第1節(jié) 熱機（雙基過關(guān)+考點突破）-2022-2023學(xué)年九年級物理全一冊通關(guān)講義（人教版）（解析版）

第1節(jié)熱機雙基過關(guān)知識點一、熱機：1.實驗探究：利用內(nèi)能可以做功（1）過程：如圖，用酒精燈給密封的試管的水加熱。實驗時，軟木塞不要塞得太緊，以免軟木塞不能從試管中沖出，導(dǎo)致試管炸裂傷人，同時試管口不能對著人。（2）現(xiàn)象：水被加熱到一定程度后，軟木塞飛出，管口有“白氣”產(chǎn)生。（3）現(xiàn)象分析：酒精燃燒，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為水和水蒸氣的內(nèi)能，水蒸氣推動活塞沖出，將水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機械能，水蒸氣內(nèi)能減少，溫度降低液化為小水珠，管口出現(xiàn)“白氣”。（4）結(jié)論：利用內(nèi)能可以對外做功。上圖體現(xiàn)了蒸汽機的工作原理。2.熱機（1）概念：利用內(nèi)能做功的機械。（2）種類：蒸汽機、內(nèi)燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機等。（3）工作原理：燃料的化學(xué)能（燃燒）→內(nèi)能（做功）→機械能3.常見的熱機——內(nèi)燃機（1）概念：燃料直接在汽缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機。（2）分類：汽油機和柴油機，它們分別以汽油和柴油為燃料?；A(chǔ)自測：1．如圖所示，在試管內(nèi)裝適量水，用橡膠塞塞住管口，將水加熱至沸騰一段時間后，橡膠塞被推出，管口出現(xiàn)大量“白氣”。此實驗中，主要是通過做功改變物體內(nèi)能的過程是（）A．試管變熱的過程 B．水變熱的過程 C．水變成水蒸氣的過程 D．水蒸氣推出橡膠塞的同時變成“白氣”的過程【答案】D【解析】改變物體內(nèi)能的方法：一是做功（能量轉(zhuǎn)化），二是熱傳遞（能量轉(zhuǎn)移），兩種方法對于改變物體內(nèi)能來說是等效的。A、試管變熱，是試管從火吸收熱量，內(nèi)能增加，是通過熱傳遞改變物體的內(nèi)能，故A錯；B、水變熱，是水吸收熱量、內(nèi)能增大，是通過熱傳遞改變物體的內(nèi)能，故B錯；C、水吸熱，溫度升高，汽化成水蒸氣，是通過熱傳遞改變物體的內(nèi)能，故C錯；D、水蒸氣推出橡膠塞的同時變成“白氣”的過程，是水蒸氣膨脹做功，將水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為橡膠塞的機械能，是通過做功改變物體的內(nèi)能。2．如圖，燒瓶內(nèi)水上方存著水蒸氣，瓶口用軟木塞塞住，用小打氣筒緩慢向瓶內(nèi)加壓，達(dá)到一定程度時塞子跳起來，瓶內(nèi)出現(xiàn)白霧。下列說法正確的是（）A．瓶內(nèi)出現(xiàn)白霧，是因為瓶子外部溫度低B．出現(xiàn)白霧的過程是一個吸熱的物態(tài)變化過程C．該實驗?zāi)苷f明氣體膨脹對外做功，內(nèi)能減小D．這個實驗展示了蒸汽機的工作原理【答案】C【解析】A、瓶內(nèi)出現(xiàn)的白霧，是水蒸氣遇冷液化成的小水滴，故A錯誤；B、出現(xiàn)白霧是水蒸氣放出熱量發(fā)生液化產(chǎn)生的小水滴，是放熱過程，故B錯誤；C、瓶口塞子跳起來的過程中，水蒸氣對塞子做功，水蒸氣的內(nèi)能減少，故C正確；D、實驗中向瓶內(nèi)充氣，瓶內(nèi)氣體壓強增大，氣體對塞子做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；蒸汽機是用燃料加熱水，利用高溫高壓的水蒸氣推動活塞做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；圖中實驗不能展示蒸汽機的工作原理，故D錯誤。3．2018年12月8日，我國“嫦娥四號”探測器在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。運載火箭攜帶探測器升空的過程中，探測器相對于運載火箭是的，燃料燃燒后產(chǎn)生的能轉(zhuǎn)化為火箭的能?！