第05讲 热机（3知识点+5考点）--【暑假自学课】2025年新九年级物理暑假提升精品讲义（人教版·2024）

第05讲 热机 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：5大核心考点精准练 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 热机 1. 实验探究：利用内能做功 实验装置 注意事项:实验时，橡胶塞不要塞得太紧，避免橡胶塞不能冲出，导致试管炸裂伤人，同时试管口不能对着人，以防试管内的水沸腾时橡胶塞冲出试管口而伤人 实验过程 在试管内装些水，用橡胶塞塞住试管口，用酒精灯给水加热至沸腾 实验现象 橡胶塞被冲出，试管口出现“白雾” 交流与论证 酒精燃烧放出热量，热量通过试管传递给水使其内能增加、温度升高，产生大量的水蒸气。水蒸气膨胀对橡胶塞做功，将橡胶塞推出试管口，同时，在试管口观察到大量的“白雾”，说明水蒸气的内能减少，温度降低 能量转化 结论 利用内能可以做功 2. 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）热机的工作原理： （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. 常见的热机——内燃机 （1）燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。 （2）分类：内燃机中最常见的是汽油机和柴油机两类。 知识点2 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，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3 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 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。 考点1：热机的种类 【典例1】（24-25九年级上·广西防城港·期中）以下机械属于内燃机的是（　　） A．电风扇 B．汽油机 C．滑轮组 D．洗衣机 【变式1-1】（24-25九年级上·吉林·期中）下列装备的动力装置不是热机的是（　　） A．电动汽车 B．海缆施工船 C．国产飞机C919 D．长征五号运载火箭 【变式1-2】（24-25九年级上·陕西榆林·阶段练习）2024年5月3日，搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射。火箭 （选填“属于”或“不属于”）热机， （选填“能”或“不能”）在大气层外工作。在探测器加速上升过程中，它的机械能 （选填“守恒”或“不守恒”）。 考点2：热机工作过程中的能量变化 【典例2】（24-25九年级上·青海果洛·期末）2024年10月30日4时27分，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射（如图1）。火箭在加速上升过程中，下列说法正确的是（   ） A．火箭上升过程中机械能增加 B．火箭上升过程中动能不变 C．火箭上升过程中动能转化为化学能 D．若不计空气阻力，火箭上升时机械能守恒 【变式2-1】（2025·河南·二模）物理科技文化节中，同学们展示了自制水火箭，结构如图所示。在塑料瓶中装入适量水，用带有打气管的瓶塞将瓶口塞住，发射时用打气筒向瓶内打气，当瓶内压强足够大时，瓶内的水向下喷出，水火箭升空。用打气筒将空气压入水火箭的能量转化与汽油机的 （选填“压缩”或“做功”）冲程相同；水火箭上升过程中，瓶内气体的内能 （选填“增加”“减少”或“不变”）。 【变式2-2】科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立刻向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，水蒸气温度 （选填“升高”、“降低”或“不变”），其内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 考点3：汽油机的构成及工作过程 【典例3】（24-25九年级上·湖北武汉·期末）如图所示为单缸四冲程汽油机工作示意图，下列说法正确的是（　　） A．图甲：吸入汽缸的是空气 B．图乙：气体对活塞做功，是压缩冲程 C．图丙：汽油的内能转化为机械能，为汽油机提供动力 D．图丁：废气带走的能量占比大，是汽油机效率低的一个原因 【变式3-1】（24-25九年级上·河南郑州·期末）2024年11月30日，我国新型运载火箭长征十二号成功实现首飞。火箭燃料燃烧产生的高温燃气对火箭产生反推力，推动火箭升空，此能量转化过程相当于热机的哪个冲程（　　） A． B． C． D． 【变式3-2】（24-25九年级上·广东广州·期末）如图所示，图甲为小昕自制的热机模型，她在矿泉水瓶的侧壁上开了一个孔，把电火花发生器紧紧插入孔中，实验时从上方瓶口喷入液态酒精并轻轻盖上一次性塑料杯，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，塑料杯立即飞出，此过程酒精燃烧产生的 能转化为塑料杯的 能，相当于图乙中 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）的能量转化过程。 考点4：柴油机的构造及工作过程 【典例4】（24-25九年级上·广西南宁·期末）如图所示，迅速压下活塞的过程相当于柴油机的（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【变式4-1】（24-25九年级上·河南洛阳·期中）如图是内燃机工作时某冲程示意图，该冲程为 冲程，它是 （“汽油”或“柴油”）机。若飞轮的转速为2400r/min，在1s内，该内燃机完成 个工作循环。 【变式4-2】（24-25九年级上·湖北孝感·期中）关于四冲程汽油机和柴油机的工作过程有以下几种说法： ①汽缸内燃料燃烧得越充分，热值越大；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．①② B．①③ C．②③ D．②③④ 考点5：内燃机工作循环中的计算问题 【典例5】（23-24九年级上·贵州六盘水·阶段练习）一个汽油机上标有“3000r/min”的字样，则每秒钟汽油机完成对外做功 次，其中发生能量转化共 次。 【变式5-1】（24-25九年级上·江苏无锡·期末）如图所示，用电子点火枪点易拉罐内的酒精气体，可将一次性杯子喷出很远。纸杯被冲飞的过程与汽油机的 冲程能量转化情况相同，若汽油机飞轮的转速是1800r/min，则该汽油机1min内燃气对外做功 次。 【变式5-2】（24-25九年级上·甘肃平凉·期末）如图是汽油机的 冲程示意图；某单缸四冲程汽油机飞轮的转速为，在内，汽油机对外做功 次。 知识导图记忆 知识目标复核 1. 通过实验，知道利用内能可以做功，初步了解热机的工作原理。(物理观念、科学探究) 2. 了解四冲程汽油机的构造和工作过程。(物理观念、科学思维) 3. 了解柴油机的构造和工作过程，了解柴油机与汽油机工作过程的异同点。(物理观念、科学思维) 4. 知道汽油机和柴油机工作过程中的能量转化。(物理观念) 5. 了解内燃机在生产和生活中的应用，提高将科学技术应用于日常生活和社会的意识。(科学态度与责任) 一、单选题 1．（24-25九年级上·陕西西安·期末）“奔跑吧•少年”2024年陕西省青少年体育俱乐部轮滑联赛总决赛11月2至3日在阎良区石川河极限运动中心举行。如图所示，选手激烈追逐时，轮滑鞋与地面摩擦温度升高，能量转化与其相同的是（　　） A．做功冲程 B．压缩冲程 C．吸气冲程 D．排气冲程 2．（24-25九年级上·山东济宁·期末）如图是一种杂技的道具，点燃一端封闭的金属盒内的火药，火焰从盒的开口端喷出，木棒连同金属盒由静止开始顺时针旋转起来。道具中的能量转化与下图中汽油机的四个冲程中能量转化相同的是（　　） A． B． C． D． 3．（24-25九年级上·江苏常州·期末）电火花发生器点燃塑料盒内的酒精，酒精燃烧产生的燃气能将盒盖喷出很远。实验时在盒内滴入2×10-4kg的酒精（q酒精=3×107J/kg）。对于此实验过程，以下说法不正确的是（　　） A．燃气在喷出的过程中温度会降低 B．燃气的内能转化为盒盖的机械能 C．能量转化方式与汽油机的做功冲程相同 D．酒精燃烧放出的热量一定是6000J 4．（24-25九年级上·江苏南通·期末）如图为单缸四冲程汽油机工作时各冲程的示意图，该汽油机完成一个工作循环的四个冲程正确的顺序（　　） A．①②③④ B．②③④① C．③④①② D．④①②③ 5．（24-25九年级上·四川绵阳·期末）如图所示的是某学校自制的教具，在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从上方瓶口喷入液态酒精并盖上一次性纸杯，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸杯即刻飞出，瓶口出现白雾。气体推动纸杯飞出的过程中（　　） A．外界对气体做功，气体内能增加 B．气体膨胀对外做功，内能增加 C．能量转化与内燃机的压缩冲程能量转化相同 D．能量转化与内燃机的做功冲程能量转化相同 6．（24-25九年级上·福建泉州·期末）如图的礼花筒是利用钢瓶内的高压空气膨胀做功，将筒内彩带喷向空中产生喜庆效果，选项图中，汽油机的能量转化与礼花筒的能量转化情况相同的是（　　） A． B． C． D． 7．（23-24九年级上·贵州六盘水·阶段练习）汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代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．甲冲程是把内能转化为机械能 B．乙冲程是吸气冲程 C．丙冲程是把机械能转化为内能 D．丁冲程吸入的是汽油和空气混合物 二、多选题 8．（24-25九年级上·辽宁大连·期末）如图甲所示，我们常用打气筒来给自行车胎充气，图乙是打气筒的结构简化图。当推动活塞向下运动时，活塞挤压筒内气体，使其充入轮胎。关于这个过程的说法正确的是（　　） A．打气筒底部筒壁温度降低 B．筒内气体分子运动得越来越剧烈 C．筒内气体温度升高主要是因为热传递 D．这一过程中的能量转化与汽油机的压缩冲程相同 9．（24-25九年级上·河南南阳·期中）如图所示，将装有少量水的矿泉水瓶瓶盖拧紧，接着用两手握住瓶下三分之一处，用力拧几圈使其严重变形，然后轻轻旋开瓶盖，“砰”的一声，瓶盖飞出数米远，瓶口出现大量白气。下列说法正确的是（　　） A．拧瓶子时机械能转化为内能，相当于内燃机的吸气冲程 B．瓶盖飞出是由于瓶内气体对瓶盖做功，机械能转化为内能 C．瓶盖飞出时的能量转化与内燃机的做功冲程相同 D．瓶口出现的白气是水蒸气液化放热形成的 三、填空题 10．（24-25九年级上·江苏南京·期末）如图甲所示，此过程的能量转化与热机 冲程的能量转化相同；若不放棉花，快速压缩活塞，筒内空气温度 （选填“升高”、“不变”或“降低”）。如图乙所示，盒盖飞出时，盒内燃气的内能 （选填“变大”、“不变”或“变小”），这是通过 的方式改变盒内燃气内能。 11．（23-24九年级上·湖北恩施·期中）如图所示，某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1s内，汽油机完成 个工作循环。图中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。 12．神舟飞船在穿越大气层返回地面时，与大气层摩擦，通过做功的方式将机械能转化为内能，这与图 （选填“甲”或“乙”）中汽油机的冲程一致，如果该汽油机飞轮的转速为3000r/min，则1s内汽油机对外做功 次，共完成 个冲程。 13．（24-25九年级上·四川达州·期末）由奇瑞汽车生产的四冲程发动机，在研发过程中，都会经过苛刻的测试，飞轮以5400r/min的高转速持续工作近200h；让“中国造”发动机具有出色的可靠性、耐久性、稳定性。发动机的活塞在此次挑战中每秒钟经过 个冲程，对外做功 次。 14．（24-25九年级上·山东威海·期末）一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为2400r/min，则此汽油机每秒钟完成 个冲程。汽车散热器常用水作为冷却剂，当散热器散热时，通过 方式改变了水的内能。 四、实验题 15．（24-25九年级上·河南信阳·阶段练习）如图，在试管里装一些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把木塞冲开。 (1)试管内的水温度升高，这是用 的方法增加水的内能； (2)水蒸气冲开瓶塞，水蒸气对瓶塞 ；水蒸气的温度 （选填“升高”“不变”或“降低”），内能 （选填“减小”“增加”或“不变”），在此过程中是水蒸气的内能转化为塞子的 能； (3)与内燃机相比，本实验装置中 相当于燃料， 相当于汽缸， 相当于活塞，水蒸气把木塞冲开的过程类似于内燃机的 冲程。 五、简答题 16．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。    17．（24-25九年级上·陕西咸阳·期中）“东风快递，使命必达”。如图所示是国庆阅兵式上我国首次亮相的高超音速导弹DF-17，该导弹采用火箭动力助推火箭。DF-17的表面层由耐高温材料制成，可防止弹头飞行过程中因高温而损坏。 (1)助推火箭的发动机是否属于热机？为什么？ (2)弹头飞行过程中温度升高，发生了什么能量转换？ 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第05讲 热机 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：5大核心考点精准练 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 热机 1. 实验探究：利用内能做功 实验装置 注意事项:实验时，橡胶塞不要塞得太紧，避免橡胶塞不能冲出，导致试管炸裂伤人，同时试管口不能对着人，以防试管内的水沸腾时橡胶塞冲出试管口而伤人 实验过程 在试管内装些水，用橡胶塞塞住试管口，用酒精灯给水加热至沸腾 实验现象 橡胶塞被冲出，试管口出现“白雾” 交流与论证 酒精燃烧放出热量，热量通过试管传递给水使其内能增加、温度升高，产生大量的水蒸气。水蒸气膨胀对橡胶塞做功，将橡胶塞推出试管口，同时，在试管口观察到大量的“白雾”，说明水蒸气的内能减少，温度降低 能量转化 结论 利用内能可以做功 2. 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）热机的工作原理： （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. 常见的热机——内燃机 （1）燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。 （2）分类：内燃机中最常见的是汽油机和柴油机两类。 知识点2 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，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3 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 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。 考点1：热机的种类 【典例1】（24-25九年级上·广西防城港·期中）以下机械属于内燃机的是（　　） A．电风扇 B．汽油机 C．滑轮组 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．滑轮组是一种简单机械，不是内燃机，故C不符合题意。 故选B。 【变式1-1】（24-25九年级上·吉林·期中）下列装备的动力装置不是热机的是（　　） A．电动汽车 B．海缆施工船 C．国产飞机C919 D．长征五号运载火箭 【答案】A 【详解】A．电动汽车的动力装置主要是电动机，它利用的是电能转化为机械能，而不是通过燃料燃烧产生的内能转化为机械能，所以电动汽车的动力装置不是热机。故A符合题意； B．海缆施工船通常使用柴油机等内燃机作为动力装置，内燃机是热机的一种，故B不符合题意； C．国产飞机C919通常使用涡扇发动机等燃气轮机作为动力装置，燃气轮机也是热机的一种，故C不符合题意； D．长征五号运载火箭使用的是液体火箭发动机，它通过燃烧燃料产生高温高压的燃气，推动火箭前进，火箭发动机也是热机的一种。  故D不符合题意。 故选A。 【变式1-2】（24-25九年级上·陕西榆林·阶段练习）2024年5月3日，搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射。火箭 （选填“属于”或“不属于”）热机， （选填“能”或“不能”）在大气层外工作。在探测器加速上升过程中，它的机械能 （选填“守恒”或“不守恒”）。 【答案】 属于 能 不守恒 【详解】[1][2]火箭发动机属于热机，是利用内能转化为机械能来工作的；火箭要把探测器送到大气层外，所以火箭的发动机能在大气层外工作。 [3]探测器加速升空时，质量不变，速度增大，动能增大，高度增大，重力势能增大，所以机械能增大，即机械能不守恒。 考点2：热机工作过程中的能量变化 【典例2】（24-25九年级上·青海果洛·期末）2024年10月30日4时27分，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射（如图1）。火箭在加速上升过程中，下列说法正确的是（   ） A．火箭上升过程中机械能增加 B．火箭上升过程中动能不变 C．火箭上升过程中动能转化为化学能 D．若不计空气阻力，火箭上升时机械能守恒 【答案】A 【详解】A．火箭加速上升时，将燃料燃烧产生的内能转化为机械能，所以，火箭的机械能在加速上升过程中是增加的。故A正确； B．动能是物体由于运动而具有的能量，与物体的质量和速度有关。火箭在加速上升过程中，速度明显增大，因此动能是变化的。故B错误； C．火箭上升过程中，是燃料的化学能转化为火箭的机械能，故C错误； D．若不计空气阻力，火箭上升时火箭的发动机在工作，将燃料燃烧释放的内能转化为火箭的机械能。所以，火箭的机械能在上升过程中是增加的，不守恒。故D错误。 故选A。 【变式2-1】（2025·河南·二模）物理科技文化节中，同学们展示了自制水火箭，结构如图所示。在塑料瓶中装入适量水，用带有打气管的瓶塞将瓶口塞住，发射时用打气筒向瓶内打气，当瓶内压强足够大时，瓶内的水向下喷出，水火箭升空。用打气筒将空气压入水火箭的能量转化与汽油机的 （选填“压缩”或“做功”）冲程相同；水火箭上升过程中，瓶内气体的内能 （选填“增加”“减少”或“不变”）。 【答案】 压缩 减少 【详解】[1][2]汽油机的压缩冲程是由机械能转化为内能，用打气筒将空气压入水火箭，当外界对物体做功时，物体的内能增大，伴随着能量转化是由机械能转化为内能，所以用打气筒将空气压入水火箭的能量转化与汽油机的压缩冲程相同；水火箭上升过程中，瓶内气体对外做功，内能转化为机械能，所以内能减少。 【变式2-2】科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立刻向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，水蒸气温度 （选填“升高”、“降低”或“不变”），其内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答案】 降低 减小 【详解】[1][2]在做功冲程中，高温气体迅速膨胀对活塞做功，气体的内能减小，温度降低，转化为机械能。 在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，水蒸气温度降低，内能减小。 考点3：汽油机的构成及工作过程 【典例3】（24-25九年级上·湖北武汉·期末）如图所示为单缸四冲程汽油机工作示意图，下列说法正确的是（　　） A．图甲：吸入汽缸的是空气 B．图乙：气体对活塞做功，是压缩冲程 C．图丙：汽油的内能转化为机械能，为汽油机提供动力 D．图丁：废气带走的能量占比大，是汽油机效率低的一个原因 【答案】D 【详解】A．汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合物，故A错误； B．由图乙可知为压缩冲程，机械能转化为内能，故B错误； C．图丙为做功冲程，汽油的化学能转化为内能，内能再转化为机械能，为汽油机提供动力，故C错误； D．图丁是排气冲程，废气带走的能量占比大，是汽油机效率低的一个原因，故D正确。 故选D。 【变式3-1】（24-25九年级上·河南郑州·期末）2024年11月30日，我国新型运载火箭长征十二号成功实现首飞。火箭燃料燃烧产生的高温燃气对火箭产生反推力，推动火箭升空，此能量转化过程相当于热机的哪个冲程（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．火箭燃料燃烧产生的高温燃气对火箭产生反推力，推动火箭升空，将内能转化为机械能，相当于热机的做功冲程。图中两气门都关闭，活塞向上运动，将机械能转化为内能，是压缩冲程，故A不符合题意； B．图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，此冲程没有明显的能量转化，是排气冲程，故B不符合题意； C．图中两气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，将内能转化为机械能，是做功冲程，故C符合题意； D．图中排气门关闭，进气门打开，活塞向下运动，此冲程没有明显的能量转化，是吸气冲程，故D不符合题意。 故选C。 【变式3-2】（24-25九年级上·广东广州·期末）如图所示，图甲为小昕自制的热机模型，她在矿泉水瓶的侧壁上开了一个孔，把电火花发生器紧紧插入孔中，实验时从上方瓶口喷入液态酒精并轻轻盖上一次性塑料杯，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，塑料杯立即飞出，此过程酒精燃烧产生的 能转化为塑料杯的 能，相当于图乙中 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）的能量转化过程。 【答案】 内 机械 C 【详解】[1]燃料在汽缸中燃烧时，将存储的化学能转化为高温高压的燃气的内能，又通过燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能。 [2]图乙C中活塞向下运动，火花塞点火，是做功冲程，将内能转变为机械能；酒精燃烧产生的内能转化为塑料杯的机械能的过程，相当于图乙中C的能量转化过程。 考点4：柴油机的构造及工作过程 【典例4】（24-25九年级上·广西南宁·期末）如图所示，迅速压下活塞的过程相当于柴油机的（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】B 【详解】迅速压下活塞，会发现筒的棉花燃烧起来。下压活塞时，活塞对筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能，柴油机的压缩冲程将机械能转化为内能，所以与该实验的能量转化相同的是压缩冲程。 故选B。 【变式4-1】（24-25九年级上·河南洛阳·期中）如图是内燃机工作时某冲程示意图，该冲程为 冲程，它是 （“汽油”或“柴油”）机。若飞轮的转速为2400r/min，在1s内，该内燃机完成 个工作循环。 【答案】 压缩 柴油 20 【详解】[1]如图，两气门关闭，活塞上行，为压缩冲程。 [2]如图，该内燃机有喷油嘴，是柴油机。 [3]飞轮的转速为 2400r/min=40r/s 一个工作循环飞轮转两周，在1s内，该内燃机完成20个工作循环。 【变式4-2】（24-25九年级上·湖北孝感·期中）关于四冲程汽油机和柴油机的工作过程有以下几种说法： ①汽缸内燃料燃烧得越充分，热值越大；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．①② B．①③ C．②③ D．②③④ 【答案】C 【详解】①．热值与物质的种类有关，与燃烧情况无关。汽缸内燃料燃烧得越充分，热值不变； ②．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； ③．四个冲程中，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； ④．汽油机顶部有火花塞，采用的是点燃式点火；柴油机汽缸顶部没有火花塞，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。 综上，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 考点5：内燃机工作循环中的计算问题 【典例5】（23-24九年级上·贵州六盘水·阶段练习）一个汽油机上标有“3000r/min”的字样，则每秒钟汽油机完成对外做功 次，其中发生能量转化共 次。 【答案】 25 50 【详解】[1]汽油机飞轮转速，四冲程汽油机的一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，在一个工作循环中，飞轮转2圈，对外做功1次。则汽油机每秒完成的工作循环数为，由于一个工作循环对外做功1次，所以每秒对外做功的次数为25次。 [2]在四冲程汽油机的一个工作循环中，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能，即一个工作循环中发生2次能量转化。每秒完成25个工作循环，那么每秒发生能量转化的次数为。 【变式5-1】（24-25九年级上·江苏无锡·期末）如图所示，用电子点火枪点易拉罐内的酒精气体，可将一次性杯子喷出很远。纸杯被冲飞的过程与汽油机的 冲程能量转化情况相同，若汽油机飞轮的转速是1800r/min，则该汽油机1min内燃气对外做功 次。 【答案】 做功 900 【详解】[1][2]纸杯被冲飞的过程是将内能转化为机械能，纸杯被冲飞的过程与汽油机的做功冲程能量转化情况相同，若汽油机飞轮的转速是1800r/min＝1800r/60s＝30r/s 则该汽油机1min内燃气对外做功15次/s×60s＝ 900次 【变式5-2】（24-25九年级上·甘肃平凉·期末）如图是汽油机的 冲程示意图；某单缸四冲程汽油机飞轮的转速为，在内，汽油机对外做功 次。 【答案】 做功 25 【详解】[1]如图所示，进气门关闭，排气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，所以是做功冲程。 [2]飞轮转速为3000r/min，则1s内该汽油机的飞轮转的圈数为50r，每一个工作循环，飞轮转2圈，对外做功一次，故1s内该汽油机对外做功25次。 知识导图记忆 知识目标复核 1. 通过实验，知道利用内能可以做功，初步了解热机的工作原理。(物理观念、科学探究) 2. 了解四冲程汽油机的构造和工作过程。(物理观念、科学思维) 3. 了解柴油机的构造和工作过程，了解柴油机与汽油机工作过程的异同点。(物理观念、科学思维) 4. 知道汽油机和柴油机工作过程中的能量转化。(物理观念) 5. 了解内燃机在生产和生活中的应用，提高将科学技术应用于日常生活和社会的意识。(科学态度与责任) 一、单选题 1．（24-25九年级上·陕西西安·期末）“奔跑吧•少年”2024年陕西省青少年体育俱乐部轮滑联赛总决赛11月2至3日在阎良区石川河极限运动中心举行。如图所示，选手激烈追逐时，轮滑鞋与地面摩擦温度升高，能量转化与其相同的是（　　） A．做功冲程 B．压缩冲程 C．吸气冲程 D．排气冲程 【答案】B 【详解】选手激烈追逐时，轮滑鞋与地面摩擦温度升高，克服摩擦做功，将机械能转化为内能。热机中的压缩冲程将机械能转化为内能，所以此过程的能量转化与热机冲程中压缩冲程能量转化相同，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．（24-25九年级上·山东济宁·期末）如图是一种杂技的道具，点燃一端封闭的金属盒内的火药，火焰从盒的开口端喷出，木棒连同金属盒由静止开始顺时针旋转起来。道具中的能量转化与下图中汽油机的四个冲程中能量转化相同的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】点燃金属盒内的火药，火焰从盒内喷出，此时将化学能转化为内能，木棒连同金属盒由静止顺时针旋转起来，此过程将内能转化为机械能； A．图中，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，没有能量转化，故A不符合题意； B．图中，进气门、排气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能，故B不符合题意； C．图中，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，没有能量转化，故C不符合题意； D．图中，进气门、排气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，内能转化为机械能，故D符合题意。 故选D。 3．（24-25九年级上·江苏常州·期末）电火花发生器点燃塑料盒内的酒精，酒精燃烧产生的燃气能将盒盖喷出很远。实验时在盒内滴入2×10-4kg的酒精（q酒精=3×107J/kg）。对于此实验过程，以下说法不正确的是（　　） A．燃气在喷出的过程中温度会降低 B．燃气的内能转化为盒盖的机械能 C．能量转化方式与汽油机的做功冲程相同 D．酒精燃烧放出的热量一定是6000J 【答案】D 【详解】ABC．燃气在喷出的过程中，燃气的内能转化为盒盖的机械能，燃气的温度会降低，能量转化方式与汽油机的做功冲程相同，故ABC正确，不符合题意； D．酒精完全燃烧放出的热量为 在燃烧过程中，酒精若不能完全燃烧，酒精燃烧放出的热量将小于6000J，故D错误，符合题意。 故选D。 4．（24-25九年级上·江苏南通·期末）如图为单缸四冲程汽油机工作时各冲程的示意图，该汽油机完成一个工作循环的四个冲程正确的顺序（　　） A．①②③④ B．②③④① C．③④①② D．④①②③ 【答案】C 【详解】①图中进、排气门关闭，活塞远离汽缸顶部，火花塞处于点火状态，为做功冲程；②图中进气门关闭，排气门打开，活塞向缸顶运动，为排气冲程；③图中进气门打开，排气门关闭，活塞远离汽缸顶部，为吸气冲程；④图中进气门、排气门皆关闭，活塞向汽缸顶部运动，为压缩冲程，因此油机完成一个工作循环的四个冲程正确的顺序为③④①②。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 5．（24-25九年级上·四川绵阳·期末）如图所示的是某学校自制的教具，在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从上方瓶口喷入液态酒精并盖上一次性纸杯，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸杯即刻飞出，瓶口出现白雾。气体推动纸杯飞出的过程中（　　） A．外界对气体做功，气体内能增加 B．气体膨胀对外做功，内能增加 C．能量转化与内燃机的压缩冲程能量转化相同 D．能量转化与内燃机的做功冲程能量转化相同 【答案】D 【详解】气体推动纸杯飞出的过程中，气体膨胀对外做功，内能减小，能量转化由内能转化为机械能，内燃机的做功冲程中，内能转化为机械能，能量转化与内燃机的做功冲程能量转化相同，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 6．（24-25九年级上·福建泉州·期末）如图的礼花筒是利用钢瓶内的高压空气膨胀做功，将筒内彩带喷向空中产生喜庆效果，选项图中，汽油机的能量转化与礼花筒的能量转化情况相同的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】礼花筒是利用钢瓶内的高压空气膨胀做功，将筒内彩带喷向空中产生喜庆效果，即是内能转化为机械能，汽油机的能量转化与礼花筒的能量转化情况相同的是做功冲程；选项中图A的进气门和排气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 7．（23-24九年级上·贵州六盘水·阶段练习）汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代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．甲冲程是把内能转化为机械能 B．乙冲程是吸气冲程 C．丙冲程是把机械能转化为内能 D．丁冲程吸入的是汽油和空气混合物 【答案】D 【详解】A．甲图中，活塞向上运动，两个气门关闭，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故A错误； B．乙图中，活塞向上运动，进气关闭，排气门打开，是排气冲程，排出废气，故B错误； C．丙图中，活塞向下运动，两个气门关闭，是做功冲程，将内能转化为机械能，故C错误； D．丁图中，活塞向下运动，进气门打开，排气门关闭，是吸气冲程，吸入的是汽油和空气的混合物，故D正确。 故选D。 二、多选题 8．（24-25九年级上·辽宁大连·期末）如图甲所示，我们常用打气筒来给自行车胎充气，图乙是打气筒的结构简化图。当推动活塞向下运动时，活塞挤压筒内气体，使其充入轮胎。关于这个过程的说法正确的是（　　） A．打气筒底部筒壁温度降低 B．筒内气体分子运动得越来越剧烈 C．筒内气体温度升高主要是因为热传递 D．这一过程中的能量转化与汽油机的压缩冲程相同 【答案】BD 【详解】A．当推动活塞向下运动时，对打气筒底部筒壁做功，内能增加，温度升高，故A错误； B．当推动活塞向下运动时，对筒内气体做功，筒内气体内能增加，筒内气体分子的温度升高，运动得越来越剧烈，故B正确； C．当推动活塞向下运动时，对筒内气体做功，筒内气体内能增加，温度升高，通过做功的方式改变气体的内能，故C错误； D．当推动活塞向下运动时，对筒内气体做功，将机械能转化为内能，汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能，这一过程中的能量转化与汽油机的压缩冲程相同，故D正确。 故选BD。 9．（24-25九年级上·河南南阳·期中）如图所示，将装有少量水的矿泉水瓶瓶盖拧紧，接着用两手握住瓶下三分之一处，用力拧几圈使其严重变形，然后轻轻旋开瓶盖，“砰”的一声，瓶盖飞出数米远，瓶口出现大量白气。下列说法正确的是（　　） A．拧瓶子时机械能转化为内能，相当于内燃机的吸气冲程 B．瓶盖飞出是由于瓶内气体对瓶盖做功，机械能转化为内能 C．瓶盖飞出时的能量转化与内燃机的做功冲程相同 D．瓶口出现的白气是水蒸气液化放热形成的 【答案】CD 【详解】A．拧瓶子时，是用做功的方式改变了瓶内气体的内能，相当于内燃机压缩冲程的能量转化，将机械能转化为内能，故A错误； BC．瓶盖飞出，瓶内气体对瓶盖做功，将自身的内能转化为瓶盖的机械能，瓶盖飞出时的能量转化与内燃机的做功冲程相同，将内能转化为机械能，故B错误，C正确； D．当瓶盖飞出时瓶口有白雾，这是因为瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，水蒸气遇冷液化形成小水滴，出现白雾，故D正确。 故选CD。 三、填空题 10．（24-25九年级上·江苏南京·期末）如图甲所示，此过程的能量转化与热机 冲程的能量转化相同；若不放棉花，快速压缩活塞，筒内空气温度 （选填“升高”、“不变”或“降低”）。如图乙所示，盒盖飞出时，盒内燃气的内能 （选填“变大”、“不变”或“变小”），这是通过 的方式改变盒内燃气内能。 【答案】 压缩 升高 变小 做功 【详解】[1][2]甲图中快速压缩活塞对筒内气体做功，将机械能转化为内能，筒内气体的内能增加，温度升高，与热机冲程中压缩冲程能量转化相同。 [3][4]盒盖飞出时，盒内燃气对盒盖做功，将内能转化机械能，导致盒内燃气的内能会变小，是通过做功的方式改变盒内燃气内能。 11．（23-24九年级上·湖北恩施·期中）如图所示，某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1s内，汽油机完成 个工作循环。图中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】 20 做功 【详解】[1]汽油机飞轮的转速为2400r/min，即40r/s，1s内飞轮转40r，完成80个冲程，对外做功20次，完成20个工作循环。 [2]由图可知，该冲程具有火花塞点火和活塞向下移动的特点，可以判断这个冲程是做功冲程。 12．神舟飞船在穿越大气层返回地面时，与大气层摩擦，通过做功的方式将机械能转化为内能，这与图 （选填“甲”或“乙”）中汽油机的冲程一致，如果该汽油机飞轮的转速为3000r/min，则1s内汽油机对外做功 次，共完成 个冲程。 【答案】 乙 25 100 【详解】[1]神舟飞船穿越大气层返回地面时，与大气层摩擦，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，飞船的温度升高。在图甲中的进气门和排气门都关闭，且活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能；图乙中的进气门和排气门都关闭，且活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故图乙符合题意。 [2][3]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，完成4个冲程；飞轮转速为3000r/min=50r/s，1s内汽油机对外做功25次，共完成100个冲程。 13．（24-25九年级上·四川达州·期末）由奇瑞汽车生产的四冲程发动机，在研发过程中，都会经过苛刻的测试，飞轮以5400r/min的高转速持续工作近200h；让“中国造”发动机具有出色的可靠性、耐久性、稳定性。发动机的活塞在此次挑战中每秒钟经过 个冲程，对外做功 次。 【答案】 180 45 【详解】[1][2]热机一个工作循环飞轮转两圈，完成四个冲程，对外做功一次。飞轮的转速为5400r/min，即每秒钟飞轮转90转，完成45个工作循环，完成180个冲程，对外做功45次。 14．（24-25九年级上·山东威海·期末）一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为2400r/min，则此汽油机每秒钟完成 个冲程。汽车散热器常用水作为冷却剂，当散热器散热时，通过 方式改变了水的内能。 【答案】 80 热传递 【详解】[1]由题意可知，单缸四冲程汽油机的飞轮转速是2400r/min，即每ls转40圈，完成20个工作循环，80个冲程，做功20次。 [2]散热时，发动机和水之发生了热传递，水吸收了热量、内能增加，是通过热传递的方式改变水的内能的。 四、实验题 15．（24-25九年级上·河南信阳·阶段练习）如图，在试管里装一些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把木塞冲开。 (1)试管内的水温度升高，这是用 的方法增加水的内能； (2)水蒸气冲开瓶塞，水蒸气对瓶塞 ；水蒸气的温度 （选填“升高”“不变”或“降低”），内能 （选填“减小”“增加”或“不变”），在此过程中是水蒸气的内能转化为塞子的 能； (3)与内燃机相比，本实验装置中 相当于燃料， 相当于汽缸， 相当于活塞，水蒸气把木塞冲开的过程类似于内燃机的 冲程。 【答案】(1)热传递 (2) 做功 降低 减小 机械 (3) 酒精 试管 软木塞 做功 【详解】（1）给试管中的水加热，试管中的水吸收热量温度升高，内能增大，这是通过热传递的方式增加水的内能。 （2）[1][2][3][4]水蒸气冲开瓶塞，水蒸气对瓶塞做功，水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能；水蒸气对外做功，则水蒸气的温度降低，内能减小。 （3）[1][2][3]与内燃机相比，本实验装置中的酒精相当于燃料，燃料燃烧获得内能对水加热，试管相当于汽缸，水蒸气推动软木塞冲出，所以软木塞相当于活塞。 [4]水蒸气把木塞冲开是将内能转化为机械能，内燃机的做功冲程也是将内能转化机械能，故水蒸气把木塞冲开的过程类似于内燃机的做功冲程。 五、简答题 16．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。 17．（24-25九年级上·陕西咸阳·期中）“东风快递，使命必达”。如图所示是国庆阅兵式上我国首次亮相的高超音速导弹DF-17，该导弹采用火箭动力助推火箭。DF-17的表面层由耐高温材料制成，可防止弹头飞行过程中因高温而损坏。 (1)助推火箭的发动机是否属于热机？为什么？ (2)弹头飞行过程中温度升高，发生了什么能量转换？ 【答案】(1)见解析 (2)见解析 【详解】（1）热机是指各种利用内能做功的机械‌。火箭发动机工作时它向后高速喷出气体，从而获得前进的动力，燃料在汽缸内部燃烧，燃料的内能转化为机械能，所以属于热机。 （2）DF-17弹头飞行过程中与空气发生摩擦，弹头克服摩擦做功，将机械能转化成内能，导致温度升高。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$