2.2 内燃机—教科版九年级物理上册学案word版有答案

2.2内燃机
一、知识梳理
（一）什么是内燃机
1．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．
2．活塞式内燃机：工作时，燃料在______内燃烧，产生的燃气直接推动活塞______，叫做活塞式内燃机．
3．种类：常见的活塞式内燃机有______机和______机．
4．能量转化：化学能→______→______．
（二）汽油机的工作过程
1．主要构造：进气门、排气门、______、______、______、连杆、曲轴、______等．
2．汽油机的工作过程
冲程名称
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
示意图
进气门
______
关闭
关闭
关闭
排气门
关闭
关闭
关闭
______
活塞
向下
______
______
向上
作用
吸入______与______的混合物．
活塞对燃料_____，使其压强_____，温度______．
在压缩冲程末，火花塞产生______，使燃料剧烈燃烧，产生__________．
排出______
能量转化
无
机械能→______
______→机械能
无
3．汽油机的一个工作循环要经历______个冲程．每完成一个工作循环，活塞往复运动______次，曲轴连杆转与飞轮转______周，对外做功______次．四冲程内燃机只有______冲程自发完成，把______能转化为______能，其它三个冲程是靠____________完成的．
（三）飞向太空
1．14世纪末，我国有一位官吏叫______，精心制作了一个以47支火箭作动力的装置，进行了“飞天”尝试，成为人类飞行史上的先驱者．
2．火箭发动机工作时，通过燃烧将燃料的______转化为内能，燃烧产生高温高压的燃气膨胀做功，将内能转化为______能．它是利用向后喷出气流使自身受力前进的，这是运用了力的作用是______的道理．
3．我国不仅是火箭的发源地，还是一个航天大国，我国的______系列运载火箭，有着极佳的性能．
二、易错分析
汽油机与柴油机的异同点：
汽油机
柴油机
不同点
构造
汽缸顶部有火花塞
汽缸顶部有喷油嘴
燃料
汽油
柴油
一个
工作
循环
吸气冲程
吸入汽油和空气混合物
只吸入空气
压缩冲程
压缩程度较小（机械能转化为内能）
压缩程度较大（机械能转化为内能）
做功冲程
点燃式（内能转化为机械能）
压燃式（内能转化为机械能）
排气冲程
排出废气
排出废气
主要特点
轻巧、效率低
笨重、效率高
适用范围
小汽车、飞机等
载重汽车、火车等
相同点
①都是燃料在汽缸中燃烧；②汽油机的火花塞和柴油机的喷油嘴的工作时刻都在压缩冲程末；③都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，曲轴和飞轮转动两周，对外做功一次；④排气冲程排出废气的过程相同．⑤启动时都是靠外力先使飞轮和曲轴转动起来．
三、达标训练
1．下面是汽油机工作时的各个冲程示意图，其中将机械能转化为内能的是（
）
A．
B．
C．
D．
2．四冲程柴油机在工作过程中，将内能转化为机械能的冲程是（
）
A．吸气冲程
B．压缩冲程
C．做功冲程
D．排气冲程
3．使汽车获得动力的冲程是（
）
A．吸气冲程
B．压缩冲程
C．做功冲程
D．排气冲程
4．如图为汽油机工作过程中某一冲程的示意图，此冲程的名称及能量转化是（
）
A．压缩冲程，机械能转化为内能
B．压缩冲程，内能转化为机械能
C．做功冲程，机械能转化为内能
D．做功冲程，内能转化为机械能
5．关于四冲程汽油机，下面说法中正确的是（
）
A．在做功冲程，内能转化为机械能
B．汽油机在吸气冲程吸入的是空气
C．在压缩冲程，内能转化为机械能
D．四个冲程依次为吸气、做功、压缩、排气
6．在四冲程柴油机的做功冲程中，汽缸内气体的（
）
A．内能减小
B．质量增大
C．压强变大
D．温度升高
7．在汽油机的做功冲程中，高温、高压的燃气推动活塞运动做功，则下列说法正确的是（
）
A．燃气的内能减少，温度升高
B．燃气的内能增加，温度升高
C．燃气的内能减少，温度降低
D．燃气的内能增加，温度降低
8．关于四冲程柴油机工作过程的说法中正确的是（
）
A．在压缩冲程中，活塞对气体做功，气体的温度升高
B．在做功冲程中，气体对活塞做功，气体的温度升高
C．只有做功冲程是机械能转化为内能
D．在压缩冲程中，是内能转化为机械能
9．汽油机和柴油机上都安装了一个笨重的飞轮，是为了（
）
A．提高效率
B．节省燃料
C．利用飞轮的惯性，完成吸气、压缩、排气三个辅助冲程
D．可以做更多的功
10．小明将铁丝快速弯折十余次，铁丝弯折处的温度会升高，以下四个事例中能量转化与之相同的是
甲：活塞迅速下压，棉花燃烧
乙：按动电火花发生器按钮，盒盖飞出
丙：汽油机压缩冲程
丁：汽油机做功冲程
A．甲、丙
B．甲、丁
C．乙、丙
D．乙、丁
11．如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（
）
A．厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少
B．瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大
C．试管内水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少
D．汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大
12．随着人民生活水平的不断提高，汽车走进了很多家庭，下列关于汽车的相关知识说法正确的是（
）
A．汽车在加油时人能闻到汽油的气味，说明分子间存在相互作用力
B．汽车的汽油机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是做功冲程
C．汽车在刹车过程中，刹车片与碟盘摩擦使汽车减速，在摩擦的过程中内能转化为机械能
D．汽车在冬天时挡风玻璃上会起雾，这是汽化现象
13．下列说法正确的是（
）
A．物体的内能增加，它的温度一定升高B．汽油机在吸气冲程中吸入气缸的是汽油和空气的混合物
C．外界对物体做功，它的温度一定升高D．物体吸收的热量越多，比热容越大
14．关于汽油机，下列说法正确的是（
）
A．汽油机是把机械能转化成内能的机器
B．汽油机和柴油机的结构完全相同，只是燃烧的燃料不同
C．在完成压缩冲程的过程中，进气门打开，排气门关闭
D．使汽车获得动力的冲程是做功冲程
15．一个四冲程热机的飞轮转速为1800r/min，它1s完成了（
）
A．30个冲程，做了30次功
B．60个冲程，做了60次功
C．120个冲程，做了30次功
D．60个冲程，做了15次功
16．在公路上有一辆汽车和一台拖拉机发生故障，经检查都是蓄电池坏了，不能启动，有人建议，只要把它们推动以后就可以使发动机继续工作．你认为把它们推动以后（
）
A．汽车和拖拉机仍能行驶
B．只有汽车可以继续行驶，拖拉机不能行驶
C．只有拖拉机可以继续行驶，汽车不能行驶
D．都不能行驶
17．在试管中装入适量的水，试管口用塞子塞住，用酒精灯对试管加热，如图所示．加热一段时间后，塞子冲出去了，则（
）
A．塞子被冲出去时，试管口附近会出现白色的水蒸气
B．能量的转化情况是：化学能→内能→机械能
C．木塞冲出的过程中，能量转化情况与内燃机压缩冲程相同
D．水蒸气膨胀做功，水蒸气的内能增加
18．如图所示是演示点火爆炸的试验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去，这与四冲程汽油机的______冲程能量转化相同．
19．水沸腾时壶盖被顶起，这个过程内能转化为______能，热机的______冲程中能量的转化形式与此相同．
20．如图所示的实验装置，当塞子从试管口喷出时，水蒸气的内能转化成塞子的_______能，这个能量转化过程与汽油机工作时_______冲程的能量转化过程一样，汽油机工作过程中需要用水来冷却发动机以确保其正常工作，这是利用了水的_________大的特点．
21．在如图所示的四幅图中，甲、乙是课堂上看到的两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的其中两个过程示意图．利用内能来做功的冲程是______图；与压缩冲程原理相同的是______图所示的演示实验．
第20题图
第21题图
第22题图
第23题图
22．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．
23．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______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．
24．一台四冲程柴油机的曲轴转速是3000r/min，它1秒钟对外做功______次；它在吸气冲程中，吸入汽缸里的物质是______．
25．央视二套“是真的吗”栏目播出：人站在风车下就能让它转动（如图）．原理是人体可以加热周围空气，热空气密度变小会上升，导致风车转动．
（1）人体加热周围空气，导致风车转动，其实质是内能转化为______；
（2）若风车正下方站的人越多，则风车转动越______．
26．科学家发明了一款单缸六冲程（一个工作循环有6个冲程）内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与教材中单缸四冲程内燃机相同，它在第四冲程结束后的瞬间，立刻向汽缸内喷出水雾，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，在这个第五冲程（第二个做功冲程）的工作过程中水蒸气温度______（选填“升高”、“降低”或“不变”），其内能______（选填“增大”、“减小”或“不变”），这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的______，为进入下一个工作循环，这款内燃机第六冲程的工作过程是______．
27．如图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，其主要技术指标如图表所示．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S和活塞上下运动的距离（既冲程长l）．转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数．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；
（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．
四、能力提升
28．“科技给我力量，创新伴我成长”．在刚刚结束的学校科技创新节活动中，“创新”学习小组的同学们用一只蜡烛使小汽艇开动起来，获得创意一等奖．同学们展示了制作过程：用中空铜管在高温下弯曲成螺旋状制成发动机，用双面胶发动机黏在塑料泡沫船体上．然后将铜管里注满水，把汽艇放入水池中，点燃放在螺旋状铜管下的蜡烛，铜管中的水被加热后管内压力变小，池中的水就会从管外流入管内．如此一来，铜管内的水再次被加热，反复进行，汽艇就不断前行．
请你阅读上述“制作过程”，回答下列问题：
（1）蜡烛汽艇发动机把内能转化为______能；铜管内水沸腾后产生的水蒸气推动管内水猛烈向后喷出时，喷出去的水就会给汽艇一个向前的力，这是因为物体间力的作用是______．汽艇铜管中的水喷出后，管内压力变小，在______作用下，池中的水从管外流入管内．
（2）如何提高汽艇运动的速度，请你给“创新”小组的同学们提出一条合理的建议：_______________．
2.2
1．D2．C3．C4．A5．A6．A7．C8．A9．C10．A
11．C12．B13．B14．D15．D16．C17．B
18．做功；
19．机械、做功；
20．机械能、做功、比热容；
21．甲与丁、乙；
22．内能转化为机械能、乙；
23．压缩、机械能、内能、10、20；
24．25、空气；
25．机械能、快；
26．降低、减小、效率、排水冲程；
27．（1）内能、机械能；
（2）1.2×105J、0.5L、600J；
（3）1.2×106Pa；
（4）pS、Fl、Sl；
28．机械能、相互的、大气压、用两只蜡烛加热（增加铜管缠绕圈数、增大铜管直径、把汽艇的性状设计成流线型、选用更轻质的材料做汽艇、制作两个同样大的发动机一起工作。