10.4 热机 题型梳理 2025-2026学年北师大版（2024）九年级全一册物理

本初中物理讲义聚焦“热机”核心知识点，系统梳理内燃机（汽油机、柴油机）的构造、冲程及能量转化，对比两者在吸气、点火方式等区别，延伸至火箭发动机的能量转化原理，构建从基础到应用的知识支架。 资料通过典型例题与“举一反三”设计，强化汽油机与柴油机区别的辨析，培养科学思维，结合热风车、气球喷气等实验及神舟飞船案例，落实科学探究与科学态度，课中辅助教师教学，课后助力学生巩固知识，查漏补缺。

北师大版（2024）九年级全册10.4 热机 【题型1】汽油机和柴油机的区别 【典型例题】关于内燃机，下列说法中不正确的是（　　） A.如图为内燃机的压缩冲程 B.四冲程内燃机的吸气、压缩、排气冲程是靠飞轮的惯性完成的 C.柴油机的点火方式是点燃式，汽油机的点火方式是压燃式 D.图中冲程是将活塞的机械能转化为气体的内能 【举一反三1】以下有关汽油机与柴油机说法正确的是（　　） A.汽油机吸气冲程中吸进去的只有空气，而柴油机吸气冲程中吸进去的有空气和柴油 B.柴油机对空气的压缩程度比汽油机更高 C.汽油机的效率大于柴油机的效率 D.在热机的能量损失中，燃料的不充分燃烧造成的能量损失最多 【举一反三2】关于汽油机和柴油机的主要区别，说法错误的是（   ） A.柴油机的汽缸顶部有喷油嘴，汽油机的汽缸顶部有火花塞 B.压缩冲程中，汽油机的压缩程度要比柴油机的压缩程度大 C.在做功冲程中，汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式 D.柴油机吸入汽缸的是空气，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物 【举一反三3】有关汽油机和柴油机的异同点，下列说法错误的是（　　） A.汽油机与柴油机使用的燃料不同 B.柴油机一般用于大型、重型机械，汽油机一般用于轻型、小型机械 C.吸气冲程，汽油机吸入的只有空气，柴油机吸入的是柴油和空气的混合物 D.柴油机压缩冲程末的温度比汽油机高 【举一反三4】关于热机，下列说法不正确的是（　　） A.汽油机汽缸顶部有喷油嘴，柴油机汽缸顶部有火花塞 B.柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞 C.汽油机与柴油机使用的燃料不同 D.内燃机的大量使用会造成环境污染 【举一反三5】如图是四冲程                 机（选填“汽油”或“柴油”）其中一个冲程的工作示意图，它表示的是                  冲程，这个冲程把               能转化为机械能。 【举一反三6】如图是四冲程                 机（选填“汽油”或“柴油”）其中一个冲程的工作示意图，它表示的是                  冲程，这个冲程把               能转化为机械能。 【举一反三7】如图所示是汽油机与柴油机的示意图，则属于柴油机的是      图。在汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩混合气做功，混合气体的温度      （选填“升高”或“降低”），内能      （选填“增加”或“减少”）。 【题型2】火箭 【典型例题】2021年10月16日，搭载神舟13号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射，下列说法正确的是（　　） A.火箭发射时燃气燃烧产生的内能转化为火箭的机械能，是利用内能做功 B.火箭加速升空过程中，火箭的重力势能减小 C.火箭加速上升过程中只受重力作用 D.神舟十三号飞船发射升空，若实施变轨后做匀速圆周运动，它的运动状态不会发生改变 【举一反三1】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 【举一反三2】下列关于“热机”的说法中，正确的是（　　） A.热机常用水做冷却剂，是因为水汽化时会吸热 B.通过技术改进，热机效率可达100％ C.做功冲程将机械能转化为内能 D.火箭发动机属于热机 【举一反三3】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，神十七乘组飞赴苍穹。如图所示，火箭上升过程中，其能量转化与汽油机的      冲程相同。若飞轮转速是2400r/min，则该汽油机每秒对外做功      次。 【举一反三4】如图所示，2022年9月6日12时19分，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将遥感三十五号05组卫星发射升空。在升空过程中，以运载火箭为参照物，05组卫星是      （选填“运动”或“静止”）的；火箭喷气发动机将燃料燃烧后燃气的内能转化为      能，此能量转化过程与四冲程汽油机的      冲程能量转化相同。 【举一反三5】阅读短文，回答问题。 运载火箭 运载火箭是一种能够将人造卫星、载人飞船、空间站、空间探测器等有效载荷送入太空预定轨道的航天运输工具。 运载火箭由以下三部分构成： 箭体结构：包括整流罩、级间段、仪器舱、有效载荷舱和尾段等部分。整流罩用于保护卫星等有效载荷在穿越大气层时不受气动力和气动热的影响；级间段用于连接火箭的各级；仪器舱内装有各种测量仪器、控制设备和通信设备等；有效载荷舱用于安装卫星等有效载荷；尾段则装有发动机等设备。 发动机：是运载火箭的动力装置，为火箭提供推力。发动机的类型有液体发动机和固体发动机。液体发动机具有比冲高（较少的燃料让飞行器飞得更高、更远）、推力可调节等优点，但结构复杂、维护成本高；固体发动机结构简单、可靠性高、响应速度快，但比冲相对较低、推力不可调节。 控制系统：负责控制火箭的飞行姿态、轨道和发射时机等。控制系统由制导系统、姿态控制系统和飞行控制系统等组成。制导系统确保火箭能够准确地飞向预定轨道；姿态控制系统用于控制火箭的俯仰、偏航和滚动等姿态；飞行控制系统则对火箭的整个飞行过程进行监控和控制。 (1)运载火箭在穿越大气层时，整流罩为保护卫星等有效载荷，与气体摩擦后温度会升高，这是通过    （选填“做功”或“热传递”）方式使整流罩的内能   （选填“增大”或“减小”）。 (2)比冲高的运载火箭液体发动机应选用热值较      （选填“大”或“小”）的燃料。 (3)随着科学技术的进步，运载火箭的热机效率      （选填“能”或“不能”）达到100%。 【题型3】汽油机和柴油机的工作原理 【典型例题】如图所示为“热风车”，点燃蜡烛后上方的热空气推动风车转动。该过程中能量转化的方式与四冲程汽油机的哪个冲程相同？（　　） A. B. C. D. 【举一反三1】在下列四幅图中，甲、乙是课堂上看到的两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的其中两个过程示意图。下列说法中不正确的是（　　） A.甲图表示压缩空气做功，内能增加，温度不变 B.乙图加热一段时间后，塞子被冲开，此过程与汽油机做功冲程原理相同 C.丙图是压缩冲程，活塞对汽缸内的气体做功 D.丁图是做功冲程，内能转化为机械能 【举一反三2】2024年4月20日，我国自主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。如图所示，这是四冲程柴油机的（　　） A.进气冲程 B.排气冲程 C.做功冲程 D.压缩冲程 【举一反三3】单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3600转/分，该柴油机1s飞轮转动            周，对外做功            次，有            个冲程。若其效率为40%，消耗5kg的柴油转化成的机械能是            J。（q柴油=4.3×107J/kg） 【举一反三4】如图所示，为四冲程内燃机正处于      冲程的示意图，该冲程进行过程中曲轴的机械能      。 【举一反三5】利用气球可以完成下列实验： (1)在气球上粘上小塑料颗粒，代表宇宙中的天体，气球膨胀时，任意一个塑料颗粒周围的其他的塑料颗粒都与它       ，可模拟宇宙       现象。 (2)如图1所示，充满气体的气球向左喷气而向右飞出，说明          ，此过程发生的能量转化与图         （选填“2”或“3”）中的能量转化是一致的。 【举一反三6】根据实验现象，完成问题： (1)如图甲所示，红墨水在热水中比在冷水中扩散得       （选填“快”或“慢”），由此说明物体内能的大小与物体的       有关； (2)如图乙所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾后，塞子被试管内的水蒸气推出。“塞子被试管内的水蒸气推出”的能量转化方式与四冲程汽油机的       冲程相同。 北师大版（2024）九年级全册10.4 热机（参考答案） 【题型1】汽油机和柴油机的区别 【典型例题】关于内燃机，下列说法中不正确的是（　　） A.如图为内燃机的压缩冲程 B.四冲程内燃机的吸气、压缩、排气冲程是靠飞轮的惯性完成的 C.柴油机的点火方式是点燃式，汽油机的点火方式是压燃式 D.