第14.2节 热机（高效培优·讲义）物理新教材人教版九年级全一册

本讲义聚焦初中物理“热机”核心知识点，系统梳理热机工作原理（内能转化为机械能）、汽油机与柴油机的构造及四冲程工作过程（吸气、压缩、做功、排气），并通过对比表格明确两者在燃料、吸气、点火方式等方面的异同，构建从原理到应用的完整知识链。 资料设计融入科学探究（如试管加热水推动橡皮塞实验模拟热机工作）、科学思维（模型建构对比汽油机柴油机异同），结合火箭等实际应用培养社会责任。课中模型动画与冲程判断口诀辅助教学，课后真题及三阶练习帮助学生查漏补缺，提升知识应用能力。

第14.2节 热机 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 热机 考点02 汽油机 考点03 柴油机 03 避坑指南·解题通法 角度01 热机工作过程中的能量转化 角度02 热机的种类 角度03 汽油机的构造与工作过程 角度04 柴油机的构造与工作过程 角度05 火箭的构造与工作原理 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.知道热机的工作原理：内能转化为机械能，了解热机的分类。 2.掌握汽油机四冲程：吸气、压缩、做功、排气冲程的工作过程。 3.区分压缩冲程、做功冲程的能量转化。 4.能识别汽油机结构图，判断冲程类型，掌握曲轴转动与做功次数的数量关系。 1.通过模型动画观察，梳理四冲程气门、活塞运动特点。 2.对比两个能量转化冲程，记忆能量转化方向。 3.总结冲程判断技巧：看气门开闭、活塞运动方向。 4.通过计算题练习，掌握曲轴转数与做功次数的换算规律。 知识导图 考点01 热机 1、实验探究—热机工作原理 【实验现象】如图所示，在试管中装一些水，用橡皮塞塞住试管口，固定在铁架台上，用酒精灯给试管加热，水沸腾后，水蒸气会把橡皮塞冲出去，试管口观察到大量“白雾”出现。 【实验分析】酒精燃烧释放出热量（化学能转化为内能），通过热传递将一部分内能转移给水，水的内能增加，温度升高，产生大量水蒸气。水蒸气越来越多，对橡皮塞的压力越来越大，最后将橡皮塞冲出，这时水蒸气对橡皮塞做功。同时，水蒸气内能减小，温度降低，水蒸气液化成小水滴，在试管口可以观察到“白雾”。 【探究归纳】该实验装置就是一个简单的热机。其工作过程是：燃料燃烧，化学能转化为内能，一部分内能通过热传递方式传递给工作物质—水，水内能增大，温度升高，产生大量水蒸气，水蒸气将橡皮塞冲出，水蒸气内能转化为橡皮塞机械能。 2、热机 （1）热机：利用内能做功的机械叫热机。汽车、轮船和飞机等的发动机都是利用燃烧燃料释放的内能做功的装置，都是热机。 （2）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。 （3）内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。 【深化点拨】 1．热机的判断：判断机械是否是热机，要从能量转化的角度来判断。例如：电动机是将电能转化为机械能，不属于热机！ 2．热机工作时的能量转化：燃烧的化学能→内能→机械能。 1．年来我国先进装备层出不穷，我们倍感自豪。如图所示，装备的动力装置不是使用热机的是（     ） A．玉兔号月球车 B．福建号航母 C．100坦克 D．长征五号火箭 【答案】A 【详解】A．玉兔号月球车是将电能转化为机械能，不是用热机来驱动的，故A符合题意； BCD．福建号航母、100坦克、长征五号火箭都是将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，属于热机，故BCD不符合题意。 故选 A。 2．内燃机：燃料直接在发动机______内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。常见的内燃机有______和______。 【答案】 气缸 汽油机 柴油机 【详解】[1]根据内燃机的定义可知，燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。 [2][3]常见的内燃机根据使用的燃料不同，分为汽油机和柴油机两类。 考点02 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：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、工作过程 （1）汽油机的一个工作循环：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。通过四个冲程的不断循环来连续工作。 （2）每完成一个工作循环，曲轴和飞轮均转动两周，活塞往返两次，对外做功一次。在四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性带动活塞完成，周而复始，使汽油机连续转动下去。 （3）汽油机工作过程如下： 1.吸气冲程：进气门打开、排气门关闭。靠惯性运动，吸进汽油与空气的混合物 2.压缩冲程：进气门关闭、排气门关闭。外界对气体做功，机械能转化为内能，气体温度升高 3.进气门关闭、排气门关闭。化学能转化为内能，气体温度升高，气体对外做功，内能转化为机械能 4.进气门关闭、排气门打开。靠惯性运动，排出废气 4、冲程：活塞在往复运动中从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程。 5、工作过程中能量的转化：①压缩冲程：机械能→内能；②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能。  【深化点拨】 汽油机的四个冲程原理：汽油机工作的四个冲程中，只有做功冲程是燃气对活塞做功，其它三个冲程要靠飞轮的惯性来完成．在开始运转时，要靠外力先使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后，汽油机才能自己工作。 1．一辆正在行驶的汽车，其汽油机工作时，燃气推动活塞向下运动并提供动力的冲程是（　　） 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】热机的四个冲程分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程； 吸气冲程：吸入燃料和空气的混合物（汽油机）或空气（柴油机），没有能量转化，也不提供动力； 压缩冲程：活塞压缩气体，机械能转化为内能，为做功冲程做准备，不提供动力； 做功冲程：燃料燃烧产生高温高压气体，推动活塞做功，内能转化为机械能，使汽车获得动力； 排气冲程：排出废气，没有能量转化，也不提供动力； 综上所述，使汽车获得动力的冲程是做功冲程，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 2．如图所示，这是某四冲程内燃机的某个冲程，该冲程是把___________能转化为___________能。若该内燃机飞轮的转速是3 600 r/min，则该内燃机每秒对外做功___________次。 【答案】 机械 内 30 【详解】[1][2]如图所示，内燃机的进气门、排气门关闭，活塞上行，所以是压缩冲程，压缩冲程是将机械能转化为内能的过程。 [3]该内燃机飞轮的转速为3600 r/min，说明飞轮每秒转动60r；内燃机一个工作循环中，飞轮每转动2r，对外做功一次，因此该内燃机每秒对外做功30次。 考点03 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：柴油机构造和汽油机构造相似，所不同的是柴油机气缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。 3、工作过程：柴油机与汽油机工作过程大致相同，也是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，在一个工作循环中，曲轴连续转动两周，活塞往复两次，对外做功一次。见下表： 1.吸气冲程：进气门打开、排气门关闭。活塞向下运动，吸入空气 2.压缩冲程：进气门关闭、排气门关闭。活塞向上运动，压缩空气，气体温度升高，超过柴油燃点 3.进气门关闭、排气门关闭。喷油嘴喷出雾状柴油，遇到热空气立即猛烈燃烧，差高温高压气体，推动活塞向下运动 4.进气门关闭、排气门打开。活塞向上运动，排出废气 【深化点拨】 1、柴油机的特点：柴油机的特点是柴油比汽油便宜，但柴油机比较笨重；常应用于载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船以及发电机。 2、内燃机工作循环的计算：在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。 3、柴油机是以柴油为燃料的内燃机，在工作时与汽油机工作原理相同，区别是： （1）在吸气冲程里吸进气缸的只有空气，而汽油机吸进的是汽油和空气的混合物。  （2）在压缩冲程里，活塞把空气的体积压缩得很小，空气的压强更大，温度更高。  （3）点火方式：柴油机-压燃式；汽油机-点燃式。 1．如下表所示是对汽油机和柴油机不同点进行对比的表格，其中正确的是（　　） 序号 汽油机 柴油机 ① 有火花塞 有喷油嘴 ② 热机效率高 热机效率低 ③ 点燃式 压燃式 ④ 吸入燃油和空气的混合物 吸入柴油和空气的混合物 A．① B．②④ C．②③ D．①③ 【答案】D 【详解】①柴油机气缸顶部有个喷油嘴，汽油机气缸顶部有个火花塞，故①正确； ②柴油机比汽油机的效率高，故②错误； ③汽油机采用点燃式，柴油机采用压燃式，故③正确； ④在吸气冲程中，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合气体，柴油机吸入气缸的是空气，故④错误。 综上其中正确的是①③。 故选D。 2．（2025·四川内江·中考真题）柴油机和汽油机的内部构造相似，主要区别是柴油机汽缸的顶部是一个喷油嘴，而汽油机汽缸的顶部是一个_______；柴油机与汽油机的工作过程有所不同，在吸气冲程中，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入汽缸里的只是________。 【答案】火花塞 空气 【详解】汽油机和柴油机在构造上的核心区别之一是汽缸顶部部件，柴油机顶部为喷油嘴，汽油机顶部为火花塞，火花塞会在压缩冲程末点燃汽缸内的汽油与空气混合物。 柴油机依靠压燃式工作，吸气冲程仅吸入空气，后续通过压缩冲程让空气温度升高至柴油着火点，再由喷油嘴喷出柴油使其燃烧。 【汽油机与柴油机的异同】 汽油机 柴油机 燃料 汽油 柴油 吸气冲程吸入气体 汽油 + 空气的混合气 只吸入纯净空气 点火方式 火花塞电火花点燃（点燃式） 喷油嘴高压喷油，压燃式（无火花塞） 压缩比 小，压缩程度低 大，压缩程度极高，气缸温度更高 做功原理 混合气压缩后点火爆炸推动活塞 高温高压空气遇雾化柴油自燃做功 结构关键部件 火花塞、化油器/电喷喷油器 喷油嘴、高压油泵，无火花塞 热效率 偏低，油耗更高 热效率高，更省油 适用车辆 轿车、摩托车、小型乘用车 货车、客车、拖拉机、重型工程机械 噪音震动 震动小、噪音低 震动大、噪音明显 相同点 （1）都属于四冲程内燃机，工作循环均为：吸气→压缩→做功→排气。 （2）做功冲程都是内能转化为机械能，其余三个冲程依靠飞轮惯性完成。 （3）都依靠燃料燃烧释放内能推动活塞、带动曲轴输出动力。 （4）工作时均会产生废气，需要冷却、润滑系统。 热机的综合应用及解题步骤 1.四冲程汽油机的“判断口诀”与能量转化 （1）判断口诀： 看气门：一开一闭是换气（吸气/排气），两闭是做功或压缩。 看活塞：活塞下行是吸气或做功，活塞上行是压缩或排气。 找火花：火花塞点火（产生电火花）必然是做功冲程。 （2）关键数据关系：一个工作循环=4个冲程；飞轮转动2周；对外做功1次。 易错题：若飞轮转速为 3000r/min（即50r/s），则每秒完成25个工作循环，对外做功25次。 2.汽油机vs柴油机：构造与点火方式的区别 （1）构造区别：汽油机顶部是火花塞；柴油机顶部是喷油嘴。 （2）吸气区别：汽油机吸入的是汽油和空气的混合物；柴油机吸入的仅仅是空气。 （3）点火方式：汽油机：点燃式（火花塞点火）；柴油机：压燃式（压缩空气使温度达到柴油燃点，喷油后自动燃烧）。 （4）效率与应用：柴油机压缩比更大，效率通常高于汽油机，多用于载重汽车、轮船、坦克；汽油机轻便，多用于小汽车、飞机。 3.环境保护：热机的副作用 （1）噪声污染：发动机震动和排气噪声。 （2）大气污染：排放二氧化碳（温室效应）；排放二氧化硫、氮氧化物（酸雨）；排放粉尘（PM2.5）。 （3）解决措施：改进燃烧技术、使用清洁能源（电动车、氢能源）、安装尾气净化装置。 角度01 热机工作过程中的能量转化 1．如图所示，用酒精灯给锥形瓶中的水加热，用带小孔的胶塞塞住瓶口，水沸腾后观察到小孔上方的“叶轮”转动。下列说法正确的是（     ） A．给水加热的过程，水通过做功改变内能 B．酒精燃烧，酒精的内能转化为化学能 C．水蒸气推动叶轮转动，水蒸气内能增加 D．“叶轮”转动，与热机做功冲程原理相同 【答案】D 【详解】A．改变物体内能的方式有做功和热传递两种，给水加热时，水吸收热量、内能增加，是通过热传递改变内能，故A错误； B．酒精燃烧过程将酒精储存的化学能转化为内能，故B错误； C．水蒸气推动叶轮转动时，水蒸气对叶轮做功，将自身的内能转化为叶轮的机械能，水蒸气自身内能减小，故C错误； D．热机做功冲程将内能转化为机械能，本实验中叶轮转动的能量转化同样是内能转化为机械能，二者原理相同，故D正确。 故选D。 2．汽油在汽车发动机内燃烧不充分时，排气管冒出大量黑烟，下列相关说法正确的是（　　） A．冒出的黑烟四处飘散是分子在永不停息地做无规则运动 B．汽油燃烧过程中将内能转化为化学能 C．发动机做功冲程中，高温燃气推动活塞做功，燃气内能减小 D．汽油热值随燃烧不充分而变小 【答案】C 【详解】A．黑烟是由固体小颗粒（碳粒）组成的，不是分子。黑烟四处飘散是固体颗粒的机械运动，不是分子的无规则运动（分子运动肉眼不可见），故A错误； B．汽油燃烧时，是将自身的化学能转化为内能，而不是内能转化为化学能，故B错误； C．做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，对活塞做功。燃气对外做功，自身的内能会减小，温度降低，故C正确； D．热值是燃料的一种固有特性，只与燃料的种类有关，与燃烧是否充分、质量多少等因素无关，故D错误。 故选C。 3．（多选）“遥远苍梧野，莽莽六堡山。山水美且秀，名茶出此间。”我们用茶壶煮茶，下列说法正确的是（     ） A．煮好的茶飘香四溢，这是扩散现象 B．壶嘴处“白气”的形成属于液化现象 C．一杯热茶冷却过程中，茶水含有的热量逐渐变少 D．壶盖被水蒸气顶起时的能量转化与热机压缩冲程相同 【答案】AB 【详解】A．煮好的茶飘香四溢，是茶的香气分子在空气中做无规则运动并扩散到空气中，属于扩散现象，故A正确； B．壶嘴处的“白气”是高温水蒸气遇冷液化形成的小水滴，属于液化现象，故B正确； C．热量是过程量，只能描述物体吸收或放出热量，不能说物体“含有热量”，故C错误； D．壶盖被水蒸气顶起时，是水蒸气的内能转化为壶盖的机械能；热机压缩冲程是将机械能转化为内能，二者能量转化不同，故D错误。 故选AB。 4．如图是四冲程汽油机工作的部分冲程示意图，图___________ （选填“甲”或“乙”）是依靠飞轮的惯性来完成的。在另一图的冲程工作过程中，汽缸内燃气的内能___________（选填“增大” “减小”或“不变”）。 【答案】 乙 减小 【详解】甲图中两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程；乙图中排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，依靠飞轮惯性完成，因此依靠飞轮的惯性来完成的是乙。 做功冲程中，汽缸内燃气膨胀对外做功，将内能转化为活塞的机械能，因此汽缸内燃气的内能减小。 5．如图甲所示为小明同学制作的热机模型，经检查气密性良好，他多次快速向左推动活塞，通过______的方式改变了针筒内气体的内能，同时观察到数字温度计的示数变大，摸到管壁发热。该过程的能量转化与汽油机工作时______（选填“乙”或“丙”）图的冲程相似。若某台汽油机的飞轮转速为3600r/min，则该汽油机每秒内完成______个冲程，对外做功______次。 【答案】 做功 乙 120 30 【详解】改变内能有做功和热传递两种方式，快速向左推活塞，压缩针筒内气体做功，因此是通过做功的方式改变气体内能，该过程机械能转化为内能。 能量转化为机械能转内能，对应汽油机的压缩冲程：压缩冲程特点是两个气门关闭、活塞向上运动，对应图乙；丙图是做功冲程（内能转机械能）。 汽油机飞轮转速，即每秒飞轮转60圈；汽油机每转2圈完成4个冲程、对外做功1次，因此每秒完成冲程个，对外做功次。 角度02 热机的种类 6．航空涡轴发动机是将空气压缩后与燃料混合，并在燃烧室燃烧后产生的高温高压气体推动涡轮转动做功。下列有关说法正确的是（　　） A．航空涡轴发动机不属于热机 B．由于燃料不可能完全燃尽，故整个过程总能量不守恒 C．燃料燃烧越充分，航空涡轴发动机效率越高 D．空气被压缩后内能减小 【答案】C 【详解】A．热机是将内能（热能）转化为机械能的装置。航空涡轴发动机通过燃料燃烧产生高温气体推动涡轮转动，符合热机的定义，因此属于热机，故A错误； B．能量守恒定律是自然界的基本规律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一种形式转化为另一种形式。燃料未完全燃尽时，部分化学能未被释放，但总能量（包括已释放的热能和未燃尽的燃料的化学能）仍然守恒，未燃尽的燃料只是导致能量转化效率降低，并非总能量不守恒，故B错误； C．热机效率定义为有用功（输出）与燃料完全燃烧释放的总能量（输入）之比。燃料燃烧越充分，释放的热能越多，推动涡轮做的有用功越多，同时减少未燃尽燃料的浪费，因此效率越高，故C正确； D．压缩空气时，外界对气体做功，气体体积减小，分子间碰撞加剧，温度升高。内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和，与温度相关，温度升高时，内能增加，因此压缩后空气的内能增大，故D错误。 故选C。 7．（多选）嫦娥六号2024年5月3日成功发射，6月25日返回器携带月球样品着陆地球。如图，为嫦娥六号发射的场景。下列说法正确的有（　　） A．嫦娥六号用的火箭喷气发动机也是热机的一种 B．嫦娥六号升空的过程是内能转化为机械能的过程 C．随着科技的发展，会实现火箭喷气发动机的内能全部转化为火箭的机械能 D．嫦娥六号卫星舱内携带的月球车等物品，在升空过程中，内能和机械能都增加 【答案】AB 【详解】A．火箭使用的喷气式发动机工作时将内能转化为机械能，是热机的一种，故A正确； B．嫦娥六号升空的过程，燃料燃烧释放出的内能转化为机械能，故B正确； C．由于能量转换过程中不可避免的损耗（如热损失），不可能实现内能全部转化为机械能，故C错误； D．卫星舱内物品在升空过程中，机械能增加，但内能不一定增加，故D错误。 故选AB。 8．如图所示是小明设计的简易热机模型，燃料燃烧后加热水产生水蒸气，通常实验室用___________作热源，用它来加热密封的易拉罐中的水，易拉罐的一侧开小孔后让蒸汽喷出，推动风车转动。此时工作物质是___________。该模型可以看成是___________。（选填“内燃机”或“外燃机”） 【答案】 酒精灯 水蒸气 外燃机 【详解】[1]物理实验室通常采用酒精灯给物体加热，即酒精灯作为热源。 [2][3]用酒精灯给水加热，水会汽化变为水蒸气，大量的水蒸气会从小孔喷出，推动风车转动，对风车做功，将内能转化为机械能，因此工作的物质是水蒸气，该热机模型是在易拉罐外燃烧燃料，属于外燃机。 角度03 汽油机的构造与工作过程 9．关于热和能，下列说法中正确的是（　　） A．冬天在户外用温度计测量铁块和木块的温度，铁块的温度比木块低 B．钢水凝固过程中，温度不变，内能减少，含有的热量也减少 C．在四冲程汽油机的工作过程中，汽缸内气体内能最小的是吸气冲程 D．汽车过后，灰尘漫天飞舞，说明分子在永不停息地做无规则运动 【答案】C 【详解】A．冬天户外的铁块和木块，经过长时间热传递后，均与环境温度达到热平衡，因此用温度计测量时两者温度相同，故A错误； B．钢水属于晶体，凝固过程中温度不变，放出热量，内能减少，但热量是过程量，只能描述为物体吸收或放出热量，不能说物体“含有热量”，故B错误； C．四冲程汽油机的吸气冲程中，汽缸内吸入温度较低的混合气，此时气体温度最低，根据内能与温度的关系，物体温度越低，内能越小，因此吸气冲程汽缸内气体内能最小，故C正确； D．灰尘是宏观物体，漫天飞舞是宏观的机械运动，并非分子的无规则运动，故D错误。 故选C。 10．如图，某物理老师在讲解内燃机工作原理时，演示“丁烷脉冲炮”实验：向管内充入适量丁烷气体，点火后火焰沿着管道流向水桶并在水桶内发生爆炸，大量气体从桶口喷出，最终将易拉罐击倒。关于该实验下列说法正确的是（     ） A．丁烷气体燃烧时，内能转化为化学能 B．丁烷气体燃烧的过程对应内燃机的做功冲程 C．水桶内气体爆炸时，内能转化为机械能 D．气体从桶口喷出后，桶内气体内能不变 【答案】C 【详解】A．丁烷气体燃烧时，将燃料储存的化学能转化为内能，故A错误； B．内燃机做功冲程的本质是高温高压燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能；丁烷燃烧过程仅发生化学能向内能的转化，没有对外做功转化为机械能，因此不对应内燃机的做功冲程，故B错误； C．水桶内气体爆炸时，气体膨胀对外做功，将内能转化为机械能，最终将易拉罐击倒，故C正确； D．气体从桶口喷出时，气体对外做功，桶内气体的内能会减小，故D错误。 故选 C。 11．2026年3月28日至29日，国产机车（如图所示）在世界超级摩托车锦标赛（WSBK）的赛场上，力压诸多国际大牌，连续斩获两回合冠军，尤其在末段直线冲刺中，更是一骑绝尘、势不可挡，以近4s的巨大优势领先对手到达终点。若对手的冲刺速度是252km/h，则该机车领先对手的距离是__________m。该机车搭载的是三缸四冲程汽油机，其_________冲程是将内能转化为机械能。 【答案】 280 做功 【详解】对手速度 领先距离 四冲程汽油机的做功冲程中，燃料燃烧产生的内能推动活塞做功，将内能转化为机械能。 12．