九年级物理上册124热机与社会发展学案含练习新版粤教沪版Word文档下载推荐.docx

九年级物理上册124热机与社会发展学案含练习新版粤教沪版Word文档下载推荐.docx

《九年级物理上册124热机与社会发展学案含练习新版粤教沪版Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《九年级物理上册124热机与社会发展学案含练习新版粤教沪版Word文档下载推荐.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

热机工作时，用来做________的能量与________________的能量之比．

四热机与环境保护

1．热机对环境的污染

主要是指______污染和______污染．

2．保护环境的主要措施

（1）减少热机废气中的有害物质，如使用无铅汽油．

（2）控制废气的排放总量．

（3）充分开发利用污染少和无污染的能源，如使用太阳能汽车、电动自行车．

（4）在内燃机排气管上安装消声器，以减少噪声污染．

类型一热机的工作原理

例1（多选）在试管中装入适量的水，试管口用塞子塞住，用酒精灯对试管加热，如图12－4－2所示．加热一段时间后，塞子冲出去了，则（）

图12－4－2

A．加热过程中酒精的化学能全部转化为水的内能

B．塞子冲出前，试管内气体压强不断增大

C．塞子冲出时，试管内气体温度不变

D．塞子冲出时，塞子增加的机械能是由试管内气体的内能转化的

[方法指导]“两明”解决热机的原理问题

类型二内燃机的工作过程

例2如图12－4－3所示是汽油机的四个冲程的示意图，其中表示做功冲程的是（）

图12－4－3

[方法指导]观气门、活塞，看火花塞，辨冲程

类型三内燃机转速与做功次数、活塞运动次数、工作循环的关系

例3一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是2400r/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，有________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2次，飞轮转动2圈，关系如下所示．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”．

类型四热机效率与环境保护

例4一辆氢气动力试验汽车10min内在平直路面上匀速行驶了1.2×

104m，消耗了0.15kg的氢气．此过程中汽车受到的阻力为1.0×

103N（氢气的热值取1.4×

108J/kg）．求：

（1）氢气完全燃烧产生的热量．

（2）汽车的牵引力做的功．

（3）汽车发动机的效率．

[方法指导]找准“突破口”，破解热机效率的相关计算：

解决热机效率的计算题时，可以从公式“η＝

×

100%”入手，其中，有用功W有＝Fs，燃料完全燃烧所释放的热量Q放＝mq或Q放＝Vq；

然后根据题目已知条件，求出相应的物理量，如下所示．

课堂反馈（八）

[热机与社会发展]

1.热机工作过程中的能量转化顺序是（）

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

2．如图8－1所示为汽油机工作时各冲程的示意图，请按要求填空．

图8－1

（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实现________能向________能的转化，D实现________能向________能的转化．

（6）你认为让汽车获得动力的冲程是________，排出了汽车废气的冲程是________，依靠飞轮惯性来完成的冲程是______________．（均填字母序号）

3．下列关于热机和环境保护的说法中，正确的是（）

A．热机一个工作循环只有一次做功过程

B．热机的效率能达到100%

C．热机使用中尾气冒黑烟时效率最高

D．热机的大量使用会造成环境污染

课时作业（八）

[12.4热机与社会发展]

一、选择题

1．2017·

湘潭下列所示的工具工作过程中使用热机的是（）

图8－K－1

2．2017·

绥化图8－K－2是汽油机一个工作循环的四个冲程，顺序排列正确的是

（）

图8－K－2

A．甲乙丙丁B．乙丙甲丁

C．丁丙乙甲D．丁甲丙乙

3．摩托车上的热机工作时提供动力的冲程是（）

A．吸气冲程B．压缩冲程

C．做功冲程D．排气冲程

4．2016·

南昌汽油机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此时气体的温度和内能的变化情况是（）

A．温度降低，内能增大

B．温度不变，内能不变

C．温度升高，内能增大

D．温度降低，内能减小

5．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

6．内燃机工作过程中，关于能量转化的下列说法中错误的是（）

A．燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能

B．在压缩冲程中将飞轮的机械能转化为燃气的内能

C．在做功冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能

D．在压缩冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能

7.已知一台单缸四冲程汽油机正常工作时，气缸内的活塞1min内往复运动1800次，则此汽油机每秒钟内（）

A．完成15个工作循环，做功15次

B．完成15个工作循环，做功30次

C．完成30个工作循环，做功15次

D．完成30个工作循环，做功30次

8．2017·

岳阳随着人们生活水平的提高，汽车走进千家万户．关于小汽车涉及的知识说法正确的是（）

A．用甘油做发动机的冷却剂

B．发动机做功冲程将内能转化为机械能

C．精心保养可使发动机的效率达到100%

D．排出的尾气对环境没有任何污染

二、填空题

9．2017·

德州如图8－K－3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，这与四冲程汽油机的________冲程的能量转化相同．

图8－K－3

10．2017·

威海如图8－K－4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，当燃料在气缸内燃烧时将________能转化为内能．

图8－K－4

11．2016·

莱芜改编在如图8－K－5所示的四幅图中，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．如图甲所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一团干燥棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧，此过程中活塞对筒内气体做功，气体的温度________，内能________，这与______图所示冲程中的能量转化相同．与热机工作原理相同的是______图所示的演示实验：

汽油机利用内能来做功的冲程是______图．

图8－K－5

12．柴油机和汽油机在构造上的主要区别是柴油机的气缸顶部没有__________而有__________，在吸气冲程里，汽油机吸入气缸的是____________________，而柴油机吸入气缸的是________．

13．某台汽油机飞轮的转速为240r/min，在1min内，汽油机完成________个工作循环，活塞往复________次，对外做功________次，完成________个冲程．

三、计算题

14．2016·

淮安二模如图8－K－6所示，是小轿车汽油机工作时的能量转化示意图，消耗2kg汽油，可获得的动能是多少？

（汽油的热值为4.6×

107J/kg）

图8－K－6

15．有一功率为40kW，热机效率为20%的汽车正在一平直的公路上行驶，此时油箱中仅剩下5kg的汽油，如果不考虑热机其他的能量损失，汽车以20m/s的速度向前匀速沿直线行驶，还可前进多远？

16．如图8－K－7所示为四缸发动机工作原理：

内燃机通过连杆把四个气缸的活塞连在一根曲轴上，并使各气缸的做功冲程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功，其他三个气缸分别在做吸气、压缩和排气工作．

图8－K－7

（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．其中排量等于四个气缸工作容积的总和，气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

2.0L

输出功率

120kW

转速

6000r/min

①该发动机在1s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.（1L＝10－3m3）

详解详析

【新知梳理】

二、打开关闭关闭关闭关闭打开向下向上向下向上机械内内机械

三、有用功燃料完全燃烧放出

四、1.大气噪声

【应用示例】

例1BD[解析]酒精的化学能转化为内能后只有部分给了水，因为还存在热量损失，故A选项错误．塞子冲出前，试管内气体增多，试管又是密闭的，因此试管内气体压强增大，故B选项正确．塞子冲出时，管内气体对外做功，内能减少，温度降低，故C选项错误．塞子冲出时，试管内气体的内能转化为塞子的机械能，故D选项正确．

例2C[解析]A图进气门打开，活塞向下运动，气体流入气缸，是吸气冲程；

B图两气门都关闭，活塞向上运动，气缸容积变小，是压缩冲程；

C图两气门都关闭，活塞向下运动，气缸容积变大，火花塞点火，是做功冲程；

D图排气门打开，活塞向上运动，气体排出气缸，是排气冲程．

例380204020

[解析]已知飞轮转速2400r/min＝40r/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，活塞往复运动的次数为1×

40次＝40次，工作循环的个数为

个＝20个．

例4

（1）氢气完全燃烧放出的热量：

Q放＝mq＝0.15kg×

1.4×

108J/kg＝2.1×

107J.

（2）因为汽车匀速行驶，所以牵引力F＝f＝1.0×

103N，

牵引力所做的功：

W＝Fs＝1.0×

103N×

1.2×

104m＝1.2×

（3）汽车发动机的效率：

η＝

＝

100%≈57.1%.

【课堂反馈】

1．B

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）CADB机械内内机械

（6）DBABC

3．D

【课时作业】

1．B[解析]热机是把内能转化为机械能的装置；

自行车、水上脚踏车、皮划艇是消耗人体的化学能转化为机械的机械能．柴油车是热机的一种，将内能转化为机械能．

2．C[解析]甲图排气门开启，活塞上行，排出废气，是排气冲程；

乙图两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，将内能转化为机械能；

丙图两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，将机械能转化为内能；

丁图进气门开启，活塞下移，空气和汽油混合物流入汽缸，是吸气冲程．故正确排列顺序应该为丁丙乙甲．

3．C4.D5.D6.D

7．A

8．B[解析]汽车发动机是利用水来做冷却剂的，这是利用了水的比热容较大的性质，故A选项错误；

发动机工作时，做功冲程将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能，故B选项正确；

无论科技如何发展，热机工作时，总存在一些摩擦，故效率一定不会达到100%，故C选项错误；

汽车排放的废气中含有一氧化碳、二氧化硫等有害物质会污染环境，故D选项错误．

9．做功

10．压缩化学

11．升高增大丙乙丁

12．火花塞喷油嘴汽油和空气的混合物

空气

13．120240120480

14．由图可知，轿车的汽油机效率：

100%＝

100%＝15%；

2kg汽油完全燃烧放出的热量：

Q放＝mq＝2kg×

4.6×

107J/kg＝9.2×

107J，

由热机效率的表达式η＝

100%变形得

小轿车获得的动能：

W＝ηW总′＝ηQ放＝15%×

9.2×

107J＝1.38×

15．23km

16．

（1）内机械

（2）①1.2×

1050.5②600

（3）1.2×

106

[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因为P＝

，所以发动机在1s内做功：

W＝Pt＝120×

103W×

1s＝1.2×

105J，因为四缸总排量为2.0L，

所以单缸排量：

V＝

2.0L＝0.5L，②因为发动机在1s内做功1.2×

105J，发动机有四个缸同时工作，所以每个缸1s内做功：

W＝

105J＝3×

104J，又因为转速为6000r/min，四冲程内燃机每个工作循环曲轴转两周、做功一次，所以1s内做功50次，每个做功冲程做功：

W′＝

3×

104J＝600J.

（3）因为W′＝pV，V＝0.5L＝0.5×

10－3m3，所以燃气对活塞的压强：

p＝

＝1.2×

106Pa.