第2讲 热机（提高版）（六大题型）--2025～2026学年九年级上册物理人教版周末查漏补缺

第2讲 热机(提高版) 考情揭秘 素养点击 基本考察点 热机的种类和能量转化；内燃机的工作循环过程；热机中能量的损耗及提高效率方法；能量的转化与守恒； 1. 理解热机的能量的转化方式和热机的种类； 2. 理解汽油机和柴油机的工作工程及能量变化情况； 3. 区分汽油机和柴油机的异同点； 4. 知道热机能耗的损失及提高热机效率的方法； 5. 理解能量的转化与守恒，区分机械能守恒和能量守恒的差别。 热点及难点 汽油机的工作循环过程及能量转化问题； 题型及难度 选择题和填空题，难度中等偏下 中考中地位 选择题和填空题居多 知识梳理·题型预览 你需要的是一直变好，而不是一直后悔。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 知识点1：热机 题型1：热机中的能量转化问题 题型2：热机的工作工程 题型3：汽油机与柴油机的特点 知识点2：热机的效率 题型4：热机效率 题型5：能量的转化与守恒 知识点3：能量转化与守恒 题型6：永动机问题 温故知新·课前5分钟 一、知识检测： 1.分子动理论的内容 常见的物质是由大量的分子、原子构成的；物质内的分子在不停地做无规则运动；分子之间存在引力和斥力. 2. 扩散现象 （1）定义：不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象，叫做扩散现象. （2）扩散现象发生的范围：固体、液体和气体. （3）扩散现象表明：一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，同时还说明分子间有间隙. （4）影响因素：扩散现象与温度有关，温度越高，扩散得越快. 3. 改变物体内能的方式：热传递和做功。 （1）热传递具有方向性：热量从高温物体传递给低温物体，或从物体的高温部分传递给低温部分； （2）物体对外做功，内能减少；外界对物体做功，物体内能增加。 4. 区分温度、热量和内能 （1）温度：表示物体的冷热程度，可以用温度计测量，一般用“降低”、“升高”，“降低到”、“升高到”表述； （2）热量：表示热传递过程中传递能量的多少，用“放出”或“吸收”表述。 （3）内能：表示构成物体的所有分子的动能与所有分子间的分子势能的总和，用“有”、“具有”、“改变”、“增加”、“减少”的来表述。 二、重点题型检测 1．（24-25九年级上·湖南娄底·期中）信阳“毛尖”茶是一种著名的保健饮品，正确的是（　　） A．泡茶时，通过做功增加了茶叶的内能 B．喝茶时，可以闻到茶叶的香味，说明分子在不停地做无规则运动 C．茶水温度降低，茶水含有热量减少 D．烧水时，火越旺水的沸点越高 【答案】B 【详解】A．泡茶时，茶叶从开水中吸热，是通过热传递的方式改变茶叶的内能，故A错误； B．喝茶时，可以闻到茶的香味，是分子热运动无规则运动的结果，故可说明分子在不停地做无规则运动，故B正确； C．热量不是状态量，不能说含有或者具有热量，故C错误； D．液体的沸点与气压有关，与火烧的旺不旺没有关系，故D错误。 故选B。 2．（24-25九年级上·辽宁营口·期中）关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（　　） A．0℃的冰没有内能 B．冰熔化时虽然温度保持不变，但它的内能增加 C．物体温度升高，一定是吸收了热量 D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递 【答案】B 【详解】 A．任何物体在任何温度下都具有内能，的冰也有内能，故A错误； B．冰是晶体，晶体熔化过程中，吸收热量，温度不变，但内能增加，故B正确； C．物体温度升高，可能是吸收了热量，也可能是外界对它做功，故C错误； D．两个物体间发生热传递时，热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体或者从物体的高温部分传向低温部分，内能大的物体的温度不一定高，故D错误。 故选B。 3．（24-25八年级下·江苏盐城·期中） (1)图甲中将红墨水滴入水中，可以看到红墨水在水中扩散开来，说明分子在不停的做 ； (2)图乙中将冷水和热水中各滴入一滴红墨水，热水中红墨水扩散得快，说明 越高，分子运动越剧烈； (3)图丙中两个铅块紧紧压在一起后能“粘”在一起，说明 。 【答案】(1)无规则运动 (2)温度 (3)分子间有引力 【详解】（1）扩散现象的本质是分子热运动。图甲中将红墨水滴入水中，可以看到红墨水在水中扩散开来，说明分子在不停的做无规则运动。 （2）热水的温度比冷水的温度高，红墨水在热水中扩散快，说明扩散的快慢与温度有关，温度越高，扩散越快，分子运动越剧烈。 （3）两个铅块紧紧压在一起后，分子间的距离较小，分子间的作用力表现为引力，所以会粘在一起。 知识点1：热机 1. 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）能量转化： （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. 内燃机 燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机中最常见的是汽油机和柴油机两类。 3. 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 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 火花塞点火，使汽油燃烧，体积膨胀，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； 4. 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 经典好题 题型1：热机中的能量转化问题 1．（22-23九年级上·广东清远·期末）根据如图所示，从下列图中找出原理相似的冲程是（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】图中水蒸气推动活塞做功，将内能转化为机械能，与做功冲程的能量转化相同。 A．两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故A不符合题意； B．排气阀打开，是排气冲程，故B不符合题意； C．两气阀关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，故C符合题意； D．吸气阀打开，是吸气冲程，故D不符合题意。 故选C。 2．（22-23九年级上·内蒙古包头·期末）如图所示，试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，塞子冲出。下列说法正确的是（　　） A．试管中的水是通过做功的方式增加内能的 B．试管中的水温度越高含有的热量越多 C．水蒸气对橡胶塞做功，水蒸气的内能增大 D．水蒸气对橡胶塞做功，与汽油机做功冲程的原理相同 【答案】D 【详解】A．加热过程中，水吸热，温度升高、内能增大，水的内能增大是通过热传递方式实现的，故A错误； B．热量是过程量，不能说含有热量，故B错误； C．水蒸气对橡胶塞做功，水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，水蒸气的内能减小，故C错误； D．水蒸气膨胀对塞子做功，将水蒸气的内能转化为木塞的机械能，能量转化情况与汽油机的做功冲程相同，故D正确。 故选D。 3．（24-25九年级上·安徽安庆·期末）2023年10月31日，神舟十六号载人飞船返回舱平安归来。如图所示，返回舱进入大气层后形成温度高达2000℃的“火球”。“火球”的形成与汽油机的压缩冲程中改变内能的方式 （选填“相同”或“不相同”）。 【答案】相同 【详解】当返回舱穿越大气层返回地面时，表面与空气摩擦，温度升高，这是通过做功的方式将机械能转化为内能。汽油机的压缩冲程主要能量转化是机械能转化为内能，所以此过程能量转化形式与汽油机的压缩冲程相同。 4．（24-25八年级下·北京房山·期末）如图所示，在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，将水加热至沸腾一段时间后，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”。“白气”形成过程的物态变化属于 ；水蒸气推出橡胶塞的能量转化过程跟四冲程汽油机的 （选填“压缩”或“做功”）冲程相似。 【答案】 液化 做功 【解析】【小题1】[1]试管内高温高压的水蒸气对瓶塞做功，使水蒸气内能减小，温度降低，水蒸气液化成小液滴出现“白气”。 [2]水蒸气推出橡胶塞的过程中，将内能转化为机械能。汽油机工作中的做功冲程也是将内能转化为机械能，所以水蒸气推出橡胶塞的能量转化过程跟四冲程汽油机的做功冲程相似。 题型2：热机的工作工程 5．（24-25九年级上·青海西宁·期末）如图所示为四冲程汽油机的 冲程示意图，若该汽油机转速为1200r/min，则在1s内汽油机对外做了 次功。 【答案】 压缩 10 【详解】[1]由题图可知，汽油机两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程。 [2]汽油机转速为1200r/min=20r/s，1个工作循环飞轮转2转，做功1次，完成4个冲程，所以1s内汽油机对外做了10次功。 6．（24-25九年级上·河北保定·期末）如图，在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞迅速向下压，棉絮燃烧起来。此实验得到的结论是：对筒内气体 （选填“做功”或“热传递”），它的内能会增加，其能量转化情况与单缸四冲程汽油机的 冲程相同，若汽油机的转速是2400r/min，则此汽油机每秒对外做功 次。 【答案】 做功 压缩 20 【详解】[1]在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞迅速向下压，活塞对气体做功，使棉絮燃烧起来，说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增大，温度升高。 [2]压缩过程中，活塞的机械能转化为空气的内能，故该过程中，与内燃机的压缩冲程相同。 [3]四冲程汽油机的飞轮转速为，则该飞轮每秒钟转圈。因为一个工作循环飞轮转圈，完成个工作冲程，做功一次，故汽油机每秒对外做功次。 7．（24-25九年级上·新疆乌鲁木齐·期末）如图是四冲程内燃机工作循环中的 冲程，在内燃机的能量损失中，带走能量最多的是 冲程，若此内燃机1s内对外做功20次，则飞轮转速是 r/min。 【答案】 做功 排气 2400 【详解】[1]图中进气门和排气门都关闭，活塞下行，是燃气推着活塞运动，为做功冲程。 [2]内燃机工作时能量损失最大的一部分是废气带走的热量，排出废气的冲程为排气冲程。 [3]四冲程内燃机完成一个工作循环做功一次、飞轮转2转，此内燃机1秒内对外做功20次，则飞轮转40转，故飞轮转速是40r/s，即2400r/min。 8．（24-25九年级上·湖南常德·期末）某品牌汽车一单缸四冲程汽油机如图所示处于 冲程，其怠速时曲轴转速为600r/min，对外做功一次约为1500J，这台汽油机的功率为 W。 【答案】 做功 7500 【详解】[1]图中两侧气门关闭，火花塞点火，说明是做功冲程。 [2]曲轴转速为600r/min，即10r/s，则每秒做功5次，对外做功一次约为1500J，这台汽油机的功率 题型3：汽油机与柴油机的特点 9．（24-25九年级上·四川广安·期末）如图所示是汽油机的一个冲程的示意图。下列关于热机的相关说法中，正确的是（　　） A．该冲程是压缩冲程，是依靠飞轮等部件的惯性完成的 B．柴油机的吸气冲程中，吸入汽缸的物质为空气和柴油的混合物 C．为了提高汽油机的热机效率，可以使用热值更大的汽油 D．汽油机的做功冲程中，汽油的化学能转化为燃气的内能，再转化为活塞的机械能 【答案】D 【详解】A．由图可知，两个气门关闭，活塞下行，且火花塞产生电火花，为做功冲程，将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，故A错误； B．在吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入的只有空气，故B错误； C．热机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，与燃料的热值无关，故C错误； D．汽油机的做功冲程中，汽油燃烧将汽油的化学能转化为燃气的内能，再通过做功转化为活塞的机械能，故D正确。 故选D。 10．（24-25九年级上·四川成都·阶段练习）下列关于汽油机与柴油机的说法错误的是（　　） A．汽油机与柴油机使用的燃料不同 B．汽油机适用于小型汽车，柴油机适用于载重汽车 C．柴油机与汽油机除使用的燃料不同外，在构造上完全相同 D．柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火 【答案】C 【详解】A．汽油机和柴油机燃烧的燃料不同，汽油机在气缸内燃烧汽油，柴油机在气缸内燃烧柴油，故A正确，不符合题意； B．汽油机和柴油机的用途不同，汽油机适用于小型汽车，柴油机适用于载重汽车，故B正确，不符合题意； C．汽油机和柴油机的构造不同，汽油机的顶部有火花塞，柴油机的顶部有喷油嘴，故C错误，符合题意； D．汽油机和柴油机的点火方式不同，柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火，故D正确，不符合题意。 故选C。 11．（22-23九年级上·广西北海·期末）下列关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是（　　） A．柴油机汽缸顶部有个火花塞，汽油机汽缸顶部有个喷油嘴 B．柴油机通过压缩空气直接点燃柴油 C．汽油机与柴油机使用的燃料不同 D．汽油机与柴油机的工作过程都分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程 【答案】A 【详解】A．柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞，故A错误，符合题意； B．柴油机通过压缩空气直接点燃柴油，采用压燃式，故B正确，不符合题意； C．汽油机与柴油机使用的燃料不同，汽油机的燃料是汽油，柴油机的燃料是柴油，故C正确，不符合题意； D．柴油机和汽油机的工作过程分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程，故D正确，不符合题意。 故选A。 12．（24-25九年级上·四川宜宾·期末）某内燃机在吸气冲程巾吸入汽缸的只有空气，那么它是 （选填“汽油机”或“柴油机”）；一单缸四冲程汽油机在做功冲程中的能量转化情况是 。 【答案】 柴油机 内能转化为机械能 【详解】[1]柴油机和汽油机吸入气缸的物质是不一样的，柴油机吸入气缸的只有空气，而汽油机吸入气缸的是空气和汽油的混合物。 [2]在做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，内能转化为机械能。 知识点2：热机的效率 1. 热机效率 （1）内燃机中热量燃烧的能量流向图 （2）热机效率：表示使用热机时对燃料的利用率的高低，因此热机的效率是热机性能的一个重要指标。 （3）常见热机效率：蒸汽机6%—15%，汽油机20%—30%，柴油机30%—45%。 2. 提高热机效率的主要途径 （1）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧（将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更充分燃烧）； （2）减少各种热量损失（I. 加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；II. 使用较好的保温材料，减少热损失）； （3）在热机设计和制造上，采用先进的技术； （4）保障良好的润滑，减少机械摩擦。 经典好题 题型4：热机效率 13．（22-23九年级上·广西南宁·期末）图是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的热机效率是（　　） A．25% B．35% C．40% D．75% 【答案】B 【详解】该内燃机的热机效率是 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 14．如图所示是内燃机的能量流向图，则热机效率（）等于（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】热机效率是指用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比。由图示知，燃料完全燃烧放出的能量为E，用来做有用功的能量为E2，且E2=E-E1-E3-E4 所以热机效率 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 15．（24-25九年级上·四川成都·期末）提高热机效率不但能节约能源，还能减小污染。关于提高热机的效率，下列措施正确的是（　　） A．尽量减少废气带走的热量 B．尽量增加燃料的质量 C．尽量增加热机的工作时间 D．尽量使用功率大的热机 【答案】A 【详解】A．减少热量损失可以提高热机的效率，所以尽量使燃料充分燃烧，减少热机部件间的摩擦所损耗的热量，尽量减少废气带走的热量，可以减少热量损失提高效率，故A符合题意； BD．尽量增加热机的工作时间和燃料的质量不会改变有用能量与燃料完全燃烧放出的热量之比，故BD不符合题意； D．热机功率是指单位时间内对外输出的功，与热机的效率越高低无关，故D不符合题意。 故选A。 16．（24-25九年级上·贵州贵阳·期末）如图所示是利用扇形统计图表示两台不同型号内燃机工作过程中各部分能量的占比情况，若内燃机燃烧相同燃料，请从图中的数据判断哪台内燃机的热机效率高? 对于另一台内燃机可以采取哪些措施能提高热机效率。 （至少写出两条） 【答案】乙热机效率高；尽量使燃料完全燃烧，尽量减少热量损失 【详解】[1]由图可知，甲对外做功30%，乙对外做功43%，所以乙热机效率高。 [2]提高热机效率的途径有：尽量使燃料完全燃烧、尽量减少热量损失、尽量减少摩擦与辐射、尽量增大输出有用功。 知识点3：能量转化与守恒 1. 各种形式的能 2. 能量的转化与转移 （1）能量的转化：在一定条件下，能量可以从一种形式的能量转化为另一种形式的能量，这种现象叫能量的转化。能量的种类发生了改变。 （2）能量的转移 能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从物体的一部分转移到另一部分，能量的种类未发生改变。例如，在热传递过程中，内能从高温物体转移到低温物体，或从物体的高温部分转移到低温部分，这属于能量的转移。 3. 能量守恒定律 （1）能量守恒定律内容：能量既不会消灭，也不会产生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。 （2）对能量守恒定律的理解 ①能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。 ②能量守恒定律包括“能量转化”和“能量转移”两个方面。 机械能守恒和能量守恒的区别与联系 能量守恒是无条件的，机械能守恒有条件。机械能守恒的条件是在只有重力（或弹力）做功的情形下，物体的重力势能（或弹性势能）和动能发生相互转化，没有其他形式的能转化为机械能，也没有机械能转化为其他形式的能。 4. 永动机 （1）永动机：不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫做永动机。 （2）永动机不可能实现。事实证明，能量在转化过程中只要有运动，摩擦就是不可避免的，从而产生热，这样运动的能量就会减少，如果不补充能量，运动就会停止。永动机违背了能量守恒定律，是不可能研制成功的。 经典好题 题型5：能量的转化与守恒 17．（24-25八年级下·山东烟台·期末）新疆的达坂城号称“百里风区”，当地的民谣说：“达坂城，老风口，大风小风天天有，小风刮歪树，大风飞石头。”这首民谣通俗地表达了风具有 。为了实现中国2030年前“碳达峰”，新疆的风力发电站可以将风能转化为 ，从而减少二氧化碳排放。风将石头从地面吹飞起来的过程中石头的重力势能 。 【答案】 能量 电能 增大 【详解】[1]根据民谣知道，风做功使树发生弹性形变，具有弹性势能，使石头机械能增大，说明风具有能量。 [2]风能资源不同于化石燃料，风能是可再生无污染的清洁能源。风力发电站可以将风能转化为电能，从而减少二氧化碳排放。 [3]风将石头从地面吹飞起来的过程中，石头的质量不变，高度增大，重力势能增大。 18．（24-25八年级下·湖南湘潭·期末）2024年4月30日，神舟十七号飞船载三名航天员返回地球，飞船在返回过程中，航天员都会被固定在座椅上，以湘潭籍指令长汤洪波为参照物，航天员唐胜杰是 的（选填“运动”或“静止”）。进入大气层后，飞船外壳会因剧烈摩擦而升温，此过程的能转化是： 能转化为内能（即热能）。 【答案】 静止 机械 【详解】[1]飞船在返回过程中，航天员都会被固定在座椅上，以湘潭籍指令长汤洪波为参照物，航天员唐胜杰的位置不变，是静止。 [2]进入大气层后，飞船外壳会因剧烈摩擦而升温，此过程的能转化是：飞船的机械能能转化为外壳的内能（即热能），外壳内能增大，温度升高。 19．（24-25九年级上·河南南阳·期末）如图所示是我国国产某品牌的电动汽车，给该汽车的蓄电池充电时，能量是 能转化为 能，此时蓄电池相当于闭合电路元件中的 。 【答案】 电 化学 用电器 【详解】[1][2][3]电动汽车充电时，能量由电能转化为化学能储存在蓄电池中，这一过程蓄电池消耗了电能，作用相当于闭合电路元件中的用电器。 20．（22-23九年级上·广西南宁·期末）冬天人们喜欢捧着一杯热水取暖，此过程能量发生了 （选填“转化”或“转移”）。 （选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 【答案】 转移 遵循 【详解】[1][2]冬天人们喜欢捧着一杯热水，热水温度较高，放出热量，人体温度较低，吸收热量，此过程中发生了能量的转移。在转移的过程中，能量的总量不变，故遵循能量守恒定律。 题型6：永动机问题 21．（24-25九年级上·云南·期末）如图所示是十三世纪法国亨内考设计的“魔轮”。轮子边缘上通过可以自由转动的铰链等距安装了12个相同的活动短杆，杆端分别套了一个相同的重球。亨内考认为由于右侧重球距离转轴较远，转轮会沿顺时针方向越转越快，即转轮的机械能会不断地增大。你认为这种说法是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是 。 【答案】 错误 见解析 【详解】[1][2]魔轮在转动时，会存在能量损失，部分机械能转化为内能，根据能量的守恒定律，魔轮在无外力作用时，不会越转越快，所以亨内考的说法是错误的。 22．（22-23九年级上·黑龙江佳木斯·期末）能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持 。根据这一规律，永动机 （填“可能”或“不可能”）制造出来。 【答案】 不变 不可能 【详解】[1]由能量守恒定律知道，自然界中，能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，这就是能量守恒定律。 [2]永动机违背了能量守恒定律，所以永动机不可能制造出来。 23．（24-25九年级上·黑龙江牡丹江·期末）下列现象的描述，正确的是（    ） A．  活塞迅速下压，通过做功增大气体内能 B．  汽油机的做功冲程，内能转化为机械能 C．  塞子冲出，通过热传递增大塞子机械能 D．  水轮机可以永远转动，该装置创造动能 【答案】A 【详解】A．下压活塞时，活塞对筒内的空气做功，活塞机械能转化为空气的内能，使气体的内能增加、温度升高，故A正确； B．乙图是汽油机的压缩冲程，该冲程使机械能转化为内能，故B错误； C．丙图中试管内的水蒸气推动塞子冲出时，内能转化为机械能，通过做功改变塞子的机械能，故C错误； D．高处水槽中水流下时，水的势能转化成了水的动能、装置的机械能、克服摩擦产生的内能等；由于部分机械能转化为内能，则这个机器不能够永远运动下去，它违背了能量守恒定律，故D错误。 故选A。 24．（24-25九年级上·云南玉溪·期末）如图所示展示了一个极具想象力的设想，其大意是：上面水池中的水流下来，冲击叶轮转动，叶轮带动打磨轮和水泵的轴转动，人利用打磨轮打磨工件，同时，运转的水泵又把流到下面水池水抽到上面的水池中……，只要一开始在上面水池中注满水，就能通过水的上下循环，使机器不停地工作。这个设想曾得到不少人的赞许，并把这个装置誉为“永动机”。根据你所学的物理知识判断：在不借助外力的情况下，这个装置 （填“能”或“不能”）一直工作下去，理由是： 。 【答案】 不能 见解析 【详解】[1][2]此“永动机”中，高处的水流冲击叶片转动对外做功时，因为摩擦等原因，有部分机械能转化为其他形式的能，从高处流下的水不可能全部被抽回原高度。所以，在不借助外力的情况下，这个装置不能一直工作下去。 课后提升·查漏补缺 一、单选题 1．（24-25九年级上·广西北海·期末）下列交通工具用热机获得动力的是（　　） A．纯电动汽车 B．双燃料汽车 C．电动平衡车 D．自行车 【答案】B 【详解】A．纯电动汽车，将电能转化为机械能，靠电动机获得动力，故A不符合题意； B．双燃料汽车，将内能转化为机械能，靠热机获得动力，故B符合题意； C．电动平衡车，将电能转化为机械能，靠电动机获得动力，故C不符合题意； D．自行车靠人力获得动力，故D不符合题意。 故选B。 2．（24-25九年级上·云南·期末）2023年10月26日，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。火箭从地面向上发射的过程中，其外壳与大气摩擦后温度升高，此过程中的能量转化与图中热机冲程相同的是（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】火箭从地面向上发射的过程中，外壳与大气摩擦后温度升高，机械能转化为内能。热机的四个冲程中，压缩冲程中机械能转化为内能，压缩冲程进、排气门关闭，活塞向上运动，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 3．（22-23九年级上·河南开封·期末）关于热机，下列说法正确的是（　　） A．吸气冲程中，汽油机吸入的是空气 B．内燃机是燃料在汽缸内燃烧的热机 C．做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的 D．热机都是使用汽油作燃料 【答案】B 【详解】A．吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合物，故A错误； B．内燃机工作时，在汽缸内燃烧燃料，将内能转化为机械能，故B正确； C．热机在做功冲程中，燃气推动活塞运动，对外做功，其他冲程都是靠飞轮的惯性运动的，故C错误； D．热机中汽油、柴油、天然气、氢气等燃料都可使用，故D错误。 故选B。 4．（24-25九年级上·四川广元·期末）如图为汽车发动机某冲程的示意图，下列说法不正确的是（　　） A．该冲程为做功冲程，内能转化为机械能 B．若该汽油机飞轮的转速为1200r/min，则每秒对外做功20次 C．即使汽油在汽缸内完全燃烧，发动机热效率也不能达到100% D．汽油机除了做功冲程外，其余三个冲程都是依靠飞轮转动的惯性完成的 【答案】B 【详解】A．图中两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程，此冲程中内能转化为机械能，故A正确，不符合题意； B．单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min=20r/s，即汽油机飞轮每秒转20圈，对外做功10次，故B错误，符合题意； C．汽车在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率一定小于100%，故C正确，不符合题意； D．汽油机做功冲程有高温高压气体推动活塞运动，其他三个冲程都是靠飞轮转动的惯性完成的，故D正确，不符合题意。 故选B。 5．（24-25九年级上·四川成都·期末）关于热机，下列说法正确的是（　　） A．柴油机和汽油机在吸气冲程中吸入的都是空气 B．热机使用的燃料的热值越大，热机效率就越高 C．四个冲程中除了做功冲程，其他冲程都是靠惯性完成 D．目前有些新型燃料汽车实现了“零排放”，它们的热机效率达到了100% 【答案】C 【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，柴油机在吸气冲程中，只将空气吸入汽缸，故A错误； B．热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，比值越大，效率越高，与热值等其他因素无关，故B错误； C．在四冲程汽油机工作的过程中，做功冲程将内能转化为机械能，产生动力，吸气、压缩和排气这三个冲程是依靠飞轮惯性来完成的，故C正确； D．热机工作过程中不可避免地要克服机件间的摩擦而产生额外功，因此热机效率不能达到100%，故D错误。 故选C。 6．（22-23九年级上·广西来宾·期末）下列选项中，基本符合汽车燃料燃烧产生的能量流向示意图的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】汽油机的效率在30%左右，它表示1000J的内能中约有300J的能量转化为机械能，有70%的内能输出，部分散失掉、部分克服摩擦做了功，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 7．（24-25九年级上·吉林四平·期末）下列现象中，机械能转化为内能的是（　　） A．燃料燃烧 B．水力发电 C．摩擦生热 D．热帖暖手 【答案】C 【详解】A．燃料燃烧将化学能转化为内能，故A不符合题意； B．水力发电是将机械能转化为电能，故B不符合题意； C．摩擦生热是将机械能转化为内能，故C符合题意； D．热帖暖手是内能的转移，故D不符合题意。 故选C。 8．（22-23九年级上·四川南充·期末）步入新时代的中国，大力发展与电能相关的新基建，下列关于能量转化的说法错误的是（　　） A．光伏发电——太阳能转化为电能 B．风力发电——机械能转化为电能 C．地热发电——化学能转化为电能 D．核力发电——核能转化为电能 【答案】C 【详解】A．光伏发电是把太阳能（光能）转化为电能，故A正确，A不符合题意； B．风力发电是将空气的机械能转化为电能，故B正确，B不符合题意； C．地热发电是先将热能转化为机械能，再由机械能转化为电能，故C错误，C符合题意； D．核力发电是将核的裂变或聚变产生的核能转化为电能，故D正确，D不符合题意。 故选C。 二、填空题 9．（24-25九年级上·湖南常德·期末）在燃油汽车行驶过程中，燃料的化学能一部分转化为 ，一部分转化成了热机和周围环境的 。 【答案】 机械能 内能 【详解】[1][2]在燃油汽车行驶过程中，燃料燃烧，将化学能转化为内能，有一部分通过做功冲程将内能转化为机械能，还有一部分转化为热机和周围环境的内能。 10．（22-23九年级上·广东佛山·期末）2020年，山东潍柴动力发布全球首款突破50%热效率的商业化柴油机。柴油机在冲程结束时，汽缸内空气超过了柴油的 点，此时喷油嘴喷出的雾状柴油便立刻燃烧起来，然后通过做功冲程把高温高压气体的 转化为机械能。 【答案】 着火 内能 【详解】[1][2]柴油机在吸气冲程中吸入空气，在压缩冲程中，压缩空气做功，机械能转化为内能，使空气内能增大，温度升高达到柴油的着火点，在压缩冲程结束时，喷油嘴喷出雾状的柴油，柴油燃烧产生高温高压的燃气推动活塞做功，内能转化为机械能。 11．（24-25九年级上·广东惠州·期末）如图是比亚迪宋1.5T发动机其中一个缸的示意图，如图汽油机正处于 冲程。如果汽油机飞轮的转速为2400r/min时介入涡轮增压提高发动机功率，在此转速下该汽油机每秒对外做功 次。在发动机开始工作后一段时间内，水箱中水的内能增加，这是通过 方式来改变内能的。 【答案】 做功 20 热传递 【详解】[1]由图可知，汽油机的进气门和排气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，汽油机正处于做功冲程。 [2]汽油机飞轮的转速为，由于汽油机的一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以在此转速下该汽油机每秒对外做功20次。 [3]发动机工作时，会产生热量，通过热传递的方式将内能转移给水。 12．（24-25九年级上·江苏泰州·期末）目前汽车的动力主要为汽油、天然气以及电动三种。 （1）汽车中有一个水箱，里面装水用来冷却汽车的汽油机，是因为水的 较大，这是通过 方式改变汽油机的内能； （2）怠速指汽车不前进时发动机的转速。某品牌小轿车发动机的怠速为720r/min，则该发动机怠速时它1秒钟对外做功 次，汽油机将机械能转化为内能的是 冲程。 【答案】 比热容/比热 热传递 6 压缩 【详解】（1）[1][2]水的比热容大，在质量和温度变化量相同时，水可以吸收更多的热量，降温效果更好，所以常用作汽车的冷却液，水吸收热量，温度升高，内能变大，是通过热传递改变汽油机的内能。 （2）[3]汽油机一个工作循环飞轮转2圈，做功1次，某品牌小轿车发动机的怠速为720r/min，即12转每秒，则每秒做功6次。 [4]汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体的内能。 三、简答题 13．（2023·辽宁葫芦岛·二模）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。 $第2讲 热机(提高版) 考情揭秘 素养点击 基本考察点 热机的种类和能量转化；内燃机的工作循环过程；热机中能量的损耗及提高效率方法；能量的转化与守恒； 1. 理解热机的能量的转化方式和热机的种类； 2. 理解汽油机和柴油机的工作工程及能量变化情况； 3. 区分汽油机和柴油机的异同点； 4. 知道热机能耗的损失及提高热机效率的方法； 5. 理解能量的转化与守恒，区分机械能守恒和能量守恒的差别。 热点及难点 汽油机的工作循环过程及能量转化问题； 题型及难度 选择题和填空题，难度中等偏下 中考中地位 选择题和填空题居多 知识梳理·题型预览 你需要的是一直变好，而不是一直后悔。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 知识点1：热机 题型1：热机中的能量转化问题 题型2：热机的工作工程 题型3：汽油机与柴油机的特点 知识点2：热机的效率 题型4：热机效率 题型5：能量的转化与守恒 知识点3：能量转化与守恒 题型6：永动机问题 温故知新·课前5分钟 一、知识检测： 1.分子动理论的内容 常见的物质是由大量的 构成的；物质内的分子 运动；分子之间存在 . 2. 扩散现象 （1）定义： 的物质在互相接触时彼此进入对方的现象，叫做扩散现象. （2）扩散现象发生的范围：固体、液体和气体. （3）扩散现象表明：一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，同时还说明分子间有间隙. （4）影响因素：扩散现象与 有关，温度越高，扩散得越 . 3. 改变物体内能的方式： 和 。 （1）热传递具有方向性：热量从高温物体传递给低温物体，或从物体的高温部分传递给低温部分； （2）物体对外做功，内能 ；外界对物体做功，物体内能 。 4. 区分温度、热量和内能 （1）温度：表示物体的 ，可以用温度计测量，一般用“降低”、“升高”，“降低到”、“升高到”表述； （2）热量：表示 ，用“放出”或“吸收”表述。 （3）内能：表示 ，用“有”、“具有”、“改变”、“增加”、“减少”的来表述。 二、重点题型检测 1．（24-25九年级上·湖南娄底·期中）信阳“毛尖”茶是一种著名的保健饮品，正确的是（　　） A．泡茶时，通过做功增加了茶叶的内能 B．喝茶时，可以闻到茶叶的香味，说明分子在不停地做无规则运动 C．茶水温度降低，茶水含有热量减少 D．烧水时，火越旺水的沸点越高 2．（24-25九年级上·辽宁营口·期中）关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（　　） A．0℃的冰没有内能 B．冰熔化时虽然温度保持不变，但它的内能增加 C．物体温度升高，一定是吸收了热量 D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递 3．（24-25八年级下·江苏盐城·期中） (1)图甲中将红墨水滴入水中，可以看到红墨水在水中扩散开来，说明分子在不停的做 ； (2)图乙中将冷水和热水中各滴入一滴红墨水，热水中红墨水扩散得快，说明 越高，分子运动越剧烈； (3)图丙中两个铅块紧紧压在一起后能“粘”在一起，说明 。 知识点1：热机 1. 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）能量转化： （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. 内燃机 燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机中最常见的是汽油机和柴油机两类。 3. 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 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 火花塞点火，使汽油燃烧，体积膨胀，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； 4. 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 经典好题 题型1：热机中的能量转化问题 1．（22-23九年级上·广东清远·期末）根据如图所示，从下列图中找出原理相似的冲程是（     ） A． B． C． D． 2．（22-23九年级上·内蒙古包头·期末）如图所示，试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，塞子冲出。下列说法正确的是（　　） A．试管中的水是通过做功的方式增加内能的 B．试管中的水温度越高含有的热量越多 C．水蒸气对橡胶塞做功，水蒸气的内能增大 D．水蒸气对橡胶塞做功，与汽油机做功冲程的原理相同 3．（24-25九年级上·安徽安庆·期末）2023年10月31日，神舟十六号载人飞船返回舱平安归来。如图所示，返回舱进入大气层后形成温度高达2000℃的“火球”。“火球”的形成与汽油机的压缩冲程中改变内能的方式 （选填“相同”或“不相同”）。 4．（24-25八年级下·北京房山·期末）如图所示，在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，将水加热至沸腾一段时间后，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”。“白气”形成过程的物态变化属于 ；水蒸气推出橡胶塞的能量转化过程跟四冲程汽油机的 （选填“压缩”或“做功”）冲程相似。 题型2：热机的工作工程 5．（24-25九年级上·青海西宁·期末）如图所示为四冲程汽油机的 冲程示意图，若该汽油机转速为1200r/min，则在1s内汽油机对外做了 次功。 6．（24-25九年级上·河北保定·期末）如图，在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞迅速向下压，棉絮燃烧起来。此实验得到的结论是：对筒内气体 （选填“做功”或“热传递”），它的内能会增加，其能量转化情况与单缸四冲程汽油机的 冲程相同，若汽油机的转速是2400r/min，则此汽油机每秒对外做功 次。 7．（24-25九年级上·新疆乌鲁木齐·期末）如图是四冲程内燃机工作循环中的 冲程，在内燃机的能量损失中，带走能量最多的是 冲程，若此内燃机1s内对外做功20次，则飞轮转速是 r/min。 8．（24-25九年级上·湖南常德·期末）某品牌汽车一单缸四冲程汽油机如图所示处于 冲程，其怠速时曲轴转速为600r/min，对外做功一次约为1500J，这台汽油机的功率为 W。 题型3：汽油机与柴油机的特点 9．（24-25九年级上·四川广安·期末）如图所示是汽油机的一个冲程的示意图。下列关于热机的相关说法中，正确的是（　　） A．该冲程是压缩冲程，是依靠飞轮等部件的惯性完成的 B．柴油机的吸气冲程中，吸入汽缸的物质为空气和柴油的混合物 C．为了提高汽油机的热机效率，可以使用热值更大的汽油 D．汽油机的做功冲程中，汽油的化学能转化为燃气的内能，再转化为活塞的机械能 10．（24-25九年级上·四川成都·阶段练习）下列关于汽油机与柴油机的说法错误的是（　　） A．汽油机与柴油机使用的燃料不同 B．汽油机适用于小型汽车，柴油机适用于载重汽车 C．柴油机与汽油机除使用的燃料不同外，在构造上完全相同 D．柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火 11．（22-23九年级上·广西北海·期末）下列关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是（　　） A．柴油机汽缸顶部有个火花塞，汽油机汽缸顶部有个喷油嘴 B．柴油机通过压缩空气直接点燃柴油 C．汽油机与柴油机使用的燃料不同 D．汽油机与柴油机的工作过程都分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程 12．（24-25九年级上·四川宜宾·期末）某内燃机在吸气冲程巾吸入汽缸的只有空气，那么它是 （选填“汽油机”或“柴油机”）；一单缸四冲程汽油机在做功冲程中的能量转化情况是 。 知识点2：热机的效率 1. 热机效率 （1）内燃机中热量燃烧的能量流向图 （2）热机效率：表示使用热机时对燃料的利用率的高低，因此热机的效率是热机性能的一个重要指标。 （3）常见热机效率：蒸汽机6%—15%，汽油机20%—30%，柴油机30%—45%。 2. 提高热机效率的主要途径 （1）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧（将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更充分燃烧）； （2）减少各种热量损失（I. 加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；II. 使用较好的保温材料，减少热损失）； （3）在热机设计和制造上，采用先进的技术； （4）保障良好的润滑，减少机械摩擦。 经典好题 题型4：热机效率 13．（22-23九年级上·广西南宁·期末）图是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的热机效率是（　　） A．25% B．35% C．40% D．75% 14．如图所示是内燃机的能量流向图，则热机效率（）等于（　　） A． B． C． D． 15．（24-25九年级上·四川成都·期末）提高热机效率不但能节约能源，还能减小污染。关于提高热机的效率，下列措施正确的是（　　） A．尽量减少废气带走的热量 B．尽量增加燃料的质量 C．尽量增加热机的工作时间 D．尽量使用功率大的热机 16．（24-25九年级上·贵州贵阳·期末）如图所示是利用扇形统计图表示两台不同型号内燃机工作过程中各部分能量的占比情况，若内燃机燃烧相同燃料，请从图中的数据判断哪台内燃机的热机效率高? 对于另一台内燃机可以采取哪些措施能提高热机效率。 （至少写出两条） 知识点3：能量转化与守恒 1. 各种形式的能 2. 能量的转化与转移 （1）能量的转化：在一定条件下，能量可以从一种形式的能量转化为另一种形式的能量，这种现象叫能量的转化。能量的种类发生了改变。 （2）能量的转移 能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从物体的一部分转移到另一部分，能量的种类未发生改变。例如，在热传递过程中，内能从高温物体转移到低温物体，或从物体的高温部分转移到低温部分，这属于能量的转移。 3. 能量守恒定律 （1）能量守恒定律内容：能量既不会消灭，也不会产生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。 （2）对能量守恒定律的理解 ①能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。 ②能量守恒定律包括“能量转化”和“能量转移”两个方面。 机械能守恒和能量守恒的区别与联系 能量守恒是无条件的，机械能守恒有条件。机械能守恒的条件是在只有重力（或弹力）做功的情形下，物体的重力势能（或弹性势能）和动能发生相互转化，没有其他形式的能转化为机械能，也没有机械能转化为其他形式的能。 4. 永动机 （1）永动机：不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫做永动机。 （2）永动机不可能实现。事实证明，能量在转化过程中只要有运动，摩擦就是不可避免的，从而产生热，这样运动的能量就会减少，如果不补充能量，运动就会停止。永动机违背了能量守恒定律，是不可能研制成功的。 经典好题 题型5：能量的转化与守恒 17．（24-25八年级下·山东烟台·期末）新疆的达坂城号称“百里风区”，当地的民谣说：“达坂城，老风口，大风小风天天有，小风刮歪树，大风飞石头。”这首民谣通俗地表达了风具有 。为了实现中国2030年前“碳达峰”，新疆的风力发电站可以将风能转化为 ，从而减少二氧化碳排放。风将石头从地面吹飞起来的过程中石头的重力势能 。 18．（24-25八年级下·湖南湘潭·期末）2024年4月30日，神舟十七号飞船载三名航天员返回地球，飞船在返回过程中，航天员都会被固定在座椅上，以湘潭籍指令长汤洪波为参照物，航天员唐胜杰是 的（选填“运动”或“静止”）。进入大气层后，飞船外壳会因剧烈摩擦而升温，此过程的能转化是： 能转化为内能（即热能）。 19．（24-25九年级上·河南南阳·期末）如图所示是我国国产某品牌的电动汽车，给该汽车的蓄电池充电时，能量是 能转化为 能，此时蓄电池相当于闭合电路元件中的 。 20．（22-23九年级上·广西南宁·期末）冬天人们喜欢捧着一杯热水取暖，此过程能量发生了 （选填“转化”或“转移”）。 （选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 题型6：永动机问题 21．（24-25九年级上·云南·期末）如图所示是十三世纪法国亨内考设计的“魔轮”。轮子边缘上通过可以自由转动的铰链等距安装了12个相同的活动短杆，杆端分别套了一个相同的重球。亨内考认为由于右侧重球距离转轴较远，转轮会沿顺时针方向越转越快，即转轮的机械能会不断地增大。你认为这种说法是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是 。 22．（22-23九年级上·黑龙江佳木斯·期末）能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持 。根据这一规律，永动机 （填“可能”或“不可能”）制造出来。 23．（24-25九年级上·黑龙江牡丹江·期末）下列现象的描述，正确的是（    ） A．  活塞迅速下压，通过做功增大气体内能 B．  汽油机的做功冲程，内能转化为机械能 C．  塞子冲出，通过热传递增大塞子机械能 D．  水轮机可以永远转动，该装置创造动能 24．（24-25九年级上·云南玉溪·期末）如图所示展示了一个极具想象力的设想，其大意是：上面水池中的水流下来，冲击叶轮转动，叶轮带动打磨轮和水泵的轴转动，人利用打磨轮打磨工件，同时，运转的水泵又把流到下面水池水抽到上面的水池中……，只要一开始在上面水池中注满水，就能通过水的上下循环，使机器不停地工作。这个设想曾得到不少人的赞许，并把这个装置誉为“永动机”。根据你所学的物理知识判断：在不借助外力的情况下，这个装置 （填“能”或“不能”）一直工作下去，理由是： 。 课后提升·查漏补缺 一、单选题 1．（24-25九年级上·广西北海·期末）下列交通工具用热机获得动力的是（　　） A．纯电动汽车 B．双燃料汽车 C．电动平衡车 D．自行车 2．（24-25九年级上·云南·期末）2023年10月26日，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。火箭从地面向上发射的过程中，其外壳与大气摩擦后温度升高，此过程中的能量转化与图中热机冲程相同的是（    ） A． B． C． D． 3．（22-23九年级上·河南开封·期末）关于热机，下列说法正确的是（　　） A．吸气冲程中，汽油机吸入的是空气 B．内燃机是燃料在汽缸内燃烧的热机 C．做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的 D．热机都是使用汽油作燃料 4．（24-25九年级上·四川广元·期末）如图为汽车发动机某冲程的示意图，下列说法不正确的是（　　） A．该冲程为做功冲程，内能转化为机械能 B．若该汽油机飞轮的转速为1200r/min，则每秒对外做功20次 C．即使汽油在汽缸内完全燃烧，发动机热效率也不能达到100% D．汽油机除了做功冲程外，其余三个冲程都是依靠飞轮转动的惯性完成的 5．（24-25九年级上·四川成都·期末）关于热机，下列说法正确的是（　　） A．柴油机和汽油机在吸气冲程中吸入的都是空气 B．热机使用的燃料的热值越大，热机效率就越高 C．四个冲程中除了做功冲程，其他冲程都是靠惯性完成 D．目前有些新型燃料汽车实现了“零排放”，它们的热机效率达到了100% 6．（22-23九年级上·广西来宾·期末）下列选项中，基本符合汽车燃料燃烧产生的能量流向示意图的是（　　） A． B． C． D． 7．（24-25九年级上·吉林四平·期末）下列现象中，机械能转化为内能的是（　　） A．燃料燃烧 B．水力发电 C．摩擦生热 D．热帖暖手 8．（22-23九年级上·四川南充·期末）步入新时代的中国，大力发展与电能相关的新基建，下列关于能量转化的说法错误的是（　　） A．光伏发电——太阳能转化为电能 B．风力发电——机械能转化为电能 C．地热发电——化学能转化为电能 D．核力发电——核能转化为电能 二、填空题 9．（24-25九年级上·湖南常德·期末）在燃油汽车行驶过程中，燃料的化学能一部分转化为 ，一部分转化成了热机和周围环境的 。 10．（22-23九年级上·广东佛山·期末）2020年，山东潍柴动力发布全球首款突破50%热效率的商业化柴油机。柴油机在冲程结束时，汽缸内空气超过了柴油的 点，此时喷油嘴喷出的雾状柴油便立刻燃烧起来，然后通过做功冲程把高温高压气体的 转化为机械能。 11．（24-25九年级上·广东惠州·期末）如图是比亚迪宋1.5T发动机其中一个缸的示意图，如图汽油机正处于 冲程。如果汽油机飞轮的转速为2400r/min时介入涡轮增压提高发动机功率，在此转速下该汽油机每秒对外做功 次。在发动机开始工作后一段时间内，水箱中水的内能增加，这是通过 方式来改变内能的。 12．（24-25九年级上·江苏泰州·期末）目前汽车的动力主要为汽油、天然气以及电动三种。 （1）汽车中有一个水箱，里面装水用来冷却汽车的汽油机，是因为水的 较大，这是通过 方式改变汽油机的内能； （2）怠速指汽车不前进时发动机的转速。某品牌小轿车发动机的怠速为720r/min，则该发动机怠速时它1秒钟对外做功 次，汽油机将机械能转化为内能的是 冲程。 三、简答题 13．（2023·辽宁葫芦岛·二模）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。    $