人教版九年级物理第14章-第1节-热机(拔高版)复习学案
第十四章第1节热机
1.通过演示实验使学生了解可以利用内能来做功。
2.了解四冲程汽油机、柴油机的基本结构和工作原理。
重点：知道利用内能可以做功；理解汽(柴)油机的工作过程。
【课程导入】
世界上第一台蒸汽机是怎么什么呢？
【新知讲解】
※知识点一：热机
探究活动一：演示酒精灯对试管中的水加热时，水内能的变化。
1.思考：
（1）在加热过程中水蒸气内能的变化情况是怎样的？______。
（2）当加热一段时间后，看到什么现象？____。
（3）木塞被顶开，是谁对它做了功？__。
（4）水蒸气既然能够对木塞做功，说明水蒸气具有能，它具有的是什么能？。（6）水蒸气膨胀对外做功时，__少、温度___，从而使水蒸气遇冷_____成小水滴。
（7）从能量转化角度看：活塞能被弹起，是因为气体的___能转化为活塞的___能。
提示：上面的装置就是一个简单原始的热机。
2.热机利用内能的过程：燃料的_____能通过燃烧的方式转化成_____能，又通过做功的方式把____能转化为_____能。热机应用历史上从蒸汽机到内燃机，内燃机有________及_______等，大多数交通工具，都使用它们作动力。
热机是将能转化为能的机械。常见的热机有机、机、机机。
探究活动二：汽油机的工作过程
各小组看图说出四个冲程的工作过程。
探究活动三：柴油机与汽油机的异同
相同点：燃料都是在汽缸内部燃烧，一个工作循环都是_ 个一样的冲程，_ 转化是一样的； 不同点：①燃料不同；
①结构：汽油机的汽缸顶部是__ ___，柴油机的汽缸顶部是___ ___；
①汽油机吸入的是_ 的混合物，柴油机吸入的是_ ；
①点火方式：柴油机的是___ ___，汽油机是___ ___。
【精讲点拨】
（1)每个工作循环飞轮转 _ 周,完成_ 个做功冲程
(2)在一个工作循环中,只有第三个冲程燃气对外做功,其他三个辅冲程不但不做功,还要消耗机械能
1、吸气冲程特点：
活塞：向_ 运动。
进气门：_ _。
3、做功冲程特点：
活塞：向__ _运动。
进气门：___ __。
排气门：__ ___。 2、压缩冲程特点： 活塞：向__ _运动。 进气门：_ __。
4、排气冲程特点： 活塞：向__ _运动。 进气门：__ ___。
(3)做功冲程为其他三个冲程提供能量,其他三个冲程为第三冲程做功提供基础
(4)依靠_的惯性完成吸气、压缩、排气冲程
【归纳整理】
相同点
能量转化方式都是把能转化为能
工作过程都有四个冲程：、、、。
不同点
吸气冲程：汽油机吸入是的汽油与。柴油机吸入的是。
压缩冲程：汽油机在压缩冲程结束时，火花塞产生，是“点燃式”；柴油机在压缩冲程结束时，汽缸内的温度，此时，喷油嘴喷出，遇到热空气马上燃烧，是“压燃式”
※例题
【例1】如图所示是汽油机的_________冲程。在压缩冲程中，是通过_________方式增加燃气的内能。汽油机的转速为3000r/min，则ls 内汽油机对外做功_________次。
【答案】(1). 做功(2). 做功(3). 25
【解析】进气口、出气口关闭，活塞向下，为做功冲程；压缩冲程时通过做功的方式增加其他内能；3000r/min则每秒钟转50转，一个完整的过程包含四冲程两转一对外做功，则可知对外做功25次。
【例2】如图所示是汽油机的______冲程。
【答案】做功
【解析】由图知，两气门都关闭，火花塞冒出电火花，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程。故答案为：做功。本题应抓住汽油机的一个工作循环由如图所示的四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。做功冲程：气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，火花塞冒出电火花。
练习
1.如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是（）
A．吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸
B．压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小
C．做功冲程中，燃料释放的能量绝大部分转化为机械能
D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分
【答案】A
【解析】A选项中，汽油机在吸气冲程中，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸，故A正确；
B选项中，在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，气体的内能变大，此过程是机械能转化为内能的过程，故B错误；
C选项中，在做功冲程中，燃料燃烧释放的内能大部分需要克服摩擦、发生热传递而散失，只有一少部分转化为机械能，故C错误；
D选项中，在排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的大部分，故D错误。
2、如图所示，在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花被点燃，此过程的能量转化方式与汽油机的冲程相同；某效率为25%的汽油机在一次工作中消耗了体4kg汽油，该汽油机对外做的机械功为(汽油热值为
46×107J/kg)
【答案】压缩；4.6×107.
