第03讲 热机及其工作原理（预习）-【暑假自学课】2025年新九年级物理暑假提升精品讲义（沪科版（五四制））

第03讲 热机及其工作原理 内容导航——预习三步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 练习题 讲典例：教材习题学解题、快速掌握解题方法 练考点 强知识：八大核心题型精准练 第二步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第三步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 什么是热机 1、自主活动 如图10-3-2所示，将适量水注入试管并用橡胶塞塞住试管口。用酒精灯加热试管，直至橡胶塞被“顶出”试管口。讨论并交流橡胶塞被“顶出”试管口的原因。 在上述实验中，酒精燃烧放出的热量，使水蒸气受热膨胀对橡胶塞做功，使橡胶塞被“顶出”试管口。 上述实验可以用来简单模拟热机产生动力的过程。 2、热机：我们把利用燃料燃烧释放的能量做功的机械叫做热机 。 3、热机工作原理：图10-3-3为热机工作原理的示意图，热机自高温物体处吸收热量，其中一部分用来对外做功，另一部分流向低温物体。 因此热机是将内能转化为机械能的机械。 4、热机的分类：热机的种类较多，按照燃料燃烧场所的差异，热机可分为外燃机和内燃机两种。 5、热机的分类——外燃机：燃料在发动机外的锅炉内燃烧并产生动力的热机叫做外燃机，蒸汽机就是最早的外燃机，它利用燃料加热锅炉中的水产生高压水蒸气，高压水蒸气推动活塞对外做功。由于老式蒸汽机过于笨重、能耗大、效率低，已逐渐被淘汰 。 举例：蒸汽轮机与蒸汽机工作模式相似，由大型锅炉产生的高温高压水蒸气直接喷射到汽轮机的叶片上，推动巨型汽轮机转动，带动大型发电机发电。目前，蒸汽轮机被广泛运用于电力工业领域。 6、热机的分类——内燃机：燃料直接在发动机内的气缸中燃烧并产生动力的热机叫做内燃机，现代社会中大部分交通工具的发动机都是内燃机 。 知识点2 内燃机如何工作？ 1、内燃机的分类：最常见的内燃机是汽油机和柴油机，它们分别用汽油和柴油作为燃料 。 2、汽油机的结构示意图：如图所示，汽油机主要由气缸、活塞、火花塞、进气门、排气门、曲轴和连杆组成。 3、四冲程汽油机工作过程示意图 汽油机工作时，活塞在气缸内做往复运动 ， 下图是汽油机工作过程示意图。 汽油机的一个工作循环的四个冲程：活塞做一次单向运动的过程称为一个冲程， 汽油机的一个工作循环过程包括四个冲程，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。 做功冲程的重要性：做功冲程中，燃气对外做功，带动与曲轴相连的飞轮实现持续运转。其余三个冲程是辅助冲程，活塞靠旋转飞轮的惯性带动曲轴连杆运动。 4、柴油机的结构及其工作循环过程 ①柴油机的结构：柴油机的结构与汽油机相似，图10-3-6为柴油机的结构示意图，由于柴油机通过压缩空气直接点燃柴油，气缸顶部的火花塞换成了喷油嘴 。 ②柴油机的工作循环过程：柴油机的工作循环过程也分为吸气、压缩 、做功、排气四个冲程。吸气冲程中只有空气进入气缸。压缩冲程使气缸内的空气温度升高。压缩结束时，气缸内温度超过柴油燃点，此时，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立即燃烧起来。做功冲程中气缸内气体的压强、温度急剧增大，从而有力地推动活塞对外做功。 5、汽油机与柴油机的异同 ①与汽油机相比，柴油机的零件结构强度更高，也更笨重，但柴油机油耗低、功率大C用于载重汽车、坦克、轮船及小型发电机。近年来，随着柴油机技术的进步，传统柴油机的缺点逐步得到改善，目前许多汽车也采用柴油机作为动力装置。 ②柴油机和汽油机的相同点与不同点 6、STSE(部分) 火箭发动机(图10-3-7)是一种新型的热机。由于要在缺氧的高空中工作、火箭发动机与大多数普通热机不同，必须自带氧化剂(如液氧)。燃料和氧化剂在燃烧室内燃烧，产生高温高压燃气，燃气通过喷口向后喷出推动火箭前进。 教材习题01 热机是将 能转化为 能的机械。 【答案】 内 机械 解题方法 掌握热机的概念、热机的工作原理：热机自高温物体处吸收热量，其中一部分用来对外做功，另一部分流向低温物体。 教材习题02 图10-3-9为内燃机工作四个冲程的示意图。 (1)由图可判断：(a)为 冲程，(b)为 冲程，(c)为 冲程，(d)为 冲程。 (2)这四个冲程中，实现内能转化为机械能的是 。 【答案】 (1) 吸气 压缩 排气 做功；（2）做功冲程/(d) 解题方法 知道汽油机的一个工作循环中的四个冲程各自的特点（进气、排气、活塞运动方向、能量转化特点等）。 题型一 热机 1．下列运载工具中，利用热机工作的是（　　） A．汽车 B．竹筏 C．无轨电车 D．自行车 【答案】A 【详解】A．汽车的动力由汽油机提供，汽油机属于热机，故A符合题意； B．竹筏利用水流前进，没有利用热机，故B不符合题意； C．无轨电车利用电动机驱动，没有利用热机，故C不符合题意； D．自行车利用人力提供动力前进，没有利用热机，故D不符合题意。 故选A。 2．热机的出现改变了世界，最早的热机是（　　） A．汽油机 B．蒸汽机 C．火箭发动机 D．喷气发动机 【答案】B 【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B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 3．下列工具工作过程中使用热机的是（　　） A．“山东舰”上的战斗机 B．奥运会上的帆船 C．共享单车 D．电动新能源汽车 【答案】A 【详解】A．战斗机，使用燃油做燃料，利用燃油燃烧产生燃气的内能转化成机械能，属于热机，故A符合题意； B．帆船，利用风能，不属于热机，故B不符合题意； C．共享单车，消耗人体的化学能转化为自行车的机械能，不属于热机，故C不符合题意； D．新能源电动车，消耗的是电池的电能转化成机械能，不属于热机，故D不符合题意。 故选A。 4．以下机械属于内燃机的是（　　） A．电风扇 B．汽油机 C．滑轮 D．洗衣机 【答案】B 【详解】AD．电风扇和洗衣机的主要部件电动机，不是内燃机，故AD不符合题意； B．内燃机是一种热机，汽油机和柴油机都是内燃机，故 B符合题意； C．滑轮是一种简单机械，不是内燃机，故C不符合题意。 故选B。 5．热机的发明及广泛使用，对人类社会的发展起到了重要的作用，下列不属于热机应用的是（    ） A．喷气式飞机 B．柴油拖拉机 C．纯电动汽车 D．燃油摩托车 【答案】C 【详解】ABD．喷气式飞机、燃油摩托车、柴油拖拉机均是使用热机进行运作，将燃料燃烧产生的内能转化为机械能，故ABD不符合题意； C．纯电动汽车利用的是电能，将电能转化为机械能，没有使用热机，故C符合题意。 故选C。 6．如图所示，这是一个 （选填“柴油机”或“汽油机”）模型。家用汽车一般选用 （选填“柴油机”或“汽油机”）做为发动机。 【答案】 柴油机 汽油机 【详解】[1]柴油机和汽油机构造上的区别：柴油机汽缸顶部有喷油嘴，而汽油机顶部有火花塞，图中顶部是喷油嘴，所以这是一个柴油机的模型。 [2]汽油机轻巧、便利，噪声相对较小，一般家用汽车的发动机是汽油机。 题型二 内燃机（汽油机、柴油机）的工作循环过程 7．内燃机工作的过程，是将燃料所具有的 能最终转化为 能的过程，该过程可分成四个阶段（冲程），依次为 冲程、 冲程、. 冲程和 冲程． 【答案】 化学 机械 吸气 压缩 做功 排气 【详解】[1][2][3][4][5][6]内燃机工作的过程，是将燃料所具有的化学能转化为内能，再将内能转化为机械能的过程，该过程可分成四个阶段（冲程），依次为吸气冲程，也叫第一冲程，压缩冲程，也叫第二冲程，做功冲程，也叫第三冲程，排气冲程，也叫第四冲程． 8．关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（　　） A．吸气冲程：只吸入空气 B．压缩冲程：缸内温度降低 C．做功冲程：气体推动活塞做功 D．排气冲程：内能转化为机械能 【答案】C 【详解】A．吸气冲程：吸入空气和汽油的混合物，故A错误； B．压缩冲程：活塞压缩混合气做功，缸内气体内能增大，温度升高，故B错误； C．做功冲程：燃烧后的高温高压气体推动活塞做功，内能转化为机械能，故C正确； D．排气冲程：排气门打开，进气门开闭，由飞轮的惯性带曲轴转动，带活塞上移，排出废气，不涉及内能与机械能间的转化，故D错误。 故选C。 9．汽油机是热机的一种，汽油在气缸内燃烧时将 能转化为 能，如图所示是四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在 冲程。 【答案】 化学 内 排气 【详解】[1][2]在做功冲程里，汽油在气缸内燃烧时，消耗化学能，产生了内能，故将化学能转化为内能。 [3]如图，进气门关闭，排气门打开，活塞上行，因此是排气冲程。 10．内燃机是将 能转化机械能的装置。内燃机的一个工作循环是由 个冲程组成的。其中压缩冲程是把 能转化为 能。 【答案】 内 四 机械 内 【详解】[1][2][3][4]内燃机是依靠燃料燃烧将内能转化为机械能的装置，内燃机的一个工作循环有四个冲程，即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，在压缩冲程中，活塞由上向下压缩汽缸内的空气，即对空气做功，使得空气的内能增加，温度升高，将机械能转化为内能。 11．四冲程汽油机工作时，将内能转化为机械能的冲程是（    ） 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】热机的四个冲程中，压缩冲程和做功冲程有明显的能量转化，压缩冲程将机械能转化成内能，做功冲程将内能转化成机械能，故C符合题意。ABD不符合题意。 故选C。 12．汽车获得动力的冲程是 A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【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，在内燃机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程中机械能转化为内能；二是做功冲程中内能转化为机械能，在此冲程汽车获得动力．故ABD错误，C正确． 13．如图为四冲程汽油机内部结构图，下列说法正确的是（    ） A．汽油机吸气冲程吸入的只有空气 B．飞轮每转2转，汽油机对外做功1次 C．图中冲程能量转化是将机械能转为内能 D．汽车利用汽油机的压缩冲程获得动力 【答案】B 【详解】A．柴油机吸气冲程吸入的只有空气，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，故A错误； B．根据汽油机的工作过程可知，飞轮每转2转，汽油机对外做功1次，故B正确； C．图中进排气门全关，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，故C错误； D．汽车利用汽油机的做功冲程获得动力，故D错误。 故选B。 14．某单缸四冲程内燃机的转速为1800r/min，如图为该内燃机某冲程的示意图。下列说法错误的是（　　） A．该内燃机是柴油机 B．这是压缩冲程，机械能转化为内能 C．该冲程是靠飞轮惯性完成的 D．该内燃机正常工作时，1s对外做功15次 【答案】A 【详解】A．根据汽油机和柴油机的区别可知，汽油机的汽缸顶部有一个火花塞，柴油机的汽缸顶部有一个喷油嘴，因此该内燃机是汽油机，故A错误，符合题意； B．由图可知，两个气门都关闭，活塞向上运动，因此是压缩冲程，压缩冲程将机械能转化为内能，故B正确，不符合题意； C．单缸四冲程内燃机工作时，只有做功冲程对外做功，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的，所以该冲程是压缩冲程，是靠飞轮惯性完成的，故C正确，不符合题意； D．内燃机一个工作循环，飞轮转两圈，四个冲程，对外做功一次，因此转速为1800r/min的内燃机，每秒钟飞轮转30周，完成15个工作循环，对外做功15次，故D正确，不符合题意。 故选A。 15．汽油机的顶部有 （火花塞/喷油嘴），除了做功冲程外，其它冲程是靠飞轮的 来完成的． 【答案】 火花塞 惯性 【详解】汽油机的顶部有火花塞； 汽油机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．做功冲程把内能转化为机械能，对外提供动力．其他三个冲程要靠飞轮的惯性来完成． 故答案为火花塞；惯性． 【点睛】本题考查了汽油机的四个冲程，使汽车获得动力的冲程是做功冲程． 题型三 内燃机的四个冲程示意图综合辨析、填空 16．如图所示是内燃机工作的四个冲程，吸气冲程是 ；通过做功来改变燃气的内能的冲程有 。（均选填序号）    【答案】 ② ④ 【详解】[1]①中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，通过做功改变了空气和汽油混合物的内能；②中的进气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程。 [2]③中的排气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程；④中的两个气阀都关闭，火花塞点火，活塞下运动，所以为做功冲程，通过做功来改变燃气的内能。 17．如图所示的某单缸四冲程汽油机，下列说法正确的是（　　） A．靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁 B．四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙甲乙 C．甲图中能量的转化是内能转化为机械能 D．乙图中汽缸内气体温度会下降 【答案】D 【详解】甲图：两气门都关闭，活塞向上运行，汽缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为内能； 乙图：排气门打开，活塞向上运动，汽缸容积减小，是排气冲程； 丙图：两气门都关闭，活塞向下运行，汽缸容积增大，是做功冲程，将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，为汽车提供动力； 丁图：进气门打开，活塞向下运行，汽缸容积增大，是吸气冲程； A．由以上分析可知，在热机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程是靠飞轮的惯性完成的，即依靠飞轮惯性完成的冲程是：甲、乙、丁冲程，故A错误； B．热机的四个冲程依次是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，即丁、甲、丙、乙，故B错误； C．甲图中能量的转化是机械能转化为内能，故C错误； D．在排气冲程中，高温、高压的废气被排出，则汽缸内气体温度会下降，故D正确。 故选D。 18．汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中正确的是（　　） A．图甲是压缩冲程，是将内能转化为机械能 B．在一个工作循环中，活塞上下往复一次 C．图丙冲程中，汽缸内的内能减小、温度降低 D．图丁是吸气冲程，吸入汽缸的物质是汽油 【答案】C 【详解】A．图甲是压缩冲程，活塞压缩气体做功，是将机械能转化为内能，故A错误； B．在一个工作循环中，活塞上下往复两次，故B错误； C．图丙冲程是做功冲程，燃料燃烧产生的高温高压气体推动活塞做功，汽缸内的内能减小、温度降低，故C正确； D．图丁是汽油机的吸气冲程，吸入汽缸的物质是汽油和空气的混合物，故D错误。 故选C。 19．如图所示为某单缸四冲程内燃机工作示意图，下列说法中正确的是（   ） A．一个完整工作循环的顺序是：乙甲丁丙 B．乙冲程是依靠飞轮的惯性运转的 C．丙冲程发生的能量转化是机械能转化为内能 D．丁冲程发生的能量转化是内能转化为机械能 【答案】B 【详解】如图所示，甲图中气门都关闭，活塞向下运动，有喷油或者点火现象，是做功冲程，内能转化为机械能；乙图进气门打开，活塞向下运动为吸气冲程，没有能量转化，靠飞轮惯性运转；丙图排气门打开，活塞向上运动为排气冲程，没有能量转化，靠飞轮惯性运转；丁图气门都关闭，活塞向上运动为压缩冲程，机械能转化为内能。一个完整工作循环的顺序是：乙丁甲丙，故ACD错误，B正确。 故选B。 题型四 计算对外做功次数、完成冲程个数等 20．一个单缸四冲程内燃机的转速为3000r/min，那么每秒对外做功 次，每秒完成了 个冲程，其中一个工作循环中 冲程不是靠飞轮惯性完成的。 【答案】 25 100 做功 【详解】[1][2]四冲程内燃机1个工作循环，飞轮转2圈，做1次功，完成4个冲程。一个单缸四冲程内燃机的转速为3000r/min，则1s内转50圈，做25次功，完成100个冲程。 [3]做功冲程是高温高压气体推动活塞做功，提供动力，其他冲程都是靠飞轮的惯性完成的，所以做功冲程不是靠飞轮的惯性完成的。 21．某四冲程汽油机的转速是1500r/min，那么在1min时间内，该汽油机的冲程数和燃气做功次数分别是（　　） A．3000个，6000次 B．6000个，3000次 C．3000个，750次 D．750个，3000次 【答案】C 【详解】汽油机飞轮转2周做功一次，做一次功需4个冲程，由题意可知，四冲程汽油机的转速是1500r/min，可知做功为750次，需冲程为3000个，故C正确，符合题意，ABD错误，不符合题意。 故选C。 22．一台内燃机的飞轮转速是1440转/分，那么在每秒钟内（　　） A．飞轮转动24转，燃气对活塞做功720次，活塞完成2880个冲程 B．飞轮转动24转，燃气对活塞做功24次，活塞完成24个冲程 C．飞轮转动24转，燃气对活塞做功12次，活塞完成48个冲程 D．飞轮转动24转，燃气对活塞做功1440次，活塞完成1440个冲程 【答案】C 【详解】已知飞轮转速为1440r/min=24r/s，在1个工作循环中，飞轮转2圈，完成4个冲程并对外做功1次；所以，在每秒钟内，该内燃机的飞轮转动24转，燃气对活塞做功12次，活塞完成48个冲程，故ABD错误，C正确。 故选C。 23．在泸州二环路道路上，随时都可看到人们骑着摩托车出行，它的主要部件就是汽油机，行驶时，汽油在气缸内燃烧，将 能转化为内能，内能推动活塞做功，使摩托车最终获得 能而运动起来，当摩托车内燃机飞轮的转速为4800r/min时，它每秒对外做 次功。 【答案】 化学 机械 40 【详解】[1][2]热机是利用燃料燃烧将化学能转化为内能，内能推动活塞做功，工作时把内能转化为机械能。 [3]单缸四冲程汽油机的飞轮转速是4800r/min=80r/s，因一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，对外做功一次；所以每秒对外做功40次。 题型五 热机工作原理的应用 24．如图所示的实验，试管口木塞冲出过程中，下列说法错误的是（　　） A．试管口出现的白雾是水蒸气液化形成的 B．试管口出现白雾说明水蒸气内能增加 C．能量转化情况与内燃机做功冲程相同 D．水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减少 【答案】B 【详解】如图所示实验中，木塞冲出时，是试管内水蒸气对木塞做功，将水蒸气的内能转化为木塞的机械能，那么水蒸气的内能减小，温度降低，水蒸气液化成小水珠，于是试管口出现了白雾，而内燃机的做功冲程是内能转化为机械能，所以这个能量转化与内燃机做功冲程相同，故ACD正确，不符合题意，B错误，符合题意。 故选B。 25．如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，然后快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧的现象，此过程中活塞对筒内空气 ，使空气的 能增加，这与四冲程汽油机中 冲程的能量转化相同。 【答案】 做功 内 压缩 【详解】[1][2]此过程中活塞压缩空气，对筒内空气做功，使空气内能增加。 [3]四冲程汽油机中压缩冲程中，机械能转化为内能，与活塞压缩空气的能量转化相同，故填压缩。 26．如图（a）所示为汽油机工作时的某冲程工作简图，它所表示的是 冲程。在这个冲程中，气体温度 （选填“降低”、“不变”或“升高”）， 能转化为了 能。如图（b）所示，用酒精灯给试管中的水加热，水温上升，直至沸腾一段时间后，会看到试管口的橡皮塞被冲出，其能量转化与汽油机 冲程的能量转化相同。    【答案】 压缩 升高 机械 内 做功 【详解】[1][2][3][4]如图（a）所示，进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，这表示的是内燃机的压缩冲程；在压缩冲程中，气缸内的气压增大，气体温度升高；在这个过程中机械能转化为内能。 [5]如图（b）所示，用酒精灯给试管中的水加热，水温上升，直至沸腾一段时间后，会看到试管口的橡皮塞被冲出。在此过程中，水蒸气对橡皮塞做功，水蒸气的内能转化为橡皮塞的机械能，汽油机做功冲程的能量转化也是内能转化为机械能。 27．如图所示，在烧瓶内盛少量的水，向瓶内打气，当瓶塞跳起来的时候，可以看到瓶内出现白雾。下列解释不正确的是（　　） A．打气筒的温度升高了，是通过做功的方式改变了内能 B．给瓶内打气，瓶内气体的内能增大了 C．瓶塞跳起时，是内能转化成了机械能 D．瓶内的空气膨胀对外做功，空气内能增大，瓶内出现的白雾是空气遇冷液化形成的 【答案】D 【详解】AB．打气筒压缩瓶内空气做功，使得瓶内空气内能增大，温度升高，这是通过做功的方式改变了内能，故AB正确，不符合题意； C．瓶塞跳起时，速度增大，高度增大，机械能增大，瓶内空气的内能转化为瓶塞的机械能，故C正确，不符合题意； D．瓶塞跳起来时瓶内的空气对瓶塞做功，空气内能减小，温度降低，瓶内的水蒸气遇冷液化成白雾，而不是空气液化成白雾，故D错误，符合题意。 故选D。 题型六 柴油机的结构示意图 汽油机与柴油机的异同 28．小红到乡村参加劳动实践，发现农用拖拉机使用的是柴油机，其结构原理如图，关于其四冲程柴油机的描述正确的是（　　） A．吸气冲程中吸入汽缸的只有空气 B．压缩冲程中机械能转化为柴油和空气混合物的内能 C．做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的 D．排气冲程中，废气带走的能量最少 【答案】A 【详解】A．柴油机在吸气冲程中，进气门开启，排气门关闭，活塞向下运动，吸入气缸的是空气，故A正确； B．在柴油机的压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内的空气，使空气的温度升高、内能增大。此过程中是将活塞的机械能转化为空气的内能，由于此时还没有喷入柴油，所以不存在柴油和空气混合物，故B错误； C．做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，带动曲轴旋转对外做功，将内能转化为机械能的过程，不是依靠飞轮的惯性完成的。而吸气、压缩和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，故C错误； D．因为燃料燃烧后产生的废气温度较高，含有大量的内能，这些内能随着废气的排出而损失掉。在柴油机的能量损失中，排气冲程中废气带走的能量是主要部分之一，故D错误。 故选A。 29．关于内燃机下列说法正确的是（　　） A．四冲程内燃机工作过程只有一个工作循环 B．汽油机和柴油机汽缸顶部都有一个火花塞 C．汽油机是内燃机，柴油机不是内燃机 D．汽油机和柴油机都有做功冲程 【答案】D 【详解】A．四冲程内燃机工作过程有无数个工作循环，故A错误； B．汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部有一个喷油嘴，故B错误； C．汽油机和柴油机都是内燃机，故C错误； D．汽油机和柴油机的工作过程都包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，则都有做功冲程，故D正确； 故选D。 30．下列关于汽油机和柴油机的说法，正确的是 （　　） A．柴油机的工作过程分为吸气、压缩、排气三个冲程 B．汽油机和柴油机都属于内燃机 C．汽油机比柴油机笨重 D．汽油机的功率比柴油机大 【答案】B 【详解】A．柴油机的工作过程分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程，故A错误； B．柴油机和汽油机都是利用内能做功的机器，都是热机，因为燃料都是在汽缸内燃烧，又都叫做内燃机，故B正确； CD．柴油机一般比较笨重，功率相对较大，常用于卡车、大型拖拉机等；汽油机比柴油机较轻巧，常用于小型汽车等，故CD错误。 故选B。 31．关于汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（　　） A．汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴 B．汽油机用压燃式点火，柴油机用点燃式点火 C．吸气冲程中，汽油机吸入汽油和空气混合物，柴油机只吸入空气 D．小汽车、摩托车通常用汽油机做发动机；卡车、挖掘机用柴油机做发动机 【答案】B 【详解】A．汽油机汽缸顶部有火花塞，柴油机汽缸顶部有喷油嘴，故A正确； B．柴油机与汽油机采用的点火方式不同，柴油机采用压燃式，汽油机采用点燃式，故B错误； C．在热机的吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合气体，柴油机吸入的只有空气，故C正确； D．柴油机一般用于大型机械，例如卡车、挖掘机；汽油机用于小型机械，例如小汽车、摩托车，故D正确。 故选B。 32．关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法： ①在压缩冲程中，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①②③ 【答案】D 【详解】①②③汽油机四冲程分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，机械能转化为内能；在做功冲程中，高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功，是内能转化为机械能；四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，其它三个冲程都依靠飞轮的惯性完成，故①②③正确； ④汽油机顶部有火花塞，采用的是点燃式点火；而柴油机汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴，采用的压燃式点火，汽油机和柴油机的点火方式不相同，故④不正确。 故选D。 题型七 作图题 33．如图是四冲程汽油机的工作示意图，请在图中画出此冲程中左侧进气门的开闭状态，并在括号中用箭头标出活塞的运动方向。 【答案】 【详解】火花塞产生电火花，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，所以此冲程中左侧进气门为关闭状态，活塞的运动方向向下。如图所示    34．如图甲所示，这是四冲程内燃机吸气冲程的示意图，请在图乙中画出压缩冲程中进气门、排气门的开闭情况。 【答案】 【详解】在内燃机的压缩冲程中，两个气门都关闭，活塞向上运动，如下图所示： 。 35．如图所示，图甲是四冲程内燃机吸气冲程的示意图，图乙是做功冲程示意图，请在图乙中画出活塞的运动方向和进气门、排气门的开闭情况。 【答案】 【详解】做功冲程，两个气门都关闭，活塞向下运动，如图所示：\ 题型八 实验题 36．如图所示，某同学探究物体对外做功时能量的转化情况。他利用酒精灯给试管和水加热如图（a），当水沸腾后，水蒸气会把瓶塞“冲”出去如图（b），在研究过程中发现，如将瓶塞塞的紧一些，酒精灯对试管和水的加热时间会长一些，瓶塞被“冲”出去的距离会远一些如图（c）。 （1）观察图 （a）和图（b）或图（a）和图（c），在水蒸气把瓶塞“冲”出去的过程中，水蒸气对瓶塞 ，在此过程中，能量的转化情况是 ； （2）分析比较图（b）和图（c）的实验现象， 可以得出初步结论： 。 【答案】 做功 内能转化为机械能 物体对外做功时，内能越大，转化的机械能越多 【详解】（1）[1][2]在水蒸气把瓶塞“冲”出去的过程中，水蒸气推动瓶塞运动，对瓶塞做功，水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能。 （2）[3]图（c）和图（b）相比，将瓶塞塞的紧一些，酒精灯对试管和水的加热时间会长一些，水蒸气具有的内能更大，瓶塞被“冲”出去的距离会远，说明瓶塞获得的机械能变多，则可得出结论，物体对外做功时，内能越大，转化的机械能越多。 37．如图是研究“做功与内能改变的关系”实验，玻璃瓶内盛有少量的水，用塞子塞紧： (1)用气筒往瓶内打气，在瓶塞未跳起前，瓶内气体的内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 (2)实验时，你应该注意观察的是______（选填字母）。 A．打气时瓶内水的情况 B．打气的过程 C．瓶塞跳起时瓶内的现象 D．瓶塞跳起的现象 (3)“白雾”现象是由于 （选填“瓶塞”或“瓶内气体”）对外做功后，温度降低的结果，四冲程汽油机的 冲程与上述实验过程中能量的转化是一致的。 【答案】(1)增大 (2)C (3) 瓶内气体 做功 【详解】（1）用气筒往瓶内打气，在瓶塞未跳起前，打气筒对气体做功，气体的内能增大。 （2）本实验主要探究的是气体对瓶塞做功后，气体自身的内能情况，因此需要观察瓶塞跳起时瓶内的现象，即气体的状态变化，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 （3）[1]白雾是因为瓶内气体对瓶塞做功，气体的内能减小，内能转化为机械能，气体的温度降低，由水蒸气液化成的小水滴。 [2]四冲程汽油机中的做功冲程，气体燃烧对活塞做功，内能转化为机械能，与上述实验过程中能量的转化是一致的。 38．实验探究（请将下列实验报告中的空缺部分填写完整） (1)做功改变物体的内能 ①如图所示是空气压燃仪示意图，玻璃筒内置有一小团沾有乙醚的棉花，将活塞迅速压下去，将会看到棉花 ，由此说明，对物体 ，物体的内能 。 ②如图所示，大口玻璃瓶内有一些水，当向瓶内打气时，会看到当瓶塞弹出的同时，观察到瓶内出现 ，这说明水蒸气 成了可以看到的小水滴。由此说明，物体对外 ，物体的内能 。 (2)如图所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，加热一段时间，发现木塞被 ， 能转化 能。由此原理制造出的机械叫 。 【答案】 (1) 燃烧 做功 增加 白雾 液化 做功 减小 (2) 冲开 内 机械 热机 【详解】 （1）[1][2][3]图中，将活塞迅速压下去，对筒内气体做功，气体内能增大、温度升高，达到棉花的燃点，会看到棉花燃烧，说明对物体做功，物体的内能增加。 [4][5][6][7]图中，当瓶塞跳出时，气体膨胀对外做功，自身内能减小，温度降低，瓶内水蒸气遇冷发生液化，会观察到瓶内壁上有水雾，说明物体对外做功，物体的内能减小。 （2）[1][2][3][4]在试管内装些水，用软木塞塞住，加热一段时间后观察到的现象是：水蒸气会把木塞冲开；水蒸气冲开瓶塞的过程，水蒸气内能减小，将内能转化为塞子的机械能，人们利用这一原理制造出的机械叫热机。 39．小明发现用打气筒给篮球打气时，外壁有些发热，这是什么原因导致的呢？实验小组联系所学物理知识，提出了以下两个猜想： 猜想1：可能是活塞与简壁摩擦； 猜想2：可能是活塞不断压缩气体做功； 他们选用打气筒、测温枪、计时器、气压不足的篮球等设计了实验进行探究，实验时分别在打气筒的上部和下部标注两个测温点，如图所示： （1）打气筒内壁热量是通过 的方式传递到外壁；活塞在打气筒内向下运动时的能量转化情况，与四冲程内燃机的 冲程相同； （2）实验方案：用打气筒向气压不足的篮球内打气，10s内活塞在筒内往复运动20次，立即测出此时两个测温点的温度。待气筒外壁温度降至室温（25℃）后，放出篮球中的部分气体，使其内部气压与打气前相同，重复上述操作，实验数据记录如下表： 实验次序 时间/s 活塞往复次数 上部温度/℃ 下部温度/℃ 1 10 20 30.7 36.6 2 10 20 30.2 36.2 3 10 20 30.5 36.3 ①根据上、下部存在温度差，可知猜想 一定是正确的； ②进一步验证①中的猜想：他们将打气筒与篮球 （选填“连接”或“不连接”），让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数，测出打气筒外壁的温度；当观察到 的现象，就说明①中结论是正确的。 【答案】 热传递 压缩 2 不连接 上部与下部的温度相同 【详解】（1）[1]打气筒内壁热量是通过热传递的方式传递到外壁的。 [2]活塞在打气筒内向下运动时，活塞对筒内的空气做功，机械能转化为内能，能量转化与内燃机的压缩冲程相同。 （2）[3]由表中数据可知，打气筒下部温度高于上部温度，说明活塞对筒内的空气做功，空气的内能增加，温度升高，造成下部温度高于上部温度，因此猜想2是正确的。 [4][5]利用控制变量法，要进一步验证猜想，应让活塞只克服摩擦做功，而不压缩空气，所以打气筒不与篮球连接，让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数，测出打气筒外壁的温度；当观察到上部与下部的温度相同的现象，就说明①中结论是正确的。 知识导图记忆 知识目标复核 1．热机的概念、分类（外燃机和内燃机）； 2：内燃机（汽油机、柴油机）的结构及工作循环过程； 3．汽油机、柴油机的相同点与不同点。 一、单选题 1．汽油机工作循环中，属于内能转化为机械能的冲程是（　　） A．做功冲程 B．吸气冲程 C．排气冲程 D．压缩冲程 【答案】A 【详解】汽油机共有四个冲程，汽油机在做功冲程将内能转化为机械能。 故选A。 2．关于汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（　　） A．汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴 B．汽油机用压燃式点火，柴油机用点燃式点火 C．吸气冲程中，汽油机吸入汽油和空气混合物，柴油机只吸入空气 D．小汽车、摩托车通常用汽油机做发动机；卡车、挖掘机用柴油机做发动机 【答案】B 【详解】A．汽油机汽缸顶部有火花塞，柴油机汽缸顶部有喷油嘴，故A正确； B．柴油机与汽油机采用的点火方式不同，柴油机采用压燃式，汽油机采用点燃式，故B错误； C．在热机的吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合气体，柴油机吸入的只有空气，故C正确； D．柴油机一般用于大型机械，例如卡车、挖掘机；汽油机用于小型机械，例如小汽车、摩托车，故D正确。 故选B。 3．汽油机工作时，一个工作循环的冲程个数是（　　） A．2 B．3 C．4 D．5 【答案】C 【详解】汽油机的一个工作循环包括：吸气、压缩、做功、排气四个冲程。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 4．关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（　　） A．吸气冲程：吸入汽油和空气的混合物 B．压缩冲程：缸内温度降低 C．做功冲程：活塞推动气体做功 D．排气冲程：内能转化为机械能 【答案】A 【详解】A．汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物，故A正确； B．在压缩冲程，活塞对气体做功，将机械能转化为内能，气体的内能变大，温度升高，故B错误； C．做功冲程中，燃气对活塞做功，燃气的内能转化为活塞的机械能，故C错误； D．排气冲程中没有能量的转化，故D错误。 故选A。 5．四冲程汽油机工作时，能量发生转化的冲程有（　　） A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 【答案】B 【详解】内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，在压缩冲程中，将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能，吸气冲程和排气冲程没有能量的转化，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 6．如图，是四冲程汽油机工作时的一个冲程，下列说法中正确的是（　　） A．这是做功冲程，此过程中机械能转化成内能 B．这是做功冲程，此过程中内能转化成机械能 C．这是压缩冲程，此过程中内能转化成机械能 D．这是压缩冲程，此过程中机械能转化成内能 【答案】D 【详解】图中的进气门与排气门都关闭，活塞上行（汽缸容积变小），是压缩冲程，把机械能转化为内能，故ABC错误， D正确。 故选D。 7．关于如图说法正确的是（   ） A．图中所表示的是做功冲程 B．该冲程的能量转化是内能转化成机械能 C．该种程是依靠飞轮惯性完成的 D．该冲程的上一个冲程吸入的物质只有空气 【答案】C 【详解】A．图中所表示的冲程的两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故A错误； B．压缩冲程的能量转化是机械能转化成内能，故B错误； C．内燃机的工作过程中，除了做功冲程以外，其他的冲程是依靠惯性来完成的，即压缩冲程是依靠飞轮惯性完成的，故C正确； D．由图得，该热机有火花塞，是汽油机，汽油机吸入的物质有空气和汽油的混合物质，故D错误。 故选C。 8．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。 二、填空题 9．热机是把 转化成 的机器，请举出一种生产生活中使用的热机 。 【答案】 内能 机械能 内燃机 【详解】[1][2]热机是指利用内能做功的机械，热机在使用过程中将内能转化为机械能。 [3]热机的种类很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机等。 10．最早出现的热机是 （选填“蒸汽机”或“内燃机”）。四冲程汽油机的一个工作循环中， 冲程是由活塞对气体做功，气体的温度升高，其实质是将 能转化为 能。 【答案】 蒸汽机 压缩 机械 内 【详解】[1]最早出现的热机是蒸汽机，世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家亚历山大港的希罗于公元1世纪发明的汽转球。 [2][3][4]内燃机的四个冲程中，其中压缩冲程中进气门与排气门关闭，活塞向上运动，对气体做功，气体的温度升高，其实质是将活塞的机械能转化为空气的内能。 11．如图所示，汽油机工作时，吸入汽缸内的汽油和空气的混合气体处于 （选填“A”或“B”）位置内，此时是汽油机工作的 冲程，此冲程中混合气体的内能 （选填“减少”或“增加”），这是通过 的方式改变其内能。 【答案】 A 压缩 增加 做功 【详解】[1]吸气冲程吸入的气体应进入内燃机的汽缸内，因此混合气体应处于A位置内。 [2][3][4]从图中可以看出，两气门都关闭且活塞向上运动，可以判断这个冲程是压缩冲程；压缩冲程是机械能转化为内能，则汽缸内混合气体的内能增大；这是通过做功的方式增大混合气体的内能。 三、实验题 12．观察如图所示实验，回答以下问题： (1)甲图中，当活塞迅速下压时，棉花会燃烧起来，因为活塞对空气做功，使空气的内能 ，温度升高，达到棉花的着火点。此过程中能的转化是 。 (2)乙图中，在厚玻璃瓶内装入少量的水，然后再向密闭的瓶内打气，当塞子跳起来时，瓶内会出现白雾，这是因为瓶内的空气推动瓶塞做功时，内能 ，温度降低，使水蒸气液化成小水珠。 (3)内燃机的做功冲程与 图（选填“甲”或者“乙”）的原理相同。 【答案】(1) 增大 机械能转化为内能 (2)减小 (3)乙 【详解】（1）[1][2]活塞对空气做功，使空气的内能增大，温度升高，活塞机械能转化为空气的内能。 （2）当塞子跳起来时，瓶内气体对塞子做功，气体内能减少，温度降低，气体的内能转化为塞子的机械能。 （3）内燃机的做功冲程燃气的内能转化为活塞的机械内，与乙的原理相同。 13．现代生活越来越离不开热机，因此全面了解和认清热机的结构和工作过程对我们的生活至关重要，请你完成下面围绕“热机”展开的一些问题： (1)如图所示的流程图是用来说明汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况，请将其补充完整。 ① ；② ；③ ；④ ； (2)如图所示，在试管中装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾后，水蒸气把橡皮塞冲出。在这个过程中酒精燃烧将 能转化为 能，并传给水和水蒸气。水蒸气把塞子冲出时，水蒸气的 能转化为塞子的 能。此外，我们还观察到，在木塞冲出去的同时，它的周围出现一团“白气”，这是由于水蒸气 而形成的。图中情景可用来演示四冲程汽油机工作过程中的 冲程； (3)单缸四冲程汽油机工作时，有些冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的 来完成，只有一个冲程不是这样，这个冲程是 冲程。 【答案】(1) 压缩冲程 机械能转内能 做功冲程 内能转机械能 (2) 化学 内 内 机械 液化 做功 (3) 惯性 做功 【详解】（1）[1][2]排开冲程之后，两气门关闭，活塞向上运动，压缩气体做功，将机械能转化为内能，故第二个冲程为压缩冲程。 [3][4]压缩冲程之后，燃料燃烧产生高温高压气体，推动活塞向下运动，对外做功，将内能转化机械能，为做功冲程。 （2）[1][2]酒精燃烧是发光发热的化学变化，将化学能转化为内能。 [3][4][5][6]高温高压的水蒸气把塞子冲出时，对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能。水蒸气内能减小，温度降低，液化成小水珠，形成白气。做功冲程中，燃料燃烧产生高温高压气体，推动活塞向下运动，对外做功，将内能转化机械能，故此过程能量转化与做功冲程相同。 （3）[1][2]单缸四冲程汽油机工作时，依次为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，只有做功冲程对外做功，吸气冲程、压缩冲程、排气冲程均靠外力或惯性完成。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第03讲 热机及其工作原理 内容导航——预习三步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 练习题 讲典例：教材习题学解题、快速掌握解题方法 练考点 强知识：八大核心题型精准练 第二步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第三步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 什么是热机 1、自主活动 如图10-3-2所示，将适量水注入试管并用橡胶塞塞住试管口。用酒精灯加热试管，直至橡胶塞被“顶出”试管口。讨论并交流橡胶塞被“顶出”试管口的原因。 在上述实验中，酒精燃烧放出的热量，使水蒸气受热膨胀对橡胶塞做功，使橡胶塞被“顶出”试管口。 上述实验可以用来简单模拟热机产生动力的过程。 2、热机：我们把利用燃料燃烧释放的能量做功的机械叫做热机 。 3、热机工作原理：图10-3-3为热机工作原理的示意图，热机自高温物体处吸收热量，其中一部分用来对外做功，另一部分流向低温物体。 因此热机是将内能转化为机械能的机械。 4、热机的分类：热机的种类较多，按照燃料燃烧场所的差异，热机可分为外燃机和内燃机两种。 5、热机的分类——外燃机：燃料在发动机外的锅炉内燃烧并产生动力的热机叫做外燃机，蒸汽机就是最早的外燃机，它利用燃料加热锅炉中的水产生高压水蒸气，高压水蒸气推动活塞对外做功。由于老式蒸汽机过于笨重、能耗大、效率低，已逐渐被淘汰 。 举例：蒸汽轮机与蒸汽机工作模式相似，由大型锅炉产生的高温高压水蒸气直接喷射到汽轮机的叶片上，推动巨型汽轮机转动，带动大型发电机发电。目前，蒸汽轮机被广泛运用于电力工业领域。 6、热机的分类——内燃机：燃料直接在发动机内的气缸中燃烧并产生动力的热机叫做内燃机，现代社会中大部分交通工具的发动机都是内燃机 。 知识点2 内燃机如何工作？ 1、内燃机的分类：最常见的内燃机是汽油机和柴油机，它们分别用汽油和柴油作为燃料 。 2、汽油机的结构示意图：如图所示，汽油机主要由气缸、活塞、火花塞、进气门、排气门、曲轴和连杆组成。 3、四冲程汽油机工作过程示意图 汽油机工作时，活塞在气缸内做往复运动 ， 下图是汽油机工作过程示意图。 汽油机的一个工作循环的四个冲程：活塞做一次单向运动的过程称为一个冲程， 汽油机的一个工作循环过程包括四个冲程，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。 做功冲程的重要性：做功冲程中，燃气对外做功，带动与曲轴相连的飞轮实现持续运转。其余三个冲程是辅助冲程，活塞靠旋转飞轮的惯性带动曲轴连杆运动。 4、柴油机的结构及其工作循环过程 ①柴油机的结构：柴油机的结构与汽油机相似，图10-3-6为柴油机的结构示意图，由于柴油机通过压缩空气直接点燃柴油，气缸顶部的火花塞换成了喷油嘴 。 ②柴油机的工作循环过程：柴油机的工作循环过程也分为吸气、压缩 、做功、排气四个冲程。吸气冲程中只有空气进入气缸。压缩冲程使气缸内的空气温度升高。压缩结束时，气缸内温度超过柴油燃点，此时，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立即燃烧起来。做功冲程中气缸内气体的压强、温度急剧增大，从而有力地推动活塞对外做功。 5、汽油机与柴油机的异同 ①与汽油机相比，柴油机的零件结构强度更高，也更笨重，但柴油机油耗低、功率大C用于载重汽车、坦克、轮船及小型发电机。近年来，随着柴油机技术的进步，传统柴油机的缺点逐步得到改善，目前许多汽车也采用柴油机作为动力装置。 ②柴油机和汽油机的相同点与不同点 6、STSE(部分) 火箭发动机(图10-3-7)是一种新型的热机。由于要在缺氧的高空中工作、火箭发动机与大多数普通热机不同，必须自带氧化剂(如液氧)。燃料和氧化剂在燃烧室内燃烧，产生高温高压燃气，燃气通过喷口向后喷出推动火箭前进。 教材习题01 热机是将 能转化为 能的机械。 教材习题02 图10-3-9为内燃机工作四个冲程的示意图。 (1)由图可判断：(a)为 冲程，(b)为 冲程，(c)为 冲程，(d)为 冲程。 (2)这四个冲程中，实现内能转化为机械能的是 。 题型一 热机 1．下列运载工具中，利用热机工作的是（　　） A．汽车 B．竹筏 C．无轨电车 D．自行车 2．热机的出现改变了世界，最早的热机是（　　） A．汽油机 B．蒸汽机 C．火箭发动机 D．喷气发动机 3．下列工具工作过程中使用热机的是（　　） A．“山东舰”上的战斗机 B．奥运会上的帆船 C．共享单车 D．电动新能源汽车 4．以下机械属于内燃机的是（　　） A．电风扇 B．汽油机 C．滑轮 D．洗衣机 5．热机的发明及广泛使用，对人类社会的发展起到了重要的作用，下列不属于热机应用的是（    ） A．喷气式飞机 B．柴油拖拉机 C．纯电动汽车 D．燃油摩托车 6．如图所示，这是一个 （选填“柴油机”或“汽油机”）模型。家用汽车一般选用 （选填“柴油机”或“汽油机”）做为发动机。 题型二 内燃机（汽油机、柴油机）的工作循环过程 7．内燃机工作的过程，是将燃料所具有的 能最终转化为 能的过程，该过程可分成四个阶段（冲程），依次为 冲程、 冲程、. 冲程和 冲程． 8．关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（　　） A．吸气冲程：只吸入空气 B．压缩冲程：缸内温度降低 C．做功冲程：气体推动活塞做功 D．排气冲程：内能转化为机械能 9．汽油机是热机的一种，汽油在气缸内燃烧时将 能转化为 能，如图所示是四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在 冲程。 10．内燃机是将 能转化机械能的装置。内燃机的一个工作循环是由 个冲程组成的。其中压缩冲程是把 能转化为 能。 11．四冲程汽油机工作时，将内能转化为机械能的冲程是（    ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 12．汽车获得动力的冲程是 A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 13．如图为四冲程汽油机内部结构图，下列说法正确的是（    ） A．汽油机吸气冲程吸入的只有空气 B．飞轮每转2转，汽油机对外做功1次 C．图中冲程能量转化是将机械能转为内能 D．汽车利用汽油机的压缩冲程获得动力 14．某单缸四冲程内燃机的转速为1800r/min，如图为该内燃机某冲程的示意图。下列说法错误的是（　　） A．该内燃机是柴油机 B．这是压缩冲程，机械能转化为内能 C．该冲程是靠飞轮惯性完成的 D．该内燃机正常工作时，1s对外做功15次 15．汽油机的顶部有 （火花塞/喷油嘴），除了做功冲程外，其它冲程是靠飞轮的 来完成的． 题型三 内燃机的四个冲程示意图综合辨析、填空 16．如图所示是内燃机工作的四个冲程，吸气冲程是 ；通过做功来改变燃气的内能的冲程有 。（均选填序号）    17．如图所示的某单缸四冲程汽油机，下列说法正确的是（　　） A．靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁 B．四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙甲乙 C．甲图中能量的转化是内能转化为机械能 D．乙图中汽缸内气体温度会下降 18．汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中正确的是（　　） A．图甲是压缩冲程，是将内能转化为机械能 B．在一个工作循环中，活塞上下往复一次 C．图丙冲程中，汽缸内的内能减小、温度降低 D．图丁是吸气冲程，吸入汽缸的物质是汽油 19．如图所示为某单缸四冲程内燃机工作示意图，下列说法中正确的是（   ） A．一个完整工作循环的顺序是：乙甲丁丙 B．乙冲程是依靠飞轮的惯性运转的 C．丙冲程发生的能量转化是机械能转化为内能 D．丁冲程发生的能量转化是内能转化为机械能 题型四 计算对外做功次数、完成冲程个数等 20．一个单缸四冲程内燃机的转速为3000r/min，那么每秒对外做功 次，每秒完成了 个冲程，其中一个工作循环中 冲程不是靠飞轮惯性完成的。 21．某四冲程汽油机的转速是1500r/min，那么在1min时间内，该汽油机的冲程数和燃气做功次数分别是（　　） A．3000个，6000次 B．6000个，3000次 C．3000个，750次 D．750个，3000次 22．一台内燃机的飞轮转速是1440转/分，那么在每秒钟内（　　） A．飞轮转动24转，燃气对活塞做功720次，活塞完成2880个冲程 B．飞轮转动24转，燃气对活塞做功24次，活塞完成24个冲程 C．飞轮转动24转，燃气对活塞做功12次，活塞完成48个冲程 D．飞轮转动24转，燃气对活塞做功1440次，活塞完成1440个冲程 23．在泸州二环路道路上，随时都可看到人们骑着摩托车出行，它的主要部件就是汽油机，行驶时，汽油在气缸内燃烧，将 能转化为内能，内能推动活塞做功，使摩托车最终获得 能而运动起来，当摩托车内燃机飞轮的转速为4800r/min时，它每秒对外做 次功。 题型五 热机工作原理的应用 24．如图所示的实验，试管口木塞冲出过程中，下列说法错误的是（　　） A．试管口出现的白雾是水蒸气液化形成的 B．试管口出现白雾说明水蒸气内能增加 C．能量转化情况与内燃机做功冲程相同 D．水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减少 25．如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，然后快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧的现象，此过程中活塞对筒内空气 ，使空气的 能增加，这与四冲程汽油机中 冲程的能量转化相同。 26．如图（a）所示为汽油机工作时的某冲程工作简图，它所表示的是 冲程。在这个冲程中，气体温度 （选填“降低”、“不变”或“升高”）， 能转化为了 能。如图（b）所示，用酒精灯给试管中的水加热，水温上升，直至沸腾一段时间后，会看到试管口的橡皮塞被冲出，其能量转化与汽油机 冲程的能量转化相同。    27．如图所示，在烧瓶内盛少量的水，向瓶内打气，当瓶塞跳起来的时候，可以看到瓶内出现白雾。下列解释不正确的是（　　） A．打气筒的温度升高了，是通过做功的方式改变了内能 B．给瓶内打气，瓶内气体的内能增大了 C．瓶塞跳起时，是内能转化成了机械能 D．瓶内的空气膨胀对外做功，空气内能增大，瓶内出现的白雾是空气遇冷液化形成的 题型六 柴油机的结构示意图 汽油机与柴油机的异同 28．小红到乡村参加劳动实践，发现农用拖拉机使用的是柴油机，其结构原理如图，关于其四冲程柴油机的描述正确的是（　　） A．吸气冲程中吸入汽缸的只有空气 B．压缩冲程中机械能转化为柴油和空气混合物的内能 C．做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的 D．排气冲程中，废气带走的能量最少 29．关于内燃机下列说法正确的是（　　） A．四冲程内燃机工作过程只有一个工作循环 B．汽油机和柴油机汽缸顶部都有一个火花塞 C．汽油机是内燃机，柴油机不是内燃机 D．汽油机和柴油机都有做功冲程 30．下列关于汽油机和柴油机的说法，正确的是 （　　） A．柴油机的工作过程分为吸气、压缩、排气三个冲程 B．汽油机和柴油机都属于内燃机 C．汽油机比柴油机笨重 D．汽油机的功率比柴油机大 31．关于汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（　　） A．汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴 B．汽油机用压燃式点火，柴油机用点燃式点火 C．吸气冲程中，汽油机吸入汽油和空气混合物，柴油机只吸入空气 D．小汽车、摩托车通常用汽油机做发动机；卡车、挖掘机用柴油机做发动机 32．关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法： ①在压缩冲程中，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①②③ 题型七 作图题 33．如图是四冲程汽油机的工作示意图，请在图中画出此冲程中左侧进气门的开闭状态，并在括号中用箭头标出活塞的运动方向。 34．如图甲所示，这是四冲程内燃机吸气冲程的示意图，请在图乙中画出压缩冲程中进气门、排气门的开闭情况。 35．如图所示，图甲是四冲程内燃机吸气冲程的示意图，图乙是做功冲程示意图，请在图乙中画出活塞的运动方向和进气门、排气门的开闭情况。 题型八 实验题 36．如图所示，某同学探究物体对外做功时能量的转化情况。他利用酒精灯给试管和水加热如图（a），当水沸腾后，水蒸气会把瓶塞“冲”出去如图（b），在研究过程中发现，如将瓶塞塞的紧一些，酒精灯对试管和水的加热时间会长一些，瓶塞被“冲”出去的距离会远一些如图（c）。 （1）观察图 （a）和图（b）或图（a）和图（c），在水蒸气把瓶塞“冲”出去的过程中，水蒸气对瓶塞 ，在此过程中，能量的转化情况是 ； （2）分析比较图（b）和图（c）的实验现象， 可以得出初步结论： 。 37．如图是研究“做功与内能改变的关系”实验，玻璃瓶内盛有少量的水，用塞子塞紧： (1)用气筒往瓶内打气，在瓶塞未跳起前，瓶内气体的内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 (2)实验时，你应该注意观察的是______（选填字母）。 A．打气时瓶内水的情况 B．打气的过程 C．瓶塞跳起时瓶内的现象 D．瓶塞跳起的现象 (3)“白雾”现象是由于 （选填“瓶塞”或“瓶内气体”）对外做功后，温度降低的结果，四冲程汽油机的 冲程与上述实验过程中能量的转化是一致的。 38．实验探究（请将下列实验报告中的空缺部分填写完整） (1)做功改变物体的内能 ①如图所示是空气压燃仪示意图，玻璃筒内置有一小团沾有乙醚的棉花，将活塞迅速压下去，将会看到棉花 ，由此说明，对物体 ，物体的内能 。 ②如图所示，大口玻璃瓶内有一些水，当向瓶内打气时，会看到当瓶塞弹出的同时，观察到瓶内出现 ，这说明水蒸气 成了可以看到的小水滴。由此说明，物体对外 ，物体的内能 。 (2)如图所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，加热一段时间，发现木塞被 ， 能转化 能。由此原理制造出的机械叫 。 39．小明发现用打气筒给篮球打气时，外壁有些发热，这是什么原因导致的呢？实验小组联系所学物理知识，提出了以下两个猜想： 猜想1：可能是活塞与简壁摩擦； 猜想2：可能是活塞不断压缩气体做功； 他们选用打气筒、测温枪、计时器、气压不足的篮球等设计了实验进行探究，实验时分别在打气筒的上部和下部标注两个测温点，如图所示： （1）打气筒内壁热量是通过 的方式传递到外壁；活塞在打气筒内向下运动时的能量转化情况，与四冲程内燃机的 冲程相同； （2）实验方案：用打气筒向气压不足的篮球内打气，10s内活塞在筒内往复运动20次，立即测出此时两个测温点的温度。待气筒外壁温度降至室温（25℃）后，放出篮球中的部分气体，使其内部气压与打气前相同，重复上述操作，实验数据记录如下表： 实验次序 时间/s 活塞往复次数 上部温度/℃ 下部温度/℃ 1 10 20 30.7 36.6 2 10 20 30.2 36.2 3 10 20 30.5 36.3 ①根据上、下部存在温度差，可知猜想 一定是正确的； ②进一步验证①中的猜想：他们将打气筒与篮球 （选填“连接”或“不连接”），让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数，测出打气筒外壁的温度；当观察到 的现象，就说明①中结论是正确的。 知识导图记忆 知识目标复核 1．热机的概念、分类（外燃机和内燃机）； 2：内燃机（汽油机、柴油机）的结构及工作循环过程； 3．汽油机、柴油机的相同点与不同点。 一、单选题 1．汽油机工作循环中，属于内能转化为机械能的冲程是（　　） A．做功冲程 B．吸气冲程 C．排气冲程 D．压缩冲程 2．关于汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（　　） A．汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴 B．汽油机用压燃式点火，柴油机用点燃式点火 C．吸气冲程中，汽油机吸入汽油和空气混合物，柴油机只吸入空气 D．小汽车、摩托车通常用汽油机做发动机；卡车、挖掘机用柴油机做发动机 3．汽油机工作时，一个工作循环的冲程个数是（　　） A．2 B．3 C．4 D．5 4．关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（　　） A．吸气冲程：吸入汽油和空气的混合物 B．压缩冲程：缸内温度降低 C．做功冲程：活塞推动气体做功 D．排气冲程：内能转化为机械能 5．四冲程汽油机工作时，能量发生转化的冲程有（　　） A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 6．如图，是四冲程汽油机工作时的一个冲程，下列说法中正确的是（　　） A．这是做功冲程，此过程中机械能转化成内能 B．这是做功冲程，此过程中内能转化成机械能 C．这是压缩冲程，此过程中内能转化成机械能 D．这是压缩冲程，此过程中机械能转化成内能 7．关于如图说法正确的是（   ） A．图中所表示的是做功冲程 B．该冲程的能量转化是内能转化成机械能 C．该种程是依靠飞轮惯性完成的 D．该冲程的上一个冲程吸入的物质只有空气 8．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 二、填空题 9．热机是把 转化成 的机器，请举出一种生产生活中使用的热机 。 10．最早出现的热机是 （选填“蒸汽机”或“内燃机”）。四冲程汽油机的一个工作循环中， 冲程是由活塞对气体做功，气体的温度升高，其实质是将 能转化为 能。 11．如图所示，汽油机工作时，吸入汽缸内的汽油和空气的混合气体处于 （选填“A”或“B”）位置内，此时是汽油机工作的 冲程，此冲程中混合气体的内能 （选填“减少”或“增加”），这是通过 的方式改变其内能。 三、实验题 12．观察如图所示实验，回答以下问题： (1)甲图中，当活塞迅速下压时，棉花会燃烧起来，因为活塞对空气做功，使空气的内能 ，温度升高，达到棉花的着火点。此过程中能的转化是 。 (2)乙图中，在厚玻璃瓶内装入少量的水，然后再向密闭的瓶内打气，当塞子跳起来时，瓶内会出现白雾，这是因为瓶内的空气推动瓶塞做功时，内能 ，温度降低，使水蒸气液化成小水珠。 (3)内燃机的做功冲程与 图（选填“甲”或者“乙”）的原理相同。 13．现代生活越来越离不开热机，因此全面了解和认清热机的结构和工作过程对我们的生活至关重要，请你完成下面围绕“热机”展开的一些问题： (1)如图所示的流程图是用来说明汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况，请将其补充完整。 ① ；② ；③ ；④ ； (2)如图所示，在试管中装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾后，水蒸气把橡皮塞冲出。在这个过程中酒精燃烧将 能转化为 能，并传给水和水蒸气。水蒸气把塞子冲出时，水蒸气的 能转化为塞子的 能。此外，我们还观察到，在木塞冲出去的同时，它的周围出现一团“白气”，这是由于水蒸气 而形成的。图中情景可用来演示四冲程汽油机工作过程中的 冲程； (3)单缸四冲程汽油机工作时，有些冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的 来完成，只有一个冲程不是这样，这个冲程是 冲程。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$