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（选填“E”或“F”）所示的演示实验。该汽油机飞轮转速为，则每秒对外做功________次。 【答案】 压缩 E 20 【详解】[1] A为进气门开、排气门关，活塞向下，则为吸气冲程； B为两个气门关闭，活塞向上，则为压缩冲程（机械能转化为内能）； C为两个气门关闭，活塞向下运动，则为做功冲程（内能转化为机械能）； D为排气门开、进气门关，活塞向上，则为排气冲程。 所以B图是压缩冲程。 [2]压缩冲程的原理是机械能转化为内能： E图：下压活塞，机械能转化为内能（对应压缩冲程）；F图：试管内水蒸气推动塞子飞出，内能转化为机械能（对应做功冲程）。故选E。 [3]四冲程汽油机的规律：飞轮每转2圈，对外做功1次。因为飞轮转速为所以每秒转40圈，对外做功次数为。 角度04 柴油机的构造与工作过程 13．柴油机和汽油机都属于内燃机，下列有关说法中正确的是（　　） A．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴 B．柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入气缸 C．四冲程汽油机在工作过程中，进气门排气门都关闭的一定是压缩冲程 D．在柴油机的做功冲程中，活塞的机械能转化为密闭气体的内能 【答案】A 【详解】A．汽油机气缸顶部有一个火花塞，柴油机气缸顶部是一个喷油嘴，故A正确； B．吸气冲程中，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，故B错误； C．四冲程汽油机在工作过程中，进气门排气门都关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程，故C错误； D．在柴油机的做功冲程中，是内能转化为机械能，故D错误。 故选A。 14．（多选）2024年，我国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。关于柴油机，下列说法正确的是（　　） A．该柴油机的四个冲程正确的工作顺序应是丁、丙、乙、甲 B．该柴油机的乙冲程靠飞轮的惯性完成 C．图乙是压缩冲程，它将机械能转化为内能 D．通过改善柴油机结构，可将其效率从53.09%提升到100% 【答案】BC 【详解】ABC．据图可知：图甲的进气门关闭、排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程；图乙中的进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能；图丙中的进气门和排气门均关闭，活塞向下运动，是做功冲程，内能转化为机械能；图丁中的进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程。该柴油机的四个冲程正确的工作顺序应是丁、乙、丙、甲。除做功冲程外，其余三个冲程均靠飞轮的惯性完成，故该柴油机的乙冲程靠飞轮的惯性完成。故A错误，BC正确； D．柴油机在工作过程中，不可避免地会有能量损失，如摩擦损失、散热损失等，所以柴油机的热机效率不可能达到100%，故D错误。 故选BC。 15．如图甲所示是制作爆米花的机器，玉米粒在密封的锅体内被炉火加热，这是通过___________的方法改变了玉米粒的内能；图乙是内燃机工作时某冲程示意图，该冲程为___________冲程，它是___________（选填“汽油”或“柴油”）机。若飞轮的转速为2400r/min，在1s内，完成___________个工作循环。 【答案】 热传递 压缩 柴油 20 【详解】玉米粒被炉火加热，是通过热传递的方式改变内能；观察图乙发现，两个气门都关闭，活塞向上运动，因此该冲程是压缩冲程；该内燃机结构有喷油嘴，汽油机顶部为火花塞，柴油机为压燃式，顶部是喷油嘴，因此这是柴油机； 飞轮转速 即1s内飞轮转40圈，内燃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。 角度05 火箭的构造与工作原理 16．2025年12月13日“中国科技城号”小型货运飞船成功发射。它主要用于空间科学实验和货物运输，是首个实现商业化运营的民营货运飞船。下列关于该货运飞船说法正确的是（   ） A．货运飞船随火箭加速上升时，其惯性不断增大 B．发射货运飞船的火箭属于热机 C．货运飞船进入太空后会逐渐失去全部内能 D．货运飞船进入轨道后相对于地球运动状态不变 【答案】B 【详解】A. 惯性是物体的属性，只与质量有关，质量越大，惯性越大。货运飞船随火箭加速上升时，货运飞船质量不变，因此惯性不变，故A错误； B. 热机是将内能转化为机械能的装置。火箭通过燃烧燃料产生高温高压气体，推动火箭运动，将内能转化为机械能，因此属于热机，故B正确； C. 内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和，不会完全消失，故内能不会减少到零，故C错误； D. 运动状态不变指速度大小和方向均不变。货运飞船进入轨道后绕地球做圆周运动，速度方向不断变化，因此运动状态改变，故D错误。 故选B。 17．下列关于火箭的说法正确的是（　　） A．火箭使用的是喷气发动机，其与内燃机的工作原理完全相同 B．火箭在工作时需要像活塞、曲轴等那样的传动结构 C．火箭是热机的一种，工作时燃料的化学能最终转化为火箭的机械能 D．火箭升空时不需要反作用力推动机身向前运动 【答案】C 【详解】AB．喷气式发动机与内燃式发动机的工作原理不同，它的燃料在燃烧室内燃烧后产生高温、高压的气体，这种气体从尾部以极高的速度喷出，同时产生很大的反作用力推动火箭向前运动，由于它不需要活塞、螺旋桨等那样的转动装置，从而就少了能量的损失，大大提高了火箭的飞行速度，故AB错误； C．火箭是热机的一种，工作时先将燃料的化学能转化为内能，再通过做功的方式将内能转化为火箭的机械能，故C正确； D．火箭升空时向地面喷出了高温高压的燃气，由于物体间力的作用是相互的，高温高压的燃气对火箭施加了一个向上的反作用力，使火箭升空，故D错误。 故选C。 18．如图甲是小华用饮料瓶制作的“水火箭”，向瓶内打气到一定程度时，“水火箭”向下喷水，同时向上飞出，说明______；喷水结束后“水火箭”由于______依然能向上飞行一段距离；如图乙，火箭发射时将______能转化为______能。 【答案】 力的作用是相互的 惯性 内 机械 【详解】[1]“水火箭”向下喷水，则“水火箭”对水有向下的力，“水火箭”向上飞出，则“水火箭”受到水向上的力，说明力的作用是相互的。 [2]惯性是保持原来运动状态不变的性质，“水火箭”向上飞出，喷水结束后，“水火箭”由于惯性保持原来的运动状态继续向上运动，所以会向上飞行一段距离。 [3][4]火箭的发动机属于热机，火箭发射时燃料燃烧产生的内能转化成机械能，所以火箭升空。 【例1】（2025·山东东营·中考真题）如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列关于该冲程判断正确的是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】B 【详解】如图所示，四冲程汽油机的进气门、排气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故B正确，ACD错误。 故选B。 【深化点拨】 （1）四冲程汽油机识图判断方法：判断冲程看两个关键条件：进气门、排气门开闭状态，活塞运动方向。两门全部关闭、活塞向上运动为压缩冲程；以此区分吸气、压缩、做功、排气四个冲程。 （2）四个冲程核心特征区分：吸气冲程：进气门开，排气门关，活塞下行；压缩冲程：双门关闭，活塞上行；做功冲程：双门关闭，活塞下行；排气冲程：排气门开，进气门关，活塞上行。 （3）压缩冲程能量转化：活塞压缩气缸内混合气，机械能转化为内能，气体温度升高，为火花塞点火做准备，是内燃机常考能量转化考点。 （4）内燃机结构图信息提取：训练从剖面图识别气门、活塞、曲轴，结合箭头判断活塞运动方向，依托图像信息完成冲程判定。 （5）内燃机基础综合考点：该类题型常结合冲程判断、能量转化、汽油机柴油机差异、转速计算综合出题，冲程识图是所有相关题目的基础。 【变式1-1】（2024·江苏镇江·中考真题）如图所示是四冲程汽油机工作过程的原理图，其中做功冲程的图是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】 A．图中气门一开一闭，活塞向上运动，是排气冲程，故A不符合题意； B．图中气门一开一闭，活塞向下运动，是吸气冲程，故B不符合题意； C．图中进气门和排气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，故C符合题意； D．图中进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故D不符合题意。 故选C。 【变式1-2】（2025·青海西宁·中考真题）我国古人曾发明一种点火器，以牛角为套筒，把艾绒粘在木质推杆前端，其结构如图所示。取火时一只手握住套筒，另一只手向内猛推推杆，推杆前端的艾绒就会被点燃，拔出推杆后，吹艾绒就有火苗产生。向内猛推时通过______方式增大内能，这一过程与四冲程内燃机的______冲程相似。 【答案】 做功 压缩 【详解】[1]当向内猛推推杆时，对套筒内的空气做功，将机械能转化为空气的内能，使空气内能增大，温度升高，达到艾绒的着火点，从而使艾绒被点燃。 [2]在四冲程内燃机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩气缸内的气体，也是将机械能转化为内能，与这一过程的能量转化情况相同。 【变式1-3】（2025·甘肃·中考真题）用打气筒打气时，气筒壁会发热，这主要是因为活塞对筒内气体___________（选填“做功”或“热传递”），使筒内气体内能增大，温度升高，此过程中的能量转化与四冲程汽油机___________冲程的能量转化相同。 【答案】 做功 压缩 【详解】[1][2]改变物体内能有两种方法：做功、热传递；用打气筒打气时，活塞对筒内气体做功，使气体的内能增大，温度升高，此过程中机械能转化成内能；汽油机压缩冲程中，活塞对汽缸内的气体做功，机械能转化成内能，打气筒打气的能量转化与四冲程汽油机压缩冲程相同。 【例2】（2025·陕西·中考真题）将一根铁丝反复弯折后，铁丝弯折处温度升高，这是通过______（选填“做功”或“热传递”）的方式，改变了铁丝的内能。该过程的能量转化与内燃机______冲程的能量转化相同。 【答案】 做功 压缩 【详解】[1][2]改变物体内能的方式有两种：做功和热传递。将铁丝反复弯折，铁丝弯折处温度升高，此过程中将机械能转化为内能，是通过做功的方式改变了铁丝的内能，内燃机在压缩冲程中也是将机械能转化为内能，因此与内燃机的压缩冲程的能量转化相同。 【深化点拨】 （1）改变内能的两种途径辨析：做功、热传递是改变内能仅有的两种方式；弯折铁丝属于外力对物体做功，机械能转化内能；热传递依靠温度差转移热量，无能量形式转换，二者核心区分点为是否发生机械能与内能的转化。 （2）内燃机四冲程能量转化对比：压缩冲程：活塞压缩气体，机械能转化为内能；做功冲程：燃气爆炸推动活塞，内能转化为机械能；吸气、排气冲程无能量转化，本题重点对比压缩冲程的能量变化。 （3）同类能量转化场景匹配：弯折铁丝、摩擦生热、压缩空气升温，都属于机械能向内能转化，均对应内燃机压缩冲程的能量转化规律，训练场景归类对比思维。 （4）热学与内燃机综合串联考点：题目融合内能改变方式、四冲程能量转化两大核心知识点，是热学板块高频综合填空题考法。 （5）生活现象物理建模：以弯折铁丝升温的简单生活实验为载体，把直观现象和内燃机冲程原理关联，锻炼跨知识点类比分析能力。 【变式2-1】（2025·四川攀枝花·中考真题）下列关于四冲程汽油机的说法中，正确的是（　　） A．汽油机的压缩冲程中将内能转化为机械能 B．汽油机散发出汽油味属于扩散现象 C．汽油燃烧产生的高温高压气体对外做功时，气体的内能增加 D．汽油机的气缸外壁可用水冷却，是因为水的比热容较小 【答案】B 【详解】A．汽油机的压缩冲程是活塞压缩气缸内气体，机械能转化为内能，故A错误； B．汽油机散发出汽油味，是汽油分子在不停地做无规则运动，属于扩散现象，故B正确； C．汽油燃烧产生的高温高压气体对外做功时，气体的内能会减少，故C错误； D．气缸外壁用水冷却，是因为水的比热容大，相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度能吸收更多热量，故D错误。 故选B。 【变式2-2】（2025·四川广元·中考真题）端午节，小梅随爸爸妈妈开车先去加油，随后回老家看望爷爷奶奶。下列说法正确的是（   ） A．刚一进门，粽香扑鼻而来，表明分子在不停地做无规则运动 B．水常作为汽车发动机冷却剂，是因为水的热值大 C．小汽车内燃机的压缩冲程，将内能转化为机械能 D．小汽车内燃机的曲轴转动一周，对外做功一次 【答案】A 【详解】A．能闻到粽香，是分子在不停地做无规则运动，扩散到空气中被闻到，故A正确； B．水作冷却剂是因为水的比热容大，不是热值大，故B错误； C．内燃机压缩冲程是机械能转化为内能，故C错误； D．内燃机一个工作循环曲轴转两周，对外做功一次，故D错误。 故选A。 【变式2-3】（2025·山东济南·中考真题）如图甲为一种经常在喜庆场合使用的手持礼炮，其结构简化图如图乙所示。使用时，气罐内的高压气体推动纸筒内的彩条沿纸筒方向快速喷出，这说明力可以改变物体的_____________，此过程中的能量转化与内燃机的______________冲程相同。 【答案】 运动状态 做功 【详解】[1]力可以改变物体的形状和运动状态，因此气罐内的高压气体推动纸筒内的彩条沿纸筒方向快速喷出，这说明力可以改变物体的运动状态。 [2]在喷出彩条的过程中，罐内的压缩空气对彩条做功，空气内能转化为彩条的机械能，罐内气体内能减少；汽油机的做功冲程中将内能转化为机械能，所以与做功冲程能量转化相同。 ⚡基础速刷 1．2026年3月27日，我国成功使用长征二号丙运载火箭，将试验三十三号卫星发射升空，下列说法正确的是（     ） A．卫星升空的过程中重力势能变大 B．燃料燃烧时将内能转化为化学能 C．发射过程中卫星动能保持不变 D．火箭与空气摩擦将内能转化为机械能 【答案】A 【详解】A．重力势能的大小和质量、高度有关，卫星升空过程中质量不变，高度不断增加，因此重力势能变大，故A正确； B．燃料燃烧时，是将燃料储存的化学能转化为内能，故B错误； C．发射过程中火箭加速升空，卫星质量不变，速度不断增大，因此动能是增大的，故C错误； D．火箭与空气摩擦时，克服摩擦做功，是将机械能转化为内能，故D错误。 故选A。 2．如图所示、古人利用牛角筒和燃烧的艾草制作简易装置，艾草燃烧产生的高温高压气体推动筒内部件向外运动。“筒内部件被燃气推动”的能量转化方式，与汽油机的哪个冲程相同（     ） 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】高温高压燃气推动筒内部件向外运动，是将燃气的内能转化为部件的机械能。 汽油机的四个冲程中：吸气、排气冲程无能量转化；压缩冲程将机械能转化为内能；做功冲程是高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，与题干的能量转化方式相同，故选C。 3．下列关于厨房中的热现象及其解释合理的是（　　） A．炒菜时闻到香味是由于分子的无规则运动 B．饭煮熟后，米粒间有缝隙，说明分子间有空隙 C．从冰箱冷冻室取出的冻肉，由于其温度低于0℃，所以没有内能 D．高压锅限压阀被顶起过程中的能量转化与汽油机的压缩冲程相同 【答案】A 【详解】A．炒菜时闻到香味属于扩散现象，这正是因为分子在不停地做无规则运动，故A符合题意； B．米粒是宏观物体，米粒之间的缝隙属于宏观现象，不能用来证明微观层面的分子间有空隙，故B不符合题意； C．一切物体在任何温度下都具有内能，因此温度低于0℃的冻肉依然具有内能，故C不符合题意； D．限压阀被顶起是水蒸气对外做功，将内能转化为机械能，而汽油机的压缩冲程是机械能转化为内能，两者能量转化方向相反，故D不符合题意。 故选A。 4．关于下面四幅图的说法中，正确的是（　　） A．甲图：属于汽油机的压缩冲程，是将内能转化为机械能 B．乙图：试管内空气推开瓶塞，空气内能增加 C．丙图：红糖在冷水中溶化得慢，说明分子在低温环境中不运动 D．丁图：悬挂钩码不能把两块铅块分开，说明分子间存在引力 【答案】D 【详解】A．甲图中汽油机的进气门、排气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，故A错误； B．乙图中试管内空气推开瓶塞，是空气对瓶塞做功，空气的内能减少，温度降低，故B错误； C．丙图中红糖在冷水中溶化得慢，是因为分子热运动的剧烈程度与温度有关，温度越低，分子运动越缓慢，故C错误； D．分子之间存在引力和斥力，丁图中悬挂钩码不能把两块铅块分开，说明分子间存在引力，故D正确。 故选D。 5．（多选）下列说法正确的是（　　） A．液体很难被压缩，是由于液体分子间存在引力 B．汽油机的做功冲程主要是将机械能转化为内能 C．将红墨水滴入水中后，会逐渐散开，此现象是扩散现象 D．沿海地区比内陆地区昼夜温差小，原因之一是水的比热容比砂石的比热容大 【答案】CD 【详解】A．液体很难被压缩，是因为分子间存在斥力，不是引力，故A错误； B．汽油机的做功冲程是燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能，压缩冲程才是机械能转化为内能，故B错误； C．红墨水滴入水中后逐渐散开，是不同物质的分子彼此进入对方的现象，属于扩散现象，故C正确； D．水的比热容比砂石大，根据公式，相同质量的水和砂石吸放相同热量时，水的温度变化更小，因此沿海地区（水多）比内陆地区昼夜温差更小，故D正确。 故选CD。 6．城市“热岛效应”指的是中心城区的气温明显高于郊区。 (1)城市中的道路在日照下升温，这是通过______的方式改变道路的内能。汽车的汽油机在工作时，______冲程将机械能转化为内能。 (2)市内的人工湖能有效调节周围的环境温度，主要是因为水的______较大。 (3)城市快速路旁建立隔音板，是在____________减弱噪声。 【答案】(1) 热传递 压缩 (2)比热容 (3)传播过程中 【详解】（1）改变物体内能的方式有热传递和做功，道路吸收太阳热量升温，属于通过热传递的方式改变内能；汽油机的压缩冲程中，活塞压缩气缸内气体，对气体做功，将机械能转化为气体的内能。 （2）根据热量计算公式，相同质量的水与其他物质相比，吸收或放出相同热量时，水的比热容较大，温度变化量更小，因此能有效调节周围环境的温度。 （3）隔音板通过阻挡声音的传播来降低噪声，属于在传播过程中减弱噪声。 7．如图，用酒精灯加热试管内的水，是通过______的方式改变水的内能；水吸热一段时间后会______，产生大量高温水蒸气；水蒸气推动软木塞飞出，其内能转化为木塞的______。 【答案】 热传递 沸腾 机械能 【详解】酒精灯加热水的过程中，热量从酒精灯转移到水，是通过热传递的方式改变水的内能。 水持续吸热达到沸点后，会发生沸腾，沸腾是剧烈的汽化现象，会产生大量的高温水蒸气。 水蒸气推动软木塞飞出时，水蒸气对木塞做功，将自身的内能转化为木塞的机械能。 8．如图所示是物理老师在课堂上演示“等离子炮”的装置，向管内充入适量的丁烷气体，点火后燃烧的火焰顺着管道流向塑料桶，然后在桶内爆炸，气体冲出。丁烷气体燃烧过程中将________转化为________（选填能量形式）。丁烷在桶内爆炸后将气体冲出时与内燃机的________冲程相似。 【答案】 化学能 内能 做功 【详解】丁烷属于燃料，燃料储存的能量是化学能，燃烧过程中会产生大量的热，将化学能转化为内能；丁烷爆炸后将气体冲出的过程，是内能转化为机械能的过程。与做功冲程的能量转化相同。 🚀能力跃升 9．《天工开物》是一部百科全书式的科学巨著。如图所示是《天工开物》中记录的铸造铜钟的过程，大致分为“制模、熔炼、浇铸、脱模、打磨”五个步骤。下列说法正确的是（     ） A．熔炼时铜的温度升高，是通过热传递改变了它的内能 B．打磨过程中，铜的内能转化为机械能 C．熔炼时，推动风箱可以提高燃料的热值 D．打磨过程的能量转化与汽油机的做功冲程相同 【答案】A 【详解】A．熔炼铜时，燃料燃烧放热，铜吸收热量，温度升高，是通过热传递改变内能，故A正确； B．打磨过程中，克服摩擦做功，机械能转化为铜的内能，故B错误； C．热值是燃料本身的固有特性，只和燃料种类有关，推动风箱仅能让燃料燃烧更充分，无法改变燃料的热值，故C错误； D．打磨过程是机械能转化为内能，汽油机做功冲程是内能转化为机械能，二者能量转化不同，故D错误。 故选A。 10．5月25日凌晨，神舟二十三号载人飞船成功发射并与天和核心舱实现径向快速交会对接，与神舟二十一号人员实现中国航天史上的第8次“太空会师”。在发射、对接和在轨运行等过程中，下列说法正确的是（     ） A．火箭发射的过程中把内能转化为机械能 B．在交会对接的过程中，天和核心舱相对于飞船始终保持静止不动 C．飞船在轨运行时，从近地点向远地点运动，动能增大，重力势能减小 D．飞船在太空中绕地飞行时，始终受到平衡力的作用 【答案】A 【详解】A．火箭发射过程中，燃料燃烧释放的内能转化为火箭的机械能，推动火箭升空，故A正确； B．交会对接过程中，飞船需要不断调整位置，二者相对位置不断发生变化，因此天和核心舱相对于飞船是运动的，故B错误； C．飞船从近地点向远地点运动时，质量不变，速度减小，因此动能减小；飞船距地球的高度增大，因此重力势能增大，故C错误； D．飞船绕地飞行时，运动方向不断改变，运动状态不断变化，因此飞船受到的是非平衡力，故D错误。 故选A。 11．在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”，如图所示。下列说法正确的是（     ） A．水变热的过程，其内能是通过做功的方式改变的 B．橡胶塞被推出的过程中，水的内能增大 C．管口出现的“白气”是试管内的水直接汽化形成的 D．水蒸气推出橡胶塞的过程中，能量转化的过程与热机的做功冲程相同 【答案】D 【详解】A．水变热的过程是通过热传递的方式改变内能，故A错误； B．橡胶塞被推出的过程中，水蒸气对橡胶塞做功，水蒸气的内能减小，故B错误； C．