2018年九年级物理上册 第二章 改变世界的热机练习（打包9套）（新版）教科版.zip

11．热 机知识点 1 内能的利用1．下列例子中属于利用内能来做功的是( )A．火箭点火发射B．电热水器给水加热C．用高炉熔化铁块D．用热水袋取暖2．如图 2－1－1 所示，水沸腾后，产生的水蒸气推动叶轮使其转动起来。在整个过程中，首先燃料的________能转化为水蒸气的________能，然后又转化为叶轮的________能。图 2－1－13．利用内能的两个途径：一是利用内能直接给物体加热；二是利用内能________。下列内能的利用实例中，属于应用一的是_________，属于应用二的是____________。(填序号)①锅炉 ②汽车 ③轮船 ④喷气式飞机 ⑤用高炉炼钢 ⑥火箭知识点 2 热机4．下列关于热机的说法中错误的是( )A．热机是利用内能做功的机器2B．蒸汽机、内燃机、蒸汽轮机、喷气发动机都是热机C．一切热机工作时都要消耗燃料D．一切热机工作时都需要有空气5．下列各交通工具在实际应用中不使用热机作为动力的是( )A．无轨电车 B．汽车C．飞机 D．轮船6．热机的工作原理：7．热机是利用内能来________的机器，__________是最早的热机。现代热机种类繁多、构造各异，有____________、__________、____________、________________等。8．在航空航天中已经使用________发动机和________发动机，前者本身只携带燃料，它需要利用外界的________来助燃，因此不宜在空气稀薄的高空飞行；而后者本身带有燃料和氧化剂，不需要依靠外界的________来助燃，因此飞行高度不受限制。9．如图 2－1－2 所示，有关这个小蒸汽轮机的说法不正确的是( )图 2－1－2A．烧瓶内的水通过热传递的方式增加了内能B．酒精燃烧时将内能转化为化学能3C．蒸汽的内能转化为轮子的机械能D．内能的一个重要应用是可以用来做功10．下列关于热机的说法中，错误的是( )A．热机工作时将内能转化为机械能B．热机的大量使用会造成环境污染C．热机排出的尾气带走很多热量D．热机是将机械能转化为内能的装置11．如图 2－1－3 所示，给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动活塞迅速冲出试管口。下列说法正确的是( )图 2－1－3A．水蒸气的内能转化为塞子的机械能B．塞子的机械能转化为水蒸气的内能C．水蒸气内能增加，温度升高，在试管口变成白色的烟雾D．通过做功的方式使试管中的水温度升高12．下列有关热机的说法中，不正确的是( )A．热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程B．为了防止热机过热，通常用水来降温，是利用水的比热容大的特性C．热机是把内能转化成机械能的机器4D．热机的大量使用不会造成环境污染13．航空母舰上的飞机依靠蒸汽弹射器使飞机在短时间内提高到很大的速度。蒸汽弹射器的汽缸内充满高温、高压气体，在弹射飞机时，高温、高压的气体推动活塞快速向外运动，在此过程中，________能转化为________能；飞机起飞后，汽缸内气体的温度将________。14．如图 2－1－4 所示是火箭发动机，火箭前部是储运仓，装载仪器或弹头等，后部箭体内装有燃料箱、氧化剂箱，并均有输送泵与之相连，输送泵类似家用煤气炉的减压阀，一方面可控制流量，另一方面还可以减压。燃料和氧化剂通过输送泵后的管道进入燃烧室，燃烧室尾部有喷口。原理：燃料(主要是液氢)和氧化剂(主要是液氧)按 2∶1 的比例输入密闭的燃烧室剧烈燃烧，产生大量高温、高压的水蒸气，水蒸气急剧向后喷出时推动箭体高速飞行。图 2－1－4请回答下列问题：(1)为什么火箭中使用的是液态的氢和氧，而不是气态的氢和氧呢？(2)在喷气发动机的基础上，火箭发动机有哪些改进与提高？515．2017·湘潭 如图 2－1－5 所示的工具在工作过程中使用热机的是( )图 2－1－516．[2015·聊城] 如图 2－1－6 所示实验，在橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出的过程中，以下说法正确的是( )图 2－1－6A．试管口出现的“白雾”是气体B．水蒸气对外做功，内能增加C．水蒸气的温度升高D．这个实验基本展示了蒸汽机的工作原理17．2015·宜宾 汽车的诞生改变了人类的生活方式，事实上，人类很早就在探寻着更好的代步工具。法国人居纽于 1769 年制造了世界上第一辆蒸汽驱动的三轮车，如图2－1－7 所示的这幅漫画，据说是牛顿所设计的蒸汽汽车原理图，针对该原理图回答下列问题。6图 2－1－7(1)蒸汽汽车的工作原理是什么？答：________________________________________________________________________。(2)原理图中，蒸汽汽车在工作过程中能量如何转化？答：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。规律总结内能的利用有两个方面：一是利用内能直接对物体加热；二是利用内能做功。利用内能加热物体实质是内能转移的过程；利用内能做功实质是内能转化成其他形式能量的过程。7详解详析1．A2．化学 内 机械3．做功 ①⑤ ②③④⑥4．D [解析] 火箭自带助燃剂，不需要空气，飞行的高度不受大气层的限制，因此 D说法是错误的。5．A6．化学 内 做功 机械7．做功 蒸汽机 汽油机 柴油机 喷气发动机 火箭发动机8．喷气 火箭 空气 空气9．B 10.D 11.A 12.D13．内 机械 降低14．(1)主要是因为氢和氧液化后便于贮存且装机容量更大。(2)一是自带氧化剂，可以不受大气限制；二是氧的纯度更高，具有更彻底的燃烧优势。因此火箭的活动范围大为拓展，工作效率也有了很大的提高。15．B16．D [解析] 试管口出现的“白雾”是水蒸气液化成的小水滴，A 错；此过程中水蒸气对外做功，内能减少，温度降低，B、C 错；该实验基本展示了蒸汽机的工作原理，D正确。17．(1)气体膨胀，对外做功(2)燃料的化学能先转化为蒸汽的内能，然后转化为蒸汽汽车的机械能11. 热 机图 2－1－1一 内能做功对物体做功，物体的内能增大；物体对外做功，内能________。内能的主要应用，一是______________，如生火取暖；二是______________，如各种热机。二 热机1．定义：热机是通过燃料燃烧获取内能并转化为______的装置。2．能的转化：3．应用：热机的种类繁多，有________、________、轮机、喷气发动机、火箭发动机等。类型一 利用内能来做功例 1 如图 2－1－2 所示，有关这个小蒸汽轮机的说法不正确的是( )2A．通过热传递的方式增加了烧瓶内水的内能B．酒精燃烧将内能转化为化学能C．蒸汽的内能转化为轮子的机械能D．内能的一个重要应用是可以用来做功图 2－1－2[全品导学号：29492009][方法指导]内能的两个重要应用：一是利用内能直接对物体加热，二是利用内能来做功。利用内能加热物体的实质是内能的转移，利用内能做功的实质是内能转化为其他形式的能。类型二 热机例 2 汽车的诞生改变了人类的生活方式。事实上，人类很早就在探寻着更好的代步工具，法国人居纽于 1769 年制造了世界上第一辆蒸汽驱动的三轮车。现在你看到的这幅漫画(如图 2－1－3 所示)，据说是牛顿所设计的蒸汽汽车原理图，试就该原理图回答下列问题：(1)该原理图中涉及哪几种形式的能量？请简述对应的能量转化过程。(2)使汽车向前运动的力是怎样产生的？这个力的施力物体是谁？图 2－1－334课堂反馈(四)[热 机]1．十七世纪，人类发明了热机，最早的热机是蒸汽机。原始的蒸汽机不便于使用，后来许多人对它不断改进，其中贡献最大的是英国人________。热机是把内能转化为________能的装置。2．将装水的茶壶放在炉子上加热，水蒸气把壶盖顶起，这一现象能表现出热机中能量转化的基本过程：燃料的________能转化为________能，传给________和________；________把壶盖顶起，使________的内能转化为壶盖的________能。3．在图 C2－1－1 中将热机中能量转化的基本过程补充完整。图 C2－1－14．下列列举的设备中，不属于热机的是( )①汽油机 ②电动自行车 ③柴油机 ④蒸汽机 ⑤火箭 ⑥太阳能汽车 ⑦摩托车A．②⑥ B．②⑤C．①③④⑥⑦ D．②④⑦5．如图 C2－1－2 所示，在试管内装一些水，用软木塞塞住，拿到酒精灯上加热，使水沸腾起来，水蒸气会把木塞冲出去。从能量转化和转移的角度分析其过程，可用下面的三句话来概括：5图 C2－1－2甲：水和水蒸气吸热，内能增大；乙：酒精燃烧，酒精的化学能转化为内能，传给水和水蒸气；丙：水蒸气对木塞做功，内能转化为木塞的机械能。以上三句话的正确顺序是( )A．甲、乙、丙 B．乙、丙、甲C．乙、甲、丙 D．丙、乙、甲6课时作业(四)[第二章 1.热 机]一、选择题1．气体膨胀对外做功的过程中( )A．机械能转化为内能，气体温度升高B．消耗机械能和内能C．消耗内能，气体温度降低D．内能转化为机械能，气体温度升高2．下列机械中，不属于热机的是( )A．水轮机 B．柴油机C．汽油机 D．蒸汽机3．如图 4－K－1 所示的四种交通工具，不用热机作为动力机械的是( )图 4－K－14．下列各组设备中都是利用内能来做功的是( )A．水轮机、理发用的吹风机、热机B．洗衣机、电饭煲、火箭C．飞机、轮船、汽车D．洗衣机、飞机、水轮机75．热机工作时，能量的转化过程是( )A．内能→化学能→机械能B．化学能→内能→机械能C．化学能→机械能→内能D．内能→机械能→化学能6．某机器的能量流向图如图 4－K－2 所示，据此推测该机器可能是( )图 4－K－2A．热机 B．滑轮组C．杠杆 D．斜面7．热机的工作过程可以概括为：①工作物质获得内能，膨胀做功，把一部分内能转化为机械能；②燃料燃烧释放出内能；③内能传递给工作物质；④工作物质内能减少，温度降低。按工作过程排列，其顺序正确的是( )A．①②③④B．③②④①C．②③①④D．②①④③二、填空题8．如图 4－K－3 所示，为了研究蒸汽机的能量转化，我们用酒精灯加热试管中的水。8图 4－K－3(1)酒精燃烧将酒精的________能转化________能，此时用了__________的方式改变了水的内能。(2)当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内水蒸气推出，水蒸气的______能转化为塞子的________能。此时，水蒸气的温度________，内能________。这种利用内能的方式叫________。9．热机是通过燃料燃烧获取________能，并把________能转化成________能的机器。10．我国自行研制的载人飞船“神舟十一号” ，于北京时间 2016 年 10 月 17 日 7 时 30分，在酒泉卫星发射中心载人航天发射场由“长征二号 FY11”运载火箭发射升空。如图4－K－4 所示，火箭点火后，燃料燃烧产生了高温高压的气体，这是________能转化为________能的过程；火箭腾空而起，在这一过程中，又将________能转化为________能。图 4－K－49详解详析【新知梳理】一、减小 用来加热 用来做功二、1.机械能2．化学 内 做功 机械3．蒸汽机 内燃机【应用示例】例 1 B [解析] 改变内能的方式有做功和热传递；燃烧是把燃料的化学能转化为内能，蒸汽对外做功是把内能转化为机械能。酒精燃烧是把化学能转化为内能，通过热传递传给水，A 选项正确，B 选项错误。蒸汽对外做功，内能转化为机械能，C 选项正确。利用内能可以加热物体，也可以做功，D 选项正确。B 选项符合题意。例 2 (1)涉及能量：化学能、内能、机械能。能量转化过程：燃料燃烧将化学能转化为内能，内能又转化为车的机械能。(2)高温高压的水蒸气向后喷射，由于物体间力的作用是相互的，故车受到向前的力。施力物体是空气。[解析] 题中的蒸汽三轮车利用了热机的工作原理，将燃料燃烧的化学能转化成蒸汽的内能，蒸汽向后喷出，利用空气的反作用力，推动三轮车前进，从而又将内能转化成机械能。【课堂反馈】1．瓦特 机械2．化学 内 茶壶 水 水蒸气 水蒸气 机械3．内能 机械能4．A5．C【课时作业】1．C [解析] 气体膨胀对外做功的过程是气体内能转化为机械能的过程，气体内能减10小，温度降低。2．A [解析] 水轮机是利用水的动能来获得动力的，不符合热机的特点；柴油机、汽油机和蒸汽机都是把内能转化成机械能的装置，符合热机的特点。3．A 4.C 5.B6．A [解析] 热机是通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置；图中该机器将一部分内能转化成了机械能，还有一部分内能散失掉了，则该机器是热机。7．C8．(1)化学 内 热传递(2)内 机械 降低 减少 做功9．内 内 机械[解析] 热机将燃料的化学能通过燃烧转化为内能；用做功方式，把内能转化成机械能。10．化学 内 内 机械[解析] 火箭发动机也属于热机，符合热机的工作原理。12.内燃机知识点 1 内燃机1．如图 2－2－1 所示，在透明塑料盒的底部钻一个孔，将电子式火花发生器的放电针管紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒中滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后按下电火花发生器的按钮，这时我们可以看到盒盖________，同时听到“砰”的一声响。在此过程中，酒精燃烧后产生的燃气对________做功，燃气的________能减少，转化为________的________能。图 2－2－12．内燃机的特点是：燃料在________内燃烧，生成____________的燃气，燃气推动活塞________，将________能转化为________能。3．下列热机中属于活塞式内燃机的是( )A．蒸汽机 B．柴油机C．喷气发动机 D．火箭发动机2知识点 2 汽油机和柴油机的工作过程4．汽油机是热机的一种，汽油在汽缸内燃烧时将________能转化为______能，如图2－2－2 所示是四冲程汽油机的工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在________冲程。图 2－2－25．热机的一个工作循环有四个冲程，请你判断图 2－2－3 中表示的是其中的________冲程。图 2－2－36．四冲程汽油机只有做功冲程燃气对外做功，其余三个冲程的运转要依靠( )A．活塞的惯性 B．飞轮的惯性C．曲轴的惯性 D．连杆的惯性7．下列说法中不正确的是( )A．汽油机和柴油机使用的燃料不同B．汽油机采用点燃式点火，柴油机采用压燃式点火C．汽油机汽缸顶部有个火花塞，柴油机汽缸顶部有个喷油嘴D．汽油机与柴油机除使用的燃料不同外，在构造上完全相同38．热机是把内能转化为__________能的装置。图 2－2－4 是某内燃机的构造示意图，该内燃机为__________(选填“汽油机”或“柴油机”)，此时为________冲程。图 2－2－4知识点 3 汽油机与柴油机的转速与做功9．四冲程内燃机在一个工作循环中( )A．活塞往复运动 2 次，曲轴转动 2 周，完成 4 个冲程，对外做 1 次功B．活塞往复运动 2 次，曲轴转动 4 周，完成 4 个冲程，对外做 1 次功C．活塞往复运动 4 次，曲轴转动 2 周，完成 4 个冲程，对外做 2 次功D．活塞往复运动 2 次，曲轴转动 4 周，完成 4 个冲程，对外做 2 次功10．汽油机每秒完成 40 个冲程，做功________次，飞轮的转速为________r/min。11．如图 2－2－5 所示是汽油机一个工作循环的四个冲程，排列顺序正确的是( )图 2－2－5A．甲乙丙丁 B．乙丙甲丁4C．丁丙乙甲 D．丁甲丙乙12．如图 2－2－6 所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉，用力把活塞迅速下压，棉花就会立即燃烧。根据该实验现象，下列结论正确的是( )图 2－2－6A．棉花燃烧过程中化学能转化为内能B．活塞下压过程中，气体的内能减少C．气体容易被压缩，是因为气体分子间距离较小D．活塞下压过程的能量转化与热机做功冲程能量转化相同13．公路上有一辆小汽车和一台拖拉机，经检查都发生了故障并且都是因为电池坏了无法发动，而且没有备用电池。有人建议：只要把它们推动以后( )A．小汽车和拖拉机都能发动B．只有小汽车可以发动C．只有拖拉机可以发动D．小汽车和拖拉机都不能发动14．关于热机，下列说法中正确的是( )A．汽油机吸气冲程吸进的是汽油B．汽油机的做功冲程将机械能转化为内能C．汽油机的曲轴转动两圈做功一次完成四个冲程5D．汽油机工作时对环境没有污染15．如图 2－2－7 所示是宇航员操纵着月球车在月球上行驶的情形，月球车的动力是由蓄电池提供的，月球车不用内燃机驱动的原因是__________________。图 2－2－716．如图 2－2－8 所示是柴油机工作时的________冲程，该冲程中活塞上方汽缸容积增大，外界空气在________的作用下进入汽缸。图 2－2－817．如图 2－2－9 甲所示是生活中常用的热水瓶，当注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，有时软木塞会跳起来，这一过程瓶内气体通过________改变了内能。图乙是四冲程汽油机的工作示意图，其中________图(选填符号)所示的冲程也发生同样的能量转化。图 2－2－918．四冲程内燃机的一个工作循环一般分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程，在这四个冲程中，把机械能转化为内能的是________冲程。某单缸四冲程内燃机飞轮转速为1800 r/min，该内燃机每秒钟对外做功________次。619．2017·杭州 如图 2－2－10 所示，汽油机处于工作过程中的某个冲程，对此冲程，下列叙述正确的是( )图 2－2－10A．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20．2017·潍坊 如图 2－2－11 所示是四冲程汽油机的剖面图，它是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。其中内能转化为机械能的是( )图 2－2－11A．吸气冲程 B．压缩冲程C．做功冲程 D．排气冲程21．[2016·河北] 如图 2－2－12 所示，瓶子里装有少量的水，用力打气，瓶塞向上跳起，瓶内有白雾产生。白雾是____________形成的。瓶塞向上跳起过程中，瓶内气体________________，温度降低，内能减少；其能量转化情况与四冲程汽油机的________冲程相同。7图 2－2－128详解详析1．飞出 盒盖 内 盒盖 机械2．汽缸 高温、高压 做功 内 机械3．B4．化学 内 做功5．排气6．B 7.D8．机械 柴油机 压缩9．A10．10 120011．C 12．A13．C [解析] 小汽车内部是汽油机，其压缩冲程末需要火花塞产生电火花点燃汽油和空气的混合物，完成做功冲程，所以需要电瓶提供电能，电瓶损坏就无法发动；拖拉机内部是柴油机，其结构是有喷油嘴，采用压燃式点火，没有蓄电池也可以工作。所以蓄电池坏了拖拉机也可以继续发动，而小汽车不能。14．C [解析] 汽油机吸气冲程吸进的是汽油和空气的燃料混合物，故 A 错误；汽油机的做功冲程将内能转化为机械能，故 B 错误；汽油机的曲轴转动两圈，做功一次，完成四个冲程，故 C 正确；汽油机排放出的废气会污染环境，还会形成酸雨，故 D 错误。15．月球上没有氧气，而内燃机工作时需要空气 [解析] 内燃机包括汽油机和柴油机，它们在工作时都需要空气，而月球上没有空气，故不能用内燃机驱动，需要利用蓄电池或太阳能电池为月球车提供动力。916．吸气 大气压 [解析] 根据图示可知，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，因此该冲程为吸气冲程；该冲程中活塞上方汽缸容积增大，气压降低，外界空气在大气压的作用下进入汽缸。17．做功 C18．压缩 1519．A [解析] 题图中进气门和排气门都是关闭的，活塞上行，可以判断是压缩冲程，在压缩冲程中机械能转化为内能。20．C [解析] 在压缩冲程末，火花塞产生电火花，将混合气体点燃，混合气体剧烈燃烧，产生高温、高压的燃气，推动活塞向下运动，对外做功，在这个过程中，燃气推动活塞做功，燃气的内能减少，温度降低，燃气的内能转化为活塞的机械能。所以，内能转化为机械能的冲程是做功冲程。21．水蒸气液化 膨胀对外做功 做功[解析] 瓶塞向上跳起是因为瓶内气体对瓶塞做功，气体的内能转化为瓶塞的机械能，瓶内气体的内能减少、温度降低，瓶内的水蒸气液化为小水滴，就是看到的白雾。能量转化情况与四冲程汽油机的做功冲程相同。12. 内燃机图 2－2－1内燃机1．定义：热机工作时，燃料在汽缸内燃烧，产生的燃气直接推动活塞做功，这种机器叫做活塞式内燃机。2．应用：常见的活塞式内燃机有汽油机和柴油机。3．汽油机的工作过程：每一个工作循环分为四个冲程，即________冲程、________冲程、________冲程和________冲程。每一个工作循环中活塞往复运动______次，曲轴转动______周，对外做功______次。________冲程中内能转化为机械能，________冲程中机械能转化为内能。2[拓展]汽油机和柴油机的区别种类 汽油机 柴油机构造 汽缸顶部有火花塞 汽缸顶部有喷油嘴吸气冲程 吸入汽油与空气的混合气体 只吸入空气点燃方式 点燃式 压燃式类型一 内燃机四个冲程的判断例 1 2016·镇江改编 如图 2－2－2 所示，工作中的四冲程汽油机正处于________冲程，该冲程将________转化为机械能。图 2－2－2[方法指导]四个冲程的判定方法根据气门开闭及活塞运动方向判断四个冲程，具体列表如下：冲程 进气门 排气门 活塞运动方向 能量转化吸气 开 闭 向下压缩 闭 闭 向上 机械能→内能做功 闭 闭 向下 内能→机械能排气 闭 开 向上类型二 内燃机转速与做功次数、活塞运行次数、工作循环次数的关系3例 2 一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是 2400 r/min，该汽油机每秒钟内完成________个冲程，对外做功________次，活塞往复运动________次，完成________个工作循环。[方法指导]找“关系” ，用“比例” ，解“次数”内燃机完成 1 个工作循环，要经过 4 个冲程，燃气对外做功 1 次，活塞往复运动 2 次，飞轮转动 2 圈，即：此规律可以简记为：吸压做排四冲程，一个循环一次功，飞轮转动正两圈，活塞往复两次行。4课堂反馈(五)[内燃机]1.常见的活塞式内燃机有________和________。汽油机工作时，活塞在汽缸里往复运动，活塞从汽缸的一端运动到另一端叫做一个________。2．如图 C2－2－1 所示为汽油机工作时各冲程的示意图，请按要求填空。图 C2－2－1(1)A 的进气门______，排气门______，活塞向______运动，为______冲程。(2)B 的进气门______，排气门______，活塞向______运动，为______冲程。(3)C 的进气门______，排气门______，活塞向______运动，为______冲程。(4)D 的进气门______，排气门______，活塞向______运动，为______冲程。(5)正常工作顺序为________，其中 A 冲程实现________能向________能的转化， D 冲程实现________能向________能的转化。3．内燃机工作时，可以对外提供动力的是________冲程，其他三个冲程冲程是靠飞轮的________完成的。4．一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是 2400 r/min，该汽油机每分钟完成________________________________________________________________________个冲程，对外做功________次，活塞往复运动________次，完成________个工作循环。5．汽油机和柴油机在构造上相比，汽油机顶部有一个______________，柴油机顶部有5一个喷油嘴；汽油机和柴油机在工作时相比，汽油机吸入的是______________，柴油机吸入的是____________，它们的点火方式__________(选填“相同”或“不同”)。6课时作业(五)[第二章 2.内燃机]一、选择题1．如图 5－K－1 所示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( )图 5－K－1A．吸气冲程，内能转化为机械能B．压缩冲程，机械能转化为内能C．做功冲程，内能转化为机械能D．排气冲程，机械能转化为内能2．2017·江西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，下列说法中正确的是( )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3．如图 5－K－2 所示是四冲程汽油机工作状态示意图，下列说法不正确的是( )图 5－K－27A．该冲程是内能转化为机械能的过程B．该图表示汽油机的压缩冲程，该冲程是将汽油和空气的混合物进行压缩C．该冲程中汽缸内气体温度升高，分子运动剧烈程度加剧D．该冲程中主要是通过做功的方式改变汽缸内物质的内能4. 如图 5－K－3 所示为生活中常用的热水瓶，注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞常会跳起来。内燃机的哪个冲程与这一现象的能量转化相同( )图 5－K－3A. 吸气冲程 B. 压缩冲程C. 做功冲程 D. 排气冲程5．如图 5－K－4 所示，甲、乙是两个演示实验的示意图，丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。下列说法正确的是( )图 5－K－4A．图丙所示的是做功冲程，其工作原理与图甲所示实验相同B．图丙所示的是压缩冲程，其工作原理与图乙所示实验相同C．图丁所示的是压缩冲程，其工作原理与图甲所示的实验相同D．图丁所示的是做功冲程，其工作原理与图乙所示实验相同6．下面的流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及的主要能量转化情况的。对图中①②③④的补充正确的是( )8图 5－K－5A．①做功冲程 ②内能转化为机械能③压缩冲程 ④机械能转化为内能B．①压缩冲程 ②内能转化为机械能③做功冲程 ④机械能转化为内能C．①做功冲程 ②机械能转化为内能③压缩冲程 ④内能转化为机械能D．①压缩冲程 ②机械能转化为内能③做功冲程 ④内能转化为机械能7．单缸四冲程汽油机，完成一个工作循环，曲轴转过( )A．720° B．180°C．150° D．90°8．一台汽油机的转速是 1200 r/min，则它在 1 s 内对外做功次数为( )链 接 例 2方 法 指 导A．10 B．20C．30 D．409. 关于汽油机和柴油机的主要不同点，下列说法正确的是( )A. 在构造上汽油机汽缸顶部有火花塞，而柴油机的汽缸顶部有喷油嘴B. 在吸气冲程中汽油机吸入汽缸的是汽油，柴油机吸入汽缸的是柴油C. 在压缩冲程末汽油机用压燃式点火，而柴油机采用的是点燃式点火D. 在做功冲程中汽油机里的燃气温度和压强比柴油机里的高10．当手扶拖拉机上的柴油机出现故障而使转速急剧增加时，正常操作已经不能使它停转(这种故障叫做飞车)，下列应急措施中，可行的是( )A．用手捂住进气口B．立即找一个隔热的东西，捂住排气口C．脚踏刹车板，同时手拉制动器9D．设法让拖拉机撞上一个坚固的障碍物二、填空题11．汽油机的四个冲程分别为________冲程、________冲程、________冲程、_______冲程。如图 5－K－6 所示是_______冲程。在压缩冲程中，活塞压缩气体做功，气体的内能会________。图 5－K－612．四冲程柴油机在做功冲程中柴油燃烧对活塞做功，此过程中________能转化成________能。若某柴油机在工作中消耗了 2 kg 的柴油，柴油完全燃烧能释放____________J 的热量。(柴油的热值为 4.3×107 J/kg)13．如图 5－K－7 甲所示是某一实验过程，其能量转化与图________(选填“乙”或“丙”)中汽油机工作过程中的能量转化是一致的，而图示中汽油机的另一个工作过程叫________冲程。除做功冲程外，其他三个冲程均依靠飞轮的________来完成。图 5－K－714．一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是 1800 r/min，该汽油机每分钟内完成______个工作循环，对外做功______次。15．如图 5－K－8 所示，在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒内滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后揿动电火花发生器的按钮……图 5－K－8(1)实验中，将观察到的现象是____________________。10(2)在此过程中，酒精燃烧后的燃气的________能转化为盒盖的机械能。(3)在这一实验过程中，应当注意观察的现象是( )A．揿动电火花发生器的按钮B．盒内的酒精C．盒盖飞出的现象D．盒盖飞出的瞬间盒内出现的现象三、计算题16．某单缸四冲程汽油机的飞轮转速为 3000 r/min，则：(1)这台汽油机在 1 s 内对外做功多少次？(2)做功冲程时活塞一次做功 1500 J，那么，这台汽油机的功率为多少？17．如图 5－K－9 甲所示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。图 5－K－9(1)发动机在做功冲程中，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，其主要技术指标如下表所示。其中排量等于四个汽缸工作容积11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和活塞上下运动的距离(即冲程长)；转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。排 量 2.0 L输出功率 120 kW转 速 6000 r/min①该发动机在 1 s 内做功____________J，单缸排量 V＝________L。②在每个做功冲程中，发动机做功 W＝________J。(3)在做功冲程中，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。(1 L＝10 －3 m3)12详解详析【新知梳理】3．吸气 压缩 做功 排气 两 两 一 做功压缩【应用示例】例 1 做功 内能[解析] 火花塞点火，说明是做功冲程。做功冲程将内能转化为机械能。例 2 80 20 40 20[解析] 已知飞轮转速为 2400 r/min＝40 r/s，即每秒飞轮转动 40 圈，则该汽油机每秒钟内完成的冲程数为 2×40 个＝80 个，对外做功的次数为 次＝20 次，活塞往复运动的402次数为 40 次，工作循环的个数为 20 个。【课堂反馈】1．汽油机 柴油机 冲程2．(1)关闭 关闭 上 压缩(2)关闭 打开 上 排气(3)打开 关闭 下 吸气(4)关闭 关闭 下 做功(5)C、A、D、B 机械 内 内 机械3．做功 惯性4．4800 1200 2400 12005．火花塞 空气和汽油的混合物 空气 不同【课时作业】1．C [解析] 进气门和排气门都是关闭的，火花塞点火，活塞向上运动，因此是做功冲程，做功冲程中内能转化为机械能，故 C 正确。2．C [解析] 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，燃气的13内能转化为活塞的机械能，燃气的内能减小，温度降低。3．A [解析] 图中，汽油机两气门都关闭，活塞向上运动，汽缸容积变小，是压缩冲程，此冲程中机械能转化为内能，故 A 错误；汽油机在吸气冲程中吸进汽油和空气的混合物，所以在压缩冲程中是将汽油和空气的混合物进行压缩，故 B 正确；压缩冲程中压缩气体做功，气体温度升高，内能增加，分子热运动变剧烈，故 C 正确；压缩冲程压缩气体做功，所以是通过做功的方式改变物体的内能，故 D 正确。4．C [解析] 软木塞跳起来，机械能增大，这是热水瓶内气体膨胀做功造成的，水蒸气的内能转化成软木塞的机械能。内燃机在做功冲程中，汽缸内高温高压气体膨胀推动活塞做功，内能转化为机械能。两者能量转化情况相同。 5．D6．D [解析] 汽油机的一个工作循环中的四个冲程分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，压缩冲程中将机械能转化成内能，做功冲程中将内能转化成机械能。7．A8．A [解析] 汽油机完成 1 个工作循环，飞轮转 2 转，对外做功 1 次；飞轮的转速是1200 r/min＝20 r/s，即每秒飞轮转 20 转，则对外做功 10 次，完成 10 个工作循环。9．A [解析] 汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合气体，在压缩冲程中，机械能转化为内能，混合气体内能增大，温度升高，汽油机汽缸顶端有个火花塞，此时火花塞产生电火花，点燃汽油，产生高温高压的燃气推动活塞做功。柴油机在吸气冲程中吸入空气，在压缩冲程中，机械能转化为内能，空气的内能增大，温度升高。柴油机汽缸顶端有个喷油嘴，此时喷油嘴喷出雾状的柴油，雾状柴油弥散在高温高压的空气中，便立即燃烧，点燃方式是压燃式，燃烧产生高温高压的燃气推动活塞做功。柴油机的压缩比例更大，温度更高，做功更多，效率更高。 10．A [解析] 柴油机靠从进气口吸入的空气和从喷油嘴喷入的雾状柴油在汽缸内燃烧产生的内能来工作。当用手捂住进气口时，空气不能进入汽缸，柴油因缺氧无法燃烧，柴油机将会立即停止工作。如果用隔热的东西捂排气口，一是因废气压强仍很大，不容易捂住，二是对柴油机有一定的损害，故 B 错误。脚踏刹车板，手拉制动器属正常操作，据题意已经不能使柴油机停转，故 C 错误。让拖拉机撞上坚固的障碍物，会损坏拖拉机，同时对人体也可能会造成伤害，故 D 不可行。11．吸气 压缩 做功 排气 吸气 增大12．内 机械 8.6×10 7[解析] 四冲程柴油机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，即燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，其他三个冲程都是靠飞轮的惯性来工作的。燃料完全燃烧放出的热14量可以根据公式 Q＝ mq 来计算。2 kg 柴油完全燃烧放出的热量为 Q＝ mq＝2 kg×4.3×107 J/kg＝8.6×10 7 J。13．丙 压缩 惯性[解析] (1)图甲：气球内的气体向外喷出，对外做功，气体的内能转化为气球的机械能，与内燃机的做功冲程能量转化相同。(2)图乙：气门都关闭，活塞向上运行，汽缸容积减小，是压缩冲程，此时机械能转化为内能。图丙：气门都关闭，活塞向下运行，汽缸容积增大，且顶端的火花塞发出电火花，是做功冲程，在这一过程中，燃气的内能转化为活塞的机械能。(3)除做功冲程外，其他三个冲程均依靠飞轮的惯性来完成。14．900 900[解析] 飞轮转速是 1800 r/min，则飞轮每分钟转 1800 r；汽油机完成 1 个工作循环，要经过四个冲程，飞轮转 2 转，对外做功 1 次，所以汽油机每分钟完成 900 个工作循环，对外做功 900 次。15．(1)塑料盒盖飞出去 (2)内 (3)D[解析] (1)电子式火花发生器点火后，观察到的现象是酒精燃烧产生的燃气体积膨胀将塑料盒盖挤飞出去；(2)酒精燃烧后产生的高温高压的燃气，体积膨胀，对外做功，使盒盖飞出去，内能转化为盒盖的机械能；(3)在这一实验过程中，气体膨胀对外做功，内能减小，温度降低，因此应当注意观察的是盒盖飞出的瞬间盒内出现的现象，故选 D。16．(1)汽油机完成 1 个工作循环，经过 4 个冲程，燃气对外做功 1 次；飞轮转速是3000 r/min＝50 r/s，则每秒飞轮转动 50 圈，有 25 个工作循环，做功 25 次。(2)汽油机的功率： P＝ ＝ ＝3.75×10 4 W。Wt 25×1500 J1 s17(1)内 机械 (2)①1.2×10 5 0.5 ②600 (3)1.2×10 6[解析] (1)在做功冲程中，高温高压的燃气膨胀做功，将内能转化为机械能。(2)①根据 P＝ ，发动机在 1 s 内做功： W＝ Pt＝120×10 3 W×1 s＝1.2×10 5 J。Wt四缸总排量为 2.0 L，单缸排量： V＝ ×2.0 L＝0.5 L。1415②发动机在 1 s 内做功 1.2×105 J，发动机有四个缸同时工作，每个缸 1 s 内做功：W＝ ×1.2×105 J＝3×10 4 J，又因为转速为 6000 r/min，四冲程内燃机每个工作循环曲14轴转两周、做功一次，所以 1 s 内做功 50 次，即每个做功冲程做功： W′＝ ×3×104 150J＝600 J。(3)根据 W′＝ pV， V＝0.5 L＝5×10 －4 m3，燃气对活塞的压强：p＝ ＝ ＝1.2×10 6 Pa。W′V 600 J5×10－ 4 m3