14.3 热机（同步练习）-2026-2027学年九年级物理全一册同步练习（沪科版2024）

**基本信息** 九年级物理沪科版2024年第十四章第三节“热机”同步练，以“基础认知-理解应用-综合拓展”分层设计，覆盖热机概念、四冲程原理及能量转化，适配新授课知识巩固与科学思维培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|热机识别、基本定义|单选题1-2（设备分类）、填空题13/18/21（汽油机特征、热机种类），强化物理观念中的能量观念| |理解应用|四冲程过程、能量转化|单选题3-12（冲程判断）、填空题14-17/19-22（转速计算、冲程能量转化），体现科学思维的模型建构与推理| |综合拓展|实际应用与计算|综合题23（四缸发动机功与压强计算），融合科学探究的问题分析与证据推导|

2026-2027学年九年级物理全一册同步练习（沪科版2024） 第十四章 内能与热机 第三节 热机 一、单选题 1．下列设备不属于热机的是 A．电风扇 B．汽油机 C．柴油机 D．蒸汽机 2．下列工具工作过程中使用热机的是（　　） A．“山东舰”上的战斗机 B．奥运会上的帆船 C．共享单车 D．电动新能源汽车 3．关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（　　） A．吸气冲程：只吸入空气 B．压缩冲程：缸内温度降低 C．做功冲程：气体推动活塞做功 D．排气冲程：内能转化为机械能 4．关于内燃机的下列说法中正确的是（　　） A．汽油机顶部有喷油嘴 B．在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能 C．进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程 D．柴油机在吸气冲程中吸入柴油和空气 5．如图所示为汽油机工作过程的示意图，下列说法正确的是（　　） A．图甲是排气冲程，依靠飞轮的惯性工作 B．图乙是压缩冲程活塞向上运动 C．图丙是做功冲程内能转化为机械能 D．图丁是吸气冲程，吸入的只有空气 6．下列关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是（　　） A．柴油机气缸顶部有个喷油嘴，汽油机气缸顶部有个火花塞 B．柴油机采用点燃式点火，汽油机采用压燃式点火 C．汽油机与柴油机使用的燃料不同 D．汽油机吸入气缸里的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入气缸里的是空气 7．关于热机的能量转化过程，下列说法正确的是（    ） A．将势能转化为动能 B．将内能转化为机械能 C．将机械能转化为化学能 D．主要目的是通过热传递改变物体的内能 8．下列关于内燃机的说法，正确的是（　　） A．汽油机是压燃式点火 B．一个工作循环对外做功2次 C．做功冲程时把机械能转化为内能 D．压缩冲程是靠飞轮惯性完成 9．热机包括内燃机,柴油机和汽油机都属于内燃机,关于热机的下列说法中正确的是（　　） 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、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程 D．在柴油机压缩冲程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能 10．四冲程汽油机中，使汽车获得动力的冲程的能量转化情况是（    ） A．内能转化为化学能 B．电能转化为机械能 C．内能转化为机械能 D．机械能转化为内能 11．下面关于汽油机和柴油机的说法中，错误的是（　　） A．汽油机和柴油机使用的燃料不同 B．柴油机和汽油机做功冲程都是将内能转化为机械能 C．柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞 D．汽油机和柴油机的效率没有差别，完全相同 12．下图是四冲程汽油机的工作示意图，下列判断正确的是（    ） A．正确的工作顺序是丙甲丁乙 B．靠惯性完成的冲程是甲乙丙 C．甲冲程将内能转化为机械能 D．丁冲程将机械能转化为内能 二、填空题 13．小明家买了一辆家用轿车，小明非常喜欢，整天围着轿车转来转去，一天当父亲检查发动机时，小明发现发动机上有火花塞，据此判断这台发动机是____油机，火花塞工作后的一个冲程，发动机把____能转化为____能． 14．一台四冲程内燃机1s时间内完成了80个冲程，则该内燃机在1s时间内对外做了__________次功，飞轮的转速为__________r/min。在压缩冲程中，气体的温度升高，这是通过的__________方式增加内能，图中__________（填序号）表示该冲程。 15．如图所示是内燃机某一冲程的示意图，其中喷油嘴正在喷油，由图可知： （1）这种内燃机是______（选填“汽油机”或“柴油机”）；它在吸气冲程吸入的物质是______ （选填“空气”“汽油”“柴油”或“空气和汽油的混合物”）； （2）内燃机的一个工作循环中活塞往复运动______次。 16．汽油机的一个工作循环有四个冲程，如图是______冲程。一台单缸四冲程汽油机曲轴转速是3600r/min，此汽油机每秒钟对外做功______次。 17．如图所示，甲图是四冲程汽油机工作状态示意图，此时它处在 __________冲程，这个冲程中气缸内气体的内能将 __________（选填“增大”“减小”或“不变”），其能量转化情况与 __________（选填“乙”或“丙”）图相同。    18．热机的种类很多，最常见的是__________，它包括__________和__________；其他还有__________、__________、__________． 19．现代汽车的发动机傲都是四冲程内燃机，在四冲程汽油机工作过程中，压缩冲程是通过____方式使汽缸内燃料混合物的内能____（选填“增大”或“减小”）。 20．压缩空气储能是一项全新的储能技术，它将多余电能利用压缩机把空气压缩到密闭容器中，该过程是通过___方式将能量转化为气体的内能并储存。需要时，使压缩空气膨胀推动机器转动，又将内能转化成___能，这一过程类似于四冲程汽油机的___冲程。一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3600r/min，该柴油机活塞1s对外做功___次。 21．热机是把______能转为______能的机器。燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机叫做内燃机，常见的内燃机有______和______两种。四冲程内燃机的一个工作循环是由______、______、______和______四个冲程组成的。在一个工作循环中，曲轴转动______周，燃气对活塞做功______次。在内燃机工作的四个冲程中，只有______冲程对外做功，其他三个辅助冲程要靠飞轮的______来完成。 22．汽油机将内能转化为机械能的是___________冲程，汽缸内气体内能最小的是___________冲程。某单缸四冲程汽油机飞轮转速是 1 800 r/ min，则此汽油机每秒对外做功___________次。 三、综合题 23．如图为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作． （1）发动机在做功冲程里，高温、高压的_____推动活塞向下运动，对外做功，同时将_____能转化为_____能． （2）有一台四缸发动机，其主要技术指标如右表所示．其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（既冲程长）．转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数． ①该发动机在1s内做功_____J，单缸排量V=_____L． ②在每个做功冲程里，发动机做功W=_____J． （3）在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W=pV，式中p表示燃气对活塞的压强，则p=_____Pa．（1L=10﹣3m3） （4）如图为发动机在做功冲程中的示意图．下面给出了公式W=pV的证明，请将推导过程补充完整（要求各表达式均用S、l或p表示）：设活塞的面积为S，冲程长为l，燃气对活塞的压强为p，则燃气对活塞的压力F=_____，燃气对活塞所做的功W=_____，又根据数学知识可知发动机的单缸排量V=_____，故W=pV． 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年九年级物理全一册同步练习（沪科版2024） 第十四章 内能与热机 第三节 热机 一、单选题 1．下列设备不属于热机的是 A．电风扇 B．汽油机 C．柴油机 D．蒸汽机 【答案】A 【详解】汽油机、柴油机、蒸汽机都是燃料燃烧产生的内能最终转化为机械能，属于热机，而电风扇是利用电能转化为机械能的，不属于热机，故选Ａ。 2．下列工具工作过程中使用热机的是（　　） A．“山东舰”上的战斗机 B．奥运会上的帆船 C．共享单车 D．电动新能源汽车 【答案】A 【详解】A．战斗机，使用燃油做燃料，利用燃油燃烧产生燃气的内能转化成机械能，属于热机，故A符合题意； B．帆船，利用风能，不属于热机，故B不符合题意； C．共享单车，消耗人体的化学能转化为自行车的机械能，不属于热机，故C不符合题意； D．新能源电动车，消耗的是电池的电能转化成机械能，不属于热机，故D不符合题意。 故选A。 3．关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（　　） A．吸气冲程：只吸入空气 B．压缩冲程：缸内温度降低 C．做功冲程：气体推动活塞做功 D．