图中冲程是将活塞的机械能转化为气体的内能 【答案】C 【解析】由图可知，两个气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，此过程中是将活塞的机械能转化为气体的内能，可知AD正确，不符合题意；四冲程内燃机工作时，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮的惯性完成的，可知B正确，不符合题意；汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合气体，在压缩冲程中，机械能转化为内能，内能增大，温度升高，汽油机气缸顶端有个火花塞，此时火花塞喷出电火花，点燃汽油，产生高温高压的燃气推动活塞做功；柴油机在吸气冲程中吸入空气，在压缩冲程中，机械能转化为内能，空气的内能增大；柴油机气缸顶端有个喷油嘴，此时喷油嘴喷出雾状的柴油，柴油遇到高温的空气，达到着火点而燃烧，点燃方式是压燃式，可知C错误，符合题意。 【举一反三1】以下有关汽油机与柴油机说法正确的是（　　） A.汽油机吸气冲程中吸进去的只有空气，而柴油机吸气冲程中吸进去的有空气和柴油 B.柴油机对空气的压缩程度比汽油机更高 C.汽油机的效率大于柴油机的效率 D.在热机的能量损失中，燃料的不充分燃烧造成的能量损失最多 【答案】B 【解析】汽油机在吸气冲程中吸入的是空气和汽油的混合气体，柴油机吸入的只有空气，故A错误； 柴油机采用压燃式，汽油机采用点燃式，则柴油机对空气的压缩程度比汽油机更高，故B正确； 汽油机的效率小于柴油机的效率，汽油机的效率大约在26%到40%之间，而柴油机的效率则在34%到45%之间，故C错误； 在热机的能量损失中，废气带走的能量最多，故D错误。 【举一反三2】关于汽油机和柴油机的主要区别，说法错误的是（   ） A.柴油机的汽缸顶部有喷油嘴，汽油机的汽缸顶部有火花塞 B.压缩冲程中，汽油机的压缩程度要比柴油机的压缩程度大 C.在做功冲程中，汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式 D.柴油机吸入汽缸的是空气，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物 【答案】B 【解析】在构造上汽油机汽缸顶部有喷油嘴，而柴油机的汽缸顶部有火花塞，故A正确，不符合题意； 压缩冲程中，柴油机的压缩程度要比汽油机的压缩程度大，故B错误，符合题意； 汽油机采用的是点燃式点火，而柴油机采用的是压燃式点火，故C正确，不符合题意； 汽油机和柴油机吸入的物质不同，汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合气体，柴油机在吸气冲程中吸入空气，故D正确，不符合题意。 【举一反三3】有关汽油机和柴油机的异同点，下列说法错误的是（　　） A.汽油机与柴油机使用的燃料不同 B.柴油机一般用于大型、重型机械，汽油机一般用于轻型、小型机械 C.吸气冲程，汽油机吸入的只有空气，柴油机吸入的是柴油和空气的混合物 D.柴油机压缩冲程末的温度比汽油机高 【答案】C 【解析】柴油机和汽油机都属于内燃机，汽油机与柴油机使用的燃料不同，柴油机使用柴油，汽油机使用汽油，可知A正确，不符合题意；柴油机属于压燃式压缩冲程末的温度比汽油机高，燃料燃烧更完全，效率比汽油机高，所以柴油机一般用于大型、重型机械，汽油机一般用于轻型、小型机械，可知BD正确，不符合题意；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，可知C错误，符合题意。 【举一反三4】关于热机，下列说法不正确的是（　　） A.汽油机汽缸顶部有喷油嘴，柴油机汽缸顶部有火花塞 B.柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞 C.汽油机与柴油机使用的燃料不同 D.内燃机的大量使用会造成环境污染 【答案】A 【解析】柴油机和汽油机的结构不同：柴油机的气缸顶部是喷油嘴，汽油机汽缸顶部顶部有火花塞，可知A错误，符合题意，B正确，不符合题意；汽油机是用汽油作为燃料，柴油机用柴油作为燃料，两者燃料不同；可知C正确，不符合题意；内燃机的大量使用会产生较多的尾气，会造成环境污染，可知D正确，不符合题意。 【举一反三5】如图是四冲程                 机（选填“汽油”或“柴油”）其中一个冲程的工作示意图，它表示的是                  冲程，这个冲程把               能转化为机械能。 【答案】汽油 做功 内 【解析】如图，气缸顶部是火花塞，不是喷油嘴，所以是汽油机；此时的进气门和排气门都关闭，活塞下行，火花塞点亮，是四冲程汽油的做功冲程，这个冲程的能量转化是把内能转化为机械能。 【举一反三6】如图是四冲程                 机（选填“汽油”或“柴油”）其中一个冲程的工作示意图，它表示的是                  冲程，这个冲程把               能转化为机械能。 【答案】汽油 做功 内 【解析】如图，气缸顶部是火花塞，不是喷油嘴，所以是汽油机；此时的进气门和排气门都关闭，活塞下行，火花塞点亮，是四冲程汽油的做功冲程，这个冲程的能量转化是把内能转化为机械能。 【举一反三7】如图所示是汽油机与柴油机的示意图，则属于柴油机的是      图。在汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩混合气做功，混合气体的温度      （选填“升高”或“降低”），内能      （选填“增加”或“减少”）。 【答案】乙 升高 增加 【解析】由图可知，甲图中有火花塞，所以甲是汽油机，乙图中有喷油嘴，所以乙是柴油机。 根据内能和温度的关系可知，在汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，机械能转化为内能，压缩混合气体做功，混合气体的温度升高，内能增加。 【题型2】火箭 【典型例题】2021年10月16日，搭载神舟13号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射，下列说法正确的是（　　） A.火箭发射时燃气燃烧产生的内能转化为火箭的机械能，是利用内能做功 B.火箭加速升空过程中，火箭的重力势能减小 C.火箭加速上升过程中只受重力作用 D.神舟十三号飞船发射升空，若实施变轨后做匀速圆周运动，它的运动状态不会发生改变 【答案】A 【解析】火箭属于热机，所以火箭发射时，燃气燃烧产生的内能通过对外做功转化为火箭的机械能，是利用内能做功，可知A正确；火箭加速升空过程中，高度增加火箭的重力势能增加，可知B错误；火箭加速上升过程中受重力作用，还有阻力，燃气的推力，可知C错误；神舟十三号飞船发射升空，若实施变轨后做匀速圆周运动，运动方向变化，它的运动状态会发生改变，可知D错误。 【举一反三1】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 【解析】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，可知A错误；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，可知B错误；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，可知C正确；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，可知D错误。 【举一反三2】下列关于“热机”的说法中，正确的是（　　） A.热机常用水做冷却剂，是因为水汽化时会吸热 B.通过技术改进，热机效率可达100％ C.做功冲程将机械能转化为内能 D.火箭发动机属于热机 【答案】D 【解析】热机常用水做冷却剂，是因为水的比热容大，可知A错误；无论技术如何改进，总存在摩擦，要做额外功，所以效率不可能达到100%，可知B错误；做功冲程将内能转化为机械能，可知C错误；热机是将内能转化为机械能的装置，火箭发动机属于热机，可知D正确。 【举一反三3】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，神十七乘组飞赴苍穹。如图所示，火箭上升过程中，其能量转化与汽油机的      冲程相同。若飞轮转速是2400r/min，则该汽油机每秒对外做功      次。 【答案】做功 20 【解析】火箭点火升空过程中把燃气的内能转化为火箭的机械能，汽油机中将内能转化为的机械能的冲程是做功冲程。 汽油机的转速为2400r/min，说明1s内汽油机曲轴的转动40次。一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，1s内曲轴转动40次，则该汽油机每秒对外做功20次。 【举一反三4】如图所示，2022年9月6日12时19分，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将遥感三十五号05组卫星发射升空。在升空过程中，以运载火箭为参照物，05组卫星是      （选填“运动”或“静止”）的；火箭喷气发动机将燃料燃烧后燃气的内能转化为      能，此能量转化过程与四冲程汽油机的      冲程能量转化相同。 【答案】静止 机械 做功 【解析】以运载火箭为参照物，卫星的位置不变，是静止的。 燃气推动火箭做功，把内能转化为机械能。 汽油机在做功冲程中，燃气对活塞做功，内能转化为机械能。 【举一反三5】阅读短文，回答问题。 运载火箭 运载火箭是一种能够将人造卫星、载人飞船、空间站、空间探测器等有效载荷送入太空预定轨道的航天运输工具。 运载火箭由以下三部分构成： 箭体结构：包括整流罩、级间段、仪器舱、有效载荷舱和尾段等部分。整流罩用于保护卫星等有效载荷在穿越大气层时不受气动力和气动热的影响；级间段用于连接火箭的各级；仪器舱内装有各种测量仪器、控制设备和通信设备等；有效载荷舱用于安装卫星等有效载荷；尾段则装有发动机等设备。 发动机：是运载火箭的动力装置，为火箭提供推力。发动机的类型有液体发动机和固体发动机。液体发动机具有比冲高（较少的燃料让飞行器飞得更高、更远）、推力可调节等优点，但结构复杂、维护成本高；固体发动机结构简单、可靠性高、响应速度快，但比冲相对较低、推力不可调节。 控制系统：负责控制火箭的飞行姿态、轨道和发射时机等。控制系统由制导系统、姿态控制系统和飞行控制系统等组成。制导系统确保火箭能够准确地飞向预定轨道；姿态控制系统用于控制火箭的俯仰、偏航和滚动等姿态；飞行控制系统则对火箭的整个飞行过程进行监控和控制。 (1)运载火箭在穿越大气层时，整流罩为保护卫星等有效载荷，与气体摩擦后温度会升高，这是通过    （选填“做功”或“热传递”）方式使整流罩的内能   （选填“增大”或“减小”）。 (2)比冲高的运载火箭液体发动机应选用热值较      （选填“大”或“小”）的燃料。 (3)随着科学技术的进步，运载火箭的热机效率      （选填“能”或“不能”）达到100%。 【答案】(1) 做功　　　增大　　　(2)大　　　(3)不能 【解析】（1）运载火箭在穿越大气层时，整流罩与大气层中的气体发生摩擦，这是通过做功的方式（即机械能转化为内能）使整流罩的内能增大，温度升高。 （2）比冲是描述火箭发动机性能的一个重要参数，它表示单位质量燃料所能产生的推力。比冲高的运载火箭液体发动机意味着在相同的燃料质量下，能产生更大的推力，使火箭飞得更高、更远。为了达到这样的效果，应选用热值较大的燃料，因为热值大的燃料在完全燃烧时能释放出更多的能量。 （3）热机效率是指热机工作过程中有用能量与总能量之比。由于热机在工作过程中总会有一部分能量以热能的形式散失到空气中，同时机械部件之间也会存在摩擦消耗一部分能量，因此热机的效率不可能达到100%。 【题型3】汽油机和柴油机的工作原理 【典型例题】如图所示为“热风车”，点燃蜡烛后上方的热空气推动风车转动。该过程中能量转化的方式与四冲程汽油机的哪个冲程相同？（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】水蒸气推动小风车，内能转化为机械能。 图中一个气门打开，活塞上行，是排气冲程，故A不符合题意； 图中一个气门打开，活塞下行，是吸气冲程，故B不符合题意； 图是两气门都关闭，活塞下行，是做功冲程，将内能转化为机械能，故C符合题意； 图是两气门都关闭，活塞上行，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故D不符合题意。 【举一反三1】在下列四幅图中，甲、乙是课堂上看到的两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的其中两个过程示意图。下列说法中不正确的是（　　） A.甲图表示压缩空气做功，内能增加，温度不变 B.乙图加热一段时间后，塞子被冲开，此过程与汽油机做功冲程原理相同 C.丙图是压缩冲程，活塞对汽缸内的气体做功 D.丁图是做功冲程，内能转化为机械能 【答案】A 【解析】甲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，故A错误，符合题意； 乙图对试管中的水加热，加快水的蒸发，使试管中水的内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能，此过程与汽油机做功冲程原理相同，故B正确，不符合题意； 丙图两气门都关闭，活塞向上运动，汽缸容积变小，是压缩冲程；活塞对汽缸内的气体做功，把机械能转化为内能，故C正确，不符合题意； 丁图两气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，汽缸容积变大，是做功冲程，做功冲程将内能转化为机械能，故D正确，不符合题意。 【举一反三2】2024年4月20日，我国自主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。如图所示，这是四冲程柴油机的（　　） A.进气冲程 B.排气冲程 C.做功冲程 D.压缩冲程 【答案】D 【解析】由图可知，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故ABC不符合题意，D符合题意。 【举一反三3】单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3600转/分，该柴油机1s飞轮转动            周，对外做功            次，有            个冲程。若其效率为40%，消耗5kg的柴油转化成的机械能是            J。（q柴油=4.3×107J/kg） 【答案】60 30 120 8.6×107 【解析】飞轮转速为 3600r/min=60r/s 即飞轮1s转60r，因为飞轮转2r对外做功1次，完成4个冲程，飞轮转60r对外做功30次，完成120个冲程。 柴油完全燃烧放出的热量 Q放=mq柴油=5kg×4.3×107J/kg=2.15×108J 由得消耗5kg的柴油转化成的机械能是 W=ηQ放=40%×2.15×108J=8.6×107J 【举一反三4】如图所示，为四冲程内燃机正处于      冲程的示意图，该冲程进行过程中曲轴的机械能      。 【答案】压缩　　变小 【解析】由图得，该冲程的两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程。 压缩冲程中，曲轴的机械能转化为气体的内能，则该冲程进行过程中曲轴的机械能变小。 【举一反三5】利用气球可以完成下列实验： (1)在气球上粘上小塑料颗粒，代表宇宙中的天体，气球膨胀时，任意一个塑料颗粒周围的其他的塑料颗粒都与它       ，可模拟宇宙       现象。 (2)如图1所示，充满气体的气球向左喷气而向右飞出，说明          ，此过程发生的能量转化与图         （选填“2”或“3”）中的能量转化是一致的。 【答案】(1)远离 　　 膨胀　　(2)力的作用是相互的 　　 3 【解析】(1)为了形象的说明宇宙大爆炸，将一个粘有小塑料颗粒的气球看成宇宙，小塑料颗粒代表宇宙中的天体，气球膨胀时，任意一个塑料颗粒周围的其他的塑料颗粒都与它远离，表示宇宙中的天体在相互远离，可模拟宇宙膨胀现象，这里运用的是类比法。 (2)充满气体的气球向左喷气时，气球会向右飞出。这是因为力的作用是相互的。气球向左喷气，对空气产生一个向左的力，同时空气对气球产生一个向右的反作用力，使气球向右飞出。 充满气体的气球向左喷气而向右飞出，气球内的气体向外喷出，气体对外做功，内能转化为球的机械能，由图2可知，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，属于压缩冲程，压缩冲程的能量转化是机械能转化为内能；由图3可知，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，属于做功冲程，做功冲程的能量转化是内能转化为机械能，所以充满气体的气球向左喷气而向右飞出过程发生的能量转化与图3中的能量转化是一致的。 【举一反三6】根据实验现象，完成问题： (1)如图甲所示，红墨水在热水中比在冷水中扩散得       （选填“快”或“慢”），由此说明物体内能的大小与物体的       有关； (2)如图乙所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾后，塞子被试管内的水蒸气推出。“塞子被试管内的水蒸气推出”的能量转化方式与四冲程汽油机的       冲程相同。 【答案】(1) 快 　　 温度　　(2)做功 【解析】（1）构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和叫作内能。由图可知，红墨水在热水中扩散的比冷水中快，说明分子做无规则运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，无规则运动越剧烈，内能越大，由此可知物体内能的大小与物体的温度有关。 （2）在塞子被冲出试管口的过程中，水蒸气的内能转化为塞子的机械能；此现象相当于四冲程汽油机的做功冲程，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能。 学科网（北京）股份有限公司 $