第3节 热机及其工作原理（分层作业）物理沪科版（五四学制）2024九年级上册

第3节 热机及其工作原理 目录 【A 夯基础】 1 一、热机 1 二、内燃机 2 三、汽油机的四冲程工作循环 2 四、汽油机工作原理的应用 4 五、汽油机与柴油机的相同点与不同点 6 六、计算内燃机工作循环过程中的有关参数 7 七、作图题 7 八、实验题 8 【B 提能力】 9 【C 链中考】 14 一、热机 1．下列设备不属于热机的是（    ） A．洗衣机 B．汽油机 C．柴油机 D．蒸汽机 2．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 3．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 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．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 。 7．除了飞机、汽车、摩托车之外，用到热机的交通运输工具还有 、 、 。（写出三个即可），你列举的这些交通运输工具中， 用到的热机属于内燃机（写出一个即可） 二、内燃机 8．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。 9．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。 10．内燃机及其工作原理：将燃料自身的能量通过燃烧转化为 能，又通过做功，把 能转化为 能。按燃烧燃料的不同，内燃机可分为 、 等。 11．内燃机工作可分成四个阶段（冲程），依次为 冲程、 冲程、 冲程和 冲程． 三、汽油机的四冲程工作循环 12．如图所示，A是 冲程；B是 冲程；C是 冲程；D是 冲程。其中 冲程是内能转化为机械能， 冲程是机械能转化为内能。 13．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 14．如图所示为汽油机工作原理示意图，则一个汽缸正常工作时四个冲程的顺序是（　　） A．甲乙丙丁 B．甲乙丁丙 C．乙甲丙丁 D．乙甲丁丙 15．四冲程汽油机工作时，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 16．如图所示是汽油机的四个冲程，其中属于使汽车获得动力的冲程是（　　） A． B． C． D． 17．下列流程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 D．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 18．如图所示是汽油机的某个冲程，汽油与空气的混合气体处于图中 （选填字母）位置，在此冲程中，混合气体 （选填“被压缩”或“对外做功”），这些气体的内能 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。 19．四冲程汽油机工作时，能量发生转化的冲程有（　　） A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 20．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 四、汽油机工作原理的应用 21．改变内能有不同的方式，如图所示是通过 方式增加试管里的水的内能。水沸腾后，水蒸气推动“试管塞”迅速冲出管口，水蒸气的内能 （选填“增大”或“减小”），在“试管塞”被推出的过程中，能量转化情况与内燃机的 冲程相同。 22．如图试管中的水加热一段时间后，管口橡皮塞被冲出，水蒸气推动活塞的能量转化与汽油机的 冲程的能量转化过程相同，在此冲程中燃气的内能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。某单缸四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min，则1min内该汽油机对外做功 次。 23．如图所示为汽油机的四个冲程的示意图，按一个工作循环的顺序排序为 ，若某汽油机飞轮转速为1200r/min，则每秒钟该汽油机对外做功 次，其中图C中的能量转化与图所示的实验中能量转化相同的是 。 A． B． C． D． 24．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 五、汽油机与柴油机的相同点与不同点 25．如图所示，这是内燃机的一个冲程，根据回答问题∶ (1)这种机器是 （填“汽油机”或“柴油机”），你判定的依据是 ； (2)这是这种机器的 冲程； (3)在这个冲程中， 能转变成 能； (4)这种内燃机常用在 （填“小汽车”或“大货车”）上； (5)内燃机在工作时会排放尾气，造成 。 26．如图所示是内燃机某一冲程的示意图，其中喷油嘴正在喷油，由图可知： （1）这种内燃机是 （选填“汽油机”或“柴油机”）；它在吸气冲程吸入的物质是 （选填“空气”“汽油”“柴油”或“空气和汽油的混合物”）； （2）内燃机的一个工作循环中活塞往复运动 次。 27．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 28．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 六、计算内燃机工作循环过程中的有关参数 29．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。 30．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 31．一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 七、作图题 32．如图所示，是四冲程汽油机工作时的做功与排气冲程示意图。请将“↑”或“↓”符号填在活塞空白处，表示活塞此时的运行方向。 33．如图所示，甲为四冲程汽油机的吸气冲程示意图，试在乙图中用“T”表示阀门，画出做功冲程左侧门的开闭情况，用“↑”或“↓”表示活塞运动方向。 34．如图为汽油机的排气冲程示意图，请在图中A、B方框中分别标出曲轴转动方向及气流流动方向（曲轴转动方向用“”或“”表示，气流流动方向用“←”或“→”表示）。 八、实验题 35．如图所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉，然后迅速下压活塞，观察到硝化棉燃烧起来。 (1)下压活塞时，通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式使筒内空气的内能 （选填“增大”或“减小”），温度达到硝化棉的着火点，观察到硝化棉燃烧。 (2)该过程将 能转化为内能，其能量转化相当于内燃机的 冲程。 36．如图所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把木塞冲开。 （1）酒精灯燃烧， 能转化为 能； （2）水的温度升高，水汽化产生高温高压的水蒸气，增加了试管内物质的内能； （3）水蒸气冲开瓶塞后，水蒸气的温度降低，内能 ； （4）水蒸气冲开瓶塞的过程， 能转化为 能，这相当于四冲程内燃机的 冲程。 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．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： 。 一、单选题 1．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 2．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 3．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 4．一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速为1200r/min，则1秒内该柴油机完成了（　　） A．80个冲程，做功20次 B．20个冲程，做功5次 C．40个冲程，做功10次 D．10个冲程，做功40次 5．如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是（　　） A．甲冲程有明显的机械能与内能转化过程 B．丙冲程的能量转化过程和摩擦生热相同 C．丁冲程是对外输出动力的冲程 D．一个工作循环的正确顺序是：甲丙丁乙 6．如图为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，如图b为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断错误的是（    ）    A．图a中汽缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力 B．图a中汽缸内的蒸汽推动活塞时，内能减小 C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图b中B图所示的工作原理相似 D．图b中汽油机一个工作循环的正确顺序是A→B→C→D 二、填空题 7．如图所示，图甲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。图 （选填“乙”或“丙”）中汽油机的工作过程与图甲所示过程中能量的转化是一致的，而另一幅图所示的工作过程叫 冲程。 8．如图所示图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图，B图是 冲程，与它原理相同的是 图所示的演示实验，此冲程将 能转化为 能，若它在1s内完成20个工作循环，则飞轮的转速为 r/min。 9．随着生活水平的提高，汽车已经进入百姓家庭，它给我们的生活提供了便利，促进了社会的发展。汽车应用了许多物理知识，请你解答： (1)汽油机是汽车的“心脏”，其中 冲程将机械能转化为内能。如图甲、乙所示，是我们课堂演示的两个实验，与此冲程原理相同的是 实验（选填“甲”或者“乙”），在这个实验中，改变内能的方式是 ；（选填“热传递”或“做功”） (2)某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1s内，汽油机完成 个冲程。 10．一台单缸四冲程汽油机，汽缸横截面积S为，活塞冲程长L为0.3m，做功冲程燃气的平均压强p是，飞轮转速是2400r/min。则该汽油机对活塞的平均推力F大小为 N，将活塞从缸顶推到缸底需做功 J，1s的时间飞轮转 转、对外做功 次。 11．阅读短文，回答问题。 喷气发动机 喷气发动机分为火箭喷气发动机和空气喷气发动机。2023年，我国的长征四号丙运载火箭，成功将一颗卫星送入预定轨道。该运载火箭靠火箭喷气发动机获得推进力。 火箭喷气发动机本身带有燃料和氧化剂，不需要外界空气来助燃，其燃料有固体的和液体的。如图甲所示是液体火箭喷气发动机的工作原理示意图，燃料和氧化剂分别装在两个箱子里，由输送系统按时按景地把燃料和氧化剂喷入燃烧室，用电火花点燃，燃烧产生的气体以很高的速度从尾部喷出，对火箭产生强大的反冲推力使它前进。 空气喷气发动机本身只携带燃料，需要从外界空气中获得足够的氧来助燃。空气喷气发动机的种类很多，如图乙所示为空气涡轮喷气发动机结构图。工作过程中，机身在空气中高速前进，空气从进气口进入，被压缩机压缩后进入燃烧室和从喷雾器喷出的燃料混合，由火花塞点火燃烧，产生大量气体向后喷出，冲击燃气轮机叶轮转动，最后气体以极大的速度从尾部喷管喷出，使机身得到巨大的反冲推力向前飞行。 (1)火箭喷气发动机工作时，先将燃料的化学能转化为 能，再将其转化为火箭的 能，这个过程中相当于汽油机的 冲程； (2) （选填“火箭”或“空气”）喷气发动机不能在大气层外工作； (3)如图乙所示的空气涡轮喷气发动机工作过程中，气体温度是不断变化的。下列图像中，能大致反映气体的温度随时间变化的是________。 A． B． C． D． 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。 一、单选题 1．（2023·上海·中考真题）在汽油机的工作循环中，将内能转化为机械能，对外提供动力的冲程是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 2．（2022·上海·中考真题）四冲程热机工作过程中，将内能转化为机械能的是 冲程，李白在《望庐山瀑布》中写道：“日照香炉生紫烟”，这是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式来改变香炉的内能，加热 1 千克水，使其温度上升 2℃，则加热过程中水吸收的热量为 焦。[ c水 4.2 103焦/(千克·℃)] 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第3节 热机及其工作原理 目录 【A 夯基础】 1 一、热机 1 二、内燃机 3 三、汽油机的四冲程工作循环 3 四、汽油机工作原理的应用 7 五、汽油机与柴油机的相同点与不同点 10 六、计算内燃机工作循环过程中的有关参数 12 七、作图题 12 八、实验题 15 【B 提能力】 17 【C 链中考】 25 一、热机 1．下列设备不属于热机的是（    ） A．洗衣机 B．汽油机 C．柴油机 D．蒸汽机 【答案】A 【详解】汽油机、柴油机、蒸汽机都是燃料燃烧产生的内能最终转化为机械能，都属于热机，而洗衣机是将电能转化为机械能，不属于热机。 故选A。 2．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。 3．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。 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．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。 7．除了飞机、汽车、摩托车之外，用到热机的交通运输工具还有 、 、 。（写出三个即可），你列举的这些交通运输工具中， 用到的热机属于内燃机（写出一个即可） 【答案】 轮船 拖拉机 小型农业机械 拖拉机 【详解】[1][2][3]热机原理是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能的机器动力机械的一类。如蒸汽机、汽轮机、燃气轮机、内燃机、喷气发动机、外燃机等。热机通常以气体作为工质（传递能量的媒介物质叫工质），利用气体受热膨胀对外做功。除了飞机，汽车，摩托车之外，还有货车，轮船，拖拉机等。 [4]一切烧油的机器都是内燃机。内燃机是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机，拖拉机用到内燃机。 二、内燃机 8．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。 9．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。 10．内燃机及其工作原理：将燃料自身的能量通过燃烧转化为 能，又通过做功，把 能转化为 能。按燃烧燃料的不同，内燃机可分为 、 等。 【答案】 内 内 机械 汽油机 柴油机 【解析】略 11．内燃机工作可分成四个阶段（冲程），依次为 冲程、 冲程、 冲程和 冲程． 【答案】 吸气 压缩 做功 排气 【详解】[1][2][3][4]内燃机工作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． 三、汽油机的四冲程工作循环 12．如图所示，A是 冲程；B是 冲程；C是 冲程；D是 冲程。其中 冲程是内能转化为机械能， 冲程是机械能转化为内能。 【答案】 压缩 吸气 做功 排气 做功 压缩 【详解】[1]图A进气门关闭，排气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程。 [2]图B进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程。 [3]图C进气门关闭、排气门关闭，火花塞打火，活塞向下运动，是做功冲程。 [4]图D进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程。 [5][6]其中做功冲程是内能转化为机械能，压缩冲程是机械能转化为内能。 13．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。 14．如图所示为汽油机工作原理示意图，则一个汽缸正常工作时四个冲程的顺序是（　　） A．甲乙丙丁 B．甲乙丁丙 C．乙甲丙丁 D．乙甲丁丙 【答案】B 【详解】由图甲可知，汽油机左边气门打开，右边气门关闭，活塞下行，是汽油机的吸气冲程，在吸气冲程中，无能量转化情况；由图乙可知，汽油机的两个气门关闭，活塞上行，是汽油机的压缩冲程，在压缩冲程中，曲轴的机械能转化为燃气的内能；由图丁可知，汽油机是两个气门关闭，活塞点火，活塞下行，是汽油机的做功冲程，在做功冲程中，燃气的内能转化为曲轴的机械能，推动曲轴对外做功；由图丙可知，汽油机左边气门关闭，右边气门打开，活塞上行，是汽油机的排气冲程，在排气冲程中，无能量转化情况。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 15．四冲程汽油机工作时，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。 16．如图所示是汽油机的四个冲程，其中属于使汽车获得动力的冲程是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【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； A．图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，气体流出汽缸，属于排气冲程，故A不符合题意； B．进气门关闭、排气门关闭，活塞向下运动，属于做功冲程，该冲程中内能转化成机械能，使汽车获得动力，故B符合题意； C．进气门关闭，排气门关闭，活塞向上运动，汽缸容积变小，属于压缩冲程，该冲程中机械能转化为内能，故C不符合题意； D．进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，气体流入汽缸，属于吸气冲程，故D不符合题意。 故选B。 17．下列流程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 D．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 【答案】C 【详解】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C对． 18．如图所示是汽油机的某个冲程，汽油与空气的混合气体处于图中 （选填字母）位置，在此冲程中，混合气体 （选填“被压缩”或“对外做功”），这些气体的内能 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。 【答案】 A 被压缩 变大 【详解】[1][2][3]图中汽油机两个气门都关闭，活塞上行，是汽油机的压缩冲程，此冲程中汽油与空气的混合气体处于气缸A中，混合气体被压缩，温度升高，气体内能变大。 19．四冲程汽油机工作时，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。 20．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。 四、汽油机工作原理的应用 21．改变内能有不同的方式，如图所示是通过 方式增加试管里的水的内能。水沸腾后，水蒸气推动“试管塞”迅速冲出管口，水蒸气的内能 （选填“增大”或“减小”），在“试管塞”被推出的过程中，能量转化情况与内燃机的 冲程相同。 【答案】 热传递 减小 做功 【详解】[1]如图，用酒精灯对水进行加热，水从外界吸收热量，是通过热传递的方式来增加试管里的水的内能。 [2]沸腾后，水蒸气推动“试管塞”迅速冲出管口，水蒸气推动试管塞对外做功，将内能转化为机械能，水蒸气的内能减小。 [3]在“试管塞”被推出的过程中，将内能转化为机械能；内燃机的做功冲程中，缸内气体推动活塞做功，将内能转化为机械能，所以，在“试管塞”被推出的过程中，能量转化情况与内燃机的做功冲程相同。 22．如图试管中的水加热一段时间后，管口橡皮塞被冲出，水蒸气推动活塞的能量转化与汽油机的 冲程的能量转化过程相同，在此冲程中燃气的内能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。某单缸四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min，则1min内该汽油机对外做功 次。 【答案】 做功 减小 1500 【详解】[1][2]管口橡皮塞被冲出，水蒸气会对橡皮塞做功，将水蒸气的内能转化为橡皮塞的机械能；此过程与汽油机的做功冲程类似，在做功冲程中燃气的内能转化为活塞的机械能，燃气的内能减小。 [3]某单缸四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min，即汽油机飞轮每分钟转3000圈，因四冲程内燃机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以，1min内该汽油机完成1500个工作循环，对外做功1500次。 23．如图所示为汽油机的四个冲程的示意图，按一个工作循环的顺序排序为 ，若某汽油机飞轮转速为1200r/min，则每秒钟该汽油机对外做功 次，其中图C中的能量转化与图所示的实验中能量转化相同的是 。 A． B． C． D． 【答案】 DACB 10 乙 【详解】[1]汽油机的一个工作循环的四个冲程分别为：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，由图中可知，图A中进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，故是压缩冲程；图B中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程；图C中进气门和排气门均关闭，活塞向下运动，是做功冲程；图D中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，故按一个工作循环的顺序排序为DACB。 [2]由题意可知，汽油机飞轮转速为1200r/min，即20r/s，汽油机的一个工作工程中，飞轮转动两次，对外做功一次，故每秒钟该汽油机对外做功10次。 [3]图C为做功冲程，内能转化为机械能，图甲中活塞向下运动，压缩筒内气体做功，将机械能转化为内能，图乙中试管内的气体受热膨胀，推动塞子做功，将内能转化为机械能，故图C中的能量转化与图乙所示的实验中能量转化相同。 24．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。 五、汽油机与柴油机的相同点与不同点 25．如图所示，这是内燃机的一个冲程，根据回答问题∶ (1)这种机器是 （填“汽油机”或“柴油机”），你判定的依据是 ； (2)这是这种机器的 冲程； (3)在这个冲程中， 能转变成 能； (4)这种内燃机常用在 （填“小汽车”或“大货车”）上； (5)内燃机在工作时会排放尾气，造成 。 【答案】 汽油机 汽缸顶部有一个火花塞 做功 内 机械 小汽车 大气污染 【详解】(1)[1][2]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，该内燃机带有火花塞，为汽油机。 (2)[3]进气门、排气门均关闭，活塞向下运动，为做功冲程。 (3)[4][5]汽油机做功冲程中把内能转化为机械能。 (4)[6]汽油机体积、质量较小，常用在小汽车上。 (5)[7]内燃机在工作时会排放尾气，尾气中含有一氧化碳，氮氧化物，会造成大气污染。 26．如图所示是内燃机某一冲程的示意图，其中喷油嘴正在喷油，由图可知： （1）这种内燃机是 （选填“汽油机”或“柴油机”）；它在吸气冲程吸入的物质是 （选填“空气”“汽油”“柴油”或“空气和汽油的混合物”）； （2）内燃机的一个工作循环中活塞往复运动 次。 【答案】 柴油机 空气 2 【详解】（1）[1][2]由题知，内燃机的顶端有喷油嘴，所以该内燃机是柴油机；在柴油机的吸气冲程中吸入的是空气。 （2）[3]四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次，所以内燃机的一个工作循环中活塞往复运动2次。 27．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。 28．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。 六、计算内燃机工作循环过程中的有关参数 29．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。 30．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。 31．一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。 七、作图题 32．如图所示，是四冲程汽油机工作时的做功与排气冲程示意图。请将“↑”或“↓”符号填在活塞空白处，表示活塞此时的运行方向。 【答案】 【详解】左图两个气门都关闭，汽油机顶部火花塞产生电火花，为做功冲程，活塞向下运动；右图为排气冲程，两气门一开一闭，活塞上行。如图所示： 33．如图所示，甲为四冲程汽油机的吸气冲程示意图，试在乙图中用“T”表示阀门，画出做功冲程左侧门的开闭情况，用“↑”或“↓”表示活塞运动方向。 【答案】 【详解】在四冲程汽油机的做功冲程中，两个阀门都关闭，活塞向下运动，如图所示： 34．如图为汽油机的排气冲程示意图，请在图中A、B方框中分别标出曲轴转动方向及气流流动方向（曲轴转动方向用“”或“”表示，气流流动方向用“←”或“→”表示）。 【答案】 【详解】排气冲程中，进气门关闭，排气门打开，气体从B处流出汽缸，活塞向上运动，A处曲轴从左下向上转动半转，如下图所示： 八、实验题 35．如图所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉，然后迅速下压活塞，观察到硝化棉燃烧起来。 (1)下压活塞时，通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式使筒内空气的内能 （选填“增大”或“减小”），温度达到硝化棉的着火点，观察到硝化棉燃烧。 (2)该过程将 能转化为内能，其能量转化相当于内燃机的 冲程。 【答案】(1) 做功 增大 (2) 机械 压缩 【详解】（1）[1][2]下压活塞时，活塞对筒内的空气做功，使得空气的内能增大。这是因为做功是改变物体内能的一种方式，当外界对物体做功时，物体的内能会增加。随着空气内能的增大，其温度也会升高。当温度达到硝化棉的着火点时，硝化棉就会燃烧起来。 （2）[1][2]由于活塞对空气做功，使得空气的内能增加，因此这个过程是将机械能转化为内能。这种能量转化与内燃机的工作过程有相似之处。在内燃机的压缩冲程中，活塞也是向上运动，对汽缸内的混合气体做功，使得混合气体的内能增大，温度升高。因此，该过程相当于内燃机的压缩冲程。 36．如图所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把木塞冲开。 （1）酒精灯燃烧， 能转化为 能； （2）水的温度升高，水汽化产生高温高压的水蒸气，增加了试管内物质的内能； （3）水蒸气冲开瓶塞后，水蒸气的温度降低，内能 ； （4）水蒸气冲开瓶塞的过程， 能转化为 能，这相当于四冲程内燃机的 冲程。 【答案】 化学 内 减小 内 机械 做功 【详解】（1）[1][2]酒精灯燃烧时，消耗了化学能，产生了内能（热能），所以这是化学能转化为内能的过程。 （3）[1]水蒸气冲开瓶塞后，对外做功，将内能转化为机械能，因此水蒸气的内能会减少，温度也会降低。 （4）[1][2][3]水蒸气冲开瓶塞的过程，是高温高压的水蒸气对外做功，将内能转化为机械能的过程。这与四冲程内燃机的做功冲程非常相似，在做功冲程中，也是高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能。 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．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。 一、单选题 1．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。 2．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。 3．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。 4．一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速为1200r/min，则1秒内该柴油机完成了（　　） A．80个冲程，做功20次 B．20个冲程，做功5次 C．40个冲程，做功10次 D．10个冲程，做功40次 【答案】C 【详解】柴油机的飞轮转速是1200r/min，表示飞轮每分钟转1200转，则每秒转数 因为一个工作循环，飞轮转2转，因此该柴油机每秒完成工作循环 该柴油机每秒完成工作循环为10个； 因为一个工作循环包括四个冲程，对外做功一次，因此每秒完成40个冲程，做功10次；故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 5．如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是（　　） A．甲冲程有明显的机械能与内能转化过程 B．丙冲程的能量转化过程和摩擦生热相同 C．丁冲程是对外输出动力的冲程 D．一个工作循环的正确顺序是：甲丙丁乙 【答案】B 【详解】A．由图甲可知，该冲程进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，为吸气冲程，没有明显的机械能与内能的转化，故A错误； B．由图丙可知，该冲程进气和排气门都关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，机械能转化为内能，摩擦生热也是将机械能转化为内能，故B正确； C．做功冲程对外输出动力，由图丁可知，该冲程进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，为排气冲程，故C错误； D．由图乙可知，有电火花产生，该冲程为做功冲程，一个工作循环的正确顺序是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，故正确的顺序为甲丙乙丁，故D错误。 故选B。 6．如图为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，如图b为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断错误的是（    ）    A．图a中汽缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力 B．图a中汽缸内的蒸汽推动活塞时，内能减小 C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图b中B图所示的工作原理相似 D．图b中汽油机一个工作循环的正确顺序是A→B→C→D 【答案】D 【详解】A．a图中，汽缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，其内能减小，同时推动活塞，使舰载机获得巨大的牵引力，故A正确，A不符合题意； B．图a中汽缸内的蒸汽推动活塞时，内能转化为机械能，燃气的内能减小，故B正确，B不符合题意； C．根据气门的开闭情况和活塞的运动方向可以判断出：A是吸气冲程、B是做功冲程、C是压缩冲程、D是排气冲程，蒸汽弹射装置工作时内能转化为机械能，与汽油机的做功冲程相似，与图b中B图所示的工作原理相似，故C正确，C不符合题意； D．四冲程汽油机一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，所以汽油机一个工作循环的正确顺序是A→C→B→D，故D错误，D符合题意。 故选D。 二、填空题 7．如图所示，图甲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。图 （选填“乙”或“丙”）中汽油机的工作过程与图甲所示过程中能量的转化是一致的，而另一幅图所示的工作过程叫 冲程。 【答案】 丙 压缩 【详解】[1][2]如图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，这是因为酒精燃烧产生的燃气对外做功，消耗燃气的内能，变成盒盖的机械能，故是将内能转化为机械能的过程；四冲程热机中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。乙图两个气门都关闭，活塞向上是压缩冲程，该冲程将机械能转化为内能；丙图两个气门都关闭，活塞向下是做功冲程，该冲程将内能转化为机械能。即图丙中汽油机的工作过程与图甲所示过程中能量的转化是一致的。 8．如图所示图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图，B图是 冲程，与它原理相同的是 图所示的演示实验，此冲程将 能转化为 能，若它在1s内完成20个工作循环，则飞轮的转速为 r/min。 【答案】 压缩 E 机械 内 2400 【详解】[1][2][3][4]A图中，气门一开一闭，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程；B图中，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能；C图中，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；D图中，气门一开一闭，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程。E图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧。是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程；F图是水蒸气膨胀对外做功，将塞子冲出，是内能转化为机械能。故与图B原理相同的是图E所示的演示实验。 [5]1s完成20个工作循环，所以1min完成1200个工作循环，一个工作循环飞轮转两周，1200个工作循环飞轮转2400周，可知1min飞轮转2400周，即转速为2400r/min。 9．随着生活水平的提高，汽车已经进入百姓家庭，它给我们的生活提供了便利，促进了社会的发展。汽车应用了许多物理知识，请你解答： (1)汽油机是汽车的“心脏”，其中 冲程将机械能转化为内能。如图甲、乙所示，是我们课堂演示的两个实验，与此冲程原理相同的是 实验（选填“甲”或者“乙”），在这个实验中，改变内能的方式是 ；（选填“热传递”或“做功”） (2)某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1s内，汽油机完成 个冲程。 【答案】(1) 压缩 甲 做功 (2)80 【详解】（1）[1][2[3]]汽油机是汽车的“心脏”，其中压缩冲程将机械能转化为内能；甲图中活塞对空气做功，表示机械能转化为内能；乙图中水蒸气对木塞做功，把水蒸气的内能转化为木塞的机械能，所以与此冲程原理相同的是甲实验；在这个实验中，改变内能的方式是做功； （2）汽油机飞轮的转速为2400r/min=40r/s，即1s内飞轮转40周，由于汽油机一个工作循环，完成4个冲程，飞轮和曲轴转2周，对外做功一次，所以1s内，汽油机完成80个冲程，对外做功20次。 10．一台单缸四冲程汽油机，汽缸横截面积S为，活塞冲程长L为0.3m，做功冲程燃气的平均压强p是，飞轮转速是2400r/min。则该汽油机对活塞的平均推力F大小为 N，将活塞从缸顶推到缸底需做功 J，1s的时间飞轮转 转、对外做功 次。 【答案】 20000 6000 40 20 【详解】[1]燃气对活塞的平均压力为 [2]一个冲程燃气对活塞做功为 [3]飞轮一秒钟转数为 [4]1s时间内飞轮转40转，飞轮每转2转做一次功，故1s内汽油机对外做功 11．阅读短文，回答问题。 喷气发动机 喷气发动机分为火箭喷气发动机和空气喷气发动机。2023年，我国的长征四号丙运载火箭，成功将一颗卫星送入预定轨道。该运载火箭靠火箭喷气发动机获得推进力。 火箭喷气发动机本身带有燃料和氧化剂，不需要外界空气来助燃，其燃料有固体的和液体的。如图甲所示是液体火箭喷气发动机的工作原理示意图，燃料和氧化剂分别装在两个箱子里，由输送系统按时按景地把燃料和氧化剂喷入燃烧室，用电火花点燃，燃烧产生的气体以很高的速度从尾部喷出，对火箭产生强大的反冲推力使它前进。 空气喷气发动机本身只携带燃料，需要从外界空气中获得足够的氧来助燃。空气喷气发动机的种类很多，如图乙所示为空气涡轮喷气发动机结构图。工作过程中，机身在空气中高速前进，空气从进气口进入，被压缩机压缩后进入燃烧室和从喷雾器喷出的燃料混合，由火花塞点火燃烧，产生大量气体向后喷出，冲击燃气轮机叶轮转动，最后气体以极大的速度从尾部喷管喷出，使机身得到巨大的反冲推力向前飞行。 (1)火箭喷气发动机工作时，先将燃料的化学能转化为 能，再将其转化为火箭的 能，这个过程中相当于汽油机的 冲程； (2) （选填“火箭”或“空气”）喷气发动机不能在大气层外工作； (3)如图乙所示的空气涡轮喷气发动机工作过程中，气体温度是不断变化的。下列图像中，能大致反映气体的温度随时间变化的是________。 A． B． C． D． 【答案】(1) 内 机械 做功 (2)空气 (3)C 【详解】（1）[1][2][3]喷气发动机工作过程中燃料的化学能先转化为内能，燃烧产生的气体以很高的速度从尾部喷出，对火箭产生强大的反冲推力使它前进，内能再转化为机械能，故这个过程中相当于汽油机的做功冲程。 （2）空气喷气发动机本身只携带燃料，需要从外界空气中获得足够的氧来助燃，大气层外没有足够的氧气，故空气喷气发动机不能在大气层外工作。 （3）从能量转化的角度看，内燃机在压缩冲程中，将机械能转化为内能，所以燃气的温度升高；在做功冲程中，气体推动活塞对外做功，将气体的内能转化为活塞的机械能，燃气温度降低，即气体温度先升高后降低，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 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。 一、单选题 1．（2023·上海·中考真题）在汽油机的工作循环中，将内能转化为机械能，对外提供动力的冲程是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】C 【详解】在汽油机的工作循环中，做功冲程将内能转化为机械能，提供动力，压缩冲程将机械能转化为内能，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 2．（2022·上海·中考真题）四冲程热机工作过程中，将内能转化为机械能的是 冲程，李白在《望庐山瀑布》中写道：“日照香炉生紫烟”，这是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式来改变香炉的内能，加热 1 千克水，使其温度上升 2℃，则加热过程中水吸收的热量为 焦。[ c水 4.2 103焦/(千克·℃)] 【答案】 做功 热传递 8.4×103 【详解】[1]热机是将内能转化为机械能的机器，它的一个工作循环包括四个冲程：吸气、压缩、做功、排气冲程，其中压缩冲程是将机械能转化为内能；做功冲程是将内能转化为机械能。 [2]改变物体内能的方式有做功和热传递，太阳释放的热量通过热传递的方式传给香炉。 [3]水吸收的热量 Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×2℃=8.4×103J 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$