴入几滴酒精后就闻到了酒精的气味，这现象说明酒精分子____________________，将盒盖盖紧后启动电火花发生器，盒内的酒精燃烧，盒盖向外飞出，这个过程中酒精燃烧的化学能转化为________，对盒盖________．此过程类似四冲程内燃机的________冲程．
不停地做无规则运动
内能
做功
做功
解析：我们会闻到酒精味，这是酒精的芳香分子扩散到空气中，是扩散现象，扩散现象表明分子不停地做无规则运动；当按动电火花发生器的按钮时，酒精燃烧后的燃气对盒盖做功，将燃气的内能转化为盒盖的机械能，燃气的内能减小；四冲程热机中的做功冲程就是利用内能来做功的冲程，将内能转化为机械能.
1．(2021·广东)关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是(　　)
A.吸气冲程：只吸入空气
B.压缩冲程：缸内温度降低
C.做功冲程：气体推动活塞做功
D 排气冲程：内能转化为机械能
C
解析：汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物，故A错误；在压缩冲程，活塞对气体做功，将机械能转化为内能，气体的内能变大，温度升高，故B错误；做功冲程中，燃气对活塞做功，燃气的内能转化为活塞的机械能，故C正确；排气冲程中没有能量的转化，故D错误.
2．(2021·淮安)如图所示，将铁丝快速弯折十余次，弯折处温度升高，该过程与四冲程汽油机哪一个冲程能量转化相同（ ）
A.吸气冲程
B.压缩冲程
C.做功冲程
D.排气冲程
解析：将铁丝快速弯折十余次，对铁丝做功，铁丝的内能增加，温度升高，此过程中机械能转化为内能；汽油机的压缩冲程是机械能转化为内能的冲程，与上述能量转化相同.故B正确.
B