第1节 热机（分层作业）物理教科版2024九年级上册

第1节 热机 目录 【A 夯基础】 1 一、利用内能做功 1 二、内燃机 1 三、汽油机 1 四、发展空间 2 【B 提能力】 2 【C 链中考】 3 一、利用内能做功 1.内能的利用主要包括两种方式：一是_______________，如烧水、烹饪、取暖等。这是内能最基础的应用形式，通过__________改变物体内能。‌二是________‌驱动机械‌，如汽车发动机、发电机组等。 【答案】直接加热物体；热传递；做功 【解析】内能的利用主要包括两种方式：一是加热，二是做功。加热是通过热传递将内能转移到其他物体或环境中，例如烧水、烹饪和取暖等。做功则是通过做功的方式将内能转化为其他形式的能量，例如蒸汽机和内燃机的工作原理‌。 2.热机（如内燃机、蒸汽机）是将燃料的________能通过燃烧转化为______能，再通过_______将______能转化为________能。 ‌‌【答案】化学；内；做功；内；机械 【解析】具体来说，燃料在热机的汽缸内燃烧，释放出能量，这个过程是将化学能转化为内能（如热能）。随后，高温高压的气体推动活塞或叶片做功，将内能转化为机械能，从而驱动机器运转‌。 3.如图所示试管中装有水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个纸做的小叶轮，加热试管使水沸腾后，小叶轮转动，下列说法正确的是（ ） A.玻璃管口冒出“白气”是水蒸气液化而成的 B.加热使水升温是通过热传递的方式改变水的内能 C.小叶轮的转动说明永动机是可以实现的 D.小叶轮的转动是水的内能转化为叶轮的机械能 【答案】ABD 【解析】A.玻璃管口冒出的“白气”，是水蒸气上升遇冷液化形成的小水滴，故A正确； B.加热使水升温是通过热传递的方式改变水的内能，故B正确； C.永动机违反了能量守恒定律，是不可能实现的，故C错误； D.燃料燃烧的过程是化学能转化为内能，这种内能传递给水，水沸腾汽化为水蒸气，高温的水蒸气可以驱动叶轮转动，水蒸气自身的温度会降低，内能会减少，转化成了叶轮的机械能，故D正确。 故选ABD。 4.如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，并将水加热一段时间后，细心观察并分析，回答下面问题： ①写出你观察到的实验现象（至少写两条），并分析产生该种现象的原因。 a.现象：____________________，原因：________________________________________________； b.现象：____________________，原因：________________________________________________。 ②试分析实验中能量转化或转移的情况。 【答案】①a.橡胶塞被冲出；水蒸气对橡胶塞做功。 b.管口出现“白气”；水蒸气对橡胶塞做功，水蒸气内能减少，温度降低，发生了液化现象。 ②内能转化为机械能。 【解析】①a.当用酒精灯对试管加热一定程度时，试管内水蒸气会对塞子做功，将水蒸气的内能会转化为塞子的机械能；此过程与汽油机的做功冲程类似，在做功冲程中也是燃气的内能转化为活塞的机械能。 b.木塞冲出时，水蒸气的内能对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能会减小，温度降低；试管口出现白雾； ②内能转化为机械能。 5.热机是把燃料燃烧获得的________能转化为________能的装置。蒸汽机是最早的热机，它将水蒸气通过管道引入汽缸，推动________运动，从而带动________转动，对外做功。 【答案】内；机械；活塞；飞轮（或曲轴） 【分析】（1）热机是利用燃料燃烧产生的高温高压气体做功，将内能转化为机械能的装置； （2）最早的热机是18世纪发明的蒸汽机，将蒸气的内能转化成机械能。 【解答】热机将燃料燃烧产生的内能转化为机械能。蒸汽机中，水蒸气推动活塞直线运动，活塞通过连杆带动曲轴旋转，实现能量转换和做功。 故答案为：内；机械；活塞；飞轮（或曲轴）。 6.如图所示是蒸汽机的原理图，汽缸内活塞的左右移动由滑块阀门来控制。滑块阀门移到右端时，蒸汽从________进入________，推动活塞向_______运动，汽缸内的废气从排气管排出。 【答案】左面；汽缸；右 【解析】蒸汽机的工作原理是通过燃烧煤或燃油产生高温高压的蒸汽，蒸汽进入汽缸后推动活塞运动，进而通过曲柄带动轮子转动，实现机械能转换。具体来说，当滑块阀门移到右端时，蒸汽从左面进入汽缸，推动活塞向右运动；当滑块阀门移到左端时，蒸汽从右面进入汽缸，推动活塞向左运动‌。这种设计使得蒸汽机能够实现内能向机械能的转化‌。 二、内燃机 7.如图所示，为活塞式内燃机的主要构造。请指出序号①②③④⑤代表的名称。 ①__________；②__________；③__________；④__________；⑤__________；⑥__________。 【答案】①火花塞；②汽缸；③排气门；④活塞；⑤飞轮；⑥曲轴。 【解析】如图所示，活塞式内燃机的主要部件名称为：①火花塞；②汽缸；③排气门；④活塞；⑤飞轮；⑥曲轴。 8.活塞式内燃机的工作过程：在活塞式内燃机里，汽油、柴油等燃料与空气混合，在_______内燃烧。汽缸内的每次燃烧，都会生成___________的燃气，推动________做功，而活塞通过连杆、曲轴与飞轮相连，从而使活塞的移动带动飞轮转动。内燃机汽缸内进行的一系列有规律的燃烧，能使飞轮持续转动。生活中，常见的活塞式内燃机有__________和__________。 【答案】汽缸；高温高压；活塞；汽油机；柴油机 【解析】活塞式内燃机的工作过程：在活塞式内燃机里，汽油、柴油等燃料与空气混合，在_______内燃烧。汽缸内的每次燃烧，都会生成高温高压的燃气，推动活塞做功，而活塞通过连杆、曲轴与飞轮相连，从而使活塞的移动带动飞轮转动。内燃机汽缸内进行的一系列有规律的燃烧，能使飞轮持续转动。生活中，常见的活塞式内燃机有汽油机和柴油机。 9.内燃机一个工作循环包括_______个冲程，活塞往复_______次，曲轴转动_______周，对外做功_______次，将内能转化为机械能，其他三个辅助冲程要靠________的惯性来完成。 【答案】四；两；两；一；飞轮 【解析】内燃机的一个工作循环包括4个冲程，活塞往复2次，曲轴转动2周，其中只有做功冲程的燃气对外做功，将内能转化为机械能，其他三个辅助冲程要靠飞轮的惯性来完成。 三、汽油机 10.汽油机的一个工作循环要经历_______个冲程，属于四冲程内燃机。它的一个工作循环中，活塞往返各运动_______次，只有________冲程燃气推动活塞做功，把________能转化为________能，其他三个冲程是靠________转动的能量来完成的。在实际应用中，为了增大________和减小________，常把四个或更多的汽缸组合在一起，它们的做功冲程是轮流进行的。 【答案】四；做功；内；机械；飞轮；功率；震动 【解析】内燃机通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的；一个工作循环中，活塞往返各运动两次，做功冲程把内能转化为机械能，压缩冲程把机械能转化为内能。 汽油机的一个工作循环要经历四个冲程，属于四冲程内燃机；他的一个工作循环中，活塞往返各运动两次，只有做功冲程燃气推动活塞做功，把内能转化为机械能，其他三个冲程是靠飞轮转动的惯性来完成的；在实际应用中，为了增大功率和减小震动，常把四个或更多的汽缸组合在一起，它们的做功冲程是轮流进行的。 故答案为：四；两；做功；内；机械；惯性；功率；震动。 11.如图所示，是汽油机工作的四个冲程。 ①图甲，吸气冲程：进气门________，排气门________，活塞________运动，_____________的混合物从进气门吸入汽缸。 ②图乙，压缩冲程：进气门和排气门________， 活塞________运动，燃料混合物被________，压强________，温度________。 ③图丙，做功冲程：在压缩冲程________时，火花塞产生__________，使燃料猛烈燃烧，产生___________的气体。高温高压气体推动活塞________运动，并通过连杆带动曲轴转动，对外做功。 ④图丁，排气冲程：进气门________，排气门________，活塞________运动，把废气排出汽缸。 【答案】①打开；关闭；向下；汽油和空气；②关闭；向下；压缩；增大；升高；③结束；电火花；高温高压；向下；④关闭；打开；向上 【解析】汽油机工作的四个冲程： ①吸气冲程：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从进气门吸入汽缸。 ②压缩冲程：进气门和排气门都关闭， 活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高。 ③做功冲程：在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。高温高压气体推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动，对外做功。 ④排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。 12.下图中的四个冲程是热机正常工作的示意图，你认为让汽车获得动力的冲程是（ ） 【答案】C 【解析】在汽油机的四个冲程（吸气、压缩、做功、排气）中，内能转化为机械能的是做功冲程，该冲程让汽车获得动力： A图：气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，不符合题意； B图：进气门打开，活塞向下运动，气缸容积增大，是吸气冲程，不符合题意； C图：气门都关闭，火花塞喷出电火花，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，符合题意； D图：排气门打开，活塞向上运行，气缸容积减小，是排气冲程，不符合题意。 故选C。 13.汽油机连续工作时，活塞在往复运动中从汽缸一端运动到另一端叫一个________，汽油机是由________、________、________和________四个冲程不断循环来保证连续工作的。这四个冲程中，只有________冲程燃气对活塞做功，将________能转化为________能。 【答案】冲程；吸气；压缩；做功；排气；做功；内；机械 【解析】汽油机连续工作时，活塞在往复运动中从汽缸一端运动到另一端叫一个冲程，汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的。这四个冲程中，压缩冲程是将机械能转化为内能的过程，做功冲程是将内能转化为机械能能的过程，且只有该冲程是靠燃气对活塞做功完成的，其他三个冲程是靠飞轮的惯性完成的。 故答案为：冲程；吸气；压缩；做功；排气；做功；内；机械。 14.下列流程如图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况。关于对图中①②③④的补充正确的是（ ） A.①做功冲程，②内能转化为机械能，③压缩冲程，④机械能转化为内能 B.①压缩冲程，②内能转化为机械能，③做功冲程，④机械能转化为内能 C.①做功冲程，②机械能转化为内能，③压缩冲程，④内能转化为机械能 D.①压缩冲程，②机械能转化为内能，③做功冲程，④内能转化为机械能 【答案】D 【解析】汽油机的四个冲程分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，所以①压缩冲程，把机械能转化为内能，也就是压缩对气体做功，使其内能增大，温度升高，③是做功冲程，把内能转化为机械能。 对照答案选D。 四、发展空间 15.把易拉罐剪开，做成一个如图所示的热风车，下面放一只点燃的蜡烛，燃烧产生的高温气体将___________（选填“向上运动”、“向下运动”或“绕蜡烛旋转”），运动的热空气便推动热风车转动。这种热风车工作时的能量转化情况是________________。 【答案】向上运动；内能转化为机械能 【解析】由题意可知，风车下面放一只点燃的蜡烛，燃烧产生的高温气体密度小，所以将向上运动，运动的热空气便推动热风车转动，将内能转化为机械能。 故答案为：向上运动；内能转化为机械能。 点评：了解温度对气体密度的影响，会判断这一过程中能量的转化形式，是正确解答的关键。 16.如图所示，在试管内装一些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，看到橡胶塞被冲出，请就这一实验过程，提出一个有关能量方面的物理问题，并作答。 问题：________________________________；回答：________________________________________。 【答案】塞子被推出的过程中，能量转化是怎样的；水蒸气的内能会转化为塞子的机械能 【解析】当用酒精灯加热一定程度时，试管内的水蒸气会对塞子做功，将水蒸气的内能会转化为塞子的机械能；此过程与汽油机的做功冲程类似，在做功冲程中也是燃气的内能转化为活塞的机械能。 故可以提出问题：塞子被推出的过程中，能量转化是怎样的？ 回答：水蒸气的内能会转化为塞子的机械能。 故答案为：塞子被推出的过程中，能量转化是怎样的；水蒸气的内能会转化为塞子的机械能。 17.⼀柴油机的转速是3000r/min，它1秒钟对外做功_______次，它完成吸⽓冲程时，吸⼊汽缸⾥的物质是________。 【答案】25；空⽓ 【解析】根据热机的转速3000r/min，可知热机1s转50转，⽽热机在⼯作过程中，每转2转做功⼀次，故1s钟做功25次。柴油机在吸⽓冲程中吸⼊的是纯净的空⽓。 18.如图所示实验，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，过一会可看到塞子被冲了出去，本实验的过程跟下列内燃机的四个冲程的_______图（填序号）一样，该冲程将_______能转化为________能。 当试管内水被酒精灯加热后，水蒸气的内能逐渐增大，最后会把塞子冲出去，水蒸气的内能转化为了塞子的机械能。 汽油机的做功冲程是汽油燃烧产生的内能转化为活塞的机械能，由图可知， 图A中进气门、排气门关闭，活塞由下向上运动，是压缩冲程； 图B进气门打开，活塞由上向下运动，是吸气冲程； 图C进气门、排气门关闭，活塞由上向下运动，是做功冲程； 图D中进气门关闭，排气门打开，活塞由下向上运动，是排气冲程。 因此，与图甲中塞子被冲出过程相同的冲程是C做功冲程。 故答案为：C；内；机械。 19.如图所示，在锥形瓶内装些水，用带小孔的胶塞塞住瓶口，在小孔上方放一个用纸做成的小叶轮。加热锥形瓶使水沸腾，细心观察，用所学的知识回答下列问题。 （1）实验现象：_______________________________________。 （2）现象分析：燃料燃烧放出热量，通过__________的方向将内能传递水，使水的温度________，内能________，产生大量的水蒸气，水蒸气越来越多，气压越来越大，高压的水蒸气从胶塞孔喷出，对叶轮________，使叶轮转动起来。 同时，喷出的水蒸气的内能________，温度_______，水蒸气________成小水滴，在瓶口可观察到大量的“白雾”。 （3）实验结论：__________________。 （4）实验评估：实验中锥形瓶内水不要太多，大约为锥形瓶的三分之一即可，眼睛和人体不要靠近_________。 【答案】（1）细管中喷出的水蒸气使叶轮转动起来，同时瓶口出现“白雾”。 （2）热传递；升高；增大；做功；减少；降低；液化。 （3）内能可以做功。 （4）瓶口。 20.在如图所示的烧瓶里装入少量的水，用塞子塞紧，然后向密闭的烧瓶内打气，当打到一定程度时，塞子会从瓶口跳起来。 （1）该实验过程中最应注意观察的是（ ） A.打气的过程 B.塞子跳起的高度 C.打气过程中水的情况 D.塞子跳起的瞬间，瓶内发生的情况 （2）该实验可观察到的现象是_________________________________________，产生该现象的原因是___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________。 （3）该实验现象表明：_____________________________。 【答案】（1）D （2）塞子从瓶口跳起，瓶内出现“白雾”；水蒸气对塞子做了功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气内能减少，温度降低，水蒸气发生液化形成小水珠，瓶内出现“白雾”。 （3）做功可以改变物体的内能 【解析】（1）实验关键在于观察气体膨胀瞬间的物理变化。选项A（打气过程）和C（水的情况）虽相关，但非核心现象；B（塞子高度）仅是结果，未揭示本质。D（塞子跳起瞬间瓶内情况）直接关联气体膨胀导致的温度变化（如白雾出现），是实验的核心观察点。 （2）现象：打气时瓶内压强增大，当压强足够时，塞子被推出。此时气体快速膨胀，对外做功导致内能减少，温度骤降。瓶内水蒸气因温度降低液化为小水滴，形成白雾。 （3）实验表明气体对外做功时内能减少，温度降低，可导致气体液化。 21.如图是蒸汽机的原理图，气缸内活塞的左右移动由滑动阀来控制。当滑动阀移到右端时，活塞和飞轮的运动方向分别是（ ） A.活塞向右移动，飞轮沿顺时针转动 B.活塞向右移动，飞轮沿逆时针转动 C.活塞向左移动，飞轮沿顺时针转动 D.活塞向左移动，飞轮沿逆时针转动 【答案】A 【解析】热机是利用燃料燃烧释放的内能来做功的机械，分析滑动阀向右运动时，活塞的运动方向，通过连杆、曲柄带动轮子的运动方向。 当滑块阀门移到右端时，蒸汽从左侧进入气缸，推动活塞向右运动，通过连杆、曲柄带动轮子顺时针转动。 故选A。 22.十八世纪，瓦特发明的冷凝器蒸汽机，推动了人类第一次工业革命。如图为利用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图，蒸汽机的工作原理为：打开阀门A、关闭阀门B，高压蒸汽进入汽缸，推动活塞上行。当活塞到达汽缸顶部时，关闭阀门A、打开阀门B，蒸汽进入冷凝器，汽缸内压强减小，活塞下降。如此循环往复。 （1）蒸汽推动活塞上行过程中，能量转化是________________。 （2）蒸汽机活塞上行过程与汽油机的________冲程相似。 （3）蒸汽机工作过程中，气缸内部平均压强为1.1×106Pa，若活塞面积为0.1m2，则活塞受到蒸汽的平均压力是多少？ （4）蒸汽机活塞往复运动，通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为200kg，活塞每次上升高度为0.6m，则活塞上升一次蒸汽机对物体做了多少功？假设活塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机对物体做有用功的功率为多少？ 【答案】（1）做功；（2）1.1×105N；（3）1000W 【分析】（1）蒸汽对活塞做功时，将内能转化为机械能； （2）汽油机在做功冲程中将内能转化为机械能； （3）利用公式变形可计算出活塞受到蒸汽的平均压力； （3）根据力中杠杆和定滑轮的特点，判断活塞上升1次时物体升高的高度，根据W=Gh计算对物体所做的有用功；已知活塞每分钟向上运动100次，则根据计算出每分钟对物体所做有用功的功率。 【解答】（1）蒸汽推动活塞上行过程中，蒸汽对活塞做功，蒸汽的内能转化为活塞的机械能。 （2）汽油机的做功冲程中，高温高压燃气推动活塞做功，燃气的内能转化为活塞的机械能，与蒸汽推动活塞上行过程的能量转化相似。 （3）由可得活塞受到蒸汽的平均压力： F=pS=1.1×106Pa×0.1m2=1.1×105N （3）由图知杠杆左端的力臂是右端力臂的2倍，活塞每次上升高度为h=0.6m，则根据相似三角形的知识可知，杠杆右端下降的高度为h，由定滑轮的特点可知，定滑轮右侧物体上升的高度为 物体的重力： G=mg=200kg×10N/kg=2000N 活塞上升1次蒸汽机对物体做的有用功： W有=Gh′=2000N×0.3m=600J 活塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机对物体做的有用功的功率： 故答案为：（1）内能转化为机械能；（2）做功；（3）活塞受到蒸汽的平均压力为1.1×105N； （4）活塞上升1次蒸汽机对物体做的有用功为600J；该蒸汽机对物体做的有用功的功率为1000W。 23.（2024年新疆维吾尔自治区、新疆生产建设兵团初中学业题）下列运载工具中，不需要利用热机的是（　　） A.喷气式飞机 B.柴油拖拉机 C.纯电动汽车 D.长征系列火箭 【答案】C 【解析】ABD.喷气式发动机、柴油机、长征系列火箭在工作中，都是将燃料燃烧产生的内能最终转化为机械能，属于热机，故ABD不符合题意； C.纯电动汽车利用的是电动机，将电能转化为机械能，故C符合题意。 故选C。 24.（2024年四川省南充市初中学业水平考题）关于如图所示的四个情景，下列说法正确的是（ ） A.甲图中两个底面削平的铅块紧压在一起后能吊住重物，主要是由于大气压强的作用 B.乙图中红墨水在热水中比在冷水中扩散快，说明分子做无规则运动的剧烈程度与温度有关 C.丙图双手互搓取暖，是通过热传递方式改变手的内能 D.丁图中活塞向下运动，这是内然机的压缩冲程 【答案】B 【解析】A.分子间存在引力，甲图中两个底面削平的铅块紧压在一起后能吊住重物，是由于分子间存在作用力，故A错误； B.分子做无规则运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，运动越距离，故乙图中红墨水在热水中比在冷水中扩散快，说明分子做无规则运动的剧烈程度与温度有关，故B正确； C.改变内能的方式有做功和热传递，丙图双手互搓取暖，是通过做功的方式改变手的内能，故C错误； D.丁图中火花塞放电，活塞向下运动，这是内然机的做功冲程，内能转化为机械能，故D错误。 故选B。 25.（2024年四川省广元市初中学业水平考题）1883年人类发明了汽油机。一台四冲程汽油机的一个冲程中，火花塞点火，燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体推动活塞对外做功，则该冲程（　　） A.是压缩冲程 B.气体对外做功，内能转化为机械能 C.活塞依靠飞轮的惯性而运动 D.气体对外做功，气体的内能增加 【答案】B 【解析】火花塞点火，燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体推动活塞对外做功，燃气的内能转化为活塞的机械能，这是做功冲程。 A.在压缩冲程中，活塞向上运动，压缩混合气体，使其内能增加、温度升高，但此时并没有点火燃烧和对外做功。故A不符合题意； B.在做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，通过连杆带动曲轴转动，将内能转化为机械能，故B符合题意； C.在做功冲程中，是高温高压的燃气推动活塞运动，而不是活塞依靠飞轮的惯性运动。飞轮的惯性主要在其他冲程（如吸气冲程、压缩冲程和排气冲程）中起作用，帮助活塞完成这些冲程，故C不符合题意； D.在做功冲程中，气体对外做功，其内能会减小（因为部分内能转化为了机械能），而不增加，故D不符合题意。 故选B。 26.（2024年陕西省初中学业水平考题A卷）涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。该发动机工作过程中的相关说法正确的是（　　） A.燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高 B.燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大 C.压气机压缩空气，空气的内能减小 D.高温高压气体推动涡轮转动时，将机械能转化为内能 【答案】A 【解析】A.使燃料燃烧越充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故A正确； B.热值是燃料的一种特性，大小取决于燃料的种类，与其它因素无关，燃料和压缩空气混合后，燃料的热值不变，故B错误； C.压气机压缩空气，压气机对空气做功，空气的内能增大，故C错误； D.高温高压气体推动涡轮转动时，消耗内能，将内能转化为机械能，故D错误。 故选Ａ。 27.（2024年山东省枣庄市中考题）古代的人们曾发明一种活塞式点火器，如图所示。以牛角作套筒，木质推杆前端粘附艾绒。取火时，一手握住套筒，另一手猛推推杆，艾绒即燃。下列事例与猛推推杆入筒的过程中，能量转化情况不同的是（ ） A.内燃机的做功冲程 B.内燃机的压缩冲程 C.钻木取火 D.流星雨的形成 【答案】A 【解析】在猛推推杆入筒的过程中，推杆对艾绒做了功，使得艾绒的温度升高，内能增加，从而达到燃点并燃烧，这个过程是将机械能转化为内能。 A.内燃机的做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。这个过程是将内能转化为机械能，与题目中的能量转化情况不同，故A符合题意。 B.内燃机的压缩冲程中，是将机械能转化为内能，故B不符合题意。 C.钻木取火是通过摩擦做功，使得木头的内能增加，温度升高，达到燃点并燃烧。这个过程同样是将机械能转化为内能，与题目中的能量转化情况相同，故C不符合题意。 D.流星雨的形成是流星体进入地球大气层时，与大气层发生摩擦，使得流星体的内能增加，温度升高，甚至燃烧起来。这个过程也是将机械能转化为内能，与题目中的能量转化情况相同，故D不符合题意。 故选A。 28.（2024年山东省临沂市初中学业水平考题）2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。下图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】A.如图，两气门关闭，活塞下行，为做功冲程，缸内气体推动活塞对外做功； B.如图，进气门关闭，排气门打开，为排气冲程； C.如图，两气门关闭，活塞上行，为压缩冲程，活塞压缩缸内气体，对气体做功，机械能转化为内能； D.如图，进气门打开，排气门关闭，为吸气冲程； 顺序为吸气、压缩、做功、排气，压缩冲程后气体温度都对吸气冲程中气体的温度高，故吸气冲程中气缸内气体的内能最小，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 29.（2025年四川自贡市中考题）如图所示为内燃机的________冲程，该过程是将________转化为机械能。 【答案】做功；内能 【解析】如图所示，两气门都关闭，活塞下行，是做功冲程，该冲程中燃气推动活塞，对活塞做功，内能转化为机械能。 30.（2024年四川省内江市中考题）汽车发动机散热降温，常用水作为冷却液是因为水的________（选填“比热容”或“热值”）较大；在汽油机的一个工作循环中，将内能转化为机械能的冲程是________（选填“做功”或“压缩”）冲程。 【答案】比热容；做功 【解析】水的比热容较大，用水作为冷却剂，升高相同的温度可以吸收更多的热量。 汽油机的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。 31.（2024年山东省聊城市初中学业水平考题）在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，棉花燃烧起来，说明通过________的方式可以改变物体的内能，这一过程与汽油机的________冲程具有相同的能量转化。 【答案】做功；压缩 【解析】当迅速压下活塞时，可看见筒内硝化棉燃烧起来，这是通过压缩空气做功的方式使玻璃筒内的空气内能增加，温度升高，达到硝化棉的燃点，使硝化棉燃烧，这个过程中，机械能转化为内能。 内燃机的压缩冲程中，活塞压缩汽缸内气体做功，使气体温度升高，内能增大，是机械能转化为内能，所以二者的能量转化形式相同。 32.（2024年黑龙江省绥化市初中学业水平考题）感冒发烧时可用冷毛巾给头部降温，是利用_________的方式改变内能。一台某型号四冲程汽油机飞轮转速是1800r/min，该汽油机工作时每秒对外做功________次。 【答案】热传递；15 【解析】用冷手巾给头部降温时，头部吸收了热量，温度降低，内能减少，是利用热传递方式改变内能。 该汽油机飞轮的速度 飞轮每转动两次，对外做功一次，所以该汽油机每秒对外做功15次。 33.（2024年湖北省初中学业水平考题）2024年4月30日，全球最大的压缩空气储能项目在我国并网发电，工作原理如图。在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气，使空气________增大（填能量形式）；在用电高峰时段高压空气被释放，膨胀对外________，使膨胀机转动，将内能转化为________，带动发电机产生电能输送至电网。 【答案】内能；做功；机械能 【解析】在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气，对空气做功，使空气内能增大。 在用电高峰时段高压空气被释放，膨胀对膨胀机做功，使膨胀机转动，将内能转化为机械能，带动发电机产生电能输送至电网。 14 / 15 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第1节 热机 目录 【A 夯基础】 1 一、利用内能做功 1 二、内燃机 1 三、汽油机 1 四、发展空间 2 【B 提能力】 2 【C 链中考】 3 一、利用内能做功 1.内能的利用主要包括两种方式：一是_______________，如烧水、烹饪、取暖等。这是内能最基础的应用形式，通过__________改变物体内能。‌二是________‌驱动机械‌，如汽车发动机、发电机组等。 2.热机（如内燃机、蒸汽机）是将燃料的________能通过燃烧转化为______能，再通过_______将______能转化为________能。 ‌‌3.如图所示试管中装有水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个纸做的小叶轮，加热试管使水沸腾后，小叶轮转动，下列说法正确的是（ ） A.玻璃管口冒出“白气”是水蒸气液化而成的 B.加热使水升温是通过热传递的方式改变水的内能 C.小叶轮的转动说明永动机是可以实现的 D.小叶轮的转动是水的内能转化为叶轮的机械能 4.如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，并将水加热一段时间后，细心观察并分析，回答下面问题： ①写出你观察到的实验现象（至少写两条），并分析产生该种现象的原因。 a.现象：____________________，原因：________________________________________________； b.现象：____________________，原因：________________________________________________。 ②试分析实验中能量转化或转移的情况。 5.热机是把燃料燃烧获得的________能转化为________能的装置。蒸汽机是最早的热机，它将水蒸气通过管道引入汽缸，推动________运动，从而带动________转动，对外做功。 6.如图所示是蒸汽机的原理图，汽缸内活塞的左右移动由滑块阀门来控制。滑块阀门移到右端时，蒸汽从________进入________，推动活塞向_______运动，汽缸内的废气从排气管排出。 二、内燃机 7.如图所示，为活塞式内燃机的主要构造。请指出序号①②③④⑤代表的名称。 ①__________；②__________；③__________；④__________；⑤__________；⑥__________。 8.活塞式内燃机的工作过程：在活塞式内燃机里，汽油、柴油等燃料与空气混合，在_______内燃烧。汽缸内的每次燃烧，都会生成___________的燃气，推动________做功，而活塞通过连杆、曲轴与飞轮相连，从而使活塞的移动带动飞轮转动。内燃机汽缸内进行的一系列有规律的燃烧，能使飞轮持续转动。生活中，常见的活塞式内燃机有__________和__________。 9.内燃机一个工作循环包括_______个冲程，活塞往复_______次，曲轴转动_______周，对外做功_______次，将内能转化为机械能，其他三个辅助冲程要靠________的惯性来完成。 三、汽油机 10.汽油机的一个工作循环要经历_______个冲程，属于四冲程内燃机。它的一个工作循环中，活塞往返各运动_______次，只有________冲程燃气推动活塞做功，把________能转化为________能，其他三个冲程是靠________转动的能量来完成的。在实际应用中，为了增大________和减小________，常把四个或更多的汽缸组合在一起，它们的做功冲程是轮流进行的。 11.如图所示，是汽油机工作的四个冲程。 ①图甲，吸气冲程：进气门________，排气门________，活塞________运动，_____________的混合物从进气门吸入汽缸。 ②图乙，压缩冲程：进气门和排气门________， 活塞________运动，燃料混合物被________，压强________，温度________。 ③图丙，做功冲程：在压缩冲程________时，火花塞产生__________，使燃料猛烈燃烧，产生___________的气体。高温高压气体推动活塞________运动，并通过连杆带动曲轴转动，对外做功。 ④图丁，排气冲程：进气门________，排气门________，活塞________运动，把废气排出汽缸。 12.下图中的四个冲程是热机正常工作的示意图，你认为让汽车获得动力的冲程是（ ） 13.汽油机连续工作时，活塞在往复运动中从汽缸一端运动到另一端叫一个________，汽油机是由________、________、________和________四个冲程不断循环来保证连续工作的。这四个冲程中，只有________冲程燃气对活塞做功，将________能转化为________能。 14.下列流程如图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况。关于对图中①②③④的补充正确的是（ ） A.①做功冲程，②内能转化为机械能，③压缩冲程，④机械能转化为内能 B.①压缩冲程，②内能转化为机械能，③做功冲程，④机械能转化为内能 C.①做功冲程，②机械能转化为内能，③压缩冲程，④内能转化为机械能 D.①压缩冲程，②机械能转化为内能，③做功冲程，④内能转化为机械能 四、发展空间 15.把易拉罐剪开，做成一个如图所示的热风车，下面放一只点燃的蜡烛，燃烧产生的高温气体将___________（选填“向上运动”、“向下运动”或“绕蜡烛旋转”），运动的热空气便推动热风车转动。这种热风车工作时的能量转化情况是________________。 16.如图所示，在试管内装一些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，看到橡胶塞被冲出，请就这一实验过程，提出一个有关能量方面的物理问题，并作答。 问题：________________________________；回答：________________________________________。 17.⼀柴油机的转速是3000r/min，它1秒钟对外做功_______次，它完成吸⽓冲程时，吸⼊汽缸⾥的物质是________。 18.如图所示实验，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，过一会可看到塞子被冲了出去，本实验的过程跟下列内燃机的四个冲程的_______图（填序号）一样，该冲程将_______能转化为________能。 19.如图所示，在锥形瓶内装些水，用带小孔的胶塞塞住瓶口，在小孔上方放一个用纸做成的小叶轮。加热锥形瓶使水沸腾，细心观察，用所学的知识回答下列问题。 （1）实验现象：_______________________________________。 （2）现象分析：燃料燃烧放出热量，通过__________的方向将内能传递水，使水的温度________，内能________，产生大量的水蒸气，水蒸气越来越多，气压越来越大，高压的水蒸气从胶塞孔喷出，对叶轮________，使叶轮转动起来。 同时，喷出的水蒸气的内能________，温度_______，水蒸气________成小水滴，在瓶口可观察到大量的“白雾”。 （3）实验结论：__________________。 （4）实验评估：实验中锥形瓶内水不要太多，大约为锥形瓶的三分之一即可，眼睛和人体不要靠近_________。 20.在如图所示的烧瓶里装入少量的水，用塞子塞紧，然后向密闭的烧瓶内打气，当打到一定程度时，塞子会从瓶口跳起来。 （1）该实验过程中最应注意观察的是（ ） A.打气的过程 B.塞子跳起的高度 C.打气过程中水的情况 D.塞子跳起的瞬间，瓶内发生的情况 （2）该实验可观察到的现象是_________________________________________，产生该现象的原因是___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________。 （3）该实验现象表明：_____________________________。 21.如图是蒸汽机的原理图，气缸内活塞的左右移动由滑动阀来控制。当滑动阀移到右端时，活塞和飞轮的运动方向分别是（ ） A.活塞向右移动，飞轮沿顺时针转动 B.活塞向右移动，飞轮沿逆时针转动 C.活塞向左移动，飞轮沿顺时针转动 D.活塞向左移动，飞轮沿逆时针转动 22.十八世纪，瓦特发明的冷凝器蒸汽机，推动了人类第一次工业革命。如图为利用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图，蒸汽机的工作原理为：打开阀门A、关闭阀门B，高压蒸汽进入汽缸，推动活塞上行。当活塞到达汽缸顶部时，关闭阀门A、打开阀门B，蒸汽进入冷凝器，汽缸内压强减小，活塞下降。如此循环往复。 （1）蒸汽推动活塞上行过程中，能量转化是________________。 （2）蒸汽机活塞上行过程与汽油机的________冲程相似。 （3）蒸汽机工作过程中，气缸内部平均压强为1.1×106Pa，若活塞面积为0.1m2，则活塞受到蒸汽的平均压力是多少？ （4）蒸汽机活塞往复运动，通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为200kg，活塞每次上升高度为0.6m，则活塞上升一次蒸汽机对物体做了多少功？假设活塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机对物体做有用功的功率为多少？ 23.（2024年新疆维吾尔自治区、新疆生产建设兵团初中学业题）下列运载工具中，不需要利用热机的是（　　） A.喷气式飞机 B.柴油拖拉机 C.纯电动汽车 D.长征系列火箭 24.（2024年四川省南充市初中学业水平考题）关于如图所示的四个情景，下列说法正确的是（ ） A.甲图中两个底面削平的铅块紧压在一起后能吊住重物，主要是由于大气压强的作用 B.乙图中红墨水在热水中比在冷水中扩散快，说明分子做无规则运动的剧烈程度与温度有关 C.丙图双手互搓取暖，是通过热传递方式改变手的内能 D.丁图中活塞向下运动，这是内然机的压缩冲程 25.（2024年四川省广元市初中学业水平考题）1883年人类发明了汽油机。一台四冲程汽油机的一个冲程中，火花塞点火，燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体推动活塞对外做功，则该冲程（　　） A.是压缩冲程 B.气体对外做功，内能转化为机械能 C.活塞依靠飞轮的惯性而运动 D.气体对外做功，气体的内能增加 26.（2024年陕西省初中学业水平考题A卷）涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。该发动机工作过程中的相关说法正确的是（　　） A.燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高 B.燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大 C.压气机压缩空气，空气的内能减小 D.高温高压气体推动涡轮转动时，将机械能转化为内能 27.（2024年山东省枣庄市中考题）古代的人们曾发明一种活塞式点火器，如图所示。以牛角作套筒，木质推杆前端粘附艾绒。取火时，一手握住套筒，另一手猛推推杆，艾绒即燃。下列事例与猛推推杆入筒的过程中，能量转化情况不同的是（ ） A.内燃机的做功冲程 B.内燃机的压缩冲程 C.钻木取火 D.流星雨的形成 28.（2024年山东省临沂市初中学业水平考题）2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。下图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是（　　） A. B. C. D. 29.（2025年四川自贡市中考题）如图所示为内燃机的________冲程，该过程是将________转化为机械能。 30.（2024年四川省内江市中考题）汽车发动机散热降温，常用水作为冷却液是因为水的________（选填“比热容”或“热值”）较大；在汽油机的一个工作循环中，将内能转化为机械能的冲程是________（选填“做功”或“压缩”）冲程。 31.（2024年山东省聊城市初中学业水平考题）在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，棉花燃烧起来，说明通过________的方式可以改变物体的内能，这一过程与汽油机的________冲程具有相同的能量转化。 32.（2024年黑龙江省绥化市初中学业水平考题）感冒发烧时可用冷毛巾给头部降温，是利用_________的方式改变内能。一台某型号四冲程汽油机飞轮转速是1800r/min，该汽油机工作时每秒对外做功________次。 33.（2024年湖北省初中学业水平考题）2024年4月30日，全球最大的压缩空气储能项目在我国并网发电，工作原理如图。在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气，使空气________增大（填能量形式）；在用电高峰时段高压空气被释放，膨胀对外________，使膨胀机转动，将内能转化为________，带动发电机产生电能输送至电网。 9 / 9 学科网（北京）股份有限公司 $$