第05讲 热机（培优讲义）新九年级物理新教材人教版

第05讲 热机（培优讲义） 课标要点 方法指导 1.依托内能转化机械能理解热机原理； 2.按气门开闭、活塞运动方向区分四冲程； 3.紧抓压缩、做功冲程两处能量转化； 4.辨析热机效率，明确损耗能量来源。 1. 知道热机工作原理，区分四类冲程。 2.掌握汽油机四冲程工作过程与能量转化。 3.理解热机效率含义。 考点01 热机 1. 实验探究：利用内能做功 实验装置 注意事项:实验时，橡胶塞不要塞得太紧，避免橡胶塞不能冲出，导致试管炸裂伤人，同时试管口不能对着人，以防试管内的水沸腾时橡胶塞冲出试管口而伤人 实验过程 在试管内装些水，用橡胶塞塞住试管口，用酒精灯给水加热至沸腾 实验现象 橡胶塞被冲出，试管口出现“白雾” 交流与论证 酒精燃烧放出热量，热量通过试管传递给水使其内能增加、温度升高，产生大量的水蒸气。水蒸气膨胀对橡胶塞做功，将橡胶塞推出试管口，同时，在试管口观察到大量的“白雾”，说明水蒸气的内能减少，温度降低 能量转化 结论 利用内能可以做功 2. 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）热机的工作原理： （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。 3. 常见的热机——内燃机 （1）燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。 （2）分类：内燃机中最常见的是汽油机和柴油机两类。 【例1】（25-26九年级上·重庆·期中）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。 【例2】（25-26九年级上·安徽亳州·期末）如图是小明制作的“蒸汽轮机”模型。用蜡烛加热装有水的易拉罐，喷头处喷出的水蒸气会推动风车转动，此过程是将___________能转化为机械能。 【答案】内 【详解】水变成水蒸气，内能增大，当水蒸气喷出推动风车转动时，水蒸气的内能转化为风车的机械能。 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：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 （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。 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 火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，高温高压气体推动活塞向下运动，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； 【例3】（25-26九年级上·山东枣庄·期末）如图是我国古代流行于民间的走马灯。当点燃走马灯内的蜡烛时，燃烧产生的高温气体便上升并推动纸风车和固定在转轴上的纸马转动。其能量转化和内燃机（　　）冲程类似。 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】首先分析题干过程：点燃蜡烛后，燃烧使气体内能增加，高温气体推动纸风车和纸马转动，该过程的能量转化是内能转化为机械能，接下来逐个分析选项： A．图中两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是内燃机的做功冲程，该冲程能量转化为内能转化为机械能，和走马灯的能量转化一致，故A符合题意； BD．图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，该冲程没有能量转化，故BD不符合题意； C．图中排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程，该冲程没有能量转化，故C不符合题意。 故选A。 【例4】（25-26九年级上·广东·期末）在四冲程汽油机工作的两个冲程示意图中（如图所示），属于压缩冲程的是 ________ 图，汽油机汽缸冷却时是通过 ___________（选填“做功”或“热传递”）方式来改变内能的。若汽油机飞轮转速为，则内汽油机对外做功____________次。 【答案】 乙 热传递 10 【详解】[1]甲图火花塞点火，两气门关闭，活塞下行，为做功冲程；乙图两气门关闭，活塞上行，为压缩冲程。 [2]汽油机汽缸冷却，温度降低，内能减小，是通过热传递方式来改变内能的。 [3]汽油机飞轮转速为，即该汽油机每秒飞轮转动20转，则内汽油机对外做功10次。 【例5】（25-26九年级上·江苏盐城·期末）如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，其中图 ________ 是将机械能转化为内能的冲程，图 _____ 为不是靠飞轮惯性完成的冲程。现有一台四冲程汽油机，飞轮的转速为，这台汽油机每分钟完成 _________ 个冲程 【答案】 乙 丙 3600 【详解】[1]图乙两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，靠飞轮惯性完成。 [2]图丙两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，燃气推动活塞做功，不需要依靠飞轮惯性完成，将内能转化为机械能。 [3]四冲程汽油机中，飞轮每转动1圈，完成2个冲程。 已知飞轮转速为，即每分钟飞轮转1800圈，因此每分钟完成的冲程数为个。 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 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 【例6】（25-26九年级上·河南濮阳·期末）有经验的柴油机维修师，不用任何仪器，仅通过排气管口处尾气的颜色、气味和温度，就能初步判断这台柴油机的节能效果。