14.2热机（知识梳理+题型归纳+分层训练）2026-2027学年九年级物理全一册讲义（人教版）

14.2热机 学习目标导航 1. 了解四冲程内燃机的基本构造和工作原理，知道热机是将内能转化为机械能的装置。 1. 能准确描述热机四个冲程中气门开闭、活塞运动及能量转化的对应关系。 洞悉◆教材知识 知识点1 热机的定义与种类 1、热机工作原理 1．热机的共同特点：是将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，然后通过做功，把内能转化为机械能。 2．实验探究热机的原理 如图所示，在试管内装一些水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口放一个纸做的小叶轮。加热试管使水沸腾，细心观察你会发现叶轮转动，在此过程中是燃料的化学能转化为叶轮的机械能。 【探究归纳】该实验装置就是一个简单的热机。其工作过程是：燃料燃烧，化学能转化为内能，一部分内能通过热传递方式传递给工作物质—水，水内能增大，温度升高，产生大量水蒸气，水蒸气将橡皮塞冲出，水蒸气内能转化为橡皮塞机械能。 2、热机 热机的定义：利用内能来做功的机器。 热机的能量转换：内能转化为机械能。 四冲程内燃机包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 ★特别提醒 判断机械是否是热机，要从能量转化的角度来判断。例如：电动机是将电能转化为机械能，不属于热机！ 【归纳总结】利用内能做功的机械叫热机；热机分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 知识点2 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；由火花塞、气缸、进气门、排气门、曲轴连杆、飞轮以及活塞组成。 原理：汽油机工作时，一个工作循环包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。在压缩冲程中，机械能转化为内能；在做功冲程中，内能转化为机械能。 3、工作过程中能量的转化：①压缩冲程：机械能→内能；②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能。  ★特别提醒 汽油机工作的四个冲程中，只有做功冲程是燃气对活塞做功，其它三个冲程要靠飞轮的惯性来完成．在开始运转时，要靠外力先使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后，汽油机才能自己工作。 【归纳总结】汽油机是由进气门、排气门、气缸、火花塞、曲轴、连杆等构成的，他的工作原理是利用燃 料燃烧的内能做功，通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作。 知识点3 柴油机 1、工作原理：利用柴油在气缸内燃烧所产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。 2、构造：柴油机构造和汽油机构造相似，所不同的是柴油机气缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。 3、工作过程：柴油机与汽油机一样，也有四个冲程，所不同的是柴油机顶部有个喷油嘴，汽油机是火花塞，柴油机是压燃式，汽油机是点燃式。汽油机吸入气缸的物质是汽油和空气，柴油机吸入气缸的物质是空气。 ★特别提醒 柴油机的特点是柴油比汽油便宜，但柴油机比较笨重；常应用于载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船以及发电机。 【归纳总结】柴油机是由进气门、排气门、气缸、喷油嘴、曲轴、连杆等构成的，他的工作原理是利用燃 料燃烧的内 知识点4 汽油机和柴油机区别 名称 汽油机 柴油机 不 同 点 构造 顶部有一个火花塞 顶部有一个喷油嘴 燃料 汽油 柴油 吸气冲程 吸入汽油与空气的混合气体 吸入空气 点燃方式 点燃式 压燃式 效率 低 高 应用 小型汽车、摩托车 载重汽车、大型拖拉机 相 同 点 冲程：活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端 一个工作循环经历四个冲程，活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转动2周，做功1次 核心题型◆归纳 题型1 热机的定义与种类 题型2 汽油机 题型3 柴油机 题型4 汽油机和柴油机区别 分层训练 题型解析◆精准备考 题型1 热机的定义与种类 【典例1-1】以下机械属于内燃机的是（　　） A．电风扇 B．汽油机 C．滑轮组 D．洗衣机 【典例1-2】2024年5月3日，搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射。火箭 （选填“属于”或“不属于”）热机， （选填“能”或“不能”）在大气层外工作。 跟踪训练1热机的发明及广泛使用，对人类社会的发展起到了重要的作用，下列不属于热机应用的是（   ） A．汽车 B．自行车 C．燃油摩托车 D．挖掘机 题型2 汽油机 【典例2-1】下列汽油机的四个冲程中，利用高温高压气体推动活塞运动的冲程是（　　） A． B． C． D． 【典例2-2】2025年2月20日，内蒙古呼和浩特一名儿童在下水井周围放炮时发生闪爆，两个井盖被顶飞了，一个井盖飞到店里，旁边几辆车受损，小孩没事，所有损失家长将照价赔偿。此过程中的能量转化类似于四冲程汽油机的 冲程，下水井中的可燃气体燃烧产生的 能转化为下水井盖的机械能。 跟踪训练1汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中正确的是（    ） A．甲冲程是把内能转化为机械能 B．乙冲程是吸气冲程 C．丙冲程是把机械能转化为内能 D．丁冲程吸入的是汽油和空气混合物 题型3 柴油机 【典例3-1】如图所示，迅速压下活塞的过程相当于柴油机的（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【典例3-2】如图所示是某种内燃机某一冲程的示意图，由图可知：这种内燃机是 （选填“汽油机”或“柴油机”），该冲程是 冲程。 跟踪训练1 如图所示是四冲程柴油机的剖面图，关于其四个冲程柴油机的描述正确的是（　　） A．吸气冲程中吸入汽缸的是空气 B．压缩冲程中机械能转化为柴油和空气混合物的内能 C．做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的 D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分 题型4 汽油机和柴油机区别 【典例4-1】下列关于汽油机和柴油机的主要区别，其中错误的是（   ） A．柴油机的上部是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞 B．在做功冲程中，柴油机的点火方式叫压燃式，汽油机的点火方式叫点燃式 C．柴油机和汽油机一个工作循环都是由4个冲程组成，压缩冲程把内能转化为机械能 D．柴油机吸入汽缸的只是空气，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物 【典例4-2】柴油机和汽油机的主要区别在于，汽油机在吸气冲程中吸入汽油和空气的混合物，而柴油机吸入的只有 ，构造上柴油机顶端有喷油嘴，而汽油机顶部有 。 跟踪训练1 下列关于汽油机和柴油机的主要区别，说法正确的是（　　） A．构造上，汽油机汽缸顶部有喷油嘴，柴油机汽缸顶部有火花塞 B．吸气冲程中，柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入汽缸的是空气 C．在压缩冲程末，柴油机的点火方式是点燃式，汽油机的点火方式是压燃式 D．在做功冲程中，柴油机的燃气温度和压强比汽油机里的高 1．下列关于汽油机和柴油机的说法正确的是（   ） A．柴油机的工作过程分为吸气、压缩、排气三个冲程 B．汽油机和柴油机都属于内燃机 C．汽油机比柴油机笨重 D．汽油机的压缩程度比柴油机大 2．小夏用塑料矿泉水瓶进行了如图所示的实验： ①瓶中留有少量水，盖紧瓶盖；②用力扭转瓶身；③松动瓶盖，瓶盖冲出，同时瓶内出现白雾。②和③所示的过程，分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似，这两个冲程是（   ） A．吸气冲程和压缩冲程 B．压缩冲程和做功冲程 C．做功冲程和排气冲程 D．压缩冲程和排气冲程 3．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。这和内燃机的哪个冲程类似（    ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 4．一台单缸四冲程汽油机飞轮的转速是1800r/min，则该汽油机每秒钟（   ） A．完成30个循环，60个冲程 B．做功15次，活塞往复30次 C．完成30个循环，30个冲程 D．做功600次，活塞往复600次 5．如图，对于图中所述的物理过程，下列分析正确的是（    ） A．图甲，瓶子内的空气推动塞子跳起时，瓶内空气的内能增大 B．图乙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的温度升高 C．图丙，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大 D．图丁，用力将活塞迅速下压，这一过程与汽油机的压缩冲程相同 6．关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法，其中正确的是（　　） ①做功冲程，机械能转化为内能；②做功冲程，内能转化为机械能； ③只有做功冲程是燃气对外做功；④汽油机和柴油机的点火方式相同 A．①③ B．②③ C．②④ D．②③④ 7．关于内燃机下列说法正确的是（　　） A．四冲程内燃机工作过程只有一个工作循环 B．汽油机和柴油机汽缸顶部都有一个火花塞 C．汽油机是内燃机，柴油机不是内燃机 D．汽油机和柴油机都有做功冲程 8．空气喷气发动机飞机只携带燃料，从外界空气中获得足够的氧来助燃。空气喷气发动机的种类很多，如图所示为空气涡轮喷气发动机结构图。工作过程中，机身在空气中高速前进，空气从进气口进入，被压缩机压缩后进入燃烧室和从喷雾器喷出的燃料混合，由火花塞点火燃烧，产生大量气体向后喷出，冲击燃气轮机叶轮转动，最后气体以极大的速度从尾部喷管喷出，使机身得到巨大的反冲推力向前飞行。下列有关说法中错误的是（    ）   （图中还有空气涡轮喷气发动机结构示意图，包含进气口、喷雾器、喷管、压缩机、燃烧室、轮机等标注） A．该发动机工作过程中，先将燃料的化学能转化为内能，然后再将其转化为机身的机械能 B．该发动机不能在大气层外工作 C．该发动机工作过程中，气体温度先升高再降低 D．该发动机点火燃烧前的过程与柴油机某冲程相同，点火方式也与柴油机相同 9．如图，试管里盛适量水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出“白气”推动管口处的纸风车转动。对此过程中的热现象，分析正确的是（　　） A．水在沸腾过程中，水的内能不变 B．水在沸腾过程中，水的比热容变大 C．玻璃管口冒出的“白气”是扩散现象 D．“白气”使风车转动过程相当于汽油机的做功冲程 10．一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是2400r/min，则此汽油机每秒完成的冲程个数和对外做功次数分别是（　　） A．完成80个冲程，对外做功20次 B．完成80个冲程，对外做功40次 C．完成40个冲程，对外做功10次 D．完成40个冲程，对外做功40次 11．一台单缸四冲程柴油机飞轮的转速是3 600 r/min，则柴油机每秒钟 A．完成60个循环，120个冲程 B．做功30次，活塞往复60次 C．完成60个循环，60个冲程 D．做功1 200次，活塞往复1 200次 12．下列汽油机工作的一个循环中，对外做功之后的冲程是（　　） A． B． C． D． 13．拉环断掉的碳酸饮料易拉罐很难打开，如图甲所示，可用笔尾在罐口旁快速摩擦，易拉罐就可以“炸开”，如图乙所示。摩擦时，易拉罐内气体内能_________（选填“增加”“减少”或“不变”），气压变大；“炸开”过程中能量转化与四冲程内燃机的_________冲程相似。若内燃机飞轮的转速是1800r/min，则该内燃机1min内燃气对外做功_________次。 14．如图所示是某老师的自制教具，他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出。关于此实验的下列分析： 燃气推动纸筒飞出的过程中将内能转化为___________能，相当于内燃机的___________冲程；纸筒飞出后瓶内气体温度将___________（选填“升高”、“降低”）。 15．热机是把内能转化为____能的装置，图是汽油机工作时的_____冲程，汽油机的每一个工作循环活塞对外做功____次，曲轴转动___周． 16．小白对家中的小汽车进行了一些研究：供汽车动力的是发动机的做功冲程，汽油在汽缸内燃烧时将化学能转化为内能；若飞轮的转速为2400r/min，则在1s内汽油机对外做功__________次；在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放入一小团干燥的硝化棉，用力把活塞迅速压下，硝化棉燃烧，该过程中是通过的__________方式来改变筒内空气的内能，其能量转化情况与图__________（选填“A”“B”“C”“D”）所示汽油机冲程中的能量转化情况是一致的。 17．如图所示图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图，B图是_______冲程，与它原理相同的是_______图所示的演示实验，此冲程将_______能转化为_______能，若它在1s内完成20个工作循环，则飞轮的转速为_______r/min。 18．阅读短文，回答下列问题。 空气的动力 空气动力是指空气与物体做相对运动时作用在物体上的力，简称气动力。当我们快速地松开鼓起来的气球时，气球会“嗖”的一下飞出去了，这时气球获得了气动力。 经过长时间探索，人们已经成功制造出多种使用压缩空气为动力，推动叶片或者活塞运动的发动机，即叶片式、活塞式空气发动机。 如图是某新型的以空气发动机为动力的汽车。它共有4个压缩空气缸，总容量为90L，可储存标准大气压下的空气，其设计最高速度可达154km/h，平均每加一次气能行驶200km或10h。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、维修成本低、操控方便、“零排放”的优点。即使因为技术不成熟导致某些缺点，在科学界引起不小的争议，但这项技术仍然具有广阔的发展空间。 (1)压缩空气动力汽车最理想的加气工具应是______（选填“内燃机”“电动机”或“蒸汽机”）。 (2)空气发动机是利用______能做功的，空气发动机获得动力时与四冲程汽油机的______冲程工作过程相似。 (3)分析上文，下面说法正确的有______。 A．松开鼓起来的气球时，气球飞出去，这是因为物体间力的作用是相互的 B．空气动力汽车工作时将内能转化为机械能 C．以空气发动机为动力的汽车，靠气缸内空气燃烧产生能量 D．空气动力汽车工作时不会有能量的损失 (4)资料表明，空气发动机排出的尾气温度低于周围空气的温度，对于产生此现象的原因，请你提出一条合理的解释：______。 试卷第1页，共2页 试卷第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $ 14.2热机 学习目标导航 1. 了解四冲程内燃机的基本构造和工作原理，知道热机是将内能转化为机械能的装置。 1. 能准确描述热机四个冲程中气门开闭、活塞运动及能量转化的对应关系。 洞悉◆教材知识 知识点1 热机的定义与种类 1、热机工作原理 1．热机的共同特点：是将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，然后通过做功，把内能转化为机械能。 2．实验探究热机的原理 如图所示，在试管内装一些水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口放一个纸做的小叶轮。加热试管使水沸腾，细心观察你会发现叶轮转动，在此过程中是燃料的化学能转化为叶轮的机械能。 【探究归纳】该实验装置就是一个简单的热机。其工作过程是：燃料燃烧，化学能转化为内能，一部分内能通过热传递方式传递给工作物质—水，水内能增大，温度升高，产生大量水蒸气，水蒸气将橡皮塞冲出，水蒸气内能转化为橡皮塞机械能。 2、热机 热机的定义：利用内能来做功的机器。 热机的能量转换：内能转化为机械能。 四冲程内燃机包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 ★特别提醒 判断机械是否是热机，要从能量转化的角度来判断。例如：电动机是将电能转化为机械能，不属于热机！ 【归纳总结】利用内能做功的机械叫热机；热机分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 知识点2 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；由火花塞、气缸、进气门、排气门、曲轴连杆、飞轮以及活塞组成。 原理：汽油机工作时，一个工作循环包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。在压缩冲程中，机械能转化为内能；在做功冲程中，内能转化为机械能。 3、工作过程中能量的转化：①压缩冲程：机械能→内能；②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能。  ★特别提醒 汽油机工作的四个冲程中，只有做功冲程是燃气对活塞做功，其它三个冲程要靠飞轮的惯性来完成．在开始运转时，要靠外力先使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后，汽油机才能自己工作。 【归纳总结】汽油机是由进气门、排气门、气缸、火花塞、曲轴、连杆等构成的，他的工作原理是利用燃 料燃烧的内能做功，通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作。 知识点3 柴油机 1、工作原理：利用柴油在气缸内燃烧所产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。 2、构造：柴油机构造和汽油机构造相似，所不同的是柴油机气缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。 3、工作过程：柴油机与汽油机一样，也有四个冲程，所不同的是柴油机顶部有个喷油嘴，汽油机是火花塞，柴油机是压燃式，汽油机是点燃式。汽油机吸入气缸的物质是汽油和空气，柴油机吸入气缸的物质是空气。 ★特别提醒 柴油机的特点是柴油比汽油便宜，但柴油机比较笨重；常应用于载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船以及发电机。 【归纳总结】柴油机是由进气门、排气门、气缸、喷油嘴、曲轴、连杆等构成的，他的工作原理是利用燃 料燃烧的内 知识点4 汽油机和柴油机区别 名称 汽油机 柴油机 不 同 点 构造 顶部有一个火花塞 顶部有一个喷油嘴 燃料 汽油 柴油 吸气冲程 吸入汽油与空气的混合气体 吸入空气 点燃方式 点燃式 压燃式 效率 低 高 应用 小型汽车、摩托车 载重汽车、大型拖拉机 相 同 点 冲程：活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端 一个工作循环经历四个冲程，活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转动2周，做功1次 核心题型◆归纳 题型1 热机的定义与种类 题型2 汽油机 题型3 柴油机 题型4 汽油机和柴油机区别 分层训练 题型解析◆精准备考 题型1 热机的定义与种类 【典例1-1】以下机械属于内燃机的是（　　） A．电风扇 B．汽油机 C．滑轮组 D．洗衣机 【答案】B 【详解】AD．电风扇和洗衣机的主要部件电动机，不是内燃机，故AD不符合题意； B．内燃机是一种热机，汽油机和柴油机都是内燃机，故 B符合题意； C．滑轮组是一种简单机械，不是内燃机，故C不符合题意。 故选B。 【典例1-2】2024年5月3日，搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射。火箭 （选填“属于”或“不属于”）热机， （选填“能”或“不能”）在大气层外工作。 【答案】 属于 能 【详解】[1]热机是将内能转化为机械能的机械，火箭属于热机。 [2]火箭自带燃料和助燃剂，所以可以在大气层外工作。 跟踪训练1热机的发明及广泛使用，对人类社会的发展起到了重要的作用，下列不属于热机应用的是（   ） A．汽车 B．自行车 C．燃油摩托车 D．挖掘机 【答案】B 【详解】ACD．汽车、燃油摩托车、挖掘机均是使用热机进行运作，将燃料燃烧产生的内能转化为机械能，故ACD不符合题意； B．自行车是利用人力工作，没有使用热机，故B符合题意。 故选B。 题型2 汽油机 【典例2-1】下列汽油机的四个冲程中，利用高温高压气体推动活塞运动的冲程是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．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。在做功冲程中，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A符合题意； B．进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，此冲程是将混合物压缩，机械能转化为内能，故B不符合题意； C．进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，此冲程是吸入汽油和空气的混合物，故C不符合题意； D．进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，此冲程是将燃烧后的废气排出气缸，故D不符合题意。 故选A。 【典例2-2】2025年2月20日，内蒙古呼和浩特一名儿童在下水井周围放炮时发生闪爆，两个井盖被顶飞了，一个井盖飞到店里，旁边几辆车受损，小孩没事，所有损失家长将照价赔偿。此过程中的能量转化类似于四冲程汽油机的 冲程，下水井中的可燃气体燃烧产生的 能转化为下水井盖的机械能。 【答案】 做功 内 【详解】[1][2]在下水井周围放炮时发生闪爆，两个井盖被顶飞了，一个井盖飞到店里，下水井中的可燃气体燃烧产生的内能转化为下水井盖的机械能，此过程中的能量转化类似于四冲程汽油机的做功冲程。 跟踪训练1汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中正确的是（    ） A．甲冲程是把内能转化为机械能 B．乙冲程是吸气冲程 C．丙冲程是把机械能转化为内能 D．丁冲程吸入的是汽油和空气混合物 【答案】D 【详解】A．甲图中，活塞向上运动，两个气门关闭，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故A错误； B．乙图中，活塞向上运动，进气关闭，排气门打开，是排气冲程，排出废气，故B错误； C．丙图中，活塞向下运动，两个气门关闭，是做功冲程，将内能转化为机械能，故C错误； D．丁图中，活塞向下运动，进气门打开，排气门关闭，是吸气冲程，吸入的是汽油和空气的混合物，故D正确。 故选D。 题型3 柴油机 【典例3-1】如图所示，迅速压下活塞的过程相当于柴油机的（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】B 【详解】迅速压下活塞，会发现筒的棉花燃烧起来。下压活塞时，活塞对筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能，柴油机的压缩冲程将机械能转化为内能，所以与该实验的能量转化相同的是压缩冲程。 故选B。 【典例3-2】如图所示是某种内燃机某一冲程的示意图，由图可知：这种内燃机是 （选填“汽油机”或“柴油机”），该冲程是 冲程。 【答案】 柴油机 压缩 【详解】[1][2]由图知，内燃机的顶端是喷油嘴，所以是柴油机；图中两气门均关闭，活塞上行，所以是压缩冲程。 跟踪训练1 如图所示是四冲程柴油机的剖面图，关于其四个冲程柴油机的描述正确的是（　　） A．吸气冲程中吸入汽缸的是空气 B．压缩冲程中机械能转化为柴油和空气混合物的内能 C．做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的 D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分 【答案】A 【详解】A．在柴油机的吸气冲程中，确实只吸入空气，而不像汽油机那样吸入汽油和空气的混合物。故A正确； B．在柴油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩气缸内的空气，使其温度和压力都升高。这个过程中，机械能（活塞的动能）被转化为空气的内能。但需要注意的是，此时气缸内还没有柴油，所以不能说机械能转化为“柴油和空气混合物”的内能。故B错误； C．柴油机的做功冲程是当气缸内的柴油被高温高压的空气点燃后，迅速燃烧产生大量高温高压的燃气，推动活塞向下运动，从而输出机械能。这个过程并不是依靠飞轮的惯性完成的，而是依靠柴油燃烧产生的动力。故C错误； D．在排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的大部分，故D错误。 故选A 。 题型4 汽油机和柴油机区别 【典例4-1】下列关于汽油机和柴油机的主要区别，其中错误的是（   ） A．柴油机的上部是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞 B．在做功冲程中，柴油机的点火方式叫压燃式，汽油机的点火方式叫点燃式 C．柴油机和汽油机一个工作循环都是由4个冲程组成，压缩冲程把内能转化为机械能 D．柴油机吸入汽缸的只是空气，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物 【答案】C 【详解】A．柴油机和汽油机的结构不同：柴油机的汽缸上是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞，故A正确，不符合题意； B．汽油机在压缩冲程中将机械能转化为内能，内能增大，温度升高，汽油机汽缸顶部有个火花塞，此时火花塞喷出电火花，点燃汽油，此种点火方式叫点燃式；柴油机在压缩冲程中将机械能转化为内能，空气内能增大，柴油机顶部的喷油嘴在压缩冲程结束时喷出雾状的柴油，柴油遇到高温的空气，达到着火点而燃烧，此种点火方式叫作压燃式，故B正确，不符合题意； C．柴油机和汽油机一个工作循环都是由4个冲程组成，压缩冲程都是将机械能转化为内能，故C错误，符合题意； D．柴油机吸入汽缸的只是空气，柴油从喷油嘴进入，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，故D正确，不符合题意。 故选C。 【典例4-2】柴油机和汽油机的主要区别在于，汽油机在吸气冲程中吸入汽油和空气的混合物，而柴油机吸入的只有 ，构造上柴油机顶端有喷油嘴，而汽油机顶部有 。 【答案】 空气 火花塞 【详解】[1][2]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。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。 跟踪训练1 下列关于汽油机和柴油机的主要区别，说法正确的是（　　） A．构造上，汽油机汽缸顶部有喷油嘴，柴油机汽缸顶部有火花塞 B．吸气冲程中，柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入汽缸的是空气 C．在压缩冲程末，柴油机的点火方式是点燃式，汽油机的点火方式是压燃式 D．在做功冲程中，柴油机的燃气温度和压强比汽油机里的高 【答案】D 【详解】A．柴油机和汽油机的结构不同：柴油机的汽缸是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞，故A错误； B．在吸气冲程，柴油机吸入汽缸的只是空气，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，故B错误； C．在做功冲程，汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式，故C错误； D．柴油机的压缩比例更大，柴油机燃气压强比汽油机的更高，故D正确。 故选D。 1．下列关于汽油机和柴油机的说法正确的是（   ） A．柴油机的工作过程分为吸气、压缩、排气三个冲程 B．汽油机和柴油机都属于内燃机 C．汽油机比柴油机笨重 D．汽油机的压缩程度比柴油机大 【答案】B 【详解】A．柴油机的工作过程分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程，故A错误； B．柴油机和汽油机都是利用内能做功的机器，都是热机，因为燃料都是在气缸内燃烧，又都叫做内燃机，故B正确； CD．柴油机的飞轮大、压缩比大，柴油燃烧产生燃气的气压大，其效率较高，但是柴油机比汽油机笨重，故CD错误。 故选B。 2．小夏用塑料矿泉水瓶进行了如图所示的实验： ①瓶中留有少量水，盖紧瓶盖；②用力扭转瓶身；③松动瓶盖，瓶盖冲出，同时瓶内出现白雾。②和③所示的过程，分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似，这两个冲程是（   ） A．吸气冲程和压缩冲程 B．压缩冲程和做功冲程 C．做功冲程和排气冲程 D．压缩冲程和排气冲程 【答案】B 【详解】如图②，扭转瓶子时，施加的外力压缩瓶内的气体，是机械能转化为内能，这一过程与四冲程内燃机的压缩冲程相似；如图③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，这一过程与四冲程内燃机的做功冲程相似，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 3．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。这和内燃机的哪个冲程类似（    ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】C 【详解】走马灯中，高温气体推动物体转动，是将内能转化为机械能，内燃机的做功冲程中，缸内高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，走马灯的工作原理与内燃机的做功冲程类似，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 4．一台单缸四冲程汽油机飞轮的转速是1800r/min，则该汽油机每秒钟（   ） A．完成30个循环，60个冲程 B．做功15次，活塞往复30次 C．完成30个循环，30个冲程 D．做功600次，活塞往复600次 【答案】B 【详解】汽油机的一个工作循环有四个冲程，飞轮转2圈，即飞轮每转2圈，完成一个工作循环，对外做功1次；单缸四冲程汽油机飞轮的转速为1800r/min，则该汽油机每秒钟转30圈，即活塞往复30次，完成60个冲程，15个工作循环，对外做15次功，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 5．如图，对于图中所述的物理过程，下列分析正确的是（    ） A．图甲，瓶子内的空气推动塞子跳起时，瓶内空气的内能增大 B．图乙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的温度升高 C．图丙，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大 D．图丁，用力将活塞迅速下压，这一过程与汽油机的压缩冲程相同 【答案】D 【详解】A．图中瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能减小，故A错误； B．图中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少，温度降低，故B错误； C．图中汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体对活塞做功，所以气体的内能会减小，故C错误； D．用力将活塞迅速下压，机械能转化为内能，这一过程与汽油机的压缩冲程相同，故D正确。 故选D。 6．关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法，其中正确的是（　　） ①做功冲程，机械能转化为内能；②做功冲程，内能转化为机械能； ③只有做功冲程是燃气对外做功；④汽油机和柴油机的点火方式相同 A．①③ B．②③ C．②④ D．②③④ 【答案】B 【详解】汽油机四冲程分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，机械能转化为内能；在做功冲程中，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，是内能转化为机械能；四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，其它三个冲程都依靠飞轮的惯性完成，故①错误，②③正确；④汽油机顶部有火花塞，采用的是点燃式点火；而柴油机汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴，采用压燃式点火，汽油机和柴油机的点火方式不相同，故④错误。故ACD错误，B正确。 故选B。 7．关于内燃机下列说法正确的是（　　） A．四冲程内燃机工作过程只有一个工作循环 B．汽油机和柴油机汽缸顶部都有一个火花塞 C．汽油机是内燃机，柴油机不是内燃机 D．汽油机和柴油机都有做功冲程 【答案】D 【详解】A．四冲程内燃机工作过程有无数个工作循环，故A错误； B．汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部有一个喷油嘴，故B错误； C．汽油机和柴油机都是内燃机，故C错误； D．汽油机和柴油机的工作过程都包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，则都有做功冲程，故D正确； 故选D。 8．空气喷气发动机飞机只携带燃料，从外界空气中获得足够的氧来助燃。空气喷气发动机的种类很多，如图所示为空气涡轮喷气发动机结构图。工作过程中，机身在空气中高速前进，空气从进气口进入，被压缩机压缩后进入燃烧室和从喷雾器喷出的燃料混合，由火花塞点火燃烧，产生大量气体向后喷出，冲击燃气轮机叶轮转动，最后气体以极大的速度从尾部喷管喷出，使机身得到巨大的反冲推力向前飞行。下列有关说法中错误的是（    ）   （图中还有空气涡轮喷气发动机结构示意图，包含进气口、喷雾器、喷管、压缩机、燃烧室、轮机等标注） A．该发动机工作过程中，先将燃料的化学能转化为内能，然后再将其转化为机身的机械能 B．该发动机不能在大气层外工作 C．该发动机工作过程中，气体温度先升高再降低 D．该发动机点火燃烧前的过程与柴油机某冲程相同，点火方式也与柴油机相同 【答案】D 【详解】A．空气涡轮喷气发动机工作时，先将燃料的化学能转化为内能，然后再将内能转化为机身的机械能，故A正确，不符合题意； B．空气涡轮喷气发动机工作时需要吸入空气，所以该发动机不能在大气层外工作，故B正确，不符合题意； C．空气涡轮喷气发动机工作时，吸入的空气先被加热，再对外做功，气体温度先升高再降低，故C正确，不符合题意； D．该发动机的火方式是由火花塞点火燃烧，柴油机是压燃式，两者不同，故D错误，符合题意。 故选D。 9．如图，试管里盛适量水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出“白气”推动管口处的纸风车转动。对此过程中的热现象，分析正确的是（　　） A．水在沸腾过程中，水的内能不变 B．水在沸腾过程中，水的比热容变大 C．玻璃管口冒出的“白气”是扩散现象 D．“白气”使风车转动过程相当于汽油机的做功冲程 【答案】D 【详解】A．水在沸腾过程中，不断吸收热量，水的内能增大，故A错误； B．水在沸腾过程中，水的比热容不变，故B错误； C．玻璃管口冒出的“白气”是水蒸气液化形成的小水珠，故C错误； D．“白气”使风车转动过程中，水蒸气的内能转化为风车的机械能，汽油机的做功冲程中，燃气推动活塞做功，燃气的内能转化为活塞的机械能，两者原理相同，故D正确。 故选 D。 10．一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是2400r/min，则此汽油机每秒完成的冲程个数和对外做功次数分别是（　　） A．完成80个冲程，对外做功20次 B．完成80个冲程，对外做功40次 C．完成40个冲程，对外做功10次 D．完成40个冲程，对外做功40次 【答案】A 【详解】四冲程内燃机一个工作循环，活塞往复两次、飞轮转两周，完成四个冲程，对外做功一次，当飞轮的转速是2400r/min，即40r/s时，每秒内完成80个冲程，对外做功20次，故A正确，BCD错误。 故选A。 11．一台单缸四冲程柴油机飞轮的转速是3 600 r/min，则柴油机每秒钟 A．完成60个循环，120个冲程 B．做功30次，活塞往复60次 C．完成60个循环，60个冲程 D．做功1 200次，活塞往复1 200次 【答案】B 【详解】内燃机的一个工作循环有四个冲程，飞轮转2圈；即：飞轮每转2圈，完成一个工作循环，对外做功1次； 单缸四冲程内燃机飞轮的转速为3600r/min，则该柴油机每秒钟转60圈，即活塞往复60次，完成120个冲程，30个工作循环，对外做30次功， 故B． 【点睛】四冲程内燃机的一个工作循环，曲轴转过两周，由四个冲程组成，分别为吸气、压缩、做功、排气四个冲程，且要知道其中做功和压缩冲程有能的转化．考题中常出现要牢记． 12．下列汽油机工作的一个循环中，对外做功之后的冲程是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】对外做功之后的冲程是排气冲程。 A．图中的进气门打开，活塞下行，是吸气冲程，故A不符合题意； B．图中的气门关闭，活塞上行，是压缩冲程，故B不符合题意； C．图中的气门关闭，活塞下行，火花塞打火，是做功冲程，故C不符合题意； D．图中的排气门打开，活塞上行，是排气冲程，故D符合题意。 故选D。 13．拉环断掉的碳酸饮料易拉罐很难打开，如图甲所示，可用笔尾在罐口旁快速摩擦，易拉罐就可以“炸开”，如图乙所示。摩擦时，易拉罐内气体内能_________（选填“增加”“减少”或“不变”），气压变大；“炸开”过程中能量转化与四冲程内燃机的_________冲程相似。若内燃机飞轮的转速是1800r/min，则该内燃机1min内燃气对外做功_________次。 【答案】 增加 做功 900 【详解】[1]对物体做功物体内能增大，用笔尾在罐口旁快速摩擦，即对易拉罐做功，属于摩擦生热现象，易拉罐内气体内能增加，气压变大。 [2]“炸开”时，罐内气体内能转化为机械能；四冲程内燃机的做功冲程将内能转化为机械能，所以与四冲程内燃机的做功冲程能量转化相似。 [3]四冲程热机一个工作循环飞轮转2r，对外做功一次。若内燃机飞轮的转速是1800r/min，则该内燃机1min内燃气对外做功 14．如图所示是某老师的自制教具，他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出。关于此实验的下列分析： 燃气推动纸筒飞出的过程中将内能转化为___________能，相当于内燃机的___________冲程；纸筒飞出后瓶内气体温度将___________（选填“升高”、“降低”）。 【答案】 机械 做功 降低 【详解】[1][2]燃气推动纸筒飞出的过程是燃气推动纸筒做功的过程，消耗燃气的内能，纸筒得到机械能，所以是将内能转化为机械能，由于内燃机的做功冲程将内能转化为机械能，所以纸筒飞出的过程相当于内燃机的做功冲程。 [3]纸筒飞出后，瓶内气体内能减少，所以温度将会降低。 15．热机是把内能转化为____能的装置，图是汽油机工作时的_____冲程，汽油机的每一个工作循环活塞对外做功____次，曲轴转动___周． 【答案】 机械能 压缩 1 2 【详解】热机是把内能转化为机械能的装置;汽油机的四个冲程为吸气、压缩、做功和排气;一个工作循环中,只有做功冲程对外做功,曲轴转动两周. 故答案是: 机械能    压缩    1     2 16．小白对家中的小汽车进行了一些研究：供汽车动力的是发动机的做功冲程，汽油在汽缸内燃烧时将化学能转化为内能；若飞轮的转速为2400r/min，则在1s内汽油机对外做功__________次；在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放入一小团干燥的硝化棉，用力把活塞迅速压下，硝化棉燃烧，该过程中是通过的__________方式来改变筒内空气的内能，其能量转化情况与图__________（选填“A”“B”“C”“D”）所示汽油机冲程中的能量转化情况是一致的。 【答案】 20 做功 B 【详解】[1]依据题目所给数据，时间单位为分钟，现将其化为秒，则 因为一个工作循环中飞轮转2次，对外做功1次，现在1s内飞轮转40次，则做功20次。 [2]用力把活塞压下，硝化棉燃烧，活塞对空气施加力的作用，使空气在力的方向上移动距离，该过程是通过做功的方式来改变内能的。 [3]甲图是机械能转化为内能，与之相同的是压缩冲程，压缩冲程中进气门和排气门都关闭，火花塞不点火，为图B。 17．如图所示图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图，B图是_______冲程，与它原理相同的是_______图所示的演示实验，此冲程将_______能转化为_______能，若它在1s内完成20个工作循环，则飞轮的转速为_______r/min。 【答案】 压缩 E 机械 内 2400 【详解】[1][2][3][4]A图中，气门一开一闭，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程；B图中，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能；C图中，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；D图中，气门一开一闭，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程。E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；F图是水蒸气膨胀对外做功，将塞子冲出，是内能转化为机械能。故与图B原理相同的是图E所示的演示实验。 [5]1s完成20个工作循环，所以1min完成1200个工作循环，一个工作循环飞轮转两周，1200个工作循环飞轮转2400周，可知1min飞轮转2400周，即转速为2400r/min。 18．阅读短文，回答下列问题。 空气的动力 空气动力是指空气与物体做相对运动时作用在物体上的力，简称气动力。当我们快速地松开鼓起来的气球时，气球会“嗖”的一下飞出去了，这时气球获得了气动力。 经过长时间探索，人们已经成功制造出多种使用压缩空气为动力，推动叶片或者活塞运动的发动机，即叶片式、活塞式空气发动机。 如图是某新型的以空气发动机为动力的汽车。它共有4个压缩空气缸，总容量为90L，可储存标准大气压下的空气，其设计最高速度可达154km/h，平均每加一次气能行驶200km或10h。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、维修成本低、操控方便、“零排放”的优点。即使因为技术不成熟导致某些缺点，在科学界引起不小的争议，但这项技术仍然具有广阔的发展空间。 (1)压缩空气动力汽车最理想的加气工具应是______（选填“内燃机”“电动机”或“蒸汽机”）。 (2)空气发动机是利用______能做功的，空气发动机获得动力时与四冲程汽油机的______冲程工作过程相似。 (3)分析上文，下面说法正确的有______。 A．松开鼓起来的气球时，气球飞出去，这是因为物体间力的作用是相互的 B．空气动力汽车工作时将内能转化为机械能 C．以空气发动机为动力的汽车，靠气缸内空气燃烧产生能量 D．空气动力汽车工作时不会有能量的损失 (4)资料表明，空气发动机排出的尾气温度低于周围空气的温度，对于产生此现象的原因，请你提出一条合理的解释：______。 【答案】(1)电动机 (2) 内 做功 (3)AB (4)气体对外做功，内能减小，温度降低 【详解】（1）从节能和环保的角度分析，电动机工作时不会产生废气，而且能量利用率较高，因此压缩空气动力汽车最理想的加气工具应是电动机。 （2）[1][2]热机的做功冲程是利用燃料燃烧产生的高温高压的燃气推动活塞做功，空气发动机使用压缩空气为动力，与内燃机的做功冲程能量转化相同，都是将内能转化为机械能，即空气发动机是利用内能做功的。 （3）A．松开鼓起来的气球时，气球飞出去，这是因为气球向外喷气时，自身也获得一个反作用力，因此说明物体间力的作用是相互的，故A正确； B．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，故B正确； C．以空气发动机为动力的汽车，靠气缸内空气膨胀对外做功，而不是燃烧产生能量，故C错误； D．空气动力汽车工作时能量会有一定的损失，因此能量不可能完全被利用，故D错误。 故选AB。 （4）空气发动机排出的尾气温度低于周围空气的温度，这主要是因为气体对外做功，内能减小，温度降低。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $