四、 机械能与内能的相互转化（第1课时）（培优考点练）物理苏科版2024九年级上册

四、机械能与内能的相互转化（第1课时） 目录 题型分组基础练 2 题型01 做功改变物体的内能 2 题型02 热机（概念、种类、工作过程中的能量转化） 4 题型03 汽油机 5 题型04 柴油机 7 题型05 热机工作时，功、功率、压强与压力的综合计算 9 题型06 火箭的构造与工作原理 10 巩固提高综合练 12 链接中考 14 题型分组基础练 题型01 做功改变物体的内能 1．如图所示，金属制成的气缸中装有汽油和空气的混合物。下列操作有可能使气缸中汽油燃烧的是（    ） A．迅速向里推活塞 B．迅速向外拉活塞 C．缓慢向里推活塞 D．缓慢向外拉活塞 【答案】A 【详解】A．迅速向里推活塞，对汽油和空气的混合物做功，机械能转化为内能，温度比较高，汽油可能燃烧，故A符合题意； BD．迅速向外拉活塞，气缸内温度降低，更不可能燃烧，故B不符合题意； C．缓慢向里推活塞，存在热量的损失，而且温度上升比较慢，可能无法达到汽油的燃点，汽油不会燃烧，故C不符合题意。故选A。 2. 图示课本四个示例中的能量转化过程，与汽油机做功冲程相同的是（    ） A．甲图中反复弯折铁丝 B．乙图中压缩空气 C．丙图中盒内燃气推出盒盖 D．丁图中取暖器通电后电热丝发热 【答案】C 【详解】汽油机做功冲程中，缸内高温高压的燃气推动活塞对外做功，将内能转化为机械能。 A．图中反复弯折铁丝，人对铁丝做功，使铁丝内能增大，温度升高，将机械能转化为内能，故A不符合题意； B．图中压缩空气，此时活塞对气体做功，使气体内能增大，温度升高，将机械能转化为内能，故B不符合题意； C．图中盒内燃气推出盒盖，燃气对盒盖做功，将燃气的内能转化为盒盖的机械能，C符合题意； D．图中取暖器通电后电热丝发热，电流做功，将电能转化为内能，故D不符合题意。 故选C。 3. 如图所示，吹大了的气球没握住，它叫啸着飞跑了，则（    ） A．球内的气体温度降低内能减少 B．气体喷出时，机械能转化为内能 C．球内的气体通过热传递改变内能 D．球内的气体对气球没有做功 【答案】A 【详解】当球内气体喷出来时，气体会对外做功，通过做功的方式使球内气体的内能减小，发生的能量转化情况是球内气体的内能转化为气球的机械能，球内气体的内能减小，温度降低，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 4．如图，小明将测温探头置于注射器内并密封，向左推动活塞并观察温度计示数变化。关于此过程说法正确的是（　　） A．温度计示数变小 B．通过热传递改变气体内能 C．保持活塞不动，取下橡皮帽，温度计示数不变 D．撤去外力，活塞快速向右运动，温度计示数减小 【答案】D 【详解】AB．向左推动活塞，压缩气体做功，将机械能转化为内能，气体内能增加，温度升高，故温度计示数变大，是通过做功改变气体内能，故AB错误； C．保持活塞不动，取下橡皮帽，注射器内压缩的气体向左喷出，对外做功，内能减小，温度降低，故温度计示数变小，故C错误； D．撤去外力，活塞向右运动，对外做功，内能减小，温度降低，温度计示数变小，故D正确。 故选D。 5. 在瓶内滴入少量酒精，用塞子塞住瓶口，向瓶内快速打气，瓶内气体的内能 ，这是用 的方式改变内能的，相当于汽油机的 冲程；突然听到较大声响，看到塞子飞出， 能转化为 能，瓶内温度 （填“上升、下降、不变”）。 【答案】 变大 做功 压缩 内 机械 下降 【详解】在瓶内滴入少量酒精，用窑子塞住瓶口，向瓶内快速打气，机械能转化为内能，所以瓶内气体的内能增大，这是用做功的方式改变内能的。 此过程是机械能转化为内能，和汽油机的压缩冲程能量转化一样。 突然听到较大声响，看到塞子飞出，是气体的内能转化为塞子的机械能，故瓶内气体温度下降。 6. 如图是我国古代发明的取火器的模型图，把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来，这是通过 的方式，使筒内空气内能 ，温度升高，达到艾绒的着火点。 【答案】 做功 增大 【详解】把木制推杆迅速推入牛角套筒时，压缩气体做功，将机械能转化为内能，故是做功的方式改变内能。推杆压缩气体对气体做功，气体的内能增大，温度升高。 题型02 热机（概念、种类、工作过程中的能量转化） 7. 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世纪后期发明的，故A符合题意，BCD不符合题意。 8．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。因月球上没有空气，且对动力要求是非常高，故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。 9．