14.3 热 机（高效培优·讲义）物理新教材沪科版九年级全一册

本讲义聚焦初中物理“热机”核心知识点，系统梳理热机定义、能量转化（化学能→内能→机械能）及分类，深入解析汽油机与柴油机的四冲程工作原理（吸气、压缩、做功、排气），通过对比表格明确两者构造、点火方式等差异，构建从基础概念到实际应用的学习支架。 该资料以新课标核心素养为导向，通过迷你实验室（如燃气推动橡胶塞实验）培养科学探究能力，采用表格对比法和口诀强化科学思维中的模型建构，结合火箭、汽车等生活实例深化能量观念。课中辅助教师突破冲程判断等难点，课后通过分层练习帮助学生查漏补缺，提升知识应用能力。

第14.3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 热机的基本概念与分类 考点02 汽油机的工作原理与冲程分析 考点03 柴油机的工作原理及与汽油机的区别 考点04 热机的应用及能量转化意义 03 避坑指南·解题通法 角度01 热机能量转化辨析 角度02 四冲程内燃机冲程判断及特点区分 角度03 汽油机与柴油机核心差异辨析 角度04 热机应用场景及原理匹配判断 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. 理解热机的定义、工作原理，知晓热机的分类，明确热机的能量转化过程。 2. 掌握汽油机的构造、四个冲程的工作过程，能准确判断各冲程的特点及能量转化。 3. 了解柴油机的构造与工作原理，熟练区分汽油机与柴油机在构造、吸气、点火、应用等方面的差异。 4. 知晓热机在生产生活中的应用，体会热机对人类文明进程的推动作用，了解火箭发动机的工作原理。 5. 能结合四冲程工作原理，分析热机相关实验现象及实际问题，解决简单的冲程判断、能量转化类题目。 1. 结合生活实例（汽车、飞机发动机），梳理热机“内能转化为机械能”的核心原理，区分热机与其他发动机的本质差异。 2. 通过绘制四冲程示意图、对比各冲程的气门状态、活塞运动方向，总结冲程判断技巧，牢记压缩和做功冲程的能量转化。 3. 采用表格对比法，从构造、吸入气体、点火方式、压缩程度、应用场景五个维度，梳理汽油机与柴油机的区别，强化记忆。 4. 结合教材迷你实验室、科学书屋内容，联系生活实际，理解热机应用的场景特点，体会能量转化的实际意义。 5. 依托典型例题和实验分析，总结热机相关题目解题思路，重点突破冲程判断、能量转化、差异辨析三大核心考点。 考点01 热机 列车风驰电掣，舰船劈波斩浪，飞机凌空穿云，这些交通工具能够正常运行，核心在于发动机。发动机是将其他形式的能量转化为机械能的机器，而热机是其中重要的一类，在生产生活中应用广泛。 1. 定义 能将燃料燃烧时释放的 转化为 的发动机，叫做热机（heat engine）。 2. 能量转化 热机工作过程中，能量转化路径为：燃料的 →燃料燃烧释放的 → （对外做功）。 3.分类 常见的热机根据工作方式和燃料燃烧位置不同，可分为以下几类： （1）蒸汽机：燃料在气缸外部燃烧，通过加热水产生水蒸气，利用水蒸气膨胀做功，是早期的热机，广泛应用于火车、轮船等，缺点是体积大、效率低。 （2）内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，是目前应用最广泛的热机，主要包括汽油机和柴油机。 （3）喷气发动机：利用燃料燃烧产生的高温高压燃气高速喷出，产生反作用力推动机身运动，主要应用于飞机、火箭等。 4. 迷你实验室：燃气内能的转化 实验装置：圆筒、橡胶塞、酒精、电火花点火器。 实验步骤：在圆筒内加入适量酒精，用橡胶塞塞紧筒口，使筒内形成酒精蒸气和空气的混合气体；用电火花点火，观察橡胶塞的运动状态。 实验现象：橡胶塞被迅速弹出，筒口出现白雾。 实验结论：混合气体燃烧产生高温高压的燃气，对橡胶塞做功，将燃气的内能转化为橡胶塞的机械能；筒口的白雾是燃气做功后内能减小、温度降低，水蒸气液化形成的小水滴。 1．（25-26九年级上·贵州铜仁·阶段检测）近年来我国重大装备层出不穷，国人倍感自豪。下列装备的动力装置不是热机的是（     ） A．电动汽车 B．航母福建舰 C．国产大飞机C919 D．长征五号运载火箭 2．（2026·黑龙江牡丹江·二模）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 考点02 汽油机 汽油机是内燃机的一种，燃料为汽油，其工作过程通过活塞在气缸内的往复运动，配合气门的开闭，完成吸气、压缩、做功、排气四个冲程的循环，实现连续做功。 1. 构造 汽油机主要由气缸、火花塞、进气道、进气阀、排气道、排气阀、活塞、连杆和曲轴组成。 2. 冲程 汽油机工作时，活塞在气缸内做一次 ，叫做一个冲程（或行程）。 3. 四冲程的工作过程及特点 （1）吸气冲程 气门状态：进气阀 ，排气阀 。 活塞运动：曲轴通过连杆带动活塞，从气缸 部向 运动。 工作过程：空气和汽油的混合气体通过进气道进入气缸内。该过程 能量转化，依靠曲轴的 完成。 （2）压缩冲程 气门状态：进气阀、排气阀均 关闭 。 活塞运动：活塞在曲轴带动下，从气缸 部向 运动。 工作过程：气缸内的混合气体被压缩，体积减小，压强增大，温度升高。该过程将 机械能 转化为 ，依靠曲轴的 完成。 （3）做功冲程 气门状态：进气阀、排气阀均 。 活塞运动：高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动。 工作过程：压缩冲程结束后，气缸顶部的火花塞发出电火花，点燃缸内的混合气体，气体发生爆炸性燃烧，产生高温高压的燃气，燃气膨胀对活塞做功。该过程将 转化为 ，是四冲程中唯一对外 的冲程。 （4）排气冲程 气门状态：排气阀 ，进气阀 。 活塞运动：曲轴因 继续转动，带动活塞 运动。 工作过程：将气缸内燃烧后的废气通过排气道排出缸外，为下一个工作循环的吸气冲程做好准备。该过程 能量转化。 4. 四冲程汽油机的工作循环总结 一个工作循环包含 冲程，曲轴转 圈，活塞往复 次，对外做功 次；其中，压缩冲程将 转化为 ，做功冲程将 转化为 ，吸气和排气冲程无能量转化，依靠曲轴 完成。 1．（2026·湖南益阳·二模）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 2．（25-26九年级上·云南昭通·期末）如图是某单缸四冲程汽油机的________冲程，该冲程中能量的转化形式为________。 考点03 柴油机 柴油机也是内燃机的一种，燃料为柴油，其工作原理与汽油机相似，也是通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程的循环实现连续做功，但在构造、吸气、点火方式等方面与汽油机存在明显差异。 1. 构造 与汽油机基本相同，主要区别在于气缸顶部的火花塞被替换为喷油嘴。此外，柴油机的气缸、活塞等零件强度更高，以适应更高的压缩程度和压强。 2. 工作过程 （1）吸气冲程（a）：进气阀开启，排气阀关闭，活塞 运动，吸入气缸内的只有 。 （2）压缩冲程（b）：进气阀、排气阀均关闭，活塞 运动，对气缸内的空气进行压缩。该过程将 转化为 。 （3）做功冲程（c）：进气阀、排气阀均关闭，压缩冲程末， 向气缸内 ，柴油在高温高压的空气中自行燃烧（压燃式点火），产生高温高压燃气推动活塞向下运动，对外 。该过程将 转化为 。 （4）排气冲程（d）：与汽油机排气冲程完全相同，排气阀开启，活塞 向上 运动，排出燃烧后的废气。 3. 汽油机与柴油机的对比 对比项目 汽油机 柴油机 构造 气缸顶部有火花塞 气缸顶部有喷油嘴 吸入气体 空气和汽油的混合气体 只有空气 点火方式 点燃式（火花塞点火） 压燃式（喷油嘴喷油，自行燃烧） 压缩程度 较小（压缩比约为8:1～10:1） 较大（压缩比约为15:1～22:1） 效率 较低（约20%～30%） 较高（约30%～45%） 应用场景 小汽车、摩托车、飞机、小型机械等 载重汽车、火车、轮船、拖拉机、大型机械等 特点 体积小、质量轻、运转平稳、启动方便 体积大、质量大、功率大、经济耐用 1．（24-25九年级上·湖北·期末）如图是柴油机某个冲程的示意图，这个冲程（　　） A．是做功冲程 B．是依靠飞轮惯性完成的 C．具有很明显的机械能转化为内能的过程 D．存在着内能转化为化学能的过程 2．（25-26九年级上·湖北武汉·阶段检测）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 考点04 热机的应用 1. 实际应用 热机的发明和改进，极大地推动了人类社会的发展，改变了陆地、海洋和空中的交通运输方式，在生产生活中应用广泛： （1）汽油机：由于体积小、启动方便、运转平稳，主要应用于小汽车、摩托车、飞机、小型农机具等。 （2）柴油机：由于功率大、效率高、经济耐用，主要应用于载重汽车、火车、轮船、拖拉机、大型工程机械、发电机组等。 （3）喷气发动机：利用燃气反作用力推动机身，主要应用于各类飞机、火箭等，其中火箭发动机自带燃料和氧化剂，可在太空环境中工作，是航天工程的核心动力装置。 2. 能量转化及意义 热机的核心是将内能转化为机械能，实现了化学能到机械能的间接转化，解决了人类对大规模、远距离动力的需求。自内燃机问世100多年来，经过不断改进与发展，其效率不断提高，应用范围不断扩大，推动了工业、农业、交通运输业的快速发展，是人类文明进程中的重要里程碑。 3. 科学书屋：火箭发动机 火箭是我国古代的一项重大发明，现代火箭发动机的工作原理与古代火箭一致，均利用燃料燃烧产生的高温高压燃气向后高速喷出，产生反作用力推动火箭向前飞行。与普通热机不同，火箭发动机自带燃料和氧化剂，不需要外界空气助燃，因此可在太空真空环境中正常工作。 我国在现代火箭技术领域取得了重大突破，中国载人航天工程、北斗卫星导航系统、中国探月工程等重大工程的成功实施，标志着我国已跨入世界先进行列，为人类探索宇宙奠定了坚实基础。 4. 学科综合：制作神奇“走马灯” 走马灯是我国传统民间工艺制品，其工作原理与热机相似：点燃走马灯内的蜡烛，加热灯内空气，热空气上升，推动灯内的叶轮转动，进而带动灯体旋转。制作走马灯可结合热传递、力与运动、工程技术等知识，通过实践操作，加深对热机能量转化原理的理解，体会物理知识在生活中的应用。 【深化点拨】 四冲程内燃机的判断核心是“气门状态+活塞运动方向”，做功冲程是唯一对外做功的冲程，也是唯一将内能转化为机械能的冲程；汽油机与柴油机的区别可通过“构造、吸气、点火”三个核心维度快速记忆；热机的能量转化路径需牢记“化学能→内能→机械能”，避免混淆各阶段的能量形式。 1．（2026·四川泸州·二模）在学习了热机之后，小明利用身边物品制作了一个动力小船，如图所示。当易拉罐中的水吸热汽化所产生的大量水蒸气从小孔中冲出时，小船就能向前运动。小明使用的易拉罐是铝制成的，这是因为铝_____（选填“容易”或“不容易”）导热；加热后，易拉罐中的水温度升高，这种改变水内能的方式叫_____；图示的动力小船中能量转化情况与内燃机的_____冲程相同。 2．（2026·湖南·中考真题）如图为我国某公司建造的全球首艘最大级别甲醇双燃料集装箱船，轮船的热机工作时，将燃料燃烧产生的内能转化为__________能。该船航行时，装载的货物越重，所受浮力越__________。 3．（2026·陕西渭南·二模）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。 角度01 热机能量转化辨析 1. 易错点梳理 （1）能量转化路径混淆：误将热机的整体能量转化记为“内能→化学能→机械能”，忽略燃料燃烧是化学能转化为内能的过程。 （2）冲程能量转化误判：将压缩冲程和做功冲程的能量转化颠倒，或认为吸气、排气冲程也存在能量转化。 （3）实验现象能量转化分析错误：迷你实验室中，误将橡胶塞弹出的过程记为“机械能转化为内能”，忽略燃气做功的本质是内能转化为机械能。 2. 解题通法 （1）牢记热机整体能量转化：燃料燃烧（化学能→内能）→气体膨胀做功（内能→机械能），核心是“内能转化为机械能”。 （2）明确冲程能量转化：压缩冲程（机械能→内能）、做功冲程（内能→机械能），吸气、排气冲程无能量转化，依靠曲轴惯性完成。 （3）实验现象分析：判断能量转化时，明确“谁对谁做功”，燃气对橡胶塞做功，是内能转化为机械能；活塞压缩气体做功，是机械能转化为内能。 1．（2026·安徽六安·三模）2026年5月12日19时59分，长征六号改运载火箭在太原发射升空，火箭尾气高空凝结形成巨型发光尾云，安徽多地民众目击奇观，在火箭加速升空过程中，下列说法不正确的是（　　） A．火箭的动能转化为重力势能 B．燃料化学能→内能→机械能 C．火箭机械能不断增加 D．燃气推力改变火箭运动状态 2．（25-26九年级上·河南焦作·期中）如图所示是四冲程汽油机的工作示意图，下列描述错误的是（     ） A．甲做功冲程燃气的内能转化为活塞的机械能 B．乙排气冲程活塞向上运动，把废气排出气缸 C．丙吸气冲程活塞向下运动，空气进入气缸 D．丁压缩冲程活塞向上运动，燃料混合物被压缩，活塞的机械能转化为燃料混合物的内能 3．（25-26九年级上·江苏宿迁·期中）一台单缸四冲程汽油机工作时，若飞轮转速是3600r/min，该汽油机每秒对外做功________次；在压缩冲程中，气体的温度升高，是通过________的方式增加内能，下图中________（填序号）表示该冲程。 角度02 内燃机冲程判断及特点区分 1. 易错点梳理 （1）冲程判断错误：仅根据活塞运动方向判断冲程，忽略气门的开闭状态，如将“活塞向上运动”误判为压缩冲程（未考虑排气阀开启的情况）。 （2）工作循环参数混淆：误记一个工作循环的冲程数、曲轴转动圈数、做功次数，如认为一个工作循环对外做功2次。 （3）冲程特点记忆模糊：忽略做功冲程是唯一对外做功的冲程，或认为压缩冲程也对外做功。 2. 解题通法 （1）冲程判断三步法：第一步，看气门状态（进气阀、排气阀的开闭）；第二步，看活塞运动方向（向上、向下）；第三步，结合冲程特点确定冲程类型（参考下表）。 （2）牢记工作循环参数：一个工作循环=4个冲程=曲轴转2圈=活塞往复2次=对外做功1次。 （3）核心特点区分：做功冲程是唯一对外做功、唯一将内能转化为机械能的冲程；压缩冲程是唯一将机械能转化为内能的冲程；吸气、排气冲程无能量转化，依靠曲轴惯性完成。 冲程类型 气门状态 活塞运动方向 能量转化 吸气冲程 进气开、排气关 向下 无 压缩冲程 两阀均关 向上 机械能→内能 做功冲程 两阀均关 向下 内能→机械能 排气冲程 排气开、进气关 向上 无 1．（2026·广东东莞·三模）2026年3月28日国产摩托“张雪机车”首次在全球比赛夺冠，打破欧美日数十年垄断。如图所示是内燃机工作的四个冲程示意图，其中高温高压气体推动活塞对外做功的冲程是（　　） A． B． C． D． 2．（2025·甘肃酒泉·二模）如图表示四冲程内燃机工作时的示意图，一个工作循环的正确顺序为（     ） A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲 C．甲、丁、乙、丙 D．甲、丙、乙、丁 3．（2026·广东肇庆·三模）如图所示是热机工作冲程中的__________冲程；为了不让热机在工作时温度太高，在设计时，气缸外有一个水套，里面充满水，是利用了水的__________比较大的物理属性，通过__________的方式减少气缸的内能。 角度03 汽油机与柴油机核心差异辨析 1. 易错点梳理 （1）构造差异混淆：误将柴油机的喷油嘴记为火花塞，或认为汽油机也有喷油嘴。 （2）吸气气体误判：认为柴油机吸气冲程吸入的是空气和柴油的混合气体，忽略柴油机仅吸入空气。 （3）点火方式混淆：将柴油机的压燃式点火记为点燃式，或认为汽油机采用压燃式点火。 （4）应用场景误配：将柴油机应用于小汽车，或汽油机应用于载重汽车，忽略两者的特点差异。 2. 解题通法 （1）核心差异记忆口诀：“汽油机点火用火花，柴油机喷油压燃它；汽油吸气混和气，柴油只吸纯空气；汽油轻巧跑小车，柴油笨重载重物”。 （2）分类对比记忆：结合考点03中的对比表格，从构造、吸气、点火、压缩程度、应用场景五个维度，逐一区分两者差异，重点记忆“构造（火花塞/喷油嘴）、点火方式（点燃式/压燃式）”两个核心差异。 （3）应用场景匹配：根据“体积、功率、效率”特点匹配应用场景，体积小、功率小→小汽车、飞机（汽油机）；体积大、功率大→载重汽车、轮船（柴油机）。 1．（25-26九年级上·湖北恩施·期中）生活中偶有车主误给汽油机加柴油的情况，会导致发动机无法正常工作。这源于汽油机与柴油机的核心结构和工作原理存在差异，下列关于“两机”描述正确的是（    ） A．汽油机吸入的是汽油，柴油机吸入的是柴油 B．汽油机气缸顶部有火花塞，柴油机气缸顶部有喷油嘴 C．汽油机通过压燃式点火，柴油机通过点燃式点火 D．汽油机适用于大型载重汽车，柴油机适用于小型轿车 2．（25-26九年级上·山东枣庄·期中）1876年，德国工程师奥托制造了第一台新型的以煤气为燃料的四冲程内燃机。如图为四冲程柴油机的工作过程。下列相关说法正确的是（　　） A．汽油机和柴油机都是内燃机，吸入汽缸的物质相同 B．乙冲程使缸内气体内能增大，为内燃机提供动力 C．丙冲程主要是依靠飞轮的惯性完成的 D．柴油机降温常用水做冷却剂是因为水的比热容大 3．（25-26九年级上·辽宁沈阳·期中）如图所示是汽油机吸气冲程的示意图，其吸入的物质是_______（填“空气”、“汽油”、“柴油”或“空气和燃料的混合物”）。柴油机的构造和汽油机相似，但是柴油机通过压缩空气直接点燃柴油，因此柴油机气缸顶部没有火花塞、而有一个_______。 角度04 热机应用场景及原理匹配判断 1. 易错点梳理 （1）热机原理应用误判：将热机的“内能转化为机械能”与其他能量转化（如电能转化为机械能）混淆，误判相关装置是否属于热机。 （2）火箭发动机原理误解：认为火箭发动机需要外界空气助燃，忽略其自带氧化剂的特点。 （3）走马灯原理分析错误：误将走马灯的转动原理记为“电能转化为机械能”，忽略热空气上升做功的本质（内能转化为机械能）。 2. 解题通法 （1）热机判断核心：凡是将燃料燃烧释放的内能转化为机械能的装置，均属于热机；若装置直接将电能、化学能等转化为机械能，不属于热机（如电动机）。 （2）火箭发动机特点：自带燃料和氧化剂，无需外界空气助燃，可在太空工作，能量转化仍为“化学能→内能→机械能”。 （3）生活实例分析：结合热机原理，分析生活中装置的能量转化路径，如走马灯（内能→机械能）、汽车发动机（化学能→内能→机械能）、电动机（电能→机械能），明确区分是否属于热机应用。 1．（2026·广西南宁·三模）如图为一种蒸汽船玩具，在玻璃瓶内装适量水，将小船放置在水面上，点燃蜡烛加热玻璃瓶一段时间，产生大量水蒸气，并和受热膨胀的空气一起从细窄的吸管冲出，推动小船前进。下列有关该实验的说法合理的是（     ） A．加热过程中，玻璃瓶内的水通过做功的方式增大内能 B．吸管处出现白雾，冲出的水蒸气内能增大，温度升高 C．蒸汽推动小船做匀速直线运动，说明力是维持物体运动状态的原因 D．蒸汽推动小船前进，能量的转化方式和内燃机的做功冲程相同 2．（25-26九年级上·四川内江·期末）如图甲所示，是小明用易拉罐制作的一辆小车，往易拉罐内喷入一些酒精并点燃后，小车就会向前行驶。如图乙所示是汽油机的四个冲程，其中与甲图中小车行驶时能量转化相同的是（     ） A． B． C． D． 3．（2026·湖北恩施·二模）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 4．（2026·甘肃白银·三模）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。 【例1】（2026·四川内江·中考真题）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1-1】（2026·新疆乌鲁木齐·二模）下列运输工具的热机工作时不需要空气的是（     ） A．直升机 B．游艇 C．货车 D．火箭 【变式1-2】（2025·新疆昌吉·一模）下列不属于热机应用的是（　　） A．喷气式飞机 B．柴油拖拉机 C．纯电动汽车 D．燃油摩托车 【变式1-3】（2026·广西柳州·一模）（多选）近年来我国重大装备层出不穷，国人倍感自豪，下列机械的动力装置使用热机的是（　　） A．玉兔号月球车 B．山东号航母 C．C919客机 D．长征五号火箭 【例2】（2026·江苏扬州·中考真题）如图，加热试管中的水至沸腾。分析橡胶塞被冲出的过程，其能量转化与汽油机的哪个冲程类似（     ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【变式2-1】（2026·天津武清·二模）如图所示，点燃走马灯底部的蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸片小人转动。汽油机四个冲程中与其能量转化相同的是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【变式2-2】（2026·广东汕头·一模）射击比赛中使用的气步枪是通过高压气体击发弹丸完成射击的。在四冲程内燃机中，与射击过程中能量转化情况相同的冲程是（     ） A．做功冲程 B．压缩冲程 C．吸气冲程 D．排气冲程 【变式2-3】（2026·新疆乌鲁木齐·一模）在学校的“跨学科实践”活动中，小王参加了“自制简易热机”的活动项目，他准备了以下材料：一个空易拉罐，一根吸管，一台小风扇，一个酒精灯。 ①在易拉罐内加入少量的水； ②用一小块泡沫和密封胶，将易拉罐的口封住。将易拉罐平放在支架上； ③在易拉罐的左侧底部开一小孔，将吸管的尖端朝外，另一端插入易拉罐内，如图（操作过程中要注意安全）； ④将小风扇平放在支架上，中性笔正对小风扇扇叶中心偏上，点燃酒精灯加热易拉罐，观察到水沸腾后有“白气”喷出，小风扇转动，看到的“白气”是________（选填“水蒸气”或“小水滴”），水沸腾过程中内能________（选填“增大”“减小”或“不变”），实现“小风扇转动”的能量转化与四冲程汽油机的________冲程相同。 【例3】（2026·山东烟台·中考真题）（多选）如图所示为汽油机工作时某冲程的示意图，下列关于这个冲程的说法正确的是（     ） A．该冲程是做功冲程 B．该冲程是压缩冲程 C．将机械能转化为内能 D．将内能转化为机械能 【变式3-1】（2026·广东·二模）题图为四冲程内燃机的做功冲程示意图，此冲程中气缸内的气体（     ） A．体积变大，内能转化为机械能 B．体积变大，机械能转化为内能 C．体积变小，内能转化为机械能 D．体积变小，机械能转化为内能 【变式3-2】（2026·江苏南京·一模）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3-3】（2026·广东汕头·二模）“九天”无人机配备高清光电吊舱（摄像设备）、合成孔径雷达，机腹内置模块化任务舱，可容纳上百架小型无人机，实现蜂群作战，被誉为“空中无人机航母”。