【解析】用力将活塞迅速下压，棉花被点燃，是此过程是机械能转化为内能，相当于汽油机的压缩冲程；燃烧4kg的汽油释放的热量为Q放=mq=4.6×107J/kg×4kg=1.84×108J；
汽油机的热效率为25%即被汽油机吸收的热量来做机械功的能量占总消耗能量的25%，所以被汽油机吸收的热量Q吸=1.84×108J×25%=4.6×107J.
§知识小结
【课堂检测】
1.关于内燃机，下列说法正确的是（）
A.四个冲程中只有一个冲程发生内能与机械能相互转化
B.压缩冲程主要是通过做功的方式增大缸内气体的内能
C.汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的
D.只要技术进步，内燃机的效率可以达到100%
2.一种用于轻型低速飞机的活塞式航空发动机，它有多个气缸，气缸工作时经历进气、压缩、膨胀、排气四个过程，在这四个过程中，能为飞机提供动力的是（）
A.进气
B.压缩
C.膨胀
D.排气
3.多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的，从能量转化的角度看，存在着内能转化为机械能的过程的是（）
A.吸气冲程
B.压缩冲程
C.做功冲程
D.排气冲程
4.如图所示，是内燃机工作循环中的某个冲程，它是（）
A.吸气冲程
B.做功冲程
C.压缩冲程
D.排气冲程
5.如图是汽车四冲程发动机的一个冲程示意图，下列说法正确的是（）
A.该冲程是做功冲程
B.该冲程机械能转化为内能
C.这种汽车对环境没有污染
D.此发动机的效率可达90%
6.甲种燃料的热值大于乙种燃料的热值，下列说法正确的是（）
A.甲种燃料含的热量多，乙种燃料含的热量少
B.甲种燃料含的内能多，乙种燃料含的内能少
C.完全燃烧同质量的甲、乙两种燃料，甲燃料放出的热量多
D.完全燃烧同质量的甲、乙两种燃料，乙燃料放出的热量多
7.下列关于热值的说法正确的是（）
A.燃料燃烧不完时热值变小
B.燃料的质量越大，热值越大
C.燃料热值越大，燃烧放出的热量越多
D.燃料的热值是燃料本身的一种特性，与其他因素无关
8.我国成功将全球首颗量子科学实验卫星发射升空。发射卫星的火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料的（）
A.热值大
B.比热容大
C.密度大
D.以上说法都不正确
9.航空母舰上的飞机起飞时，由于跑道距离有限，可采用蒸汽弹射来帮助飞机迅速达到起飞所需要的速度．我国正在加紧研制这项技术，力争在后续建造的航母中投入使用，蒸汽弹射是将水气的内能转化为飞机的动能，转化率约为9％，对于蒸汽弹射以下说法中正确的是（）
A.功率大、效率高
B.功率大、效率低
C.功率小、效率高
D.功率小、效率低
10.下列关于能量的说法中，正确的是（）
A.洗衣机工作时是将机械能转化为电能
B.电水壶工作时是将内能转化为电能
C.用热水泡脚，身体会感觉暖和，说明内能可以转移
D.能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少
11.前段时间，“加水就能跑的神车”事件一度成为舆论热点，该汽车实际是利用车内水解制氢技术获得氢气，通过氢燃料电池给车提供动力（该技术成本很高，目前仍处在试验阶段），但被曲解为“加水就能跑”。下列对该事件的看法错误的是（）
A.氢燃料电池是将氢气的化学能转化为电能
B.水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量
C.对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从更不能以讹传讹
D.该车行驶的能量最终来源于水，水是一种能源
12.如图所示，是同学们自制的玩具和工具，下列说法正确的是（）
A.橡皮筋动力车能前进利用了二力平衡原理，把弹性势能转化为动能
B.小电扇是利用了电磁感应原理转动的，转动时把电能转化为机械能
C.泡沫塑料切割机是利用电流的磁效应原理工作的，工作时把电能转化为内能
D.太阳灶是把光能转化成内能，利用光的反射来会聚能量的
13.自然界中，能量的转化和转移过程遵守________定律．水能和风能都属于________能。
14.2019年6月5日，我国首次用固体燃料运载火箭把“文昌物联一号”卫星成功送上太空。火箭发射时要选用热值________的固体燃料（选填“大”或“小”），燃料的质量减少，热值________（选填“变小”或“不变”）。
15.某汽油机工作过程有吸气、压缩、做功和排气四个冲程。如图为________冲程工作示意图，
活塞向________运动，燃料混合物被压缩，在这个过程中机械能转化为________。
16.如图是某四冲程汽油机的________冲程，在此冲程中内能转化为________能。
17.生活中用铁锅加热菜油，菜油的温度升高，________增大，这是通过________的方式改变的；如图所示是某单缸四冲程汽油机的________冲程。
【答案】
1. B
2. C
3. C
4. B
5. A
6. C
7. D
8. A
9. B 10. C 11. D 12. D 13. 能量守恒；机械14. 大；不变15. 压缩；上；内能16. 做功；机械
17. 内能；热传递；压缩
【课堂总结】
【家庭作业】
1．在热机的四个冲程中，把机械能转化为内能的是冲程。汽油机工作时要产生大量的热，通常采用水循环将热带走，这是利用水的特性。
2．1782年，英国人瓦特改良了往复式蒸汽机，使之成为可以广泛使用的热机。人们以他的名字命名了的单位。热机在压缩冲程中能转化为能。
3．如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住，用酒精灯对水加热，一
段时间后，观察到橡胶塞突然被推出。在此过程中，燃料燃烧放出热量，通
过的方式使水的内能增加；试管内的水蒸气对橡胶塞做功，水蒸气的
能转化为橡胶塞的机械能。这个实验展示了蒸汽机的基本工作原理。
4．如图所示，由中国自主研发的我国第一部“空气动力发动机汽车”
在第十四届中国北京国际科技产业博览会上展出。它是利用压缩空气膨
胀推动活塞做功提供动力，这种车在开动时将空气的________能转化为
________能，类似柴油机的活塞做功，排气口排出的是冷空气，为绿色
环保产品。
5．关于热机，下列说法中不正确的是（）
A.热机性能好坏的重要标志之一是热机效率
B.在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机的效率
C.柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
D.在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能
6．随着人们生活水平的不断提高，汽车作为常用的交通工具逐步步入寻常百姓家．有关
（1）图1实验中能量转化方式与图2中汽油机的哪个冲程相同？
（2）如图3所示的是等质量两种液体吸收的热量与温度变化情况的图象。根据图中提供的信息判断，这两种液体中，选择液体作为汽车冷却液效果会更好。
10.内燃机工作过程中，关于能量转化的下列说法中错误的是（）
A.燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能
B.在压缩冲程中将飞轮的机械能转化为燃气的内能
C.在做功冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能
D.在压缩冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能
11.四冲程汽油机工作时与图中能量转化相同的冲程是（）
A.吸气冲程
B.压缩冲程
C.做功冲程
D.排气冲程
12.人们发现内能可以做功，并制造出各种利用内能做功的机械﹣热机，下面这些机械中不属于热机的是（）
A.电动机
B.柴油机
C.汽油机
D.蒸汽机
13.如右图是演示实验示意图，下列汽油机的四个冲程工作示意图中，与如图改变内能方式相同的是（）
A. B. C. D.
14.下列关于“热机”的说法中，正确的是（）
A.通过技术改进，热机效率可达100%
B.做功冲程将机械能转化为内能
C.热机常用水做冷却剂，是因为水的沸点高
D.摩擦生热是利用做功的方式来改变物体的内能
15.如图所示是某老师的自制教具，他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出，关于此实验，以下分析不正确的是（）
A.酒精不完全燃烧时热值不变
B.纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，温度降低
C.能闻到酒精的气味说明分子在永不停息的做无规则运动
D.燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程
16.单缸四冲程内燃机工作时，依靠飞轮的惯性来完成的冲程有（）
A.吸气、做功和排气冲程
B.吸气、压缩和做功冲程
C.压缩、做功和排气冲程
D.吸气、压缩和排气冲程
17.热机的种类繁多，构造也是各式各样．生活中，我们几乎在任何地方都可以看到它的身影．下列交通工具中，不是用热机作为动力装置的是（）
A.火箭
B.电动自行车
C.飞机
D.汽车
18.如图所示为内燃机工作时的某冲程示意图，该冲程是（）
A.吸气冲程
B.压缩冲程
C.做功冲程
D.排气冲程
19.如图所示，是蒸汽机工作的原理示意图，关于蒸汽机的工作过程中涉及的物理知识，下列说法正确的是（）
A.汽缸内的蒸汽推动活塞做功，其能量的转化过程与柴油机的做功冲程一样
B.在燃料燃烧的时候要产生热量，这是将内能传递给锅炉中的水
C.蒸汽推动活塞做功，蒸汽的内能增大
D.蒸汽机加装冷凝器，能减少废气带走的温度
20.如左图所示是________油机，是________冲程。
21．如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧，此过程中活塞对筒内气体做功，气体的内能（增大或减小），这与四冲程汽油机的冲程的能量转化相同，某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1s内，汽油机对外做功次。