管口出现的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故C错误； D．水蒸气推出橡胶塞的过程中，内能转化为机械能，与热机的做功冲程相同，故D正确。 故选D。 12．2026年3月，张雪机车820RR在世界超级摩托车锦标赛（WSBK）葡萄牙站夺冠。该摩托车搭载自研的直列三缸水冷发动机，其最大功率99kW，最高转速每分钟12000转，下列说法正确的是（     ） A．发动机的压缩冲程将内能转化为机械能 B．发动机用水作冷却液是因为水的比热容较大 C．发动机以最大功率工作时，每秒做功99J D．发动机在最高转速下，每秒对外做功200次 【答案】B 【详解】A．四冲程内燃机的压缩冲程，是活塞压缩气体做功，将机械能转化为内能，故A错误； B．水的比热容较大，相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度时能吸收更多热量，冷却效果更好，因此发动机常用水作冷却液，故B正确； C．根据可知，每秒做功，故C错误； D．最高转速为每分钟12000转，即每秒转数为；四冲程发动机每2转，单个气缸对外做功1次，该发动机是三缸，因此每秒对外做功次数为，故D错误。 故选B。 13．（多选）随着生活水平的不断提升，汽车早已走进千家万户，极大便利了人们的日常出行。某单缸四冲程汽油机，其满负荷工作时的一个做功冲程可对外做功，飞轮的转速，下列说法正确的是（     ） A．汽油机的压缩冲程是通过做功的方式改变内能的 B．汽油机的燃料在燃烧过程中热值不变 C．行驶中汽油机带动发电机向蓄电池充电，给蓄电池充电过程中化学能转化为电能 D．满负荷工作时该汽油机的功率为 【答案】ABD 【详解】A．压缩冲程中，活塞对气缸内气体做功，将机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能，故A说法正确。 B．热值是燃料本身的固有特性，只和燃料种类有关，与燃料质量、燃烧程度无关，因此燃料燃烧过程中剩余燃料的热值不变，故B说法正确。 C．给蓄电池充电时，是将电能转化为化学能储存起来，选项中能量转化方向说反，故C说法错误。 D．飞轮转速，四冲程汽油机飞轮每转转对外做功次，因此每秒对外做功次；每秒总功 功率 故D说法正确。 故选 ABD。 14．(1)汽车是我们生活中常用的交通工具，汽油机是汽车的动力设备。单缸汽油机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是___________冲程；甲图是___________冲程，乙图是___________冲程。 (2)有一台汽油机转速是3000转/分，这台汽油机的活塞每秒钟经过___________个冲程，完成___________个循环，燃气做了___________次功。 【答案】(1) 做功 排气 做功 (2) 100 25 25 【详解】（1）汽油机四个冲程中： 吸气：进气开、排气关，活塞下行； 压缩：双气门全闭，活塞上行，机械能→内能； 做功：双气门全闭，火花塞点火，活塞下行，内能→机械能； 排气：排气开、进气关，活塞上行。 将内能转化为机械能的是做功冲程； 甲图：排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动 ，是排气冲程； 乙图：两气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动 ，是做功冲程。 （2）汽油机转速 汽油机1个工作循环包括曲轴转2圈、4个冲程、对外做功1次； 每秒转圈：50圈； 循环数：个 冲程数：个 做功次数：25次。 15．2026年4月7日，在海南航天发射场，长征八号运载火箭以“一箭十八星”方式，将千帆星座第七批组网卫星送入预定轨道。火箭点火发射时，燃料燃烧产生的高温高压气体向下喷出，火箭加速向上升空，这一现象表明物体间力的作用是_______的；升空过程中，燃料燃烧释放的部分能量转化为火箭的__________能；燃料燃烧过程中，其热值_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 相互 机械 不变 【详解】[1]火箭向下喷出高温高压气体时，气体对火箭产生向上的反作用力，使火箭升空，这一现象说明物体间力的作用是相互的。 [2]火箭升空过程中，速度增大，动能增加；高度升高，重力势能增加，动能与重力势能统称为机械能，因此燃料燃烧释放的部分能量转化为火箭的机械能。 [3]热值是燃料的一种特性，仅与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧状态等因素无关，所以燃料燃烧过程中其热值不变。 16．春节假期，小明一家开车外出旅游，请回答： (1)高速行驶的汽车紧急刹车时，不能立即停下来，是因为汽车具有________； (2)单缸四冲程汽油机的飞轮转速为3600r/min，则燃气1秒内对外做功________次； (3)行驶过程中，汽油燃烧将化学能转化为内能，再转化为机械能，整个过程________（选填“遵守”或“不遵守”）能量守恒定律。 【答案】(1)惯性 (2)30 (3)遵守 【详解】（1）高速行驶的汽车紧急刹车时，由于惯性会保持原来的运动状态，因此不能立即停下。 （2），四冲程汽油机中，飞轮每转动2圈完成一个工作循环，每个工作循环燃气对外做功1次，因此1秒内飞轮转动60圈时，对外做功的次数为次。 （3）能量守恒定律是自然界的普遍规律，所有能量转化和转移过程都遵守该定律。 17．某物理兴趣小组开展了“制作简易热机模型”的跨学科实践活动。取一个透明玻璃瓶，在瓶塞上打一个孔，插入一段细玻璃管，玻璃管口对准一个纸片制作的叶轮。向瓶内加入少量水，塞紧瓶塞，用酒精灯给瓶身加热。 (1)加热一段时间后，瓶内水沸腾，产生大量气泡，推动叶轮转动，此过程与内燃机_______冲程的工作原理相同。 (2)实验过程中瓶中水的内能增大是通过__________方式实现的。 (3)实际操作中，同学们发现瓶内水量不宜过多，原因是__________________（写出一条即可）。 【答案】(1)做功 (2)热传递 (3)加热时间过长 【详解】（1）瓶内水沸腾产生的水蒸气推动叶轮转动，此过程中水蒸气的内能转化为叶轮的机械能。内燃机的做功冲程中，高温高压的燃气膨胀推动活塞做功，也是内能转化为机械能，因此与内燃机的做功冲程工作原理相同。 （2）实验中用酒精灯给瓶身加热，热量从酒精灯传递到瓶内的水，使水的内能增大。这种通过热量传递改变物体内能的方式称为热传递。 （3）若瓶内水量过多，加热时水受热膨胀，可能导致水溢出容器，造成实验环境脏乱；同时，水量过多会使加热至沸腾的时间过长，影响实验效率。 🌟思维挑战 18．小红买了一只香薰烛台，点燃蜡烛后，烛台上的小马就会旋转起来。关于该现象以下说法正确的是（ ） A．该过程中将机械能转化为内能 B．该过程与四冲程汽油机的做功冲程相似 C．转动的小马变热是因为烛焰对小马做功 D．若将香薰烛台周围封闭起来，可实现内能100%转化为机械能 【答案】B 【详解】A．该过程是蜡烛燃烧将化学能转化为内能，再由内能转化为机械能，故A错误； B．四冲程汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能，与烛台内热空气推动小马旋转的能量转化形式一致，故B正确； C．转动的小马变热是因为烛焰通过热传递将热量传递给小马，并非烛焰对小马做功，故C错误； D．内能在转化为机械能的过程中必然存在能量损耗（如散热、摩擦等），无法实现100%转化，故D错误。 故选B。 19．课外实践活动已成为新课标物理教学中较为重要的一部分。江涛同学在物理王老师的指导下制作了水火箭，如图是他设计的水火箭的简易原理图。使用打气筒向水火箭内不断打气，当内部气体压强增大到一定程度时，水从水火箭中向下喷出，从而使水火箭升空。你认为下列说法正确的是（　　） A．利用打气筒向水火箭内打气的过程，水火箭中空气的内能在增大 B．水火箭升空后其惯性不断增加 C．水火箭加速升空阶段水火箭内空气的温度会不变 D．使用打气筒打气时的能量转化过程与汽油机的做功冲程相同 【答案】A 【详解】A．用打气筒向水火箭打气时，外界对水火箭内部空气做功，机械能转化为空气的内能，因此空气内能增大，故A正确； B．惯性大小只与物体质量有关，水火箭升空过程中不断向外排水，自身质量减小，惯性也随之减小，故B错误； C．水火箭加速升空阶段，内部空气推动水向下喷出，空气对外做功，自身内能减小，温度会降低，故C错误； D．打气过程的能量转化是机械能转化为内能，汽油机做功冲程的能量转化是内能转化为机械能，二者能量转化不同，故D错误。 故选A。 20．2025年12月8日中国队选手江伊婷在女子双向飞碟决赛中以36靶全中的成绩夺冠（如图），中国队最终收获4金2银3铜共9枚奖牌，位居国际射联射击世界杯总决赛奖牌榜榜首。下列说法不正确的是（    ） A．江伊婷瞄准目标时利用了光的直线传播 B．江伊婷射击时佩戴耳塞是在人耳处减弱噪声 C．子弹在击中飞碟靶后，子弹具有的惯性变小 D．子弹击中飞碟的过程与热机的压缩冲程能量转化方式相同 【答案】C 【详解】A．江伊婷瞄准目标时，是利用了光在同种均匀介质中沿直线传播的原理，使得眼睛、准星和目标在一条直线上，故A正确，不符合题意； B．射击时佩戴耳塞，是防止噪声进入人耳，属于在人耳处减弱噪声，故B正确，不符合题意； C．由于惯性大小只与质量有关，子弹在击中飞碟靶后，子弹的质量不变，所以子弹具有的惯性不变，故C错误，符合题意； D．子弹击中飞碟的过程中，子弹的机械能转化为内能（也有一部分转化成飞碟的动能）；热机的压缩冲程是将机械能转化为内能，所以子弹击中飞碟的过程与热机的压缩冲程能量转化方式相同，故D正确，不符合题意。 故选C。 21．（多选）现代社会在交通、航天、电力工业等很多方面都离不开热机，如图为某汽车上四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是（     ） A．使汽车获得动力的冲程是丁 B．甲图冲程中能量转化是内能转化为机械能 C．在一个工作循环中，工作过程依次是乙、甲、丁、丙 D．飞轮转速，则该汽油机1s能做功25次 【答案】BD 【详解】ABC．甲图中两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；乙图中进气门开启，排气门关闭，气体流入汽缸，是吸气冲程；丙图中排气门开启，进气门关闭，气体流出汽缸，是排气冲程；丁图中两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程；所以正确的排序是乙、丁、甲、丙。甲冲程（做功冲程）中燃料燃烧放出的内能转化为活塞的机械能，即使汽车获得动力的冲程是甲，甲图冲程中能量转化是内能转化为机械能。故B正确，AC错误； D．四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min，则该飞轮1s转50圈，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以1s飞轮转50圈，共25个工作循环，共100个冲程，共做功25次，故D正确。 故选BD。 22．我国高度重视节能减排，假设某辆汽车每年耗油1.86t，汽车内燃机的效率平均取值30%。如果能把内燃机效率提高1%，则该汽车每年可以节约燃油______kg。（燃油的热值为4.6×107J/kg） 【答案】60 【详解】内燃机效率为30%时，有用功为 效率提高1%后，新效率 若新耗油量为m2，有用功相同，则有 已知 新耗油量为 节约燃油为 23．如图甲所示是一款斯特林发动机模型，点燃酒精灯后会发现发动机的连杆带动飞轮转动起来，当酒精灯通过________的方式增加气缸内空气的内能，高温的空气推动活塞做功，热气缸中的空气内能_________，酒精灯继续加热气缸内的空气从而实现往复工作。如图乙所示是某单缸四冲程汽油机的结构示意图，图中所示为汽油机的_________冲程，若该汽油机每秒活塞往复运动50次，则飞轮转速为__________r/min。 【答案】 热传递 变小 压缩 3000# 【详解】[1]气缸内的空气从火焰吸收热量，内能增大，温度升高，所以酒精灯火焰通过热传递的方式增加气缸内空气的内能。 [2]高温的空气推动活塞做功，空气的内能转化为活塞的机械能，空气的内能变小，温度降低。 [3]由图乙可知，进气门和排气门关闭，活塞向上运动，所以此时为汽油机的压缩冲程。 [4]四冲程汽油机一个工作循环中活塞往复运动2次，飞轮和曲轴转2转。若该汽油机每秒活塞往复运动50次，则汽油机飞轮转速为 24．为探究“通过做功方式改变物体内能”，小明设计了图甲的装置，由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、注射器等组成。 (1)小华提出两点建议：A．将温度传感器换成实验室温度计；B．将注射器换成打气筒。你觉得_________（选“A”、“B”或“都”）比较合理； (2)改进后，向烧瓶内注入几滴酒精后打气，小明发现装置没有明显变化，瓶内气体的温度也几乎没有变化，你认为可能的原因是________； (3)继续改进实验装置后，不断向瓶内打气，数据采集器获得如图乙的图像。则打气5秒后可能出现的现象是________；图乙中AB段对应的能量变化与热机中_________冲程相同；用本装置进行实验时________（选“能”或“不能”）去掉瓶内的酒精。 【答案】(1)B (2)装置漏气 (3) 橡皮塞被弹开，瓶内出现白雾，采集到的温度下降 压缩 能 【详解】（1） A：实验室温度计的精度和数据采集能力远低于温度传感器，不利于准确记录温度变化，不合理。B：将注射器换成打气筒，能更方便、持续地对瓶内气体做功，合理，故B符合题意。 （2）向瓶内打气时，若装置漏气，则对气体做功的效果会大幅减弱，导致瓶内气体温度几乎无变化。 （3）[1]打气后，瓶内气体内能急剧增加，温度升高，打气5秒时，瓶内气体内能达到峰值，会推动橡皮塞弹开（内能转化为机械能），同时瓶内酒精蒸气因内能减少而液化，出现白雾，采集到的温度温度下降。 [2]图乙中AB段，气体被压缩，外界对气体做功，内能增加，与热机的压缩冲程能量变化相同。 [3]根据传感器采集的数据可知，在用本装置进行实验时能去掉瓶内的酒精，理由是通过温度传感器的温度变化可反映内能改变情况。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第14.2节 热机 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 热机 考点02 汽油机 考点03 柴油机 03 避坑指南·解题通法 角度01 热机工作过程中的能量转化 角度02 热机的种类 角度03 汽油机的构造与工作过程 角度04 柴油机的构造与工作过程 角度05 火箭的构造与工作原理 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.知道热机的工作原理：内能转化为机械能，了解热机的分类。 2.掌握汽油机四冲程：吸气、压缩、做功、排气冲程的工作过程。 3.区分压缩冲程、做功冲程的能量转化。 4.能识别汽油机结构图，判断冲程类型，掌握曲轴转动与做功次数的数量关系。 1.通过模型动画观察，梳理四冲程气门、活塞运动特点。 2.对比两个能量转化冲程，记忆能量转化方向。 3.总结冲程判断技巧：看气门开闭、活塞运动方向。 4.通过计算题练习，掌握曲轴转数与做功次数的换算规律。 知识导图 考点01 热机 1、实验探究—热机工作原理 【实验现象】如图所示，在试管中装一些水，用橡皮塞塞住试管口，固定在铁架台上，用酒精灯给试管加热，水沸腾后，水蒸气会把橡皮塞冲出去，试管口观察到大量“白雾”出现。 【实验分析】酒精燃烧释放出热量（化学能转化为内能），通过热传递将一部分内能转移给水，水的内能增加，温度升高，产生大量水蒸气。水蒸气越来越多，对橡皮塞的压力越来越大，最后将橡皮塞冲出，这时水蒸气对橡皮塞做功。同时，水蒸气内能减小，温度降低，水蒸气液化成小水滴，在试管口可以观察到“白雾”。 【探究归纳】该实验装置就是一个简单的热机。其工作过程是：燃料燃烧，化学能转化为内能，一部分内能通过热传递方式传递给工作物质—水，水内能增大，温度升高，产生大量水蒸气，水蒸气将橡皮塞冲出，水蒸气内能转化为橡皮塞机械能。 2、热机 （1）热机：利用内能做功的机械叫热机。汽车、轮船和飞机等的发动机都是利用燃烧燃料释放的内能做功的装置，都是热机。 （2）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。 （3）内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。 【深化点拨】 1．热机的判断：判断机械是否是热机，要从能量转化的角度来判断。例如：电动机是将电能转化为机械能，不属于热机！ 2．热机工作时的能量转化：燃烧的化学能→内能→机械能。 1．年来我国先进装备层出不穷，我们倍感自豪。如图所示，装备的动力装置不是使用热机的是（     ） A．玉兔号月球车 B．福建号航母 C．100坦克 D．长征五号火箭 2．内燃机：燃料直接在发动机______内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。常见的内燃机有______和______。 考点02 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：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、工作过程 （1）汽油机的一个工作循环：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。通过四个冲程的不断循环来连续工作。 （2）每完成一个工作循环，曲轴和飞轮均转动两周，活塞往返两次，对外做功一次。在四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性带动活塞完成，周而复始，使汽油机连续转动下去。 （3）汽油机工作过程如下： 1.吸气冲程：进气门打开、排气门关闭。靠惯性运动，吸进汽油与空气的混合物 2.压缩冲程：进气门关闭、排气门关闭。外界对气体做功，机械能转化为内能，气体温度升高 3.进气门关闭、排气门关闭。化学能转化为内能，气体温度升高，气体对外做功，内能转化为机械能 4.进气门关闭、排气门打开。靠惯性运动，排出废气 4、冲程：活塞在往复运动中从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程。 5、工作过程中能量的转化：①压缩冲程：机械能→内能；②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能。  【深化点拨】 汽油机的四个冲程原理：汽油机工作的四个冲程中，只有做功冲程是燃气对活塞做功，其它三个冲程要靠飞轮的惯性来完成．在开始运转时，要靠外力先使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后，汽油机才能自己工作。 1．一辆正在行驶的汽车，其汽油机工作时，燃气推动活塞向下运动并提供动力的冲程是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 2．如图所示，这是某四冲程内燃机的某个冲程，该冲程是把___________能转化为___________能。若该内燃机飞轮的转速是3 600 r/min，则该内燃机每秒对外做功___________次。 考点03 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：柴油机构造和汽油机构造相似，所不同的是柴油机气缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。 3、工作过程：柴油机与汽油机工作过程大致相同，也是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，在一个工作循环中，曲轴连续转动两周，活塞往复两次，对外做功一次。见下表： 1.吸气冲程：进气门打开、排气门关闭。活塞向下运动，吸入空气 2.压缩冲程：进气门关闭、排气门关闭。活塞向上运动，压缩空气，气体温度升高，超过柴油燃点 3.进气门关闭、排气门关闭。喷油嘴喷出雾状柴油，遇到热空气立即猛烈燃烧，差高温高压气体，推动活塞向下运动 4.进气门关闭、排气门打开。活塞向上运动，排出废气 【深化点拨】 1、柴油机的特点：柴油机的特点是柴油比汽油便宜，但柴油机比较笨重；常应用于载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船以及发电机。 2、内燃机工作循环的计算：在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。 3、柴油机是以柴油为燃料的内燃机，在工作时与汽油机工作原理相同，区别是： （1）在吸气冲程里吸进气缸的只有空气，而汽油机吸进的是汽油和空气的混合物。  （2）在压缩冲程里，活塞把空气的体积压缩得很小，空气的压强更大，温度更高。  （3）点火方式：柴油机-压燃式；汽油机-点燃式。 1．如下表所示是对汽油机和柴油机不同点进行对比的表格，其中正确的是（　　） 序号 汽油机 柴油机 ① 有火花塞 有喷油嘴 ② 热机效率高 热机效率低 ③ 点燃式 压燃式 ④ 吸入燃油和空气的混合物 吸入柴油和空气的混合物 A．① B．②④ C．②③ D．①③ 2．（2025·四川内江·中考真题）柴油机和汽油机的内部构造相似，主要区别是柴油机汽缸的顶部是一个喷油嘴，而汽油机汽缸的顶部是一个_______；柴油机与汽油机的工作过程有所不同，在吸气冲程中，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入汽缸里的只是________。 【汽油机与柴油机的异同】 汽油机 柴油机 燃料 汽油 柴油 吸气冲程吸入气体 汽油 + 空气的混合气 只吸入纯净空气 点火方式 火花塞电火花点燃（点燃式） 喷油嘴高压喷油，压燃式（无火花塞） 压缩比 小，压缩程度低 大，压缩程度极高，气缸温度更高 做功原理 混合气压缩后点火爆炸推动活塞 高温高压空气遇雾化柴油自燃做功 结构关键部件 火花塞、化油器/电喷喷油器 喷油嘴、高压油泵，无火花塞 热效率 偏低，油耗更高 热效率高，更省油 适用车辆 轿车、摩托车、小型乘用车 货车、客车、拖拉机、重型工程机械 噪音震动 震动小、噪音低 震动大、噪音明显 相同点 （1）都属于四冲程内燃机，工作循环均为：吸气→压缩→做功→排气。 （2）做功冲程都是内能转化为机械能，其余三个冲程依靠飞轮惯性完成。 （3）都依靠燃料燃烧释放内能推动活塞、带动曲轴输出动力。 （4）工作时均会产生废气，需要冷却、润滑系统。 热机的综合应用及解题步骤 1.四冲程汽油机的“判断口诀”与能量转化 （1）判断口诀： 看气门：一开一闭是换气（吸气/排气），两闭是做功或压缩。 看活塞：活塞下行是吸气或做功，活塞上行是压缩或排气。 找火花：火花塞点火（产生电火花）必然是做功冲程。 （2）关键数据关系：一个工作循环=4个冲程；飞轮转动2周；对外做功1次。 易错题：若飞轮转速为 3000r/min（即50r/s），则每秒完成25个工作循环，对外做功25次。 2.汽油机vs柴油机：构造与点火方式的区别 （1）构造区别：汽油机顶部是火花塞；柴油机顶部是喷油嘴。 （2）吸气区别：汽油机吸入的是汽油和空气的混合物；柴油机吸入的仅仅是空气。 （3）点火方式：汽油机：点燃式（火花塞点火）；柴油机：压燃式（压缩空气使温度达到柴油燃点，喷油后自动燃烧）。 （4）效率与应用：柴油机压缩比更大，效率通常高于汽油机，多用于载重汽车、轮船、坦克；汽油机轻便，多用于小汽车、飞机。 3.环境保护：热机的副作用 （1）噪声污染：发动机震动和排气噪声。 （2）大气污染：排放二氧化碳（温室效应）；排放二氧化硫、氮氧化物（酸雨）；排放粉尘（PM2.5）。 （3）解决措施：改进燃烧技术、使用清洁能源（电动车、氢能源）、安装尾气净化装置。 角度01 热机工作过程中的能量转化 1．如图所示，用酒精灯给锥形瓶中的水加热，用带小孔的胶塞塞住瓶口，水沸腾后观察到小孔上方的“叶轮”转动。下列说法正确的是（     ） A．给水加热的过程，水通过做功改变内能 B．酒精燃烧，酒精的内能转化为化学能 C．水蒸气推动叶轮转动，水蒸气内能增加 D．“叶轮”转动，与热机做功冲程原理相同 2．汽油在汽车发动机内燃烧不充分时，排气管冒出大量黑烟，下列相关说法正确的是（　　） A．冒出的黑烟四处飘散是分子在永不停息地做无规则运动 B．汽油燃烧过程中将内能转化为化学能 C．发动机做功冲程中，高温燃气推动活塞做功，燃气内能减小 D．汽油热值随燃烧不充分而变小 3．（多选）“遥远苍梧野，莽莽六堡山。山水美且秀，名茶出此间。”我们用茶壶煮茶，下列说法正确的是（     ） A．煮好的茶飘香四溢，这是扩散现象 B．壶嘴处“白气”的形成属于液化现象 C．一杯热茶冷却过程中，茶水含有的热量逐渐变少 D．壶盖被水蒸气顶起时的能量转化与热机压缩冲程相同 4．如图是四冲程汽油机工作的部分冲程示意图，图___________ （选填“甲”或“乙”）是依靠飞轮的惯性来完成的。在另一图的冲程工作过程中，汽缸内燃气的内能___________（选填“增大” “减小”或“不变”）。 5．如图甲所示为小明同学制作的热机模型，经检查气密性良好，他多次快速向左推动活塞，通过______的方式改变了针筒内气体的内能，同时观察到数字温度计的示数变大，摸到管壁发热。该过程的能量转化与汽油机工作时______（选填“乙”或“丙”）图的冲程相似。若某台汽油机的飞轮转速为3600r/min，则该汽油机每秒内完成______个冲程，对外做功______次。 角度02 热机的种类 6．航空涡轴发动机是将空气压缩后与燃料混合，并在燃烧室燃烧后产生的高温高压气体推动涡轮转动做功。下列有关说法正确的是（　　） A．航空涡轴发动机不属于热机 B．由于燃料不可能完全燃尽，故整个过程总能量不守恒 C．燃料燃烧越充分，航空涡轴发动机效率越高 D．空气被压缩后内能减小 7．（多选）嫦娥六号2024年5月3日成功发射，6月25日返回器携带月球样品着陆地球。如图，为嫦娥六号发射的场景。下列说法正确的有（　　） A．嫦娥六号用的火箭喷气发动机也是热机的一种 B．嫦娥六号升空的过程是内能转化为机械能的过程 C．随着科技的发展，会实现火箭喷气发动机的内能全部转化为火箭的机械能 D．嫦娥六号卫星舱内携带的月球车等物品，在升空过程中，内能和机械能都增加 8．如图所示是小明设计的简易热机模型，燃料燃烧后加热水产生水蒸气，通常实验室用___________作热源，用它来加热密封的易拉罐中的水，易拉罐的一侧开小孔后让蒸汽喷出，推动风车转动。此时工作物质是___________。该模型可以看成是___________。（选填“内燃机”或“外燃机”） 角度03 汽油机的构造与工作过程 9．关于热和能，下列说法中正确的是（　　） A．冬天在户外用温度计测量铁块和木块的温度，铁块的温度比木块低 B．钢水凝固过程中，温度不变，内能减少，含有的热量也减少 C．在四冲程汽油机的工作过程中，汽缸内气体内能最小的是吸气冲程 D．汽车过后，灰尘漫天飞舞，说明分子在永不停息地做无规则运动 10．如图，某物理老师在讲解内燃机工作原理时，演示“丁烷脉冲炮”实验：向管内充入适量丁烷气体，点火后火焰沿着管道流向水桶并在水桶内发生爆炸，大量气体从桶口喷出，最终将易拉罐击倒。关于该实验下列说法正确的是（     ） A．丁烷气体燃烧时，内能转化为化学能 B．丁烷气体燃烧的过程对应内燃机的做功冲程 C．水桶内气体爆炸时，内能转化为机械能 D．气体从桶口喷出后，桶内气体内能不变 11．2026年3月28日至29日，国产机车（如图所示）在世界超级摩托车锦标赛（WSBK）的赛场上，力压诸多国际大牌，连续斩获两回合冠军，尤其在末段直线冲刺中，更是一骑绝尘、势不可挡，以近4s的巨大优势领先对手到达终点。若对手的冲刺速度是252km/h，则该机车领先对手的距离是__________m。该机车搭载的是三缸四冲程汽油机，其_________冲程是将内能转化为机械能。 12．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（选填“E”或“F”）所示的演示实验。该汽油机飞轮转速为，则每秒对外做功________次。 角度04 柴油机的构造与工作过程 13．柴油机和汽油机都属于内燃机，下列有关说法中正确的是（　　） A．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴 B．柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入气缸 C．四冲程汽油机在工作过程中，进气门排气门都关闭的一定是压缩冲程 D．在柴油机的做功冲程中，活塞的机械能转化为密闭气体的内能 14．（多选）2024年，我国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。关于柴油机，下列说法正确的是（　　） A．该柴油机的四个冲程正确的工作顺序应是丁、丙、乙、甲 B．该柴油机的乙冲程靠飞轮的惯性完成 C．图乙是压缩冲程，它将机械能转化为内能 D．通过改善柴油机结构，可将其效率从53.09%提升到100% 15．如图甲所示是制作爆米花的机器，玉米粒在密封的锅体内被炉火加热，这是通过___________的方法改变了玉米粒的内能；图乙是内燃机工作时某冲程示意图，该冲程为___________冲程，它是___________（选填“汽油”或“柴油”）机。若飞轮的转速为2400r/min，在1s内，完成___________个工作循环。 角度05 火箭的构造与工作原理 16．2025年12月13日“中国科技城号”小型货运飞船成功发射。它主要用于空间科学实验和货物运输，是首个实现商业化运营的民营货运飞船。下列关于该货运飞船说法正确的是（   ） A．货运飞船随火箭加速上升时，其惯性不断增大 B．发射货运飞船的火箭属于热机 C．货运飞船进入太空后会逐渐失去全部内能 D．货运飞船进入轨道后相对于地球运动状态不变 17．下列关于火箭的说法正确的是（　　） A．火箭使用的是喷气发动机，其与内燃机的工作原理完全相同 B．火箭在工作时需要像活塞、曲轴等那样的传动结构 C．火箭是热机的一种，工作时燃料的化学能最终转化为火箭的机械能 D．火箭升空时不需要反作用力推动机身向前运动 18．如图甲是小华用饮料瓶制作的“水火箭”，向瓶内打气到一定程度时，“水火箭”向下喷水，同时向上飞出，说明______；喷水结束后“水火箭”由于______依然能向上飞行一段距离；如图乙，火箭发射时将______能转化为______能。 【例1】（2025·山东东营·中考真题）如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列关于该冲程判断正确的是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【深化点拨】 （1）四冲程汽油机识图判断方法：判断冲程看两个关键条件：进气门、排气门开闭状态，活塞运动方向。两门全部关闭、活塞向上运动为压缩冲程；以此区分吸气、压缩、做功、排气四个冲程。 （2）四个冲程核心特征区分：吸气冲程：进气门开，排气门关，活塞下行；压缩冲程：双门关闭，活塞上行；做功冲程：双门关闭，活塞下行；排气冲程：排气门开，进气门关，活塞上行。 （3）压缩冲程能量转化：活塞压缩气缸内混合气，机械能转化为内能，气体温度升高，为火花塞点火做准备，是内燃机常考能量转化考点。 （4）内燃机结构图信息提取：训练从剖面图识别气门、活塞、曲轴，结合箭头判断活塞运动方向，依托图像信息完成冲程判定。 （5）内燃机基础综合考点：该类题型常结合冲程判断、能量转化、汽油机柴油机差异、转速计算综合出题，冲程识图是所有相关题目的基础。 【变式1-1】（2024·江苏镇江·中考真题）如图所示是四冲程汽油机工作过程的原理图，其中做功冲程的图是（　　） A． B． C． D． 【变式1-2】（2025·青海西宁·中考真题）我国古人曾发明一种点火器，以牛角为套筒，把艾绒粘在木质推杆前端，其结构如图所示。取火时一只手握住套筒，另一只手向内猛推推杆，推杆前端的艾绒就会被点燃，拔出推杆后，吹艾绒就有火苗产生。向内猛推时通过______方式增大内能，这一过程与四冲程内燃机的______冲程相似。 【变式1-3】（2025·甘肃·中考真题）用打气筒打气时，气筒壁会发热，这主要是因为活塞对筒内气体___________（选填“做功”或“热传递”），使筒内气体内能增大，温度升高，此过程中的能量转化与四冲程汽油机___________冲程的能量转化相同。 【例2】（2025·陕西·中考真题）将一根铁丝反复弯折后，铁丝弯折处温度升高，这是通过______（选填“做功”或“热传递”）的方式，改变了铁丝的内能。该过程的能量转化与内燃机______冲程的能量转化相同。 【深化点拨】 （1）改变内能的两种途径辨析：做功、热传递是改变内能仅有的两种方式；弯折铁丝属于外力对物体做功，机械能转化内能；热传递依靠温度差转移热量，无能量形式转换，二者核心区分点为是否发生机械能与内能的转化。 （2）内燃机四冲程能量转化对比：压缩冲程：活塞压缩气体，机械能转化为内能；做功冲程：燃气爆炸推动活塞，内能转化为机械能；吸气、排气冲程无能量转化，本题重点对比压缩冲程的能量变化。 （3）同类能量转化场景匹配：弯折铁丝、摩擦生热、压缩空气升温，都属于机械能向内能转化，均对应内燃机压缩冲程的能量转化规律，训练场景归类对比思维。 （4）热学与内燃机综合串联考点：题目融合内能改变方式、四冲程能量转化两大核心知识点，是热学板块高频综合填空题考法。 （5）生活现象物理建模：以弯折铁丝升温的简单生活实验为载体，把直观现象和内燃机冲程原理关联，锻炼跨知识点类比分析能力。 【变式2-1】（2025·四川攀枝花·中考真题）下列关于四冲程汽油机的说法中，正确的是（　　） A．汽油机的压缩冲程中将内能转化为机械能 B．汽油机散发出汽油味属于扩散现象 C．汽油燃烧产生的高温高压气体对外做功时，气体的内能增加 D．汽油机的气缸外壁可用水冷却，是因为水的比热容较小 【变式2-2】（2025·四川广元·中考真题）端午节，小梅随爸爸妈妈开车先去加油，随后回老家看望爷爷奶奶。下列说法正确的是（   ） A．刚一进门，粽香扑鼻而来，表明分子在不停地做无规则运动 B．水常作为汽车发动机冷却剂，是因为水的热值大 C．小汽车内燃机的压缩冲程，将内能转化为机械能 D．小汽车内燃机的曲轴转动一周，对外做功一次 【变式2-3】（2025·山东济南·中考真题）如图甲为一种经常在喜庆场合使用的手持礼炮，其结构简化图如图乙所示。使用时，气罐内的高压气体推动纸筒内的彩条沿纸筒方向快速喷出，这说明力可以改变物体的_____________，此过程中的能量转化与内燃机的______________冲程相同。 ⚡基础速刷 1．2026年3月27日，我国成功使用长征二号丙运载火箭，将试验三十三号卫星发射升空，下列说法正确的是（     ） A．卫星升空的过程中重力势能变大 B．燃料燃烧时将内能转化为化学能 C．发射过程中卫星动能保持不变 D．火箭与空气摩擦将内能转化为机械能 2．如图所示、古人利用牛角筒和燃烧的艾草制作简易装置，艾草燃烧产生的高温高压气体推动筒内部件向外运动。“筒内部件被燃气推动”的能量转化方式，与汽油机的哪个冲程相同（     ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 3．下列关于厨房中的热现象及其解释合理的是（　　） A．炒菜时闻到香味是由于分子的无规则运动 B．饭煮熟后，米粒间有缝隙，说明分子间有空隙 C．从冰箱冷冻室取出的冻肉，由于其温度低于0℃，所以没有内能 D．高压锅限压阀被顶起过程中的能量转化与汽油机的压缩冲程相同 4．关于下面四幅图的说法中，正确的是（　　） A．甲图：属于汽油机的压缩冲程，是将内能转化为机械能 B．乙图：试管内空气推开瓶塞，空气内能增加 C．丙图：红糖在冷水中溶化得慢，说明分子在低温环境中不运动 D．丁图：悬挂钩码不能把两块铅块分开，说明分子间存在引力 5．（多选）下列说法正确的是（　　） A．液体很难被压缩，是由于液体分子间存在引力 B．汽油机的做功冲程主要是将机械能转化为内能 C．将红墨水滴入水中后，会逐渐散开，此现象是扩散现象 D．沿海地区比内陆地区昼夜温差小，原因之一是水的比热容比砂石的比热容大 6．城市“热岛效应”指的是中心城区的气温明显高于郊区。 (1)城市中的道路在日照下升温，这是通过______的方式改变道路的内能。汽车的汽油机在工作时，______冲程将机械能转化为内能。 (2)市内的人工湖能有效调节周围的环境温度，主要是因为水的______较大。 (3)城市快速路旁建立隔音板，是在____________减弱噪声。 7．如图，用酒精灯加热试管内的水，是通过______的方式改变水的内能；水吸热一段时间后会______，产生大量高温水蒸气；水蒸气推动软木塞飞出，其内能转化为木塞的______。 8．如图所示是物理老师在课堂上演示“等离子炮”的装置，向管内充入适量的丁烷气体，点火后燃烧的火焰顺着管道流向塑料桶，然后在桶内爆炸，气体冲出。丁烷气体燃烧过程中将________转化为________（选填能量形式）。丁烷在桶内爆炸后将气体冲出时与内燃机的________冲程相似。 🚀能力跃升 9．《天工开物》是一部百科全书式的科学巨著。如图所示是《天工开物》中记录的铸造铜钟的过程，大致分为“制模、熔炼、浇铸、脱模、打磨”五个步骤。下列说法正确的是（     ） A．熔炼时铜的温度升高，是通过热传递改变了它的内能 B．打磨过程中，铜的内能转化为机械能 C．熔炼时，推动风箱可以提高燃料的热值 D．打磨过程的能量转化与汽油机的做功冲程相同 10．5月25日凌晨，神舟二十三号载人飞船成功发射并与天和核心舱实现径向快速交会对接，与神舟二十一号人员实现中国航天史上的第8次“太空会师”。在发射、对接和在轨运行等过程中，下列说法正确的是（     ） A．火箭发射的过程中把内能转化为机械能 B．在交会对接的过程中，天和核心舱相对于飞船始终保持静止不动 C．飞船在轨运行时，从近地点向远地点运动，动能增大，重力势能减小 D．飞船在太空中绕地飞行时，始终受到平衡力的作用 11．在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”，如图所示。下列说法正确的是（     ） A．水变热的过程，其内能是通过做功的方式改变的 B．橡胶塞被推出的过程中，水的内能增大 C．管口出现的“白气”是试管内的水直接汽化形成的 D．水蒸气推出橡胶塞的过程中，能量转化的过程与热机的做功冲程相同 12．2026年3月，张雪机车820RR在世界超级摩托车锦标赛（WSBK）葡萄牙站夺冠。该摩托车搭载自研的直列三缸水冷发动机，其最大功率99kW，最高转速每分钟12000转，下列说法正确的是（     ） A．发动机的压缩冲程将内能转化为机械能 B．发动机用水作冷却液是因为水的比热容较大 C．发动机以最大功率工作时，每秒做功99J D．发动机在最高转速下，每秒对外做功200次 13．（多选）随着生活水平的不断提升，汽车早已走进千家万户，极大便利了人们的日常出行。某单缸四冲程汽油机，其满负荷工作时的一个做功冲程可对外做功，飞轮的转速，下列说法正确的是（     ） A．汽油机的压缩冲程是通过做功的方式改变内能的 B．汽油机的燃料在燃烧过程中热值不变 C．行驶中汽油机带动发电机向蓄电池充电，给蓄电池充电过程中化学能转化为电能 D．满负荷工作时该汽油机的功率为 14．(1)汽车是我们生活中常用的交通工具，汽油机是汽车的动力设备。单缸汽油机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是___________冲程；甲图是___________冲程，乙图是___________冲程。 (2)有一台汽油机转速是3000转/分，这台汽油机的活塞每秒钟经过___________个冲程，完成___________个循环，燃气做了___________次功。 15．2026年4月7日，在海南航天发射场，长征八号运载火箭以“一箭十八星”方式，将千帆星座第七批组网卫星送入预定轨道。火箭点火发射时，燃料燃烧产生的高温高压气体向下喷出，火箭加速向上升空，这一现象表明物体间力的作用是_______的；升空过程中，燃料燃烧释放的部分能量转化为火箭的__________能；燃料燃烧过程中，其热值_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 16．春节假期，小明一家开车外出旅游，请回答： (1)高速行驶的汽车紧急刹车时，不能立即停下来，是因为汽车具有________； (2)单缸四冲程汽油机的飞轮转速为3600r/min，则燃气1秒内对外做功________次； (3)行驶过程中，汽油燃烧将化学能转化为内能，再转化为机械能，整个过程________（选填“遵守”或“不遵守”）能量守恒定律。 17．某物理兴趣小组开展了“制作简易热机模型”的跨学科实践活动。取一个透明玻璃瓶，在瓶塞上打一个孔，插入一段细玻璃管，玻璃管口对准一个纸片制作的叶轮。向瓶内加入少量水，塞紧瓶塞，用酒精灯给瓶身加热。 (1)加热一段时间后，瓶内水沸腾，产生大量气泡，推动叶轮转动，此过程与内燃机_______冲程的工作原理相同。 (2)实验过程中瓶中水的内能增大是通过__________方式实现的。 (3)实际操作中，同学们发现瓶内水量不宜过多，原因是__________________（写出一条即可）。 🌟思维挑战 18．小红买了一只香薰烛台，点燃蜡烛后，烛台上的小马就会旋转起来。关于该现象以下说法正确的是（ ） A．该过程中将机械能转化为内能 B．该过程与四冲程汽油机的做功冲程相似 C．转动的小马变热是因为烛焰对小马做功 D．若将香薰烛台周围封闭起来，可实现内能100%转化为机械能 19．课外实践活动已成为新课标物理教学中较为重要的一部分。江涛同学在物理王老师的指导下制作了水火箭，如图是他设计的水火箭的简易原理图。使用打气筒向水火箭内不断打气，当内部气体压强增大到一定程度时，水从水火箭中向下喷出，从而使水火箭升空。你认为下列说法正确的是（　　） A．利用打气筒向水火箭内打气的过程，水火箭中空气的内能在增大 B．水火箭升空后其惯性不断增加 C．水火箭加速升空阶段水火箭内空气的温度会不变 D．使用打气筒打气时的能量转化过程与汽油机的做功冲程相同 20．2025年12月8日中国队选手江伊婷在女子双向飞碟决赛中以36靶全中的成绩夺冠（如图），中国队最终收获4金2银3铜共9枚奖牌，位居国际射联射击世界杯总决赛奖牌榜榜首。下列说法不正确的是（    ） A．江伊婷瞄准目标时利用了光的直线传播 B．江伊婷射击时佩戴耳塞是在人耳处减弱噪声 C．子弹在击中飞碟靶后，子弹具有的惯性变小 D．子弹击中飞碟的过程与热机的压缩冲程能量转化方式相同 21．（多选）现代社会在交通、航天、电力工业等很多方面都离不开热机，如图为某汽车上四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是（     ） A．使汽车获得动力的冲程是丁 B．甲图冲程中能量转化是内能转化为机械能 C．在一个工作循环中，工作过程依次是乙、甲、丁、丙 D．飞轮转速，则该汽油机1s能做功25次 22．我国高度重视节能减排，假设某辆汽车每年耗油1.86t，汽车内燃机的效率平均取值30%。如果能把内燃机效率提高1%，则该汽车每年可以节约燃油______kg。（燃油的热值为4.6×107J/kg） 23．如图甲所示是一款斯特林发动机模型，点燃酒精灯后会发现发动机的连杆带动飞轮转动起来，当酒精灯通过________的方式增加气缸内空气的内能，高温的空气推动活塞做功，热气缸中的空气内能_________，酒精灯继续加热气缸内的空气从而实现往复工作。如图乙所示是某单缸四冲程汽油机的结构示意图，图中所示为汽油机的_________冲程，若该汽油机每秒活塞往复运动50次，则飞轮转速为__________r/min。 24．为探究“通过做功方式改变物体内能”，小明设计了图甲的装置，由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、注射器等组成。 (1)小华提出两点建议：A．将温度传感器换成实验室温度计；B．将注射器换成打气筒。你觉得_________（选“A”、“B”或“都”）比较合理； (2)改进后，向烧瓶内注入几滴酒精后打气，小明发现装置没有明显变化，瓶内气体的温度也几乎没有变化，你认为可能的原因是________； (3)继续改进实验装置后，不断向瓶内打气，数据采集器获得如图乙的图像。则打气5秒后可能出现的现象是________；图乙中AB段对应的能量变化与热机中_________冲程相同；用本装置进行实验时________（选“能”或“不能”）去掉瓶内的酒精。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $