教科版初中物理九年级上册教学讲义，同步练习，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：08改变世界的热机(基础)
文档属性
| 名称 | 教科版初中物理九年级上册教学讲义，同步练习，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：08改变世界的热机(基础) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 425.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-04-07 15:03:03 | ||
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文档简介
改变世界的热机（基础）
【学习目标】
1.知道热机的概念及热机的能量转化，了解热机在人类发展史上的重要意义；
2.理解内燃机的基本原理，了解汽油机的工作过程；
3.通过分析汽油机的四个冲程，了解活塞发动机的工作过程；
4.知道热机的效率，了解提高热机效率的途径；
5.了解热机的使用对社会的贡献和给环境带来的影响。
【要点梳理】
要点一、热机
1.热机：通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置。
2.蒸汽机：
（1）蒸汽机是最早的热机。利用蒸汽做功。
（2）瓦特改进、完善了蒸汽机，发明了冷凝器、蒸汽汽缸等部件，设计了通过活塞直线运动带动飞轮圆周运动的连接装置，解决了动力的传输问题，才使蒸汽机成为带动其他机器转动的动力机器。
（3）蒸汽机的原理图，汽缸内活塞的左右移动由滑块阀门来控制。
要点诠释：
1.内能的两个用途：（1）加热；（2）做功。
2.形形色色的热机：
（1）水蒸气可以驱动叶轮转动，那是最简单的轮机，应用在大型火力发电厂中、大型舰船上。
（2）在机车、汽车、农用机械中，使用汽油机和柴油机等内燃机。
（3）在航空航天中已经使用更高效的喷气发动机和火箭发动机。
要点二、内燃机
1.活塞式内燃机：燃料在汽缸内燃烧，产生的燃气直接推动活塞做功。
2.内燃机的工作原理：汽油或柴油在气缸里燃烧时生成高温高压的燃气，用来推动活塞做功。活塞通过连杆使内燃机的飞轮转动，从而带动其他机械转动。
3.汽油机的四个冲程：活塞在气缸内往复运动，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程，多数汽油机是由吸气、压缩、燃烧——膨胀做功和排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。
4.能量转化：压缩冲程，机械能转化为内能；做功冲程，内能转化为机械能。
要点诠释：
1.汽油机的一个工作循环要经历四个冲程，活塞往复运动两次，飞轮转动两周，对外做功一次。
2.汽油机和柴油机的异同点：
不同点
相同点
项目
汽油机
柴油机
（1）构造基本相同都是燃料在气缸内燃烧，都是内燃机。 （2）都将内能转化为机械能。
（3）每一个工作循环都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。
构造
气缸顶部有火花塞
气缸顶部有喷油嘴
点火方式
压缩冲程末由火花塞放出电火花点燃，称点燃式
压缩冲程末由喷油嘴向气缸内喷雾状柴油遇到高温高压的空气自动燃烧，称压燃式
燃料
汽油、吸气冲程吸进汽油和空气混合物
柴油、吸气冲程吸进气缸的只是空气
压缩比
压缩冲程末气体体积被压缩为吸进体积的1／9至1／6
压缩冲程末气体体积被压缩为吸进体积的1／22至1／16
做功
做功冲程初燃气压强为30至50个大气压，温度2000℃至2500℃，高温高压的气体推动活塞做功
做功冲程初燃气压强为50至100个大气压，温度1700℃至2000℃，高温高压的气体推动活塞做功
效率
效率较低20％至30％
效率较高30％至45％
用途
轻便，多用于汽车、飞机、小型农机具
笨重，多用于拖拉机、载重汽车、轮船等重型机械
要点三、热机的效率
1.热机的效率：把热机所做有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比，叫做热机的效率。
2.热机的利用：
（1）蒸汽机的广泛应用，结束了以人力、畜力为主要动力的漫长历史，世界进入以“火”为动力的“蒸汽机时代”
（2）火电站、热电站利用蒸汽轮机正将煤炭、天然气和石油转化成电能。
（3）以热机为主要动力装置的汽车、火车、轮船和飞机。
3.热机的利用和环境保护：
（1）热机排出的二氧化碳所引起的温室效应，对地球表面的热平衡有较大影响。
（2）汽车内燃机排出的废气对环境产生较大的污染，成为城市热岛效应的元凶之一。
（3）利用绿色能源，研究和开发低能耗、少污染的高性能热机，控制和减少污染。
要点诠释：
1.热机的效率是热机性能的一个重要指标，热机的效率越高，它的机械性能就越好。
2.提高热机效率的途径： （1）在设计和制造上，要不断改进和革新，以减少各种能量损失，提高效率。 （2）在使用上，要正确使用，注意保养。例如加润滑剂以保证良好的润滑，减小摩擦；运动零件之间的间隙要调整得当，减小摩擦和防止漏气。 （3）充分利用废气带走的能量。例如热电站就是利用废气来供热的，这种既供电又供热的热电站，比一般的火电站，燃料的利用率将大大提高。
【典型例题】
类型一、热机
1、（2019?铁岭模拟）下列过程中，属于利用内能做功的例子是（ ）
A．用砂轮磨刀，有火星迸出
B．太空中的星体碎片坠入大气层，成为流星
C．壶中的水沸腾时，壶盖不断地跳动
D．用打气筒给轮胎打气
【思路点拨】在做能量的转化这种题时，我们要注意分析哪种能量增加了，哪种能量减少，因为总是减少的这种能量转化为增加的那种能量。
【答案】C
【解析】A、砂轮打磨工件时火星四溅，是砂轮与工件之间发生摩擦，是机械能转化为内能，不符合题意，B、陨石坠入地球大气层成为流星，是陨石和空气摩擦生热的过程，是机械能转化为内能的过程，不符合题意，C、水烧开的时候，壶盖不断“跳动”，是水蒸气对壶盖做功的结果，把水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，符合题意，D、打气时克服筒壁之间的摩擦做功，所以是机械能转化为内能，不符合题意，故选C。
【总结升华】内能与机械能的转化主要表现在做功改变物体的内能上，内能增大的是机械能转化为内能，内能减少的是内能转化为机械能，而内能的变化主要体现在温度的变化上。
举一反三：
【变式】在下列各种过程中，利用内能加热的是（ ）
A．火箭将卫星搭载上天 B．喷气式客机载人飞翔
C．利用拖拉机耕地 D．烧水饮用
【答案】D
2、汽油机工作的时候，活塞在气缸里往复运动。活塞从气缸的一端运动到另一端叫做一个___。四冲程汽油的工作过程是由____________ 、 ____________ 、____________ 、____________四个冲程组成。其中只有____________冲程是燃气对外做功。完成一个工作循环曲轴要转 __________周。?
【答案】冲程；吸气；压缩；做功；排气；做功；两
【解析】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。四冲程汽油机的工作过程由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。其中只有做功冲程是燃气对活塞做功，其他三个冲程要靠飞轮的惯性来完成。完成一个工作循环曲轴要转两周。
【总结升华】此题考察内燃机的工作原理，属基础题。
举一反三：
【变式】（2019?泰安中考）四冲程内燃机工作时，哪个冲程将机械能转化为内能？（ ）
A．压缩冲程 B．做功冲程 C．吸气冲程 D．排气冲程
【答案】A
类型二、热机效率
3、一辆重力为5×104N的汽车，在平直马路上以72km/h的速度匀速行驶时，遇到的阻力为车重的O.02倍，每小时需汽油6kg，则这辆汽车发动机的效率为 。（汽油的热值q=4.6×107J/kg）
【思路点拨】汽车做匀速直线运动，对汽车受力分析，由平衡条件求出汽车的牵引力；已知汽车的速度，由速度公式的变形公式求出汽车1h的路程，然后由公式W=Fs求出汽车牵引力做的功；已知汽车每小时消耗的汽油，由Q=mq求出汽油燃烧释放的热量，然后由效率公式求出汽车发电机的效率。
【答案与解析】
在水平方向上，汽车受阻力，
因为汽车做匀速直线运动，处于平衡状态，所以牵引力；
因为，所以汽车的路程 。
牵引力的功：。
汽油完全燃烧释放出的热量：。
发动机的效率。
【总结升华】本题考查了求汽车发电机的效率问题，涉及的知识点较多，熟练应用平衡条件、功的公式、燃烧值公式、效率公式即可正确解题。
举一反三：
【变式】内燃机的大量使用，促进了社会的进步，使人们享受了现代文明，但在使用内燃机的同时又给人类带来了污染，这主要是指 污染和 污染。在内燃机工作过程中，如图所示的内燃机能流图可以看出，它的能量损失所占的百分比是：废气内能35%，散热损失30%，机械损失10%，则内燃机的热机效率是 我们在高效利用能源的同时，也必须重视保护环境。
【答案】大气；噪声；25%
4、（2019?宜昌中考）为节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高热机效率的是（ ）
A．尽量使燃料充分燃烧 B．尽量减少热机部件间的摩擦
C．尽量减少废气带走的热量 D．尽量增加热机的工作时间
【思路点拨】在热机中，用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫热机的效率；提高热机效率的方法有：使燃料尽可能充分燃烧；减少运动部件摩擦发热的损失；减少废气带走的热量。
【答案】D
【解析】减少热量的损失可以提高热机的效率，所以使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率。增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率。
【总结升华】增强节能意识，提倡低碳生活，提高能源利用率。
举一反三：
【变式】甲柴油机的效率比乙柴油机的效率高，这表明（ ）
A．甲的功率比乙的大
B．甲做的功比乙的多
C．甲消耗的柴油比乙的少
D．甲柴油机内能转化为机械能的百分比大
【答案】D
【巩固练习】
一、选择题
1、（2019?岱岳区模拟）柴油机工作一个循环需四个冲程，其中由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
2、下列机械不是热机的是（ ）
A．蒸汽机 B．内燃机 C．喷气式发动机 D．电动机
3、（2019?贵港中考）如图所示是四冲程汽油机的其中一个冲程的剖面图，下列说法正确的是（ ）
A．该冲程是压缩冲程
B．该冲程中活塞向上运动
C．该冲程是内能转化为机械能的过程
D．该冲程是机械能转化为内能的过程
4、两部汽油机A和B，若A的功率较大，A的效率也较高，使A、B完成相等的有用功，则( ) A.A汽油机消耗的汽油较少，用的时间较短? B.B汽油机消耗的汽油较少，用的时间较短? C.A、B二汽油机消耗的汽油一样多，用的时间一样长? D.无法确定?
5、关于热机效率以下几种说法中，正确的是（ ）
A.有用功跟燃料燃烧值的比值
B.用来做有用功的那部分能量跟燃料燃烧所放出的能量之比
C.用来做有用功的那部分能量跟燃料完全燃烧所放出的能量之比
D.燃料完全燃烧所放出的能量跟用来做有用功的那部分能量之比
二、填空题
6、内能的利用途径主要有两种，一是给物体________，二是利用内能来________。热机就是把________能转化成________能的机器。
7、燃料直接在发动机的________内燃烧产生动力的热机叫内燃机。根据燃料的不同，又分为________机和________机。
8、四冲程内燃机由________、________、________和________四个冲程组成一个工作循环，只有________冲程把内能转化成机械能，其他三个冲程都是靠________来完成的。
9、（2019?太康县模拟）四冲程汽油机的一个工作循环中，将机械能转化为内能的是________冲程；高温高压的燃气推动活塞向下运动的是________冲程。
10、在热机中，用来做________的那部分能量与燃料________的能量之比叫热机的效率，可用公式________来计算。热机效率总小于________。
11、热机是把燃料燃烧获得的 能转化为 能的装置。蒸汽机是最早的热机，它将水蒸气通过管道引入汽缸，推动 运动，从而带动 转动，对外做功。
12、（2019?菏泽中考）世界上很多发明都是受到生活现象的启发而蒙生的创意，比如：蒸汽机和汽油机，它们工作时，能的转化过程是 。图中 是汽油机的工作原理图。
13、内燃机为人类作出了较大贡献，但也带来了环境污染，内燃机产生的污染主要有 污染和
污染。
14、一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25%，废气带走的能量占30%，摩擦等机械损耗占10%，则它的热机效率为________。
三、计算题
15、（2019?滨湖区二模）发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质。若某台以93号汽油为燃料的汽车，其发动机的相关数据如下表所示。表中空燃比指汽缸内空气和燃油的质量比。
1min内完成的工作循环数
2400次
汽缸内汽油和空气混合气体的密度
1.3kg/m3
汽缸的工作容积
1.8L
汽油的热值
4.6×107J/kg
发动机最大功率
8.28kW
空燃比
12：1
（1）汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个汽缸正常工作四个冲程的顺序是 （对甲、乙、丙、丁重新排序），其中内能转化为机械能的冲程是图 。 （2）汽车以120km/h的速度匀速运动时发动机的输出功率最大，此时汽车1min内做的有用功是多少？ （3）汽车完成一个工作循环时，燃料完全燃烧放出的热量是多少？ （4）当汽车以120km/h的速度匀速行驶时，发动机的效率是多大？
【答案与解析】
一、选择题
1、【答案】B
【解析】在汽油机一个工作循环的四个冲程中，在压缩冲程中，压缩燃料的混合物做功，将机械能转化为内能，温度升高、内能增加；在做功冲程中，高温高压的燃料被点燃燃烧形成高温高压的燃气，燃气膨胀做功，将内能转化为机械能；故选B。
2、【答案】 D
【解析】电动机是利用电能来获得动力，不符合热机的特点；喷气式飞机、内燃机和蒸汽机都是把内能转化成机械能的装置，符合热机的特点。故选D。
3、【答案】C
【解析】根据图示可知，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，气缸容积增大，因此是做功冲程。在做功冲程中将内能转化为机械能，故A、B、D错，C正确。
4、【答案】A
【解析】A、B二汽油机完成的有用功相同的情况下，因A汽油机效率较高则必然消耗较少的汽油，又因它功率较大做功所用的时间比较短。
5、【答案】C
【解析】热机所做有用功（有效利用的能量）与燃料完全燃烧释放的热量之比叫做热机效率。（热机工作时总是有能量的损失，所以热机效率始终小于1）。故选C。
二、填空题
6、【答案】加热；做功；内；机械
7、【答案】汽缸；汽油；柴油
8、【答案】吸气；压缩；做功；排气；做功；惯性
9、【答案】压缩；做功
【解析】汽油机共有四个冲程，汽油机在压缩冲程中将机械能转化为内能．在做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动而做功，给机器提供动力；故答案为：压缩；做功。
10、【答案】有用功；完全燃烧所放出 ；1
11、【答案】内；机械；活塞；飞轮（或曲轴）
12、【答案】内能转化为机械能；乙
13、【答案】大气；噪声
【解析】内燃机在工作时，要产生声音并排出废气．所以会产生大气污染和噪声污染。
14、【答案】35％
【解析】该内燃机的额外功所占的比例是：汽缸散热损失、废气带走的能量及摩擦的总和，即25%+30%+10%＝65%，故它的热机效率为35%。
三、计算题
15、【答案与解析】（1）甲中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是第二冲程；乙中的一个气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一冲程；丙中的一个气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四冲程；丁中的两个气阀都关闭，活塞下运动，所以为做功冲程，是第三冲程；故排序为：乙甲丁丙。其中做功冲程内燃机给汽车提供动力。 （2）汽车以120km/h速度匀速运动时，1min中内做的有用功：W有用=Pt=8.28×104W×60s=4.968×106J； （3）1min内汽油燃烧释放的热量：；
（4）发动机的效率：。
答：（1）乙甲丁丙；丁；（2）汽车1min内做的有用功是4.968×106J；（3）燃料完全燃烧放出的热量是8.28×103J；（4）发动机的效率是25%。
【学习目标】
1.知道热机的概念及热机的能量转化，了解热机在人类发展史上的重要意义；
2.理解内燃机的基本原理，了解汽油机的工作过程；
3.通过分析汽油机的四个冲程，了解活塞发动机的工作过程；
4.知道热机的效率，了解提高热机效率的途径；
5.了解热机的使用对社会的贡献和给环境带来的影响。
【要点梳理】
要点一、热机
1.热机：通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置。
2.蒸汽机：
（1）蒸汽机是最早的热机。利用蒸汽做功。
（2）瓦特改进、完善了蒸汽机，发明了冷凝器、蒸汽汽缸等部件，设计了通过活塞直线运动带动飞轮圆周运动的连接装置，解决了动力的传输问题，才使蒸汽机成为带动其他机器转动的动力机器。
（3）蒸汽机的原理图，汽缸内活塞的左右移动由滑块阀门来控制。
要点诠释：
1.内能的两个用途：（1）加热；（2）做功。
2.形形色色的热机：
（1）水蒸气可以驱动叶轮转动，那是最简单的轮机，应用在大型火力发电厂中、大型舰船上。
（2）在机车、汽车、农用机械中，使用汽油机和柴油机等内燃机。
（3）在航空航天中已经使用更高效的喷气发动机和火箭发动机。
要点二、内燃机
1.活塞式内燃机：燃料在汽缸内燃烧，产生的燃气直接推动活塞做功。
2.内燃机的工作原理：汽油或柴油在气缸里燃烧时生成高温高压的燃气，用来推动活塞做功。活塞通过连杆使内燃机的飞轮转动，从而带动其他机械转动。
3.汽油机的四个冲程：活塞在气缸内往复运动，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程，多数汽油机是由吸气、压缩、燃烧——膨胀做功和排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。
4.能量转化：压缩冲程，机械能转化为内能；做功冲程，内能转化为机械能。
要点诠释：
1.汽油机的一个工作循环要经历四个冲程，活塞往复运动两次，飞轮转动两周，对外做功一次。
2.汽油机和柴油机的异同点：
不同点
相同点
项目
汽油机
柴油机
（1）构造基本相同都是燃料在气缸内燃烧，都是内燃机。 （2）都将内能转化为机械能。
（3）每一个工作循环都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。
构造
气缸顶部有火花塞
气缸顶部有喷油嘴
点火方式
压缩冲程末由火花塞放出电火花点燃，称点燃式
压缩冲程末由喷油嘴向气缸内喷雾状柴油遇到高温高压的空气自动燃烧，称压燃式
燃料
汽油、吸气冲程吸进汽油和空气混合物
柴油、吸气冲程吸进气缸的只是空气
压缩比
压缩冲程末气体体积被压缩为吸进体积的1／9至1／6
压缩冲程末气体体积被压缩为吸进体积的1／22至1／16
做功
做功冲程初燃气压强为30至50个大气压，温度2000℃至2500℃，高温高压的气体推动活塞做功
做功冲程初燃气压强为50至100个大气压，温度1700℃至2000℃，高温高压的气体推动活塞做功
效率
效率较低20％至30％
效率较高30％至45％
用途
轻便，多用于汽车、飞机、小型农机具
笨重，多用于拖拉机、载重汽车、轮船等重型机械
要点三、热机的效率
1.热机的效率：把热机所做有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比，叫做热机的效率。
2.热机的利用：
（1）蒸汽机的广泛应用，结束了以人力、畜力为主要动力的漫长历史，世界进入以“火”为动力的“蒸汽机时代”
（2）火电站、热电站利用蒸汽轮机正将煤炭、天然气和石油转化成电能。
（3）以热机为主要动力装置的汽车、火车、轮船和飞机。
3.热机的利用和环境保护：
（1）热机排出的二氧化碳所引起的温室效应，对地球表面的热平衡有较大影响。
（2）汽车内燃机排出的废气对环境产生较大的污染，成为城市热岛效应的元凶之一。
（3）利用绿色能源，研究和开发低能耗、少污染的高性能热机，控制和减少污染。
要点诠释：
1.热机的效率是热机性能的一个重要指标，热机的效率越高，它的机械性能就越好。
2.提高热机效率的途径： （1）在设计和制造上，要不断改进和革新，以减少各种能量损失，提高效率。 （2）在使用上，要正确使用，注意保养。例如加润滑剂以保证良好的润滑，减小摩擦；运动零件之间的间隙要调整得当，减小摩擦和防止漏气。 （3）充分利用废气带走的能量。例如热电站就是利用废气来供热的，这种既供电又供热的热电站，比一般的火电站，燃料的利用率将大大提高。
【典型例题】
类型一、热机
1、（2019?铁岭模拟）下列过程中，属于利用内能做功的例子是（ ）
A．用砂轮磨刀，有火星迸出
B．太空中的星体碎片坠入大气层，成为流星
C．壶中的水沸腾时，壶盖不断地跳动
D．用打气筒给轮胎打气
【思路点拨】在做能量的转化这种题时，我们要注意分析哪种能量增加了，哪种能量减少，因为总是减少的这种能量转化为增加的那种能量。
【答案】C
【解析】A、砂轮打磨工件时火星四溅，是砂轮与工件之间发生摩擦，是机械能转化为内能，不符合题意，B、陨石坠入地球大气层成为流星，是陨石和空气摩擦生热的过程，是机械能转化为内能的过程，不符合题意，C、水烧开的时候，壶盖不断“跳动”，是水蒸气对壶盖做功的结果，把水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，符合题意，D、打气时克服筒壁之间的摩擦做功，所以是机械能转化为内能，不符合题意，故选C。
【总结升华】内能与机械能的转化主要表现在做功改变物体的内能上，内能增大的是机械能转化为内能，内能减少的是内能转化为机械能，而内能的变化主要体现在温度的变化上。
举一反三：
【变式】在下列各种过程中，利用内能加热的是（ ）
A．火箭将卫星搭载上天 B．喷气式客机载人飞翔
C．利用拖拉机耕地 D．烧水饮用
【答案】D
2、汽油机工作的时候，活塞在气缸里往复运动。活塞从气缸的一端运动到另一端叫做一个___。四冲程汽油的工作过程是由____________ 、 ____________ 、____________ 、____________四个冲程组成。其中只有____________冲程是燃气对外做功。完成一个工作循环曲轴要转 __________周。?
【答案】冲程；吸气；压缩；做功；排气；做功；两
【解析】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。四冲程汽油机的工作过程由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。其中只有做功冲程是燃气对活塞做功，其他三个冲程要靠飞轮的惯性来完成。完成一个工作循环曲轴要转两周。
【总结升华】此题考察内燃机的工作原理，属基础题。
举一反三：
【变式】（2019?泰安中考）四冲程内燃机工作时，哪个冲程将机械能转化为内能？（ ）
A．压缩冲程 B．做功冲程 C．吸气冲程 D．排气冲程
【答案】A
类型二、热机效率
3、一辆重力为5×104N的汽车，在平直马路上以72km/h的速度匀速行驶时，遇到的阻力为车重的O.02倍，每小时需汽油6kg，则这辆汽车发动机的效率为 。（汽油的热值q=4.6×107J/kg）
【思路点拨】汽车做匀速直线运动，对汽车受力分析，由平衡条件求出汽车的牵引力；已知汽车的速度，由速度公式的变形公式求出汽车1h的路程，然后由公式W=Fs求出汽车牵引力做的功；已知汽车每小时消耗的汽油，由Q=mq求出汽油燃烧释放的热量，然后由效率公式求出汽车发电机的效率。
【答案与解析】
在水平方向上，汽车受阻力，
因为汽车做匀速直线运动，处于平衡状态，所以牵引力；
因为，所以汽车的路程 。
牵引力的功：。
汽油完全燃烧释放出的热量：。
发动机的效率。
【总结升华】本题考查了求汽车发电机的效率问题，涉及的知识点较多，熟练应用平衡条件、功的公式、燃烧值公式、效率公式即可正确解题。
举一反三：
【变式】内燃机的大量使用，促进了社会的进步，使人们享受了现代文明，但在使用内燃机的同时又给人类带来了污染，这主要是指 污染和 污染。在内燃机工作过程中，如图所示的内燃机能流图可以看出，它的能量损失所占的百分比是：废气内能35%，散热损失30%，机械损失10%，则内燃机的热机效率是 我们在高效利用能源的同时，也必须重视保护环境。
【答案】大气；噪声；25%
4、（2019?宜昌中考）为节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高热机效率的是（ ）
A．尽量使燃料充分燃烧 B．尽量减少热机部件间的摩擦
C．尽量减少废气带走的热量 D．尽量增加热机的工作时间
【思路点拨】在热机中，用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫热机的效率；提高热机效率的方法有：使燃料尽可能充分燃烧；减少运动部件摩擦发热的损失；减少废气带走的热量。
【答案】D
【解析】减少热量的损失可以提高热机的效率，所以使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率。增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率。
【总结升华】增强节能意识，提倡低碳生活，提高能源利用率。
举一反三：
【变式】甲柴油机的效率比乙柴油机的效率高，这表明（ ）
A．甲的功率比乙的大
B．甲做的功比乙的多
C．甲消耗的柴油比乙的少
D．甲柴油机内能转化为机械能的百分比大
【答案】D
【巩固练习】
一、选择题
1、（2019?岱岳区模拟）柴油机工作一个循环需四个冲程，其中由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
2、下列机械不是热机的是（ ）
A．蒸汽机 B．内燃机 C．喷气式发动机 D．电动机
3、（2019?贵港中考）如图所示是四冲程汽油机的其中一个冲程的剖面图，下列说法正确的是（ ）
A．该冲程是压缩冲程
B．该冲程中活塞向上运动
C．该冲程是内能转化为机械能的过程
D．该冲程是机械能转化为内能的过程
4、两部汽油机A和B，若A的功率较大，A的效率也较高，使A、B完成相等的有用功，则( ) A.A汽油机消耗的汽油较少，用的时间较短? B.B汽油机消耗的汽油较少，用的时间较短? C.A、B二汽油机消耗的汽油一样多，用的时间一样长? D.无法确定?
5、关于热机效率以下几种说法中，正确的是（ ）
A.有用功跟燃料燃烧值的比值
B.用来做有用功的那部分能量跟燃料燃烧所放出的能量之比
C.用来做有用功的那部分能量跟燃料完全燃烧所放出的能量之比
D.燃料完全燃烧所放出的能量跟用来做有用功的那部分能量之比
二、填空题
6、内能的利用途径主要有两种，一是给物体________，二是利用内能来________。热机就是把________能转化成________能的机器。
7、燃料直接在发动机的________内燃烧产生动力的热机叫内燃机。根据燃料的不同，又分为________机和________机。
8、四冲程内燃机由________、________、________和________四个冲程组成一个工作循环，只有________冲程把内能转化成机械能，其他三个冲程都是靠________来完成的。
9、（2019?太康县模拟）四冲程汽油机的一个工作循环中，将机械能转化为内能的是________冲程；高温高压的燃气推动活塞向下运动的是________冲程。
10、在热机中，用来做________的那部分能量与燃料________的能量之比叫热机的效率，可用公式________来计算。热机效率总小于________。
11、热机是把燃料燃烧获得的 能转化为 能的装置。蒸汽机是最早的热机，它将水蒸气通过管道引入汽缸，推动 运动，从而带动 转动，对外做功。
12、（2019?菏泽中考）世界上很多发明都是受到生活现象的启发而蒙生的创意，比如：蒸汽机和汽油机，它们工作时，能的转化过程是 。图中 是汽油机的工作原理图。
13、内燃机为人类作出了较大贡献，但也带来了环境污染，内燃机产生的污染主要有 污染和
污染。
14、一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25%，废气带走的能量占30%，摩擦等机械损耗占10%，则它的热机效率为________。
三、计算题
15、（2019?滨湖区二模）发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质。若某台以93号汽油为燃料的汽车，其发动机的相关数据如下表所示。表中空燃比指汽缸内空气和燃油的质量比。
1min内完成的工作循环数
2400次
汽缸内汽油和空气混合气体的密度
1.3kg/m3
汽缸的工作容积
1.8L
汽油的热值
4.6×107J/kg
发动机最大功率
8.28kW
空燃比
12：1
（1）汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个汽缸正常工作四个冲程的顺序是 （对甲、乙、丙、丁重新排序），其中内能转化为机械能的冲程是图 。 （2）汽车以120km/h的速度匀速运动时发动机的输出功率最大，此时汽车1min内做的有用功是多少？ （3）汽车完成一个工作循环时，燃料完全燃烧放出的热量是多少？ （4）当汽车以120km/h的速度匀速行驶时，发动机的效率是多大？
【答案与解析】
一、选择题
1、【答案】B
【解析】在汽油机一个工作循环的四个冲程中，在压缩冲程中，压缩燃料的混合物做功，将机械能转化为内能，温度升高、内能增加；在做功冲程中，高温高压的燃料被点燃燃烧形成高温高压的燃气，燃气膨胀做功，将内能转化为机械能；故选B。
2、【答案】 D
【解析】电动机是利用电能来获得动力，不符合热机的特点；喷气式飞机、内燃机和蒸汽机都是把内能转化成机械能的装置，符合热机的特点。故选D。
3、【答案】C
【解析】根据图示可知，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，气缸容积增大，因此是做功冲程。在做功冲程中将内能转化为机械能，故A、B、D错，C正确。
4、【答案】A
【解析】A、B二汽油机完成的有用功相同的情况下，因A汽油机效率较高则必然消耗较少的汽油，又因它功率较大做功所用的时间比较短。
5、【答案】C
【解析】热机所做有用功（有效利用的能量）与燃料完全燃烧释放的热量之比叫做热机效率。（热机工作时总是有能量的损失，所以热机效率始终小于1）。故选C。
二、填空题
6、【答案】加热；做功；内；机械
7、【答案】汽缸；汽油；柴油
8、【答案】吸气；压缩；做功；排气；做功；惯性
9、【答案】压缩；做功
【解析】汽油机共有四个冲程，汽油机在压缩冲程中将机械能转化为内能．在做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动而做功，给机器提供动力；故答案为：压缩；做功。
10、【答案】有用功；完全燃烧所放出 ；1
11、【答案】内；机械；活塞；飞轮（或曲轴）
12、【答案】内能转化为机械能；乙
13、【答案】大气；噪声
【解析】内燃机在工作时，要产生声音并排出废气．所以会产生大气污染和噪声污染。
14、【答案】35％
【解析】该内燃机的额外功所占的比例是：汽缸散热损失、废气带走的能量及摩擦的总和，即25%+30%+10%＝65%，故它的热机效率为35%。
三、计算题
15、【答案与解析】（1）甲中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是第二冲程；乙中的一个气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一冲程；丙中的一个气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四冲程；丁中的两个气阀都关闭，活塞下运动，所以为做功冲程，是第三冲程；故排序为：乙甲丁丙。其中做功冲程内燃机给汽车提供动力。 （2）汽车以120km/h速度匀速运动时，1min中内做的有用功：W有用=Pt=8.28×104W×60s=4.968×106J； （3）1min内汽油燃烧释放的热量：；
（4）发动机的效率：。
答：（1）乙甲丁丙；丁；（2）汽车1min内做的有用功是4.968×106J；（3）燃料完全燃烧放出的热量是8.28×103J；（4）发动机的效率是25%。
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