敬鸢浮快o止；內(nèi)；機械【解析】（1）運載火箭攜帶探測器升空的過程中，探測器相對于運載火箭的位置不變，所以是靜止的；（2）燃料燃燒后產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為火箭的機械能，推動火箭運動。4．如圖，在大玻璃瓶與小玻璃瓶內(nèi)各裝入適量的水，將小瓶瓶口向下放入大瓶，使小瓶恰好懸浮.塞緊大瓶瓶塞，用氣筒向大瓶內(nèi)打氣，大瓶內(nèi)水面上方氣壓增大，小瓶會_________(下沉/上浮/繼續(xù)懸浮)；繼續(xù)打氣直到瓶塞跳起，瓶口出現(xiàn)“白霧”，此過程大瓶上方的氣體對瓶塞做功，_________能轉(zhuǎn)化為_________能?！敬鸢浮肯鲁羶?nèi)機械【解析】（1）由題意可知，小瓶相當(dāng)于一個浮沉子，其原理為：用氣筒向大瓶內(nèi)打氣，大瓶內(nèi)水面上方氣壓增大，將壓強傳遞給水，水被壓入小瓶中，將小瓶中的空氣壓縮，這時小瓶里進入一些水，其重力增加，大于它受到的浮力，就向下沉。（2）當(dāng)瓶塞跳起時，此過程大瓶上方的氣體對瓶塞做功，大瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能減少，瓶塞的機械能增大，即內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。知識點二、汽油機1.工作原理利用氣缸內(nèi)汽油燃燒時生成的高溫高壓的燃?xì)鈦硗苿踊钊龉?，將?nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。2.構(gòu)造進氣門、排氣門、火花塞、氣缸、活塞、連桿、曲軸、飛輪等。3.工作過程過程吸氣沖程壓縮沖出做功沖程排氣沖程圖示進氣門開關(guān)關(guān)關(guān)排氣門關(guān)關(guān)關(guān)開活塞的運動向下運動向上運動向下運動向上運動能量的轉(zhuǎn)化無機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能無作用靠飛輪慣性完成，吸入汽油和空氣的混合物靠飛輪慣性完成，壓縮汽油和空氣的混合物高溫高壓的氣體推動活塞向下運動，帶動曲軸轉(zhuǎn)動對外做功靠飛輪慣性完成，把廢氣排出氣缸（1）沖程：活塞從氣缸的一端運動到另一端的過程。（2）四沖程汽油機由吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程的不斷循環(huán)來保證連續(xù)工作的。（3）一個工作循環(huán)包括四個沖程，飛輪轉(zhuǎn)動兩周，對外做功一次?；A(chǔ)自測5．如圖所示，是小普同學(xué)跟爺爺學(xué)習(xí)氣功的四個基本動作。由此他聯(lián)想到熱機的四個沖程，以下與做功沖程最相似的是（）【答案】C【解析】鼻孔吸氣，相當(dāng)于吸氣沖程；氣沉丹田，相當(dāng)于壓縮沖程；排山倒海，相當(dāng)于做功沖程；打完收工，相當(dāng)于排氣沖程，故答案為C。6．如圖是汽油機工作的四個沖程，其中表示排氣沖程的是（）A．甲B．乙C．丙D．丁【答案】C【解析】A、兩氣門都關(guān)閉，活塞上行，汽缸容積變小，是壓縮沖程，故A不符合題意；B、進氣門開啟，活塞下行，氣體流入汽缸，是吸氣沖程，故B不符合題意；C、排氣門開啟，活塞上行，氣體流出汽缸，是排氣沖程，故C符合題意；D、兩氣門都關(guān)閉，活塞下行，汽缸容積變大，火花塞噴出電火花，是做功沖程，故D不符合題意。7．關(guān)于汽車的說法中，下列表述不正確的是（）A．與其他液體相比，水的比熱容比較大，適合做汽車的冷卻劑 B．汽車在公路上高速駛過時，飄落在車旁的樹葉被卷入車底 C．急剎車時，車上的乘客由于受到慣性作用身體會向前傾斜 D．汽油機的壓縮沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能【答案】C【解析】解：A、因為水的比熱容較大，相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較，升高相同的溫度時，水吸收的熱量多，所以適合做汽車的冷卻劑，故A正確；B、汽車高速駛過時，汽車附近的空氣流速變大、壓強變小，故飄落在車旁的樹葉被卷入車底，故B正確；C、人坐在車?yán)锖蛙囈黄鹦旭?，急剎車時，乘客由于慣性要保持原來的運動狀態(tài)，繼續(xù)運動，因此身體會向車行方向傾斜，但不是受到慣性作用，故C錯誤；D、壓縮沖程將汽油和空氣的混合物壓縮，使混合物的溫度升高、內(nèi)能增大，即將機械能轉(zhuǎn)化內(nèi)能，故D正確。8.如圖所示是四沖程汽油機的剖面圖，關(guān)于其四個沖程的描述正確的是（）A.吸氣沖程中，汽油和空氣的混合物進入汽缸B.壓縮沖程中，通過做功的方式使汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能減小C.做功沖程中，燃料釋放的能量絕大部分轉(zhuǎn)化為機械能D.排氣沖程中，廢氣帶走了燃料釋放的能量的極少部分 【答案】A【解析】四沖程汽油機一個工作循環(huán)有四個沖程，分別是吸氣、做功、壓縮和排氣沖程，其中只有做功沖程對外做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；另外還有壓縮沖程有能量轉(zhuǎn)化，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；根據(jù)氣門的狀態(tài)、活塞運動的方向確定沖程的種類。A、汽油機在吸氣沖程中，進氣門打開、排氣門關(guān)閉，活塞向下運動，汽油和空氣的混合物進入汽缸，故A正確；B、在壓縮沖程中，進氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運動，燃料混合物被壓縮，氣體的內(nèi)能變大，此過程是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程，故B錯誤；C、在做功沖程中，燃料燃燒釋放的內(nèi)能大部分需要克服摩擦、發(fā)生熱傳遞而散失，只有一少部分轉(zhuǎn)化為機械能，故C錯誤；D、在排氣沖程中，廢氣帶走了燃料釋放的能量的大部分，故D錯誤。知識點三、柴油機1.工作原理利用氣缸內(nèi)柴油燃燒時所產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)鈦硗苿踊钊龉?，將?nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。2.構(gòu)造進氣門、排氣門、噴油嘴、氣缸、活塞、連桿、曲軸、飛輪等。3.利用對比法了解柴油機的工作過程異同點汽油機柴油機不同點燃料汽油柴油構(gòu)造氣缸頂部有火花塞氣缸頂部有噴油嘴點火方式點火式壓燃式吸氣沖程吸入空氣和汽油的混合物吸入空氣壓縮沖程壓縮程度較小，混合物被壓縮后，壓強達(dá)6-15atm，溫度達(dá)250-300℃壓縮程度較大，混合物被壓縮后，壓強達(dá)35-45atm，溫度達(dá)500-700℃做功沖程火花塞點火，燃料燃燒，即點火式噴油嘴噴出霧狀柴油，遇高溫空氣燃燒，即壓燃式主要特點輕巧、體積小、效率較低笨重、功率大、效率較高用途摩托車、小型汽車、輕型飛機等載重汽車、輪船、坦克、大型發(fā)電機相同點工作循環(huán)一個工作循環(huán)都是有吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程構(gòu)成的。同時曲軸（飛輪）轉(zhuǎn)動2周，對外做功一次?；A(chǔ)自測9．四沖程柴油機在工作過程中，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的沖程是（）A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程【答案】C【解析】在內(nèi)燃機的做功沖程中能量轉(zhuǎn)化是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，壓縮沖程中能量轉(zhuǎn)化是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。四沖程柴油機在做功沖程中，高溫高壓燃?xì)馔苿踊钊龉Γ瑢?nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，故C正確。10.關(guān)于四沖程汽油機和柴油機，下列說法正確的是（）A．.在吸氣沖程中，吸入汽缸的都是空氣B．.在壓縮沖程末，汽油機汽缸內(nèi)氣體溫度比柴油機高C．.在做功沖程初，都是火花塞點火D．在排氣沖程中，排氣都依靠飛輪的慣性完成【答案】D【解析】分析：A、在吸氣沖程，汽油機吸入的是燃料混合物；柴油機吸入的只有空氣；

B、在壓縮沖程柴油機將燃料混合物壓縮得程度更大，溫度更高；

C、汽油機是通過火花塞點火，而柴油機是由噴油嘴噴出霧狀柴油而燃燒；

D、除了做功沖程，其它三個沖程都是靠飛輪的慣性完成；解答：解：A、汽油機在吸氣沖程吸入的是空氣和燃料的混合物，所以A錯誤；

B、在壓縮沖程末，由于柴油機將燃料混合物壓縮得程度更大，所以溫度更高，所以B錯誤；

C、在做功沖程初，柴油機是靠噴油嘴噴出霧狀柴油而燃燒，所以C錯誤；

D、吸氣、壓縮、排氣沖程都是靠飛輪的慣性完成的，所以D正確；

故選D．【點評】此題考查了汽油機和柴油機在四個沖程中的區(qū)別，主要表現(xiàn)在吸氣沖程吸入的東西；壓縮沖程壓縮的程度；做功沖程點火的方式上．11．下列關(guān)于內(nèi)燃機說法正確的是（）A．柴油機吸氣沖程吸人的是柴油和空氣的混合物 B．汽油機氣制頂部有噴油嘴 C．做功沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 D．內(nèi)燃機功率越大，效率越高【答案】C【解析】A、柴油機在吸氣沖程中，將空氣吸入氣缸，故A錯誤；B、汽油機頂部有火花塞，柴油機頂部有噴油嘴，故B錯誤；C、汽油機的做功沖程中，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成了機械能，故C正確；D、功率是物體做功快慢的物理量，與熱機效率是兩個完全不同的概念，故D錯誤。12．我們經(jīng)常會看到一邊行駛一邊向空中噴霧的汽車，人們形象地將它稱為霧炮車（如圖）。噴向空中的水霧能使塵埃粒子快速沉降到地面，起到凈化空氣的作用。（1）噴向空中的水霧，有許多在掉向地面之前已經(jīng)在空中散失了，還能起到降溫作用。其原理是________。（2）該霧炮車的發(fā)動機是柴油機。柴油機四個沖程中的________沖程實現(xiàn)了內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，從新驅(qū)動霧炮車前進?！敬鸢浮科鼰?/p>

做功【解析】（1）噴向空中的水霧在空中散失了，能起到降溫作用，是因為水汽化吸熱的緣故。（2）柴油機四個沖程中的做功沖程可以將柴油燃燒釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，從而驅(qū)動霧炮車前進。（1）汽化是從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，汽化吸熱；（2）在柴油機的做功沖程中，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能?？键c突破考點1.汽油機的工作過程方法：（1）三招搞定汽油機工作沖程的判斷問題①根據(jù)氣門判斷：進氣門打開、排氣門關(guān)閉是吸氣沖程；進氣門關(guān)閉、排氣門打開是排氣沖程。②根據(jù)活塞判斷：兩氣門都關(guān)閉，活塞向上運動是壓縮沖程；活塞向下運動是做功沖程。③根據(jù)火花塞判斷：火花塞點火是做功沖程。（2）汽油機具有能量轉(zhuǎn)化的兩個沖程①壓縮沖程：壓縮汽油和空氣的混合物，使其內(nèi)能增加，溫度升高，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。②做功沖程：火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的氣體，進而推動活塞帶動曲軸（飛輪）轉(zhuǎn)動，對外做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。例1.（2021·湖南懷化市·中考真題）如圖所示是某四沖程汽油機工作循環(huán)中的一個沖程，它是（）A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程【答案】B【詳解】由圖可知，進氣門和排氣門均關(guān)閉，活塞向上運動，即為壓縮沖程，故ACD不符合題意，B符合題意。故選B。例2.（2021·甘肅武威市·中考真題）如圖所示是四沖程汽油機內(nèi)部剖面圖，此為______沖程；汽油機需要用冷卻液進行降溫，是利用了冷卻液的______大的特性?！敬鸢浮孔龉Ρ葻崛荨驹斀狻縖1]四沖程汽油機的四個沖程分別是吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。分析圖，此時汽油機進氣門、排氣門都關(guān)閉，活塞向下運動，火花塞正在點火，由此判斷是四沖程汽油機的做功沖程。[2]通常選用比熱容大的物質(zhì)做冷卻液，相同質(zhì)量的該種物質(zhì)，吸收相同的熱量，溫度升高得少。例3.（2021·海南中考真題）雙手相互摩擦?xí)r感覺發(fā)熱，這一過程的能量轉(zhuǎn)化與四沖程汽油機的哪個沖程相同（）A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程【答案】B【詳解】雙手相互摩擦?xí)r感覺發(fā)熱，是克服摩擦做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；汽油機的工作過程中，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是壓縮沖程。故選B?？键c2.汽油機和柴油機方法：汽油機和柴油機的主要區(qū)別（1）結(jié)構(gòu)：汽油機氣缸頂部有火花塞；柴油機氣缸頂部有噴油嘴。（2）吸氣沖程：汽油機吸氣沖程吸入的是汽油和空氣的混合物；柴油機吸氣沖程吸入的是純凈的空氣。（3）壓縮沖程：汽油機壓縮程度較小，混合物的溫度較低；柴油機壓縮程度較大，氣缸內(nèi)空氣的溫度較高。（4）點火方式：汽油機是點火式；柴油機是壓燃式。（5）特點：汽油機輕巧、體積小、功率較小、效率較低，適用于輕型汽車、飛機；柴油機比較笨重、功率較大、效率較高，適用于重型機械，如載重汽車、火車、輪船等。例4.（2021·湖南邵陽市·中考真題）小汽車已成為大多數(shù)家庭出行代步的工具，其發(fā)動機大多數(shù)為汽油機，下列有關(guān)汽油機的說法正確的是（）A．汽油機的吸氣沖程吸入的是空氣 B．汽油機的效率一般比柴油機的效率高C．汽油機的點火方式是壓燃式 D．汽油機的壓縮沖程是把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能【答案】D【詳解】A．汽油機的吸氣沖程吸入的是空氣和汽油的混合物，故A錯誤；B．柴油機是壓燃式，一般是柴油機