北师大版物理九年级上册课时同步训练
第十章 机械能、内能及其转化
第四节 热 机
自主预习 要点感知
要点1 汽油机
1. 热机：将由燃料燃烧产生的高温高压气体的 转化为 的机器，统称为热机。
2. 汽油机：利用汽缸内燃烧的汽油产生高温高压的燃气来推动活塞 的热机。
3. 汽油机的工作过程：
(1)冲程：汽油机工作时活塞在汽缸内做 ，活塞从一端运动到另一端叫作一个冲程。
(2)一个工作循环的组成：多数汽油机的工作循环过程由四个冲程组成，分别是 、 、 和 。
要点2 柴油机
1. 柴油机：利用汽缸内燃烧柴油所产生的高温高压的燃气来推动活塞 的热机。
2. 柴油机的构造和汽油机的构造大致相同，所不同的是柴油机的汽缸顶部无火花塞而有 。
3. 汽油机与柴油机的工作过程基本相同。
课后集训 巩固提升
1. 如图所示，是汽油机工作时的四个冲程，其中属于做功冲程的是( )
A B C D
2. 关于柴油机，下列说法错误的是( )
A. 除做功冲程外，其余三个冲程实际上都将机械能转化为其他形式的能
B. 除做功冲程外，其余三个冲程中飞轮的转速都有所减慢
C. 完成一个工作循环飞轮转一周
D. 柴油不是吸气冲程时吸入气缸的
3. 一单缸柴油机，飞轮每分钟转1800圈，那么1秒钟内柴油机对外做功的次数是( )
A. 1800次 B. 900次 C. 60次 D. 15次
4. 金属制成的汽缸中装有柴油与空气的混合物，有可能使汽缸中柴油达到燃点的过程是( )
A. 迅速向里推活塞 B. 迅速向外拉活塞
C. 缓慢向里推活塞 D. 缓慢向外拉活塞
5. 汽油机在压缩冲程中，汽缸中混合物的温度、内能和体积变化情况是( )
A. 温度升高，内能增加，体积缩小 B. 温度升高，内能增加，体积增大
C. 温度降低，内能减少，体积缩小 D. 温度降低，内能减少，体积增大
6. 当拖拉机的柴油机出现故障而使转速急剧增加，正常操作已经不能使它停转(这种故障叫“飞车”)时，下列应急措施中可行的是( )
A. 捂住进气口 B. 立即找一个隔热的东西捂住排气口
C. 脚踏刹车板，同时手拉制动器 D. 让它空转，等油全部耗完自动停下
7. 四冲程汽油机的一个工作循环包括 冲程、 冲程、 冲程、 冲程。四冲程汽油机在一个循环中，活塞往复运动 次，气缸内的燃油燃烧爆发 次，对外做功 次，曲轴转动 周。
8. 汽油机在吸气冲程中吸入的是 ，而柴油机在吸气冲程中吸入的是 ；在压缩冲程中，汽缸内的气体被压缩，温度 ，压强 ，内能 ， 能转化为 能；在压缩冲程结束时，汽缸内的燃料燃烧，燃烧产生的高温高压气体迅速膨胀， 能转化为 能，但是在压缩冲程末，汽油机的点火方式是 ，柴油机的点火方式是 。
9 如图所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出，图中情景演示的是四冲程热机工作过程中的 冲程，在这个情景中 能转化为 能。
10. 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
11. 美国《大众科学》杂志评出的年度奇思妙想十大发明，其中最引人注意的是“六冲程引擎”，这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生的第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。其中第五冲程相当于四冲程内燃机的 冲程，在第六冲程中发生的物态变化是 。请你指出该“六冲程引擎”的一个优点： 。
12. 最近我国一些城市出现了环保汽车，该车型采用“清洁燃料”加“汽油”双燃料系统，使尾气中有害气体的成分降低了80%。这种燃料是气态碳氢化合物。微微加压的情况下即变为液体而储存于钢瓶中，加装到汽车供油系统。当向发动机供“油”时，该燃料在钢瓶中逐渐汽化，然后进入汽缸被点燃，从而产生动力。
(1)根据下表可知，最适合作为清洁燃料的物质是 。(填化学式)
化学式
CH4
C2H6
C4H10
C6H14
沸点(℃)
－164
－89
－0.5
69
(2)该物质在汽缸内充分燃烧后的产物是 和 。
(3)在该汽车的四冲程工作循环中，下图中能实现内能转化为机械能的是 图。
A B C D
13. 如图所示，为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。
(1)发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将 能转化为 能。
(2)有一台四缸发动机，其主要技术指标如表所示。其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(即冲程长)。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。
排量
2.0L
输出功率
120kW
转速
6000r/min
①该发动机在1s内做功 J，单缸排量V＝ L。
②在每个做功冲程里，发动机做功W＝ J。
(3)在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W＝pV，式中p表示燃气对活塞的压强，则p＝ Pa。(1L＝10－3m3)
(4)如图为发动机在做功冲程中的示意图。下面给出了公式W＝pV的证明，请将推导过程补充完整(要求各表达式均用S、l或p表示)：
设活塞的面积为S，冲程长为l，燃气对活塞的压强为p，则燃气对活塞的压力F＝ ，燃气对活塞所做的功W＝ ，又根据数学知识可知发动机的单缸排量V＝ ，故W＝pV。
14. 在公路上，一辆轿车和一台拖拉机都发生了故障，经检查都是因为蓄电池坏了而无法使用，不能启动。旁边有人建议只要把它们推动起来就可以重新启动，请你分析一下是否可行？
参考答案
自主预习 要点感知
要点1 1. 内能 机械能 2. 做功 3. (1)往复运动 (2)吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
要点2 1. 做功 2. 喷油嘴
课后集训 巩固提升
1. C 2. C 3. D 4. A 5. A 6. A
7. 吸气 压缩 做功 排气 2 1 1 2
8. 汽油和空气的混合物 空气 升高 增大 增大 机械 内 化学 机械 点燃式 压燃式
9. 做功 内 机械
10. 做功 F B
11. 做功 液化 效率更高
12. (1)C4H10 (2)二氧化碳 水 (3)B
13. (1)内 机械 (2)①1.2×105 0.5 ②600 (3)1.2×106 (4)pS pSl Sl
14. 解：轿车不可以重新启动，拖拉机可以重新启动。轿车使用汽油机作为发动机，汽油机的点火方式是火花塞产生电火花，而蓄电池坏了，汽油机的火花塞不能产生电火花，也就不能引燃工作物质燃