排气冲程：内能转化为机械能 【答案】C 【详解】A．吸气冲程：吸入空气和汽油的混合物，故A错误； B．压缩冲程：活塞压缩混合气做功，缸内气体内能增大，温度升高，故B错误； C．做功冲程：燃烧后的高温高压气体推动活塞做功，内能转化为机械能，故C正确； D．排气冲程：排气门打开，进气门开闭，由飞轮的惯性带曲轴转动，带活塞上移，排出废气，不涉及内能与机械能间的转化，故D错误。 故选C。 4．关于内燃机的下列说法中正确的是（　　） A．汽油机顶部有喷油嘴 B．在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能 C．进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程 D．柴油机在吸气冲程中吸入柴油和空气 【答案】C 【详解】A．汽油机顶部有的是火花塞，故A错误； B．在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为空气的内能，故B错误； C．做功冲程和压缩冲程进、排气门同时关闭，故C正确； D．柴油机在吸气冲程中吸入只有空气，故D错误。 故选C。 5．如图所示为汽油机工作过程的示意图，下列说法正确的是（　　） A．图甲是排气冲程，依靠飞轮的惯性工作 B．图乙是压缩冲程活塞向上运动 C．图丙是做功冲程内能转化为机械能 D．图丁是吸气冲程，吸入的只有空气 【答案】C 【详解】A．图甲，进气门关闭，排气门关闭，活塞向上运动，属于压缩冲程，故A错误； B．图乙，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，属于排气冲程，故B错误； C．图丙，进气门和排气门关闭，汽缸内燃料燃烧产生高温高压气体推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，故C正确； D．图丁，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，吸入的是空气和汽油的混合物，故D错误。 故选C。 6．下列关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是（　　） A．柴油机气缸顶部有个喷油嘴，汽油机气缸顶部有个火花塞 B．柴油机采用点燃式点火，汽油机采用压燃式点火 C．汽油机与柴油机使用的燃料不同 D．汽油机吸入气缸里的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入气缸里的是空气 【答案】B 【详解】AB．柴油机气缸顶部有个喷油嘴，点火方式为压燃式，汽油机气缸顶部有个火花塞，点火方式为点燃式，故A正确，不符合题意，B错误，符合题意； C．汽油机使用的燃料是汽油，柴油机使用的燃料是柴油，故C正确，不符合题意； D．汽油机吸入气缸里的是汽油和空气的混合物，而柴油机只吸入空气，故D正确，不符合题意。 故选B。 7．关于热机的能量转化过程，下列说法正确的是（    ） A．将势能转化为动能 B．将内能转化为机械能 C．将机械能转化为化学能 D．主要目的是通过热传递改变物体的内能 【答案】B 【详解】ABC．在热机的压缩冲程中，是机械能转化为内能的，在做功冲程中是内能转化机械能的，故AC错，B正确； D．热机的主要目的是通过做功的方式改变内能的，故D错误； 应选B． 8．下列关于内燃机的说法，正确的是（　　） A．汽油机是压燃式点火 B．一个工作循环对外做功2次 C．做功冲程时把机械能转化为内能 D．压缩冲程是靠飞轮惯性完成 【答案】D 【详解】A．汽油机是点燃式点火，故A错误； B．一个工作循环对外做功1次，故B错误； C．做功冲程时，把内能转化为机械能，故C错误； D．除做功冲程外，包括压缩冲程在内的三个冲程都是靠飞轮惯性完成的，故D正确。 故选D。 9．热机包括内燃机,柴油机和汽油机都属于内燃机,关于热机的下列说法中正确的是（　　） 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、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程 D．在柴油机压缩冲程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能 【答案】C 【详解】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．四冲程汽油机在做功冲程和压缩冲程中，进、排气门同时关闭，故C正确； D．柴油机的压缩冲程中，机械能转化为空气的内能，故D错误。 故选C。 10．四冲程汽油机中，使汽车获得动力的冲程的能量转化情况是（    ） A．内能转化为化学能 B．电能转化为机械能 C．内能转化为机械能 D．机械能转化为内能 【答案】C 【详解】四冲程汽油机中，使汽车获得动力的冲程是做功冲程，做功冲程中高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能。 故选C。 11．下面关于汽油机和柴油机的说法中，错误的是（　　） A．汽油机和柴油机使用的燃料不同 B．柴油机和汽油机做功冲程都是将内能转化为机械能 C．柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞 D．汽油机和柴油机的效率没有差别，完全相同 【答案】D 【详解】A．汽油机和柴油机使用的燃料不同，汽油机使用汽油，柴油机使用柴油，故A正确，不符合题意； B．柴油机和汽油机做功冲程都是将燃料燃烧释放内能推动活塞运动，将内能转化为机械能，故B正确，不符合题意； C．汽油机汽缸顶部有个火花塞，采用点燃式点火，柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，采用压燃式点火，故C正确，不符合题意； D．一般柴油机的压缩比比汽油的大得多，且汽缸内柴油燃烧要比汽油燃烧更充分，所以柴油机的效率更高一些，故D错误，符合题意。 故选D。 12．下图是四冲程汽油机的工作示意图，下列判断正确的是（    ） A．正确的工作顺序是丙甲丁乙 B．靠惯性完成的冲程是甲乙丙 C．甲冲程将内能转化为机械能 D．丁冲程将机械能转化为内能 【答案】B 【详解】甲中的两个气门都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程。乙中的进气门打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程。丙中的排气门气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程。丁中的两个气阀都关闭，活塞向下运动，火花塞产生电火花，所以为做功冲程。 A．汽油机一个工作循环是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，正确的工作顺序是乙甲丁丙，故A错误； B．除了做功冲程，其余的三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的，即靠惯性完成的冲程是甲乙丙，故B正确； C．甲中压缩冲程是活塞向上运动压缩汽油和空气的混合物，内能增加，温度升高，机械能转化为内能，故C错误； D．丁中做功冲程是电火花点燃汽油和空气的混合物，推动活塞向下运动，内能转化为机械能，故D错误。 故选B。 二、填空题 13．小明家买了一辆家用轿车，小明非常喜欢，整天围着轿车转来转去，一天当父亲检查发动机时，小明发现发动机上有火花塞，据此判断这台发动机是____油机，火花塞工作后的一个冲程，发动机把____能转化为____能． 【答案】 汽 内 机械 【分析】（1）柴油机和汽油机在构造上的不同是：汽油机顶部有一个火花塞，柴油机顶部有一个喷油嘴；（2）内燃机的四个冲程包括：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，其中做功冲程是高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，为其提供能量．汽油机在一个工作循环中，火花塞是在压缩冲程末工作． 【详解】由于发动机上有火花塞，则这台发动机是汽油机；由于火花塞是在压缩冲程末工作，所以火花塞工作后的一个冲程是做功冲程，由于做功冲程是将内能转化为机械能，所以火花塞工作后的一个冲程是将内能转化为机械能． 14．一台四冲程内燃机1s时间内完成了80个冲程，则该内燃机在1s时间内对外做了__________次功，飞轮的转速为__________r/min。在压缩冲程中，气体的温度升高，这是通过的__________方式增加内能，图中__________（填序号）表示该冲程。 【答案】 20 2400 做功 B 【详解】（1）[1][2]由于四冲程内燃机的一个工作循环完成四个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功一次，所以1s时间内完成了80个冲程，有20个工作循环，对外做功20次；飞轮的转速 （2）[3]在压缩冲程中，活塞由下向上压缩汽缸内的气体，即对气体做功，使得气体的内能增加，温度升高，这是通过做功的方式改变了汽缸内物质的内能。 [4] A．A图中进气门和排气门关闭，活塞向下运动，火花塞点火，为做功冲程，A符合题意； B．B图中进气门和排气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，B不符合题意； C．C图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，为排气冲程，C不符合题意； D．D图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，为吸气冲程，D不符合题意。 故选B。 15．如图所示是内燃机某一冲程的示意图，其中喷油嘴正在喷油，由图可知： （1）这种内燃机是______（选填“汽油机”或“柴油机”）；它在吸气冲程吸入的物质是______ （选填“空气”“汽油”“柴油”或“空气和汽油的混合物”）； （2）内燃机的一个工作循环中活塞往复运动______次。 【答案】 柴油机 空气 2 【详解】（1）[1][2]由题知，内燃机的顶端有喷油嘴，所以该内燃机是柴油机；在柴油机的吸气冲程中吸入的是空气。 （2）[3]四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次，所以内燃机的一个工作循环中活塞往复运动2次。 16．汽油机的一个工作循环有四个冲程，如图是______冲程。一台单缸四冲程汽油机曲轴转速是3600r/min，此汽油机每秒钟对外做功______次。 【答案】 做功 30 【详解】[1]如图，进气门和排气门都是关闭的，活塞向下运动，可以判断是做功冲程。 [2]飞轮转速是3600r/min=60r/s 表示每秒飞轮转动60圈，要经过120个冲程，对外做功30次。 17．如图所示，甲图是四冲程汽油机工作状态示意图，此时它处在 __________冲程，这个冲程中气缸内气体的内能将 __________（选填“增大”“减小”或“不变”），其能量转化情况与 __________（选填“乙”或“丙”）图相同。    【答案】 做功 减小 乙 【详解】[1][2]两个气门都关闭，活塞向下运动，因此是做功冲程；做功冲程，燃气对外做功，内能转化为机械能，气缸内气体的内能减小。 [3]乙图对试管中的水加热，产生的水蒸气膨胀对塞子做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能。 丙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧。是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程。因此与做功冲程原理相同的是乙图。 18．热机的种类很多，最常见的是__________，它包括__________和__________；其他还有__________、__________、__________． 【答案】 内燃机 汽油机 柴油机 蒸汽机 汽轮机 喷气发动机 【详解】热机包括蒸汽机、内燃机、喷气发动机、汽轮机等，在日常生活中我们最常见的是内燃机；内燃机包括汽油机和柴油机，故除了最常见的内燃机外还有蒸汽机、汽轮机、喷气发动机． 19．现代汽车的发动机傲都是四冲程内燃机，在四冲程汽油机工作过程中，压缩冲程是通过____方式使汽缸内燃料混合物的内能____（选填“增大”或“减小”）。 【答案】 做功 增大 【详解】[1][2]四冲程内燃机工作过程中有两次能量转换，压缩冲程中机械能转化为内能，做功冲程中内能转化为机械能，故压缩冲程是通过做功的方式使汽缸内燃料混合物的内能增大。 20．压缩空气储能是一项全新的储能技术，它将多余电能利用压缩机把空气压缩到密闭容器中，该过程是通过___方式将能量转化为气体的内能并储存。需要时，使压缩空气膨胀推动机器转动，又将内能转化成___能，这一过程类似于四冲程汽油机的___冲程。一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3600r/min，该柴油机活塞1s对外做功___次。 【答案】 做功 机械 做功 30 【详解】[1]将多余电能利用压缩机把空气压缩到密闭容器中，压缩气体做功，气体的内能增加，这是通过做功的方式改变物体的内能。 [2][3]需要时，使压缩空气膨胀推动机器转动，内能转化为车的机械能，这一过程类似于四冲程汽油机的做功冲程。 [4]已知飞轮转速为3600r/min=60r/s 因一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，所以，该柴油机1s对外做功30次。 21．热机是把______能转为______能的机器。燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机叫做内燃机，常见的内燃机有______和______两种。四冲程内燃机的一个工作循环是由______、______、______和______四个冲程组成的。在一个工作循环中，曲轴转动______周，燃气对活塞做功______次。在内燃机工作的四个冲程中，只有______冲程对外做功，其他三个辅助冲程要靠飞轮的______来完成。 【答案】内 机械 汽油机 柴油机 吸气 压缩 做功 排气 2/二/两 1/一 做功 惯性 【详解】[1][2]热机是指利用内能做功的机械，其工作原理是燃料的化学能燃烧后转化为内能，内能做功转化为机械能，因此，热机是把内能转为机械能的机器。 [3][4]常见的内燃机有汽油机和柴油机，它们分别用汽油和柴油作为燃料。 [5][6][7][8]四冲程内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成的。 [9]在一个工作循环中，包括4个冲程，吸气冲程中活塞向下运动，带动曲轴转半周，压缩冲程中活塞向上运动，带动曲轴转半周，压缩冲程中活塞向下运动，带动曲轴转半周，排气冲程活塞向上运动，带动曲轴转半周，则4个冲程中曲轴共转动2周。 [10]吸气冲程的目的是吸入空气或燃料，压缩冲程是活塞对汽缸内的气体做功使汽缸内气体或燃料的内能增加，温度升高，做功冲程中燃料迅速燃烧，使汽缸内气体体积迅速膨胀对活塞做功，排气冲程的作用是将汽缸内的废气排出，为下一步循环做好准备，故一个工作循环中燃气对活塞做功1次。 [11]通过以上分析可知，在内燃机工作的四个冲程中，只有做功冲程对外做功。 [12]做功冲程中汽缸内的气体体积膨胀对活塞做功，汽缸内气体的内能转化为活塞和曲轴的机械能，使飞轮具有一定的速度，由于惯性，飞轮会继续转动并带动活塞上下运动完成其他冲程，故其他三个辅助冲程要靠飞轮的惯性工作的。 22．汽油机将内能转化为机械能的是___________冲程，汽缸内气体内能最小的是___________冲程。某单缸四冲程汽油机飞轮转速是 1 800 r/ min，则此汽油机每秒对外做功___________次。 【答案】 做功 吸气 15 【详解】[1]汽油机的做功冲程是通过气体对外做功将内能转化为机械能的。 [2]在吸气冲程中，活塞向下运动，吸入空气和汽油的混合物。由于此时气体尚未被压缩和加热，所以其温度和压力都相对较低，内能也是最小的。 [3]汽油机的转速为1800r/min，说明1s内汽油机曲轴的转动次数等于30r，一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，1s内曲轴转动30次，故对外做功15次。 三、综合题 23．如图为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作． （1）发动机在做功冲程里，高温、高压的_____推动活塞向下运动，对外做功，同时将_____能转化为_____能． （2）有一台四缸发动机，其主要技术指标如右表所示．其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（既冲程长）．转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数． ①该发动机在1s内做功_____J，单缸排量V=_____L． ②在每个做功冲程里，发动机做功W=_____J． （3）在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W=pV，式中p表示燃气对活塞的压强，则p=_____Pa．（1L=10﹣3m3） （4）如图为发动机在做功冲程中的示意图．下面给出了公式W=pV的证明，请将推导过程补充完整（要求各表达式均用S、l或p表示）：设活塞的面积为S，冲程长为l，燃气对活塞的压强为p，则燃气对活塞的压力F=_____，燃气对活塞所做的功W=_____，又根据数学知识可知发动机的单缸排量V=_____，故W=pV． 【答案】内 机械 1.2×105 0.5 600 1.2×106 pS pSl Sl 【详解】试题分析：（1）在内燃机的做功冲程中，是燃气的内能转化为活塞的机械能； （2）发动机做的功W=Pt，将功率值代入即可求解； 四缸发动机的容量是2.0L，所以每个汽缸的容量是0.5L； 解决此题要知道发动机飞轮每转动两周里做功一次，所以结合表格数据可知，该发动机每分钟可以做功3000次； （3）结合公式W=pV变形可得P=，将功和单缸排量值代入即可得出答案； （4）推导公式时需要结合压强公式、功的公式及几何知识进行分析解答． 解： （1）在做功冲程中，燃气内能对外做功，将内能转化为机械能； （2）已知输出功率是120kW，所以每秒做功W=1.2×105W×1s=1.2×105J； 由表格信息可知， ①因为转速为6000r/min，四冲程内燃机每个工作循环曲轴转两周、做功一次， 所以1s内做功50次， 因为四缸总排量为2.0L， 单缸排量：v=×2.0L=0.5L， 所以发动机在1s内做功1.2×105J， ②因为发动机有四个缸同时工作， 所以每个缸1s内做功：W=×1.2×105J=3×104J， 因为1s内做功50次， 所以每个做功冲程做功：W′=×3×104J=600J． （3）因为W′=pV，V=0.5L=0.5×10﹣3m3， 所以燃气对活塞的压强：p===1.2×106Pa （4）由压强公式p=可知，F=PS， 活塞做功W=Fl=pSl，而V=Sl， 所以W=pV； 故答案为（1）内；机械；（2）①1.2×105；0.5；②600；（3）1.2×106；（4）pS；psl；Sl． 【点评】此类综合性的题目，要结合内燃机的四个冲程特点，压强公式及其做功公式，联系几何知识共同解答． 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $