14.2 热机暑假专项练习 -2026-2027学年人教版物理九年级全一册

**基本信息** 聚焦热机核心知识，以“定义-原理-计算-对比”逻辑链构建训练体系，融合科技情境考查物理观念与科学态度。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |热机的定义与种类|7题（含火箭、电瓶车等实例）|选择辨析设备类型，填空结合航天情境考能量转化|从概念识别到能量观念初步建立| |内燃机的四个冲程|19题（含冲程示意图、走马灯等）|选择判断冲程类型及能量转化，填空分析冲程顺序|原理理解→能量转化→实际应用| |工作循环计算|12题（含飞轮转速、功率计算）|选择考转速与做功次数关系，填空结合实验装置算功率|定量计算深化对冲程规律的理解| |柴油机与汽油机区别|7题（含构造对比、吸气差异）|选择辨析构造与工作过程，填空明确吸气物质|通过对比强化对内燃机分类的认知|

►第十四章 内能的利用 第2节热机 ■知识点01 热机的定义与种类 ■知识点02 内燃机的四个冲程区分及其能量转化 ■知识点03 有关内燃机工作循环的计算 ■知识点04 柴油机与汽油机的区别与联系 知识点01 热机的定义与种类 一．单项选择题 1．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 【解答】解：A、燃油汽车的发动机是内燃机，属于热机的一种。它通过燃烧燃油将内能转化为机械能，推动汽车前进，使用了热机，故A不符合题意。 B、火箭的发动机通过燃烧燃料产生高温高压气体，利用气体的反作用力推动火箭前进，属于热机范畴（火箭发动机是热机的一种特殊形式），使用了热机，故B不符合题意。 C、喷气式飞机的发动机是喷气式发动机，属于热机。它通过燃烧燃料使空气膨胀加速喷出，获得反推力，将内能转化为机械能，使用了热机，故C不符合题意。 D、电瓶车是利用电动机工作的，电动机将电能转化为机械能，整个过程没有燃烧燃料，也没有将内能转化为机械能的过程，没有使用热机，故D符合题意。 故选：D。 2．下列机械的动力装置不是使用热机的是（　　） A．玉兔号月球车 B．山东号航母 C．C919客机 D．长征五号火箭 【答案】A 【解答】解：热机工作时需要将燃料在汽缸内燃烧，把燃料的内能转化为机械能； A、因为月球上没有空气，也就没有氧气，在月球上热机无法正常工作，所以月球车不用热机来驱动，故A符合题意； BCD、山东号航母、C919客机、长征五号火箭都是利用燃料燃烧产生的内能来做功，把内能转化成机械能的装置，符合热机的特点，故BCD不符合题意。 故选：A。 3．下列设备不属于热机的是（　　） A．自行车 B．汽油机 C．蒸汽机 D．柴油机 【答案】A 【解答】解：人骑行自行车时将人体的化学能转化为机械能，不符合热机的特点；柴油机、汽油机和蒸汽机都是把内能转化成机械能的装置，符合热机的特点。 故选：A。 4．如图所示的四种场景，能反映热机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【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， A．太阳能发电将太阳能转化为电能，和热机工作原理不同，故A不符合题意； B．风力发电工作原理是电磁感应，发电机将机械能转化为电能，和热机不同，故B不符合题意； C．试管中的水蒸气膨胀对软木塞做功，将水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，与热机将内能转化为机械能的工作原理相符，故C符合题意； D．钻木取火是将机械能转化为内能，故D不符合题意。 故选：C。 二．填空题 5．我国航天事业快速发展，长征系列火箭做出了巨大贡献！火箭的发动机属于热机。热机工作过程中通过燃料燃烧获取　 　 转化为机械能。火箭发射时，向发射塔喷射大量的水，利用水的　 　 较大的性质带走大量的热量，防止发射塔被烧坏。 【答案】内；比热容。 【解答】解：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； 因为水的比热容比较大，在质量相同、升高相同的温度时，可以吸收更多的热量，防止发射塔被烧坏。 故答案为：内；比热容。 6． 2024年9月25日，中国人民解放军向太平洋相关公海海域，成功发射1发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹（如图所示），飞越约1.2万公里，准确落入预定海域。该洲际弹道导弹的发动机是 　 　 （选填“电动机”或“热机”），工作时将 　 　 能转化为内能再转化为 　 　 能。 【答案】热机；化学；机械。 【解答】解：该洲际弹道导弹的发动机工作时将燃料的化学能转化为内能，再将内能转化为机械能，属于热机。 故答案为：热机；化学；机械。 7．图甲为我国古代“省油灯”剖面示意图。向灯盏夹层内注水，能达到省油的目的。主要利用了水的 　 　 较大，能较快降低油的温度，减慢油的蒸发。图乙是全自动无人驾驶地铁列车，该列车为纯电力驱动，能够实现自动唤醒、自动启停、自动开关门等功能。该款全自动无人驾驶地铁列车 　 　 （选填“属于”或“不属于”）热机。 【答案】比热容；不属于 【解答】解：向灯盏夹层内注水，水吸收热量，降低油的温度，减慢油的蒸发，从而达到省油的目的。 热机是指利用内能做功的机械，全自动无人驾驶地铁列车为纯电力驱动，所以不属于热机。 故答案为：比热容；不属于。 知识点02 内燃机的四个冲程区分及其能量转化 一．单项选择题 1．为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，某汽车集团研发了一款新型汽车，如图为其发动机某一冲程示意图，此冲程的名称是（　　） A．吸气冲程 B．做功冲程 C．排气冲程 D．压缩冲程 【答案】D 【解答】解：图中两个气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能。 故选：D。 2．某工程队使用的小型柴油动力夯土机如图所示。其内燃机工作时，有一个冲程是通过气缸内柴油燃烧产生的高温高压气体推动活塞，使夯土机的夯锤上下运动完成夯实作业的。该冲程是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】C 【解答】解：A．吸气冲程仅吸入空气，无燃烧和做功过程，故A不符合题意； B．压缩冲程中，活塞压缩气缸内气体，将机械能转化为内能，故B不符合题意； C．燃料（柴油）在气缸内燃烧，产生高温高压气体，推动活塞运动，将内能转化为机械能，属于做功冲程，故C符合题意； D．排气冲程排出燃烧后的废气，无做功过程，故D不符合题意。 故选：C。 3．如图所示，四幅图中描述做功冲程的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解答】解：A、进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，该冲程为吸气冲程，故A不符合题意； B、排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，该冲程为排气冲程，故B不符合题意； C、进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，该冲程为压缩冲程，故C不符合题意； D、进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，该冲程为做功冲程，故D符合题意。 故选：D。 4．如图所示，四冲程汽油机的气缸中，火花塞产生电火花点燃混合气体，活塞在高温高压气体推动下向下运动。该冲程属于（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】C 【解答】解：由图可知，汽油机的两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，所以是做功冲程。 故选：C。 5．下图是四冲程内燃机某个冲程的示意图。根据图中活塞和曲轴的位置、进气门和排气门的开闭情况，可以判断该冲程是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】A 【解答】解：由图可知，进气门打开，活塞向下运动，吸入气体，为吸气冲程。 故选：A。 6．对于图中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（　　） A．甲：玻璃筒内的空气被压缩后内能增大，这是由于棉花燃烧放热 B．乙：塞子跳起时，瓶内气体内能减小，这是通过做功的方式改变的 C．丙：整个过程的能量转化情况为：内能→化学能→机械能 D．丁：该冲程为内燃机的做功冲程，曲轴每转一圈发生一次该冲程 【答案】B 【解答】解：A．甲中，玻璃筒内空气被压缩后内能增大，是因为压缩空气做功改变内能，并非棉花燃烧放热，故A错误； B．乙中，塞子跳起时，瓶内气体内能减小，是气体对外做功改变内能，故B正确； C．丙中，酒精灯燃烧将化学能转化为内能，内能传递给试管内的水，水沸腾产生的水蒸气推动塞子做功，将内能转化为机械能，整个过程能量转化为：化学能→内能→机械能，故C错误； D．丁中，该冲程中气门均关闭、活塞向下运动，是内燃机的做功冲程，内燃机一个工作循环曲轴转两圈，完成一次该冲程，故D错误。 故选：B。 7．如图表示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图，它们正确的排列顺序为（　　） A．甲、乙、丙、丁 B．丙、丁、甲、乙 C．甲、丁、乙、丙 D．丙、甲、丁、乙 【答案】B 【解答】解：甲图中两个气门都关闭，活塞向下运动，因此是做功冲程； 乙图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，因此是排气冲程； 丙图中进气门打开，排气门关闭，因此是吸气冲程； 丁图中两个气门都关闭，活塞向上运动，因此是压缩冲程； 故正确的顺序是丙、丁、甲、乙。 故选：B。 8．下列热机冲程示意图中（火花塞产生电火花未画出），利用机械能转化为内能的冲程是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解： A、图中，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸，是吸气冲程，故A错误； B、图中，进气门和排气门都关闭，高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功，是做功冲程，此过程中内能转化为机械能，故B错误； C、图中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，是压缩冲程，此过程是机械能转化为内能的过程，故C正确； D、图中，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸，是排气冲程，故D错误。 故选：C。 9．如图中，在烧杯内盛少量的水，并盖紧瓶塞。向瓶内打气，当瓶塞跳起时有能量发生转化。汽油机的四个冲程中，与此时能量转化相同的是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】C 【解答】解：给瓶内打气，当瓶塞跳起时，气体膨胀对外做功，其温度降低，内能减少，气体的内能转化为塞子的机械能；这个过程中能量转化与四冲程汽油机的做功冲程相同，故C符合题意、ABD不符合题意。 故选：C。 10． 2024年12月，长征五号运载火箭成功发射，下列说法正确的是（　　） A．火箭喷出高温高压燃气的同时，空气对火箭施加了推动力 B．火箭发射时的能量转化与热机中做功冲程的能量转化相同 C．火箭加速升空的过程中，火箭的动能转化为重力势能 D．火箭升空过程中与空气摩擦，这是通过热传递使火箭内能增加 【答案】B 【解答】解：A、火箭喷出高温高压燃气，是燃气对火箭施加了推动力，而不是空气。物体间力的作用是相互的，火箭向后喷出燃气，燃气就会给火箭一个向前的反作用力，推动火箭前进，故A错误。 B、火箭发射时，燃料燃烧将化学能转化为内能，再转化为火箭的机械能；热机的做功冲程中，是内能转化为机械能，二者能量转化相同，故B正确。 C、火箭加速升空过程中，燃料燃烧释放的能量使火箭的速度增大、高度升高，是化学能转化为动能和重力势能，而不是动能转化为重力势能，故C错误。 D、火箭升空过程中与空气摩擦，是通过做功的方式使火箭内能增加，而不是热传递，故D错误。 故选：B。 11．如图所示的是我国传统的走马灯。点燃底部的蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸片小人转动，此过程中的能量转化与四冲程汽油机的下列哪个冲程是相同的（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】C 【解答】解：如图所示的是我国传统的走马灯。点燃底部的蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸片小人转动即是内能转化为机械能，此过程中的能量转化与四冲程汽油机的做功冲程相同，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选：C。 12．如图所示，向一个装有水的玻璃瓶里打气，当瓶塞跳起时，瓶内出现“白雾”。下列内燃机的四个冲程中与“白雾”产生时的能量转化过程相同的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：图中“白雾”形成的原因是气体对瓶塞做功，温度降低，水蒸气发生液化形成小水珠，该过程将内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程相同。C冲程进气门、排气门关闭，活塞下行，火花塞点火，为做功冲程，故C符合题意。 故选：C。 13．2025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 【解答】解：热机的做功冲程是将内能转化为机械能，压缩冲程是将机械能转化为内能。火箭升空过程中，燃料燃烧产生的内能转化为机械能，这与热机的做功冲程一致，故C正确、ABD错误。 故选：C。 二．填空题 14．汽油机的一个工作循环包括四个冲程：吸气冲程、　 　 冲程、做功冲程和排气冲程。其中只有　 　 冲程是对外做功的。 【答案】压缩；做功。 【解答】解：汽油机的四个冲程依次是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 四个冲程中，只有做功冲程是燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，其余冲程依靠飞轮的惯性完成。 故答案为：压缩；做功。 15．如图甲所示是汽油机的四个冲程。 （1）图甲为汽油机的一个工作循环示意图，A、B、C、D四个冲程正确的工作顺序是 　 　 ； （2）如图乙所示，空气压缩引火仪压缩活塞使棉花着火是 　 　 能转化为 　 　 能，等效于上述A、B、C、D四个冲程中 　 　 （填“A”、“B”、“C”或“D”）冲程。 【答案】（1）BADC；（2）机械；内；A。 【解答】解：（1）A图中两个气门都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，机械能转化为内能，是第二个冲程； B图中进气门打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一个冲程； C图中排气门打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四个冲程； D图中两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，所以为做功冲程，是第三个冲程； 故先后顺序为：BADC。 （2）空气压缩引火仪压缩活塞使棉花着火是机械能转化为内能，与A冲程的原理相同。 故答案为：（1）BADC；（2）机械；内；A。 16．如图所示为汽油机的 　 　 冲程，在这个冲程中，活塞是通过 　 　 的方式使气缸内物质内能增大的。 【答案】压缩；做功 【解答】解：由图可知，气门都关闭，活塞向上运动，故可以判断这个冲程是压缩冲程，此冲程是通过压缩气体做功将机械能转化为内能，使得缸内气体的内能变大，这是通过做功的方式改变气体的内能的。 故答案为：压缩；做功。 17．《宋史•兵志》记载：“又造突火枪，以钜竹为筒，内安子窠（弹丸），如烧放，焰绝然后子窠发出，如炮声，远闻百五十余步。”如图所示，弹丸被喷出的过程主要发生的能量转化是内能转化为 　 　 能，该能量转化与四冲程汽油机的 　 　 冲程相同；发射弹丸后一会儿，人们会闻到火药味，这是 　 　 现象。 【答案】机械；做功；扩散。 【解答】解：弹丸被喷出后速度变大，动能变大，所以主要将内能转化为机械能。 汽油机的做功冲程将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能，所以该能量转化与四冲程汽油机的做功冲程相同。 闻到火药味是分子无规则运动造成的，是扩散现象。 故答案为：机械；做功；扩散。 18．如图所示，这是我国古代劳动人民使用的一种点火器，它以牛角做套筒，木制推杆前端黏附艾绒，取火时，一手握住套筒，一手猛推杆入筒，随即将杆拔出，艾绒即燃。手推杆入筒的过程中，将机械能转化为　 　 能，这一过程中的能量转化与四冲程汽油机的　 　 冲程相同。 【答案】内；压缩。 【解答】解：封闭的气体被推杆压缩过程中，活塞对气体做功，气体内能增加，是机械能转化为内能； 汽油机的压缩冲程是机械能转化为内能的冲程，与上述能量转化相同。 故答案为：内；压缩。 19．如图是我国最新的燃气轮机，工作原理是：压气机从大气中吸入空气并将其压缩，压缩过程中能量的转化是　 　 ；燃料与压缩后的空气被送入燃烧室混合后燃烧，为燃气轮机提供巨大能量，该过程相当于内燃机的　 　 冲程。 【答案】机械能转化为内能；做功。 【解答】解：压气机压缩空气时，对空气做功，将机械能转化为空气的内能。 燃料与压缩后的空气被送入燃烧室混合后燃烧，为燃气轮机提供巨大能量，将内能转化为机械能，该过程相当于内燃机的做功冲程。 故答案为：机械能转化为内能；做功。 知识点03 有关内燃机工作循环的计算 一．单项选择题 1．一台四冲程汽油机，飞轮转速为3600r/min，则每秒对外做功次数为（　　） A．30次 B．60次 C．15次 D．120次 【答案】A 【解答】解：飞轮转速为3600r/min，则每秒飞轮转动的圈数为 一个工作循环，飞轮转两圈，对外做功一次，该汽油机每秒飞轮转60r，说明该汽油机每秒完成30个循环，对外做功了30次，故A正确；BCD错误。 故选：A。 2．一台内燃机飞轮的转速是3000转/分，那么在每秒钟内一个气缸里燃气推动活塞做功的次数（　　） A．300次 B．100次 C．50次 D．25次 【答案】D 【解答】解：内燃机飞轮转速是3000r/min＝50r/s，表示每秒飞轮转动50圈，对外做功25次，故ABC错误，D正确。 故选：D。 3．一台四冲程内燃机的飞轮转速为600r/min，下列说法正确的是（　　） A．1s飞轮转10圈，完成20个冲程 B．1s完成10个冲程，做功5次 C．1min飞轮转1200圈，完成600个冲程 D．1min完成300个冲程，做功150次 【答案】A 【解答】解：汽油机完成1个工作循环，飞轮转2转，完成4个冲程，对外做功1次，若飞轮的转速为600r/min＝10r/s，因一个工作循环转2圈，完成4个冲程，做功一次；即每秒完成5个工作循环，完成20个冲程，对外做功5次，每分钟完成1200个冲程，每分钟做功300次，故A正确、BCD错误 故选：A。 4．小明家的汽车发动机为四缸汽油机。该发动机在工作时气缸内的燃气的平均气压为1×106Pa，汽缸的横截面积为50cm2，活塞的行程长10cm，转速3600r/min。则该发动机的功率为（　　） A．15kW B．30kW C．60kW D．75kW 【答案】C 【解答】解：燃气对活塞的平均压力：F＝PS＝1×106Pa×50×10﹣4m2＝5000N； 一个气缸在一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W1＝Fs＝5000N×0.1m＝500J； 飞轮转速：3600r/min＝60r/s， 由于一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功一次， 所以每秒共有30个工作循环，一个汽缸对外做功30次， 则总共做功次数：30×4＝120次； 该柴油机每秒做的功： W＝120×500J＝60000J， 柴油机的功率为： P60000W＝60kW。 故选：C。 5．如图是四冲程汽油机一个工作循环的其中三个冲程，已知该汽油机正常工作时飞轮转速为2400r/min，下列判断正确的是（　　） A．缺少压缩冲程，内能转化为机械能 B．缺少做功冲程，机械能转化为内能 C．每秒完成20个工作循环 D．每秒燃气对活塞做功40次 【答案】C 【解答】解：AB．如图是四冲程汽油机一个工作循环的其中三个冲程，由图可知，甲图为进气冲程、乙图为压缩冲程、丙图为排气冲程，故缺少做功冲程，该冲程中，燃气对活塞做功，内能转化为机械能，故A、B错误； CD．该汽油机正常工作时飞轮转速为2400r/min＝40r/s，则该飞轮每秒转40圈，1个工作循环中，包含4个冲程，飞轮转2圈，对活塞做功1次，故该汽油机每秒完成20个工作循环，对活塞做功20次，故C正确，D错误。 故选：C。 二．填空题 6．如图甲所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间后，塞子被试管内水蒸气推出，水蒸气的 　 　 能转化为塞子的机械能；此能量转化过程与图 　 　 中汽油机的工作过程是一致的。若汽油机每秒钟对外做功的次数为15次，则该汽油机飞轮的转速为 　 　 r/min。 【答案】内；丙；1800。 【解答】解： （1）用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间后，塞子被试管内水蒸气推出，水蒸气对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能； （2）图乙中进气门、排气门关闭，活塞由下向上运动，是压缩冲程； 图丙中进气门、排气门关闭，活塞由上向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能；汽油机的做功冲程与甲实验过程中能量的转化是一致的； （3）汽油机每秒内对外做功15次，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功1次，所以1s内，飞轮转30圈，1min飞轮转动的圈数为60×30圈＝1800圈，即飞轮转速是1800r/min。 故答案为：内；丙；1800。 7．一台四冲程汽油机的转速为3000r/min，则4s内活塞往复 　 　 次，对外做功 　 　 次。 【答案】200；100。 【解答】解：四冲程汽油机的一个工作循环，经历4个冲程，活塞往复2次，飞轮转动2周，对外做功1次。 已知这台汽油机的飞轮转速为3000r/min＝50r/s，由上述数量关系可知，1s内该汽油机的活塞往复50次，对外做功25次，所以，4s内该汽油机的活塞往复200次，对外做功100次。 故答案为：200；100。 8．有一台单缸四冲程汽油机，该汽油机工作时，1s对外做功20次，则飞轮的转速是 　 　 r/min。用水循环带走汽油机产生的热量，这是利用了水的 　 　 较大的特性。 【答案】2400；比热容。 【解答】解：单缸四冲程汽油机一个工作循环中，飞轮转动2圈，对外做功1次。 已知1秒对外做功20次，由于每做功1次对应飞轮转动2圈（一个工作循环），所以1秒内飞轮转动的圈数为 20×2＝40 圈，1分钟有60秒，因此1分钟内飞轮转动的圈数为 40×60＝2400圈，故飞轮转速为2400 r/min；用水循环带走汽油机产生的热量，是因为水的比热容较大。根据比热容的定义，相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度时，水能够吸收更多的热量，从而更有效地带走热量，实现冷却效果。 故答案为：2400；比热容。 9．小明用塑料矿泉水瓶进行了如下探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（图甲）；扭转瓶子（图乙），轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，瓶内气体的内能 　 　 （增大/减小/不变），同时瓶内出现白雾。此时能量转化与丙、丁图中汽油机 　 　 （丙/丁）的工作过程一致，若某台汽油机1s内对外做功20次，则飞轮转速是 　 　 r/min。 【答案】减小；丙；2400。 【解答】解：（1）当瓶盖被瓶内的气体冲出时，是瓶内气体对瓶盖做功，内能转化为机械能，瓶内气体的内能减小，这一过程与四冲程内燃机的做功冲程相似，故这个过程与图丙冲程相似； （2）如果此汽油机每秒内对外做功20次，则每秒完成20个工作循环，飞轮每秒转40圈，即每分钟转2400圈，所以，飞轮的转速为2400r/min。 故答案为：减小；丙；2400。 10．某汽油机每秒钟完成60个冲程，则曲轴的转速为 　 　 r/min，每个冲程活塞移动行程为0.1m，做功冲程中气缸内燃气的平均推力为3000N，一个做功冲程燃气做功 　 　 ，汽油机的功率为 　 　 。 【答案】1800；300J；4500W。 【解答】解：（1）已知每秒钟完成60个冲程，对外做功15次，汽油机的曲轴转动30转，则每分钟的转数：30×60s＝1800r/min，即曲轴的转速为1800r/min； （2）一个做功冲程燃气做的功：W＝Fs＝3000N×0.1m＝300J， （3）已知1s内汽油机对外做功15次，则做一次功所用的时间：ts， 汽油机的功率：P4500W。 故答案为：1800；300J；4500W。 11．（1）地铁的建造过程需要大型机械——盾构机，如图1所示，盾构机在施工过程中，通过 　 　 （填“做功”或“热传递”）方式使盾构机产生大量的热，其内部的水冷循环系统可以给盾构机及时降温，用水冷却主要是利用了水的 　 　 比较大的特性。 （2）某同学利用塑料瓶制作的“水火箭”如图2甲所示，其原理是压缩空气使水从“火箭”尾部向下喷出，推动“火箭”飞向空中。往“水火箭”里打气相当于图2乙中 　 　 （选填“A”或“B”）所示的内燃机冲程；若该热机1s内对外做功15次，则飞轮转速是 　 　 r/min。 【答案】（1）做功；比热容；（2）A；1800。 【解答】解：（1）盾构机在施工过程中，克服摩擦做功，使盾构机的内能增加，温度升高，这是通过做功的方式改变物体的内能。 水的比热容较大，与其它相同质量的物质相比，在吸收相同热量时，温度升高较少，所以冷却效果较好； （2）往“水火箭”里打气时，压缩瓶内空气做功，空气的内能增大，温度升高，相当于图乙中A所示的内燃机压缩冲程，而B是做功冲程。 若该热机1s内对外做功15次，则飞轮的转数是30r/s，即1800r/min。 故答案为：（1）做功；比热容；（2）A；1800。 12．某单缸四冲程汽油机在1s内完成了60个冲程，每个做功冲程做功1200J，则该汽油机工作时飞轮的转速为 　 　 r/min。该发动机功率是 　 　 W。 【答案】1800；18000。 【解答】解：由于1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次，当汽油机在1s内完成了60个冲程，15个循环，该汽油机1s内对外做功15次；1s内转动的圈数为15×2＝30r，则1min转动的圈数为30r/s×60s＝1800r，故该汽油机工作时飞轮的转速为1800r/min； 1s内汽油机做的功：W＝15×1200J＝18000J； 汽油机的功率： P18000W。 故答案为：1800；18000。 知识点04 柴油机与汽油机的区别与联系 一．单项选择题 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．小轿车 B．客运飞机 C．载重汽车 D．轮船 【答案】A 【解答】解：A、汽油机比柴油机轻巧，制造成本低，噪声较小，低温起动性较好，小轿车和轻型货车则大多用顶置气门水冷式汽油机，故A正确； BCD、柴油机比较笨重，体积较大，柴油机压缩比很高，热效率和经济性都要好于汽油机，同时在相同功率的情况下，柴油机的扭矩大，由于上述特点，柴油发动机一般用于大、中型载重货车上，所以载重汽车、客运飞机和轮船使用柴油机，故BCD错误。 故选：A。 2．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，汽油机汽缸顶部有火花塞，柴油机汽缸顶部有喷油嘴 B．吸气冲程中，柴油机吸入汽缸的是空气和柴油，汽油机吸入汽缸的是汽油 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．汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式 【答案】B 【解答】解：A．在构造上，汽油机汽缸顶部有火花塞，用于在做功冲程开始时点燃燃料；柴油机汽缸顶部有喷油嘴，用于做功冲程开始时向汽缸内喷射柴油。故A正确； B．在吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入的是纯净的空气。故B错误； C．柴油机的压缩比较大，在压缩冲程中，活塞对汽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，柴油机汽缸内气体的温度和压强比汽油机的高。故C正确； D．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；汽油机是利用火花塞产生电火花点燃燃料，属于点燃式。故D正确。 故选：B。 3．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气缸 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 【解答】解：A、汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴，故A错误； B、工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气，故B错误； C、四冲程汽油机在工作过程中，进气门打开的冲程是吸气冲程，故C错误； D、柴油机的压缩冲程中，机械能转化为空气的内能，故D正确。 故选：D。 4．如图所示是一个四冲程柴油机的剖面图，下列关于柴油机和汽油机工作的相关说法不正确的是（　　） A．柴油机和汽油机吸气冲程吸进的都是空气 B．除了做功冲程外，其余冲程都需要依靠曲轴的惯性完成 C．柴油机顶部是喷油嘴，汽油机顶部是火花塞 D．柴油机多用于载重汽车、火车、轮船、拖拉机等 【答案】A 【解答】解：A、汽油机在吸气冲程吸进的是汽油和空气的混合物，柴油机在吸气冲程吸进的是空气，故A错误，符合题意； B、四冲程内燃机包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程。做功冲程是将内能转化为机械能，使机器获得动力；而吸气、压缩、排气冲程靠曲轴的惯性来完成，故除了做功冲程外，其余冲程都需要依靠惯性完成，故B正确，不符合题意； C、柴油机和汽油机的结构不同：柴油机的顶部有喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞，故C正确，不符合题意； D、柴油机功率大，经济性能好，适用于载重汽车、火车、轮船、拖拉机等，故D正确，不符合题意； 故选：A。 5．柴油机的热效率世界纪录已突破53%。下列关于四冲程汽油机、柴油机工作过程的几种说法，正确的是（　　） A．汽油机的压缩程度比柴油机更高，输出功率更大 B．汽油机比较笨重，主要应用于坦克、拖拉机 C．柴油机在吸气冲程中吸入气缸的只有柴油 D．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴 【答案】D 【解答】解：A．柴油机的压缩程度比汽油机更高，这样才能使柴油在压缩冲程末更好地燃烧，输出功率更大，故A错误； B．柴油机比较笨重，主要应用于坦克、拖拉机等，汽油机比较轻巧，常用于汽车等，故B错误； C．柴油机在吸气冲程中吸入气缸的只有空气，柴油是在压缩冲程末由喷油嘴喷入气缸的，故C错误； D．柴油机顶部有喷油嘴，用于喷入柴油；汽油机顶部有火花塞，用于点燃汽油和空气的混合物，故D正确。 故选：D。 二．填空题 6．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。 【解答】解：在构造上汽油机汽缸顶部有火花塞，而柴油机的汽缸顶部有喷油嘴； 汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合气体，柴油机在吸气冲程中吸入空气。 故答案为：火花塞；空气。 7．如图所示是某种内燃机某一冲程的示意图，据图回答问题： （1）这种内燃机是　 　 （填“汽油机”或“柴油机”）。 （2）它在吸气冲程吸入的物质是　 　 （填“空气”“燃料”或“空气和燃料的混合物”）。 【答案】（1）柴油机；（2）空气。 【解答】解：（1）由图可知，内燃机的顶端是喷油嘴，所以该内燃机是柴油机； （2）在柴油机的吸气冲程中吸入的是空气。 故答案为：（1）柴油机；（2）空气。 学科网（北京）股份有限公司 $ ►第十四章 内能的利用 第2节热机 ■知识点01 热机的定义与种类 ■知识点02 内燃机的四个冲程区分及其能量转化 ■知识点03 有关内燃机工作循环的计算 ■知识点04 柴油机与汽油机的区别与联系 知识点01 热机的定义与种类 一．单项选择题 1．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 2．下列机械的动力装置不是使用热机的是（　　） A．玉兔号月球车 B．山东号航母 C．C919客机 D．长征五号火箭 3．下列设备不属于热机的是（　　） A．自行车 B．汽油机 C．蒸汽机 D．柴油机 4．如图所示的四种场景，能反映热机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 二．填空题 5．我国航天事业快速发展，长征系列火箭做出了巨大贡献！火箭的发动机属于热机。热机工作过程中通过燃料燃烧获取　 　 转化为机械能。火箭发射时，向发射塔喷射大量的水，利用水的　 　 较大的性质带走大量的热量，防止发射塔被烧坏。 6． 2024年9月25日，中国人民解放军向太平洋相关公海海域，成功发射1发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹（如图所示），飞越约1.2万公里，准确落入预定海域。该洲际弹道导弹的发动机是 　 　 （选填“电动机”或“热机”），工作时将 　 　 能转化为内能再转化为 　 　 能。 7．图甲为我国古代“省油灯”剖面示意图。向灯盏夹层内注水，能达到省油的目的。主要利用了水的 　 　 较大，能较快降低油的温度，减慢油的蒸发。图乙是全自动无人驾驶地铁列车，该列车为纯电力驱动，能够实现自动唤醒、自动启停、自动开关门等功能。该款全自动无人驾驶地铁列车 　 　 （选填“属于”或“不属于”）热机。 知识点02 内燃机的四个冲程区分及其能量转化 一．单项选择题 1．为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，某汽车集团研发了一款新型汽车，如图为其发动机某一冲程示意图，此冲程的名称是（　　） A．吸气冲程 B．做功冲程 C．排气冲程 D．压缩冲程 2．某工程队使用的小型柴油动力夯土机如图所示。其内燃机工作时，有一个冲程是通过气缸内柴油燃烧产生的高温高压气体推动活塞，使夯土机的夯锤上下运动完成夯实作业的。该冲程是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 3．如图所示，四幅图中描述做功冲程的是（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，四冲程汽油机的气缸中，火花塞产生电火花点燃混合气体，活塞在高温高压气体推动下向下运动。该冲程属于（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 5．下图是四冲程内燃机某个冲程的示意图。根据图中活塞和曲轴的位置、进气门和排气门的开闭情况，可以判断该冲程是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 6．对于图中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（　　） A．甲：玻璃筒内的空气被压缩后内能增大，这是由于棉花燃烧放热 B．乙：塞子跳起时，瓶内气体内能减小，这是通过做功的方式改变的 C．丙：整个过程的能量转化情况为：内能→化学能→机械能 D．丁：该冲程为内燃机的做功冲程，曲轴每转一圈发生一次该冲程 7．如图表示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图，它们正确的排列顺序为（　　） A．甲、乙、丙、丁 B．丙、丁、甲、乙 C．甲、丁、乙、丙 D．丙、甲、丁、乙 8．下列热机冲程示意图中（火花塞产生电火花未画出），利用机械能转化为内能的冲程是（　　） A． B． C． D． 9．如图中，在烧杯内盛少量的水，并盖紧瓶塞。向瓶内打气，当瓶塞跳起时有能量发生转化。汽油机的四个冲程中，与此时能量转化相同的是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 10． 2024年12月，长征五号运载火箭成功发射，下列说法正确的是（　　） A．火箭喷出高温高压燃气的同时，空气对火箭施加了推动力 B．火箭发射时的能量转化与热机中做功冲程的能量转化相同 C．火箭加速升空的过程中，火箭的动能转化为重力势能 D．火箭升空过程中与空气摩擦，这是通过热传递使火箭内能增加 11．如图所示的是我国传统的走马灯。点燃底部的蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸片小人转动，此过程中的能量转化与四冲程汽油机的下列哪个冲程是相同的（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 12．如图所示，向一个装有水的玻璃瓶里打气，当瓶塞跳起时，瓶内出现“白雾”。下列内燃机的四个冲程中与“白雾”产生时的能量转化过程相同的是（　　） A． B． C． D． 13．2025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 二．填空题 14．汽油机的一个工作循环包括四个冲程：吸气冲程、　 　 冲程、做功冲程和排气冲程。其中只有　 　 冲程是对外做功的。 15．如图甲所示是汽油机的四个冲程。 （1）图甲为汽油机的一个工作循环示意图，A、B、C、D四个冲程正确的工作顺序是 　 　 ； （2）如图乙所示，空气压缩引火仪压缩活塞使棉花着火是 　 　 能转化为 　 　 能，等效于上述A、B、C、D四个冲程中 　 　 （填“A”、“B”、“C”或“D”）冲程。 16．如图所示为汽油机的 　 　 冲程，在这个冲程中，活塞是通过 　 　 的方式使气缸内物质内能增大的。 17．《宋史•兵志》记载：“又造突火枪，以钜竹为筒，内安子窠（弹丸），如烧放，焰绝然后子窠发出，如炮声，远闻百五十余步。”如图所示，弹丸被喷出的过程主要发生的能量转化是内能转化为 　 　 能，该能量转化与四冲程汽油机的 　 　 冲程相同；发射弹丸后一会儿，人们会闻到火药味，这是 　 　 现象。 18．如图所示，这是我国古代劳动人民使用的一种点火器，它以牛角做套筒，木制推杆前端黏附艾绒，取火时，一手握住套筒，一手猛推杆入筒，随即将杆拔出，艾绒即燃。手推杆入筒的过程中，将机械能转化为　 　 能，这一过程中的能量转化与四冲程汽油机的　 　 冲程相同。 19．如图是我国最新的燃气轮机，工作原理是：压气机从大气中吸入空气并将其压缩，压缩过程中能量的转化是　 　 ；燃料与压缩后的空气被送入燃烧室混合后燃烧，为燃气轮机提供巨大能量，该过程相当于内燃机的　 　 冲程。 知识点03 有关内燃机工作循环的计算 一．单项选择题 1．一台四冲程汽油机，飞轮转速为3600r/min，则每秒对外做功次数为（　　） A．30次 B．60次 C．15次 D．120次 2．一台内燃机飞轮的转速是3000转/分，那么在每秒钟内一个气缸里燃气推动活塞做功的次数（　　） A．300次 B．100次 C．50次 D．25次 3．一台四冲程内燃机的飞轮转速为600r/min，下列说法正确的是（　　） A．1s飞轮转10圈，完成20个冲程 B．1s完成10个冲程，做功5次 C．1min飞轮转1200圈，完成600个冲程 D．1min完成300个冲程，做功150次 4．小明家的汽车发动机为四缸汽油机。该发动机在工作时气缸内的燃气的平均气压为1×106Pa，汽缸的横截面积为50cm2，活塞的行程长10cm，转速3600r/min。则该发动机的功率为（　　） A．15kW B．30kW C．60kW D．75kW 5．如图是四冲程汽油机一个工作循环的其中三个冲程，已知该汽油机正常工作时飞轮转速为2400r/min，下列判断正确的是（　　） A．缺少压缩冲程，内能转化为机械能 B．缺少做功冲程，机械能转化为内能 C．每秒完成20个工作循环 D．每秒燃气对活塞做功40次 二．填空题 6．如图甲所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间后，塞子被试管内水蒸气推出，水蒸气的 　 　 能转化为塞子的机械能；此能量转化过程与图 　 　 中汽油机的工作过程是一致的。若汽油机每秒钟对外做功的次数为15次，则该汽油机飞轮的转速为 　 　 r/min。 7．一台四冲程汽油机的转速为3000r/min，则4s内活塞往复 　 　 次，对外做功 　 　 次。 8．有一台单缸四冲程汽油机，该汽油机工作时，1s对外做功20次，则飞轮的转速是 　 　 r/min。用水循环带走汽油机产生的热量，这是利用了水的 　 　 较大的特性。 9．小明用塑料矿泉水瓶进行了如下探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（图甲）；扭转瓶子（图乙），轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，瓶内气体的内能 　 　 （增大/减小/不变），同时瓶内出现白雾。此时能量转化与丙、丁图中汽油机 　 　 （丙/丁）的工作过程一致，若某台汽油机1s内对外做功20次，则飞轮转速是 　 　 r/min。 10．某汽油机每秒钟完成60个冲程，则曲轴的转速为 　 　 r/min，每个冲程活塞移动行程为0.1m，做功冲程中气缸内燃气的平均推力为3000N，一个做功冲程燃气做功 　 　 ，汽油机的功率为 　 　 。 11．（1）地铁的建造过程需要大型机械——盾构机，如图1所示，盾构机在施工过程中，通过 　 　 （填“做功”或“热传递”）方式使盾构机产生大量的热，其内部的水冷循环系统可以给盾构机及时降温，用水冷却主要是利用了水的 　 　 比较大的特性。 （2）某同学利用塑料瓶制作的“水火箭”如图2甲所示，其原理是压缩空气使水从“火箭”尾部向下喷出，推动“火箭”飞向空中。往“水火箭”里打气相当于图2乙中 　 　 （选填“A”或“B”）所示的内燃机冲程；若该热机1s内对外做功15次，则飞轮转速是 　 　 r/min。 12．某单缸四冲程汽油机在1s内完成了60个冲程，每个做功冲程做功1200J，则该汽油机工作时飞轮的转速为 　 　 r/min。该发动机功率是 　 　 W。 知识点04 柴油机与汽油机的区别与联系 一．单项选择题 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．小轿车 B．客运飞机 C．载重汽车 D．轮船 2．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，汽油机汽缸顶部有火花塞，柴油机汽缸顶部有喷油嘴 B．吸气冲程中，柴油机吸入汽缸的是空气和柴油，汽油机吸入汽缸的是汽油 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．汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式 3．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气缸 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 4．如图所示是一个四冲程柴油机的剖面图，下列关于柴油机和汽油机工作的相关说法不正确的是（　　） A．柴油机和汽油机吸气冲程吸进的都是空气 B．除了做功冲程外，其余冲程都需要依靠曲轴的惯性完成 C．柴油机顶部是喷油嘴，汽油机顶部是火花塞 D．柴油机多用于载重汽车、火车、轮船、拖拉机等 5．柴油机的热效率世界纪录已突破53%。下列关于四冲程汽油机、柴油机工作过程的几种说法，正确的是（　　） A．汽油机的压缩程度比柴油机更高，输出功率更大 B．汽油机比较笨重，主要应用于坦克、拖拉机 C．柴油机在吸气冲程中吸入气缸的只有柴油 D．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴 二．填空题 6．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　 　 。 7．如图所示是某种内燃机某一冲程的示意图，据图回答问题： （1）这种内燃机是　 　 （填“汽油机”或“柴油机”）。 （2）它在吸气冲程吸入的物质是　 　 （填“空气”“燃料”或“空气和燃料的混合物”）。 学科网（北京）股份有限公司 $