在跑道上加速起飞过程中，由于机翼上方流速较大，空气压强___________（选填“较大”或“较小”），导致机翼获得升力从而使九天无人机升空，此时以无人机为参照物，山体是___________（选填“运动”或“静止”）的；其涡扇发动机工作时，高温燃气推动涡轮旋转带动风扇产生推力，该过程与乙图中___________（选填“A”或“B”）冲程相似。 ⚡基础速刷 1．（24-25九年级下·云南昭通·学业考试模拟）冬天人们常用火炉取暖，下列四个事例中改变物体内能的方式与之相同的是（    ） A．反复弯折铁丝 B．汽油机压缩冲程 C．用冰箱保鲜 D．压缩气体 2．（25-26九年级上·天津西青·阶段检测）在四冲程汽油机的工作过程中，做功冲程是（　　） A． B． C． D． 3．（25-26九年级上·河北沧州·期末）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 4．（2026·广东广州·二模）涡轮发动机（内燃机）的工作过程如图所示。空气通过压缩机压缩后进入燃烧室与燃料混合燃烧，产生的高温高压燃气向后高速喷出，推动涡轮机旋转，剩余能量经排气管排出。内能转化为机械能的过程发生在（　　） A．进气室 B．压缩室 C．燃烧室 D．排气室 5．（2026·四川成都·二模）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 6．（2026·江苏泰州·一模）2026年3月30日，我国“轻舟初样试飞船”由力箭二号遥一运载火箭成功发射入轨。如图所示，在火箭加速升空过程中，下列说法中正确的是（　　） A．飞船的机械能保持不变 B．燃气对火箭的推力做功，使火箭内能增加 C．火箭发动机工作时，将内能转化为机械能 D．飞船外壳温度升高，是通过热传递方式增大其内能的 7．（2026·四川南充·一模）如图所示，是中国国家博物馆原始社会厅中展示的一种点火器，它以牛角作外套筒，木制推杆，杆前端粘附艾绒，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。关于该点火器，下列说法中正确的是（    ） A．取火时是通过热传递增加筒内艾绒的内能 B．这种点火器的体积太大，不便于携带 C．取火时，推杆对空气做功，空气内能减小 D．取火的原理与汽油机的做功冲程相同 8．（2026·陕西·一模）如图所示是小明同学自制的能让小风扇转动的装置。他向易拉罐内部注入半罐水，按图示将所有器材安装完成后，点燃易拉罐下面的酒精灯，当有水蒸气喷出时，扇叶就能转动起来。关于该装置，下列说法不正确的是（　　） A．空气中能闻到酒精的气味，这是扩散现象 B．给水加热是通过热传递的方式改变水的内能 C．水沸腾时，继续吸热温度不变，内能也不变 D．使扇叶转动时发生的能量转化与汽油机的做功冲程相同 9．（24-25九年级下·甘肃临夏·学业考试模拟）如图所示，用橡皮条摩擦铜管使管内乙醚沸腾，蒸汽冲起软木塞，铜管口出现“白气”.这是由于气体对外做功，内能______（选填“增大”或“减小”），温度降低，发生液化现象；冲起软木塞过程中的能量转化情况与汽油机的______冲程能量转化情况相似。 10．（24-25九年级上·福建南平·阶段检测）某汽油机转速为1800r/min，则汽油机每秒对外做功___________次。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。 11．（2026·河南周口·模拟预测）汽油的价格受多种因素的影响，季节也是其中之一。冬季油价会比夏季略高，这是因为到了冬季，气温降低，汽油的______（选填“质量”或“密度”）变大。汽车行驶时，在______冲程将汽油燃烧产生的内能转化为机械能。 12．（25-26九年级下·广东湛江·期中）图为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在2s内达到起飞速度，其中牵引索绕过两个定滑轮与活塞相连，这两个定滑轮的作用是改变力的________。该装置汽缸内蒸汽体积膨胀，对活塞做功，蒸汽内能________（选填“变大”“变小”或“不变”），这一过程中发生的能量转化与热机中的________（选填“做功”或“压缩”）冲程相同。 13．（25-26九年级下·宁夏吴忠·期中）2025年4月24日，神舟二十号载人飞船发射取得圆满成功。六位宇航员成功会师空间站，宇航员携带的密封食品从地球到空间站质量______（选填“变大”“变小”或“不变”）；图中火箭升空过程中，燃料燃烧产生的内能转化为机械能，与热机_______冲程能量转化方式一致。 14．（2026·河南安阳·一模）如图所示，新能源汽车领域广泛利用AI（人工智能）语音助手实现“人与车”全场景自然交互，语音助手发出的声音是由发声体_____产生的：语音助手能够识别用户语音指令，这说明声音可以传递______（选填“信息”或“能量”）；传统使用汽油机的汽车通过_______冲程把汽油燃烧释放的内能转化为机械能，而新能源汽车不依赖燃油燃烧，更加清洁。 15．（2026·江苏南通·一模）2025年11月14日，神舟二十一号载人飞船返回舱顺利返回地球。返回舱进入地球大气层与大气剧烈摩擦，通过__________方式增加了返回舱表面的内能，该过程与内燃机的__________冲程能量转化相同。返回舱距离地面约1m时，反推火箭发动机向下喷出高速气流，返回舱开始减速着陆，返回舱减速着陆过程中动能__________，重力势能__________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 16．（2026·陕西西安·一模）如图甲所示是一款酒精发动机，点燃酒精灯给汽缸内的空气加热，高温的空气推动活塞做功，空气内能变小，酒精灯继续加热汽缸内的空气从而实现往复工作。用酒精灯加热空气是通过_______的方式使空气的内能变大，如图______（选填“乙”或“丙”）与高温空气推动活塞做功过程的能量转化情况相同。 🚀能力跃升 17．（25-26九年级上·广东湛江·期末）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 18．（25-26九年级上·山东济南·阶段检测）大多数汽车的内燃机采用的都是汽油机，关于以下汽油机的四个冲程，说法正确的是（     ） A．为汽车提供动力的冲程是甲 B．丙冲程中汽缸内气体的温度会下降 C．依靠飞轮惯性完成的冲程是乙、丙、丁 D．四冲程汽油机在一个工作循环中的工作过程依次是丁、丙、乙、甲 19．（25-26九年级上·河北沧州·期末）《哪吒之魔童闹海》全球热映，电影中龙族拔下身上最硬的龙鳞，给敖丙做出的万鳞甲，就像我们每个中国人，一次次托举让这部电影在短短16天票房冲破百亿，让全球电影榜清一色的美国旗里出现一抹中国红！电影中哪吒和敖丙能够联手冲破天元鼎，水火之力生成蒸汽冲破巨鼎封印过程中，如图所示，能量转化与热机的冲程类似的是（     ） A．压缩冲程，机械能转化为内能 B．做功冲程，内能转化为机械能 C．吸气冲程，无能量转化 D．排气冲程，无能量转化 20．（2026·广东揭阳·二模）如图所示是我国明代发明的一种多级火箭武器——火龙出水。它利用火药燃烧产生大量高温气体向后喷出，从而推动自身向前飞行。下列汽油机冲程中，能量转化情况与之相同的是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 21．（2026·江苏宿迁·二模）如图1为物理老师自制的水火箭结构示意图，如图2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，会使水向下喷出，从而使水火箭升空。结合材料，你认为以下说法正确的是（     ）。 A．利用打气筒向水火箭内打气，水火箭中空气的内能增大 B．打气筒将空气压入水火箭内的能量转化过程与汽油机的做功冲程相同 C．水喷完后，水火箭继续上升的过程中机械能不变 D．水火箭加速升空的过程中水的比热容增大 22．（25-26九年级下·陕西榆林·阶段检测）如图所示为某物理老师在讲解内燃机工作原理时演示“等离子炮”的情景，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水桶，在水桶内发生爆炸，大量气体从桶口冲出，最终将易拉罐击倒。关于“等离子炮”，下列说法正确的是（    ） A．丁烷气体燃烧过程中将内能转化为化学能 B．气体冲出桶口推动易拉罐的过程中，气体的内能增加 C．水桶内的爆炸过程与汽油机的做功冲程的能量转化相同 D．“等离子炮”在工作过程中不遵循能量守恒定律 23．（2026·湖南·二模）如图是手工制作的简易等离子炮装置，由空塑料瓶、软管和打火机组成。使用时，向瓶内通入打火机燃气，点燃后瓶内气体迅速燃烧膨胀，从瓶口高速喷出，推翻前方目标物，“燃气推翻目标物”与内燃机哪个冲程的原理相似（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 24．（25-26九年级上·四川泸州·期中）汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机。如图所示，是单缸四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中不正确的是（　　） A．一个工作循环的正确顺序是：丁甲丙乙 B．丁冲程是吸气冲程，吸入的是汽油和空气的混合物 C．只有丙冲程获得动力，其他冲程都是靠惯性运转的 D．若此汽油机曲轴的转速为1800r/min，汽油机每秒内对外做功30次 25．（23-24九年级上·陕西延安·阶段检测）如图所示是厨房用的高压锅，在工作过程中高压锅会通过限压阀上的小孔喷出蒸气，小华将自制的风车放在小孔前方成功让风车转了起来，水蒸气推动风车的能量转化过程与汽油机______冲程的能量转化过程相同，在此冲程中燃气的内能______（“增加”/“减小”/“不变”）。某单缸四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min，则1s内该汽油机对外做功______次。 26．（25-26九年级上·上海虹口·阶段检测）热机的发展历程倾注了无数科学家的不懈努力。我们可以通过身边的物品，简单模拟热机产生动力的过程。 (1)如图所示，将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，从易拉罐开口端向罐内喷适量酒精喷雾，然后将一个空纸杯迅速套上。用细线将易拉罐水平悬挂在铁架台上，将点燃的打火枪靠近底部的小孔，纸杯就会“向前”飞去。此时，罐内气体对外做了功，气体内能__________（选“A．变大”或“B．变小”）；这一过程的能量转化情况与内燃机的__________冲程相同。 (2)（不定项）如图所示，是一款新型无人驾驶汽车，该车的发动机为汽油机。在汽油机的一个工作循环中，飞轮靠惯性工作的冲程有（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 🌟思维挑战 27．（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 28．（25-26九年级上·江苏泰州·期中）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。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第14.3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 热机的基本概念与分类 考点02 汽油机的工作原理与冲程分析 考点03 柴油机的工作原理及与汽油机的区别 考点04 热机的应用及能量转化意义 03 避坑指南·解题通法 角度01 热机能量转化辨析 角度02 四冲程内燃机冲程判断及特点区分 角度03 汽油机与柴油机核心差异辨析 角度04 热机应用场景及原理匹配判断 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. 理解热机的定义、工作原理，知晓热机的分类，明确热机的能量转化过程。 2. 掌握汽油机的构造、四个冲程的工作过程，能准确判断各冲程的特点及能量转化。 3. 了解柴油机的构造与工作原理，熟练区分汽油机与柴油机在构造、吸气、点火、应用等方面的差异。 4. 知晓热机在生产生活中的应用，体会热机对人类文明进程的推动作用，了解火箭发动机的工作原理。 5. 能结合四冲程工作原理，分析热机相关实验现象及实际问题，解决简单的冲程判断、能量转化类题目。 1. 结合生活实例（汽车、飞机发动机），梳理热机“内能转化为机械能”的核心原理，区分热机与其他发动机的本质差异。 2. 通过绘制四冲程示意图、对比各冲程的气门状态、活塞运动方向，总结冲程判断技巧，牢记压缩和做功冲程的能量转化。 3. 采用表格对比法，从构造、吸入气体、点火方式、压缩程度、应用场景五个维度，梳理汽油机与柴油机的区别，强化记忆。 4. 结合教材迷你实验室、科学书屋内容，联系生活实际，理解热机应用的场景特点，体会能量转化的实际意义。 5. 依托典型例题和实验分析，总结热机相关题目解题思路，重点突破冲程判断、能量转化、差异辨析三大核心考点。 考点01 热机 列车风驰电掣，舰船劈波斩浪，飞机凌空穿云，这些交通工具能够正常运行，核心在于发动机。发动机是将其他形式的能量转化为机械能的机器，而热机是其中重要的一类，在生产生活中应用广泛。 1. 定义 能将燃料燃烧时释放的 内能 转化为 机械能 的发动机，叫做热机（heat engine）。 2. 能量转化 热机工作过程中，能量转化路径为：燃料的 化学能 →燃料燃烧释放的 内能 → 机械能 （对外做功）。 3.分类 常见的热机根据工作方式和燃料燃烧位置不同，可分为以下几类： （1）蒸汽机：燃料在气缸外部燃烧，通过加热水产生水蒸气，利用水蒸气膨胀做功，是早期的热机，广泛应用于火车、轮船等，缺点是体积大、效率低。 （2）内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，是目前应用最广泛的热机，主要包括汽油机和柴油机。 （3）喷气发动机：利用燃料燃烧产生的高温高压燃气高速喷出，产生反作用力推动机身运动，主要应用于飞机、火箭等。 4. 迷你实验室：燃气内能的转化 实验装置：圆筒、橡胶塞、酒精、电火花点火器。 实验步骤：在圆筒内加入适量酒精，用橡胶塞塞紧筒口，使筒内形成酒精蒸气和空气的混合气体；用电火花点火，观察橡胶塞的运动状态。 实验现象：橡胶塞被迅速弹出，筒口出现白雾。 实验结论：混合气体燃烧产生高温高压的燃气，对橡胶塞做功，将燃气的内能转化为橡胶塞的机械能；筒口的白雾是燃气做功后内能减小、温度降低，水蒸气液化形成的小水滴。 1．（25-26九年级上·贵州铜仁·阶段检测）近年来我国重大装备层出不穷，国人倍感自豪。下列装备的动力装置不是热机的是（     ） A．电动汽车 B．航母福建舰 C．国产大飞机C919 D．长征五号运载火箭 【答案】A 【解析】A．电动汽车的动力装置是电动机，主要把电能转化为机械能，不是热机，符合题意； B．航母的动力装置工作时通过燃料释放内能并对外做功，属于热机，不符合题意； C．国产大飞机C919的航空发动机工作时通过燃料燃烧释放内能并对外做功，属于热机，不符合题意； D．长征五号运载火箭的发动机工作时通过燃料释放内能产生高温高压气体喷出获得推力，属于热机，不符合题意。 故选A。 2．（2026·黑龙江牡丹江·二模）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 【解析】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。 考点02 汽油机 汽油机是内燃机的一种，燃料为汽油，其工作过程通过活塞在气缸内的往复运动，配合气门的开闭，完成吸气、压缩、做功、排气四个冲程的循环，实现连续做功。 1. 构造 汽油机主要由气缸、火花塞、进气道、进气阀、排气道、排气阀、活塞、连杆和曲轴组成。 2. 冲程 汽油机工作时，活塞在气缸内做一次 单向运动 ，叫做一个冲程（或行程）。 3. 四冲程的工作过程及特点 （1）吸气冲程 气门状态：进气阀 开启 ，排气阀 关闭 。 活塞运动：曲轴通过连杆带动活塞，从气缸 上 部向 下 运动。 工作过程：空气和汽油的混合气体通过进气道进入气缸内。该过程 无 能量转化，依靠曲轴的惯性 完成。 （2）压缩冲程 气门状态：进气阀、排气阀均 关闭 。 活塞运动：活塞在曲轴带动下，从气缸 下 部向 上 运动。 工作过程：气缸内的混合气体被压缩，体积减小，压强增大，温度升高。该过程将 机械能 转化为 内能 ，依靠曲轴的 惯性 完成。 （3）做功冲程 气门状态：进气阀、排气阀均 关闭 。 活塞运动：高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动。 工作过程：压缩冲程结束后，气缸顶部的火花塞发出电火花，点燃缸内的混合气体，气体发生爆炸性燃烧，产生高温高压的燃气，燃气膨胀对活塞做功。该过程将 内能 转化为 机械能 ，是四冲程中唯一对外 做功 的冲程。 （4）排气冲程 气门状态：排气阀 开启 ，进气阀 关闭 。 活塞运动：曲轴因 惯性 继续转动，带动活塞 向上 运动。 工作过程：将气缸内燃烧后的废气通过排气道排出缸外，为下一个工作循环的吸气冲程做好准备。该过程 无 能量转化。 4. 四冲程汽油机的工作循环总结 一个工作循环包含 4个 冲程，曲轴转 2 圈，活塞往复 2 次，对外做功 1 次；其中，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 ，吸气和排气冲程无能量转化，依靠曲轴 惯性 完成。 1．（2026·湖南益阳·二模）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 【解析】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。 2．（25-26九年级上·云南昭通·期末）如图是某单缸四冲程汽油机的________冲程，该冲程中能量的转化形式为________。 【答案】压缩 机械能转化为内能 【解析】由图可知，气门关闭，活塞向上运动，火花塞未点火，是单缸四冲程汽油机的压缩冲程；活塞对气缸内的气体做功，该冲程中能量的转化形式为机械能转化为内能。 考点03 柴油机 柴油机也是内燃机的一种，燃料为柴油，其工作原理与汽油机相似，也是通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程的循环实现连续做功，但在构造、吸气、点火方式等方面与汽油机存在明显差异。 1. 构造 与汽油机基本相同，主要区别在于气缸顶部的火花塞被替换为喷油嘴。此外，柴油机的气缸、活塞等零件强度更高，以适应更高的压缩程度和压强。 2. 工作过程 （1）吸气冲程（a）：进气阀开启，排气阀关闭，活塞 向下 运动，吸入气缸内的只有 空气 。 （2）压缩冲程（b）：进气阀、排气阀均关闭，活塞 向上 运动，对气缸内的空气进行压缩。该过程将 机械能 转化为 内能 。 （3）做功冲程（c）：进气阀、排气阀均关闭，压缩冲程末， 喷油嘴 向气缸内 喷出雾状柴油 ，柴油在高温高压的空气中自行燃烧（压燃式点火），产生高温高压燃气推动活塞向下运动，对外 做功 。该过程将 内能 转化为 机械能 。 （4）排气冲程（d）：与汽油机排气冲程完全相同，排气阀开启，活塞 向上 运动，排出燃烧后的废气。 3. 汽油机与柴油机的对比 对比项目 汽油机 柴油机 构造 气缸顶部有火花塞 气缸顶部有喷油嘴 吸入气体 空气和汽油的混合气体 只有空气 点火方式 点燃式（火花塞点火） 压燃式（喷油嘴喷油，自行燃烧） 压缩程度 较小（压缩比约为8:1～10:1） 较大（压缩比约为15:1～22:1） 效率 较低（约20%～30%） 较高（约30%～45%） 应用场景 小汽车、摩托车、飞机、小型机械等 载重汽车、火车、轮船、拖拉机、大型机械等 特点 体积小、质量轻、运转平稳、启动方便 体积大、质量大、功率大、经济耐用 1．（24-25九年级上·湖北·期末）如图是柴油机某个冲程的示意图，这个冲程（　　） A．是做功冲程 B．是依靠飞轮惯性完成的 C．具有很明显的机械能转化为内能的过程 D．存在着内能转化为化学能的过程 【答案】A 【解析】图中的两气门都关闭，喷油嘴喷出雾状柴油，活塞向下运动，汽缸容积变大，是做功冲程；燃料燃烧过程是把燃料的化学能转化成内能，内能转化为机械能，飞轮获得的机械能是由内能转化而来，故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 2．（25-26九年级上·湖北武汉·阶段检测）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 【解析】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。 考点04 热机的应用 1. 实际应用 热机的发明和改进，极大地推动了人类社会的发展，改变了陆地、海洋和空中的交通运输方式，在生产生活中应用广泛： （1）汽油机：由于体积小、启动方便、运转平稳，主要应用于小汽车、摩托车、飞机、小型农机具等。 （2）柴油机：由于功率大、效率高、经济耐用，主要应用于载重汽车、火车、轮船、拖拉机、大型工程机械、发电机组等。 （3）喷气发动机：利用燃气反作用力推动机身，主要应用于各类飞机、火箭等，其中火箭发动机自带燃料和氧化剂，可在太空环境中工作，是航天工程的核心动力装置。 2. 能量转化及意义 热机的核心是将内能转化为机械能，实现了化学能到机械能的间接转化，解决了人类对大规模、远距离动力的需求。自内燃机问世100多年来，经过不断改进与发展，其效率不断提高，应用范围不断扩大，推动了工业、农业、交通运输业的快速发展，是人类文明进程中的重要里程碑。 3. 科学书屋：火箭发动机 火箭是我国古代的一项重大发明，现代火箭发动机的工作原理与古代火箭一致，均利用燃料燃烧产生的高温高压燃气向后高速喷出，产生反作用力推动火箭向前飞行。与普通热机不同，火箭发动机自带燃料和氧化剂，不需要外界空气助燃，因此可在太空真空环境中正常工作。 我国在现代火箭技术领域取得了重大突破，中国载人航天工程、北斗卫星导航系统、中国探月工程等重大工程的成功实施，标志着我国已跨入世界先进行列，为人类探索宇宙奠定了坚实基础。 4. 学科综合：制作神奇“走马灯” 走马灯是我国传统民间工艺制品，其工作原理与热机相似：点燃走马灯内的蜡烛，加热灯内空气，热空气上升，推动灯内的叶轮转动，进而带动灯体旋转。制作走马灯可结合热传递、力与运动、工程技术等知识，通过实践操作，加深对热机能量转化原理的理解，体会物理知识在生活中的应用。 【深化点拨】 四冲程内燃机的判断核心是“气门状态+活塞运动方向”，做功冲程是唯一对外做功的冲程，也是唯一将内能转化为机械能的冲程；汽油机与柴油机的区别可通过“构造、吸气、点火”三个核心维度快速记忆；热机的能量转化路径需牢记“化学能→内能→机械能”，避免混淆各阶段的能量形式。 1．（2026·四川泸州·二模）在学习了热机之后，小明利用身边物品制作了一个动力小船，如图所示。当易拉罐中的水吸热汽化所产生的大量水蒸气从小孔中冲出时，小船就能向前运动。小明使用的易拉罐是铝制成的，这是因为铝_____（选填“容易”或“不容易”）导热；加热后，易拉罐中的水温度升高，这种改变水内能的方式叫_____；图示的动力小船中能量转化情况与内燃机的_____冲程相同。 【答案】容易 热传递 做功 【解析】铝是热的良导体，容易导热； 蜡烛加热水，是通过热传递的方式改变水的内能； 水蒸气冲出推动小船前进，是内能转化为机械能，和内燃机的做功冲程能量转化一致。 2．（2026·湖南·中考真题）如图为我国某公司建造的全球首艘最大级别甲醇双燃料集装箱船，轮船的热机工作时，将燃料燃烧产生的内能转化为__________能。该船航行时，装载的货物越重，所受浮力越__________。 【答案】机械 大 【解析】[1]热机工作过程中将燃料燃烧产生的内能转化为轮船运动的机械能。 [2]轮船始终漂浮，浮力大小等于总的重力大小。装载的货物越重，所受浮力越大。 3．（2026·陕西渭南·二模）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 【解析】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。 角度01 热机能量转化辨析 1. 易错点梳理 （1）能量转化路径混淆：误将热机的整体能量转化记为“内能→化学能→机械能”，忽略燃料燃烧是化学能转化为内能的过程。 （2）冲程能量转化误判：将压缩冲程和做功冲程的能量转化颠倒，或认为吸气、排气冲程也存在能量转化。 （3）实验现象能量转化分析错误：迷你实验室中，误将橡胶塞弹出的过程记为“机械能转化为内能”，忽略燃气做功的本质是内能转化为机械能。 2. 解题通法 （1）牢记热机整体能量转化：燃料燃烧（化学能→内能）→气体膨胀做功（内能→机械能），核心是“内能转化为机械能”。 （2）明确冲程能量转化：压缩冲程（机械能→内能）、做功冲程（内能→机械能），吸气、排气冲程无能量转化，依靠曲轴惯性完成。 （3）实验现象分析：判断能量转化时，明确“谁对谁做功”，燃气对橡胶塞做功，是内能转化为机械能；活塞压缩气体做功，是机械能转化为内能。 1．（2026·安徽六安·三模）2026年5月12日19时59分，长征六号改运载火箭在太原发射升空，火箭尾气高空凝结形成巨型发光尾云，安徽多地民众目击奇观，在火箭加速升空过程中，下列说法不正确的是（　　） A．火箭的动能转化为重力势能 B．燃料化学能→内能→机械能 C．火箭机械能不断增加 D．燃气推力改变火箭运动状态 【答案】A 【解析】 AC．火箭加速升空时，速度增大，动能增加，高度升高，重力势能增加，是燃料化学能转化为内能，燃气膨胀推动火箭做功，内能转化为火箭的机械能，使其机械能不断增加，故A错误，BC正确；   D．火箭在燃气推力作用下加速升空，运动状态改变，说明燃气推力改变了火箭的运动状态，故D正确。 本题要求选说法不正确的，故选A。 2．（25-26九年级上·河南焦作·期中）如图所示是四冲程汽油机的工作示意图，下列描述错误的是（     ） A．甲做功冲程燃气的内能转化为活塞的机械能 B．乙排气冲程活塞向上运动，把废气排出气缸 C．丙吸气冲程活塞向下运动，空气进入气缸 D．丁压缩冲程活塞向上运动，燃料混合物被压缩，活塞的机械能转化为燃料混合物的内能 【答案】C 【解析】A‌．甲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。做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，将燃气的内能转化为活塞的机械能，故A正确，不符合题意； B‌．乙图中进气门保持关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸，是排气冲程。排气冲程时，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸，故B正确，不符合题意； C‌．丙图，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。吸气冲程中，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气缸，而不是只有空气进入气缸，故C错误，符合题意； D‌．丁图，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。压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，活塞的机械能转化为燃料混合物的内能，故D正确，不符合题意。 故选C。 3．（25-26九年级上·江苏宿迁·期中）一台单缸四冲程汽油机工作时，若飞轮转速是3600r/min，该汽油机每秒对外做功________次；在压缩冲程中，气体的温度升高，是通过________的方式增加内能，下图中________（填序号）表示该冲程。 【答案】30 做功 B 【解析】飞轮转速，即每秒飞轮转60圈；四冲程汽油机的工作规律是：飞轮每转2圈，完成4个冲程，对外做功1次，因此每秒对外做功30次。 压缩冲程中，活塞压缩气缸内气体，对气体做功，机械能转化为内能，气体内能增加、温度升高，因此是通过做功的方式增加内能。 压缩冲程中，两气门均关闭，活塞上行，故图中B表示该冲程。 角度02 内燃机冲程判断及特点区分 1. 易错点梳理 （1）冲程判断错误：仅根据活塞运动方向判断冲程，忽略气门的开闭状态，如将“活塞向上运动”误判为压缩冲程（未考虑排气阀开启的情况）。 （2）工作循环参数混淆：误记一个工作循环的冲程数、曲轴转动圈数、做功次数，如认为一个工作循环对外做功2次。 （3）冲程特点记忆模糊：忽略做功冲程是唯一对外做功的冲程，或认为压缩冲程也对外做功。 2. 解题通法 （1）冲程判断三步法：第一步，看气门状态（进气阀、排气阀的开闭）；第二步，看活塞运动方向（向上、向下）；第三步，结合冲程特点确定冲程类型（参考下表）。 （2）牢记工作循环参数：一个工作循环=4个冲程=曲轴转2圈=活塞往复2次=对外做功1次。 （3）核心特点区分：做功冲程是唯一对外做功、唯一将内能转化为机械能的冲程；压缩冲程是唯一将机械能转化为内能的冲程；吸气、排气冲程无能量转化，依靠曲轴惯性完成。 冲程类型 气门状态 活塞运动方向 能量转化 吸气冲程 进气开、排气关 向下 无 压缩冲程 两阀均关 向上 机械能→内能 做功冲程 两阀均关 向下 内能→机械能 排气冲程 排气开、进气关 向上 无 1．（2026·广东东莞·三模）2026年3月28日国产摩托“张雪机车”首次在全球比赛夺冠，打破欧美日数十年垄断。如图所示是内燃机工作的四个冲程示意图，其中高温高压气体推动活塞对外做功的冲程是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】内燃机做功冲程的特点是：两个气门全部关闭，火花塞点火，高温高压气体推动活塞向下运动，对外做功。 A．进气门打开，排所门关闭，活塞向下运动为吸气冲程，故A不符合题意； B．两个气门关闭，但活塞向上运动，是压缩冲程，故B不符合题意； C．两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，因此符合做功冲程的特点，故C符合题意； D．进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，故D不符合题意。 故选C。 2．（2025·甘肃酒泉·二模）如图表示四冲程内燃机工作时的示意图，一个工作循环的正确顺序为（     ） A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲 C．甲、丁、乙、丙 D．甲、丙、乙、丁 【答案】C 【解析】甲图：左侧进气门打开，右侧排气门关闭，活塞向下运动，外界混合气被吸入气缸，为吸气冲程； 丁图：两个气门全部关闭，活塞向上运动，气缸内气体被压缩，为压缩冲程； 乙图：两个气门全部关闭，活塞向下运动，燃气燃烧膨胀推动活塞下行做功，为做功冲程； 丙图：右侧排气门打开，左侧进气门关闭，活塞向上运动，气缸内废气被排出，为排气冲程； 四冲程标准顺序为吸气、压缩、做功、排气，对应甲、丁、乙、丙，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3．（2026·广东肇庆·三模）如图所示是热机工作冲程中的__________冲程；为了不让热机在工作时温度太高，在设计时，气缸外有一个水套，里面充满水，是利用了水的__________比较大的物理属性，通过__________的方式减少气缸的内能。 【答案】压缩 比热容 热传递 【解析】由图可知，热机两个气门都关闭，活塞向上运动，因此该冲程是压缩冲程；水的比热容较大，相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度时可以吸收更多热量，冷却效果更好，因此用水降温利用了水比热容较大的特性；气缸温度高于水，热量从气缸传递到水，是通过热传递的方式减少气缸的内能。 角度03 汽油机与柴油机核心差异辨析 1. 易错点梳理 （1）构造差异混淆：误将柴油机的喷油嘴记为火花塞，或认为汽油机也有喷油嘴。 （2）吸气气体误判：认为柴油机吸气冲程吸入的是空气和柴油的混合气体，忽略柴油机仅吸入空气。 （3）点火方式混淆：将柴油机的压燃式点火记为点燃式，或认为汽油机采用压燃式点火。 （4）应用场景误配：将柴油机应用于小汽车，或汽油机应用于载重汽车，忽略两者的特点差异。 2. 解题通法 （1）核心差异记忆口诀：“汽油机点火用火花，柴油机喷油压燃它；汽油吸气混和气，柴油只吸纯空气；汽油轻巧跑小车，柴油笨重载重物”。 （2）分类对比记忆：结合考点03中的对比表格，从构造、吸气、点火、压缩程度、应用场景五个维度，逐一区分两者差异，重点记忆“构造（火花塞/喷油嘴）、点火方式（点燃式/压燃式）”两个核心差异。 （3）应用场景匹配：根据“体积、功率、效率”特点匹配应用场景，体积小、功率小→小汽车、飞机（汽油机）；体积大、功率大→载重汽车、轮船（柴油机）。 1．（25-26九年级上·湖北恩施·期中）生活中偶有车主误给汽油机加柴油的情况，会导致发动机无法正常工作。这源于汽油机与柴油机的核心结构和工作原理存在差异，下列关于“两机”描述正确的是（    ） A．汽油机吸入的是汽油，柴油机吸入的是柴油 B．汽油机气缸顶部有火花塞，柴油机气缸顶部有喷油嘴 C．汽油机通过压燃式点火，柴油机通过点燃式点火 D．汽油机适用于大型载重汽车，柴油机适用于小型轿车 【答案】B 【解析】A．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A错误； BC．汽油机气缸顶部有个火花塞，点火方式为点燃式，柴油机气缸顶部有个喷油嘴，点火方式为压燃式，故B正确，C错误； D．汽油机因轻便、噪音小，通常适用于小型轿车，柴油机因效率高，适用于大型载重汽车，故D错误。 故选B。 2．（25-26九年级上·山东枣庄·期中）1876年，德国工程师奥托制造了第一台新型的以煤气为燃料的四冲程内燃机。如图为四冲程柴油机的工作过程。下列相关说法正确的是（　　） A．汽油机和柴油机都是内燃机，吸入汽缸的物质相同 B．乙冲程使缸内气体内能增大，为内燃机提供动力 C．丙冲程主要是依靠飞轮的惯性完成的 D．柴油机降温常用水做冷却剂是因为水的比热容大 【答案】D 【解析】A．柴油机和汽油机都属于内燃机，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A错误； B．由乙图可知，两个气门关闭，活塞向上运动，活塞压缩气体做功，此冲程为压缩，内燃机通过做功冲程获得动力，故B错误； C．由丙图可知，两个气门关闭，高温气体推动活塞向下运动，气体对外做功，丙是做功冲程，是气体推动活塞做功，不是靠惯性，故C错误； D．水的比热容大，升高相同温度吸收热量多，冷却效果好，故D正确。 故选D。 3．（25-26九年级上·辽宁沈阳·期中）如图所示是汽油机吸气冲程的示意图，其吸入的物质是_______（填“空气”、“汽油”、“柴油”或“空气和燃料的混合物”）。柴油机的构造和汽油机相似，但是柴油机通过压缩空气直接点燃柴油，因此柴油机气缸顶部没有火花塞、而有一个_______。 【答案】空气和燃料的混合物 喷油嘴 【解析】[1]汽油机的吸气冲程中，会将汽油和空气的混合物一同吸入气缸，因此此处填空气和燃料的混合物。 [2]柴油机是压燃式点火，依靠压缩空气升高温度直接点燃柴油，不需要火花塞点火，因此气缸顶部没有火花塞，而是有喷油嘴，用来在压缩冲程末喷出柴油。 角度04 热机应用场景及原理匹配判断 1. 易错点梳理 （1）热机原理应用误判：将热机的“内能转化为机械能”与其他能量转化（如电能转化为机械能）混淆，误判相关装置是否属于热机。 （2）火箭发动机原理误解：认为火箭发动机需要外界空气助燃，忽略其自带氧化剂的特点。 （3）走马灯原理分析错误：误将走马灯的转动原理记为“电能转化为机械能”，忽略热空气上升做功的本质（内能转化为机械能）。 2. 解题通法 （1）热机判断核心：凡是将燃料燃烧释放的内能转化为机械能的装置，均属于热机；若装置直接将电能、化学能等转化为机械能，不属于热机（如电动机）。 （2）火箭发动机特点：自带燃料和氧化剂，无需外界空气助燃，可在太空工作，能量转化仍为“化学能→内能→机械能”。 （3）生活实例分析：结合热机原理，分析生活中装置的能量转化路径，如走马灯（内能→机械能）、汽车发动机（化学能→内能→机械能）、电动机（电能→机械能），明确区分是否属于热机应用。 1．（2026·广西南宁·三模）如图为一种蒸汽船玩具，在玻璃瓶内装适量水，将小船放置在水面上，点燃蜡烛加热玻璃瓶一段时间，产生大量水蒸气，并和受热膨胀的空气一起从细窄的吸管冲出，推动小船前进。下列有关该实验的说法合理的是（     ） A．加热过程中，玻璃瓶内的水通过做功的方式增大内能 B．吸管处出现白雾，冲出的水蒸气内能增大，温度升高 C．蒸汽推动小船做匀速直线运动，说明力是维持物体运动状态的原因 D．蒸汽推动小船前进，能量的转化方式和内燃机的做功冲程相同 【答案】D 【解析】A．加热过程中，玻璃瓶内的水吸收热量，是通过热传递的方式增大内能，故A不符合题意； B．冲出的水蒸气对外做功，内能减小，温度降低，水蒸气液化形成白雾，故B不符合题意； C．力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因；小船做匀速直线运动是因为推力与阻力平衡，运动状态不变是由于惯性，故C不符合题意； D．蒸汽推动小船前进，是将内能转化为机械能，内燃机的做功冲程的能量转化也为内能转化为机械能，二者能量转化方式相同，故D符合题意。 故选 D。 2．（25-26九年级上·四川内江·期末）如图甲所示，是小明用易拉罐制作的一辆小车，往易拉罐内喷入一些酒精并点燃后，小车就会向前行驶。如图乙所示是汽油机的四个冲程，其中与甲图中小车行驶时能量转化相同的是（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】小车被燃气推动的过程，是燃气的内能转化为小车的机械能，相当于内燃机的做功冲程，做功冲程进气门关闭、排气门关闭，活塞下行，火花塞点火，故选C。 3．（2026·湖北恩施·二模）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 【解析】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。 4．（2026·甘肃白银·三模）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 【解析】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。 【例1】（2026·四川内江·中考真题）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 【解析】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1-1】（2026·新疆乌鲁木齐·二模）下列运输工具的热机工作时不需要空气的是（     ） A．直升机 B．游艇 C．货车 D．火箭 【答案】D 【解析】热机工作需要氧气支持燃烧，不同热机的氧气来源不同。直升机、游艇、货车的热机都是内燃机，需要从空气中获取氧气来燃烧燃料；火箭发射自带氧化剂，不需要依靠空气中的氧气，在真空环境也能工作，故选D。 【变式1-2】（2025·新疆昌吉·一模）下列不属于热机应用的是（　　） A．喷气式飞机 B．柴油拖拉机 C．纯电动汽车 D．燃油摩托车 【答案】C 【解析】喷气式飞机、柴油拖拉机、燃油摩托车都是利用内能来做功的机械，都属于热机；纯电动汽车是利用电能做功的，不属于热机，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【变式1-3】（2026·广西柳州·一模）（多选）近年来我国重大装备层出不穷，国人倍感自豪，下列机械的动力装置使用热机的是（　　） 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】BCD 【解析】热机工作时燃料在汽缸内燃烧，把内能转化为机械能。 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不符合题意； 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符合题意。 故选BCD。 【例2】（2026·江苏扬州·中考真题）如图，加热试管中的水至沸腾。分析橡胶塞被冲出的过程，其能量转化与汽油机的哪个冲程类似（     ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】C 【解析】加热试管使水沸腾后，高温高压的水蒸气推动橡胶塞冲出，是水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，而在汽油机四个冲程中，做功冲程是高温高压燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能，和本实验的能量转化一致。 故选C。 【变式2-1】（2026·天津武清·二模）如图所示，点燃走马灯底部的蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸片小人转动。汽油机四个冲程中与其能量转化相同的是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】C 【解析】走马灯中，热空气上升驱动扇叶转动，是将内能转化为机械能的过程。四冲程汽油机的做功冲程中，燃料燃烧释放的内能推动活塞做功，也是将内能转化为机械能，与走马灯的能量转化一致，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【变式2-2】（2026·广东汕头·一模）射击比赛中使用的气步枪是通过高压气体击发弹丸完成射击的。在四冲程内燃机中，与射击过程中能量转化情况相同的冲程是（     ） A．做功冲程 B．压缩冲程 C．吸气冲程 D．排气冲程 【答案】A 【解析】射击过程中，高压气体推动弹丸运动，能量转化是内能转化为机械能。 四冲程内燃机各冲程的能量特点： 做功冲程中，燃气膨胀推动活塞做功，能量转化也是内能转化为机械能，和射击过程的能量转化情况相同；压缩冲程是机械能转化为内能，吸气冲程、排气冲程仅完成进、排气过程，没有这种能量转化。故选A。 【变式2-3】（2026·新疆乌鲁木齐·一模）在学校的“跨学科实践”活动中，小王参加了“自制简易热机”的活动项目，他准备了以下材料：一个空易拉罐，一根吸管，一台小风扇，一个酒精灯。 ①在易拉罐内加入少量的水； ②用一小块泡沫和密封胶，将易拉罐的口封住。将易拉罐平放在支架上； ③在易拉罐的左侧底部开一小孔，将吸管的尖端朝外，另一端插入易拉罐内，如图（操作过程中要注意安全）； ④将小风扇平放在支架上，中性笔正对小风扇扇叶中心偏上，点燃酒精灯加热易拉罐，观察到水沸腾后有“白气”喷出，小风扇转动，看到的“白气”是________（选填“水蒸气”或“小水滴”），水沸腾过程中内能________（选填“增大”“减小”或“不变”），实现“小风扇转动”的能量转化与四冲程汽油机的________冲程相同。 【答案】小水滴 增大 做功 【解析】看到的“白气”是水蒸气液化形成的小水滴，水蒸气本身无色透明无法直接观察到。 水沸腾过程中持续吸收热量，虽然温度保持不变，但吸收了热量，导致其内能增大，部分水汽化。 高温水蒸气喷出推动小风扇转动，是将内能转化为机械能的过程。这与四冲程汽油机的做功冲程中燃气推动活塞做功的能量转化形式相同。 【例3】（2026·山东烟台·中考真题）（多选）如图所示为汽油机工作时某冲程的示意图，下列关于这个冲程的说法正确的是（     ） A．该冲程是做功冲程 B．该冲程是压缩冲程 C．将机械能转化为内能 D．将内能转化为机械能 【答案】AD 【解析】图中进气门和排气门均关闭，火花塞正在点火，且活塞向下运动，这符合汽油机做功冲程的特征。在做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能。故选AD。 【变式3-1】（2026·广东·二模）题图为四冲程内燃机的做功冲程示意图，此冲程中气缸内的气体（     ） A．体积变大，内能转化为机械能 B．体积变大，机械能转化为内能 C．体积变小，内能转化为机械能 D．体积变小，机械能转化为内能 【答案】A 【解析】图中冲程中两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，因此气缸内气体体积变大；做功冲程中，高温高压燃气膨胀推动活塞运动，对外做功，将气体的内能转化为活塞的机械能，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式3-2】（2026·江苏南京·一模）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 【解析】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3-3】（2026·广东汕头·二模）“九天”无人机配备高清光电吊舱（摄像设备）、合成孔径雷达，机腹内置模块化任务舱，可容纳上百架小型无人机，实现蜂群作战，被誉为“空中无人机航母”。