14.2 热机 同步知识解读 2026-2027学年九年级物理全一册（人教版）

本讲义聚焦热机的核心知识点，从实验探究热机工作原理入手，系统讲解热机的定义、种类（蒸汽机、内燃机等），深入分析汽油机、柴油机的构造与四冲程工作过程，以及火箭的工作原理，构建完整的知识脉络。 资料通过实验探究（如试管水蒸气推动橡皮塞）培养科学探究能力，利用对比表格明晰汽油机与柴油机区别提升科学思维，题型归纳（含例题与变式）强化能量转化等物理观念。课中辅助教师高效授课，课后助力学生巩固知识、查漏补缺。

14.2 热机（知识解读） 【新教材人教版】 题型归纳 【题型1 热机工作过程中的能量转化】 2 【题型2 热机的种类】 4 【题型3 热机与环境保护】 5 【题型4 汽油机的构造与工作过程】 8 【题型5 柴油机的构造与工作过程】 11 【题型6 火箭的构造与工作原理】 12 【随堂巩固】 14 考点1 热机的定义与种类 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。 特别注意：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！ 【题型1 】 【例1】如图所示为正烧开水的水壶壶盖被气流顶起冒“白气”的情景，“白气”的形成是_______（填物态变化名称）现象；壶盖被顶起的过程中，水蒸气的内能转化为壶盖的_______能，这一过程中的能量转化情况与热机的_______冲程相同。 【答案】 液化 机械 做功 【详解】“白气”是水壶中喷出的高温水蒸气，遇到外界温度较低的空气后，由气态变为液态的小水滴，这个物态变化是液化。 水蒸气顶起壶盖时，水蒸气对壶盖做功，将自身的内能转化为了壶盖的机械能。 热机的做功冲程中，能量转化是内能转化为机械能，和这个过程的能量转化情况一致。 【变式1-1】如图所示，解释正确的是（     ） A．如图与热机的压缩冲程原理相同 B．如图说明大气压强的存在 C．飞机能够升空是利用了机翼下方空气流速快，压强小 D．如图说明分子间只存在引力 【答案】B 【详解】A．图中水沸腾时，水蒸气将木塞冲出，内能转化为机械能；热机的压缩冲程中是机械能转化为内能，二者的原理不同，故A错误； B．图中是覆杯实验，大气压支撑杯内的水不向下流出，能证明大气压的存在，故B正确； C．飞机能够升空是利用了机翼上方比下方空气流速大，机翼上方压强小于下方压强，产生向上的压力差，故C错误； D．分子之间同时存在相互作用的引力和斥力，故D错误。 故选B。 【变式1-2】在安全教育活动中，老师用图示装置演示面粉爆炸现象。面粉被吹入塑料桶后，遇到火焰爆燃，桶口的硬纸板被迅速弹飞。面粉燃烧释放的内能转化为硬纸板的________，该过程相当于汽油机工作时的________冲程。 【答案】 机械能/动能 做功 【详解】硬纸板被冲起，面粉燃烧释放的内能转化为硬纸板的机械能。汽油机的做功冲程也是将内能转化为机械能，它们的能量转化情况相同。 【变式1-3】如图所示，在试管中装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出。 (1)在水沸腾过程中，水的内能________（选填“增加”“减少”或“不变”）。 (2)水蒸气把软木塞冲出的过程，其能量转化方式与四冲程内燃机的________冲程相同。 【答案】(1)增加 (2)做功 【详解】（1）水沸腾过程中要继续吸热，水的内能会增加。 （2）水蒸气把软木塞冲出的过程中，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能。四冲程内燃机的做功冲程中高温高压燃气推动活塞对外做功时也是内能转化为机械能，所以答案为“做功”。 【题型2 热机的种类】 【例2】下列设备工作过程中没有使用热机的是（     ） A．燃油汽车 B．火箭 C．喷气式飞机 D．电瓶车 【答案】D 【详解】ABC．燃油汽车的内燃机、火箭发动机，喷气式发动机，都属于热机，故ABC不符合题意； D．电瓶车靠电动机工作，是将电能直接转化为机械能，没有使用到热机，故D符合题意。 故选 D。 【变式2-1】内燃机是现代交通运输工具的动力源，四种交通运输工具中，适合使用汽油机来提供动力的是（　　） A．客运飞机 B．小轿车 C．载重汽车 D．轮船 【答案】B 【详解】A．客运飞机大多使用涡扇喷气式发动机，故A不符合题意； B．小轿车是消耗汽油的，发动机一般使用汽油机作为动力装置，故B符合题意； CD．载重汽车、轮船都是消耗柴油的，柴油机提供的动力大，一般使用柴油机作为动力装置，故CD不符合题意。 故选B。 【变式2-2】如今汽车已进入了寻常百姓家，家用汽车的发动机一般都是______内燃机（选填“汽油”或“柴油”）。如图表示该发动机工作时的某个冲程，该冲程中，涉及的能量转化为______。由于发动机在______冲程会释放有害废气污染环境，我们平时应倡导尽量少开车的理念。 【答案】 汽油 机械能转化为内能 排气 【详解】[1]内燃机分为汽油机和柴油机，家用汽车发动机通常使用汽油内燃机，因其结构相对轻巧，适合家用汽车的动力需求。 [2]图中进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，该冲程中，活塞对汽缸内的气体做功，将活塞的机械能转化为气体的内能，使气体温度升高、压强增大。 [3]排放废气的是排气冲程，将燃烧后的废气排出汽缸，这些废气中含有有害成分，会污染环境。 【变式2-3】物理学在生产、生活和科学技术中有着广泛的应用。篮球表面有凹凸不平的花纹，是为了增大______；依据______，用“悬挂法”可以确定物体重心的位置；轿车已入百姓家庭，轿车的发动机属于______机。均填写所学物理概念或物理规律的名称 【答案】 摩擦力 二力平衡的条件 热 【详解】[1]篮球表面有凹凸不平的花纹，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。 [2]用“悬挂法”可以确定物体重心的位置，物体处于静止状态，是利用了二力平衡的条件，此时重力和拉力是一对平衡力，在同一条直线上。 [3]轿车的发动机属于热机，是利用内能做功的机械。 【题型3 】 【例3】热机是将________能转化为________能的装置。如图所示，2025年5月29日，我国用长征三号乙Y110运载火箭，成功将行星探测工程天问二号探测器发射升空，火箭发动机________（选填“属于”或“不属于”）热机。 【答案】 内 机械 属于 【详解】[1][2][3]热机消耗燃料，是将内能转化为机械能的装置。火箭发动机利用燃料燃烧获取内能再通过做功的方式转化为机械能，是热机的一种。 【变式3-1】如图是“柴油平板夯机”，它由柴油机（提供动力）、装有水的水箱（为柴油机降温）、夯板等组成。下列说法正确的是（       ） A．水可以给柴油机降温是因为水的比热容较小 B．水给柴油机降温时，水的比热容变大 C．柴油机工作时，将内能转化为化学能 D．柴油机工作时会造成环境污染 【答案】D 【详解】A．水可以给柴油机冷却降温是因为水的比热容较大，改变相同的温度，相同质量的水比其他液体吸收的热量更多。故A错误； B．比热容是物质的属性，同一物质在一定的范围内比热容不随温度而变化，给柴油机降温时，水的比热容不变。故B错误； C．柴油机工作时，燃烧柴油燃料产生高温高压燃气，将燃料的化学能转化为燃气的内能。故C错误； D．柴油机工作时会排放出尾气，尾气中含有一氧化碳、氮氧化物等污染物，会造成环境污染。故D正确。 故选D。 【变式3-2】如图是某同学在实践活动中制作的简易汽轮机模型，下列有关说法正确的是（　　） A．酒精灯燃烧时，将内能转化为化学能 B．易拉罐里所装水增加的内能是通过热传递的方式获得的 C．蒸汽从罐中喷出，使扇叶转动，这是能量的转移 D．在制作简易汽轮机过程中，选择中性笔后端作为蒸汽喷嘴的实验效果会更好 【答案】B 【详解】A．酒精灯燃烧时，将酒精的化学能转化为水和水蒸气的内能，故A错误； B．易拉罐里的水吸收热量，内能增加，这是通过热传递的方式改变内能的，故B正确； C．蒸汽从罐中喷出，使扇叶转动，将蒸汽的内能转化为扇叶的机械能，这是能量的转化，故C错误； D．中性笔后端的口径较大，作为喷嘴喷出的蒸汽分散，冲击力小，实验效果比较差，而选用口径较小的笔尖作为喷嘴，蒸汽喷出更集中，冲击力更强，实验效果更好，故D错误。 故选B。 【变式3-3】随着国内电车的持续发展，目前已经出现部分电车的纯电续航里程可以达到1032千米。在使用过程中，纯电动汽车利用电动机主要将______能转化为机械能，实现废气零排放，与传统燃油车相比，主要优势是______。 【答案】 电 环保低碳 【详解】[1]纯电动汽车利用电动机工作时，主要消耗电能，并将其转化为机械能。 [2]纯电动汽车实现废气零排放，与传统燃油车相比，不产生有害气体，主要优势是环保低碳。 考点2 汽油机 1、汽油机的工作原理：燃料在汽缸中燃烧时，将存储的化学能转变为高温高压的燃气（蒸汽）的内能，又通过燃气（蒸汽）推动活塞做功，由内能转变为机械能。 2、汽油机的工作流程：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；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。 （1）吸气冲程：进气门打开，排气门关闭．活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。 （2）压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内燃料混合物，温度升高。 （3）做功冲程：在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。 （4）排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。 3、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。 【题型4 】 【例4】汽车发动机采用循环流动的水进行冷却，这是利用水的________较大；若散热器中装有6kg的水，水温升高50℃，水吸收的热量是________J；若汽油机曲轴的转速为3600r/min，汽油机每秒对外做功________次。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 【答案】 比热容 30 【详解】汽车发动机用水冷却是利用水的比热容较大的特性，相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度时吸收的热量更多，冷却效果更好； 水吸收的热量 曲轴转速，即每秒曲轴转60圈；而汽油机一个工作循环中，飞轮和曲轴转2圈对外做功1次，所以该汽油机每秒对外做功30次。 【变式4-1】在四冲程汽油机的工作过程中，做功冲程是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【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，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，故B不符合题意； C．两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，故C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 C。 【变式4-2】如图所示是某单缸四冲程汽油机的________冲程；为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，用水来冷却汽缸。若该汽油机每1秒钟对外做功25次，那么该汽油机飞轮的转速为________r/min。 【答案】 压缩 3000 【详解】图中两气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能； 汽油机一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，所以每秒钟对外做功25次，完成25个工作循环，飞轮转50r，则1min飞轮转3000r，即飞轮转速为3000r/min。 【变式4-3】如图甲所示，在试管内装些水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个用纸做成的小叶轮。使水沸腾，观察到小叶轮转动，该过程与图__ （选填“乙”或“丙” ）冲程工作原理相同。汽油机是热机的一种，汽油机飞轮的转速为3000r/min，则每秒内对外做功______次。 【答案】 丙 25 【详解】甲图中，水蒸气推动小叶轮转动，是内能转化为机械能的过程，乙图中两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，丙图中两气门关闭，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，和甲图工作原理相同；汽油机飞轮转速 汽油机一个工作循环中，飞轮转2圈，对外做功1次，因此每秒对外做功次。 考点3 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。 特别注意：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。 4、汽油机和柴油机区别 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。 【题型5 】 【例5】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．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B．柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入汽缸 C．四冲程汽油机在工作过程中，进气门关闭的冲程是吸气冲程 D．在柴油机的压缩冲程中，活塞的机械能转化为密闭空气的内能 【答案】D 【详解】A．汽油机顶部是火花塞，柴油机顶部是喷油嘴，A的说法刚好相反，故A错误； B．柴油机在吸气冲程中，只吸入空气，柴油是在压缩冲程末由喷油嘴喷入汽缸的，故B错误； C．四冲程汽油机的吸气冲程中，进气门是打开的，排气门关闭，故C错误； D．柴油机的压缩冲程中，活塞对密闭空气做功，将机械能转化为空气的内能，使空气温度升高，故D正确。 故选D。 【变式5-1】潍柴动力2025年发布的新款柴油机热效率达53.09%，连续4年刷新世界纪录。有经验的维修师通过观、闻等方式，就可以初步判断一台柴油机的效率高低。下列判断方式中不可靠的是（    ） A．观察尾气的颜色是否发黑 B．闻尾气中柴油味的浓淡 C．观察柴油机外观是否干净 D．感受排气管出口温度高低 【答案】C 【详解】A．尾气发黑说明燃料燃烧不充分，燃料完全燃烧放出的能量中，未被有效利用的部分多，用来做有用功的能量占比小，柴油机效率低，故A不符合题意； B．尾气中柴油味浓，说明部分柴油未燃烧就被排出，燃料浪费，有用功的能量占比小，效率低，故B不符合题意； C．柴油机外观是否干净只是表面清洁情况，与燃料燃烧利用情况、能量转化效率无关，故C符合题意； D．排气管出口温度高，说明柴油机散失的热量多，用来做有用功的能量占比小，效率低，故D不符合题意。 故选C。 【变式5-2】目前，新能源汽车行业推出多款混动车型，其发动机涵盖汽油机和柴油机。汽油机和柴油机在结构上的主要区别是汽油机有__________，而柴油机有喷油嘴；在工作过程中，汽油机的点火方式是点燃式，而柴油机的点火方式是__________。 【答案】 火花塞 压燃式 【详解】[1]从汽油机和柴油机的结构差异分析，汽油机气缸顶部配备火花塞，用于产生电火花引燃混合气，柴油机则以喷油嘴替代火花塞，因此该空填写火花塞。 [2]从点火方式的区别来看，柴油机在压缩冲程结束时，气缸内的空气被压缩至高温高压状态，喷油嘴喷出的雾状柴油直接被高温空气引燃，这种点火方式为压燃式，与汽油机的点燃式形成区别，因此该空填写压燃式。 【变式5-3】拖拉机柴油发动机采用的是循环流动的水进行冷却，原因是水的___________大；若一台四冲程柴油机的飞轮转速为1800r/min，该柴油机每秒钟做功___________次。 【答案】 比热容 15 【详解】[1]柴油发动机采用的是循环流动的水进行冷却，原因是水的比热容大，水和质量相等的其它液体比，当温度变化量相同时，水可以吸收更多的热量，有利于发动机冷却。 [2]飞轮转速为，四冲程柴油机飞轮转2圈完成一个工作循环，做功一次，所以该柴油机每秒做功次数为次。 【题型6 】 【例6】2025年12月27日，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙火箭成功发射气象卫星风云四号03星。如图所示，火箭升空过程中，燃料燃烧产生的内能转化为机械能，这与热机的哪个冲程能量转化方式一致（　　） 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】火箭升空时，将燃料燃烧产生的内能转化为火箭机械能。热机四冲程中，吸气、排气冲程无能量转化；压缩冲程将机械能转化为内能；做功冲程将内能转化为机械能。故选C。 【变式6-1】小明用可乐瓶制作了一个“小火箭”，通过打气筒压缩“小火箭”中空气的方式发射，如图所示，与空气推动“小火箭”升空过程的能量转化情况相同的冲程是（　　） 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】空气推动“小火箭”升空时，瓶内压缩空气对外做功，内能转化为机械能。吸气冲程、排气冲程没有能量转化；压缩冲程将机械能转化为内能；只有做功冲程是燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C 。 【变式6-2】2024年9月25日，中国成功发射一枚洲际弹道导弹，飞行距离约1.2万公里，精确命中预定海域。该洲际弹道导弹点火后的情景如图所示，其发动机是__________（选填“电动机”或“热机”），工作时主要将化学能转化为______能再转化为______能。 【答案】 热机 内 机械 【详解】热机是利用内能来做功的机器，洲际弹道导弹的发动机通过燃烧燃料，将燃料的化学能转化为内能，产生高温高压气体，然后这些气体膨胀对外做功，将内能转化为导弹的机械能，推动导弹飞行。而电动机是将电能转化为机械能的装置，不符合导弹发动机的工作原理。所以该洲际弹道导弹发动机是热机，工作时主要将化学能转化为内能再转化为机械能。 【变式6-3】2025年11月25日，搭载神舟二十二号载人飞船的运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。 (1)火箭点火发射时，发出巨大的“轰鸣”声，“轰鸣”是形容声音的__________（选填“A 响度大”或“B 音调高”）；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； (2)火箭加速升空过程中，燃料燃烧释放的部分能量转化为火箭的__________能。 【答案】(1) A 相互 (2)机械 【详解】（1）响度是表示声音强弱（大小）的物理量，“轰鸣”描述的是声音的大小，所以对应“响度大”。 故选A。 火箭向下喷出气体时，气体对火箭产生向上的反作用力，推动火箭升空，这一现象说明物体间力的作用是相互的，即一个物体对另一个物体施力时，也会受到对方的反作用力。 （2）火箭加速升空时，速度增大导致动能增加，高度升高导致重力势能增加，机械能是动能与重力势能的总和，因此燃料燃烧释放的部分能量转化为火箭的机械能。 随堂巩固 【随堂巩固】 1．2026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．三缸发动机一个工作循环只有三个冲程 B．发动机用水作冷却液是因为它比热容大 C．发动机最高转速下每分钟做功12000次 D．因为发动机功率为99kW所以是电动机 【答案】B 【详解】A．内燃机的一个工作循环都是四个冲程（吸气、压缩、做功、排气），和缸数无关，三缸发动机也不例外，故A错误； B．发动机用水作冷却剂，是因为水的比热容大，相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度时能吸收更多热量，冷却效果更好，故B正确； C．四冲程内燃机每转2圈，每个气缸完成一个工作循环，对外做功1次。该发动机为三缸发动机，故每转2圈对外做功3次。最高转速每分钟12000转，则每分钟转6000个2圈，做功次数为 次，故C错误； D．功率是表示做功快慢的物理量，99kW是发动机的功率大小，与是否是电动机无关，题目里明确是水冷发动机，属于内燃机，故D错误。 故选B。 2．某科学爱好者自制火箭燃料，喷出马赫环（如图）。下列说法正确的是（　　） A．燃料的热值与燃料的质量有关 B．燃料燃烧越充分，其热值越大 C．燃料燃烧时，主要将内能转化为化学能 D．火箭外壳温度升高，主要是通过热传递的方式增加了内能 【答案】D 【详解】AB．热值是燃料本身的固有特性，只和燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧是否充分均无关，故AB错误； C．燃料燃烧时，是将燃料储存的化学能转化为内能，并非将内能转化为化学能，故C错误； D．燃料燃烧产生高温燃气，热量通过热传递的方式转移给火箭外壳，使外壳内能增加、温度升高，故D正确。 故选D。 3．火药是中国四大发明之一，《天工开物》中有记载：“红夷炮铸铁为之，身长丈许，用以守城。中藏铁弹并火药数斗，飞激二里，膺其锋者为齑粉”。下列说法正确的是（     ） A．火药燃烧时可将火药的内能转化为化学能 B．燃气推动铁弹在炮膛中运动时将内能转化为机械能 C．燃气推动铁弹出膛的过程类似于内燃机的压缩冲程 D．铁弹发射后空气中弥漫着火药味不属于扩散现象 【答案】B 【详解】A．火药燃烧是化学变化，消耗化学能产生内能，是将化学能转化为内能的过程，故A错误； B．燃气推动铁弹在炮膛中运动时，燃气对外做功，将燃气的内能转化为铁弹的机械能，故B正确； C．燃气推动铁弹出膛的过程是内能转化为机械能，类似于内燃机的做功冲程，而压缩冲程是机械能转化为内能，故C错误； D．空气中弥漫着火药味，是火药分子在不停地做无规则运动进入空气中，属于扩散现象，故D错误。 故选B。 4．2025年9月5日，中国在西昌和酒泉分别发射一枚运载火箭，均成功进入预定轨道。忽略火箭燃料质量的变化，关于火箭发射，下列说法正确的是（     ） A．火箭燃料燃烧，燃料的化学能转化为内能 B．火箭在加速上升时，动能转化为重力势能 C．火箭在匀速上升时，飞行稳定，机械能守恒 D．火箭在大气层内飞行时，需要克服空气阻力，所以能量不守恒 【答案】A 【详解】A．燃料燃烧时，储存的化学能释放，转化为燃气的内能，故A正确； B．火箭加速上升，质量不变，速度增大，动能变大；高度升高，重力势能也变大，是燃料内能转化为动能和重力势能，故B错误； C．火箭匀速上升时，质量不变，速度不变，动能不变；高度升高，重力势能增大，机械能等于动能与势能之和，所以机械能增大，故C错误； D．能量守恒定律是普遍规律，整个宇宙总能量一定守恒，克服阻力只是机械能转化为内能，总能量不变，故D错误。 故选A。 5．茶文化在中国已经有几千年的历史，在寒冷的冬季，人们回到家中，泡上一壶茶，闻着浓浓的茶香品一杯热茶，浑身上下暖暖的感觉。在品茶过程中涉及到的物理知识，下列说法错误的是（　　） A．茶水是热的，说明茶水含有的热量多 B．茶香四溢，是因为分子在不停地做无规则运动 C．茶水放在桌上变凉，是通过热传递的方式改变了内能 D．烧水时水蒸气将壶盖顶起的能量转化与汽油机做功冲程相同 【答案】A 【详解】A．热量是一个过程量，不能说物体含有热量，只能说吸收或放出热量，故A错误； B．茶香四溢属于扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故B正确； C．