在同样负荷的情况下，关于柴油机的节能效果，下列说法错误的是（   ） A．尾气的温度越低，柴油机越节能 B．尾气的颜色越黑，柴油机越节能 C．尾气的柴油味越淡，柴油机越节能 D．柴油机越节能，其热机效率越高 【答案】B 【详解】A．尾气温度越低，说明废气带走的热量越少，能量利用率越高，柴油机越节能，故A正确，不符合题意； B．尾气颜色越黑，说明柴油燃烧越不充分，浪费的燃料越多，柴油机越不节能，故B错误，符合题意； C．尾气的柴油味越淡，说明柴油燃烧越充分，能量损失越少，柴油机越节能，故C正确，不符合题意； D．柴油机越节能，说明其将燃料化学能转化为有用功的比例越高，即热机效率越高，故D正确，不符合题意。   故选B。 【例7】（25-26九年级上·山西运城·期末）如图是一种常用“柴油平板夯机”，广泛应用于路面施工、场地填土等多个方面。使用时柴油发动机提供动力，激荡器带动夯板上下运动。下列关于汽油机和柴油机的主要区别，说法错误的是（　　） A．构造上，汽油机气缸顶部有火花塞，柴油机气缸顶部有喷油嘴 B．汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式 C．在压缩冲程末，柴油机的燃气温度和压强比汽油机里的高 D．吸气冲程中，柴油机吸入气缸的是空气和柴油，汽油机吸入气缸的是空气和汽油 【答案】D 【详解】A．在构造上，汽油机气缸顶部有火花塞，用于在做功冲程开始时点燃燃料；柴油机气缸顶部有喷油嘴，用于做功冲程开始时向气缸内喷射柴油，故A正确，不符合题意； B．汽油机是利用火花塞产生电火花点燃燃料，属于点燃式；柴油机是依靠压缩空气使其温度升高到柴油的燃点，使柴油自行燃烧，属于压燃式，故B正确，不符合题意； C．柴油机的压缩比较大，在压缩冲程中，活塞对气缸内的气体做功更多，使得气体内能增加更多，因此在压缩冲程末，柴油机气缸内气体的温度和压强比汽油机的高，故C正确，不符合题意； D．在吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入的是空气，故D错误，符合题意。 故选D。 重难点01 内燃机冲程判断与能量的转化综合 【拓展1】（25-26九年级上·贵州黔西南·期末）如图所示是一辆汽车的四冲程汽油机工作时某个冲程的示意图，下列说法正确的是（　　） A．表示压缩冲程，依靠曲轴等部件的惯性完成 B．表示压缩冲程，汽油和空气的混合物在该冲程中被压缩 C．表示做功冲程，该冲程为汽车提供动力 D．表示做功冲程，在该冲程中汽油机气缸内的燃气对外做功，内能增加 【答案】C 【详解】由图可知，汽油机的进气门、排气门均关闭，活塞向下运动，火花塞点火，因此该冲程是做功冲程，做功冲程中，气缸内燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能，内能减小，为汽车提供动力，故C正确，ABD错误。 故选C。 【拓展2】（25-26九年级上·安徽铜陵·期末）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”。 【拓展3】（25-26九年级上·四川成都·期末）如图甲所示，物理兴趣小组制作了一个简易热机装置。在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后从管口喷出蒸汽使风车转动，此过程发生的能量转化是蒸汽的___________能转化为风车的机械能，与图乙中的内燃机在___________（选填“A”或“B”）图所示冲程的能量转化是一致的。 【答案】 内 A 【详解】[1]蒸汽喷出后，对外做功，蒸汽的内能转化为风车的机械能。 [2]乙图中A为热机的做功冲程，将内能转化为机械能；B为压缩冲程，将机械能转化为内能，所以图甲中风车转动过程中能量转化与图乙中的内燃机在A图所示冲程的能量转化是一致的。 重难点02 热机工作过程的相关计算 【拓展4】（25-26九年级上·河南周口·期末）如图所示是单缸四冲程汽油机某一冲程的工作示意图，该冲程是________冲程。若该汽油机的转速是3600r/min，每次对外做功100J，则该汽油机的功率为________W。 【答案】 做功 3000/ 【详解】[1]由图可知，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，根据单缸四冲程汽油机冲程的特点，此冲程为做功冲程。 [2]已知汽油机转速为3600r/min，换算为每秒转速是 因为四冲程汽油机一个工作循环飞轮转2圈，对外做功1次，所以每秒完成的工作循环数为个，即每秒对外做功30次。每次对外做功100J，则每秒做的功 根据功率公式（），可得功率 【拓展5】（25-26九年级上·山东青岛·期末）如图所示是单缸四冲程汽油机某一冲程的工作示意图，该冲程是________冲程。若此汽油机每秒火花塞点火20次，则飞轮的转速为________r/min。 【答案】 做功 2400/ 【详解】[1]由图可知，汽油机的进气门、排气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，因此该冲程是做功冲程。 [2]四冲程汽油机每完成1个工作循环，飞轮转2圈，仅在做功冲程点火1次。已知每秒点火20次，说明每秒飞轮转 飞轮每分钟转,则飞轮的转速为2400r/min。 【点睛】 【拓展6】（25-26九年级上·山东德州·期末）汽车发动机选择水作为冷却液是利用水_________的特性，这是通过_________的方式改变发动机内能的，某小型单缸四冲程汽油机，每个工作循环做功500J，曲轴的转速是300r/min，则该汽油机每分钟完成_________个工作循环，它的功率是_________W。 【答案】 比热容较大 热传递 150 1250 【详解】[1]由于水的比热容较大，和其它物质相比，在质量和升高相同的温度时，水吸热的热量更多，冷却效果更好，故汽车发动机选择水作为冷却液是利用水比热容较大的特性。 [2]发动机通过冷却液循环带走热量，热量发生传递，这是通过热传递的方式改变发动机的内能。 [3]四冲程汽油机的一个工作循环中，活塞往复2次，曲轴转动2周，做1次功，已知曲轴的转速为300r/min，则该汽油机每分钟完成的工作循环次数为 [4]每个工作循环做功500J，则1分钟做功为 所以该汽油机的功率为 重难点03 火箭的构造与工作原理 【拓展7】（25-26九年级上·海南海口·期末）2025年12月20日，长征五号火箭在文昌发射场将通信技术试验卫星二十三号卫星送入太空，火箭升空时燃料燃烧推动火箭加速。与这一能量转化相似的是（   ） A．热机的压缩冲程 B．风力发电过程 C．火力发电过程 D．钻木取火过程 【答案】C 【详解】A．题目中描述的是"燃料燃烧推动火箭加速"，这是一个化学能转化为内能，再转化为机械能的过程。具体来说：火箭燃料燃烧时，化学能转化为内能，通过喷出的高温气体产生推力，内能进一步转化为火箭的机械能。热机的压缩冲程是机械能转化为内能的过程，与题目中的能量转化过程不同，故A不符合题意； B．风力发电过程是风的动能转化为电能的过程，没有燃料燃烧，能量来源不同，故B不符合题意； C．火力发电过程是燃料的化学能转化为内能，内能通过推动汽轮机转化为机械能，机械能再通过发电机转化为电能。其包含的化学能→内能→机械能的转化过程与火箭升空时相似，故C符合题意。 D．钻木取火过程是机械能转化为内能的过程，与题目中的能量转化方向相反，故D不符合题意。 故选C 。 【拓展8】（25-26九年级上·陕西渭南·阶段检测）2025年8月4日，我国在海南商业航天发射场使用长征十二号运载火箭，成功将卫星互联网低轨07组卫星发射升空，如图所示。火箭发射时，燃烧燃料使其加速升空，主要发生的能量转化是（　　） A．化学能内能机械能 B．电能光能化学能 C．电能内能动能 D．太阳能电能热能 【答案】A 【详解】燃料燃烧时，化学能转化为内能；内能再通过火箭发动机转化为火箭的机械能，从而推进火箭。所以主要发生的能量转化是化学能转化为内能，内能再转化为机械能，故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 【拓展9】（25-26九年级上·湖北武汉·期末）如图是2025年10月31日，搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射时的情景。火箭中的燃料燃烧时将化学能转化为________能，产生的高温高压的燃气推动火箭上升，火箭外壳的内能________（填“增大”“不变”或“减小”），这是通过________的途径改变内能的。 【答案】 内 增大 做功 【详解】[1]火箭中的燃料燃烧时，将燃料的化学能转化为内能，产生巨大热量，使燃气温度升高。 [2][3]火箭上升过程中，外壳与空气摩擦，温度升高，内能增大；这是通过做功的途径改变内能的。 考向01 热机工作过程中的能量转化 【训练1】（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。 考向02 汽油机四冲程的识别 【训练2】（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。 考向03 汽油机工作过程中的相关计算 【训练3】（2023·江苏常州·中考真题）压缩空气动力车。 （1）小明将充满气的气球捆绑在小车上，制成压缩空气动力小车。当气球向右喷气时，静止的小车向左运动起来，如图甲所示。该现象说明力的作用是_________；还说明力可以改变物体的_________。    （2）为制造压缩空气动力汽车，工程师将装有压缩空气的钢瓶与空气动力发动机连接，该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，如图乙所示。发动机对外做功的是_________（进气/排气）冲程，此过程中钢瓶内压缩空气的温度_________。若该发动机的转速为，则内发动机对外做功_________次。汽车行驶一段路程后，钢瓶内压缩空气的密度_________。 【答案】 相互的 运动状态 进气 减低 20 减小 【详解】（1）[1][2]当气球向右喷气时，对给周围的空气有一个向右的力，由于物体间力的作用是相互的，空气也给气球有一个向左的力，所以静止的小车向左运动起来，该现象说明力的作用是相互的，还说明力可以改变物体的运动状态。 （2）[3][4]如图乙所示，进气冲程中压缩空气进入气缸，压缩空气对活塞做功，将内能转化为机械能，钢瓶内压缩空气的内能减少，温度降低。 [5]该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，若该发动机飞轮的转速为，则1s内发动机有20个工作循环，对外做功20次。 [6]汽车行驶一段路程后，压缩空气的质量减小，体积不变，由知钢瓶内压缩空气的密度减小。 一、单选题 1．中国现代交通运输发展情况总体呈现出显著的提升和进步。下列交通或运输工具中，动力设备不是热机的是（　　） A．C919客机 B．载重汽车 C．纯电动汽车 D．远洋货轮 【答案】C 【详解】A．C919客机使用航空燃油发动机，通过燃烧燃料产生动力，将内能转化为机械能，属于热机，故A不符合题意； B．载重汽车通常使用柴油或汽油发动机，将内能转化为机械能，属于热机，故B不符合题意； C．纯电动汽车使用电动机驱动，将电能转化为机械能，不是利用内能工作的机器，故不是热机，故C符合题意； D．远洋货轮通常使用大型柴油发动机或涡轮机，通过燃料燃烧提供动力，将内能转化为机械能，属于热机，故D不符合题意。 故选C。 2．（25-26九年级上·湖北孝感·期末）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。 3．（25-26九年级上·安徽阜阳·期末）阜阳“枕头馍”制作过程中，将生馍放入蒸笼加热时，馍内气体膨胀对外做功。这一过程涉及的能量转化与四冲程汽油机的哪个冲程相似？（　　） 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】将生馍放入蒸笼加热时，馍内气体膨胀对外做功，该过程中内能转化为机械能。做功冲程中高温高压气体对活塞做功，将内能转化为机械能，故选C。 4．（25-26九年级上·湖南娄底·期末）下列说法中正确的是（   ） A．雪花缓慢飘落表明温度越低分子运动越慢 B．构成物质的分子间同时存在引力和斥力 C．汽油机在做功冲程中将机械能转化为内能 D．搓手取暖是通过热传递的方式改变内能 【答案】B 【详解】A．雪花缓慢飘落是宏观物体在重力、空气阻力等作用下的机械运动，并非分子运动，所以不能通过雪花飘落速度说明温度与分子运动快慢的关系，故A错误； B．分子间的引力和斥力是同时存在的。当分子间距离较小时，斥力起主要作用；当分子间距离较大时，引力起主要作用，它们共同维持分子间的相互作用，故B正确； C．汽油机做功冲程中，燃料燃烧产生的高温高压燃气推动活塞做功，是将燃气的内能转化为机械能，从而为汽车提供动力，故C错误； D．搓手取暖克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故D错误。 故选B。 5．（25-26九年级上·湖北咸宁·期末）如图甲所示，为环城中学信海老师在“全县理化教师培训会”上给与会教师演示的升空水火箭。如图乙所示，是水火箭结构示意图，如图丙为使用打气筒向水火箭内不断打气示意图。当水面上方压强增大到一定程度时，阀门打开，瓶内的水高速向下喷出，从而使水火箭升空。关于水火箭以下说法错误的是（　　） A．使用打气筒打气过程中，打气筒的筒壁不会发热 B．水火箭落回地面的过程中，若以水火箭为参照物，地面是向上运动的 C．水向下喷出会使水火箭升空，是由于力的作用是相互的 D．打气筒将空气压入水火箭内时，能量转化的过程与图丁所示的汽油机冲程相同 【答案】A 【详解】A．使用打气筒打气过程中，压缩筒内空气做功，机械能转化为内能，同时活塞与筒壁摩擦也会产生热量，所以打气筒的筒壁会发热，故A错误，符合题意； B．水火箭落回地面的过程中，以水火箭为参照物，地面与水火箭之间的距离在变小，所以地面是向上运动的，故B正确，不符合题意； C．水火箭向下喷水，给水一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，水会给水火箭一个向上的力，从而使水火箭升空，故C正确，不符合题意； D．打气筒将空气压入水火箭内时，是机械能转化为内能，图丁所示为汽油机的压缩冲程，也是机械能转化为内能，二者能量转化过程相同，故D正确，不符合题意。 故选A。 6．（25-26九年级上·辽宁锦州·期末）九三阅兵仪式上，威武的坦克、装甲车方阵整齐驶过天安门广场。坦克、装甲车使用的是柴油机，关于柴油机下列说法正确的是（　　） A．柴油机吸气冲程吸入的是柴油和空气的混合物 B．柴油机工作时，每个冲程都能提供动力 C．柴油机的压缩冲程将燃料燃烧产生的内能转化为机械能 D．若该柴油机每秒可完成10个做功冲程，则其飞轮转速为1200r/min 【答案】D 【详解】A． 柴油机吸气冲程吸入的是纯空气，柴油是在压缩冲程末通过喷油嘴喷入气缸的，并非吸入柴油和空气的混合物（汽油机才吸入混合物），故A错误； B． 柴油机工作时，只有做功冲程（燃料燃烧推动活塞）提供动力，吸气、压缩和排气冲程均不提供动力，故B错误； C． 柴油机的压缩冲程中，活塞压缩空气，将机械能转化为内能（温度升高）；做功冲程中燃料燃烧才将内能转化为机械能，故C错误； D． 柴油机一个工作循环（四个冲程）完成一个做功冲程，飞轮转2圈。每秒完成10个做功冲程，则每秒有10个工作循环，飞轮每秒转 每分钟转速为 故D正确。 故选D。 7．（25-26九年级上·河南开封·期末）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。 二、填空题 8．（25-26九年级上·广东深圳·期末）光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图，密闭气室中在光照下分解，发生反应：，使气室气压增大，活塞右移。若将该光发动机视作单缸四冲程汽油机，则活塞右移的过程相当于___________冲程，若该汽油机工作时飞轮转速为1800r/min，则它10秒内完成___________个工作循环。 【答案】 做功 150 【详解】[1]由题意可知，密闭气室中在光照下分解，发生反应使气室气压增大，推动活塞向右移动，将内能转化为机械能。在汽油机的做功冲程中，将内能转化为机械能，压缩冲程中，将机械能转化为内能，故活塞右移的过程相当于做功冲程。 [2]单缸四冲程汽油机的一个工作循环中，活塞往复运动2次，曲轴转动2周，做功1次。已知汽油机工作时飞轮转速为1800r/min，即30r/s，则10s内飞轮转动的圈数为300r，完成的工作循环个数为 9．（25-26九年级上·安徽淮南·期末）某单缸四冲程汽油机的飞轮转速为，若1次对外做功100J，则该发动机的输出功率为______W。 【答案】1000 【详解】某单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，则1s内飞轮转动20r，飞轮转动2r对外做功1次，则1s内该汽油机对外做功10次。1s内对外做的功为 输出功率为 10．（25-26九年级上·江苏镇江·期末）将一个瘪的乒乓球放入热水中，它能恢复球形。热水通过___________（选填“做功”或“热传递”）的方式使球内空气的内能增大。乒乓球恢复原状的过程，其能量转化与四冲程汽油机的___________冲程相同。某单缸四冲程汽油机转速1800r/min，则该汽油机1min内完成___________个工作循环。 【答案】热传递 做功 900 【详解】[1]热水与球内空气存在温度差，通过热传递使球内空气内能增大。 [2]乒乓球恢复球形时，球内空气膨胀对外做功，内能转化为机械能，这和四冲程汽油机的做功冲程能量转化相同。 [3]四冲程汽油机每一个工作循环飞轮转圈，已知转速为，因此内完成的工作循环数为个。 11．（25-26九年级上·湖北荆门·期末）如图所示为四冲程汽油机工作过程中的一个状 态，由图可知此时它正处于 _____ 冲程，该冲程将 ______能转 化为_______能。若该汽油机飞轮的转速是3600 r/min（转每分）, 则汽油机每秒对外做功_____ 次。 【答案】 压缩 机械 内 30 【详解】[1][2]图中汽油机的两个气门都关闭，活塞向上运动，活塞对气缸内的气体做功，将机械能转化为内能。因此该冲程是压缩冲程。 [3]飞轮转速，即飞轮每秒转60圈；四冲程汽油机飞轮每转动2圈对外做功1次，因此每秒对外做功次。 12．（25-26九年级上·河南周口·期末）一台四冲程汽油机在一个工作循环中，将机械能转化为内能的是________冲程；若该汽油机的飞轮转速为1800r/min，则它每秒钟完成___________个冲程。 【答案】 压缩 60 【详解】[1]在汽油机的压缩冲程中，将机械能转化为汽油和空气混合物的内能。 [2]该汽油机的飞轮转速为 已知在汽油机的一个工作循环中要连续完成四个冲程，飞轮转动2转，则每秒钟完成的冲程数为60个。 13．（25-26九年级上·湖北荆州·期末）如图所示，是我国传统的“走马灯”。点燃底部的蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，观众看到小纸片人的影子动了起来，在此过程中，能量的转化方式是热空气的________能转化为扇叶的机械能，这与四冲程汽油机的________冲程相同。某汽油机每秒对外做功的次数为20次，则该汽油机飞轮的转速为________。 【答案】 内 做功 2400 【详解】[1]点燃蜡烛后，热空气具有内能，热空气上升驱动扇叶转动，将内能转化为扇叶的机械能。 [2]四冲程汽油机中，做功冲程是将内能转化为机械能，与走马灯的能量转化方式相同。 [3]四冲程汽油机每完成一个工作循环，飞轮转2圈，对外做功1次；已知每秒对外做功20次，则每秒飞轮转，，所以飞轮转速为 三、简答题 14．（25-26九年级上·福建南平·期末）自制汽轮机模型如图，中空笔壳一端插入装少量水的易拉罐，接口处用胶密封，中空笔壳尖口对准小风扇的扇叶，点燃酒精灯，蒸汽喷出推动扇叶转动。 (1)从能量转化的角度分析该模型工作原理。 (2)在测试过程中，发现扇叶转动很慢，请写出出现这种现象的一种可能原因。 【答案】(1)见解析 (2)见解析 【详解】 [1]酒精灯加热水，将燃料的化学能转化为水的内能；蒸汽喷出推动扇叶，将水蒸气的内能转化为扇叶的机械能。 [2]①可能笔尖喷出的蒸汽太少；②可能是扇叶转动时受到摩擦较大；③风扇自身质量太大，转动时阻力大。（任写一条） 15．（25-26九年级上·福建宁德·期末）我国古人曾发明一种点火器，以牛角为套筒，把艾绒黏附在木质推杆前端，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。 (1)解释艾绒被点燃的原因（包含能量的观点）。 (2)艾绒被点燃的过程中相当于四冲程汽油机的哪个冲程。 【答案】(1)见解析 (2)压缩冲程 【详解】（1）因为手向内猛推推杆，推杆压缩空气做功，机械能转化为内能，内能增大，温度升高，达到艾绒的燃点，所以艾绒被点燃。 （2）艾绒被点燃过程相当于四冲程汽油机的压缩冲程，将机械能转化为内能。 四、综合题 16．（25-26九年级上·广东汕头·期末）如图甲是小明在学习了热机知识后，利用塑料瓶、少量酒精、电子打火器制作了一个简易的内燃机模型，其工作过程如图乙，请回答下列问题： (1)向瓶内喷入雾化酒精使其与空气混合，该工作原理与四冲程汽油机的_________冲程相似. (2)电子打火器点燃混合气体时产生的燃气将瓶盖冲开，该过程相当于四冲程汽油机的_________冲程，将内能转化为_________能. (3)瓶盖被冲开后，瓶内出现“白气”，瓶内气体内能_________（选填“增加”、“减少”或“不变”），温度_________，发生了液化现象. (4)该模型在完成一次工作后，要模拟下一工作循环，需先将燃烧后的废气排出并吸入新鲜混合气。“排出废气”的过程与图中_________（选填字母）所示热机工作冲程相同. A． B． C． D． 【答案】(1)吸气 (2)做功 机械 (3)减少 降低 (4)C 【详解】（1）四冲程汽油机的吸气冲程是吸入汽油和空气的混合物，向瓶内喷入雾化酒精使其与空气混合，和吸气冲程原理相似。 （2）[1][2]四冲程汽油机的做功冲程是内能转化为机械能，电子打火器点燃混合气体，燃气将瓶盖冲开，内能转化为机械能，相当于做功冲程。 （3）[1][2]瓶盖被冲开，瓶内气体对外做功，内能减少，温度降低，瓶内的水蒸气因降温液化形成 “白气”。 （4）“排出废气”的过程是排气冲程。四冲程汽油机排气冲程的特点是：排气门打开，活塞向上运动，排出废气。观察图中，C图排气门打开，活塞上行，符合排气冲程的特点。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 17．（23-24九年级上·江苏苏州·期末）阅读材料，回答问题 空气动力是指空气与物体相对运动时作用在物体上的力，简称气动力。经过长时间探索，人们已经成功制造出使用空气作为动力的活塞式发动机。 如图甲是某新型空气动力汽车，储气罐总容量为80L，可储存标准大气压下90m3的空气，其设计最高速度可达144km/h，平均每加满一次气能行驶200km。该车发动机的工作原理如图乙和图丙所示。由于空气发动机不直接使用燃料，因而具有体积小、结构简单和“零”排放等优点。 虽然因为技术不成熟还存在某些缺点，但是这项技术仍然具有广阔的发展前景。 （1）空气动力汽车发动机工作时，将________能转化为机械能； （2）空气发动机在工作过程中，曲轴转动一圈完成一个工作循环，当转速表显示3000r/min时，该空气发动机活塞每秒经历_______个冲程，对外做功________次； （3）若该车在水平地面上以最高速度向前匀速行驶5min，受到的阻力为1000N，则牵引力对汽车做功为________J。 【答案】 内能 100 50 1.2×107 【详解】（1）[1]空气动力汽车工作时压缩的气体对外做功，将内能转化为机械能。 （2）[2][3]空气发动机在工作过程中，曲轴转动一圈完成一个工作循环，1个工作循环2个冲程，对外做功1次；所以，空气发动机的飞轮转速是3000r/min，即每秒钟转50圈，做功50次，完成100个冲程。 （3）[4]因为匀速行驶，牵引力 最高速度可达 匀速行驶5min，通过的路程 牵引力对汽车做功为 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第05讲 热机（培优讲义） 课标要点 方法指导 1.依托内能转化机械能理解热机原理； 2.按气门开闭、活塞运动方向区分四冲程； 3.紧抓压缩、做功冲程两处能量转化； 4.辨析热机效率，明确损耗能量来源。 1. 知道热机工作原理，区分四类冲程。 2.掌握汽油机四冲程工作过程与能量转化。 3.理解热机效率含义。 考点01 热机 1. 实验探究：利用内能做功 实验装置 注意事项:实验时，橡胶塞不要塞得太紧，避免橡胶塞不能冲出，导致试管炸裂伤人，同时试管口不能对着人，以防试管内的水沸腾时橡胶塞冲出试管口而伤人 实验过程 在试管内装些水，用橡胶塞塞住试管口，用酒精灯给水加热至沸腾 实验现象 橡胶塞被冲出，试管口出现“白雾” 交流与论证 酒精燃烧放出热量，热量通过试管传递给水使其内能增加、温度升高，产生大量的水蒸气。水蒸气膨胀对橡胶塞做功，将橡胶塞推出试管口，同时，在试管口观察到大量的“白雾”，说明水蒸气的内能减少，温度降低 能量转化 结论 利用内能可以做功 2. 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）热机的工作原理： （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。 3. 常见的热机——内燃机 （1）燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。 （2）分类：内燃机中最常见的是汽油机和柴油机两类。 【例1】（25-26九年级上·重庆·期中）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 【例2】（25-26九年级上·安徽亳州·期末）如图是小明制作的“蒸汽轮机”模型。用蜡烛加热装有水的易拉罐，喷头处喷出的水蒸气会推动风车转动，此过程是将___________能转化为机械能。 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：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 （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。 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 火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，高温高压气体推动活塞向下运动，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； 【例3】（25-26九年级上·山东枣庄·期末）如图是我国古代流行于民间的走马灯。当点燃走马灯内的蜡烛时，燃烧产生的高温气体便上升并推动纸风车和固定在转轴上的纸马转动。其能量转化和内燃机（　　）冲程类似。 A． B． C． D． 【例4】（25-26九年级上·广东·期末）在四冲程汽油机工作的两个冲程示意图中（如图所示），属于压缩冲程的是 ________ 图，汽油机汽缸冷却时是通过 ___________（选填“做功”或“热传递”）方式来改变内能的。若汽油机飞轮转速为，则内汽油机对外做功____________次。 【例5】（25-26九年级上·江苏盐城·期末）如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，其中图 ________ 是将机械能转化为内能的冲程，图 _____ 为不是靠飞轮惯性完成的冲程。现有一台四冲程汽油机，飞轮的转速为，这台汽油机每分钟完成 _________ 个冲程 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 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 【例6】（25-26九年级上·河南濮阳·期末）有经验的柴油机维修师，不用任何仪器，仅通过排气管口处尾气的颜色、气味和温度，就能初步判断这台柴油机的节能效果。在同样负荷的情况下，关于柴油机的节能效果，下列说法错误的是（   ） A．尾气的温度越低，柴油机越节能 B．尾气的颜色越黑，柴油机越节能 C．尾气的柴油味越淡，柴油机越节能 D．柴油机越节能，其热机效率越高 【例7】（25-26九年级上·山西运城·期末）如图是一种常用“柴油平板夯机”，广泛应用于路面施工、场地填土等多个方面。使用时柴油发动机提供动力，激荡器带动夯板上下运动。下列关于汽油机和柴油机的主要区别，说法错误的是（　　） A．构造上，汽油机气缸顶部有火花塞，柴油机气缸顶部有喷油嘴 B．汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式 C．在压缩冲程末，柴油机的燃气温度和压强比汽油机里的高 D．吸气冲程中，柴油机吸入气缸的是空气和柴油，汽油机吸入气缸的是空气和汽油 重难点01 内燃机冲程判断与能量的转化综合 【拓展1】（25-26九年级上·贵州黔西南·期末）如图所示是一辆汽车的四冲程汽油机工作时某个冲程的示意图，下列说法正确的是（　　） A．表示压缩冲程，依靠曲轴等部件的惯性完成 B．表示压缩冲程，汽油和空气的混合物在该冲程中被压缩 C．表示做功冲程，该冲程为汽车提供动力 D．表示做功冲程，在该冲程中汽油机气缸内的燃气对外做功，内能增加 【拓展2】（25-26九年级上·安徽铜陵·期末）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。 【拓展3】（25-26九年级上·四川成都·期末）如图甲所示，物理兴趣小组制作了一个简易热机装置。在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后从管口喷出蒸汽使风车转动，此过程发生的能量转化是蒸汽的___________能转化为风车的机械能，与图乙中的内燃机在___________（选填“A”或“B”）图所示冲程的能量转化是一致的。 重难点02 热机工作过程的相关计算 【拓展4】（25-26九年级上·河南周口·期末）如图所示是单缸四冲程汽油机某一冲程的工作示意图，该冲程是________冲程。若该汽油机的转速是3600r/min，每次对外做功100J，则该汽油机的功率为________W。 【拓展5】（25-26九年级上·山东青岛·期末）如图所示是单缸四冲程汽油机某一冲程的工作示意图，该冲程是________冲程。若此汽油机每秒火花塞点火20次，则飞轮的转速为________r/min。 【拓展6】（25-26九年级上·山东德州·期末）汽车发动机选择水作为冷却液是利用水_________的特性，这是通过_________的方式改变发动机内能的，某小型单缸四冲程汽油机，每个工作循环做功500J，曲轴的转速是300r/min，则该汽油机每分钟完成_________个工作循环，它的功率是_________W。 重难点03 火箭的构造与工作原理 【拓展7】（25-26九年级上·海南海口·期末）2025年12月20日，长征五号火箭在文昌发射场将通信技术试验卫星二十三号卫星送入太空，火箭升空时燃料燃烧推动火箭加速。与这一能量转化相似的是（   ） A．热机的压缩冲程 B．风力发电过程 C．火力发电过程 D．钻木取火过程 【拓展8】（25-26九年级上·陕西渭南·阶段检测）2025年8月4日，我国在海南商业航天发射场使用长征十二号运载火箭，成功将卫星互联网低轨07组卫星发射升空，如图所示。火箭发射时，燃烧燃料使其加速升空，主要发生的能量转化是（　　） A．化学能内能机械能 B．电能光能化学能 C．电能内能动能 D．太阳能电能热能 【拓展9】（25-26九年级上·湖北武汉·期末）如图是2025年10月31日，搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射时的情景。火箭中的燃料燃烧时将化学能转化为________能，产生的高温高压的燃气推动火箭上升，火箭外壳的内能________（填“增大”“不变”或“减小”），这是通过________的途径改变内能的。 考向01 热机工作过程中的能量转化 【训练1】（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。 考向02 汽油机四冲程的识别 【训练2】（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． 考向03 汽油机工作过程中的相关计算 【训练3】（2023·江苏常州·中考真题）压缩空气动力车。 （1）小明将充满气的气球捆绑在小车上，制成压缩空气动力小车。当气球向右喷气时，静止的小车向左运动起来，如图甲所示。该现象说明力的作用是_________；还说明力可以改变物体的_________。    （2）为制造压缩空气动力汽车，工程师将装有压缩空气的钢瓶与空气动力发动机连接，该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，如图乙所示。发动机对外做功的是_________（进气/排气）冲程，此过程中钢瓶内压缩空气的温度_________。若该发动机的转速为，则内发动机对外做功_________次。汽车行驶一段路程后，钢瓶内压缩空气的密度_________。 一、单选题 1．中国现代交通运输发展情况总体呈现出显著的提升和进步。下列交通或运输工具中，动力设备不是热机的是（　　） A．C919客机 B．载重汽车 C．纯电动汽车 D．远洋货轮 2．（25-26九年级上·湖北孝感·期末）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 3．（25-26九年级上·安徽阜阳·期末）阜阳“枕头馍”制作过程中，将生馍放入蒸笼加热时，馍内气体膨胀对外做功。这一过程涉及的能量转化与四冲程汽油机的哪个冲程相似？（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 4．（25-26九年级上·湖南娄底·期末）下列说法中正确的是（   ） A．雪花缓慢飘落表明温度越低分子运动越慢 B．构成物质的分子间同时存在引力和斥力 C．汽油机在做功冲程中将机械能转化为内能 D．搓手取暖是通过热传递的方式改变内能 5．（25-26九年级上·湖北咸宁·期末）如图甲所示，为环城中学信海老师在“全县理化教师培训会”上给与会教师演示的升空水火箭。如图乙所示，是水火箭结构示意图，如图丙为使用打气筒向水火箭内不断打气示意图。当水面上方压强增大到一定程度时，阀门打开，瓶内的水高速向下喷出，从而使水火箭升空。关于水火箭以下说法错误的是（　　） A．使用打气筒打气过程中，打气筒的筒壁不会发热 B．水火箭落回地面的过程中，若以水火箭为参照物，地面是向上运动的 C．水向下喷出会使水火箭升空，是由于力的作用是相互的 D．打气筒将空气压入水火箭内时，能量转化的过程与图丁所示的汽油机冲程相同 6．（25-26九年级上·辽宁锦州·期末）九三阅兵仪式上，威武的坦克、装甲车方阵整齐驶过天安门广场。坦克、装甲车使用的是柴油机，关于柴油机下列说法正确的是（　　） A．柴油机吸气冲程吸入的是柴油和空气的混合物 B．柴油机工作时，每个冲程都能提供动力 C．柴油机的压缩冲程将燃料燃烧产生的内能转化为机械能 D．若该柴油机每秒可完成10个做功冲程，则其飞轮转速为1200r/min 7．（25-26九年级上·河南开封·期末）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 二、填空题 8．（25-26九年级上·广东深圳·期末）光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图，密闭气室中在光照下分解，发生反应：，使气室气压增大，活塞右移。若将该光发动机视作单缸四冲程汽油机，则活塞右移的过程相当于___________冲程，若该汽油机工作时飞轮转速为1800r/min，则它10秒内完成___________个工作循环。 9．（25-26九年级上·安徽淮南·期末）某单缸四冲程汽油机的飞轮转速为，若1次对外做功100J，则该发动机的输出功率为______W。 10．（25-26九年级上·江苏镇江·期末）将一个瘪的乒乓球放入热水中，它能恢复球形。热水通过___________（选填“做功”或“热传递”）的方式使球内空气的内能增大。乒乓球恢复原状的过程，其能量转化与四冲程汽油机的___________冲程相同。某单缸四冲程汽油机转速1800r/min，则该汽油机1min内完成___________个工作循环。 11．（25-26九年级上·湖北荆门·期末）如图所示为四冲程汽油机工作过程中的一个状 态，由图可知此时它正处于 _____ 冲程，该冲程将 ______能转 化为_______能。若该汽油机飞轮的转速是3600 r/min（转每分）, 则汽油机每秒对外做功_____ 次。 12．（25-26九年级上·河南周口·期末）一台四冲程汽油机在一个工作循环中，将机械能转化为内能的是________冲程；若该汽油机的飞轮转速为1800r/min，则它每秒钟完成___________个冲程。 13．（25-26九年级上·湖北荆州·期末）如图所示，是我国传统的“走马灯”。点燃底部的蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，观众看到小纸片人的影子动了起来，在此过程中，能量的转化方式是热空气的________能转化为扇叶的机械能，这与四冲程汽油机的________冲程相同。某汽油机每秒对外做功的次数为20次，则该汽油机飞轮的转速为________。 三、简答题 14．（25-26九年级上·福建南平·期末）自制汽轮机模型如图，中空笔壳一端插入装少量水的易拉罐，接口处用胶密封，中空笔壳尖口对准小风扇的扇叶，点燃酒精灯，蒸汽喷出推动扇叶转动。 (1)从能量转化的角度分析该模型工作原理。 (2)在测试过程中，发现扇叶转动很慢，请写出出现这种现象的一种可能原因。 15．（25-26九年级上·福建宁德·期末）我国古人曾发明一种点火器，以牛角为套筒，把艾绒黏附在木质推杆前端，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。 (1)解释艾绒被点燃的原因（包含能量的观点）。 (2)艾绒被点燃的过程中相当于四冲程汽油机的哪个冲程。 四、综合题 16．（25-26九年级上·广东汕头·期末）如图甲是小明在学习了热机知识后，利用塑料瓶、少量酒精、电子打火器制作了一个简易的内燃机模型，其工作过程如图乙，请回答下列问题： (1)向瓶内喷入雾化酒精使其与空气混合，该工作原理与四冲程汽油机的_________冲程相似. (2)电子打火器点燃混合气体时产生的燃气将瓶盖冲开，该过程相当于四冲程汽油机的_________冲程，将内能转化为_________能. (3)瓶盖被冲开后，瓶内出现“白气”，瓶内气体内能_________（选填“增加”、“减少”或“不变”），温度_________，发生了液化现象. (4)该模型在完成一次工作后，要模拟下一工作循环，需先将燃烧后的废气排出并吸入新鲜混合气。“排出废气”的过程与图中_________（选填字母）所示热机工作冲程相同. A． B． C． D． 17．（23-24九年级上·江苏苏州·期末）阅读材料，回答问题 空气动力是指空气与物体相对运动时作用在物体上的力，简称气动力。经过长时间探索，人们已经成功制造出使用空气作为动力的活塞式发动机。 如图甲是某新型空气动力汽车，储气罐总容量为80L，可储存标准大气压下90m3的空气，其设计最高速度可达144km/h，平均每加满一次气能行驶200km。该车发动机的工作原理如图乙和图丙所示。由于空气发动机不直接使用燃料，因而具有体积小、结构简单和“零”排放等优点。 虽然因为技术不成熟还存在某些缺点，但是这项技术仍然具有广阔的发展前景。 （1）空气动力汽车发动机工作时，将________能转化为机械能； （2）空气发动机在工作过程中，曲轴转动一圈完成一个工作循环，当转速表显示3000r/min时，该空气发动机活塞每秒经历_______个冲程，对外做功________次； （3）若该车在水平地面上以最高速度向前匀速行驶5min，受到的阻力为1000N，则牵引力对汽车做功为________J。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $