資源簡介

北師大版九年級物理同步練習：10.4熱機
一、知識梳理
1．熱機
【知識點的認識】
煤炭、汽油和柴油等燃料燃燒時，將儲存的化學能轉化為蒸汽或燃氣的內能，各種將蒸汽或燃氣的內能轉化為機械能的發動機稱為熱機．熱機的種類分為：①蒸汽機；②內燃機；③汽輪機；④噴氣發動機．
其中內燃機是熱機的一種，是燃料在汽缸內燃燒的熱機．內燃機分為汽油機和柴油機．
一、汽油機：
（1）構造：進氣門、排氣門、氣缸、火花塞、曲軸、連桿等．
（2）工作原理：在氣缸內燃燒汽油，生成高溫高壓的燃氣〔化學能→內能〕，使燃氣推動活塞做功〔內能→機械能〕．
（3）沖程：活塞在往復運動中從氣缸一端運動到另一端叫做一個沖程．
（4）工作過程：多數汽油機是由吸氣、壓縮、做功〔燃燒﹣膨脹做功〕和排氣沖程的不斷循環來保證連續工作的．
（5）工作過程中能量的轉化：①壓縮沖程：機械能→內能；②做功沖程：先是化學能→內能，再由內能→機械能．
（6）汽油機工作的四個沖程中，只有做功沖程是燃氣對活塞做功，其它三個沖程要靠飛輪的慣性來完成．在開始運轉時，要靠外力先使飛輪和曲軸轉動起來，由曲軸通過連桿帶動活塞運動，以后，汽油機才能自己工作．
二、柴油機：
（1）構造：與汽油機相似，區別在于柴油機頂部沒有火花塞，而有一個噴油嘴．
（2）工作原理：與汽油機相同．
（3）工作過程：與汽油機相似．
（4）柴油機啟動時也要靠外力使飛輪和曲軸轉動起來．
（5）特點與應用：
特點：柴油比汽油便宜，但柴油機比較笨重．
應用：載重汽車、拖拉機、坦克、火車、輪船以及發電機．
【解題方法點撥】
（1）汽油機的柴油機的區別在于：
構造不同，汽油機為火花塞，柴油機為噴油嘴；
吸入物質不同，汽油機吸入汽油和空氣的混合物，柴油機吸入的是空氣；
汽油機為點燃式，柴油機為壓燃式；
效率高低不同，汽油機效率低，比較輕巧，柴油機效率高，比較笨重．
（2）內燃機各沖程之間的聯系：內燃機的吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程合在一起叫內燃機的一個工作循環，從以上可以看出，內燃機的四個沖程中只有做功沖程燃氣對外做功，其它三個沖程不做功，靠飛輪的慣性來完成，而且還要消耗做功沖程提供的機械能，但這三個沖程也必不可少，它們輔助做功沖程完成做功，即內燃機的一個工作循環，活塞往復兩次，曲軸轉動2周，在各沖程的相互協助下，對外做功一次．【知識點的認識】
1、蒸汽機：相對內燃機講屬于“外燃機”．由鍋爐與汽缸、活塞+連桿機構、配汽機構等構成，燃料加熱鍋爐（燃料在汽缸外燃燒，叫“外燃機”），將水燒開，產生蒸汽，蒸汽通過配汽機構進入汽缸，推動活塞做往復運動，活塞再通過連桿機構把往復運動轉換為圓周運動輸出做功．老式的機車冒著黑煙、噴著蒸汽，電影里經常看到．
2、內燃機：燃料在氣缸內燃燒．主要由氣缸、活塞、連桿機構、配氣機構構成．燃料在氣缸內燃燒，體積膨脹，推動活塞做往復運動，活塞再通過連桿機構把往復運動轉換為圓周運動輸出做功．配氣機構主要是吸進空氣、排出廢氣．現在用的最多的柴油機、汽油機等都是內燃機．
3、氣輪機：嚴格上分為“氣輪機”和“汽輪機”．主要由燃燒室（或鍋爐）、噴嘴、氣輪（或汽輪）組成．高溫高壓的燃氣或蒸汽通過噴嘴作用在氣輪（或汽輪）的葉片上，使葉片旋轉輸出能量做功．現在火力發電廠大都是汽輪機，一些大型油輪上也用汽輪機做主推進裝置．一般以天然氣為燃料的發電廠使用的是燃氣輪機．
4、噴氣式發動機：利用發動機本身高速噴射的燃氣流所產生的反作用力做功的，燃料燃燒產生的高溫燃氣通過噴管時，在其中絕熱膨脹而高速噴出，常見的超音速飛機和火箭發動機都是噴氣式發動機．
2．四沖程內燃機的工作過程
【知識點的認識】
內燃機是熱機的一種，是燃料在汽缸內燃燒的熱機．內燃機分為汽油機和柴油機．
（1）汽油機的工作原理：燃料在汽缸中燃燒時，將存儲的化學能轉變為高溫高壓的燃氣（蒸汽）的內能，又通過燃氣（蒸汽）推動活塞做功，由內能轉變為機械能．
（2）汽油機的工作流程：內燃機通過吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程不斷循環來保證連續工作的，如圖．
①吸氣沖程：進氣門打開，排氣門關閉．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．
②壓縮沖程：進氣門和排氣門都關閉，活塞向上運動，壓縮汽缸內燃料混合物，溫度升高．
③做功沖程：在壓縮沖程末尾，火花塞產生電火花，使燃料猛烈燃燒，產生高溫高壓的燃氣，高溫高壓氣體推動活塞向下運動，帶動曲軸轉動，對外做功．
④排氣沖程：進氣門關閉，排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸．
（3）工作過程中能量的轉化：①壓縮沖程：機械能→內能；②做功沖程：先是化學能→內能，再由內能→機械能．
（4）柴油機是以柴油為燃料的內燃機，在工作時與汽油機工作原理相同．
區別：①在吸氣沖程里吸進氣缸的只有空氣，而汽油機吸進的是汽油和空氣的混合物； ②在壓縮沖程里，活塞把空氣的體積壓縮得很小，空氣的壓強更大，溫度更高； ③點火方式：柴油機﹣壓燃式；汽油機﹣點燃式．
【解題方法點撥】
根據各沖程的特點確定是哪一個沖程，一般從2個方面突破：①看進氣門和排氣門的開、閉．進氣門開的為吸氣沖程，排氣門開的為排氣沖程，進氣門和排氣門都閉合為壓縮或做功沖程②看活塞的運動方向．活塞向下運動為吸氣或做功沖程，活塞向上運動為壓縮或排氣沖程．
二、考點歸納
考點一．熱機
1．關于柴油機與汽油機的區別，下面敘述錯誤的是（　　）
A．柴油機的汽缸頂部有一個噴油嘴而沒有火花塞
B．柴油機在吸氣沖程中吸入的是空氣
C．柴油機可應用于輪船
D．汽油機在壓縮沖程中對氣體的壓縮程度更高
2．下面關于汽油機與柴油機的說法中，不正確的是（　　）
A．汽油機與柴油機使用的燃料不同
B．柴油機氣缸頂部有個噴油嘴，汽油機氣缸頂部有個火花塞
C．柴油機與汽油機除使用的燃料不同外，在構造上完全相同
D．柴油機采用壓燃式點火，汽油機采用點燃式點火
3．關于熱機中的能量轉化關系，下列說法中正確的是（　　）
A．熱機是將機械能轉化為內能的機器
B．熱機是將內能轉化為機械能的機器
C．熱機是將燃料的化學能轉化為機械能的機器
D．熱機是利用化學能來做功，它是將化學能轉化為內能
考點二．四沖程內燃機的工作過程
4．如圖，汽油機處于工作循環中的某個沖程，對此沖程下列敘述正確的是（　　）
A．壓縮沖程，機械能轉化為內能
B．壓縮沖程，內能轉化為機械能
C．做功沖程，機械能轉化為內能
D．做功沖程，內能轉化為機械能
5．1、汽車已經成為我們日常生活中離不開的交通工具，如圖是我們最常見的汽油機的一個沖程，請問這是哪一個沖程（　　）
A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程
6．四沖程汽油機工作時與圖中能量轉化相同的沖程是（　　）
A．做功沖程 B．壓縮沖程 C．吸氣沖程 D．排氣沖程
7．關于四沖程汽油機的工作過程有以下幾種說法：①汽油機的點火方式是壓燃式；②在壓縮沖程中機械能轉化為內能；③在做功沖程中燃氣的內能增加；④只有做功沖程飛輪不是依靠慣性工作。以上說法中正確的是（　　）
A．只有②④ B．只有②③ C．只有①③ D．只有②③④
8．如圖是單缸四沖程內燃機的四個沖程的示意圖，符合內燃機的工作循環順序的是（　　）
A．丙、丁、乙、甲 B．乙、甲、丁、丙
C．乙、丁、甲、丙 D．甲、乙、丙、丁
9．如圖所示，給試管里的水加熱，水沸騰后，水蒸氣推動橡皮塞沖出試管口，這個過程與選項四沖程汽油機工作示意圖中，哪一個沖程的能量轉化過程是相同的（　　）
A． B．
C． D．
考點三．有關熱機的計算
10．如圖所示是四沖程汽油機工作過程中兩個沖程的示意圖，其中 　 　圖是將機械能轉化為內能，若單缸四沖程汽油機飛輪轉速為3000r/min，則1s對外做功 　 　次，完成了 　 　個沖程。
11．如圖所示是某汽車發動機的一個沖程的示意圖，此沖程是　 　沖程，沖程若該發動機為四沖程的柴油機，若其曲軸的轉速為2400轉/min，則在ls內做功　 　次。
12．某單缸四沖程汽油機的轉速為3600r/min，這臺汽油機在1s 內，一共進行了　 　個沖程，燃氣做了　 　次功。
13．汽油機和柴油機在構造上相比，汽油機頂部有一個　 　，柴油機頂部有一個　 　。一臺四沖程汽油機，飛輪的轉速為1800r/min，則此汽油機每秒鐘內完成　 　個沖程，做了　 　次功。
14．一臺單缸四沖程汽油機，飛輪轉速是3000r/min，該汽油機每秒完成 　 　個沖程，做功 　 　次。
北師大版九年級物理同步練習：10.4熱機
參考答案
1．D。
2．C。
3．B。
4．A。
5．C。
6．A。
7．A。
8．C。
9．C。
10．甲；25；100。
11．壓縮；20。
12．120；30。
13．火花塞；噴油嘴；60；15。
14．100；25。

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