茶水放在桌上变凉，向周围环境放出热量，是通过热传递的方式改变了内能，故C正确； D．烧水时水蒸气将壶盖顶起，是水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，与汽油机的做功冲程能量转化相同，故D正确。 故选 A。 6．小俞同学利用一个空易拉罐，一支去掉笔芯和尾塞的中性笔，一台小风扇，一个酒精灯，一个支架自制了一个简易“蒸汽机”，如图甲所示。点燃酒精灯，给易拉罐中的水加热，喷嘴喷出的蒸汽成功地让风扇转了起来。下列说法错误的是（    ） A．罐中水加满，实验容易成功 B．罐的开口处密封好，实验容易成功 C．若风扇转动较慢，可更换一个更细的喷嘴 D．乙图中走马灯底部蜡烛燃烧，扇叶转动起来其原理与甲图相同 【答案】A 【详解】A．罐中水加满后，水沸腾产生的蒸汽会没有足够的空间积聚，蒸汽喷出的力量会不足，反而不容易让风扇转动，故A错误，符合题意； B．罐的开口处密封好，可以防止水蒸气从开口处泄漏，从而在罐内形成足够高的气压，使水蒸气从喷嘴高速喷出，有力地推动风扇转动。因此，密封好是实验成功的重要条件。故B正确，不符合题意； C．当罐内水蒸气产生的速率一定时，根据流体压强与流速的关系，喷嘴的横截面积越小（越细），水蒸气喷出的速度就越大，对风扇的推动力就越强，风扇转动就越快。故C正确，不符合题意； D．甲图的简易“蒸汽机”是将水的内能转化为风扇的机械能。乙图的走马灯是蜡烛加热空气，空气的内能增加，热空气上升形成气流，推动扇叶转动，也是将内能转化为机械能。从能量转化的角度看，二者的基本原理都是将内能转化为机械能。故D正确，不符合题意。 故选A。 7．品茶时，茶香四溢属于________现象；茶水沸腾时吸收热量，温度________；茶水沸腾时壶盖会被顶起、此过程的物理原理和汽油机的________冲程的原理相同。 【答案】 扩散 不变 做功 【详解】茶香四溢是分子做无规则运动，使茶香分子扩散到空气中，属于扩散现象。 液体沸腾的特点是持续吸收热量，但温度保持不变，因此茶水沸腾时温度不变。 茶水沸腾时壶盖被顶起，是水蒸气的内能转化为壶盖的机械能；汽油机的做功冲程中，燃气的内能转化为活塞的机械能，二者能量转化原理相同，因此对应做功冲程。 8．如图所示，打开礼花喷射器的气阀，压缩气体快速释放，同时礼花喷出，在此过程中，气罐内气体对外做功，将内能转化为____________能，该过程的能量转化情况与四冲程汽油机____________冲程中的能量转化情况相似。 【答案】 机械 做功 【详解】打开礼花喷射器的气阀，压缩气体快速释放并伴随礼花喷出的过程中，气罐内气体对外做功，将礼花喷出，气罐内气体自身内能减小，此过程中气体的内能转化为礼花的机械能，能量转化情况与四冲程汽油机的做功冲程相似。 9．如图是某校组织的“水火箭”比赛，学生将“水火箭”竖立于地面，利用打气筒向瓶内打气，当瓶内压强增大到一定时，瓶塞脱落，瓶内的水向下喷出，“水火箭”就接近竖直地向上飞起。往“水火箭”里打气是通过________的方式改变物体的内能，该过程能量转化相当于内燃机的________冲程；“水火箭”喷完水后仍可以向上飞行一段距离，是因为“水火箭”具有________；“水火箭”与发射架不能套得太紧，否则会因________力太大，难以起飞。 【答案】 做功 压缩 惯性 摩擦 【详解】改变内能的方式有做功和热传递两种，往瓶内打气时，压缩瓶内气体做功，将机械能转化为瓶内气体的内能，因此是通过做功的方式改变内能。 内燃机的压缩冲程中，活塞压缩气缸内气体，机械能转化为内能，和打气过程的能量转化一致。 一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质，即惯性，水火箭喷完水后，由于惯性仍会保持原来向上的运动状态，继续向上飞行。 水火箭和发射架套得太紧时，两者间压力更大，阻碍相对运动的摩擦力更大，难以起飞。 10．用打气筒打气时，气筒壁会发热，这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。油电混合动力汽车在减速制动时，可以将电动机作为发电机使用，从而将汽车的一部分机械能转化为电能储存起来，这种能量转化能够_______（选填“提高”或“降低”）汽车在频繁制动过程中的能量损耗。 【答案】 做功 压缩 降低 【详解】打气筒打气时，活塞对筒内气体做功，将机械能转化为气体的内能，使气体内能增大、温度升高。 四冲程汽油机的压缩冲程中，活塞压缩汽缸内气体做功，把机械能转化为内能，该能量转化与打气筒打气时的能量转化一致。 汽车制动时原本机械能多转化为内能散失，油电混合动力汽车将部分机械能转化为电能储存起来，减少了能量的浪费，从而降低了频繁制动过程中的能量损耗。 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．如图所示是我国自主研制的第五代战斗机，机翼上表面凸起、下表面略平，使得机翼下方的空气流速相对上方的较小，压强较___________，从而获得向上的升力，发动机向后喷气时，战斗机会获得向前的推力，此现象说明物体间力的作用是___________，发动机工作时把内能转化为___________能。 【答案】 大 相互的 机械 【详解】根据流体压强与流速的关系——在流体中，流速越大的位置，压强越小；流速越小的位置，压强越大。机翼上表面凸起，空气流速大，压强小；下表面略平，空气流速小，压强大。上下表面的压强差就形成了向上的升力。 发动机向后喷气时，对气体施加了一个向后的力；同时，气体也会对战斗机施加一个向前的反作用力，使战斗机获得向前的推力。这说明物体间力的作用是相互的。 战斗机的发动机属于热机，工作时通过燃料燃烧将内能转化为战斗机运动的机械能。 13．为了探究物体内能变化与做功的关系，某小组同学利用气压式喷雾器、数字式温度计、小风扇等进行实验，如图所示。 (1)该实验通过_________的变化来反映气体内能的变化，这里所运用的物理研究方法是_________； (2)图丙中，打开喷嘴处的阀门，迅速放出喷雾器内一部分气体时，喷雾器前的小风扇转动，此时气体的___________能转化为风扇的___________能，与四冲程内燃机的___________冲程相同。 