10.4 热机 同步练习----2025-2026学年九年级上册物理北师大版

10.4 热机 一．选择题（共8小题） 1．（2025秋•齐齐哈尔期中）下列的交通工具不是利用热机工作的是（　　） A．中国自主生产的C919大型客机 B．载重巨大的远洋货轮 C．为空间站提供运输服务的运载火箭 D．畅销全球的中国电动汽车 2．（2025秋•海淀区期中）如图所示的是四冲程汽油机工作时的两个冲程，下列说法正确的是（　　） A．甲图所示为做功冲程 B．乙图所示为吸气冲程 C．甲图所示的冲程，主要的能量转化是内能转化为机械能 D．乙图所示的冲程，主要的能量转化是内能转化为机械能 3．（2025秋•姑苏区校级期中）关于如图所示四幅图的说法中，正确的是（　　） A．甲图中空气压缩引火仪活塞向下运动过程中能量转化和汽油机做功冲程一样 B．乙图中是白天的陆风，白天陆地升温快 C．丙图中人提着滑板在水平路面上前行过程中人对滑板做了功 D．丁图中两根木棍和绳子组成的机械相当于滑轮组 4．（2025秋•历下区校级月考）如图所示，是小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作，由此他联想到热机的冲程，下列说法正确的是（　　） A．“鼻孔吸气”所对应的汽油机冲程吸入的是空气 B．“气沉丹田”所对应的汽油机冲程是将机械能转化为内能 C．汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的 D．“排山倒海”所对应的汽油机冲程是靠飞轮的惯性来完成的 5．（2025秋•静安区校级期中）热机在生活中被广泛使用，下列选项中属于压缩冲程的是（　　） A． B． C． D． 6．（2025秋•北湖区期中）如图，走马灯是我国一种在元宵节等传统节日上常见的特色工艺品。人们在走马灯内绘制武将骑马的各种图案，燃灯时，空气被加热上升，推动灯顶的叶片带动画面转动，形成人马追逐的景象，于是就有了走马灯的名字。关于走马灯，下面说法正确的是（　　） A．空气被加热后密度变大 B．热空气对叶片做功后内能增加 C．空气温度升高是通过热传递来实现的 D．“走马灯”的能量转化与汽油机的压缩冲程能量转化相同 7．（2025秋•江岸区校级月考）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。下列选项中汽油机工作示意图与猛推推杆入筒的过程中，能量转化情况相同的是（　　） A． B． C． D． 8．（2025•锡山区校级三模）如图所示，将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，从易拉罐开口端向罐内喷适量酒精喷雾，然后将一个空纸杯迅速套上。用细线将易拉罐水平悬挂在铁架台上，将点燃的打火枪靠近底部的小孔，纸杯就会“向前”飞去。纸杯飞出过程中，下列说法正确的是（　　） A．罐内气体的内能增加 B．该过程机械能转化为内能 C．能量转化情况与内燃机的压缩冲程相同 D．能量转化情况与内燃机的做功冲程相同 二．填空题（共5小题） 9．（2025秋•江岸区校级月考）如图所示的走马灯是我国特色工艺品，亦是传统节日玩具之一，属于灯笼的一种。当点燃走马灯内的蜡烛后，蜡烛上方的空气受热膨胀，密度 　 　 （选填“变大”、“不变”或“变小”），随即上升，冷空气由下方进入，产生空气对流，从而推动叶轮旋转，此过程的能量转化情况与汽油机的 　 　 冲程相同。 10．（2025•阳信县二模）如图所示是某老师的自制教具，他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，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出。关于此实验的下列分析： 燃气推动纸筒飞出的过程中将内能转化为 　 　 能，相当于内燃机的 　 　 冲程；纸筒飞出后瓶内气体温度将 　 　 （选填“升高”、“降低”）。 11．（2025秋•历下区校级月考）内燃机的一个工作循环由四个冲程组成，如图所示是内燃机的 　 　 冲程，活塞上升时，汽缸内气体的内能 　 　 （选填“减少”或“增加”）。一台某型号单缸四冲程汽油机的飞轮速度是1200r/min，在1s内，汽油机完成了 　 　 个工作循环。如果汽油机有四个缸，一个缸一次做功250J，在1s内，汽油机共做功 　 　 J。 12．（2025秋•南宁期中）如图是四冲程汽油机工作状态示意图，此时它正处于　 　 冲程；转速表当前示数表明，此状态下发动机1秒内对外做功　 　 次。 13．（2025秋•邯郸期中）如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧，此过程中活塞对筒内气体做功，气体的内能　 　 （填“增大”“减小”“不变”），这与四冲程汽油机的　 　 冲程能量转化相同，某台四冲程汽油机飞轮的转速是1200r/min，则它1秒钟，活塞完成　 　 个冲程，对外做功　 　 次。 三．实验探究题（共1小题） 14．（2025秋•普陀区期中）学习了“内能”有关知识后，小李同学完成了下面的实验。 （1）如图（a）所示，将活塞迅速下压，硝化棉燃烧，是由于活塞对 　 　 （“A.硝化棉”或“B.筒内空气”）做功，使其内能增大，温度升高。 （2）如图（b）所示，将试管中的水加热一段时间后，塞子被水蒸气推出。此过程中，水蒸气的 　 　 能转化为塞子的 　 　 能，这种能量转化与热机的 　 　 冲程类似。 四．解答题（共1小题） 15．（2025•海南）2025年5月28日，总质量约为2×107kg的“棋子湾”轮从海口新海港缓缓驶出，经过13h航行到达广西防城港，总航程约286km，成功开辟了桂琼陆岛客货滚装运输第二通道，助力海南自由贸易港建设。（g取10N/kg） （1）轮船内燃机工作时，　 　 （选填“压缩”或“做功”）冲程对外做功； （2）求该航程轮船的平均速度约为多少km/h； （3）质量为1.6×103kg的汽车静止在水平甲板上，汽车对甲板的压强约为2×105Pa。求轮胎与甲板的总接触面积约为多少m2； （4）若轮船所受阻力为重力的0.02倍，求该航程轮船克服阻力所做的功；实际航行时，驱动内燃机所消耗的燃油能量总比克服阻力做的功多，请从物理学角度简要分析原因（写出一条即可）。 10.4 热机 参考答案与试题解析 一．选择题（共8小题） 1．（2025秋•齐齐哈尔期中）下列的交通工具不是利用热机工作的是（　　） A．中国自主生产的C919大型客机 B．载重巨大的远洋货轮 C．为空间站提供运输服务的运载火箭 D．畅销全球的中国电动汽车 【考点】热机的定义与种类． 【专题】比热容、热机、热值；分析、综合能力． 【答案】D 【分析】利用内能做功（将内能转化为机械能）的机械称为热机。 【解答】解：利用内能做功（将内能转化为机械能）的机械称为热机。C919大型客机、远洋货轮、运载火箭工作时，都要消耗燃料，将内能转换为机械能，所以都是利用热机工作的；电动汽车工作时，消耗电能，将电能转化为机械能，不是利用热机工作的，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选：D。 【点评】本题主要考查了对热机定义的分析。 2．（2025秋•海淀区期中）如图所示的是四冲程汽油机工作时的两个冲程，下列说法正确的是（　　） A．甲图所示为做功冲程 B．乙图所示为吸气冲程 C．甲图所示的冲程，主要的能量转化是内能转化为机械能 D．乙图所示的冲程，主要的能量转化是内能转化为机械能 【考点】四冲程的能量转化；四冲程的判断． 【专题】比热容、热机、热值；应用能力． 【答案】D 【分析】由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程。 汽油机四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能，排气和吸气冲程没有能的转化。 【解答】解：AC、如图甲可知，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，因此是吸气冲程，此冲程中没有明显的能量转化，故AC错误； BD、如图乙可知，两气门都关闭，活塞下行，火花塞喷出电火花，因此是做功冲程，此冲程中将内能转化为机械能，故B错误、D正确。 故选：D。 【点评】解决此题要结合内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答。 3．（2025秋•姑苏区校级期中）关于如图所示四幅图的说法中，正确的是（　　） A．甲图中空气压缩引火仪活塞向下运动过程中能量转化和汽油机做功冲程一样 B．乙图中是白天的陆风，白天陆地升温快 C．丙图中人提着滑板在水平路面上前行过程中人对滑板做了功 D．丁图中两根木棍和绳子组成的机械相当于滑轮组 【考点】四冲程的能量转化；力是否做功的判断；滑轮组的特点；利用比热容解释生活中的现象． 【专题】比热容、热机、热值；简单机械；应用能力． 【答案】D 【分析】（1）汽油机的压缩冲程能量转化是机械能转化为内能，而汽油机做功冲程是内能转化为机械能。 （2）对水的比热容大的理解：相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多； （3）力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。 （4）滑轮组是由定滑轮和动滑轮组装而成的简单机械。 【解答】解：A、空气压缩引火仪活塞向下运动过程中，活塞对筒内空气做功，机械能转化为内能，与汽油机的压缩冲程能量转化相同。而汽油机做功冲程是内能转化为机械能，两者不同，故A错误。 B、由于陆地比热容小，白天升温快，陆地上空空气受热膨胀上升，形成低压区，海面上空空气相对凉爽、密度大，形成高压区，风从海洋吹向陆地，形成海风，不是陆风，故B错误。 C、人提着滑板在水平路面上前行，人对滑板的力是竖直向上的，而滑板是在水平方向上移动，在力的方向上没有移动距离，根据做功的两个必要因素可知，人对滑板没有做功，故C错误。 D、滑轮组是由定滑轮和动滑轮组装而成的简单机械。丁图中两根木棍和绳子组成的机械，可看作是由动滑轮和定滑轮组合而成，相当于滑轮组，能省力也可能改变力的方向，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了掌握力是否做功的判断方法及四冲程能量的转化，水的比热容大的特点的应用和热值，应用所学知识，解决实际问题，体现了物理知识来源于生活、服务生活的理念。 4．（2025秋•历下区校级月考）如图所示，是小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作，由此他联想到热机的冲程，下列说法正确的是（　　） A．“鼻孔吸气”所对应的汽油机冲程吸入的是空气 B．“气沉丹田”所对应的汽油机冲程是将机械能转化为内能 C．汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的 D．“排山倒海”所对应的汽油机冲程是靠飞轮的惯性来完成的 【考点】四冲程的判断；四冲程的能量转化；依靠飞轮惯性的冲程；汽油机与柴油机的异同． 【专题】比热容、热机、热值；应用能力． 【答案】B 【分析】（1）内燃机四个冲程中的能量转化情况：吸气和排气冲程不发生能量转化，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； （2）汽油机是通过火花塞点火，而柴油机是由喷油嘴喷出雾状柴油而燃烧。 【解答】解： A、“鼻孔吸气”相当于吸气冲程，吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物，故A错误； B、“气沉丹田”相当于压缩冲程，压缩冲程是将机械能转化为内能，故B正确； C、汽油机是通过火花塞点火使汽油燃烧，柴油机是靠喷油嘴喷出雾状柴油达到着火点自燃，故C错误； D、排山倒海时对外做功，相当于做功冲程，此冲程内能转化为机械能，不是靠飞轮的惯性来完成的，故D错误。 故选：B。 【点评】此题主要考查热机的工作循环特点，解答时要明确它的四个冲程（吸气、压缩、做功、排气冲程），压缩冲程、做功冲程能量的转化。 5．（2025秋•静安区校级期中）热机在生活中被广泛使用，下列选项中属于压缩冲程的是（　　） A． B． C． D． 【考点】四冲程的判断． 【专题】比热容、热机、热值；应用能力． 【答案】B 【分析】四冲程柴油机压缩冲程的判断依据：气门均关闭，活塞向上运动，结合各冲程的气门状态、活塞运动方向分析选项。 【解答】解：压缩冲程的特点是气门都关闭，活塞向上运动。观察各选项，只有选项B符合这一特征。 故选：B。 【点评】本题考查四冲程柴油机压缩冲程的识别，关键是掌握各冲程的气门状态和活塞运动方向，帮助理解热机的工作原理。 6．（2025秋•北湖区期中）如图，走马灯是我国一种在元宵节等传统节日上常见的特色工艺品。人们在走马灯内绘制武将骑马的各种图案，燃灯时，空气被加热上升，推动灯顶的叶片带动画面转动，形成人马追逐的景象，于是就有了走马灯的名字。关于走马灯，下面说法正确的是（　　） A．空气被加热后密度变大 B．热空气对叶片做功后内能增加 C．空气温度升高是通过热传递来实现的 D．“走马灯”的能量转化与汽油机的压缩冲程能量转化相同 【考点】四冲程的能量转化；密度与温度的关系；热传递改变物体的内能；做功改变物体的内能． 【专题】分子热运动、内能；比热容、热机、热值；密度及其应用；应用能力． 【答案】C 【分析】（1）气体受热膨胀，质量不变，体积变大，根据判断密度的变化； （2）物体对外做功，本身的内能会减小，温度会降低； （3）改变物体内能的方法有两种：做功和热传递； （4）汽油机的压缩冲程中，机械能转化为内能。 【解答】解：A、气体受热膨胀，质量不变，体积变大，由可知空气的密度变小，故A错误； B、热空气对叶片做功后，内能转化为了机械能，内能减小，温度会降低，故B错误； C、燃灯时，空气被加热，吸收热量，内能增加，温度升高，空气温度升高是通过热传递来实现的，故C正确； D、蜡烛燃烧产生热量，走马灯内的气体吸收热量，温度升高，密度变小，周围空气的密度大，所以热气会向上运动，形成气流，一部分内能转化为叶轮的动能，从而使推动叶轮旋转，此过程中是通过做功的方式将内能转化为机械能，而汽油机的压缩冲程中，机械能转化为内能，所以能量转化不相同，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了密度计算公式的应用、改变内能的方法、四冲程的能量转化，属于基础题。 7．（2025秋•江岸区校级月考）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。下列选项中汽油机工作示意图与猛推推杆入筒的过程中，能量转化情况相同的是（　　） A． B． C． D． 【考点】四冲程的能量转化；做功改变物体的内能． 【专题】比热容、热机、热值；应用能力． 【答案】B 【分析】先分析猛推杆入筒过程的能量转化，再逐一识别各冲程并对比汽油机各冲程的能量转化。 【解答】解：猛推杆入筒时，推杆对筒内空气做功，将机械能转化为内能，使空气温度升高点燃艾绒。这一过程与汽油机的压缩冲程能量转化一致（压缩冲程中活塞对汽缸内气体做功，机械能转化为内能）。 A、进气门打开，活塞向下运动，是吸气冲程，无“机械能转化为内能”的过程，故A不符合题意。 B、两个气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，能量转化为“机械能→内能”，与猛推杆过程完全相同，故B符合题意。 C、火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，能量转化为“内能→机械能”，与题意相反，故C不符合题意。 D、排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，无“机械能转化为内能”的过程，故D不符合题意。 故选：B。 【点评】本题通过“古代活塞式点火器”与“汽油机冲程”的类比，考查对能量转化和热机工作原理的理解，体现了物理学科“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。 8．（2025•锡山区校级三模）如图所示，将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，从易拉罐开口端向罐内喷适量酒精喷雾，然后将一个空纸杯迅速套上。用细线将易拉罐水平悬挂在铁架台上，将点燃的打火枪靠近底部的小孔，纸杯就会“向前”飞去。纸杯飞出过程中，下列说法正确的是（　　） A．罐内气体的内能增加 B．该过程机械能转化为内能 C．能量转化情况与内燃机的压缩冲程相同 D．能量转化情况与内燃机的做功冲程相同 【考点】四冲程的能量转化；做功改变物体的内能． 【专题】应用题；比热容、热机、热值；应用能力． 【答案】D 【分析】（1）此过程中，酒精燃烧，将化学能转化为内能，内能再转化为机械能； （2）内燃机的做功冲程中将内能转化为机械能，压缩冲程中将机械能转化为内能。 【解答】解：A、纸杯飞出去时，易拉罐内的酒精气体对纸杯做功，气体的内能减小，故A错误； BCD、纸杯飞出去的过程中，内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程相同，故BC错误，D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了四冲程的能量转化和内能的改变，属于基础题。 二．填空题（共5小题） 9．（2025秋•江岸区校级月考）如图所示的走马灯是我国特色工艺品，亦是传统节日玩具之一，属于灯笼的一种。当点燃走马灯内的蜡烛后，蜡烛上方的空气受热膨胀，密度 　变小　 （选填“变大”、“不变”或“变小”），随即上升，冷空气由下方进入，产生空气对流，从而推动叶轮旋转，此过程的能量转化情况与汽油机的 　做功　 冲程相同。 【考点】四冲程的能量转化；密度与温度的关系． 【专题】比热容、热机、热值；应用能力． 【答案】变小；做功。 【分析】由密度公式可知，空气的质量不变，体积变大，因此密度变小。热空气上升推动叶轮旋转，空气的内能转化为叶轮的机械能。汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能。 【解答】解：当蜡烛燃烧时，蜡烛上方的空气吸收热量，温度升高，体积膨胀。根据密度公式ρ可知，空气的质量不变，体积变大，因此密度变小。热空气上升推动叶轮旋转，此过程中空气的内能转化为叶轮的机械能。汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能，因此该过程的能量转化情况与汽油机的做功冲程相同。 故答案为：变小；做功。 【点评】本题考查密度与温度的关系、热机的能量转化，体现了物理知识与生活实际的联系。解题关键是理解空气受热膨胀时密度的变化规律，以及明确热机各冲程的能量转化形式，通过分析生活中的走马灯现象，加深对物理原理的应用理解。 10．（2025•阳信县二模）如图所示是某老师的自制教具，他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，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出。关于此实验的下列分析： 燃气推动纸筒飞出的过程中将内能转化为 　机械　 能，相当于内燃机的 　做功　 冲程；纸筒飞出后瓶内气体温度将 　降低　 （选填“升高”、“降低”）。 【考点】四冲程的能量转化；做功改变物体的内能． 【专题】比热容、热机、热值；理解能力． 【答案】机械；做功；降低。 【分析】做功改变内能的实质是能量的转化，物体对外做功是内能转化为机械能； 热机的做功冲程中将内能转化为机械能。 【解答】解：燃气推动纸筒飞出的过程是燃气推动纸筒做功的过程，消耗燃气的内能，纸筒得到机械能，所以是将内能转化为机械能，由于内燃机的做功冲程将内能转化为机械能，所以纸筒飞出的过程相当于内燃机的做功冲程。 纸筒飞出后，瓶内气体内能减少，所以温度将会降低。 故答案为：机械；做功；降低。 【点评】本题考查改变物体内能的方式、内燃机的四个冲程。 11．（2025秋•历下区校级月考）内燃机的一个工作循环由四个冲程组成，如图所示是内燃机的 　压缩　 冲程，活塞上升时，汽缸内气体的内能 　增加　 （选填“减少”或“增加”）。一台某型号单缸四冲程汽油机的飞轮速度是1200r/min，在1s内，汽油机完成了 　10　 个工作循环。如果汽油机有四个缸，一个缸一次做功250J，在1s内，汽油机共做功 　10000　 J。 【考点】四冲程的判断；工作循环次数；功的简单计算；内能的大小变化． 【专题】比热容、热机、热值；应用能力． 【答案】压缩；增加；10；10000。 【分析】压缩冲程气门关闭，活塞上升，活塞时对汽缸内气体做功，气体的内能增加；飞轮每转2圈，完成4个冲程，对外做功1次，据此分析。 【解答】解：图中气门关闭，活塞上升，属于压缩冲程；活塞上升时对汽缸内气体做功，气体的内能增加。 飞轮转速1200r/min＝20r/s，四冲程汽油机一个工作循环飞轮转2圈，因此1s内完成的工作循环数为10个。 一个缸1s内做功10次，四缸做功10×4＝40次，总功为40×250J＝10000J。 故答案为：压缩；增加；10；10000。 【点评】本题需掌握压缩冲程的特点（活塞上行、气门关闭、内能增加）及飞轮转速与工作循环的关系（转2圈完成1个循环），明确多缸汽油机的做功次数计算方法，体现内燃机工作原理的实际应用。 12．（2025秋•南宁期中）如图是四冲程汽油机工作状态示意图，此时它正处于　做功　 冲程；转速表当前示数表明，此状态下发动机1秒内对外做功　25　 次。 【考点】做功的次数；四冲程的判断． 【专题】应用题；比热容、热机、热值；应用能力． 【答案】做功；25。 【分析】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”进行分析。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。 【解答】解：图中两个气门都关闭，活塞向下运动，因此是做功冲程；此汽油机飞轮的转速为3000r/min，则每秒钟转50转，完成了100个工作冲程，对外做功25次。 故答案为：做功；25。 【点评】本题考查内燃机的工作原理，是一道比较简单的题。 13．（2025秋•邯郸期中）如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧，此过程中活塞对筒内气体做功，气体的内能　增大　 （填“增大”“减小”“不变”），这与四冲程汽油机的　压缩　 冲程能量转化相同，某台四冲程汽油机飞轮的转速是1200r/min，则它1秒钟，活塞完成　40　 个冲程，对外做功　10　 次。 【考点】四冲程的能量转化；做功的次数；冲程的个数；做功改变物体的内能． 【专题】比热容、热机、热值；应用能力． 【答案】增大；压缩；40；10。 【分析】（1）做功可以改变物体的内能，对物体做功，物体的内能增加，温度升高；物体对外界做功，物体的内能减小，温度降低； （2）汽油机的压缩冲程中，把机械能转化为内能；做功冲程中把内能转化为机械能； （3）汽油机的一个工作循环有4个冲程，活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转2周，对外做功1次。 【解答】解：快速压下活塞时，活塞对筒内气体做功，机械能转化为气体的内能，因此气体的内能增大； 四冲程汽油机的压缩冲程中，活塞压缩气缸内的气体，机械能转化为内能，与空气压缩引火仪的能量转化相同，故为压缩冲程； 四冲程汽油机完成4个冲程，飞轮转2圈，对外做功1次，飞轮转速n＝1200r/min＝20r/s，所以每秒完成的冲程个数为20×2＝40，每秒对外做功次数为20÷2＝10。 故答案为：增大；压缩；40；10。 【点评】根据改变物体内能的方法以及汽油机的工作过程和原理（能量的转化）；关键是知道汽油机在一个工作循环中活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转2周，对外做功1次，难度不大。 三．实验探究题（共1小题） 14．（2025秋•普陀区期中）学习了“内能”有关知识后，小李同学完成了下面的实验。 （1）如图（a）所示，将活塞迅速下压，硝化棉燃烧，是由于活塞对 　B　 （“A.硝化棉”或“B.筒内空气”）做功，使其内能增大，温度升高。 （2）如图（b）所示，将试管中的水加热一段时间后，塞子被水蒸气推出。此过程中，水蒸气的 　内　 能转化为塞子的 　化学　 能，这种能量转化与热机的 　做功　 冲程类似。 【考点】四冲程的能量转化；做功改变物体的内能；内能的大小变化． 【专题】分子热运动、内能；比热容、热机、热值；应用能力． 【答案】（1）B； （2）内；机械；做功。 【分析】（1）做功可以改变物体的内能，当外界对物体做功时，物体的内能增大，当物体对外界做功时，物体的内能就会减小。 （2）汽油机的做功冲程是汽油燃烧产生的内能转化为曲轴的机械能。 【解答】解：（1）将活塞迅速下压，活塞对筒内空气做功，使其内能增大，温度升高，达到硝化棉的燃点，硝化棉燃烧，故选B。 （2）当试管内水被酒精灯加热后，试管内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塞子的机械能，水蒸气的内能减小。 汽油机的做功冲程是汽油燃烧产生的内能转化为曲轴的机械能；塞子被推出这一过程的能量转化与热机的做功冲程类似。 故答案为：（1）B；（2）内；机械；做功。 【点评】本题考查改变内能的方法及四冲程能量的转化。 四．解答题（共1小题） 15．（2025•海南）2025年5月28日，总质量约为2×107kg的“棋子湾”轮从海口新海港缓缓驶出，经过13h航行到达广西防城港，总航程约286km，成功开辟了桂琼陆岛客货滚装运输第二通道，助力海南自由贸易港建设。（g取10N/kg） （1）轮船内燃机工作时，　做功　 （选填“压缩”或“做功”）冲程对外做功； （2）求该航程轮船的平均速度约为多少km/h； （3）质量为1.6×103kg的汽车静止在水平甲板上，汽车对甲板的压强约为2×105Pa。求轮胎与甲板的总接触面积约为多少m2； （4）若轮船所受阻力为重力的0.02倍，求该航程轮船克服阻力所做的功；实际航行时，驱动内燃机所消耗的燃油能量总比克服阻力做的功多，请从物理学角度简要分析原因（写出一条即可）。 【考点】四冲程的能量转化；平均速度；压强的公式的应用；四冲程的判断． 【专题】计算题；压强、液体的压强；功、功率、机械效率；分析、综合能力． 【答案】（1）做功；（2）22km/h；（3）0.08m2；（4）克服阻力做功1.144×1012J，原因是：能量通过热传递散失。 【分析】（1）回忆内燃机四个冲程的工作特点，明确做功冲程是燃气膨胀对外做功的冲程，从而得出答案。 （2）根据平均速度的计算公式v ，找到总航程s和航行时间t，代入计算即可。 （3）先根据重力公式G ＝ mg，求出汽车的重力，汽车静止时对甲板的压力等于其重力，再根据压强公式p ，变形求出接触面积S。 （4）先根据重力公式求出轮船的重力，再求出阻力，然后根据功的公式W ＝ fs求出克服阻力做的功；对于能量损耗原因，从内燃机能量转化过程中的热损失、机械摩擦等方面分析即可。 【解答】解：（1）内燃机的做功冲程中，燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能。 （2）已知总航程s＝286km，时间t＝13h，根据平均速度公式v22km/h （3）汽车的重力G＝mg＝1.6×103kg×10N/kg＝1.6×104N 汽车对甲板的压力F＝G＝1.6×104N 根据压强公式p，变形得S0.08m2 （4）轮船的重力G轮＝m轮g＝2×107kg×10\N/kg＝2×108N 轮船所受阻力f＝0.02G轮＝0.02×2×108N＝4×106N 克服阻力做功W＝fs＝4×106N×286×103m＝1.144×1012J 因为内燃机工作时，能量会有部分通过热传递散失，所以实际航行时，驱动内燃机所消耗的燃油能量总比克服阻力做的功多。 故答案为：（1）做功；（2）22km/h；（3）0.08m2；（4）克服阻力做功1.144×1012J；因为内燃机工作时，能量会有部分通过热传递散失，所以实际航行时，驱动内燃机所消耗的燃油能量总比克服阻力做的功多。 【点评】本题以“棋子湾”轮航运为背景，融合热机冲程、速度、压强、功等多个物理考点，具有很强的实用性和综合性。命题通过真实的航运场景，将力学和热学知识具象化，既考查了内燃机冲程、速度公式、压强公式、功的公式等核心知识点的应用，又引导学生关注海南自贸港建设的实际工程案例。题目梯度合理，从基础的冲程判断到复杂的多步骤计算，再到能量损耗的分析，全面考查了知识理解、公式应用和逻辑推理能力，是一道兼顾知识考查与素养提升的优质习题。 学科网（北京）股份有限公司 $