141熱機-2023-2024學年九年級物理全冊舉一反三（人教版）

14.1熱機（解析版）本節(jié)學習目標1.認識熱機四沖程工作過程中的能量轉(zhuǎn)化；2.了解四沖程熱機的構(gòu)造和工作原理；3.能識別熱機四沖程；4.了解四沖程熱機各沖程工作過程；5.了解汽油機和柴油機異同。要點一熱機1.汽油機（1）汽油機的構(gòu)造：氣缸、活塞、連桿、曲軸、進氣門、排氣門、火花塞。（2）汽油機的工作過程：吸氣、壓縮、做功、排氣。吸氣沖程。進氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞由氣缸最上端向下運動，汽油和空氣的混合物從進氣門被吸入氣缸。當活塞運動到最下端時，進氣門關(guān)閉。壓縮沖程。進氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞由氣缸的最下端向上運動，燃料混合物被壓縮，氣缸內(nèi)溫度升高，氣壓增大。做功沖程。在壓縮沖程結(jié)束后，火花塞產(chǎn)生電火花，點燃燃料混合物。燃料混合物劇烈燃燒，產(chǎn)生高溫、高壓燃氣，推動活塞向下運動，并通過連桿驅(qū)使曲軸轉(zhuǎn)動。排氣沖程。進氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞從氣缸最下端向上運動，把廢棄排出氣缸，為下一個循環(huán)做好準備。2．柴油機（1）柴油機的構(gòu)造：氣缸、活塞、連桿、曲軸、進氣門、排氣門、噴油嘴。（2）柴油機的工作過程：吸氣、壓縮、做功、排氣。吸氣沖程。進氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞由氣缸最上端向下運動，空氣從進氣門被吸入氣缸。當活塞運動到最下端時，進氣門關(guān)閉。壓縮沖程。進氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞由氣缸的最下端向上運動，燃料混合物被壓縮，氣缸內(nèi)溫度升高，其溫度超過柴油的燃點。做功沖程。在壓縮沖程結(jié)束后，由噴油嘴向氣缸內(nèi)噴射霧狀的柴油，這些柴油在氣缸內(nèi)高溫的空氣中劇烈燃燒，產(chǎn)生高溫、高壓燃氣，推動活塞向下運動，并通過連桿驅(qū)使曲軸轉(zhuǎn)動。排氣沖程。進氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞從氣缸最下端向上運動，把廢棄排出氣缸，為下一個循環(huán)做好準備。【要點詮釋】（1）汽油機和柴油機的工作原理：汽油或柴油在氣缸里燃燒時生成高溫高壓的燃氣，用來推動活塞做功?；钊ㄟ^連桿使內(nèi)燃機的飛輪轉(zhuǎn)動，從而帶動其他機械轉(zhuǎn)動。（2）活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)運動，從氣缸的一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程。（3）在一個工作循環(huán)中，汽缸內(nèi)的活塞往復(fù)兩次，曲軸轉(zhuǎn)動兩周。（4）四個沖程中只有做功沖程燃氣對外做功，其他三個沖程都是靠飛輪慣性完成的。（5）一個工作循環(huán)有兩次能量轉(zhuǎn)化，在壓縮過程中，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，在做功過程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能?！纠浚?023·廣東?。┤鐖D為四沖程汽油機工作過程中的某沖程示意圖，該沖程為（）。A.吸氣沖程 B.壓縮沖程 C.做功沖程 D.排氣沖程【答案】A?！窘馕觥坑^察圖可知，進氣門打開，排氣門關(guān)閉。活塞由上端向下端運動，汽油和空氣組成的燃料混合物從進氣門吸入氣缸，是吸氣沖程。故選A?！咀兪?】（2023·牡丹江）以下機械屬于內(nèi)燃機的是（）。A.火箭噴氣發(fā)動機 B.汽油機 C.滑輪組 D.洗衣機【答案】B?！窘馕觥緼B．內(nèi)燃機是一種熱機，汽油機和柴油機都是內(nèi)燃機，火箭噴氣發(fā)動機是一種熱機，不是內(nèi)燃機，燃料不是在汽缸內(nèi)燃燒的，故A不符合題意，B符合題意。C．滑輪組是一種簡單機械，不是內(nèi)燃機，故C不符合題意；D．洗衣機是一種電動機，不是內(nèi)燃機，故D不符合題意。故選B。【變式2】（2023·綏化）下圖是四沖程汽油機的工作示意圖。從能量轉(zhuǎn)化的角度看，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的沖程是（）。A.B.C.D.【答案】A?！窘馕觥緼．圖中的沖程兩氣閥關(guān)閉，活塞向上運動，是壓縮沖程，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A符合題意；B．圖中的沖程進氣閥開啟，排氣閥關(guān)閉，活塞向下運動，是吸氣沖程，沒有能量轉(zhuǎn)化，故B不符合題意；C．圖中的沖程進氣閥關(guān)閉，排氣閥開啟，活塞向上運動，是排氣沖程，沒有能量轉(zhuǎn)化，故C不符合題意；D．圖中的沖程兩氣閥關(guān)閉，活塞向下運動，火花塞點火，是做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，故D不符合題意。故選A。【變式3】（2023·潛江、天門、仙桃）一臺單缸四沖程汽油機的飛輪轉(zhuǎn)速為1200r/min，如圖所示為它工作循環(huán)中的一個沖程。下列說法正確的是（）。A.汽油是化石能源；B.該沖程為做功沖程；C.該汽油機每秒對外做功20次；D.熱機的功率越大，效率就越高【答案】AB?！窘馕觥緼．汽油是動植物的遺體經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的，是化石能源，故A正確；B．如圖，進氣門、排氣門關(guān)閉，火花塞點火，該沖程為做功沖程，故B正確；C．單缸四沖程汽油機的飛輪轉(zhuǎn)速為1200r/min，每秒鐘飛輪轉(zhuǎn)