九年級(jí)全一冊(cè)物理同步精剖細(xì)解講義（人教版）-14.1 熱機(jī)（原卷版）

14.1熱機(jī)——精剖細(xì)解講義知識(shí)點(diǎn)1：熱機(jī)1、內(nèi)能的改變方式內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：活塞沖出；能量轉(zhuǎn)化過(guò)：燃料燃燒的能量水和水蒸氣的內(nèi)能塞子的動(dòng)能。2、熱機(jī)定義：利用內(nèi)能做功的機(jī)械。熱機(jī)的種類(lèi)：蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等。燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力的熱機(jī)，叫做內(nèi)燃機(jī)。內(nèi)燃機(jī)工作原理：內(nèi)燃機(jī)的每一個(gè)工作循環(huán)分為四個(gè)沖程（吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程）。內(nèi)燃機(jī)的分類(lèi)：3、汽油機(jī)構(gòu)造如下圖所示：一個(gè)沖程：活塞從汽缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過(guò)程。工作過(guò)程如下表所示：汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)有四個(gè)沖程，包括吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)，排氣門(mén)關(guān)閉?；钊缮舷蛳逻\(yùn)動(dòng)，汽油和空氣的混合物進(jìn)入汽缸。此過(guò)程的能量轉(zhuǎn)化：無(wú)。進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，汽缸容積變小，燃料混合物被壓縮。此過(guò)程的能量轉(zhuǎn)化：將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。在壓縮沖程結(jié)束時(shí)，火花塞產(chǎn)生電火花，燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，推?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)外做功。此過(guò)程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉，排氣門(mén)打開(kāi)，活塞向上運(yùn)動(dòng)，把廢氣排出汽缸。此過(guò)程的能量轉(zhuǎn)化：無(wú)。汽油機(jī)完成一個(gè)循環(huán)，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)2次，曲軸（或飛輪）轉(zhuǎn)2圈，對(duì)外做功1次。汽油機(jī)工作過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化壓縮沖程∶機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能做功沖程∶內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能4、柴油機(jī)構(gòu)造如下圖所示：構(gòu)造與汽油機(jī)的不同之處：頂部沒(méi)有火花塞，而有一個(gè)噴油嘴。柴油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)有四個(gè)沖程，包括吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)，排氣門(mén)關(guān)閉。活塞由上向下運(yùn)動(dòng)，將空氣吸進(jìn)汽缸。此過(guò)程的能量轉(zhuǎn)化：無(wú)。進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，汽缸容積變小，空氣被壓縮，空氣的壓強(qiáng)更大，溫度更高。在壓縮沖程末，汽缸內(nèi)空氣的溫度已達(dá)到柴油的著火點(diǎn)。此過(guò)程的能量轉(zhuǎn)化：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。在壓縮沖程結(jié)束時(shí)，從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到高溫高壓的空氣立即猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，推?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。此過(guò)程的能量轉(zhuǎn)化：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉，排氣門(mén)打開(kāi)，活塞向上運(yùn)動(dòng)，把廢氣排出汽缸。此過(guò)程的能量轉(zhuǎn)化：無(wú)。一個(gè)工作循環(huán)，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩次，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，完成四個(gè)沖程，對(duì)外做功一次，除做功沖程外，其他沖程靠飛輪的慣性來(lái)完成。柴油機(jī)工作過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化壓縮沖程∶機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能做功沖程∶內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能一個(gè)工作循環(huán)中對(duì)外做功1次，活塞往復(fù)2次，曲軸轉(zhuǎn)2周，飛輪轉(zhuǎn)2圈。5、汽油機(jī)和柴油機(jī)的區(qū)別熱機(jī)對(duì)比汽油機(jī)柴油機(jī)不同結(jié)構(gòu)火花塞噴油嘴點(diǎn)火方式點(diǎn)燃式壓燃式吸氣沖程吸入汽油和空氣的混合物吸入空氣壓縮沖程壓縮程度小，汽缸內(nèi)溫度沒(méi)有達(dá)到汽油燃點(diǎn)壓縮程度大，汽缸內(nèi)溫度達(dá)到柴油燃點(diǎn)做功沖程火花塞產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃汽油噴油嘴噴入柴油，柴油燃燒燃燒程度燃料燃燒不充分燃料燃燒比較充分排氣沖程排出尾氣特點(diǎn)與應(yīng)用輕巧但輸出功率小，熱效率低，主要應(yīng)用于摩托車(chē)、轎車(chē)等笨重但輸出功率大，熱效率高，主要應(yīng)用于載重汽車(chē)、拖拉機(jī)、輪船等熱機(jī)1．下列關(guān)于汽油機(jī)與柴油機(jī)的說(shuō)法中，不正確的是（）A．柴油機(jī)汽缸頂部有個(gè)火花塞，汽油機(jī)汽缸頂部有個(gè)噴油嘴 B．柴油機(jī)采用壓燃式點(diǎn)火，汽油機(jī)采用點(diǎn)燃式點(diǎn)火 C．汽油機(jī)與柴油機(jī)使用的燃料不同 D．汽油機(jī)吸入汽缸里的是汽油和空氣的混合物，柴油機(jī)吸入汽缸里的是空氣2．以下機(jī)械不屬于熱機(jī)的是（）A．蒸汽機(jī) B．火箭 C．洗衣機(jī) D．汽油機(jī)3．關(guān)于熱機(jī)，下列說(shuō)法中正確的是（）A．熱機(jī)都是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 B．熱機(jī)做的有用功越多，效率就越高 C．燃料燃燒是否充分不影響熱機(jī)的效率 D．通過(guò)熱機(jī)內(nèi)能可全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能4．如圖是2023年1月9日長(zhǎng)征七號(hào)A運(yùn)載火箭托舉“實(shí)踐二十三號(hào)衛(wèi)星”在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)直沖云霄的情景。下列說(shuō)法中正確的是（）A．火箭升空動(dòng)力的施力物體是火箭的助推器 B．火箭上升過(guò)程中，火箭相對(duì)于實(shí)踐二十三號(hào)衛(wèi)星是運(yùn)動(dòng)的 C．火箭也屬于熱機(jī)，能量轉(zhuǎn)化與汽油機(jī)的做功沖程相同 D．火箭加速升空的過(guò)程中，火箭受到平衡力作用5．熱機(jī)工作時(shí)，能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程是（）A．內(nèi)能→化學(xué)能→機(jī)械能 B．化學(xué)能→內(nèi)能→機(jī)械能 C．化學(xué)能→機(jī)械能→內(nèi)能 D．內(nèi)能→機(jī)械能→化學(xué)能6．關(guān)于熱機(jī)的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（）A．將勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 B．將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 C．將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D．主要目的是通過(guò)熱傳遞改變內(nèi)能四沖程內(nèi)燃機(jī)的工作過(guò)程7．以下機(jī)械屬于內(nèi)燃機(jī)的是（）A．火箭噴氣發(fā)動(dòng)機(jī) B．汽油機(jī) C．滑輪組 D．洗衣機(jī)8．下列機(jī)械應(yīng)用了熱機(jī)的是（）A．農(nóng)用三輪車(chē)上的柴油機(jī) B．電腦工作一會(huì)兒后主機(jī)變熱 C．電動(dòng)自行車(chē) D．洗衣機(jī)內(nèi)部的電動(dòng)機(jī)9．星期天，童童在家里幫媽媽燒水，他發(fā)現(xiàn)水沸騰時(shí)，壺蓋被頂起，想到了如圖所示四沖程汽油機(jī)工作示意圖，并且分析得出，與水沸騰時(shí)壺蓋被頂起原理相同的沖程是（）A． B． C． D．10．如圖所示是四沖程汽油機(jī)的工作循環(huán)示意圖，下列說(shuō)法正確的是（）A．甲是吸氣沖程，吸入的是空氣，是汽油機(jī)的輔助沖程 B．乙是壓縮沖程，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過(guò)程 C．丙是做功沖程，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過(guò)程 D．丁是排氣沖程，這個(gè)沖程使汽車(chē)獲得動(dòng)力11．如圖甲為航母上簡(jiǎn)化的蒸汽彈射裝置，能帶動(dòng)艦載機(jī)在兩秒鐘內(nèi)達(dá)到起飛速度，如圖乙為汽油機(jī)的工作沖程。下列判斷不正確的是（）A．艦載機(jī)獲得的牽引力是因?yàn)闅飧變?nèi)的蒸汽體積膨脹，從而推動(dòng)活塞 B．氣缸內(nèi)的蒸汽推動(dòng)活塞后，內(nèi)能增加 C．從能量轉(zhuǎn)化角度講，蒸汽彈射裝置工作時(shí)與圖乙中C所示的原理相似 D．從能量轉(zhuǎn)化角度講，圖乙中B沖程是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能12．如圖所示是四沖程汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)示意圖，其中屬于利用機(jī)械能轉(zhuǎn)化內(nèi)能沖程的是（）A． B． C． D．13．如圖為四沖程汽油機(jī)工作過(guò)程中某沖程的示意圖，下列說(shuō)法正確的是（）A．該沖程能量轉(zhuǎn)化是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 B．這是壓縮沖程 C．該沖程能量轉(zhuǎn)化是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D．這是吸氣沖程14．喜歡思考的小明用塑料礦泉水瓶子進(jìn)行了如下游戲探究：瓶中留有少量水，蓋上瓶蓋（如圖甲）；扭轉(zhuǎn)瓶子（如圖乙）；輕輕扭動(dòng)瓶蓋，瓶蓋被瓶?jī)?nèi)的氣體沖出，同時(shí)瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)白霧（如圖丙）。圖乙和圖丙所示的過(guò)程，分別與四沖程內(nèi)燃機(jī)連續(xù)的兩個(gè)沖程相似，這兩個(gè)沖程是（）A．吸氣沖程和壓縮沖程 B．壓縮沖程和做功沖程 C．做功沖程和排氣沖程 D．壓縮沖程和排氣沖程15．如圖所示三種現(xiàn)象過(guò)程中都涉及能量轉(zhuǎn)化，下列分析正確的是（）A．圖甲中的塞子被彈起時(shí)，機(jī)械能﹣內(nèi)能 B．圖乙就壓縮沖程，內(nèi)能﹣機(jī)械能 C．圖丙是壓縮沖程，化學(xué)能﹣內(nèi)能﹣機(jī)械能 D．圖丙是做功沖程，化學(xué)能﹣內(nèi)能﹣機(jī)械能16．如圖所示摩托車(chē)上的熱機(jī)工作時(shí)提供動(dòng)力的沖程是（）A． B． C． D．17．下列關(guān)于汽油機(jī)和柴油機(jī)的主要區(qū)別，說(shuō)法正確的是（）A．構(gòu)造上，汽油機(jī)汽缸頂部有噴油嘴，柴油機(jī)汽缸頂部有火花塞 B．在做功沖程中，柴油機(jī)的燃?xì)鉁囟群蛪簭?qiáng)比汽油機(jī)里的高 C．在壓縮沖程末，柴油機(jī)的點(diǎn)火方式是點(diǎn)燃式，汽油機(jī)的點(diǎn)火方式是壓燃式 D．吸氣沖程中，柴油機(jī)吸入汽缸的是柴油和空氣的混合物，汽油機(jī)吸入汽缸的是空氣填空題（共8小題）18．殲﹣20戰(zhàn)斗機(jī)，是我國(guó)自主研發(fā)的隱形戰(zhàn)斗機(jī)，進(jìn)入世界先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)行列，它的油箱能裝10噸燃油，殲﹣20的發(fā)動(dòng)機(jī)是（選填“電動(dòng)機(jī)”或“熱機(jī)”），工作時(shí)將能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。19．2019年1月3日，我國(guó)“嫦娥四號(hào)”探測(cè)器在月球背面成功著陸，標(biāo)志著我國(guó)探月工程取得了歷史性突破。“嫦娥四號(hào)”到達(dá)月球上方后，使用高熱值燃料發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始點(diǎn)火工作，該發(fā)動(dòng)機(jī)（填“屬于”或“不屬于”）熱機(jī)?！版隙鹚奶?hào)”減速落月過(guò)程中，其動(dòng)能不斷（填“增大”或“減小”），“嫦娥四號(hào)”相對(duì)于其內(nèi)部的巡視器是（填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”）的。20．如圖1所示，用酒精燈加熱試管中的水，當(dāng)水沸騰一段時(shí)間以后，塞子被試管內(nèi)水蒸氣推出，這一過(guò)程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，內(nèi)能（選填“增大”、“減小”或“不變”），圖2中汽油機(jī)的工作過(guò)程與這一實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化是一致的。21．如圖是小明用氣球制作“憤怒的小鳥(niǎo)”，當(dāng)充所的氣球松手后，小鳥(niǎo)”快速的飛向前方。這一過(guò)程是能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，該過(guò)程與四沖程內(nèi)燃機(jī)沖程所包含的能量轉(zhuǎn)化相同；而小鳥(niǎo)兩側(cè)的翅膀最好設(shè)計(jì)成（選填“上平下凸”或“下平上凸”）的形狀，才能為其飛行提供向上的升力。22．在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，質(zhì)量為100g的水，初溫為50攝氏度的水，吸收了25200J的熱量后，溫度升高攝氏度，熱機(jī)是利用做功的機(jī)械。23．如圖1所示，試管內(nèi)的高溫高壓水蒸氣從玻璃管中噴出，使小葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為風(fēng)車(chē)的；圖2（選填“甲”或“乙”）中汽油機(jī)的工作過(guò)程與這一實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化是一致的。24．在如圖所示的四幅圖中，甲、乙是兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)示意圖，與壓縮沖程原理相同的是圖所示的演示實(shí)驗(yàn)；丙、丁是四沖程汽油機(jī)工作過(guò)程中的兩個(gè)沖程示意圖，汽油機(jī)利用內(nèi)能來(lái)做功的沖程是。25．圖甲是四沖程汽油機(jī)工作過(guò)程中的沖程，該過(guò)程的能量轉(zhuǎn)化情況與圖乙（選填“相同”或“不同”）。若汽油機(jī)1s內(nèi)對(duì)外做功15次，則其曲軸的轉(zhuǎn)速為r/min。為了降低汽油機(jī)汽缸的溫度，汽缸外有一個(gè)水箱體，使汽缸被水包圍著，這是通過(guò)的方式減少汽缸的內(nèi)能。26．如圖所示，小明在校園科技節(jié)中展示了自己的作品。塑料瓶?jī)?nèi)裝入少量的液態(tài)乙醚，待乙醚充滿(mǎn)整個(gè)塑料瓶后，啟動(dòng)電子打火器，活塞瞬間向前飛出一段距離，同時(shí)聞到了乙醚的氣味?！奥劦綒馕丁睂儆诂F(xiàn)象；活塞飛出的過(guò)程相當(dāng)于熱機(jī)的沖程；活塞離開(kāi)瓶口還可以繼續(xù)向前飛出一段距離，因?yàn)樗哂小?7．熱機(jī)的種類(lèi)很多，盡管它們?cè)跇?gòu)造上各不相同，但都是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為能的機(jī)器，它的工作循環(huán)有四個(gè)沖程，其中沖程完成上述的能量轉(zhuǎn)化。28．最早的熱機(jī)是，其工作原理是：燃料燃燒把能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再通過(guò)熱傳遞的方式傳遞給水，水蒸氣把能轉(zhuǎn)化為活塞的能，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)。29．如圖所示為一輛汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)四個(gè)沖程中的沖程；為了不讓發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)溫度升得太高，在設(shè)計(jì)制造時(shí)，汽缸外有一個(gè)水套，用水來(lái)冷卻汽缸是因?yàn)樗妮^大。陽(yáng)江近段時(shí)間有關(guān)汽車(chē)撞傷行人事故頻發(fā)，據(jù)調(diào)查，汽車(chē)超速和超載是造成重大交通事故的主要原因。當(dāng)汽車(chē)（選填“超速”或“超載”）時(shí)，它的慣性將變大。30．美國(guó)《大眾科學(xué)》雜志評(píng)出年度奇思妙想十大發(fā)明，其中最引人注意的是“六沖程引擎”，這種引擎在完成四沖程工作后，會(huì)把水注入汽缸，使水瞬間變成水蒸氣，從而帶動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生第五沖程，為汽車(chē)提供動(dòng)力。第六沖程是讓水蒸氣進(jìn)入冷凝器，