在跑道上加速起飞过程中，由于机翼上方流速较大，空气压强___________（选填“较大”或“较小”），导致机翼获得升力从而使九天无人机升空，此时以无人机为参照物，山体是___________（选填“运动”或“静止”）的；其涡扇发动机工作时，高温燃气推动涡轮旋转带动风扇产生推力，该过程与乙图中___________（选填“A”或“B”）冲程相似。 【答案】较小 运动 B 【解析】等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面，由于上表面弯曲，所以机翼上方的流速就大于机翼前方的流速，而下表面平直，因此机翼下方的流速大致等于前方的流速，从而可以知道，机翼下方的流速就小于机翼上方的流速，所以机翼下方的压强大于机翼上方的压强，这样就产生了作用在机翼上的向上的升力。 九天无人机升空，此时以无人机为参照物，山体的位置发生改变，山体是运动的。 其涡扇发动机工作时，高温燃气推动涡轮旋转带动风扇产生推力，内能转化为机械能，图A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；图B中两个气门关闭，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，燃气推动活塞做功，该过程与乙图中B原理相同。 ⚡基础速刷 1．（24-25九年级下·云南昭通·学业考试模拟）冬天人们常用火炉取暖，下列四个事例中改变物体内能的方式与之相同的是（    ） A．反复弯折铁丝 B．汽油机压缩冲程 C．用冰箱保鲜 D．压缩气体 【答案】C 【解析】冬天火炉取暖是通过热传递改变人体内能。 A．反复弯折铁丝，人对铁丝做功，机械能转化为内能，属于做功改变内能，故A不符合题意； B．汽油机压缩冲程，活塞对气缸内气体做功，机械能转化为内能，属于做功改变内能，故B不符合题意； C．用冰箱保鲜，食物将热量传递给冰箱，内能减小、温度降低，属于热传递改变内能，和题干方式相同，故C符合题意； D．压缩气体，外力对气体做功，机械能转化为内能，属于做功改变内能，故D不符合题意。 故选C。 2．（25-26九年级上·天津西青·阶段检测）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 【解析】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。 3．（25-26九年级上·河北沧州·期末）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 【解析】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。 4．（2026·广东广州·二模）涡轮发动机（内燃机）的工作过程如图所示。空气通过压缩机压缩后进入燃烧室与燃料混合燃烧，产生的高温高压燃气向后高速喷出，推动涡轮机旋转，剩余能量经排气管排出。内能转化为机械能的过程发生在（　　） A．进气室 B．压缩室 C．燃烧室 D．排气室 【答案】C 【解析】A．进气室的作用是引入空气，没有发生内能向机械能的转化，故A不符合题意； B．压缩室里的压缩机在这里压缩空气，是机械能转化为空气的内能，故B不符合题意； C．燃烧室中压缩后的空气和燃料在燃烧室混合燃烧，产生的高温高压燃气推动涡轮机旋转，将燃气的内能转化为涡轮机的机械能，故C符合题意； D．排气室的作用是排出剩余废气，不发生内能转化为机械能的过程，故D不符合题意。 故选C。 5．（2026·四川成都·二模）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 【解析】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。 6．（2026·江苏泰州·一模）2026年3月30日，我国“轻舟初样试飞船”由力箭二号遥一运载火箭成功发射入轨。如图所示，在火箭加速升空过程中，下列说法中正确的是（　　） A．飞船的机械能保持不变 B．燃气对火箭的推力做功，使火箭内能增加 C．火箭发动机工作时，将内能转化为机械能 D．飞船外壳温度升高，是通过热传递方式增大其内能的 【答案】C 【解析】A．在火箭加速升空过程中，飞船的质量不变，速度增大，动能增大；高度升高，重力势能增大，机械能等于动能与重力势能之和，所以飞船的机械能增大，故A错误； B．燃气对火箭的推力做功，是将内能转化为机械能，而不是使火箭内能增加，故B错误； C．火箭发动机工作时，燃料燃烧产生内能，推动火箭上升，将内能转化为机械能，故C正确； D．飞船外壳温度升高，是因为飞船与空气摩擦，通过做功的方式增大其内能的，而不是热传递，故D错误。 故选C。 7．（2026·四川南充·一模）如图所示，是中国国家博物馆原始社会厅中展示的一种点火器，它以牛角作外套筒，木制推杆，杆前端粘附艾绒，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。关于该点火器，下列说法中正确的是（    ） A．取火时是通过热传递增加筒内艾绒的内能 B．这种点火器的体积太大，不便于携带 C．取火时，推杆对空气做功，空气内能减小 D．取火的原理与汽油机的做功冲程相同 【答案】A 【解析】A.取火时，推杆压缩筒内空气做功，使空气内能增加、温度升高，高温空气将热量传递给艾绒，艾绒是通过热传递增加自身内能，温度达到艾绒燃点后艾绒燃烧，故A正确； B.由图中尺寸可知，该点火器总长度略超过12cm，外套筒直径为2.5cm，体积很小，便于携带，故B错误； C.取火时推杆对筒内空气做功，机械能转化为内能，空气内能是增大的，故C错误； D.该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，该过程原理和汽油机压缩冲程相同，故D错误。 故选A。 8．（2026·陕西·一模）如图所示是小明同学自制的能让小风扇转动的装置。他向易拉罐内部注入半罐水，按图示将所有器材安装完成后，点燃易拉罐下面的酒精灯，当有水蒸气喷出时，扇叶就能转动起来。关于该装置，下列说法不正确的是（　　） A．空气中能闻到酒精的气味，这是扩散现象 B．给水加热是通过热传递的方式改变水的内能 C．水沸腾时，继续吸热温度不变，内能也不变 D．使扇叶转动时发生的能量转化与汽油机的做功冲程相同 【答案】C 【解析】A．空气中能闻到酒精气味，是酒精的分子永不停息做无规则运动，扩散到空气中，属于扩散现象，故A正确； B．改变内能的方式分为做功和热传递，酒精灯给水加热，是通过热传递改变水的内能，故B正确； C．水沸腾时，持续吸热，温度不变，但水会持续吸收热量，且部分水汽化，整体内能增大，不是内能不变，故C错误； D．该装置中水蒸气喷出推动扇叶转动，将内能转化为机械能，和汽油机做功冲程的能量转化相同，故D正确。 本题选择描述错误的，故选C。 9．（24-25九年级下·甘肃临夏·学业考试模拟）如图所示，用橡皮条摩擦铜管使管内乙醚沸腾，蒸汽冲起软木塞，铜管口出现“白气”.这是由于气体对外做功，内能______（选填“增大”或“减小”），温度降低，发生液化现象；冲起软木塞过程中的能量转化情况与汽油机的______冲程能量转化情况相似。 【答案】减小 做功 【解析】气体冲起软木塞时，气体对外做功，自身的内能转化为木塞的机械能，所以气体的内能减小，温度随之降低。乙醚蒸气遇冷液化，就形成了管口的“白气”。 汽油机的做功冲程，是燃料燃烧产生的高温高压燃气推动活塞对外做功，将内能转化为机械能，和本实验的能量转化完全一致。 10．（24-25九年级上·福建南平·阶段检测）某汽油机转速为1800r/min，则汽油机每秒对外做功___________次。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】15 比热容/比热 【解析】汽油机转速为 汽油机一个工作循环里，飞轮转2圈对外做功1次，因此每秒对外做功次数为次 用水循环带走汽油机产生的热量，是利用了水的比热容较大的特性：相同质量的水和其他物质相比，温度变化相同时能吸收更多热量，冷却效果更优。 11．（2026·河南周口·模拟预测）汽油的价格受多种因素的影响，季节也是其中之一。冬季油价会比夏季略高，这是因为到了冬季，气温降低，汽油的______（选填“质量”或“密度”）变大。汽车行驶时，在______冲程将汽油燃烧产生的内能转化为机械能。 【答案】密度 做功 【解析】汽油按体积计价，冬季温度降低时体积变小，由可知，汽油的密度变大，相同体积的汽油质量更大，因此冬季油价略高。 内燃机的四个冲程中，做功冲程里汽油燃烧产生的高温高压气体推动活塞运动，将内能转化为机械能。 12．（25-26九年级下·广东湛江·期中）图为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在2s内达到起飞速度，其中牵引索绕过两个定滑轮与活塞相连，这两个定滑轮的作用是改变力的________。该装置汽缸内蒸汽体积膨胀，对活塞做功，蒸汽内能________（选填“变大”“变小”或“不变”），这一过程中发生的能量转化与热机中的________（选填“做功”或“压缩”）冲程相同。 【答案】方向 变小 做功 【解析】这两个滑轮是定滑轮，只改变力的方向；蒸汽体积膨胀，对活塞做功，内能转化为机械能，所以蒸汽内能变小；热机中的做功冲程是内能转化为机械能，所以该过程中与热机中的做功冲程相同。 13．（25-26九年级下·宁夏吴忠·期中）2025年4月24日，神舟二十号载人飞船发射取得圆满成功。六位宇航员成功会师空间站，宇航员携带的密封食品从地球到空间站质量______（选填“变大”“变小”或“不变”）；图中火箭升空过程中，燃料燃烧产生的内能转化为机械能，与热机_______冲程能量转化方式一致。 【答案】不变 做功 【解析】质量是物体的固有属性，它只与物体所含物质的多少有关，与物体的位置、状态、形状和温度无关。密封食品所含物质的量没有变化，因此质量不变。热机的四个冲程中，做功冲程是将燃料燃烧产生的内能转化为活塞运动的机械能，与火箭升空的能量转化方式一致。 14．（2026·河南安阳·一模）如图所示，新能源汽车领域广泛利用AI（人工智能）语音助手实现“人与车”全场景自然交互，语音助手发出的声音是由发声体_____产生的：语音助手能够识别用户语音指令，这说明声音可以传递______（选填“信息”或“能量”）；传统使用汽油机的汽车通过_______冲程把汽油燃烧释放的内能转化为机械能，而新能源汽车不依赖燃油燃烧，更加清洁。 【答案】 振动 信息 做功 【解析】声音是由发声体的振动产生的；声音的利用分为传递信息和传递能量两类，语音助手识别用户的语音指令，是通过声音获取内容信息，说明声音可以传递信息。 汽油机的四个冲程中，做功冲程将汽油燃烧释放的内能转化为机械能，压缩冲程是将机械能转化为内能。 15．（2026·江苏南通·一模）2025年11月14日，神舟二十一号载人飞船返回舱顺利返回地球。返回舱进入地球大气层与大气剧烈摩擦，通过__________方式增加了返回舱表面的内能，该过程与内燃机的__________冲程能量转化相同。返回舱距离地面约1m时，反推火箭发动机向下喷出高速气流，返回舱开始减速着陆，返回舱减速着陆过程中动能__________，重力势能__________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】做功 压缩 减小 减小 【解析】返回舱进入大气层与大气剧烈摩擦，是通过做功的方式增加了返回舱表面的内能，将机械能转化为内能。 内燃机的压缩冲程中，活塞对气缸内气体做功，将机械能转化为内能，与返回舱摩擦生热的能量转化形式相同。 返回舱减速着陆过程中，质量不变，速度减小，所以动能减小；高度降低，所以重力势能减小。 16．（2026·陕西西安·一模）如图甲所示是一款酒精发动机，点燃酒精灯给汽缸内的空气加热，高温的空气推动活塞做功，空气内能变小，酒精灯继续加热汽缸内的空气从而实现往复工作。用酒精灯加热空气是通过_______的方式使空气的内能变大，如图______（选填“乙”或“丙”）与高温空气推动活塞做功过程的能量转化情况相同。 【答案】热传递 丙 【解析】[1]改变物体内能的方式有两种：做功和热传递。用酒精灯加热空气，热量从酒精灯传递给汽缸内的空气，是通过热传递的方式增大空气的内能。 [2]高温空气推动活塞做功的过程，能量转化是内能转化为机械能：图乙：下压活塞对筒内空气做功，能量转化是机械能转化为内能，和题干过程不同。图丙：瓶内高压气体推动塞子飞出，能量转化是内能转化为机械能，和题干过程的能量转化一致。 🚀能力跃升 17．（25-26九年级上·广东湛江·期末）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 【解析】A．汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物，故A错误； B．在压缩冲程，活塞对气体做功，将机械能转化为内能，气体的内能变大，温度升高，故B错误； C．做功冲程中，燃气对活塞做功，燃气的内能转化为活塞的机械能，故C正确； D．排气冲程中没有能量的转化，故D错误。 故选C。 18．（25-26九年级上·山东济南·阶段检测）大多数汽车的内燃机采用的都是汽油机，关于以下汽油机的四个冲程，说法正确的是（     ） A．为汽车提供动力的冲程是甲 B．丙冲程中汽缸内气体的温度会下降 C．依靠飞轮惯性完成的冲程是乙、丙、丁 D．四冲程汽油机在一个工作循环中的工作过程依次是丁、丙、乙、甲 【答案】B 【解析】A．图甲中两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能；为汽车提供动力的是做功冲程，故A错误； B．图丙中两气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程；此冲程中燃气对外做功，内能减小，温度下降，故B正确； C．四冲程汽油机中，只有做功冲程（丙）对外做功，其余三个冲程依靠飞轮惯性完成，故C错误； D．汽油机一个工作循环的正确顺序是吸气（丁）、压缩（甲）、做功（丙）、排气（乙），故D错误。 故选B。 19．（25-26九年级上·河北沧州·期末）《哪吒之魔童闹海》全球热映，电影中龙族拔下身上最硬的龙鳞，给敖丙做出的万鳞甲，就像我们每个中国人，一次次托举让这部电影在短短16天票房冲破百亿，让全球电影榜清一色的美国旗里出现一抹中国红！电影中哪吒和敖丙能够联手冲破天元鼎，水火之力生成蒸汽冲破巨鼎封印过程中，如图所示，能量转化与热机的冲程类似的是（     ） A．压缩冲程，机械能转化为内能 B．做功冲程，内能转化为机械能 C．吸气冲程，无能量转化 D．排气冲程，无能量转化 【答案】B 【解析】题干中，蒸汽冲破巨鼎封印的过程，是蒸汽的内能对外做功，将内能转化为机械能。 热机的做功冲程：燃料燃烧产生的内能对外做功，将内能转化为机械能，故B符合题意。 故选B 。 20．（2026·广东揭阳·二模）如图所示是我国明代发明的一种多级火箭武器——火龙出水。它利用火药燃烧产生大量高温气体向后喷出，从而推动自身向前飞行。下列汽油机冲程中，能量转化情况与之相同的是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】C 【解析】火龙出水能量转化为：火药燃烧将化学能转化为内能，高温燃气向后喷出推动火箭前进，内能转化为机械能。 汽油机各冲程能量变化： AD．吸气、排气冲程中无能量转化，依靠飞轮惯性完成； B．在压缩冲程中，活塞压缩气体，将机械能转化为内能； C．在做功冲程中，汽油燃烧产生高温燃气推动活塞，将内能转化为机械能，和火龙出水能量转化一致。 故选C。 21．（2026·江苏宿迁·二模）如图1为物理老师自制的水火箭结构示意图，如图2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，会使水向下喷出，从而使水火箭升空。结合材料，你认为以下说法正确的是（     ）。 A．利用打气筒向水火箭内打气，水火箭中空气的内能增大 B．打气筒将空气压入水火箭内的能量转化过程与汽油机的做功冲程相同 C．水喷完后，水火箭继续上升的过程中机械能不变 D．水火箭加速升空的过程中水的比热容增大 【答案】A 【解析】A．利用打气筒向水火箭内打气时，压缩瓶内空气做功，机械能转化为空气的内能，水火箭中空气的内能增大，故A正确； B．打气筒将空气压入水火箭内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，二者能量转化过程不同，故B错误； C．水喷完后，水火箭继续上升的过程中，需要克服空气阻力做功，部分机械能转化为其他形式的能，因此水火箭的机械能减小，故C错误； D．比热容是物质的固有特性，只与物质的种类和状态有关，与水火箭的运动状态无关，因此水的比热容不变，故D错误。 故选 A。 22．（25-26九年级下·陕西榆林·阶段检测）如图所示为某物理老师在讲解内燃机工作原理时演示“等离子炮”的情景，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水桶，在水桶内发生爆炸，大量气体从桶口冲出，最终将易拉罐击倒。关于“等离子炮”，下列说法正确的是（    ） A．丁烷气体燃烧过程中将内能转化为化学能 B．气体冲出桶口推动易拉罐的过程中，气体的内能增加 C．水桶内的爆炸过程与汽油机的做功冲程的能量转化相同 D．“等离子炮”在工作过程中不遵循能量守恒定律 【答案】C 【解析】A．丁烷气体燃烧过程中将化学能转化为内能，故A错误； B．气体冲出桶口时，对外做功，气体自身的内能减小，故B错误； C．水桶内的爆炸过程是内能转化为机械能，而内燃机的做功冲程也是内能转化为机械能，二者能量转化相同，故C正确； D．任何机械在工作过程中都遵守能量守恒定律，“等离子炮”在工作过程中遵守能量守恒定律，故D错误。 故选C。 23．（2026·湖南·二模）如图是手工制作的简易等离子炮装置，由空塑料瓶、软管和打火机组成。使用时，向瓶内通入打火机燃气，点燃后瓶内气体迅速燃烧膨胀，从瓶口高速喷出，推翻前方目标物，“燃气推翻目标物”与内燃机哪个冲程的原理相似（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】C 【解析】该过程中，瓶内燃气燃烧后内能增大，膨胀对外做功，将内能转化为机械能推翻目标物。 内燃机的四个冲程中，做功冲程的原理是燃料燃烧产生高温高压燃气，燃气膨胀推动活塞做功，将内能转化为机械能，与该过程原理一致；压缩冲程是机械能转化为内能，吸气、排气冲程无主要能量转化，因此ABD不符合题意，C符合题意。 故选C 24．（25-26九年级上·四川泸州·期中）汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机。如图所示，是单缸四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中不正确的是（　　） A．一个工作循环的正确顺序是：丁甲丙乙 B．丁冲程是吸气冲程，吸入的是汽油和空气的混合物 C．只有丙冲程获得动力，其他冲程都是靠惯性运转的 D．若此汽油机曲轴的转速为1800r/min，汽油机每秒内对外做功30次 【答案】D 【解析】A．甲：两气门关闭，活塞向上运动，所以是压缩冲程； 乙：排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程；丙：两气门关闭，活塞向下运动，火花塞点火为做功冲程，此过程将内能转化为机械能，提供动力； 丁：进气门打开，活塞向下运动为吸气冲程。四冲程的正确顺序是：吸气（丁）→压缩（甲）→做功（丙）→排气（乙），即丁甲丙乙，故A正确，不符合题意； B．丁是吸气冲程，汽油机吸入的是汽油和空气的混合物，故B正确，不符合题意； C．只有做功冲程（丙）是燃气推动活塞做功，获得动力，其他三个冲程都靠飞轮的惯性来完成，故C正确，不符合题意； D．曲轴转速为 即每秒转30圈，因为四冲程汽油机每转2圈对外做功1次，所以每秒对外做功次数为15次，故D错误，符合题意。 故选D。 25．（23-24九年级上·陕西延安·阶段检测）如图所示是厨房用的高压锅，在工作过程中高压锅会通过限压阀上的小孔喷出蒸气，小华将自制的风车放在小孔前方成功让风车转了起来，水蒸气推动风车的能量转化过程与汽油机______冲程的能量转化过程相同，在此冲程中燃气的内能______（“增加”/“减小”/“不变”）。某单缸四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min，则1s内该汽油机对外做功______次。 【答案】做功 减小 25 【解析】水蒸气推动风车时，是内能转化为风车的机械能，汽油机的做功冲程的能量转化就是内能转化为机械能。 做功冲程中，燃气对外做功，自身内能减小。 汽油机飞轮转速，四冲程汽油机飞轮每转2圈对外做功1次，因此1s内对外做功次。 26．（25-26九年级上·上海虹口·阶段检测）热机的发展历程倾注了无数科学家的不懈努力。我们可以通过身边的物品，简单模拟热机产生动力的过程。 (1)如图所示，将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，从易拉罐开口端向罐内喷适量酒精喷雾，然后将一个空纸杯迅速套上。用细线将易拉罐水平悬挂在铁架台上，将点燃的打火枪靠近底部的小孔，纸杯就会“向前”飞去。此时，罐内气体对外做了功，气体内能__________（选“A．变大”或“B．变小”）；这一过程的能量转化情况与内燃机的__________冲程相同。 (2)（不定项）如图所示，是一款新型无人驾驶汽车，该车的发动机为汽油机。在汽油机的一个工作循环中，飞轮靠惯性工作的冲程有（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】(1)B 做功 (2)ABD 【解析】（1）[1]根据内能改变的规律：物体对外做功时，自身内能减小，内能转化为机械能。因此罐内气体对外做功后，气体内能变小。 [2]内燃机的做功冲程中，燃气膨胀对外做功，能量转化同样是内能转化为机械能，因此该过程和内燃机做功冲程能量转化相同。 （2）汽油机一个工作循环包含4个冲程，只有做功冲程可以独立对外做功，提供动力；剩余的吸气冲程、压缩冲程、排气冲程，都需要依靠飞轮的惯性来完成运转，故选ABD。 🌟思维挑战 27．（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 【解析】[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。 28．（25-26九年级上·江苏泰州·期中）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# 【解析】[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 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $