人教版九年级物理全一册14.1 热机 ---详细知识点、经典例题、习题、答案

课
题
热机
教学目标
了解四冲程汽油机的基本工作原理；了解内能的应用；
重点、难点
四冲程汽油机的基本工作原理；
教
学
内
容
一、知识点梳理复习（一）热机1、定义：将燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的机器统称为热机。2、内能的两种应用：一是利用内能来加热物体，如：烧水做饭；二是利用内能来做功，如：水开了，水壶内的水蒸气将壶盖顶起来，这一过程中，是水蒸气的内能转化为壶盖的机械能。其中利用内能来加热物体是能量的转移过程，而利用内能来做功是能量的转化过程。3、热机的种类热机是把内能转化为机械能的机器。热机的种类很多。例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。尽管它们构造不同，但它们有一个共同的特点就是：把内能转化为机械能。初中阶段我们主要研究内燃机。（二）汽油机：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。最常见的内燃机是四冲程的汽油机和四冲程的柴油机。⒈构造：进气门、排气门、气缸、火花塞、曲轴、连杆等．⒉工作原理：在气缸内燃烧汽油，生成高温高压的燃气〔化学能→内能〕，使燃气推动活塞做功〔内能→机械能〕．⒊冲程：活塞在往复运动中从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程．⒋工作过程：⑴多数汽油机是由吸气、压缩、做功〔燃烧—膨胀做功〕和排气冲程的不断循环来保证连续工作的．⑵吸气冲程：吸入汽油和空气组成的燃料混合物．(3)压缩冲程：燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高．⑶做功冲程：在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，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．
⑷活塞向上运动，将废气排出气缸．
⒌工作过程中能量的转化：①压缩冲程：机械能→内能；②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能．⒍汽油机工作的四个冲程中，只有做功冲程是燃气对活塞做功，期货三个冲程要靠飞轮的惯性来完成．在开始运转时，要靠外力先使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后，汽油机才能自己工作．⒎特点与应用：⑴特点：轻巧．⑵汽车、飞机和小型农业机械（如插秧机、机动喷雾器）．（三）柴油机：⒈构造：与汽油机相似，区别在于柴油机顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴．⒉工作原理：与汽油机相同．⒊工作过程：与汽油机相似．区别：①在吸气冲程里吸进气缸的只有空气，而汽油机吸进的是汽油和空气的混合物；②在压缩冲程里，活塞把空气的体积压缩得很小，空气的压强更大，温度更高；③点火方式：柴油机—压燃式；汽油机—点燃式；④相比汽油机，柴油机的效率比较高。⒋柴油机启动时也要靠外力使飞轮和曲轴转动起来．⒌特点与应用：特点：柴油比汽油便宜，但柴油机比较笨重．应用：载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船以及发电机．三、经典例题【例1】汽油机的一个工作循环是由________个冲程组成，其中对外做功________次．在压缩冲程中，气体的温度升高，这是通过________的方式增加内能．为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，这是通过____________的方式减少汽缸内能．用水来冷却汽缸是因为水的________较大．【例2】下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况.关于对图中①②③④的补充正确的是(
)A．①做功冲程
②内能转化为机械能
③压缩冲程
④机械能转化为内能B．①压缩冲程
②内能转化为机械能
③做功冲程
④机械能转化为内能C．①做功冲程
②机械能转化为内能
③压缩冲程
④内能转化为机械能D．①压缩冲程
②机械能转化为内能
③做功冲程
④内能转化为机械能【例3】摩托车上的热机工作时提供动力的冲程是(
)A.
吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程【例4】下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．甲、丙、乙、丁
D．甲、丁、乙、丙【例5】四冲程汽油机在工作过程中，将燃气的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【例6】改变内能有不同的方式，图1（甲）是在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，当迅速压下活塞时，可看见筒内棉花燃烧起来。这是通过＿＿＿＿＿＿方式使玻璃筒内的空气＿＿＿＿＿＿增加，温度升高，达到棉花的燃点，使棉花燃烧。图1（乙）是通过＿＿＿＿＿＿方式把试管里的水加热至沸腾。【例7】四冲程内燃机工作时，依靠惯性使活塞向上运动完成的冲程是（
）
A.吸气和排气冲程
B.压缩和做功冲程
C.做功和排气冲程
D.压缩和排气冲程【例8】汽油机和柴油机在下列区别中，错误的是（
）
柴油机的气缸顶部是喷油嘴
B．柴油机的飞轮大，比汽油机笨重
C．柴油机的热机效率比汽油机高
D．柴油机用点燃式完成做功【例9】单缸四冲程汽油机工作时，有些冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成，只有一个冲程是不用靠飞轮的惯性来完成的，这个冲程是
（
）A．压缩冲程
B．做功冲程
C．吸气冲程
D．排气冲程四、课堂练习1、热机定义：热机是利用________来做功的装置，都是把_______转化为_______的机器。2、热机的种类很多，如_______
、________、__________、__________等。_______是最常见的热机，它的工作循环有四个冲程，它们分别是_____、_____、_____、_____。_____冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由_____能转化为____能。另外_______冲程将机械能转化为内能。3、以下为四冲程汽油机的工作简图，请指出甲、乙、丙、丁各为什么冲程。甲____________、乙____________、丙___________、丁____________。4、内燃机的一个工作循环的四个冲程，图中表示的是其中的________冲程；它将______能转化成_______能．5、如图8所示，其中能量转化形式相同的是
(
)
图8A．甲和乙
B．乙和丙
C．甲和丙
D．乙和丁6、下面说法中正确的是
（
）A、物体吸收了热量，它的温度一定升高B、物体放出了热量，它的温度一定降低C、物体温度不变，它一定没有吸热，也没有放热D、物体放出了热量，它的温度可能不变7、关于分子运动论，下面说法中错误的是
（
）A、物质由分子组成，分子间存在空隙
B、物体内分子都在不停地做无规则的运动C、分子之间只存在引力
D、分子之间既有引力，又有斥力8、关于物体的内能，下列说法中正确的是
（
）A、运动的物体有内能，静止的物体没有内能B、物体温度在0°C以下时没有内能C、高温物体的内能一定比低温物体的内能大D、质量大且温度高的物体的内能一定比同状态质量小，温度低的物体的内能大9、下面几个例子中，属于做功使机械能转化为内能的是
（
）A、用铁锤打铁块，锤头和铁块都发热B、冬天站在太阳光下感到暖烘烘的C、放爆竹时，爆竹腾空而起D、把一杯50°C的热水倒入一杯0°C的冷水里，冷水变热10、在试管中装一些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气把软木塞冲开，在冲开软木塞的过程中
（
）A、水蒸气膨胀做功，水蒸气的内能增加
B、水蒸气膨胀做功，消耗了水蒸气的内能C、水蒸气膨胀做功，但水蒸气的内能不变
D、水蒸气膨胀做功，水蒸气的温度不变11、关于热量和温度的关系，下面说法正确的是（
）A、同一物体温度上升越高，吸收的热量越多
B、物体温度上升越高，含的热量越多C、物体吸收热量，温度一定会升高
D、物体含有的热量多少与温度无关12、人们在生活中用热水取暖，生产上常用水作为冷却剂，这因为水的（
）A、比热大
B、吸收的热量多C、放出的热量多
D、密度较大13、甲、乙两种物体质量相同比热不同，当它们升高相同温度时，一定是（
）A、比热小的吸收热量多
B、比热大的吸收热量多C、甲乙吸收的热量一样多
D、因初温不知道无法判定14、把500克的水加热到100°C，吸收了1.68×105焦的热量，则它的初温是多少？五、课后作业1．在炉子上烧开水是利用燃料的内能来
；汽车上的汽油机工作时，是利用燃料的内能来
。
2．热机是把
能转化为
能的机器。
3．内燃机的一个工作循环由
、
、
、
四个冲程组成。
4、各种形式的能之间可以在一定的条件下相互转化，请按表中示例完成表格。能量转化实
例化学能转化为电能干电池对外供电用电熨斗熨衣服机械能转化为内能5．在内燃机的四个冲程中，其中把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
6、下列各图中，属于内能转化为机械能的是（
）A.两手相互摩擦能发热
B.水沸腾时蒸汽冲开壶盖
C.锯木头锯子发烫
D.压缩空气引火7、关于物体的内能，下列说法中正确的是（
）A.物体运动的越快，物体的内能越大
B.物体举得越高，物体的内能越大C.温度为-40℃的冰块没有内能
D.
火箭点火升空过程中将燃料燃烧时放出的内能转化为机械能8、下列现象中，利用内能做功的是
（
）A、冬天在户外时两手相搓一会儿就暖和
B、刀在砂轮的高速摩擦之下溅出火花C、在烈日之下柏油路面被晒熔化了
D、火箭在“熊熊烈火”的喷射中冲天而起9、下列事列中，用做功的方法使物体内能增加的是
（
）A、热水淋浴后全身感到暖和
B、冬天，对手“哈气”，手感到暖和C、冬天，两手互相摩擦，手感到暖和
D、冬天，在房间内用暖气取暖，全身感到暖和10、改变物体内能的方式有两种，饮料放进冰箱后温度降低，是用________的方式减少饮料的内能；在汽油机的压缩冲程中，是通过________
的方式增加燃料混合物的内能．11、飞机在万米高空飞行时，舱外大气压比舱内气压低．要使舱内获得新鲜空气,必须使用压缩机把空气从舱外压进舱内．在这个过程中，压缩机对空气做功，空气的（
）A.温度升高　内能增加　　
B．温度降低　内能减少　C.
温度升高　内能减少　　
D．温度降低　内能增加12、下列现象中，属于用热传递的方式改变物体内能的是（
）A．菜刀在砂轮上磨得发烫
B．用打气筒打气时筒壁发热C．两手互相摩擦时手发热
D．在炉子上烧开水13、人们在生活中用热水取暖，生产上常用水作为冷却剂，这因为水的（
）A、比热大
B、吸收的热量多
C、放出的热量多
D、密度较大14、甲、乙两种物体质量相同比热不同，当它们升高相同温度时，一定是（
）
A、比热小的吸收热量多
B、比热大的吸收热量多C、甲、乙吸收的热量一样多
D、因初温不知道无法判定15、初温相同，质量也相同的水和铜块，吸收相等的热量后，再将铜块投入水中，则会出现
（
）A、铜块放热，水吸热
B、铜块吸热，水放热C、铜块与水之间不发生热传递
D、水的内能传递到铜块上16．由于怕饭菜太烫，来不及冷却而影响小明的早餐，妈妈总是很早就起床了．为了让妈妈多睡一会儿，小明就想找到一种让物体快速冷却的方法．为此小明进行了如下的探究：小明注意到妈妈是把饭菜放在空气中冷却的，而厨房中适合用来冷却的另一种物质就是水．水和空气哪个的导热性能好呢？为此小明用两个相同的牛奶瓶，都装入热牛奶，一个放在温度与室温相同的水中，另一个就放在空气中，为了尽量减少其他因素的影响，他把两个瓶都用木块垫起来，放在同一个桌面上．如图10-5所示．实验时他每隔一定的时间记录一次甲、乙两温度计的示数，得到的数据如下表：时间/min024681012141618甲的示数/℃70605347423937353433乙的示数/℃70666158555250484644（1）对甲、乙两个瓶中的牛奶，小明要控制它们哪些量相同？
；
（2）小明通过实验，得到的正确结论是什么？
；（3）进一步分析表中甲的示数，小明又发现，在冷却过程中，牛奶冷却的快慢前后并不一致，是越来越
的．小明想用“冷却速度”(用字母V代表)来定量表示冷却的快慢程度，请你给物理量下个定义：__________________________________________________叫做冷却速率．（4）小明又仔细分析了冷却速度变小的原因，认识到这是因为牛奶冷却的快慢还会受到________的影响．（5）根据（4）中的分析，小明终于找到了一个用水使物体快速冷却的办法，并且举一反三，明白了工业生产中使用流水喷淋法冷却高温物体的好处：①
；②
．
答案
例1、4
1
做功
热传递
比热容
例2、D
例3、C
例4、D
例5、C
例6、做功
内能
热传递
例7、D
例8、D
例9、B
课堂练习：
内能
内能
机械能
蒸汽机
内燃机
汽轮机
喷气发动机
内能
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
做功
内
机械
压
吸气冲程
压缩冲程
排气冲程
做功冲程
做功
内
机械
B
6、D
7、C
8、D
9、A
10、B
11、A
12、A
13、B
14、
课后练习：
加热
做功
内
机械
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
电能转化为内能
B
B
D
D
C
热传递
做功
A
D
A
B
A
(1)牛奶的质量和初温;(2)空气的导热性比水的导热性差;(3)慢;液体单位时间内降低的温度.
吸气冲程
（
③
）
（
④
）
（
①
）
（
②
）
排气冲程
图1
流水喷淋法的工作过程：
如图通过喷头，大量细小
的水珠源源不断地喷洒在
高温物体上，落水收集后
通过冷却塔再循环使用．
图10-5