【答案】(1) 温度计示数 转换法 (2) 内 机械 做功 【详解】（1）内能无法直接观察，本实验中气体内能变化会引起温度变化，因此通过温度计示数（温度）的变化反映气体内能的变化，将不易直接观察的物理量转换为容易测量的物理量，这种研究方法是转换法。 （2）打开阀门后，瓶内高压气体对外做功，推动风扇转动，此过程气体的内能转化为风扇的机械能。 四冲程内燃机的做功冲程，也是内能转化为机械能，因此该过程和做功冲程能量转化相同。 14．我国航天技术已达到世界领先水平。在跨学科实践课上，某小组开展了“制作火箭模型”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容： (1)了解火箭的相关知识：如图甲所示，火箭刚发射时，高温火焰向下喷射到发射台的地面，发射台遇到这样的高温容易发生熔化。为了保护发射台，在发射台底建了一个大水池，让火焰喷射到水中，利用水的______来吸收大量的热量； (2)制作并发射：火箭模型小组的同学制作了水火箭并进行发射，如图乙，图丙是其结构示意图，对水火箭打气，打开阀门，水向下喷出，水火箭一飞冲天。使用打气筒打气时能量转化过程与汽油机的______冲程相同，使水火箭上升的施力物体是______（选填“地球”或“喷出的水”）； (3)项目评估：各个小组制作好了“水火箭”后开展飞行比赛，发现“水火箭”在竖直方向飞行上升的高度不容易测量。同学们讨论后认为可以通过测量______来评选出“最佳飞行奖”。（写出一种方法即可） 【答案】(1)汽化 (2) 压缩 喷出的水 (3)水火箭在空中飞行的时间 【详解】（1）发射台下是水池，火焰喷射到水中时，水从液态变为气态的水蒸气即发生汽化，从而能从周围吸收热量，起到保护发射台的作用。 （2）使用打气筒打气时，活塞压缩气体做功，将机械能转化为气体的内能，与汽油机的压缩冲程相同；水火箭向下喷水，由于力的作用是相互的，喷出的水给火箭一个向上的力，使火箭上升，所以使水火箭上升的施力物体是喷出的水。 （3）“水火箭”在竖直方向飞行上升的高度不容易测量，则可以测量水火箭在空中飞行的时间，时间越长，飞行的高度越高。 2 / 30 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 14.2 热机（知识解读） 【新教材人教版】 题型归纳 【题型1 热机工作过程中的能量转化】 2 【题型2 热机的种类】 3 【题型3 热机与环境保护】 4 【题型4 汽油机的构造与工作过程】 5 【题型5 柴油机的构造与工作过程】 8 【题型6 火箭的构造与工作原理】 8 【随堂巩固】 9 考点1 热机的定义与种类 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。 特别注意：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！ 【题型1 】 【例1】如图所示为正烧开水的水壶壶盖被气流顶起冒“白气”的情景，“白气”的形成是_______（填物态变化名称）现象；壶盖被顶起的过程中，水蒸气的内能转化为壶盖的_______能，这一过程中的能量转化情况与热机的_______冲程相同。 【变式1-1】如图所示，解释正确的是（     ） A．如图与热机的压缩冲程原理相同 B．如图说明大气压强的存在 C．飞机能够升空是利用了机翼下方空气流速快，压强小 D．如图说明分子间只存在引力 【变式1-2】在安全教育活动中，老师用图示装置演示面粉爆炸现象。面粉被吹入塑料桶后，遇到火焰爆燃，桶口的硬纸板被迅速弹飞。面粉燃烧释放的内能转化为硬纸板的________，该过程相当于汽油机工作时的________冲程。 【变式1-3】如图所示，在试管中装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出。 (1)在水沸腾过程中，水的内能________（选填“增加”“减少”或“不变”）。 (2)水蒸气把软木塞冲出的过程，其能量转化方式与四冲程内燃机的________冲程相同。 【题型2 热机的种类】 【例2】下列设备工作过程中没有使用热机的是（     ） A．燃油汽车 B．火箭 C．喷气式飞机 D．电瓶车 【变式2-1】内燃机是现代交通运输工具的动力源，四种交通运输工具中，适合使用汽油机来提供动力的是（ ） A．客运飞机 B．小轿车 C．载重汽车 D．轮船 【变式2-2】如今汽车已进入了寻常百姓家，家用汽车的发动机一般都是______内燃机（选填“汽油”或“柴油”）。如图表示该发动机工作时的某个冲程，该冲程中，涉及的能量转化为______。由于发动机在______冲程会释放有害废气污染环境，我们平时应倡导尽量少开车的理念。 【变式2-3】物理学在生产、生活和科学技术中有着广泛的应用。篮球表面有凹凸不平的花纹，是为了增大______；依据______，用“悬挂法”可以确定物体重心的位置；轿车已入百姓家庭，轿车的发动机属于______机。均填写所学物理概念或物理规律的名称 【题型3 】 【例3】热机是将________能转化为________能的装置。如图所示，2025年5月29日，我国用长征三号乙Y110运载火箭，成功将行星探测工程天问二号探测器发射升空，火箭发动机________（选填“属于”或“不属于”）热机。 【变式3-1】如图是“柴油平板夯机”，它由柴油机（提供动力）、装有水的水箱（为柴油机降温）、夯板等组成。下列说法正确的是（       ） A．水可以给柴油机降温是因为水的比热容较小 B．水给柴油机降温时，水的比热容变大 C．柴油机工作时，将内能转化为化学能 D．柴油机工作时会造成环境污染 【变式3-2】如图是某同学在实践活动中制作的简易汽轮机模型，下列有关说法正确的是（　　） A．酒精灯燃烧时，将内能转化为化学能 B．易拉罐里所装水增加的内能是通过热传递的方式获得的 C．蒸汽从罐中喷出，使扇叶转动，这是能量的转移 D．在制作简易汽轮机过程中，选择中性笔后端作为蒸汽喷嘴的实验效果会更好 【变式3-3】随着国内电车的持续发展，目前已经出现部分电车的纯电续航里程可以达到1032千米。在使用过程中，纯电动汽车利用电动机主要将______能转化为机械能，实现废气零排放，与传统燃油车相比，主要优势是______。 考点2 汽油机 1、汽油机的工作原理：燃料在汽缸中燃烧时，将存储的化学能转变为高温高压的燃气（蒸汽）的内能，又通过燃气（蒸汽）推动活塞做功，由内能转变为机械能。 2、汽油机的工作流程：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；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。 （1）吸气冲程：进气门打开，排气门关闭．活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。 （2）压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内燃料混合物，温度升高。 （3）做功冲程：在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。 （4）排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。 3、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。 【题型4 】 【例4】汽车发动机采用循环流动的水进行冷却，这是利用水的________较大；若散热器中装有6kg的水，水温升高50℃，水吸收的热量是________J；若汽油机曲轴的转速为3600r/min，汽油机每秒对外做功________次。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 【变式4-1】在四冲程汽油机的工作过程中，做功冲程是（　　） A． B． C． D． 【变式4-2】如图所示是某单缸四冲程汽油机的________冲程；为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，用水来冷却汽缸。若该汽油机每1秒钟对外做功25次，那么该汽油机飞轮的转速为________r/min。 【变式4-3】如图甲所示，在试管内装些水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个用纸做成的小叶轮。使水沸腾，观察到小叶轮转动，该过程与图__ （选填“乙”或“丙” ）冲程工作原理相同。汽油机是热机的一种，汽油机飞轮的转速为3000r/min，则每秒内对外做功______次。 考点3 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。 特别注意：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。 4、汽油机和柴油机区别 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。 【题型5 】 【例5】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．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B．柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入汽缸 C．四冲程汽油机在工作过程中，进气门关闭的冲程是吸气冲程 D．在柴油机的压缩冲程中，活塞的机械能转化为密闭空气的内能 【变式5-1】潍柴动力2025年发布的新款柴油机热效率达53.09%，连续4年刷新世界纪录。有经验的维修师通过观、闻等方式，就可以初步判断一台柴油机的效率高低。下列判断方式中不可靠的是（    ） A．观察尾气的颜色是否发黑 B．闻尾气中柴油味的浓淡 C．观察柴油机外观是否干净 D．感受排气管出口温度高低 【变式5-2】目前，新能源汽车行业推出多款混动车型，其发动机涵盖汽油机和柴油机。汽油机和柴油机在结构上的主要区别是汽油机有__________，而柴油机有喷油嘴；在工作过程中，汽油机的点火方式是点燃式，而柴油机的点火方式是__________。 【变式5-3】拖拉机柴油发动机采用的是循环流动的水进行冷却，原因是水的___________大；若一台四冲程柴油机的飞轮转速为1800r/min，该柴油机每秒钟做功___________次。 【题型6 】 【例6】2025年12月27日，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙火箭成功发射气象卫星风云四号03星。如图所示，火箭升空过程中，燃料燃烧产生的内能转化为机械能，这与热机的哪个冲程能量转化方式一致（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【变式6-1】小明用可乐瓶制作了一个“小火箭”，通过打气筒压缩“小火箭”中空气的方式发射，如图所示，与空气推动“小火箭”升空过程的能量转化情况相同的冲程是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【变式6-2】2024年9月25日，中国成功发射一枚洲际弹道导弹，飞行距离约1.2万公里，精确命中预定海域。该洲际弹道导弹点火后的情景如图所示，其发动机是__________（选填“电动机”或“热机”），工作时主要将化学能转化为______能再转化为______能。 【变式6-3】2025年11月25日，搭载神舟二十二号载人飞船的运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。 (1)火箭点火发射时，发出巨大的“轰鸣”声，“轰鸣”是形容声音的__________（选填“A 响度大”或“B 音调高”）；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； (2)火箭加速升空过程中，燃料燃烧释放的部分能量转化为火箭的__________能。 随堂巩固 【随堂巩固】 1．2026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．三缸发动机一个工作循环只有三个冲程 B．发动机用水作冷却液是因为它比热容大 C．发动机最高转速下每分钟做功12000次 D．因为发动机功率为99kW所以是电动机 2．某科学爱好者自制火箭燃料，喷出马赫环（如图）。下列说法正确的是（　　） A．燃料的热值与燃料的质量有关 B．燃料燃烧越充分，其热值越大 C．燃料燃烧时，主要将内能转化为化学能 D．火箭外壳温度升高，主要是通过热传递的方式增加了内能 3．火药是中国四大发明之一，《天工开物》中有记载：“红夷炮铸铁为之，身长丈许，用以守城。中藏铁弹并火药数斗，飞激二里，膺其锋者为齑粉”。下列说法正确的是（     ） A．火药燃烧时可将火药的内能转化为化学能 B．燃气推动铁弹在炮膛中运动时将内能转化为机械能 C．燃气推动铁弹出膛的过程类似于内燃机的压缩冲程 D．铁弹发射后空气中弥漫着火药味不属于扩散现象 4．2025年9月5日，中国在西昌和酒泉分别发射一枚运载火箭，均成功进入预定轨道。忽略火箭燃料质量的变化，关于火箭发射，下列说法正确的是（     ） A．火箭燃料燃烧，燃料的化学能转化为内能 B．火箭在加速上升时，动能转化为重力势能 C．火箭在匀速上升时，飞行稳定，机械能守恒 D．火箭在大气层内飞行时，需要克服空气阻力，所以能量不守恒 5．茶文化在中国已经有几千年的历史，在寒冷的冬季，人们回到家中，泡上一壶茶，闻着浓浓的茶香品一杯热茶，浑身上下暖暖的感觉。在品茶过程中涉及到的物理知识，下列说法错误的是（　　） A．茶水是热的，说明茶水含有的热量多 B．茶香四溢，是因为分子在不停地做无规则运动 C．茶水放在桌上变凉，是通过热传递的方式改变了内能 D．烧水时水蒸气将壶盖顶起的能量转化与汽油机做功冲程相同 6．小俞同学利用一个空易拉罐，一支去掉笔芯和尾塞的中性笔，一台小风扇，一个酒精灯，一个支架自制了一个简易“蒸汽机”，如图甲所示。点燃酒精灯，给易拉罐中的水加热，喷嘴喷出的蒸汽成功地让风扇转了起来。下列说法错误的是（    ） A．罐中水加满，实验容易成功 B．罐的开口处密封好，实验容易成功 C．若风扇转动较慢，可更换一个更细的喷嘴 D．乙图中走马灯底部蜡烛燃烧，扇叶转动起来其原理与甲图相同 7．品茶时，茶香四溢属于________现象；茶水沸腾时吸收热量，温度________；茶水沸腾时壶盖会被顶起、此过程的物理原理和汽油机的________冲程的原理相同。 8．如图所示，打开礼花喷射器的气阀，压缩气体快速释放，同时礼花喷出，在此过程中，气罐内气体对外做功，将内能转化为____________能，该过程的能量转化情况与四冲程汽油机____________冲程中的能量转化情况相似。 9．如图是某校组织的“水火箭”比赛，学生将“水火箭”竖立于地面，利用打气筒向瓶内打气，当瓶内压强增大到一定时，瓶塞脱落，瓶内的水向下喷出，“水火箭”就接近竖直地向上飞起。往“水火箭”里打气是通过________的方式改变物体的内能，该过程能量转化相当于内燃机的________冲程；“水火箭”喷完水后仍可以向上飞行一段距离，是因为“水火箭”具有________；“水火箭”与发射架不能套得太紧，否则会因________力太大，难以起飞。 10．用打气筒打气时，气筒壁会发热，这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。油电混合动力汽车在减速制动时，可以将电动机作为发电机使用，从而将汽车的一部分机械能转化为电能储存起来，这种能量转化能够_______（选填“提高”或“降低”）汽车在频繁制动过程中的能量损耗。 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．如图所示是我国自主研制的第五代战斗机，机翼上表面凸起、下表面略平，使得机翼下方的空气流速相对上方的较小，压强较___________，从而获得向上的升力，发动机向后喷气时，战斗机会获得向前的推力，此现象说明物体间力的作用是___________，发动机工作时把内能转化为___________能。 13．为了探究物体内能变化与做功的关系，某小组同学利用气压式喷雾器、数字式温度计、小风扇等进行实验，如图所示。 (1)该实验通过_________的变化来反映气体内能的变化，这里所运用的物理研究方法是_________； (2)图丙中，打开喷嘴处的阀门，迅速放出喷雾器内一部分气体时，喷雾器前的小风扇转动，此时气体的___________能转化为风扇的___________能，与四冲程内燃机的___________冲程相同。 14．我国航天技术已达到世界领先水平。在跨学科实践课上，某小组开展了“制作火箭模型”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容： (1)了解火箭的相关知识：如图甲所示，火箭刚发射时，高温火焰向下喷射到发射台的地面，发射台遇到这样的高温容易发生熔化。为了保护发射台，在发射台底建了一个大水池，让火焰喷射到水中，利用水的______来吸收大量的热量； (2)制作并发射：火箭模型小组的同学制作了水火箭并进行发射，如图乙，图丙是其结构示意图，对水火箭打气，打开阀门，水向下喷出，水火箭一飞冲天。使用打气筒打气时能量转化过程与汽油机的______冲程相同，使水火箭上升的施力物体是______（选填“地球”或“喷出的水”）； (3)项目评估：各个小组制作好了“水火箭”后开展飞行比赛，发现“水火箭”在竖直方向飞行上升的高度不容易测量。同学们讨论后认为可以通过测量______来评选出“最佳飞行奖”。（写出一种方法即可） 2 / 30 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $