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人教版物理九年级上册
第十四章 内能的利用
第1节 热 机
知识梳理 预习感知
知识点1 热机
1. 原理：利用 做功的机械，具体为：燃料的化学能内能机械能。
2. 种类：分为蒸汽机、 、汽轮机、喷气发动机等。
知识点2 内燃机
1. 概念：燃料直接在发动机 内燃烧产生动力的热机；内燃机分为汽油机和 两大类。
2. 四冲程内燃机的一个工作循环包括 冲程、压缩冲程、 冲程、排气冲程。一个工作循环中，曲轴和飞轮转动 周，对外做功 次。
3. 汽油机汽缸顶部有 ，汽油在汽缸内燃烧时将 能转化为 能；柴油机汽缸顶部有一个 ，通过 直接点燃柴油。
课堂练习 当堂反馈
1. （知识点1）以下机械属于热机的是( )
A. 火箭发动机 B. 发电机 C. 滑轮组 D. 洗衣机
2.（知识点1）四冲程汽油机在工作过程中，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
3.（知识点2）关于汽油机和柴油机的下列说法中，错误的是( )
A. 柴油机的汽缸顶部是喷油嘴
B. 柴油机的飞轮大，比汽油机笨重
C. 在压缩冲程中，柴油机比汽油机压缩程度高
D. 柴油机用点燃式完成做功
4.（知识点2）四冲程柴油机在一个工作循环中，下列说法不正确的是( )
A. 对外做功一次 B. 有两次能量转化
C. 曲轴转动两圈 D. 压缩冲程把内能转化为机械能
5.（知识点2）如图所示，某单缸四冲程汽油机正处于 冲程，将 能转化为 能，接下来它应该处于 冲程。
同步练习 易学精练
一、选择题
1. 如图所示的四种交通工具，不用热机作为动力机械的是( )
A B
C D
2. 汽车已成为现代生活中不可缺少的一部分，汽油机的四个冲程中，使汽车获得动力的是( )
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
3. 如图为四冲程汽油机汽缸的工作示意图，若按吸气、压缩、做功、排气的顺序排列，下列排序正确的是( )
甲 乙 丙 丁
A. 乙甲丙丁 B. 甲丁乙丙 C. 丙乙甲丁 D. 丙丁甲乙
4. 汽油机在做功冲程中，高温高压的气体膨胀对外做功，它的温度和内能的变化情况是( )
A. 温度降低，内能增大 B. 温度不变，内能不变
C. 温度升高，内能增大 D. 温度降低，内能减小
5. 如图所示是四冲程汽油机工作状态示意图，下列说法正确的是( )
A. 该图表示的是压缩冲程
B. 该冲程是内能转化为机械能的过程
C. 该冲程中汽缸内气体分子运动剧烈程度减弱
D. 该冲程中主要是通过热传递的方式改变汽缸内物质的内能
二、填空题
6. 一台单缸四冲程内燃机正常工作时的转速为1800 r/min，该内燃机每秒共经历了 个冲程。
7. 如图所示，工作中的四冲程汽油机正处于 冲程，该冲程将 能转化为机械能。若该汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功 次，飞轮转过 圈。
8. 如图所示，是四冲程汽油机工作的部分冲程示意图，其中 图是做功冲程， 图是依靠飞轮的惯性来完成的冲程。
甲 乙
9. 如图所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去。这是因为酒精燃烧产生的燃气对外 ，燃气的 能转化为盒盖的 能，这与四冲程汽油机的 冲程的能量转化相同。
三、实验探究题
10. 在如图所示的“汽油机模型”实验中，厚壁有机玻璃圆筒内底部装有两根与静电起电机相连接的放电针。
(1)将适量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机.如果观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出，即可模拟四冲程汽油机工作时的 冲程。
(2)实验时若发现点火装置不能工作，可用火柴替代放电针。为了点燃圆筒内的火柴，可用
会聚太阳光使其点燃。
11. 如图所示，图A，B，C，D是四冲程汽油机的工作示意图，图E，F是演示实验的示意图。C图是 冲程，与它原理相同的是 图所示的演示实验。汽油机的工作示意图中机械能转化为内能的冲程是 图。(后两空选填字母)
A B C
D E F
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参考答案
知识梳理 预习感知
知识点1 1. 内能 2. 内燃机
知识点2 1. 气缸 柴油机 2. 吸气 做功 两 一 3. 火花塞 内 机械能 喷油嘴 压缩空气
课堂练习 当堂反馈
1. A 【解析】火箭发动机、柴油机都是把内能转化成机械能的装置，属于热机。故A符合题意。
2. C 【解析】四冲程汽油机的四个冲程中存在能量转化的是压缩冲程和做功冲程，压缩冲程中，活塞挤压缸内空气，对空气做功，使空气的内能增大，温度升高，机械能转化为内能；做功冲程中，汽油燃烧产生高温、高压的气体推动活塞运动，对活塞做功，将内能转化为机械能，故选项C符合题意。
3. D 【解析】从构造上看，汽油机汽缸顶部有火花塞，柴油机汽缸顶部有喷油嘴，所以选项A正确；柴油机有较大的飞轮，比较笨重，故选项B正确；由于柴油机吸入汽缸的只是空气，所以在压缩冲程中，柴油机比汽油机压缩程度高，故选项C正确；柴油机用压燃式完成做功，故选项D错误。
4. D 【解析】四冲程柴油机在一个工作循环中，活塞上下往复2次，曲轴转动2圈，对外做功1次，故选项A，C正确；在四个冲程中，涉及能量转化的冲程有压缩冲程和做功冲程，在压缩冲程中，将机械能转化为内能，在做功冲程中，将内能转化为机械能，故选项B正确，D错误。
5. 压缩 机械 内 做功 【解析】由题图可知，该汽油机的进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，故此冲程为压缩冲程，在该冲程中，机械能转化为汽油和空气混合物的内能，使混合物的内能增大，温度升高；压缩冲程末火花塞产生电火花，点燃汽油，产生高温高压的燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，即为做功冲程。
同步练习 易学精练
1. A 【解析】自行车是消耗人的生物质能，转化为自行车的机械能；轮船、飞机、卡车都要使用化石能源作燃料，燃烧时将内能转化为机械能，驱使它们运动，所以它们都是使用热机工作的。
2. C 【解析】汽油机的一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程。做功冲程是将内能转化为机械能，使汽车获得动力，而其他三个冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，故选项C正确。
3. C 【解析】图甲中进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程；图乙中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；图丙中，进气门打开，活塞向下运动，是吸气冲程；图丁中，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程；综合以上分析，按四冲程汽油机的一个工作循环吸气、压缩、做功、排气四个冲程排序为丙乙甲丁。
4. D 【解析】汽油机在做功冲程中，高温高压的气体膨胀对外做功，此时气体的内能减小，温度降低。
5. A 【解析】由题图可知，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，故选项A正确；压缩冲程中，压缩气体做功，温度升高，内能增加，机械能转化为内能，这是通过做功的方式改变物体的内能，故选项B，D错误；分子热运动的快慢与温度有关，温度升高，分子热运动越剧烈，故选项C错误。
6. 60 【解析】由题意可知该四冲程内燃机的曲轴转速为1 800 r/min，则每秒钟曲轴转动30周。在四冲程内燃机中每两个冲程曲轴转一周，故该内燃机每秒共经历60个冲程。
7. 做功 内 10 20 【解析】由题图可知，进气门和排气门都关闭，火花塞产生电火花，活塞向下运动，所以此冲程是做功冲程，该冲程中燃气推动活塞做功，把燃气的内能转化为活塞的机械能；四冲程内燃机每4个冲程做功一次，飞轮转动2圈，故40个冲程做功10次，飞轮转动20圈。
8. 乙 甲 【解析】四冲程汽油机工作的过程中，两气门都关闭，火花塞产生，电火花燃气推动活塞向下运动的冲程为做功冲程，其他的三个冲程都是靠飞轮的惯性来完成的，甲图是排气冲程，所以此冲程是依靠飞轮的惯性来完成的。
9. 做功 内 机械 做功 【解析】按动电火花发生器的按钮产生电火花，点燃盒内酒精，酒精燃烧产生高温高压的燃气，燃气膨胀对外做功，燃气的内能转化为盒盖的机械能，四冲程汽油机的做功冲程也是将内能转化为机械能，所以这一过程与四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同。
10. (1)做功 (2)凸透镜(或凹面镜) 【解析】(1)放电针放电产生电火花，点燃汽油，在圆筒内燃烧，产生高温高压燃气，燃气推动软木塞做功，将软木塞冲出，将燃气的内能转化为软木塞的机械能，这与四冲程汽油机工作时的做功冲程的原理相同；(2)凸透镜和凹面镜对光都有会聚作用，可以将太阳光会聚在火柴头所在的位置，由于该点的温度很高，达到火柴的着火点后，就能点燃火柴。
11. 做功 F B 【解析】C图中进气门、排气门都关闭，活塞向下运动，火花塞产生电火花，是做
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