如图所示，在试管里装入一些水，用软木塞塞住试管口，将试管放在酒精灯上加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲开，在这一过程中，水蒸气膨胀对软木塞 ，水蒸气的一部分 能转化为软木塞的 能，利用这一原理，可以制成热机。 【答案】 做功 内 机械能 【详解】用酒精灯给水加热产生大量的水蒸气，这些高温的水蒸气对塞子做功，将塞子冲出。 水蒸气膨胀对软木塞做功时，水蒸气的内能减小，温度降低，塞子由静止变为运动，其机械能增大，故是水蒸气的一部分内能转化为软木塞的机械能，热机的做功冲程原理与其一致。 题型03 汽油机 10．如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（ ） A．压缩冲程，将化学能转化成内能 B．压缩冲程，将机械能转化成内能 C．做功冲程，将内能转化成机械能 D．做功冲程，将机械能转化成内能 【答案】C 【详解】图中的气门关闭，活塞下行，并且电火花打火，这是做功冲程的特点；在做功冲程中，能量转化关系是气体的内能转化为机械能由此可知ABD错误，C正确。 11．下图是四冲程汽油机的工作示意图。从能量转化的角度看，机械能转化为内能的冲程是（　） A B C D  【答案】A 【详解】A．图中两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故A符合题意； B．图中进气阀开启，排气阀关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，没有能量转化，故B不符题意； C．图中进气阀关闭，排气阀开启，活塞向上运动，是排气冲程，没有能量转化，故C不符题意； D．图中的冲程两气阀关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是做功冲程，将内能转化为机械能，故D不符合题意。故选A。 12．如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，以下说法正确的是（　　） A．汽油机一个工作循环四个冲程的正确顺序是：丙、甲、丁、乙 B．汽油机吸气冲程汽缸吸进的物质是汽油 C．若汽油机每秒做功10次，则飞轮的转速为1200r/min D．图丁是做功冲程，机械能转化为内能 【答案】C 【详解】A．甲图中两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，乙图是进气门打开，排气门关闭，此时活塞向下运动，是吸气冲程，丙图中进气门关闭，排气门打开，此时活塞向上运动，是排气冲程，丁图中两个气门都关闭，火花塞点火，此时活塞向下运动，是做功冲程，所以，该内燃机一个工作循环有四个冲程正确的顺序是乙、甲、丁、丙，故A错误； B．汽油机吸气冲程汽缸吸进的物质是汽油和空气混合物，故B错误； C．由题知，该内燃机每秒做功10次，每分钟做功600次，因飞轮每转2周对外做功一次，则飞轮的转速为1200 r/min ，故C正确； D．图丁是做功冲程，是把燃气的内能转化为机械能，故D错误。故选C。 13. 如图甲所示，在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针管紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒中滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后按动电火花发生器的按钮，看到盒盖 ，在此过程中，酒精燃烧后的燃气的 能转化为盒盖的机械能。图 （选填“乙”或“丙”）中汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的。汽油机的一个工作循环活塞往复运动 次，对外做功 次。 【答案】 飞出 内 丙 2 1 【详解】在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针管紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒中滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后按动电火花发生器的按钮，可以看到盒盖飞出。 在此过程中，酒精燃烧后的燃气的内能转化为盒盖的机械能。 图乙为汽油机的压缩冲程，是将机械能转化为化学能，而图丙中汽油机的做功冲程，是将内能转化为机械能，与这一实验过程中能量的转化是一致的。 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。 14. 如图所示，是单缸四冲程汽油机的 冲程，该冲程活塞移动时，汽缸内燃料混合气体的压强变 。若该汽油机转速为2400r/min，则它每分钟完成 个如图所示的冲程。 