资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
5.5
热机
学习目标：
掌握热机的四个冲程以及工作过程中涉及的内能与机械能的转化。
知识梳理
热机
定义：热机是把内能转化为机械能的机器。
热机的共同特点：燃料的化学能通过燃烧转化为内能，再通过做功，把内能转变为机械能。
热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。
2、内燃机：在汽缸内燃烧汽油或柴油，生成高温高压的燃气，用来推动活塞做功，将内能转化为机械能。内燃机分为汽油机和柴油机两种。
3、内燃机的工作循环分为四个阶段：吸气冲程
、压缩冲程
、
做功冲程
、排气冲程。
汽油机的工作过程：
①吸气冲程：进气门打开，出气门关闭，活塞由气缸顶端向下端移动，吸入汽油和空气的混合物（柴油机吸入空气）。
②压缩冲程：进气门、出气门都关闭，活塞由下端向上端移动，燃料混合物被压缩；气缸内压强增大，温度升高，机械能转化为内能。在压缩冲程末温度达到最大，汽油机火花塞产生电火花，将高温高压的燃气点燃（柴油机喷油嘴此时喷出雾状柴油，它遇到高温高压空气自燃）。
③做功冲程：燃料猛烈燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，将内能转化为机械能。
④排气冲程：进气门关闭，出气门打开，废气被排出气缸。
⑤一个工作循环：活塞：往复两次；曲轴：转动两周；完成：四个冲程；对外做功：一次；辅助冲程是靠飞轮惯性来完成。
能量转化：压缩冲程中，机械能转化为内能，在做功冲程中，内能转化为机械能。
汽油机和柴油机的异同
汽油机
柴油机
不同点
燃料
汽油
柴油
结构
火花塞
喷油嘴
吸气冲程
吸入的是汽油和空气的混合气体
吸入的是空气
压缩冲程
气压、温度相对较低
气压、温度相对较高
点火方式
点燃式
压燃式
相同点
工作循环
四个冲程
能量转化
压缩冲程：机械能转化为内能做功冲程：内能转化为机械能
活塞、曲轴转动
每一个工作循环，活塞往复两次，曲轴转动两周，对外做功一次。
运动
都需要外力
优缺点
汽油机比柴油机轻巧，柴油机比汽油机效率高。但是两者都带来了废气和噪声污染。
例题精讲
1.内燃机
例1.如下图所示为汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成的，其中表示做功冲程的是
（）????????????????????A
B
C
D
例2.内燃机在做功冲程即将结束时，燃气的体积、压强、温度变化分别为（??）?
?增大、减小、降低??????B.?增大、增大、升高????
C.?减小、增大、降低??????D.?减小、减小、升高
例3.我们知道：多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来连续工作的．关于压缩冲程的作用，下列说法正确的是?（
）?
A．将废气排出缸外?????????????B．完成对外做功?
C．吸进汽油和空气的混合物?????D．压缩燃料和空气的混合物
例4.内燃机的工作能量来源于燃料的（??）?
?机械能?
?B.?内能???
C.?化学能??
??D.?化学能和内能?
例5.四冲程内燃机在一个工作循环中（??）?
活塞往复运动2次，曲轴转动2周，完成四个冲程，对外做1次功?
B．活塞往复运动2次，曲轴转动4周，完成四个冲程，对外做1次功?
C．活塞往复运动4次，曲轴转动2周，完成四个冲程，对外做2次功?
D．活塞往复运动2次，曲轴转动4周，完成四个冲程，对外做2次功
2.常见的热机
例6.柴油机和汽油机构造相似，主要不同是汽油机汽缸顶部有一个_________?，而柴油机汽缸顶部有一个_________?；汽油机在吸气冲程吸进汽缸里的是_______________?，而柴油机在吸气冲程吸进汽缸里的是__________。
易错点归类
1.热机工作中能量的转化
例10.如图所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去．这是因为酒精燃烧产生的燃气对外　
　，燃气的　　能转化为盒盖的
　，这与四冲程汽油机的　
　冲程的能量转化相同．
课堂练习
热机是把_______能转化为_______能的机器；在热机里，用来做__________的那部分能量，与燃料__________放出的能量之比，叫做热机效率。?
内燃机的特点是：燃料在__________燃烧，生成_______的燃气，燃气推动活塞_______，将_______能转化为_______能。??
内燃机的工作过程由_______、_______、_______、_______四个冲程组成，内燃机中，将机械能转化为内能的是_______冲程，将内能转化为机械能的是_______冲程。??
喷气式发动机有两种，需要用大气中的氧气来助燃的是__________发动机，这种发动机在__________上使用；自带燃料和氧化剂的是__________发动机，它工作时不需要空气，可以在大气层外工作能够用来发射__________。
如图所示是汽油机的一个工作循环，其中吸气冲程是图
，进气门
排气门
，活塞向
运动，
从进气门吸入汽缸。
其中图
是压缩冲程，进气门
，排气门
，活塞向
运动，燃料混合物被压缩，压强
，温度
。把
能转化
能，是通过
方法增加混合物的内能。
其中图
是做功冲程，在压缩冲程结束时，
产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。
推动活塞向
运动，并通过连杆带动曲轴转动，对外做功。把
能转化
能。
其中图
是排气冲程，进气门
，排气门
，活塞向
运动，把废气排出汽缸。下一个冲程是
。
5.汽油机在某个冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，此冲程是（
）
A.吸气冲程??????
?B.压缩冲程??
C.做功冲程???????D.排气冲程
对于四冲程汽油机，燃料进入气缸的冲程是?（
）
吸气冲程?
B.压缩冲程?
C.做功冲程?
D.排气冲程?
7.汽油机飞轮的转速是3000r/min，则可知每分钟内一个汽缸里燃气推动活塞做功的次数是?（
）
A.1500次?
B.3000次?
C.6000次?
D.750次
8.单缸四冲程内燃机工作时，依靠飞轮的惯性来完成的冲程是（??）?
?只有吸气和压缩冲程????
B.?只有压缩和做功冲程?
C.?只有压缩和排气冲程????
D.?有排气、吸气、压缩冲程?
9.下列过程中，将内能转化为机械能的是（?
?）?
A.?流星在大气中穿行??
B.?用热水泡脚
C.?汽油机压缩冲程????
D.水沸腾将壶盖顶起
10.如图是单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图，下列四组关于这种内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序排列，正确的是
（
）
A．丙、丁、乙、甲
B．乙、丁、甲、丙
C．乙、甲、丁、丙
D．甲、乙、丙、丁
11.关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法
（
）
①在做功冲程中，是机械能转化为内能
②在做功冲程中，是内能转化为机械能
③只有做功冲程是燃气对外做功
④汽油机和柴油机的点火方式相同
以上说法中正确的是
A．只有②③
B．只有①③
C．只有②④
D．只有②③④
12.（拓展题）神舟七号飞船于2008年9月25日，在酒泉卫星发射中心由“长征二号F”大推力运载火箭发射升空．火箭用联氨（N2H4）作为燃料，用N2O4作氧化剂，燃烧后生成的高温氮气和水蒸气以很高的速度从火箭尾部喷出，使运载火箭升空．9月28日“神七”返回舱在内蒙古主着陆场成功着陆。根据你对这一过程的了解，列举出与此事件相关的两个不同的物理知识。
课后练习
1.四冲程柴油机的工作过程中，内能转化为机械能的是（
??）?
A.吸气冲程??
??B.压缩冲程????
?C.做功冲程??
???D.排气冲程
2.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°?
3.在四冲程内燃机的一个工作循环中，存在着能量的转化，则有能量的转化的冲程是（
??）?
吸气冲程和压缩冲程???
B.压缩冲程和做功冲程?
C.做功冲程和排气冲程???
D.吸气冲程和排气冲程?
4.柴油机和汽油机的四个冲程中，相同之处为（
??）?
?吸气冲程中吸入的都是燃料??????
B.?压缩冲程中都要喷出雾状燃料?
C.?都用火花塞产生的电火花点火????
?D.?排气冲程都是把废气排出
5.一台单缸汽油机，飞轮转速为1800r/min，那么1s内汽油做功的次数为（
??）?
A.1800次?
?
B.30次???
?C.15次??
???D.2次?
6.柴油机在吸气冲程中吸人气缸内的是(
)
A.空气
B.柴油
C.雾状的柴油
D.空气和雾状柴油混合物
7.内燃机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此时气体的温度和内能变化的情况是(
)
A.温度降低，内能减小
B.温度不变，内能不变
C.温度升高，内能增大
D.温度降低，内能增大
8.内燃机的四个冲程中，将机械能转化为内能的是（??）?
A.?吸气冲程???
?B.?压缩冲程???
??C.?做功冲程?????D.?排气冲程?
9.蜡烛在燃烧过程中（??）?
它的密度将变小??B.?它的比热容将变小???C.它的热值将变小?
D.?它的质量将变小
10.四冲程内燃机工作时，做功冲程的前一个和后一个冲程分别是（??????）?
