第04讲 热机（3大知识点+5大考向）--【暑假自学课】2024年新九年级物理暑假提升精品讲义（人教版）

第04讲 热机 模块一 思维导图串知识 模块二 基础知识全梳理（吃透教材） 模块三 教材习题学解题 模块四 核心考点精准练（5大考向） 模块五 小试牛刀过关测（16题） 1． 了解热机及其工作原理； 2． 掌握汽油机和柴油机的构造及工作过程； 3． 区分汽油机和柴油机的异同点。 ■知识点一：热机 1. 热机 （1）定义：如车、船、飞机等的发动机通过燃料燃烧，获得内能，并利用内能做功，像这样的机械叫热机。 （2）工作原理：利用内能来做功 （3）能量转化： （4）热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。它们构造不同，但它们有一个共同特点，那就是利用内能做功。 2. 内燃机 燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机中最常见的是汽油机和柴油机两类。 ■知识点二：汽油机 1.工作原理 利用气缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。 2.构造 （1）主要结构：如图所示，汽油机的主体是气缸。气缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞，活塞通过连杆与曲轴相连。 （2）冲程：活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 利用气缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。 （3）试管实验与汽油机构造比较：如图。 3.工作过程 （1）汽油机的一个工作循环：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。通过四个冲程的不断循环来连续工作。 次序 1 2 3 4 冲程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 工作 示意图 气门开闭 进开、排闭 进闭、排闭 进闭、排闭 进闭、排开 活塞运动方向 向下 向上 向下 向上 曲轴的运动 半周 半周 半周 半周 冲程的 作用 吸入汽油和空气的混合物 压缩空气和汽油的混合物，使其内能增加、温度升高 火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功 排出废气 能的转化 机械能转化成内能 内能转化成机械能 说明 1个工作循环，包含4个冲程，活塞往复运动2次，曲轴和飞轮运转2周，对外做功1次 判断内燃机处于哪个工作冲程应抓住两点：一是气门的开与关；二是活塞的运动方向。有火花塞的就是做功冲程，两个气门都关闭，也无火花塞，就是压缩冲程，若是吸气冲程，进气门打开，排气冲程，排气门打开。 （1）汽油机在开始工作时，要靠外力先使曲轴、连杆转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动以后，汽油机才能连续工作； （2）在汽油机的一个工作循环中，包含4个冲程，活塞往复运动两次（两圈），曲轴转动两周，对外做功一次，巧记为“1-4-2-2-1”； （3）在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为机械能，其他三个冲程是靠飞轮的惯性来完成的，故飞轮的质量要足够大； ■知识点三：柴油机 1.工作原理 利用柴油在气缸内燃烧所产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。 2. 构造 3. 汽油机和柴油机的异同点： 不同点 相同点 项目 汽油机 柴油机 （1）构造基本相同都是燃料在气缸内燃烧，都是内燃机。 （2）都将内能转化为机械能。 （3）每一个工作循环都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。 构造 汽缸顶部有火花塞 汽缸顶部有喷油嘴 点火 方式 压缩冲程末由火花塞放出电火花点燃，称点燃式 压缩冲程末由喷油嘴向汽缸内喷雾状柴油遇到高温高压的空气自动燃烧，称压燃式 燃料 汽油、吸气冲程吸进汽油和空气混合物 柴油、吸气冲程吸进汽缸的只是空气 压缩比 压缩冲程末气体体积被压缩为吸进体积的1/9至1/6 压缩冲程末气体体积被压缩为吸进体积的1/22至1/16 做功 做功冲程初燃气压强为30至50个大气压，温度2000℃至2500℃，高温高压的气体推动活塞做功 做功冲程初燃气压强为50至100个大气压，温度1700℃至2000℃，高温高压的气体推动活塞做功 效率 效率较低20％至30％ 效率较高30％至45％ 用途 轻便，多用于汽车、飞机、小型农机具 笨重，多用于拖拉机、载重汽车、轮船等重型机械 扩散现象的认识和理解 （1）扩散现象只能发生在两种不同的物质之间，同种物质之间不能发生扩散现象； （2）不同物质只有相互接触时，才能发生扩散现象，没有相互接触的物质，是不会发生扩散现象的； （3）扩散现象是两种物质的分子彼此进入对方，而不是单一的某种物质的分子进入另一种物质； 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 教材习题01 除了飞机、汽车、摩托车之外，你还知道哪些地方用到了热机？你列举的这些热机中哪些是内燃机？ 解题方法 ①思考：什么是热机，内燃机和热机间是什么关系？ ② 举例说明 【答案】拖拉机、火箭、轮船、火车等 拖拉机和火车属于内燃机 教材习题02 从能量转化的角度看，一台四冲程内燃机在一个循环中 （1）哪个冲程存在着化学能转化为内能的过程？ （2）哪个冲程存在着内能转化为机械能的过程？ （3）哪个冲程具有很明显的机械能转化为内能的过程？ 解题方法 ①思考：内燃机的一个工作循环包括哪些，在转动过程中，能量是如何转化的？ ②作答 【答案】 做功 做功 压缩 教材习题03 在如图中，甲为四冲程内燃机吸气冲程的示意图，图中画出了吸气冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况．请在图乙、丙、丁中，分别画出压缩、做功、排气冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况． 解题方法 ①思考：四冲程内燃机的四个冲程，气门的闭合状态以及转轴所处的位置。 ②画出气门的闭合状态、活塞连杆及曲柄的大致位置。 【答案】因为玻璃和水接触在一起，并且玻璃分子和水分子间的距离在引力作用的范围内，故水分子和玻璃分子之间存在相互作用的引力，故向上拉玻璃板时，弹簧测力计的读数将变大。 考向1：热机的种类 【例1】（23-24九年级上·福建宁德·期末）近年来我国先进装备层出不穷，民族自豪感倍增。以下装备的动力装置不属于是热机的是（    ） A．玉兔号月球车 B．山东舰 C．歼20 D．长征五号火箭 【答案】A 【详解】山东舰、歼20、长征五号火箭都是利用热机提供动力的。因为月球上没有空气，且对动力要求是非常高，所以玉兔号月球车是利用电动机来提供动力的。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式1-1】（2023·新疆·中考真题）人类最早发明的热机是（　　） A．蒸汽机 B．内燃机 C．喷气发动机 D．火箭发动机 【答案】A 【详解】热机是指各种利用内能做功的机械，17世纪人类发明了热机，最早的热机是蒸汽机；内燃机、喷气发动机、火箭发动机都是19实际后期发明出来的，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式1-2】（2024·甘肃陇南·模拟预测）我国航天事业快速发展，长征系列火箭做出了巨大贡献！火箭的发动机属于 （选填“热机”或“电动机”）。火箭发射时，向发射塔喷射大量的水，利用水的 较大的性质带走大量的热，防止发射塔被烧坏。 【答案】 热机 比热容 【详解】[1]火箭的发动机利用燃料燃烧产生的高温高压气体推动火箭做功，将内能转化为机械能，是利用内能做功的机械，属热机。 [2]水的比热容大，升高相同的温度，吸收的热量更多，故火箭发射时，向发射塔喷射大量的水，利用水的比热容较大的性质带走大量的热，防止发射塔被烧坏。 考向2：热机工作过程中的能量转化问题 【典例2】（23-24九年级上·安徽淮南·阶段练习）2022珠海航展，大国重器“歼﹣20”的“双机对冲”、“旱地拔葱”成为全场的焦点（如图所示），换装后的中国心“国产涡扇﹣10”航空发动机在工作时，燃料燃烧产生的高温高压气体通过 的方式将内能转化为 ，所以也属于热机的一种。 【答案】 做功 机械能 【详解】[1][2]改变内能的方式：做功和热传递。燃料在飞机发动机内燃烧，产生的高温高压气体利用内能做功，将燃料的内能转化为机械能，推动飞机前进。 【变式2-1】（23-24九年级上·辽宁营口·期末）下列实例中，属于内能转化为机械能的是（　　） A．搓手取暖 B．瓶塞冲出 C．压缩气体 D．钻木取火 【答案】B 【详解】A．搓手取暖，克服摩擦做功，机械能转化为内能，故A不符合题意； B．瓶塞冲出，气体对外做功，内能转化为机械能，故B符合题意； C．压缩气体，外界对气体做功，机械能转化为内能，故C不符合题意； D．钻木取火，摩擦生热，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故D不符合题意。 故选B。 【变式2-2】（2024·江苏泰州·二模）小明把一个刚喝完的纯净水瓶拧紧瓶盖，先用双手使劲扳弯纯净水瓶，然后快速松开左手，瓶内出现大量白雾，如图所示。白雾是 （填物质名称），在松手的过程中水蒸气的内能 （填变化情况）；松手后纯净水瓶内部物质发生物理变化的过程中，其能量转化过程与汽油机 冲程的能量转化过程相同。 【答案】 水 减小 做功 【详解】[1][2][3]先用双手使劲扳弯纯净水瓶，然后快速松开左手，瓶内气体对外做功，其内能减小、温度降低，将内能转化为机械能，此时瓶内的水蒸气遇冷液化变成小水珠，形成白雾。在汽油机的做功冲程中，燃料燃烧产生高温高压的气体推动活塞做功，也是将内能转化为机械能，因此松手后纯净水瓶内部物质发生物理变化的过程中，其能量转化过程与汽油机做功冲程的能量转化过程相同。 考向3：汽油机的构造与工作过程 【典例3】（23-24九年级上·贵州黔东南·期中）如图所示，分别表示内燃机工作过程中的四个冲程，其中将内能转化为机械能的冲程是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．图中进气门打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，吸气冲程没有能量的转化，故A不符合题意； B．图中排气门打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，排气冲程没有能量转化，故B不符合题意； C．图中的两个气门都关闭，活塞向下运动，所以为做功冲程，即内能转化为机械能，故C符合题意； D．图中的两个气门都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，即机械能转化为内能，故D不符合题意。 故选C。 【变式3-1】（23-24九年级上·山东德州·阶段练习）如图所示是汽油机工作时的四个冲程，下列说法正确的是（　　） A．汽油机吸气冲程汽缸吸进的物质是汽油 B．活塞在汽缸内往复运动一次，该汽油机对外做功一次 C．该汽油机的四个冲程正确的工作顺序是乙→甲→丁→丙 D．甲是压缩冲程，将内能转化为机械能；丁是做功冲程，将机械能转化为内能 【答案】C 【详解】A．汽油机吸气冲程汽缸吸进物质是汽油和空气的混合物，故A错误； B．在内燃机的一个工作循环中，曲轴转动2周，活塞往复运动2次，对外做功1次，故B错误； CD．甲中的两个气门都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，将机械能转化为内能，是第二冲程；乙中的进气门打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一冲程；丙中的排气门打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四冲程；丁中的两个气门都关闭，活塞下运动，所以为做功冲程，将内能转化为机械能，是第三冲程；四个冲程的正确顺序是乙→甲→丁→丙，故C正确，D错误。 故选C。 【变式3-2】（23-24九年级上·江西南昌·期末）如图所示是演示点火爆炸实验装置，在演示前先给装置内喷少量的酒精，按动电火花发生器开关按钮，盒盖被打出去，这是因为酒精燃烧产生的热气对外 ；这过程与图中汽油机图 （选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）工作冲程的能量转化相同。 【答案】 做功 丙 【详解】[1][2]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；四冲程汽油机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；题中甲是排气冲程，乙是压缩冲程，丙是做功冲程，丁是吸气冲程，所以与丙冲程的能量转化相同。 考向4：柴油机的构造与工作过程 【典例4】（23-24九年级上·湖南郴州·期末）关于柴油机和汽油机的下列说法中正确的是（　　） A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B．进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程 C．柴油机在吸气冲程中将柴油和空气吸入汽缸 D．柴油机的压缩冲程中，内能转化为机械能 【答案】B 【详解】A．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，故A错误； B．做功冲程和压缩冲程中，进气门和排气门都是关闭的，故B正确； C．柴油机在吸气冲程中将空气吸入汽缸，故C错误； D．柴油机的压缩冲程中，活塞对气缸内的气体做功，将机械能转化为内能，故D错误。 故选B。 【变式4-1】（23-24九年级上·陕西西安·期末）1876年，德国工程师奥托制造了第一台新型的以煤气为燃料的四冲程内燃机。如图为四冲程柴油机的工作过程。下列关说法正确的是（　　） A．汽油机和柴油机都是内燃机，吸入汽缸的物质相同 B．燃料在汽缸内猛烈燃烧，燃料热值迅速减小 C．压缩冲程主要是通过做功的方式增大缸内气体的内能 D．柴油机降温常用水做冷却剂是因为水的比热容小 【答案】C 【详解】A．柴油机和汽油机都属于内燃机，工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气，故A错误； B．燃料在汽缸内猛烈燃烧，燃料热值跟燃料的种类、物态有关，保持不变，故B错误； C．做功和热传递都可以改变内能，压缩冲程中，活塞压缩气体，对气体做功，气体的内能变大，故C正确； D．柴油机降温常用水做冷却剂是因为水的比热容大，吸收相同的热量时温度升高小，故D错误。 故选C。 【变式4-2】（23-24九年级上·广东广州·期末）如图，将活塞迅速向下压，玻璃筒底部的火柴头烧着了。这是因为活塞压缩空气时，空气的内能 ，温度 ；火柴头 （选填“吸收”“放出”） 热量，内能 ，温度达到燃点开始燃烧。此实验使火柴头燃烧起来的方式与 （选填“汽油机”“柴油机”）中燃料燃烧起来的方式相同。 【答案】 增加 升高 吸收 增加 柴油机 【详解】[1][2]活塞压缩空气，对空气做功，空气的内能增加，温度升高。 [3][4]原来火柴头与筒内空气温度相等，后来空气温度升高了，火柴头从空气中吸收热量，内能增加。 [5]通过压缩的方式使物体温度升高达到物质的燃点，使物质燃烧，这与柴油机中柴油燃烧方式相同。 考向5：内燃机工作过程中的计数问题 【典例5】（23-24九年级上·广东河源·期中）如图所示是四冲程汽油机工作时的 冲程，此过程中通过做功方式使气缸内燃料混合物的内能 （选填“增大”或“减小”），若其工作时，曲轴转速为，此汽油机1s内完成 个排气冲程。 【答案】 压缩 增大 10 【详解】[1]如图，两气门关闭，活塞上行，是压缩冲程。 [2]在压缩冲程中，活塞压缩缸内气体，对气体做功，将机械能转化为内能，通过做功方式使气缸内燃料混合物的内能增大，温度升高。 [3]汽油机的一个工作循环包含四个冲程，只有一个排气冲程，飞轮、曲轴转两周。若汽油机工作时，曲轴转速为 此汽油机1s内完成10个排气冲程。 【变式5-1】（23-24九年级上·广东惠州·开学考试）一台单缸四冲程内燃机正常工作时的转速为，该内燃机每秒做功 次，如图所示的单缸四冲程汽油机正处于 冲程，此时高温高压燃气的内能转化为 能。 【答案】 15 做功 机械 【详解】[1]由于1800r/min=30r/s 即该内燃机的飞轮每秒转30转，由于飞轮转2转，对外做功1次，所以内燃机每秒对外做功15次。 [2][3]由图知道，进气门和排气门都是关闭的，火花塞放出电火花，活塞下行，所以该冲程为做功冲程；内能转化为机械能。 【变式5-2】（23-24九年级上·江西吉安·期末）一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是6000r/min，该汽油机每秒内做功 次。除做功冲程外，四冲程汽油机的其它三个冲程是靠安装在曲轴上的飞轮的 来完成的。 【答案】 50 惯性 【详解】[1]已知飞轮转速是6000r/min，则1s内飞轮的转数为 已知飞轮转两转，汽油机经历一个工作循环，对外做功一次，那么该汽油机每秒内做功50次。 [2]在汽油机工作的四冲程中，除做功冲程外，其它三个冲程是靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成的。 一、单选题 1．（20-21九年级上·贵州遵义·期中）如图所示描述的物理过程，下列分析正确的是（　　） A．图甲：厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的温度升高，内能不变 B．图乙：瓶子内的空气推动塞子做功后，瓶子内空气的内能增大 C．图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增加 D．图丁：汽缸内的气体推动活塞向下运动，内能转化为机械能，气体内能减少 【答案】D 【详解】A．图甲中厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加，故A错误； B．图乙中瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，内能转化为机械能，空气的内能减小，故B错误； C．试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气对活塞做功，内能转化为机械能，水蒸气的内能减小，故C错误； D．图丁中汽缸内的气体推动活塞向下运动时，即做功冲程，内能转化为机械能，气体的内能减少，故D正确。 故选D。 2．（2024·湖北省直辖县级单位·一模）关于如图所示的实验，下列说法错误的是（    ） A．这个实验说明可以利用物体内能对外做功 B．对木塞做功的过程中管内水蒸气的内能增加 C．此过程中水蒸气内能转化为木塞的机械能 D．这个实验能够显示热机的工作原理 【答案】B 【详解】ABC．水蒸气把塞子冲出去，对塞子做功，水蒸气内能转化为塞子的机械能，水蒸气内能减少，故AC正确，不符合题意，B错误，符合题意； D．热机是利用内能做功的设备，工作时内能转化为机械能，所以这个实验能够显示热机的工作原理，故D正确，不符合题意。 故选B。 3．（23-24九年级上·河北保定·期末）四冲程内燃机工作时，将内能转化成机械能的冲程是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】C 【详解】四冲程内燃机包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程。其中有两个冲程存在能量转化：压缩冲程中活塞压缩气体对其做功，将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 4．（23-24九年级上·山东枣庄·期末）如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中错误的是（　　） A．汽油机在吸气冲程中吸进汽缸的是汽油和空气的混合物 B．吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程的四个图的排序是：丁甲丙乙 C．丙图是做功冲程，发生的能量是把内能转化为机械能 D．若飞轮每分钟转3000转，则每秒对外做功50次 【答案】D 【详解】A．汽油机在吸气冲程中吸进汽缸的是汽油和空气的混合物，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入气缸，故A正确，不符合题意； B．由图可知，甲进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，乙排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程，丙进气门、排气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，丁进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程的四个图的排序是：丁甲丙乙，故B正确，不符合题意；   C．丙图是做功冲程，发生的能量是把内能转化为机械能，使汽油机获得动力，故C正确，不符合题意；   D．若飞轮每分钟转3000转，则每秒转50转，2转经历4个冲程，对外做功1次，所以50转对外做功25次，故D错误，符合题意。 故选D。 5．（23-24九年级上·河南郑州·期末）如图所示是我国古代劳动人民的智慧成果“取火器”的模型图，把木质推杆迅速推入内壁光滑的牛角套筒时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来。汽油机的下列冲程中与“取火器”能量转化相同的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】封闭的气体被推杆压缩过程中，活塞对气体做功，所以气体内能增加，则温度升高，达到艾绒的着火点，使艾绒着火达到去火的目的；此过程中是机械能转化为内能，与汽油机的压缩冲程的能量转化相同。 A．图中两个气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，故A错误； B．图中排气门打开，是排气冲程，故B错误； C．图中两气门都关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，故C正确； D．图中进气门打开，是吸气冲程，故D错误。 故选C。 6．（23-24九年级上·江苏南通·期末）下列四个现象中，属于内能转化机械能的是（　　） A．压缩点燃棉花 B．蒸汽顶起壶盖 C．冬天哈气取暖 D．压缩冲程 【答案】B 【详解】A．压缩点燃棉花，机械能转化为内能，内能增大，温度升高，棉花燃烧，故A不符合题意； B．蒸汽顶起壶盖，蒸气的内能转化为壶盖的机械能，故B符合题意； C．冬天哈气取暖，是热传递的过程，发生了内能的转移，不是能量的转化，故C不符合题意； D．压缩冲程，汽缸内气体被压缩，气体内能增加，机械能转化为内能，故D不符合题意。 故选B。 7．（23-24九年级上·福建莆田·期末）如图所示是四冲程汽油机工作时各冲程的示意图，其中与汽车刹车过程中能量转化相同的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】汽车刹车过程中克服摩擦做功，机械能转化为内能。 A．进气门开启，是吸气冲程，无能量转化，故A不符合题意； B．两气门都关闭，汽缸容积变小，是压缩冲程，把机械能转化为内能，故B符合题意； C．两气门都关闭，汽缸容积变大，是做功冲程，把内能转化为机械能，故C不符合题意； D．排气门开启，是排气冲程，无能量转化，故D不符合题意。 故选B。 8．（23-24九年级上·安徽淮北·期末）茶文化在中国已经有几千年的历史，在寒冷的冬季，泡上一壶茶，手握着茶杯，闻着浓浓的茶香，品一杯热茶，浑身上下暖暖的感觉。在品茶过程中涉及到的物理知识，下列说法错误的是（　　） A．闻到茶香，这是一种扩散现象 B．开水能很快泡出茶香，是因为温度越高，分子热运动越剧烈 C．烧水时水蒸气将壶盖顶起的能量转化与汽油机做功冲程相同 D．热茶上方冒出的白雾是一种汽化现象 【答案】D 【详解】A．闻到茶的香味，是分子热运动（无规则运动）的结果，这是扩散现象，故A正确，不符合题意； B．开水能很快泡出茶香，是因为温度越高，分子热运动越剧烈，扩散越快，故B正确，不符合题意； C．水蒸气将壶盖顶起，对壶盖做功，能量转化是内能转化为机械能，与汽油机的做功冲程相同，故C正确，不符合题意； D．热茶上方冒出的白雾，是因为水蒸气遇冷液化而形成白雾，故D错误，符合题意。 故选D。 二、填空题 9．（23-24九年级下·河南南阳·开学考试）如图所示是四冲程汽油机的 冲程，若该汽油机每分钟内做功600次，则汽油机飞轮的转速是 r/min。 【答案】 做功 1200 【详解】[1]图中所示汽油机该冲程两气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程。 [2]汽油机的一个工作循环包括四个冲程，飞轮转两周，对外做功一次：汽油机每分钟内对外做功600次，则飞轮的转速是1200r/min。 10．（23-24九年级上·四川眉山·期中）如图所示为一单缸四冲程汽油机某冲程剖面图，此冲程把 （选填番号①内能转化为机械能②机械能转化为内能），该单缸四冲程汽油机的主要技术指标如表所示，则发动机做功的功率为 kW。 排量 2.0L 做功冲程推动活塞一次做功 2400J 转速 6000r/min 【答案】 ① 120 【详解】[1]由图可知，两个气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能。 [2]因为汽油机的飞轮，每转两转对外做功一次，所以汽油机1min对外做功的次数为 1min做的总功W=3000×2400J=7.2×106J 发动机做功的功率为 11．（23-24九年级上·黑龙江大庆·期末）如图甲为空气压缩引火仪，乙是四冲程汽油机的一个冲程，两图中以下几种情况对比：①能量转化情况；②改变气体内能的方式；③气体内能的变化，其中 （填序号）是相同的。若汽油机曲轴的转速为3600r/min，则1s内对外做功 次，汽油机在做功冲程中，缸内气体的 能转化为 能。 【答案】 ② 30 内 机械 【详解】[1][3][4]图甲中活塞压缩空气对空气做功，将机械能转化为内能，内能增加，温度升高，是通过做功的方法改变空气的内能。图乙中两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，因此是做功冲程，此过程中内能转化为机械能，内能减少，温度降低，是通过做功的方法改变燃气的内能；综合分析甲、乙两图能量转化情况和气体内能的变化不同，改变气体内能的方式相同。 [2]四冲程汽油机的飞轮转速为 即飞轮每秒转动60转。因为一个工作循环飞轮转2圈，做功1次，所以1min完成1800个工作循环，1s完成30个工作循环，做功30次。 12．（23-24九年级上·安徽淮南·期末）在试管中装适量的水，试管口用塞子塞住，用酒精灯对试管加热，如图所示。加热一段时间后，塞子冲出时，看到试管口出现了“白气”。此时，管内气体与瓶塞之间发生了能量转化，这种转化与四冲程汽油机 （选填“压缩”或“做功”）冲程的能量转化相同。 【答案】做功 【详解】 水蒸气体积膨胀做功，将内能转化为塞子的机械能，塞子被冲出去，这个过程中水蒸气的内能转化为塞子的机械能。内燃机的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，所以此过程的能量转化情况与内燃机的做功冲程相同。 13．（23-24九年级上·云南曲靖·期中）如图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，软木塞会跳起来。这一过程与汽油机的 冲程也发生同样的能量转化。如果该汽油机每秒钟对外做功20次该汽油机飞轮的转速是 r/min。 【答案】 做功 2400 【详解】[1]软木塞会跳起来，这一过程中瓶内气体对木塞做功，内能减小，气体的内能转化为木塞的机械能。汽油机的做功冲程中，汽缸内的气体对活塞做功，气体的内能转化为活塞的机械能，故做功冲程也发生同样的能量转化。 [2]汽油机的一个工作循环中，飞轮转动两周，对外做功一次，如果该汽油机每秒钟对外做功20次；则此汽油机飞轮每秒转动的转速为 三、简答题 14．（2023·辽宁葫芦岛·二模）如图为我国古代劳动人民的智慧成果“取火器”的模型图，把木质推杆迅速推入内壁光滑的牛角套筒时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来。问： （1）从能量转化的角度解释艾绒燃烧的原因； （2）点燃艾绒的过程与四冲程柴油机哪个冲程的工作原理相同。    【答案】（1）见解析；（2）见解析 【详解】（1）封闭的气体被推杆压缩过程中，推杆对气体做功，所以气体内能增加，则温度升高，达到艾绒的着火点，使艾绒着火达到取火的目的； （2）此过程中是机械能转化为内能，与汽油机的压缩冲程的能量转化相同。 四、科普阅读题 15．（23-24九年级上·山西长治·期末）阅读短文，并回答问题。 航天器着陆的“平安之花” 2023年10月31日上午，一朵“红白伞花”缓缓降落在内蒙古的东风着陆场，“神舟十六号”载人飞船成功着陆 从距离地面300多公里的太空穿越大气层安全着陆，需要经历四次刹车。第一次刹车是发动机点火反推，让飞船脱离运行轨道，飞船以无动力状态在地球引力的作用下自由下落。第二次刹车是在距离地面100km的时候，返回舱高速进入大气层后，因此产生大量的热，造成温度急剧升高，开始用降落伞减速。科学家为开伞设计了一套程序，先是打开一个引导伞，返回舱的下降速度可由180m/s减至80m/s，然后由引导伞拉出一具减速伞，主伞先开一个小口，慢慢地全部撑开，返回舱底部的反推发动机瞬间点火，最终把最后的一点速度也抵消掉 （1）从“神舟十六号”返回情况来看，需要经历四次刹车，其中仅需要依靠地球引力作用自由下落是第 次刹车； （2）在第二次刹车时，返回舱的温度升高的原因是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变了其内能，这个过程与内燃机的 冲程类似； （3）第三次刹车时，返回舱减小的机械能转化为 能。 【答案】 一 做功 压缩 内 【详解】（1）[1]阅读材料可知，从“神舟十六号”返回情况来看，其中第一次刹车是发动机点火反推，让飞船脱离运行轨道，进入返回地球的轨道，飞船以无动力状态在地球引力的作用下自由下落，即仅需要依靠地球引力作用自由下落。 （2）[2][3]神舟十六号飞船返回舱返回，在第二次刹车时，返回舱高速进入大气层后与大气摩擦，返回舱克服摩擦做功，即通过做功的方式改变了其内能，此过程将机械能转化为内能，与内燃机的压缩冲程类似。 （3）[4]第三次刹车时，开始用降落伞减速，克服阻力做功，返回舱减小的机械能转化为内能。 16．（23-24九年级上·江苏苏州·期末）阅读材料，回答问题 空气动力是指空气与物体相对运动时作用在物体上的力，简称气动力。经过长时间探索，人们已经成功制造出使用空气作为动力的活塞式发动机。 如图甲是某新型空气动力汽车，储气罐总容量为80L，可储存标准大气压下90m3的空气，其设计最高速度可达144km/h，平均每加满一次气能行驶200km。该车发动机的工作原理如图乙和图丙所示。由于空气发动机不直接使用燃料，因而具有体积小、结构简单和“零”排放等优点。 虽然因为技术不成熟还存在某些缺点，但是这项技术仍然具有广阔的发展前景。 （1）空气动力汽车发动机工作时，将 能转化为机械能； （2）空气发动机在工作过程中，曲轴转动一圈完成一个工作循环，当转速表显示3000r/min时，该空气发动机活塞每秒经历 个冲程，对外做功 次； （3）若该车在水平地面上以最高速度向前匀速行驶5min，受到的阻力为1000N，则牵引力对汽车做功为 J。 【答案】 内能 100 50 1.2×107 【详解】（1）[1]空气动力汽车工作时压缩的气体对外做功，将内能转化为机械能。 （2）[2][3]空气发动机在工作过程中，曲轴转动一圈完成一个工作循环，1个工作循环2个冲程，对外做功1次；所以，空气发动机的飞轮转速是3000r/min，即每秒钟转50圈，做功50次，完成100个冲程。 （3）[4]因为匀速行驶，牵引力 最高速度可达 匀速行驶5min，通过的路程 牵引力对汽车做功为 $$第04讲 热机 模块一 思维导图串知识 模块二 基础知识全梳理（吃透教材） 模块三 教材习题学解题 模块四 核心考点精准练（5大考向） 模块五 小试牛刀过关测（16题） 1． 了解热机及其工作原理； 2． 掌握汽油机和柴油机的构造及工作过程； 3． 区分汽油机和柴油机的异同点。 ■知识点一：热机 1. 热机 （1）定义：如车、船、飞机等的发动机通过燃料燃烧，获得内能，并利用内能做功，像这样的机械叫热机。 （2）工作原理：利用内能来做功 （3）能量转化： （4）热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。它们构造不同，但它们有一个共同特点，那就是利用内能做功。 2. 内燃机 燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机中最常见的是汽油机和柴油机两类。 ■知识点二：汽油机 1.工作原理 利用气缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。 2.构造 （1）主要结构：如图所示，汽油机的主体是气缸。气缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞，活塞通过连杆与曲轴相连。 （2）冲程：活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 利用气缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。 （3）试管实验与汽油机构造比较：如图。 3.工作过程 （1）汽油机的一个工作循环：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。通过四个冲程的不断循环来连续工作。 次序 1 2 3 4 冲程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 工作 示意图 气门开闭 进开、排闭 进闭、排闭 进闭、排闭 进闭、排开 活塞运动方向 向下 向上 向下 向上 曲轴的运动 半周 半周 半周 半周 冲程的 作用 吸入汽油和空气的混合物 压缩空气和汽油的混合物，使其内能增加、温度升高 火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功 排出废气 能的转化 机械能转化成内能 内能转化成机械能 说明 1个工作循环，包含4个冲程，活塞往复运动2次，曲轴和飞轮运转2周，对外做功1次 判断内燃机处于哪个工作冲程应抓住两点：一是气门的开与关；二是活塞的运动方向。有火花塞的就是做功冲程，两个气门都关闭，也无火花塞，就是压缩冲程，若是吸气冲程，进气门打开，排气冲程，排气门打开。 （1）汽油机在开始工作时，要靠外力先使曲轴、连杆转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动以后，汽油机才能连续工作； （2）在汽油机的一个工作循环中，包含4个冲程，活塞往复运动两次（两圈），曲轴转动两周，对外做功一次，巧记为“1-4-2-2-1”； （3）在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为机械能，其他三个冲程是靠飞轮的惯性来完成的，故飞轮的质量要足够大； ■知识点三：柴油机 1.工作原理 利用柴油在气缸内燃烧所产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。 2. 构造 3. 汽油机和柴油机的异同点： 不同点 相同点 项目 汽油机 柴油机 （1）构造基本相同都是燃料在气缸内燃烧，都是内燃机。 （2）都将内能转化为机械能。 （3）每一个工作循环都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。 构造 汽缸顶部有火花塞 汽缸顶部有喷油嘴 点火 方式 压缩冲程末由火花塞放出电火花点燃，称点燃式 压缩冲程末由喷油嘴向汽缸内喷雾状柴油遇到高温高压的空气自动燃烧，称压燃式 燃料 汽油、吸气冲程吸进汽油和空气混合物 柴油、吸气冲程吸进汽缸的只是空气 压缩比 压缩冲程末气体体积被压缩为吸进体积的1/9至1/6 压缩冲程末气体体积被压缩为吸进体积的1/22至1/16 做功 做功冲程初燃气压强为30至50个大气压，温度2000℃至2500℃，高温高压的气体推动活塞做功 做功冲程初燃气压强为50至100个大气压，温度1700℃至2000℃，高温高压的气体推动活塞做功 效率 效率较低20％至30％ 效率较高30％至45％ 用途 轻便，多用于汽车、飞机、小型农机具 笨重，多用于拖拉机、载重汽车、轮船等重型机械 扩散现象的认识和理解 （1）扩散现象只能发生在两种不同的物质之间，同种物质之间不能发生扩散现象； （2）不同物质只有相互接触时，才能发生扩散现象，没有相互接触的物质，是不会发生扩散现象的； （3）扩散现象是两种物质的分子彼此进入对方，而不是单一的某种物质的分子进入另一种物质； 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 教材习题01 除了飞机、汽车、摩托车之外，你还知道哪些地方用到了热机？你列举的这些热机中哪些是内燃机？ 解题方法 ①思考：什么是热机，内燃机和热机间是什么关系？ ② 举例说明 【答案】拖拉机、火箭、轮船、火车等 拖拉机和火车属于内燃机 教材习题02 从能量转化的角度看，一台四冲程内燃机在一个循环中 （1）哪个冲程存在着化学能转化为内能的过程？ （2）哪个冲程存在着内能转化为机械能的过程？ （3）哪个冲程具有很明显的机械能转化为内能的过程？ 解题方法 ①思考：内燃机的一个工作循环包括哪些，在转动过程中，能量是如何转化的？ ②作答 【答案】 做功 做功 压缩 教材习题03 在如图中，甲为四冲程内燃机吸气冲程的示意图，图中画出了吸气冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况．请在图乙、丙、丁中，分别画出压缩、做功、排气冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况． 解题方法 ①思考：四冲程内燃机的四个冲程，气门的闭合状态以及转轴所处的位置。 ②画出气门的闭合状态、活塞连杆及曲柄的大致位置。 【答案】因为玻璃和水接触在一起，并且玻璃分子和水分子间的距离在引力作用的范围内，故水分子和玻璃分子之间存在相互作用的引力，故向上拉玻璃板时，弹簧测力计的读数将变大。 考向1：热机的种类 【例1】（23-24九年级上·福建宁德·期末）近年来我国先进装备层出不穷，民族自豪感倍增。以下装备的动力装置不属于是热机的是（    ） A．玉兔号月球车 B．山东舰 C．歼20 D．长征五号火箭 【变式1-1】（2023·新疆·中考真题）人类最早发明的热机是（　　） A．蒸汽机 B．内燃机 C．喷气发动机 D．火箭发动机 【变式1-2】（2024·甘肃陇南·模拟预测）我国航天事业快速发展，长征系列火箭做出了巨大贡献！火箭的发动机属于 （选填“热机”或“电动机”）。火箭发射时，向发射塔喷射大量的水，利用水的 较大的性质带走大量的热，防止发射塔被烧坏。 考向2：热机工作过程中的能量转化问题 【典例2】（23-24九年级上·安徽淮南·阶段练习）2022珠海航展，大国重器“歼﹣20”的“双机对冲”、“旱地拔葱”成为全场的焦点（如图所示），换装后的中国心“国产涡扇﹣10”航空发动机在工作时，燃料燃烧产生的高温高压气体通过 的方式将内能转化为 ，所以也属于热机的一种。 【变式2-1】（23-24九年级上·辽宁营口·期末）下列实例中，属于内能转化为机械能的是（　　） A．搓手取暖 B．瓶塞冲出 C．压缩气体 D．钻木取火 【变式2-2】（2024·江苏泰州·二模）小明把一个刚喝完的纯净水瓶拧紧瓶盖，先用双手使劲扳弯纯净水瓶，然后快速松开左手，瓶内出现大量白雾，如图所示。白雾是 （填物质名称），在松手的过程中水蒸气的内能 （填变化情况）；松手后纯净水瓶内部物质发生物理变化的过程中，其能量转化过程与汽油机 冲程的能量转化过程相同。 考向3：汽油机的构造与工作过程 【典例3】（23-24九年级上·贵州黔东南·期中）如图所示，分别表示内燃机工作过程中的四个冲程，其中将内能转化为机械能的冲程是（　　） A． B． C． D． 【变式3-1】（23-24九年级上·山东德州·阶段练习）如图所示是汽油机工作时的四个冲程，下列说法正确的是（　　） A．汽油机吸气冲程汽缸吸进的物质是汽油 B．活塞在汽缸内往复运动一次，该汽油机对外做功一次 C．该汽油机的四个冲程正确的工作顺序是乙→甲→丁→丙 D．甲是压缩冲程，将内能转化为机械能；丁是做功冲程，将机械能转化为内能 【变式3-2】（23-24九年级上·江西南昌·期末）如图所示是演示点火爆炸实验装置，在演示前先给装置内喷少量的酒精，按动电火花发生器开关按钮，盒盖被打出去，这是因为酒精燃烧产生的热气对外 ；这过程与图中汽油机图 （选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）工作冲程的能量转化相同。 考向4：柴油机的构造与工作过程 【典例4】（23-24九年级上·湖南郴州·期末）关于柴油机和汽油机的下列说法中正确的是（　　） A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B．进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程 C．柴油机在吸气冲程中将柴油和空气吸入汽缸 D．柴油机的压缩冲程中，内能转化为机械能 【变式4-1】（23-24九年级上·陕西西安·期末）1876年，德国工程师奥托制造了第一台新型的以煤气为燃料的四冲程内燃机。如图为四冲程柴油机的工作过程。下列关说法正确的是（　　） A．汽油机和柴油机都是内燃机，吸入汽缸的物质相同 B．燃料在汽缸内猛烈燃烧，燃料热值迅速减小 C．压缩冲程主要是通过做功的方式增大缸内气体的内能 D．柴油机降温常用水做冷却剂是因为水的比热容小 【变式4-2】（23-24九年级上·广东广州·期末）如图，将活塞迅速向下压，玻璃筒底部的火柴头烧着了。这是因为活塞压缩空气时，空气的内能 ，温度 ；火柴头 （选填“吸收”“放出”） 热量，内能 ，温度达到燃点开始燃烧。此实验使火柴头燃烧起来的方式与 （选填“汽油机”“柴油机”）中燃料燃烧起来的方式相同。 考向5：内燃机工作过程中的计数问题 【典例5】（23-24九年级上·广东河源·期中）如图所示是四冲程汽油机工作时的 冲程，此过程中通过做功方式使气缸内燃料混合物的内能 （选填“增大”或“减小”），若其工作时，曲轴转速为，此汽油机1s内完成 个排气冲程。 【变式5-1】（23-24九年级上·广东惠州·开学考试）一台单缸四冲程内燃机正常工作时的转速为，该内燃机每秒做功 次，如图所示的单缸四冲程汽油机正处于 冲程，此时高温高压燃气的内能转化为 能。 【变式5-2】（23-24九年级上·江西吉安·期末）一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是6000r/min，该汽油机每秒内做功 次。除做功冲程外，四冲程汽油机的其它三个冲程是靠安装在曲轴上的飞轮的 来完成的。 一、单选题 1．（20-21九年级上·贵州遵义·期中）如图所示描述的物理过程，下列分析正确的是（　　） A．图甲：厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的温度升高，内能不变 B．图乙：瓶子内的空气推动塞子做功后，瓶子内空气的内能增大 C．图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增加 D．图丁：汽缸内的气体推动活塞向下运动，内能转化为机械能，气体内能减少 2．（2024·湖北省直辖县级单位·一模）关于如图所示的实验，下列说法错误的是（    ） A．这个实验说明可以利用物体内能对外做功 B．对木塞做功的过程中管内水蒸气的内能增加 C．此过程中水蒸气内能转化为木塞的机械能 D．这个实验能够显示热机的工作原理 3．（23-24九年级上·河北保定·期末）四冲程内燃机工作时，将内能转化成机械能的冲程是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 4．（23-24九年级上·山东枣庄·期末）如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中错误的是（　　） A．汽油机在吸气冲程中吸进汽缸的是汽油和空气的混合物 B．吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程的四个图的排序是：丁甲丙乙 C．丙图是做功冲程，发生的能量是把内能转化为机械能 D．若飞轮每分钟转3000转，则每秒对外做功50次 5．（23-24九年级上·河南郑州·期末）如图所示是我国古代劳动人民的智慧成果“取火器”的模型图，把木质推杆迅速推入内壁光滑的牛角套筒时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来。汽油机的下列冲程中与“取火器”能量转化相同的是（　　） A． B． C． D． 6．（23-24九年级上·江苏南通·期末）下列四个现象中，属于内能转化机械能的是（　　） A．压缩点燃棉花 B．蒸汽顶起壶盖 C．冬天哈气取暖 D．压缩冲程 7．（23-24九年级上·福建莆田·期末）如图所示是四冲程汽油机工作时各冲程的示意图，其中与汽车刹车过程中能量转化相同的是（　　） A． B． C． D． 8．（23-24九年级上·安徽淮北·期末）茶文化在中国已经有几千年的历史，在寒冷的冬季，泡上一壶茶，手握着茶杯，闻着浓浓的茶香，品一杯热茶，浑身上下暖暖的感觉。在品茶过程中涉及到的物理知识，下列说法错误的是（　　） A．闻到茶香，这是一种扩散现象 B．开水能很快泡出茶香，是因为温度越高，分子热运动越剧烈 C．烧水时水蒸气将壶盖顶起的能量转化与汽油机做功冲程相同 D．热茶上方冒出的白雾是一种汽化现象 二、填空题 9．（23-24九年级下·河南南阳·开学考试）如图所示是四冲程汽油机的 冲程，若该汽油机每分钟内做功600次，则汽油机飞轮的转速是 r/min。 10．（23-24九年级上·四川眉山·期中）如图所示为一单缸四冲程汽油机某冲程剖面图，此冲程把 （选填番号①内能转化为机械能②机械能转化为内能），该单缸四冲程汽油机的主要技术指标如表所示，则发动机做功的功率为 kW。 排量 2.0L 做功冲程推动活塞一次做功 2400J 转速 6000r/min 11．（23-24九年级上·黑龙江大庆·期末）如图甲为空气压缩引火仪，乙是四冲程汽油机的一个冲程，两图中以下几种情况对比：①能量转化情况；②改变气体内能的方式；③气体内能的变化，其中 （填序号）是相同的。若汽油机曲轴的转速为3600r/min，则1s内对外做功 次，汽油机在做功冲程中，缸内气体的 能转化为 能。 12．（23-24九年级上·安徽淮南·期末）在试管中装适量的水，试管口用塞子塞住，用酒精灯对试管加热，如图所示。加热一段时间后，塞子冲出时，看到试管口出现了“白气”。此时，管内气体与瓶塞之间发生了能量转化，这种转化与四冲程汽油机 （选填“压缩”或“做功”）冲程的能量转化相同。 13．（23-24九年级上·云南曲靖·期中）如图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，软木塞会跳起来。这一过程与汽油机的 冲程也发生同样的能量转化。如果该汽油机每秒钟对外做功20次该汽油机飞轮的转速是 r/min。 三、简答题 14．（2023·辽宁葫芦岛·二模）如图为我国古代劳动人民的智慧成果“取火器”的模型图，把木质推杆迅速推入内壁光滑的牛角套筒时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来。问： （1）从能量转化的角度解释艾绒燃烧的原因； （2）点燃艾绒的过程与四冲程柴油机哪个冲程的工作原理相同。    四、科普阅读题 15．（23-24九年级上·山西长治·期末）阅读短文，并回答问题。 航天器着陆的“平安之花” 2023年10月31日上午，一朵“红白伞花”缓缓降落在内蒙古的东风着陆场，“神舟十六号”载人飞船成功着陆 从距离地面300多公里的太空穿越大气层安全着陆，需要经历四次刹车。第一次刹车是发动机点火反推，让飞船脱离运行轨道，飞船以无动力状态在地球引力的作用下自由下落。第二次刹车是在距离地面100km的时候，返回舱高速进入大气层后，因此产生大量的热，造成温度急剧升高，开始用降落伞减速。科学家为开伞设计了一套程序，先是打开一个引导伞，返回舱的下降速度可由180m/s减至80m/s，然后由引导伞拉出一具减速伞，主伞先开一个小口，慢慢地全部撑开，返回舱底部的反推发动机瞬间点火，最终把最后的一点速度也抵消掉 （1）从“神舟十六号”返回情况来看，需要经历四次刹车，其中仅需要依靠地球引力作用自由下落是第 次刹车； （2）在第二次刹车时，返回舱的温度升高的原因是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变了其内能，这个过程与内燃机的 冲程类似； （3）第三次刹车时，返回舱减小的机械能转化为 能。 16．（23-24九年级上·江苏苏州·期末）阅读材料，回答问题 空气动力是指空气与物体相对运动时作用在物体上的力，简称气动力。经过长时间探索，人们已经成功制造出使用空气作为动力的活塞式发动机。 如图甲是某新型空气动力汽车，储气罐总容量为80L，可储存标准大气压下90m3的空气，其设计最高速度可达144km/h，平均每加满一次气能行驶200km。该车发动机的工作原理如图乙和图丙所示。由于空气发动机不直接使用燃料，因而具有体积小、结构简单和“零”排放等优点。 虽然因为技术不成熟还存在某些缺点，但是这项技术仍然具有广阔的发展前景。 （1）空气动力汽车发动机工作时，将 能转化为机械能； （2）空气发动机在工作过程中，曲轴转动一圈完成一个工作循环，当转速表显示3000r/min时，该空气发动机活塞每秒经历 个冲程，对外做功 次； （3）若该车在水平地面上以最高速度向前匀速行驶5min，受到的阻力为1000N，则牵引力对汽车做功为 J。 $$