【答案】 压缩 大 1200 【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；判断冲程名称可用口诀：“先看气门开关情，再看活塞上下行；开下吸气开上排，关上压缩关下功”，由图可知活塞向上运动，两气门关闭，因此是压缩冲程；压缩冲程过程中，汽缸内部体积变小，压强变大。 热机完成一个工作循环中，飞轮转动2圈，完成压缩冲程1个，若该汽油机转速是2400r/min，表示每分钟飞轮转动2400圈，它每分钟完成1200个压缩冲程。 题型04 柴油机 15. 柴油机和汽油机的主要区别在于，汽油机在吸气冲程中吸入汽油和空气的混合物，而柴油机吸入的只有 ，构造上柴油机顶端有喷油嘴，而汽油机顶部有 。 【答案】 空气 火花塞 【详解】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。汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴。 16．如图所示，这是 （选填“汽油机”或“柴油机”）工作循环中的 冲程，该冲程的能量转化为 能转化为机械能。 【答案】 柴油机 做功 内 【详解】由图可知，该内燃机有喷油嘴，故是柴油机。进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程。 做功冲程中，燃料燃烧产生的高温高压气体推动活塞向下运动，内能转化为机械能。    17. 如图所示是某种内燃机某一冲程的示意图，由图可知： （1）这种内燃机是 （填“汽油机”或“柴油机”）。 （2）在这个冲程中的能量转化是 。 【答案】 柴油机 内能转化为机械能 【详解】汽油机的气缸顶部是火花塞，柴油机气缸顶部是喷油嘴。由此我们可以判断出这种内燃机是柴油机。 观察此图我们可以发现，两个气门都是关闭的，且活塞正在向下运动，因此可以判断它正处于做功冲程。此冲程中，能量转化是内能转化为机械能。 18. 柴油机的构造与汽油机类似，不同点在于柴油机有一个喷油嘴而没有火花塞，其压缩冲程结束时，气缸内气体被压缩为高温气体，温度超过柴油的燃点，此时由喷油嘴向气缸内喷入雾化的柴油，柴油迅速燃烧，从而推动活塞做功，则如图中图 是柴油机的做功冲程，柴油燃烧时将 能转化为 能。 【答案】 甲 化学 内 【详解】图中甲图燃料燃烧，气体对外做功，内能转化为机械能，活塞向下移动，所以图甲表示的是做功冲程。柴油燃烧时向外放热，将储存的化学能转化为内能。 题型05 热机工作时，功、功率、压强与压力的综合计算 19. 如图为某单缸四冲程汽油机的 冲程，若1s内该汽油机对外做功20次，则飞轮转速为 r/min；该汽油机工作时汽缸内燃气对活塞平均推力为2000N，活塞向下运动的距离是50cm，则汽油机的功率为 kW。 【答案】排气 2400 20 【解析】由图可知，一气门关闭，活塞向上运动，该冲程是汽油机的排气冲程。 在四冲程内燃机的工作过程中曲轴转2圈，完成4个冲程，6个工作循环外做功1次；如果此汽油机1s内对外做功20次，则每秒完成20个工作循环，即每分钟转2400圈，飞轮的转速为2400r/min。 活塞向下运动的距离是s=50cm=0.5m 一个做功冲程做的功 该汽油机工作1s时所做的功 则汽油机的功率为 20. 某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞横截面积为50cm2，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为8×105 Pa，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），求： （1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力； （2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功。 【答案】（1）4000N；（2）200J 【详解】（1）由p=F/S得做功冲程中燃气对活塞的平均压力为 （2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功为 答：（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力为4000N；（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功为200J。 21. 汽车的排气量是指发动机汽缸的工作容积，一般情况下发动机排气量越大，功率越大。某款汽车使用四缸发动机，每个汽缸活塞行程均为8cm，活塞面积均为50cm2，燃气对活塞的平均压强为106Pa，飞轮转速为6000r/min。求： （1）它的总排气量； （2）一个做功冲程中，燃气对活塞做的功。 【答案】（1）1600cm3；（2）400J 【详解】（1）由题意可知，该汽车单个汽缸的排气量为活塞面积乘以行程，即 V=Sh=50cm2×8cm=400cm3 汽车使用四缸发动机，则总的排气量为V总=4V=4×400cm3=1600cm3 （2）由p=F/S可得，燃气对活塞的压力大小为 由功的计算公式可得，燃气对活塞所做功为 答：（1）总排气量为1600cm3；（2）燃气对活塞所做的功为400J。 题型06 火箭的构造与工作原理 22．往自制火箭模型的瓶内喷入雾状酒精，启动电火花发生器点火使酒精燃烧，火箭就会立刻飞出。此过程与四冲程汽油机中能量转化过程一致的是（　　） A．做功冲程 B．压缩冲程 C．吸气冲程 D．排气冲程 【答案】A 【详解】往自制火箭模型的瓶内喷入雾状酒精，启动电火花发生器点火使酒精燃烧，火箭就会立刻飞出，此过程是内能转化为机械能，与四冲程汽油机中能量转化过程一致的是做功冲程，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 23．如图所示为喷气式飞机和火箭在飞行中的情景，下列关于它们的说法正确的是（　　） A．火箭使用的发动机，是利用空气来助燃的 B．喷气式飞机的发动机需要自带氧化剂来助燃的 C．火箭升空过程中，散失的能量越少，发动机效率越高 D．两者都是利用机械能转化为内能来飞行的 【答案】C 【详解】A．现代火箭发动机的特点是它自身既带燃料，又带氧化剂，靠氧化剂来助燃，不需要从周围的大气层中汲取氧气，故A错误； B．喷气式飞机本身也携带燃料，它需要利用外界的空气来帮助燃烧，故B错误； C．发动机效率是所做有用功和燃料完全燃烧放出热量的比值，因此散失的能量越少，额外功越小，则热机效率越高，故C正确； D．飞机和火箭都是利用高温、高压气体产生的反作用力来飞行的，是利用内能转化为机械能工作的，故D错误。 故选C。 24. 如图是2023年10月26日神舟十七号运载火箭载着开封航天员江新林和队友三人共赴苍穹的场景。火箭的发动机 （填“是”“不是”）热机，火箭点火升空时的能量转化是 。 【答案】 是 化学能转化为内能，内能再转化为机械能 【详解】火箭的发动机也是利用内能工作的机械，属于热机。 火箭发射升空时，通过燃烧燃料将化学能转化为内能，释放的内能转移到高温高压的燃气上，然后向后喷出燃气，气体膨胀对外做功，内能转化为机械能，使火箭高度增加，速度增大，因此火箭点火升空时的能量转化是化学能转化为内能，内能再转化为机械能。 25．年月日时分，伴随着巨大的轰鸣声，搭载“神舟十六号”载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射成功，如图甲所示，约分钟后，神舟十六号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，飞船入轨后，于时分成功对接于空间站天和核心舱径向端口。时分，神舟十五号航天员乘组顺利打开“家门”，欢迎远道而来的神舟十六号航天员乘组入驻“天宫”，随后“胜利会师”的两个航天员乘组，一起在中国人自己的“太空家园”里留下了一张足以载入史册的太空合影，如图乙所示。月日，“神舟十五号”载人飞船返回大气层，与大气激烈摩擦，发出耀眼的光芒，如图丙所示，舱外温度最高达2000℃以上。 （1）火箭工作时将内能转化为机械能，该过程中能量的转化与汽油机的 冲程相同，火箭的喷气发动机 （选填“属于”或“不属于”）热机； （2）发射火箭时通常采用液氢作为燃料，原因是 ； （3）“神舟十五号”载人飞船返回大气层，与大气激烈摩擦，返回舱的温度高达2000℃，这是通过 的方式改变返回舱的内能。 【答案】 做功 属于 液氢的热值大 做功 【详解】（1）火箭工作时将内能转化为机械能，该过程中能量的转化与汽油机的做功冲程相同，火箭的喷气发动机是利用内能做功的，属于热机。 （2）火箭采用液态氢作为燃料，是因为液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢和其它燃料时，液态氢可以释放出更多的热量。 （3）“神舟十五号”载人飞船返回大气层，与大气激烈摩擦，返回舱的温度高达2000℃，这是通过克服摩擦做功的方式改变返回舱的内能。 巩固提高综合练 26. 如图甲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，如图乙为汽油机的工作冲程。下列判断不正确的是（    ） A．汽缸内的蒸汽推动活塞后，内能增加 B．舰载机获得的牵引力是因为汽缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞 C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图乙中（3）所示的原理相似 D．从能量转化角度讲，图乙中（2）冲程是把机械能转化为内能 【答案】A 【详解】A．汽缸内的蒸汽推动活塞后，内能转化为机械能，内能减小，故A错误，符合题意； B．舰载机获得的牵引力是因为汽缸内的蒸气体积膨胀，从而推动活塞，内能转化为机械能，故B正确，不符合题意； C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时将内能转化为机械能，与图乙中（3）所示的做功冲程原理相似，故C正确，不符合题意； D．从能量转化角度讲，图乙中（2）是压缩冲程，将机械能转化为内能，故D正确，不符题意。 故选A。 27. 下列热机冲程示意图中（火花塞产生电火花未画出），利用机械能转化为内能的冲程是（    ） A B C D 【答案】C 【详解】内燃机的一个工作循环有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程组成，其中压缩冲程中机械能转化成内能，做功冲程中内能转化成机械能。 A．进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，故A不符合题意； B．气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，故B不符合题意； C．气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，故C符合题意； D．排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，故D不符合题意。 故选C。 28. 如下图，甲、乙是课堂上看到的两个演示实验示意图，与压缩冲程原理相同的是 图所示的演示实验；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图，利用内能来做功的冲程是 图。若某汽油机飞轮转速为3600r/min，则它每秒完成 个冲程。    【答案】 甲 丁 120 【详解】压缩冲程中压缩空气，机械能转化为内能，甲图中迅速下压活塞，压缩内部的空气，对空气做功，同样是机械能转化为内能。 丙中进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能；丁中进气门和排气门都关闭，火花塞喷火，活塞向下运动，是做功冲程，内能转化为机械能。利用内能来做功的冲程是丁图。 汽油机飞轮每两圈一个工作循环，四个冲程，做功一次，所以转速为3600r/min，则每秒转60圈，共120个冲程。 29. 如题图为四缸发动机图，其工作原理为：四个气缸的活塞连在一根曲轴上，并使各气缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功，其它三个气缸分别在做吸气、压缩和排气工作。有一台四缸发动机，其主要技术指标如表所示。 其中排量等于四个气缸工作容积的总和，气缸工作容积指活塞从气缸顶部到底部所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（即冲程长）。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。则： （1）该发动机的单缸排量为 L，它的 冲程是把内能转化为机械能，从而获得动力； （2）该发动机每分钟对外做功 次，每分钟对外做功 J； （3）在每个做功冲程里，发动机做功W= J。在做功过程里，燃气对活塞所做的功可表示为W=pV，则p= Pa（1L=10-3m）。 【答案】（1） 0.5，做功；（2）12000，7.2×106；（3）600，1.2×106 【详解】（1）四缸发动机，其中排量等于四个气缸工作容积的总和是2L，汽车发动机的单缸排量为 V=2L/4 =0.5L 做功冲程，高温高压燃气推动活塞向下运动，燃气对外做功，将内能转化为机械能，从而获得动力。 （2）四冲程汽油机的飞轮转速为6000r/min，即该飞轮1min转6000r。因为飞轮转动半周，做功1次，所以一个工作循环，飞轮转2r,对外做功4次。所以每分钟飞轮转6000r，对外做功12000次。 由P=W/t知道，每分钟对外做功 （3）每个做功冲程做功 由W=pV知道，燃气对活塞的压强 链接中考 30. （2024·江苏常州·中考真题）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。 31. （2024·江苏扬州·中考真题）家用燃油汽车的发动机主要是汽油机，下列说法正确的是（　　） A．汽油机的效率能达到100% B．汽油机燃烧汽油会造成环境污染 C．汽油机的一个工作循环中，对外做功4次 D．汽油机在吸气冲程中只吸入汽油 【答案】B 【详解】A．由于摩擦等因素的存在，汽油机的效率不可能达到100%，故A错误； B．汽油机燃烧汽油时排放的尾气含有有害气体，会造成环境污染，故B正确； C．汽油机的一个工作循环中包含四个冲程，只有做功冲程对外做功1次，故C错误； D．油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物，故D错误。 故选B。 32. （2024·四川广元·中考真题）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 【详解】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），而不是增加，故D不符合题意。 故选B。 33．（2024·江苏镇江·中考真题）如图所示为汽油机工作过程的示意图，其中表示做功冲程的是（　　） A B C D 【答案】B 【详解】A．进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程，故A不符合题意； B．两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，故B符合题意； C．两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，故C不符合题意； D．排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程，故D不符合题意。 故选B。 34．（2024·黑龙江齐齐哈尔·中考真题）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，由输送系统按时按量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）地面控制中心与卫星之间是通过发射和接收 进行通信的； （2）火箭喷气发动机在工作过程中，先将燃料的化学能转化为 能，然后再将其转化为火箭的 能； （3） （选填“火箭”或“空气”）喷气发动机不能在大气层外工作； （4）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】 电磁波 内 机械 空气 C 【详解】（1）地面控制中心与卫星之间是通过发射和接收电磁波进行通信的，因为电磁波可以在真空中传播，而卫星处于大气层外，无法使用其他介质进行通信。 （2）火箭喷气发动机在工作过程中，首先通过燃烧将燃料的化学能转化为内能，然后利用这些内能来推动火箭运动，从而将内能转化为火箭的动能和势能，即机械能。 （3）空气喷气发动机需要空气中的氧气来助燃，因此不能在大气层外工作。而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，因此可以在大气层外工作。 （4）在空气涡轮喷气发动机工作过程中，气体首先被压缩，温度会升高，然后燃料和空气混合燃烧，温度会再次升高，最后气体被喷出，温度会降低。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 四、机械能与内能的相互转化（第1课时） 目录 题型分组基础练 2 题型01 做功改变物体的内能 2 题型02 热机（概念、种类、工作过程中的能量转化） 3 题型03 汽油机 3 题型04 柴油机 5 题型05 热机工作时，功、功率、压强与压力的综合计算 6 题型06 火箭的构造与工作原理 7 巩固提高综合练 8 链接中考 9 题型分组基础练 题型01 做功改变物体的内能 1．如图所示，金属制成的气缸中装有汽油和空气的混合物。下列操作有可能使气缸中汽油燃烧的是（    ） A．迅速向里推活塞 B．迅速向外拉活塞 C．缓慢向里推活塞 D．缓慢向外拉活塞 2. 图示课本四个示例中的能量转化过程，与汽油机做功冲程相同的是（    ） A．甲图中反复弯折铁丝 B．乙图中压缩空气 C．丙图中盒内燃气推出盒盖 D．丁图中取暖器通电后电热丝发热 3. 如图所示，吹大了的气球没握住，它叫啸着飞跑了，则（    ） A．球内的气体温度降低内能减少 B．气体喷出时，机械能转化为内能 C．球内的气体通过热传递改变内能 D．球内的气体对气球没有做功 4．如图，小明将测温探头置于注射器内并密封，向左推动活塞并观察温度计示数变化。关于此过程说法正确的是（　　） A．温度计示数变小 B．通过热传递改变气体内能 C．保持活塞不动，取下橡皮帽，温度计示数不变 D．撤去外力，活塞快速向右运动，温度计示数减小 5. 在瓶内滴入少量酒精，用塞子塞住瓶口，向瓶内快速打气，瓶内气体的内能 ，这是用 的方式改变内能的，相当于汽油机的 冲程；突然听到较大声响，看到塞子飞出， 能转化为 能，瓶内温度 （填“上升、下降、不变”）。 第5题图 第6题图 6. 如图是我国古代发明的取火器的模型图，把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来，这是通过 的方式，使筒内空气内能 ，温度升高，达到艾绒的着火点。 题型02 热机（概念、种类、工作过程中的能量转化） 7. 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 8．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 9．如图所示，在试管里装入一些水，用软木塞塞住试管口，将试管放在酒精灯上加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲开，在这一过程中，水蒸气膨胀对软木塞 ，水蒸气的一部分 能转化为软木塞的 能，利用这一原理，可以制成热机。 题型03 汽油机 10．如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（ ） A．压缩冲程，将化学能转化成内能 B．压缩冲程，将机械能转化成内能 C．做功冲程，将内能转化成机械能 D．做功冲程，将机械能转化成内能 11．下图是四冲程汽油机的工作示意图。从能量转化的角度看，机械能转化为内能的冲程是（　） A B C D  12．如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，以下说法正确的是（　　） A．汽油机一个工作循环四个冲程的正确顺序是：丙、甲、丁、乙 B．汽油机吸气冲程汽缸吸进的物质是汽油 C．若汽油机每秒做功10次，则飞轮的转速为1200r/min D．图丁是做功冲程，机械能转化为内能 13. 如图甲所示，在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针管紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒中滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后按动电火花发生器的按钮，看到盒盖 ，在此过程中，酒精燃烧后的燃气的 能转化为盒盖的机械能。图 （选填“乙”或“丙”）中汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的。汽油机的一个工作循环活塞往复运动 次，对外做功 次。 14. 如图所示，是单缸四冲程汽油机的 冲程，该冲程活塞移动时，汽缸内燃料混合气体的压强变 。若该汽油机转速为2400r/min，则它每分钟完成 个如图所示的冲程。 题型04 柴油机 15. 柴油机和汽油机的主要区别在于，汽油机在吸气冲程中吸入汽油和空气的混合物，而柴油机吸入的只有 ，构造上柴油机顶端有喷油嘴，而汽油机顶部有 。 16．如图所示，这是 （选填“汽油机”或“柴油机”）工作循环中的 冲程，该冲程的能量转化为 能转化为机械能。    17. 如图所示是某种内燃机某一冲程的示意图，由图可知： （1）这种内燃机是 （填“汽油机”或“柴油机”）。 （2）在这个冲程中的能量转化是 。 18. 柴油机的构造与汽油机类似，不同点在于柴油机有一个喷油嘴而没有火花塞，其压缩冲程结束时，气缸内气体被压缩为高温气体，温度超过柴油的燃点，此时由喷油嘴向气缸内喷入雾化的柴油，柴油迅速燃烧，从而推动活塞做功，则如图中图 是柴油机的做功冲程，柴油燃烧时将 能转化为 能。 题型05 热机工作时，功、功率、压强与压力的综合计算 19. 如图为某单缸四冲程汽油机的 冲程，若1s内该汽油机对外做功20次，则飞轮转速为 r/min；该汽油机工作时汽缸内燃气对活塞平均推力为2000N，活塞向下运动的距离是50cm，则汽油机的功率为 kW。 20. 某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞横截面积为50cm2，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为8×105 Pa，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），求： （1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力； （2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功。 21. 汽车的排气量是指发动机汽缸的工作容积，一般情况下发动机排气量越大，功率越大。某款汽车使用四缸发动机，每个汽缸活塞行程均为8cm，活塞面积均为50cm2，燃气对活塞的平均压强为106Pa，飞轮转速为6000r/min。求： （1）它的总排气量； （2）一个做功冲程中，燃气对活塞做的功。 题型06 火箭的构造与工作原理 22．往自制火箭模型的瓶内喷入雾状酒精，启动电火花发生器点火使酒精燃烧，火箭就会立刻飞出。此过程与四冲程汽油机中能量转化过程一致的是（　　） A．做功冲程 B．压缩冲程 C．吸气冲程 D．排气冲程 23．如图所示为喷气式飞机和火箭在飞行中的情景，下列关于它们的说法正确的是（　　） A．火箭使用的发动机，是利用空气来助燃的 B．喷气式飞机的发动机需要自带氧化剂来助燃的 C．火箭升空过程中，散失的能量越少，发动机效率越高 D．两者都是利用机械能转化为内能来飞行的 24. 如图是2023年10月26日神舟十七号运载火箭载着开封航天员江新林和队友三人共赴苍穹的场景。火箭的发动机 （填“是”“不是”）热机，火箭点火升空时的能量转化是 。 25．年月日时分，伴随着巨大的轰鸣声，搭载“神舟十六号”载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射成功，如图甲所示，约分钟后，神舟十六号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，飞船入轨后，于时分成功对接于空间站天和核心舱径向端口。时分，神舟十五号航天员乘组顺利打开“家门”，欢迎远道而来的神舟十六号航天员乘组入驻“天宫”，随后“胜利会师”的两个航天员乘组，一起在中国人自己的“太空家园”里留下了一张足以载入史册的太空合影，如图乙所示。月日，“神舟十五号”载人飞船返回大气层，与大气激烈摩擦，发出耀眼的光芒，如图丙所示，舱外温度最高达2000℃以上。 （1）火箭工作时将内能转化为机械能，该过程中能量的转化与汽油机的 冲程相同，火箭的喷气发动机 （选填“属于”或“不属于”）热机； （2）发射火箭时通常采用液氢作为燃料，原因是 ； （3）“神舟十五号”载人飞船返回大气层，与大气激烈摩擦，返回舱的温度高达2000℃，这是通过 的方式改变返回舱的内能。 巩固提高综合练 26. 如图甲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，如图乙为汽油机的工作冲程。下列判断不正确的是（    ） A．汽缸内的蒸汽推动活塞后，内能增加 B．舰载机获得的牵引力是因为汽缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞 C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图乙中（3）所示的原理相似 D．从能量转化角度讲，图乙中（2）冲程是把机械能转化为内能 27. 下列热机冲程示意图中（火花塞产生电火花未画出），利用机械能转化为内能的冲程是（    ） A B C D 28. 如下图，甲、乙是课堂上看到的两个演示实验示意图，与压缩冲程原理相同的是 图所示的演示实验；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图，利用内能来做功的冲程是 图。若某汽油机飞轮转速为3600r/min，则它每秒完成 个冲程。    29. 如题图为四缸发动机图，其工作原理为：四个气缸的活塞连在一根曲轴上，并使各气缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功，其它三个气缸分别在做吸气、压缩和排气工作。有一台四缸发动机，其主要技术指标如表所示。 其中排量等于四个气缸工作容积的总和，气缸工作容积指活塞从气缸顶部到底部所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（即冲程长）。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。则： （1）该发动机的单缸排量为 L，它的 冲程是把内能转化为机械能，从而获得动力； （2）该发动机每分钟对外做功 次，每分钟对外做功 J； （3）在每个做功冲程里，发动机做功W= J。在做功过程里，燃气对活塞所做的功可表示为W=pV，则p= Pa（1L=10-3m）。 链接中考 30. （2024·江苏常州·中考真题）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 31. （2024·江苏扬州·中考真题）家用燃油汽车的发动机主要是汽油机，下列说法正确的是（　　） A．汽油机的效率能达到100% B．汽油机燃烧汽油会造成环境污染 C．汽油机的一个工作循环中，对外做功4次 D．汽油机在吸气冲程中只吸入汽油 32. （2024·四川广元·中考真题）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 33．（2024·江苏镇江·中考真题）如图所示为汽油机工作过程的示意图，其中表示做功冲程的是（　　） A B C D 34．（2024·黑龙江齐齐哈尔·中考真题）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，由输送系统按时按量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）地面控制中心与卫星之间是通过发射和接收 进行通信的； （2）火箭喷气发动机在工作过程中，先将燃料的化学能转化为 能，然后再将其转化为火箭的 能； （3） （选填“火箭”或“空气”）喷气发动机不能在大气层外工作； （4）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 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$