吸气冲程、排气冲程?B.吸气冲程、压缩冲程?C.压缩冲程、排气冲程?D.排气冲程、压缩冲程
11.一台单缸四冲程柴油机转速为1200转/min，则柴油机1s内（?
?）?
A.完成40个冲程，做功10次
B．完成40个冲程，做功40次
C.完成20个冲程，做功20次
D．完成20个冲程，做功10次
12.汽油机和柴油机相比较，下列叙述中错误的是（??）?
柴油机吸入汽缸的是空气，汽油机吸入汽缸中的工作物质是汽油和空气的混合物?
B.在压缩冲程中他们的压缩程度是一样的?
C.柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高?
D.在压缩冲程中，柴油机汽缸的温度比汽油机的高
13.汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成的，图中表示压缩冲程的是
(
)
14.如图所示是四冲程汽油机工作示意图，其中压缩冲程是把????能转化为?????能。如图甲、乙所示，是我们课堂演示的两个实验，与压缩冲程原理相同的是???????实验。
15.如图甲所示，小明在吹气球时，被吹大了的气球没能用手握住，呼啸着飞了出去，若他及时捡拾起气球，将会感觉到它喷气的嘴部温度和原来相比　
　（选填“变高”、“变低”或“没有变化”），这是因为当球内气体喷出来时，发生的能量转化情况是　
　能转化为　
　能。如图“乙”或“丙”的　
　中汽油机的工作过程与这一情景过程中能量的转化是一致的。
?????　???????????????　
???
?????????????????????????????????????????????????????
第11题图
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精品试卷·第
2
页
（共
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5.5
热机
学习目标：
掌握热机的四个冲程以及工作过程中涉及的内能与机械能的转化。
知识梳理
热机
定义：热机是把内能转化为机械能的机器。
热机的共同特点：燃料的化学能通过燃烧转化为内能，再通过做功，把内能转变为机械能。
热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。
2、内燃机：在汽缸内燃烧汽油或柴油，生成高温高压的燃气，用来推动活塞做功，将内能转化为机械能。内燃机分为汽油机和柴油机两种。
3、内燃机的工作循环分为四个阶段：吸气冲程
、压缩冲程
、
做功冲程
、排气冲程。
汽油机的工作过程：
①吸气冲程：进气门打开，出气门关闭，活塞由气缸顶端向下端移动，吸入汽油和空气的混合物（柴油机吸入空气）。
②压缩冲程：进气门、出气门都关闭，活塞由下端向上端移动，燃料混合物被压缩；气缸内压强增大，温度升高，机械能转化为内能。在压缩冲程末温度达到最大，汽油机火花塞产生电火花，将高温高压的燃气点燃（柴油机喷油嘴此时喷出雾状柴油，它遇到高温高压空气自燃）。
③做功冲程：燃料猛烈燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，将内能转化为机械能。
④排气冲程：进气门关闭，出气门打开，废气被排出气缸。
⑤一个工作循环：活塞：往复两次；曲轴：转动两周；完成：四个冲程；对外做功：一次；辅助冲程是靠飞轮惯性来完成。
能量转化：压缩冲程中，机械能转化为内能，在做功冲程中，内能转化为机械能。
汽油机和柴油机的异同
汽油机
柴油机
不同点
燃料
汽油
柴油
结构
火花塞
喷油嘴
吸气冲程
吸入的是汽油和空气的混合气体
吸入的是空气
压缩冲程
气压、温度相对较低
气压、温度相对较高
点火方式
点燃式
压燃式
相同点
工作循环
四个冲程
能量转化
压缩冲程：机械能转化为内能做功冲程：内能转化为机械能
活塞、曲轴转动
每一个工作循环，活塞往复两次，曲轴转动两周，对外做功一次。
运动
都需要外力
优缺点
汽油机比柴油机轻巧，柴油机比汽油机效率高。但是两者都带来了废气和噪声污染。
例题精讲
1.内燃机
例1.如下图所示为汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成的，其中表示做功冲程的是
（）????????????????????A
B
C
D
【答案】B
例2.内燃机在做功冲程即将结束时，燃气的体积、压强、温度变化分别为（??）?
?增大、减小、降低??????B.?增大、增大、升高????
C.?减小、增大、降低??????D.?减小、减小、升高
【答案】A
例3.我们知道：多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来连续工作的．关于压缩冲程的作用，下列说法正确的是?（
）?
A．将废气排出缸外?????????????B．完成对外做功?
C．吸进汽油和空气的混合物?????D．压缩燃料和空气的混合物
【答案】D
例4.内燃机的工作能量来源于燃料的（??）?
?机械能?
?B.?内能???
C.?化学能??
??D.?化学能和内能?
【答案】C
例5.四冲程内燃机在一个工作循环中（??）?
活塞往复运动2次，曲轴转动2周，完成四个冲程，对外做1次功?
B．活塞往复运动2次，曲轴转动4周，完成四个冲程，对外做1次功?
C．活塞往复运动4次，曲轴转动2周，完成四个冲程，对外做2次功?
D．活塞往复运动2次，曲轴转动4周，完成四个冲程，对外做2次功
【答案】A
2.常见的热机
例6.柴油机和汽油机构造相似，主要不同是汽油机汽缸顶部有一个_________?，而柴油机汽缸顶部有一个_________?；汽油机在吸气冲程吸进汽缸里的是_______________?，而柴油机在吸气冲程吸进汽缸里的是__________。
【答案】喷油嘴；火花塞；汽油和空气的混合物；空气
易错点归类
1.热机工作中能量的转化
例10.如图所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去．这是因为酒精燃烧产生的燃气对外　
　，燃气的　　能转化为盒盖的
　，这与四冲程汽油机的　
　冲程的能量转化相同．
【答案】做功；内；机械；做功
【解析】当按动电火花发生器的按钮时，酒精燃烧后的燃气对盒盖做功，将燃气的内能转化为盒盖的机械能，燃气的内能减小；四冲程热机中的做功冲程就是利用内能来做功的冲程，将内能转化为机械能。
课堂练习
热机是把_______能转化为_______能的机器；在热机里，用来做__________的那部分能量，与燃料__________放出的能量之比，叫做热机效率。?
内燃机的特点是：燃料在__________燃烧，生成_______的燃气，燃气推动活塞_______，将_______能转化为_______能。??
内燃机的工作过程由_______、_______、_______、_______四个冲程组成，内燃机中，将机械能转化为内能的是_______冲程，将内能转化为机械能的是_______冲程。??
喷气式发动机有两种，需要用大气中的氧气来助燃的是__________发动机，这种发动机在__________上使用；自带燃料和氧化剂的是__________发动机，它工作时不需要空气，可以在大气层外工作能够用来发射__________。
如图所示是汽油机的一个工作循环，其中吸气冲程是图
，进气门
排气门
，活塞向
运动，
从进气门吸入汽缸。
其中图
是压缩冲程，进气门
，排气门
，活塞向
运动，燃料混合物被压缩，压强
，温度
。把
能转化
能，是通过
方法增加混合物的内能。
其中图
是做功冲程，在压缩冲程结束时，
产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。
推动活塞向
运动，并通过连杆带动曲轴转动，对外做功。把
能转化
能。
其中图
是排气冲程，进气门
，排气门
，活塞向
运动，把废气排出汽缸。下一个冲程是
。
5.汽油机在某个冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，此冲程是（
）
A.吸气冲程??????
?B.压缩冲程??
C.做功冲程???????D.排气冲程
对于四冲程汽油机，燃料进入气缸的冲程是?（
）
吸气冲程?
B.压缩冲程?
C.做功冲程?
D.排气冲程?
7.汽油机飞轮的转速是3000r/min，则可知每分钟内一个汽缸里燃气推动活塞做功的次数是?（
）
A.1500次?
B.3000次?
C.6000次?
D.750次
8.单缸四冲程内燃机工作时，依靠飞轮的惯性来完成的冲程是（??）?
?只有吸气和压缩冲程????
B.?只有压缩和做功冲程?
C.?只有压缩和排气冲程????
D.?有排气、吸气、压缩冲程?
9.下列过程中，将内能转化为机械能的是（?
?）?
A.?流星在大气中穿行??
B.?用热水泡脚
C.?汽油机压缩冲程????
D.水沸腾将壶盖顶起
10.如图是单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图，下列四组关于这种内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序排列，正确的是
（
）
A．丙、丁、乙、甲
B．乙、丁、甲、丙
C．乙、甲、丁、丙
D．甲、乙、丙、丁
11.关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法
（
）
①在做功冲程中，是机械能转化为内能
②在做功冲程中，是内能转化为机械能
③只有做功冲程是燃气对外做功
④汽油机和柴油机的点火方式相同
以上说法中正确的是
A．只有②③
B．只有①③
C．只有②④
D．只有②③④
12.（拓展题）神舟七号飞船于2008年9月25日，在酒泉卫星发射中心由“长征二号F”大推力运载火箭发射升空．火箭用联氨（N2H4）作为燃料，用N2O4作氧化剂，燃烧后生成的高温氮气和水蒸气以很高的速度从火箭尾部喷出，使运载火箭升空．9月28日“神七”返回舱在内蒙古主着陆场成功着陆。根据你对这一过程的了解，列举出与此事件相关的两个不同的物理知识。
答案：
内；机械；有用功；完全燃烧??
气缸内；高温高压；做功；内；机械?
3.吸气；压缩；做功；排气；压缩；做功??
4.甲、打开、关闭、下、汽油和空气、乙、关闭、关闭、上、增大、升高、机械、内、做功、丁、火花塞、高温高压的燃气、下、内、机械、丙、关闭、打开、上、吸气冲程。
5.B
6.A
7.A
8.D
9.D
10.B
11.A
12.
(1)火箭
上升过程中，内能转化为机械能
(2)下落过程中重力势能转化为动能。(3)火箭头部的特殊物质在高温下熔化并汽化吸热，保护为箭头部，温度不致过高。
(4)火箭中大气层中高速飞行，摩擦生热。(5)发射架底部产生大量白气，有汽化和液化现象。(6)火箭燃料燃烧过程中化学能转化为内能。(7)
上升、下落、变轨利用了反冲作用原理。
课后练习
1.四冲程柴油机的工作过程中，内能转化为机械能的是（
??）?
A.吸气冲程??
??B.压缩冲程????
?C.做功冲程??
???D.排气冲程
2.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°?
3.在四冲程内燃机的一个工作循环中，存在着能量的转化，则有能量的转化的冲程是（
??）?
吸气冲程和压缩冲程????
B.压缩冲程和做功冲程?
C.做功冲程和排气冲程???
?D.吸气冲程和排气冲程?
4.柴油机和汽油机的四个冲程中，相同之处为（
??）?
?吸气冲程中吸入的都是燃料??????
B.?压缩冲程中都要喷出雾状燃料?
C.?都用火花塞产生的电火花点火????
?D.?排气冲程都是把废气排出
5.一台单缸汽油机，飞轮转速为1800r/min，那么1s内汽油做功的次数为（
??）?
A.1800次?
?
B.30次???
?C.15次??
???D.2次?
6.柴油机在吸气冲程中吸人气缸内的是(
)
A.空气
B.柴油
C.雾状的柴油
D.空气和雾状柴油混合物
7.内燃机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此时气体的温度和内能变化的情况是(
)
A.温度降低，内能减小
B.温度不变，内能不变
C.温度升高，内能增大
D.温度降低，内能增大
8.内燃机的四个冲程中，将机械能转化为内能的是（??）?
A.?吸气冲程???
?B.?压缩冲程???
??C.?做功冲程?????D.?排气冲程?
9.蜡烛在燃烧过程中（??）?
它的密度将变小??B.?它的比热容将变小???C.它的热值将变小?
D.?它的质量将变小
10.四冲程内燃机工作时，做功冲程的前一个和后一个冲程分别是（??????）?
吸气冲程、排气冲程?B.吸气冲程、压缩冲程?C.压缩冲程、排气冲程?D.排气冲程、压缩冲程
11.一台单缸四冲程柴油机转速为1200转/min，则柴油机1s内（?
?）?
A.完成40个冲程，做功10次
B．完成40个冲程，做功40次
C.完成20个冲程，做功20次
D．完成20个冲程，做功10次
12.汽油机和柴油机相比较，下列叙述中错误的是（??）?
?柴油机吸入汽缸的是空气，汽油机吸入汽缸中的工作物质是汽油和空气的混合物?
B.?在压缩冲程中他们的压缩程度是一样的?
C.?柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高?
D.?在压缩冲程中，柴油机汽缸的温度比汽油机的高
13.汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成的，图中表示压缩冲程的是
(
)
14.如图所示是四冲程汽油机工作示意图，其中压缩冲程是把????????????能转化为?????????????能。如图甲、乙所示，是我们课堂演示的两个实验，与压缩冲程原理相同的是???????????实验。
15.如图甲所示，小明在吹气球时，被吹大了的气球没能用手握住，呼啸着飞了出去，若他及时捡拾起气球，将会感觉到它喷气的嘴部温度和原来相比　
　（选填“变高”、“变低”或“没有变化”），这是因为当球内气体喷出来时，发生的能量转化情况是　
　能转化为　
　能。如图“乙”或“丙”的　
　中汽油机的工作过程与这一情景过程中能量的转化是一致的。
?????　???????????????　
???
?????????????????????????????????????????????????????
答案：
1.C
2.A
3.B
4.D
5.C
6.A
7.A
8.A
9.B
10.D
11.C
12.A
13.B
14.机械；内；甲
15.变低；内；机械；丙
第11题图
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精品试卷·第
2
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