第二章 改变世界的热机（专项训练）物理新教材教科版九年级上册

**基本信息** 以“热机工作原理-效率分析”为核心，通过题型分类实现从过程理解到定量计算的递进式突破，强化物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |热机|4题型21题|高频考查冲程判断/区别，重点能量转化，难点循环计算|从具体冲程（吸气-压缩-做功-排气）到汽油机与柴油机差异，再到能量转化本质及定量计算| |热机效率|3题型13题|聚焦提高方法、能量流向分析，难点效率计算|从定性方法（减少损失）到图示理解（能量分配），最终实现公式定量计算|

第二章 改变世界的热机 常考题型·精准突破 考点一 热机 题型1 汽油机的工作过程（高频） 题型2 汽油机与柴油机的工作区别（高频） 题型3 热机工作中的能量转化（重点） 题型4 关于工作循环的计算（难点） 考点二 热机效率 题型1 提高热机效率的方法 题型2 热机燃料燃烧能量走向示意图 题型3 热机效率的计算（难点） 综合攻坚·知能拔高 常考题型·精准突破 考点一 热机 ◆题型1 汽油机的工作过程 1．(25-26九上·云南昆明·期中)下列是汽油机工作的四个冲程，一个完整的工作循环正确的排序是（　　） A．①②③④ B．④③②① C．①③②④ D．④②③① 2．(2026·广东省惠州市·期中)如图所示是我国传统的走马灯，点燃底部蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，此过程类似四冲程汽油机的（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 3．(25-26九上·河北承德·期中)如图是汽油机工作时某冲程的示意图。下列说法正确的是（　　） A．该冲程是做功冲程 B．该冲程主要将机械能转化为内能 C．该冲程使汽车获得了动力 D．该冲程吸入汽油和空气的混合物 4．(25-26九上·云南昭通·期中)如图所示为四冲程汽油机的一个冲程，下列说法正确的是（       ） A．这是压缩冲程，机械能转化为内能 B．这是压缩冲程，内能转化为机械能 C．这是做功冲程，机械能转化为内能 D．这是做功冲程，内能转化为机械能 5．(25-26九上·黑龙江双鸭山·期中)如图是单缸四冲程汽油机工作循环示意图，下列说法正确的是（　　） A．乙冲程是吸气冲程，吸入的是空气 B．丙冲程中气体内能增大、温度升高 C．甲冲程把机械能转化为内能，使汽车获得了动力 D．一个工作循环的工作过程依次是乙、丁、丙、 甲 6．(25-26九上·上海·期中)小明一家人准备驱车前往崇明避暑。他们驾驶的汽车的内燃机工作时，一个循环包括吸气冲程、_______冲程、做功冲程、排气冲程，其中将内能转化为机械能的是_______冲程。 ◆题型2 汽油机与柴油机的工作区别 7．(25-26九上·湖南永州零陵区·期中)汽油机和柴油机都属于内燃机，下列与内燃机有关的说法正确的是（　　） A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B．汽油机的吸气冲程只吸入空气 C．汽油机做功冲程将内能转化为机械能 D．随着科技的发展内燃机的效率将可以达到100% 8．(25-26九上·山东枣庄滕州·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 9．(25-26九上·陕西宝鸡·期中)关于热机，下列说法正确的是（　　） A．在内燃机的四个冲程中，使汽车获得动力的冲程是吸气冲程 B．柴油机在压缩冲程中，将内能转化为机械能 C．四冲程汽油机在工作时，进、排气门同时关闭的只有做功冲程 D．一个工作循环内完成四个冲程，对外做功一次 10．（多选题）下列图片是小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作，由此他联想到热机的冲程。下列说法正确的是（　　） A．在“鼻孔吸气”对应的汽油机冲程中，吸入气缸的只有汽油 B．“气沉丹田”对应的汽油机冲程将机械能转化为内能 C．汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的 D．“打完收工”所对应的汽油机冲程是靠飞轮的惯性来完成的 11．(25-26九上·江西赣州章贡区·期中)汽油机是应用最为广泛的热机之一，其吸气冲程中，吸入的是______________；汽油机和柴油机在构造上的主要区别是：汽油机汽缸顶部有______________，柴油机汽缸顶部有喷油嘴。 ◆题型3 热机工作中的能量转化 12．(25-26九上·山东菏泽·期中)如图所示，小明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。关于该简易汽轮机，下列说法错误的是（　　） A．酒精灯中的酒精在燃烧时，热值减小 B．易拉罐中水的内能增加的方式是热传递 C．蒸汽喷出后，内能减小 D．蒸汽喷出使风车转动的能量转换与汽油机的做功冲程相同 13．(25-26九上·湖北孝感·期中)如图是我国古人利用牛角、艾绒和木质推杆等制作的一种点火器。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。从能量转化的角度看，下列说法正确的是（　　） A．推杆的过程，内能转化为机械能 B．推杆时，套筒内气体的内能不变 C．艾绒的内能增加是通过做功的方式改变的 D．推杆的过程和四冲程汽油机的压缩冲程相似 14．(25-26九上·山西运城·期末)光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图所示，密闭气室中在光照下分解，使气室气压增大，推动活塞右移。活塞右移过程相当于汽油机的（　　） A．吸气冲程 B．排气冲程 C．压缩冲程 D．做功冲程 15．(25-26·黑龙江省哈尔滨市·期中)汽油机是热机的一种，如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在______冲程，其能量转化情况与______（选填“乙”或“丙”）图相同。 ◆题型4 关于工作循环的计算 16．(25-26九上·湖北荆门京山·期中)一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是3000r/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100个冲程，对外做功50次 B．完成50个冲程，对外做功50次 C．完成100个冲程，对外做功25次 D．完成50个冲程，对外做功25次 17．(25-26九上·湖北武汉洪山区·期中)小洪同学看到爸爸开汽车时，转速表如图所示。转速表中的示数反映了发动机曲轴每分钟的转动次数。如果汽车用的是四冲程汽油机，此时发动机一个汽缸的相关数据正确的是（　　） A．曲轴转速为每分钟3周 B．每分钟的冲程数为3000个 C．每秒钟排气冲程数为1500个 D．每秒钟对外做功数为25次 18．(25-26九上·四川泸州纳溪区·期中)如图是四冲程汽油机的工作示意图，下列说法不正确的是（　　） A．丙冲程中内能转化为机械能 B．这四个冲程的正确顺序是：丁→甲→丙→乙 C．若该内燃机1s内对外做功15次，则飞轮转速是1800r/min D．汽油机和柴油机都是通过火花塞点燃的 19．(25-26九上·青海西宁·期中)某单缸四冲程汽油机飞轮的转速为，在1s内汽油机做功_____次，其中排气冲程是依靠飞轮的_____工作的。 20．(25-26九上·新疆伊犁哈萨克伊宁县·期中)内燃机的一个工作循环有四个冲程，如图表示的是______冲程。如果该内燃机飞轮转速是，则它经过10秒钟，活塞完成______个冲程，曲轴转动______圈，对外做功______次。 21．(25-26九上·陕西咸阳·期中)如图所示，是某单缸四冲程汽油机其中两个冲程的示意图，能够对外提供动力的是图中的______（选填“甲”或“乙”）冲程，另一冲程中的能量转化情况是______能转化为______能。若该汽油机正常工作时飞轮的转速是3000r/min，该汽油机每秒对外做功______次。 考点二 热机效率 ◆题型1 提高热机效率的方法 1．(25-26九上·福建龙岩新罗区·期中)为合理利用能源，人们一直在努力提高热机效率，下列方法不能提高热机效率的是（　　） A．使用热值高的燃料 B．选用优良的润滑材料 C．简化机械传动部分 D．减少燃烧过程中的热量损失 2．(25-26九上·湖南·期中)下列有关热机的说法中正确的是（　　） A．热机的大量使用不会造成环境污染 B．为了防止热机过热，通常用水来降温，是利用水的比热容大的特性 C．可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率 D．热机工作的过程是将燃料燃烧获得的机械能转化成内能的过程 3．(25-26九上·上海青云中学·期中)下列提高热机效率的途径中，不正确的是（　　） A．保证良好的润滑，减少因克服摩擦而消耗的能量 B．使用热值更高的燃料 C．设法利用废气的能量 D．改善燃烧条件，使燃料燃烧更充分 4．(25-26九上·吉林长春·期中)关于热机效率，下列说法中正确的是（    ） A．热机效率越高，热机做的有用功越多 B．热机效率越高，热机的功率越大 C．提高热机效率和节能减排无关 D．提高热机效率，要减少机械摩擦和热损失 ◆题型2 热机燃料燃烧能量走向示意图 5．(25-26九上·广西南宁·期中)如图是某汽油机的能量流向。在未来的汽车市场，零碳内燃机采用绿氢等零碳燃料，在全生命周期可实现零碳排放，未来前景可观。下列有关说法错误的是（　　） A．零碳内燃机比普通内燃机更环保 B．汽车尾气中的“汽油味”越浓，说明燃料燃烧得越充分 C．在该汽油机的能量损失中，废气带走的热量最多 D．由图可知该汽油机的效率是28% 6．(25-26九上·广东广州花都区·期中)如图是甲、乙两汽油机某段时间内的能量流向图，此过程两者相比，乙汽油机（    ） A．效率低 B．汽油完全燃烧释放的能量少 C．消耗的汽油质量大 D．汽油的热值大 7．(25-26九上·甘肃庆阳·期中)如图是某汽车的汽油机的主要能量流向和相关参数图，则下列说法正确的是（　　） A．冷却水带走的能量占比最多 B．减少机械摩擦不能提高汽油机的机械效率 C．汽油在燃烧时热值变小 D．该汽油机的效率为30% 8．(25-26九上·广东潮州潮安区·期中)一辆汽车在一段平直公路上匀速行驶，从能量转化角度，汽车的共同点是先将燃料的___________能转化为内能，能量流向图如图所示，则该汽车的发动机的效率为___________；若燃油的密度，热值为，则消耗燃油（假设燃油完全燃烧），汽车输出的有用功为___________J。 ◆题型3 热机效率的计算 9．(25-26九上·安徽淮南实验中学·期中)有甲、乙两台汽油机，在相同的时间内，它们所做的有用功之比是，消耗汽油的质量之比是，那么它们的效率之比是（　　） A． B． C． D． 10．(25-26九上·北京师范大学附中·期中)全球汽车保有量在迅速增长，截至2022年底，我国燃油汽车保有量约为3.2亿辆。假设每辆汽车每年耗油1.8t，汽车内燃机的效率平均值取30%。如果能把内燃机效率提高1%，我国每年可以节约燃油（　　） A． B． C． D． 11．(25-26九上·吉林松原·期中)某款氢能源汽车在公路上行驶30 km，用时0.4 h，受到的牵引力为1.4×103 N，消耗氢气0.8 kg。则此过程中汽车行驶的平均速度为_____ km/h，牵引力做的功为____J，氢气燃烧放出的热量为___J，利用氢气的热机效率为_____。（q氢气=1.4×108J/kg） 12．(25-26九上·湖北宜都·期中)如图所示为某品牌小轿车的一些技术参数，其中排气量是指发动机汽缸的工作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大；空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比。当该发动机以最大功率工作时，在每一个工作循环中，汽缸内汽油和空气的混合密度为1.35，转速为5000r/min。请计算： 车型 某品牌轿车 排气量 1.6L 最大功率 92kW 空燃比 14:1 汽油的热值 (1)1min内做的有用功； (2)做功一次消耗汽油的质量； (3)该汽油机的效率。（结果百分数保留到小数点后一位） 13．(25-26九上·天津第二十中学·期中)如图所示，某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为S，一个冲程中活塞在气缸中移动的距离是L。满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p，时间t内曲轴转动N圈，消耗汽油的体积为V，已知汽油的密度为ρ，汽油的热值为q，不考虑大气压对计算的影响，不计摩擦损失，满负荷工作时： (1)这种汽油机每个工作循环对外做功大小为多少？ (2)汽油机把内能转化为机械能的效率是多少？ 综合攻坚·知能拔高 1．(25-26九上·重庆凤鸣山中学·期中)如图是小凤同学在科技馆拍摄的四冲程汽油机剖面图，下列有关说法正确的是（　　） A．图甲中汽油机只吸入空气 B．图乙中气缸内气体内能增大，温度升高 C．图丙中飞轮仅依靠惯性转动 D．图丁中排出的废气温度越高，汽油机的效率越高 2．(25-26九上·安徽宿州·期中)关于汽油机和柴油机的下列说法正确的是（     ） A．柴油机吸气冲程吸入的是柴油和空气的混合物 B．在做功冲程中，汽油机的点火方式是压燃式，柴油机的点火方式是点燃式 C．汽油机除去压缩冲程之外，其他三个冲程都靠惯性完成 D．四冲程汽油机的曲轴转速为表示汽油机每秒对外做功30次 3．(25-26九上·辽宁铁岭·期中)2025年4月24日是第十个“中国航天日”，同学们制作了“水火箭”，“水火箭”的发射，及其简易原理如图所示。当内部气压强大到一定程度时，水会冲开瓶塞从“水火箭”中向下喷出。下列有关“水火箭”说法中正确的是（    ） A．打气时，“水火箭”内气体的内能会增加 B．打气时，通过热传递改变空气的内能 C．“水火箭”加速起飞时将机械能转化为内能 D．“水火箭”加速起飞时，相当于热机的压缩冲程 4．(25-26九上·福建漳州芗城区·期中)如图所示是某汽油机的能量流向。在未来的汽车市场，零碳内燃机采用绿氢等零碳燃料，在全生命周期可实现零碳排放，未来前景可观。下列有关说法正确的是（　　） A．由图可知该汽油机的效率是38% B．若实现零碳排放，热机的效率可以提高到100% C．可以通过使用润滑的材料减小摩擦来提高热机效率 D．图中燃料完全燃烧时的热值比不完全燃烧时的热值大 5．(25-26九上·北京东城区·期末)某汽油机工作时的能量损失情况是：汽缸散热损失30%，废气带走35%，机械摩擦及其它损耗总和为10%。已知汽油热值为4.6×107J/kg。下列说法中正确的是（　　） A．该汽油机工作的效率是25%，工作时汽油燃烧释放能量的75%转化为机械能 B．若该汽油机消耗2kg汽油，获得的机械能为2.3107J C．若该汽油机消耗2kg汽油，损失的能量为3.22107J D．经过不断改进和创新，汽油机的效率可以提高到100% 6．(25-26九上·四川自贡大安区·期中)若一辆小汽车一年行驶一万公里，消耗1t汽油，这些汽油完全燃烧放出_______ J的热量，（已知）；某次行驶过程中，该汽车汽油机曲轴的转速为3600r/min，在1s内汽油机对外做功_______次。 7．(25-26九上·天津葛沽第一中学·期中)若某型号单缸四冲程汽油机的活塞面积为，活塞冲程长度为，某种工作状态下做功冲程燃气的平均压强为，汽油机曲轴的转速为，汽油机往复运动两次，对外做功一次的大小_____；汽油机在此工作状态下做功的平均功率是_________。 8．(25-26九上·四川泸州·期中)近年来，汽车逐步走进了普通百姓的家庭。汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，正常工作四个冲程的顺序是______（对图甲A、B、C、D重新排序）；一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为1800r/min，该汽油机每秒钟做功______次；图乙所示为内燃机的能流图，内燃机的效率可表示为η＝______。（用字母表示） 9．(25-26九上·湖南常德·期中)汽油机在 _______ 冲程中将内能转化为机械能。某单缸四冲程汽油机工作时，若在一段时间内所做的有用功为，效率为25%，则该汽油机在这段时间内消耗 _____ kg的汽油（汽油的热值取）。若该汽油机飞轮的转速为1800r/min，则该汽油机1s做功 _______ 次。 10．(25-26九上·四川·期中)一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是9600转/分，则5秒钟汽油机的活塞对外做功_______次。两台四冲程汽油机在相同时间内，甲做的有用功是乙的3倍，甲机的热机效率是20%，乙机的热机效率是25%，则甲、乙两机消耗的汽油质量之比是_______。 11．(25-26九上·甘肃武威凉州区·期中)我国自主研制的某新型战斗机，具备电磁隐身、超音速巡航、超机动性、超视距攻击等优异性能。该飞机装备了最新的WS-15涡扇航空发动机，使得其机械性能“如虎添翼”大幅提升，最大起飞质量达到了惊人的37t，最大飞行高度超过20000m，最大航行速度高达2.2马赫（约2700km/h），最大载油量为10t。飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系如下表： 速度v（m/s） 100 200 300 400 500 阻力f/N 若在执行某次巡航任务中，该飞机以1800km/h的速度沿直线匀速飞行1h，消耗6t航空燃油，已知航空燃油的热值为，求： (1)此次巡航中发动机的功率； (2)此次巡航飞机克服阻力做的功； (3)WS-15涡扇发动机此次巡航的热机效率。 12．(25-26九上·陕西咸阳实验中学·期中)发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质，现代汽车主要分汽油和柴油两类发动机，其中汽油发动机提供动力的是内燃机的汽缸。如图所示，是一辆以汽油为燃料的汽车，其内部发动机的相关数据如下表所示（“排气量”是指发动机气缸的工作容积；“空燃比”是指汽缸内空气和燃油的质量比）。在某次测试过程中，该汽车发动机以最大功率正常工作了。 内完成工作循环 2000次 汽缸内汽油和空气的混合气密度 排气量 1.5L 汽油热值 发动机最大功率 75kW 空燃比 14：1 (1)汽车完成测试后，油箱中剩余汽油的质量减小，热值___________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 (2)测试过程中，消耗的汽油完全燃烧放出的热量是多少？ (3)测试过程中，汽车发动机的效率是多少？（结果精确至0.1%） (4)为减少能源消耗，保护环境，须合理利用能源。若每辆汽车每年消耗汽油，汽车发动机的效率平均值取35%，如果能把发动机效率提高5%，汽车数量按100万辆来计算，每年可以节约汽油多少t？ / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章 改变世界的热机 常考题型·精准突破 考点一 热机 题型1 汽油机的工作过程（高频） 题型2 汽油机与柴油机的工作区别（高频） 题型3 热机工作中的能量转化（重点） 题型4 关于工作循环的计算（难点） 考点二 热机效率 题型1 提高热机效率的方法 题型2 热机燃料燃烧能量走向示意图 题型3 热机效率的计算（难点） 综合攻坚·知能拔高 常考题型·精准突破 考点一 热机 ◆题型1 汽油机的工作过程 1．(25-26九上·云南昆明·期中)下列是汽油机工作的四个冲程，一个完整的工作循环正确的排序是（　　） A．①②③④ B．④③②① C．①③②④ D．④②③① 【答案】C 【详解】汽油机完整工作循环的顺序是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程； ①：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程； ②：两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，燃气推动活塞做功，是做功冲程； ③：两个气门都关闭，活塞向上运动，压缩气缸内气体，是压缩冲程； ④：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动排出废气，是排气冲程。 因此正确排序为，故选C。 2．(2026·广东省惠州市·期中)如图所示是我国传统的走马灯，点燃底部蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，此过程类似四冲程汽油机的（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】C 【详解】点燃蜡烛时，气体温度升高，热空气就会向上运动，运动的热空气对外做功，能量的转化方式是内能转化为机械能，四冲程汽油机的做功冲程能量的转化方式是内能转化为机械能，所以与做功冲程的能量转化相同，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3．(25-26九上·河北承德·期中)如图是汽油机工作时某冲程的示意图。下列说法正确的是（　　） A．该冲程是做功冲程 B．该冲程主要将机械能转化为内能 C．该冲程使汽车获得了动力 D．该冲程吸入汽油和空气的混合物 【答案】B 【详解】A．由图可知，两个气门都关闭，活塞向上运动，气缸容积减小，因此这是压缩冲程，故A错误； B．在压缩冲程中，机械能转化为内能，故B正确； C．汽油机获得前进的动力，是在做功冲程中发生的，在做功冲程中，内能转化为机械能，提供动力，压缩冲程依靠飞轮的惯性完成，故C错误； D．在压缩冲程中，汽油机不吸入物质，故D错误。 故选B。 4．(25-26九上·云南昭通·期中)如图所示为四冲程汽油机的一个冲程，下列说法正确的是（       ） A．这是压缩冲程，机械能转化为内能 B．这是压缩冲程，内能转化为机械能 C．这是做功冲程，机械能转化为内能 D．这是做功冲程，内能转化为机械能 【答案】D 【详解】图中的气门关闭，活塞下行，并且电火花打火，这是做功冲程的特点；在做功冲程中，能量转化关系是内能转化为机械能。故D正确，ABC错误。 故选D。 5．(25-26九上·黑龙江双鸭山·期中)如图是单缸四冲程汽油机工作循环示意图，下列说法正确的是（　　） A．乙冲程是吸气冲程，吸入的是空气 B．丙冲程中气体内能增大、温度升高 C．甲冲程把机械能转化为内能，使汽车获得了动力 D．一个工作循环的工作过程依次是乙、丁、丙、 甲 【答案】B 【详解】A．乙冲程是吸气冲程，但汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物，并非单纯的空气，故A错误； B．丙冲程是压缩冲程，此过程中活塞对气体做功，内能增大、温度升高，故B正确； C．甲冲程是排气冲程，无能量转化过程，故C错误； D．四冲程汽油机的工作循环顺序为：吸气（乙）→压缩（丙）→做功（丁）→排气（甲），因此一个工作循环的过程依次是乙、丙、丁、甲，故D错误。   故选B。 6．(25-26九上·上海·期中)小明一家人准备驱车前往崇明避暑。他们驾驶的汽车的内燃机工作时，一个循环包括吸气冲程、_______冲程、做功冲程、排气冲程，其中将内能转化为机械能的是_______冲程。 【答案】 压缩 做功 【详解】内燃机的一个完整工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。内燃机各冲程的能量转化中，压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程里燃气膨胀推动活塞做功，实现内能到机械能的转化。 ◆题型2 汽油机与柴油机的工作区别 7．(25-26九上·湖南永州零陵区·期中)汽油机和柴油机都属于内燃机，下列与内燃机有关的说法正确的是（　　） A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B．汽油机的吸气冲程只吸入空气 C．汽油机做功冲程将内能转化为机械能 D．随着科技的发展内燃机的效率将可以达到100% 【答案】C 【详解】A. 汽油机顶部是火花塞，柴油机顶部是喷油嘴，故A错误。 B. 汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物，而不是只吸入空气，故B错误。 C. 内燃机的做功冲程中，燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，所以汽油机做功冲程将内能转化为机械能，故C正确。 D. 由于内燃机工作时存在热量损失、克服机械摩擦等能量损耗，其效率不可能达到100%，故D错误。 故选C。 8．(25-26九上·山东枣庄滕州·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 【详解】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。 9．(25-26九上·陕西宝鸡·期中)关于热机，下列说法正确的是（　　） A．在内燃机的四个冲程中，使汽车获得动力的冲程是吸气冲程 B．柴油机在压缩冲程中，将内能转化为机械能 C．四冲程汽油机在工作时，进、排气门同时关闭的只有做功冲程 D．一个工作循环内完成四个冲程，对外做功一次 【答案】D 【详解】A．在四冲程内燃机的四冲程中，做功冲程将内能转化机械能，因此做功冲程使汽车获得了动力，故A错误； B．柴油机在压缩冲程中，活塞压缩汽缸，对汽缸内的物质做功，机械能转化为内能，故B错误； 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，故C错误； D．内燃机一个工作循环包括四个冲程，只有做功冲程对外做功，因此一个工作循环对外做功一次，故D正确； 故选D。 10．（多选题）下列图片是小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作，由此他联想到热机的冲程。下列说法正确的是（　　） A．在“鼻孔吸气”对应的汽油机冲程中，吸入气缸的只有汽油 B．“气沉丹田”对应的汽油机冲程将机械能转化为内能 C．汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的 D．“打完收工”所对应的汽油机冲程是靠飞轮的惯性来完成的 【答案】BD 【详解】A．“鼻孔吸气”相当于吸气冲程，汽油机在吸气冲程中，吸入气缸的是汽油和空气的混合物，故A错误； B．“气沉丹田”相当于压缩冲程，压缩冲程将机械能转化为内能，故B正确； C．汽油机是通过火花塞点火使汽油燃烧的，柴油机是通过压缩使柴油燃烧的，故C错误； D．“打完收工”相当于排气冲程，此冲程靠飞轮的惯性来完成，故D正确。 故选BD。 11．(25-26九上·江西赣州章贡区·期中)汽油机是应用最为广泛的热机之一，其吸气冲程中，吸入的是______________；汽油机和柴油机在构造上的主要区别是：汽油机汽缸顶部有______________，柴油机汽缸顶部有喷油嘴。 【答案】 空气和汽油的混合物 火花塞 【详解】[1]汽油机的吸气冲程中，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，吸入的是汽油和空气的混合物（因为汽油机需要先混合燃料和空气，再通过火花塞点火燃烧）。 [2]汽油机和柴油机构造的主要区别：汽油机汽缸顶部有火花塞（用于点燃混合气体），而柴油机汽缸顶部是喷油嘴（直接喷射柴油，靠压缩空气的高温自燃）。 ◆题型3 热机工作中的能量转化 12．(25-26九上·山东菏泽·期中)如图所示，小明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。关于该简易汽轮机，下列说法错误的是（　　） A．酒精灯中的酒精在燃烧时，热值减小 B．易拉罐中水的内能增加的方式是热传递 C．蒸汽喷出后，内能减小 D．蒸汽喷出使风车转动的能量转换与汽油机的做功冲程相同 【答案】A 【详解】A．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，酒精灯中的酒精在燃烧时，其热值是不变的，故A错误； B．加热过程中，易拉罐中的水吸收热量，温度升高，是通过热传递的方式增加内能，故B正确； C．蒸汽喷出后，对外做功，内能转化为机械能，内能减小，故C正确； D．蒸汽推动风车转动的过程中，蒸汽的内能转化为风车的机械能；汽油机的做功冲程中，燃气的内能转化为活塞的机械能，故蒸汽推动风车转动时的能量转化与汽油机做功冲程相同，故D正确。 本题选择描述错误的，故选A。 13．(25-26九上·湖北孝感·期中)如图是我国古人利用牛角、艾绒和木质推杆等制作的一种点火器。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。从能量转化的角度看，下列说法正确的是（　　） A．推杆的过程，内能转化为机械能 B．推杆时，套筒内气体的内能不变 C．艾绒的内能增加是通过做功的方式改变的 D．推杆的过程和四冲程汽油机的压缩冲程相似 【答案】D 【详解】A．推杆过程是机械能转化为内能，不是内能转化为机械能，故A错误； B．对气体做功后，套筒内气体的内能增加，故B错误； C．艾绒是通过吸收气体的热量增加内能，属于热传递改变内能，不是做功，故C错误； D．四冲程汽油机的压缩冲程中，活塞压缩气缸内气体做功，也是机械能转化为内能，和该推杆过程原理相似，故D正确。 故选D。 14．(25-26九上·山西运城·期末)光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图所示，密闭气室中在光照下分解，使气室气压增大，推动活塞右移。活塞右移过程相当于汽油机的（　　） A．吸气冲程 B．排气冲程 C．压缩冲程 D．做功冲程 【答案】D 【详解】当活塞右移时，活塞对外做功，内能转化为机械能；汽油机的吸气和排气冲程中均无能量转化，压缩冲程中将机械能转化为内能，做功冲程中将内能转化为机械能；所以活塞右移过程相当于汽油机四个冲程中的做功冲程，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 15．(25-26·黑龙江省哈尔滨市·期中)汽油机是热机的一种，如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在______冲程，其能量转化情况与______（选填“乙”或“丙”）图相同。 【答案】 压缩 丙 【详解】图甲中，两气门均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，压缩冲程将机械能转化为内能。图乙中，对试管中的水加热，试管中水的内能增大，体积膨胀，对外做功，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，达到了硝化棉的着火点，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，因此图甲中的能量转化与图丙相同。 ◆题型4 关于工作循环的计算 16．(25-26九上·湖北荆门京山·期中)一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是3000r/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100个冲程，对外做功50次 B．完成50个冲程，对外做功50次 C．完成100个冲程，对外做功25次 D．完成50个冲程，对外做功25次 【答案】C 【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3000r/min，即50r/s时，每秒完成100个冲程，对外做功25次，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选 C。 17．(25-26九上·湖北武汉洪山区·期中)小洪同学看到爸爸开汽车时，转速表如图所示。转速表中的示数反映了发动机曲轴每分钟的转动次数。如果汽车用的是四冲程汽油机，此时发动机一个汽缸的相关数据正确的是（　　） A．曲轴转速为每分钟3周 B．每分钟的冲程数为3000个 C．每秒钟排气冲程数为1500个 D．每秒钟对外做功数为25次 【答案】D 【详解】A．由转速表可知，其示数为3000r/min，这表示曲轴每分钟转动3000周，故A错误； B．四冲程汽油机一个工作循环包括四个冲程，曲轴转动2周，那么曲轴每分钟转动3000周时，每分钟完成的工作循环数为个，每个工作循环有4个冲程，所以每分钟的冲程数为个，故B错误； C．每分钟完成的工作循环数为个，每秒钟排气冲程数为个，故C错误； D．一个工作循环对外做功1次，每分钟完成的工作循环为1500个，所以每秒钟完成个工作循环，所以每秒钟对外做功数为25次，故D正确。 故选D。 18．(25-26九上·四川泸州纳溪区·期中)如图是四冲程汽油机的工作示意图，下列说法不正确的是（　　） A．丙冲程中内能转化为机械能 B．这四个冲程的正确顺序是：丁→甲→丙→乙 C．若该内燃机1s内对外做功15次，则飞轮转速是1800r/min D．汽油机和柴油机都是通过火花塞点燃的 【答案】D 【详解】甲中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是机械能转化为内能，是第二冲程； 乙中的一个气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四冲程； 丙中的两个气阀都关闭，活塞向下运动，所以为做功冲程，是内能转化为机械能，是第三冲程； 丁中的一个气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一冲程； 在内燃机的一个工作循环中，曲轴转动2周，活塞往复运动2次，对外做功1次； A．丙表示做功冲程，是内能转化为机械能，故A正确，不符合题意； B．四个冲程的正确顺序是丁、甲、丙、乙，故B正确，不符合题意； C．由题意可知，内燃机1s内对外做功15次，1s内飞轮的转动圈数为30r。在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。则飞轮转速是，故C正确，不符合题意； D．汽油机是通过火花塞点火的，柴油机是通过压缩空气，空气产生的高温压燃的，故D错误，符合题意。 故选D。 19．(25-26九上·青海西宁·期中)某单缸四冲程汽油机飞轮的转速为，在1s内汽油机做功_____次，其中排气冲程是依靠飞轮的_____工作的。 【答案】 20 惯性 【详解】[1]飞轮转速，即1s内飞轮转动40圈；单缸四冲程汽油机每完成1个工作循环，飞轮转2圈，对外做功1次，故1s内做功次数为 [2]四冲程汽油机中，只有做功冲程由燃气推动活塞做功，吸气、压缩、排气冲程均依靠飞轮的惯性来完成，因此排气冲程依靠飞轮的惯性工作。 20．(25-26九上·新疆伊犁哈萨克伊宁县·期中)内燃机的一个工作循环有四个冲程，如图表示的是______冲程。如果该内燃机飞轮转速是，则它经过10秒钟，活塞完成______个冲程，曲轴转动______圈，对外做功______次。 【答案】 做功 600 300 150 【详解】[1]如图，两气门关闭，火花塞点火，燃气燃烧，高温高压气体推动活塞向下运动，所以是做功冲程。 [2][3][4]飞轮转速是，10秒钟，飞轮转300转；一个工作循环有四个冲程，飞轮转两周，做功一次，所以转300转完成600个冲程，做功150次。 21．(25-26九上·陕西咸阳·期中)如图所示，是某单缸四冲程汽油机其中两个冲程的示意图，能够对外提供动力的是图中的______（选填“甲”或“乙”）冲程，另一冲程中的能量转化情况是______能转化为______能。若该汽油机正常工作时飞轮的转速是3000r/min，该汽油机每秒对外做功______次。 【答案】 甲 机械 内 25 【详解】甲的两个气门都关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是做功冲程；乙的两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，四冲程汽油机中对外提供动力的是做功冲程，因此能对外提供动力的是甲。 乙是压缩冲程，该过程中活塞压缩气缸内气体做功，将机械能转化为内能。 汽油机飞轮转速为，四冲程汽油机每完成1个工作循环，飞轮转2圈，对外做功1次，因此每秒飞轮转50圈时，对外做功的次数为次。 考点二 热机效率 ◆题型1 提高热机效率的方法 1．(25-26九上·福建龙岩新罗区·期中)为合理利用能源，人们一直在努力提高热机效率，下列方法不能提高热机效率的是（　　） A．使用热值高的燃料 B．选用优良的润滑材料 C．简化机械传动部分 D．减少燃烧过程中的热量损失 【答案】A 【详解】A．使用热值大的燃料只能是在燃料质量相同时可多放出热量，但不一定能让这些能量都充分利用，因此不一定能提高热机效率，故A符合题意； BCD．选用优良的润滑材料（可减少机械摩擦）、简化机械传动部分（降低能量在传动过程中的损耗）、减少燃烧过程中的热量损失等，都可以提高燃料的利用率，提高热机的效率，故BCD不符合题意。 故选 A。 2．(25-26九上·湖南·期中)下列有关热机的说法中正确的是（　　） A．热机的大量使用不会造成环境污染 B．为了防止热机过热，通常用水来降温，是利用水的比热容大的特性 C．可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率 D．热机工作的过程是将燃料燃烧获得的机械能转化成内能的过程 【答案】B 【详解】A．热机的使用，主要依赖的是化石能源，化石能源的使用，是当前大气污染的主要人为来源之一，故A错误； B．由于水的比热容大，相较于其他物质，同质量的水能够吸收更多的热量，且温度变化较小，因此生活中，为了防止热机过热，通常用水来降温，是利用水的比热容大的特性，故B正确； C．用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出热量的比值叫热机效率，增大热机功率并不能增大热机的效率，故C错误； D．热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程，故D错误。 故选B。 3．(25-26九上·上海青云中学·期中)下列提高热机效率的途径中，不正确的是（　　） A．保证良好的润滑，减少因克服摩擦而消耗的能量 B．使用热值更高的燃料 C．设法利用废气的能量 D．改善燃烧条件，使燃料燃烧更充分 【答案】B 【详解】A．保证良好的润滑，可以减小摩擦力，减少因克服摩擦而消耗的能量，故A正确，不符合题意； B．使用热值更高的燃料，不能改变有用功与燃料完全燃烧释放热量的比值，不能改变热机效率，故B错误，符合题意； C．设法利用废气的能量，可以增大有用功，提高热机效率，故C正确，不符合题意； D．改善燃烧条件，使燃料燃烧更充分，减小热量损失，提高热机效率，故D正确，不符合题意。 故选B。 4．(25-26九上·吉林长春·期中)关于热机效率，下列说法中正确的是（    ） A．热机效率越高，热机做的有用功越多 B．热机效率越高，热机的功率越大 C．提高热机效率和节能减排无关 D．提高热机效率，要减少机械摩擦和热损失 【答案】D 【详解】A．热机效率是指有用功占总能量的百分比，由于不确定总能量多少，因此不能根据热机效率高，得出热机做的有用功多，故A错误； B．热机的功率是指热机做功快慢与热机的效率无关，故B错误； C．提高热机效率可以减小能量的损耗，同时减少废气的排放，因此提高热机效率和节能减排有关，故C错误； D．热机效率与机械摩擦和热损失有关，减少机械摩擦和热损失可以提高热机的效率，故D正确。 故选D。 ◆题型2 热机燃料燃烧能量走向示意图 5．(25-26九上·广西南宁·期中)如图是某汽油机的能量流向。在未来的汽车市场，零碳内燃机采用绿氢等零碳燃料，在全生命周期可实现零碳排放，未来前景可观。下列有关说法错误的是（　　） A．零碳内燃机比普通内燃机更环保 B．汽车尾气中的“汽油味”越浓，说明燃料燃烧得越充分 C．在该汽油机的能量损失中，废气带走的热量最多 D．由图可知该汽油机的效率是28% 【答案】B 【详解】A．零碳内燃机采用零碳燃料，全生命周期可实现零碳排放，相比普通内燃机碳排放更少，更环保，故A正确，不符合题意； B．汽车尾气中“汽油味”越浓，说明更多未燃烧的汽油随尾气排出，代表燃料燃烧得越不充分，故B错误，符合题意； C．根据能量流向图可知，能量损失中废气带走热量占比36%，是所有能量损失中占比最高的，故C正确，不符合题意； D．热机效率为热机所做的有用功占燃料完全燃烧放出的热量的比例，由能量流向图可知，该汽油机效率为 故D正确，不符合题意。 故选B。 6．(25-26九上·广东广州花都区·期中)如图是甲、乙两汽油机某段时间内的能量流向图，此过程两者相比，乙汽油机（    ） A．效率低 B．汽油完全燃烧释放的能量少 C．消耗的汽油质量大 D．汽油的热值大 【答案】B 【详解】AB．热机效率是指有用功占燃料完全燃烧释放能量的百分比。根据能量流向图，甲汽油机燃料完全燃烧释放的热量为 其效率为 乙汽油机燃料完全燃烧释放的热量为 其效率为 比较可知，乙汽油机的效率高，乙汽油机汽油完全燃烧释放的能量少。故A错误，B正确； C．根据Q=mq，因为两台都是汽油机，所以燃料的热值相同。由可知，，即乙汽油机消耗的汽油质量小，故C错误； D．热值是燃料本身的固有属性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的多少以及燃烧的程度等无关。因此甲乙汽油机燃烧的汽油热值是相同的，故D错误。 故选B。 7．(25-26九上·甘肃庆阳·期中)如图是某汽车的汽油机的主要能量流向和相关参数图，则下列说法正确的是（　　） A．冷却水带走的能量占比最多 B．减少机械摩擦不能提高汽油机的机械效率 C．汽油在燃烧时热值变小 D．该汽油机的效率为30% 【答案】D 【详解】AD．由图可知，废气带走的能量占比为33%，冷却水带走的能量占比为30%，摩擦与辐射带走的能量占比为7%，故有用机械能所占比为 即该汽油机的效率为30%，且废气带走的能量占比最多，故A错误，D正确； B．减少机械摩擦可以降低能量的损失，能提高汽油机的机械效率，故B错误； C．燃料的热值是燃料本身的一种性质，与燃料的质量无关，故汽油在燃烧时其热值大小不变，故C错误。 故选D。 8．(25-26九上·广东潮州潮安区·期中)一辆汽车在一段平直公路上匀速行驶，从能量转化角度，汽车的共同点是先将燃料的___________能转化为内能，能量流向图如图所示，则该汽车的发动机的效率为___________；若燃油的密度，热值为，则消耗燃油（假设燃油完全燃烧），汽车输出的有用功为___________J。 【答案】 化学 30% 【详解】[1]燃料中储存着化学能，燃料燃烧时，消耗化学能，将化学能转化为内能。 [2]该汽车的发动机的效率为 [3]消耗的燃油的质量为 燃油燃烧释放的热量为 汽车输出的有用功为 ◆题型3 热机效率的计算 9．(25-26九上·安徽淮南实验中学·期中)有甲、乙两台汽油机，在相同的时间内，它们所做的有用功之比是，消耗汽油的质量之比是，那么它们的效率之比是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】因为在相同的时间内：甲、乙两台汽油机所做的有用功之比是，即，甲、乙两台汽油机消耗汽油的质量之比是，即，则甲、乙两台汽油机工作时的效率之比 故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 10．(25-26九上·北京师范大学附中·期中)全球汽车保有量在迅速增长，截至2022年底，我国燃油汽车保有量约为3.2亿辆。假设每辆汽车每年耗油1.8t，汽车内燃机的效率平均值取30%。如果能把内燃机效率提高1%，我国每年可以节约燃油（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】每辆汽车每年耗油1.8t，放出的热量 汽车内燃机的效率平均值取30%，获得的机械能 如果能把内燃机效率提高1%， 机械效率提高后获得相同的机械能，需要消耗燃油的质量为 获得相同的机械能 所以 每辆车节约燃油 3.2亿辆汽车共节约燃油 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 11．(25-26九上·吉林松原·期中)某款氢能源汽车在公路上行驶30 km，用时0.4 h，受到的牵引力为1.4×103 N，消耗氢气0.8 kg。则此过程中汽车行驶的平均速度为_____ km/h，牵引力做的功为____J，氢气燃烧放出的热量为___J，利用氢气的热机效率为_____。（q氢气=1.4×108J/kg） 【答案】 75 4.2×107 1.12×108 37.5% 【详解】[1]汽车行驶的平均速度为 [2]牵引力做的功为 [3]氢气燃烧放出的热量为 [4]利用氢气的热机效率为 12．(25-26九上·湖北宜都·期中)如图所示为某品牌小轿车的一些技术参数，其中排气量是指发动机汽缸的工作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大；空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比。当该发动机以最大功率工作时，在每一个工作循环中，汽缸内汽油和空气的混合密度为1.35，转速为5000r/min。请计算： 车型 某品牌轿车 排气量 1.6L 最大功率 92kW 空燃比 14:1 汽油的热值 (1)1min内做的有用功； (2)做功一次消耗汽油的质量； (3)该汽油机的效率。（结果百分数保留到小数点后一位） 【答案】(1) (2) (3) 33.3% 【详解】（1）根据公式可知，1min内做的有用功为 （2）做功一次即一个工作循环，吸入气缸的混合气体的体积等于发动机的排气量V，一个工作循环吸入混合气体的质量为 由题可知，空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比，即 混合气体的质量为汽油和空气的质量总和，则汽油的质量为 （3）该发动机为四冲程汽油机，飞轮转2圈，做功1次，已知发动机转速为5000r/min，则1min内做功的次数为2500次，1min内汽油完全燃烧放出的总热量为 根据公式可知，该汽油机的效率为 13．(25-26九上·天津第二十中学·期中)如图所示，某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为S，一个冲程中活塞在气缸中移动的距离是L。满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p，时间t内曲轴转动N圈，消耗汽油的体积为V，已知汽油的密度为ρ，汽油的热值为q，不考虑大气压对计算的影响，不计摩擦损失，满负荷工作时： (1)这种汽油机每个工作循环对外做功大小为多少？ (2)汽油机把内能转化为机械能的效率是多少？ 【答案】(1)pSL (2) 【详解】（1）做功冲程中，燃气对活塞的平均压力为 活塞在做功冲程中移动的距离为 ，所以一个做功冲程中燃气对活塞做的功为 因为一个工作循环只包含一个做功冲程，所以每个工作循环对外做功的大小为 。 （2）在时间 内，曲轴转动 圈，因为四冲程汽油机曲轴转2圈完成一个工作循环，对外做功1次，所以在时间 内汽油机对外做功的次数为 在时间 内，汽油机对外做的有用功为 在时间 内，消耗汽油的质量为 汽油完全燃烧放出的总热量为 汽油机把内能转化为机械能的效率为 综合攻坚·知能拔高 1．(25-26九上·重庆凤鸣山中学·期中)如图是小凤同学在科技馆拍摄的四冲程汽油机剖面图，下列有关说法正确的是（　　） A．图甲中汽油机只吸入空气 B．图乙中气缸内气体内能增大，温度升高 C．图丙中飞轮仅依靠惯性转动 D．图丁中排出的废气温度越高，汽油机的效率越高 【答案】B 【详解】A．图甲是吸气冲程，进气门打开，活塞向下运动，吸入的是汽油和空气的混合物，故A错误； B．图乙是压缩冲程，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩气缸内的气体，对气体做功，气体的内能增大，温度升高，故B正确； C．图丙是做功冲程，进气门和排气门都关闭，火花塞点火，燃气剧烈燃烧，产生高温高压的气体推动活塞向下运动，对外做功，从而带动飞轮转动，这是发动机的动力来源，而不是依靠惯性转动，故C错误； D．图丁是排气冲程，排出的废气带走了大量的热量，这部分热量是没有被利用的能量，排出的废气温度越高，说明损失的内能越多，汽油机的效率越低，故D错误。 故选B。 2．(25-26九上·安徽宿州·期中)关于汽油机和柴油机的下列说法正确的是（     ） A．柴油机吸气冲程吸入的是柴油和空气的混合物 B．在做功冲程中，汽油机的点火方式是压燃式，柴油机的点火方式是点燃式 C．汽油机除去压缩冲程之外，其他三个冲程都靠惯性完成 D．四冲程汽油机的曲轴转速为表示汽油机每秒对外做功30次 【答案】D 【详解】A．柴油机吸气冲程只吸入空气，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，故A错误； B．做功冲程中，汽油机是火花塞点火的点燃式，柴油机是依靠压缩空气升温点燃柴油的压燃式，选项描述完全颠倒，故B错误； C．四冲程内燃机的四个冲程中，只有做功冲程主动对外输出动力，吸气、压缩、排气三个冲程都靠飞轮的惯性完成，并非只有压缩冲程除外，故C错误； D．四冲程汽油机曲轴转2圈完成一个工作循环，对外做功1次。3600r/min换算为每秒转60圈，60圈对应30个工作循环，因此每秒对外做功30次，故D正确。 故选D。 3．(25-26九上·辽宁铁岭·期中)2025年4月24日是第十个“中国航天日”，同学们制作了“水火箭”，“水火箭”的发射，及其简易原理如图所示。当内部气压强大到一定程度时，水会冲开瓶塞从“水火箭”中向下喷出。下列有关“水火箭”说法中正确的是（    ） A．打气时，“水火箭”内气体的内能会增加 B．打气时，通过热传递改变空气的内能 C．“水火箭”加速起飞时将机械能转化为内能 D．“水火箭”加速起飞时，相当于热机的压缩冲程 【答案】A 【详解】AB．打气时，外界对水火箭内的气体做功，通过做功的方式改变气体内能，将机械能转化为气体的内能，因此气体内能会增加，故A正确，B错误； CD．水火箭加速起飞时，内部气体的内能转化为水火箭的机械能，能量转化是内能转化为机械能，和热机的做功冲程能量转化一致（压缩冲程是机械能转化为内能），故CD错误。 故选A。 4．(25-26九上·福建漳州芗城区·期中)如图所示是某汽油机的能量流向。在未来的汽车市场，零碳内燃机采用绿氢等零碳燃料，在全生命周期可实现零碳排放，未来前景可观。下列有关说法正确的是（　　） A．由图可知该汽油机的效率是38% B．若实现零碳排放，热机的效率可以提高到100% C．可以通过使用润滑的材料减小摩擦来提高热机效率 D．图中燃料完全燃烧时的热值比不完全燃烧时的热值大 【答案】C 【详解】A．由图可知该汽油机的效率是 故A错误； B．就算实现零碳排放，摩擦力依然存在，额外功不为0，因此热机的效率总是低于100%，故B错误； C．可以通过使用润滑的材料减小摩擦，减小额外功，来提高热机效率，故C正确； D．某种燃料完全燃烧放出的热量与质量之比叫热值，与燃烧状况无关，故D错误。 故选C。 5．(25-26九上·北京东城区·期末)某汽油机工作时的能量损失情况是：汽缸散热损失30%，废气带走35%，机械摩擦及其它损耗总和为10%。已知汽油热值为4.6×107J/kg。下列说法中正确的是（　　） A．该汽油机工作的效率是25%，工作时汽油燃烧释放能量的75%转化为机械能 B．若该汽油机消耗2kg汽油，获得的机械能为2.3107J C．若该汽油机消耗2kg汽油，损失的能量为3.22107J D．经过不断改进和创新，汽油机的效率可以提高到100% 【答案】B 【详解】A．汽油机的工作效率为 η=100%-30%-35%-10%=25% 工作时汽油燃烧释放能量的25%转化为机械能，故A错误； BC．2kg汽油完全燃烧产生的热量为 Q放=mq=2kg×4.6×107J/kg=9.2×107J 获得的机械能为 W有用=ηQ放=25%×9.2×107J=2.3×107J 损失的能量为 Q损失= Q放- W有用=9.2×107J-2.3×107J=6.9×107J 故B正确，C错误； D．因为汽油机工作时，由于摩擦、散热等原因，总要有能量损失，所以汽油机的效率不可能到100%，故D错误。 故选B。 6．(25-26九上·四川自贡大安区·期中)若一辆小汽车一年行驶一万公里，消耗1t汽油，这些汽油完全燃烧放出_______ J的热量，（已知）；某次行驶过程中，该汽车汽油机曲轴的转速为3600r/min，在1s内汽油机对外做功_______次。 【答案】 30 【详解】汽油的质量 汽油完全燃烧放出的热量为 曲轴的转速为 汽油机每完成一个工作循环，曲轴转动2圈，对外做功1次，现在曲轴1s内转60r，因此1s内汽油机对外做功的次数为 7．(25-26九上·天津葛沽第一中学·期中)若某型号单缸四冲程汽油机的活塞面积为，活塞冲程长度为，某种工作状态下做功冲程燃气的平均压强为，汽油机曲轴的转速为，汽油机往复运动两次，对外做功一次的大小_____；汽油机在此工作状态下做功的平均功率是_________。 【答案】 【详解】[1]易知，燃气对活塞的压力，由公式可知，对外做一次功的大小 [2]汽油机曲轴的转速为，汽油机往复运动两次，对外做功一次，内汽油机往复运动次，对外做功次，内所做的功的大小为，则汽油机在此工作状态下做功的平均功率是 8．(25-26九上·四川泸州·期中)近年来，汽车逐步走进了普通百姓的家庭。汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，正常工作四个冲程的顺序是______（对图甲A、B、C、D重新排序）；一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为1800r/min，该汽油机每秒钟做功______次；图乙所示为内燃机的能流图，内燃机的效率可表示为η＝______。（用字母表示） 【答案】 BADC 15 【详解】[1]甲中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是第二个冲程； 乙中的进气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一个冲程； 丙中的排气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四个冲程； 丁中的两个气阀都关闭，火花塞点火，活塞下运动，所以为做功冲程，是第三个冲程； 故先后顺序为BADC。 [2]热机完成一个工作循环，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。若飞轮转速是1800r/min，表示每分钟飞轮转动1800圈，900个工作循环，对外做功900次，则1min做功900次，即该汽油机每秒钟做功15次。 [3]由能流图知道，燃料完全燃烧放出的热量为E，有用机械能即有用功为E2，所以内燃机的效率可表示为 9．(25-26九上·湖南常德·期中)汽油机在 _______ 冲程中将内能转化为机械能。某单缸四冲程汽油机工作时，若在一段时间内所做的有用功为，效率为25%，则该汽油机在这段时间内消耗 _____ kg的汽油（汽油的热值取）。若该汽油机飞轮的转速为1800r/min，则该汽油机1s做功 _______ 次。 【答案】 做功 2 15 【详解】汽油机的做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能。 根据热机效率公式，可得汽油完全燃烧放出的热量 消耗汽油的质量 飞轮转速 飞轮每转2圈，对外做功1次，因此1s内做功次数为次 10．(25-26九上·四川·期中)一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是9600转/分，则5秒钟汽油机的活塞对外做功_______次。两台四冲程汽油机在相同时间内，甲做的有用功是乙的3倍，甲机的热机效率是20%，乙机的热机效率是25%，则甲、乙两机消耗的汽油质量之比是_______。 【答案】 400 【详解】[1]飞轮转速9600转/分转/秒=160转/秒 单缸四冲程汽油机的规律：飞轮每转2圈，对外做功1次，因此每秒对外做功次 5秒钟对外做功80次/秒×5秒=400次 [2]热机效率公式（q为汽油热值，相同汽油q不变），变形得汽油质量。 由题意，，，因此质量比 11．(25-26九上·甘肃武威凉州区·期中)我国自主研制的某新型战斗机，具备电磁隐身、超音速巡航、超机动性、超视距攻击等优异性能。该飞机装备了最新的WS-15涡扇航空发动机，使得其机械性能“如虎添翼”大幅提升，最大起飞质量达到了惊人的37t，最大飞行高度超过20000m，最大航行速度高达2.2马赫（约2700km/h），最大载油量为10t。飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系如下表： 速度v（m/s） 100 200 300 400 500 阻力f/N 若在执行某次巡航任务中，该飞机以1800km/h的速度沿直线匀速飞行1h，消耗6t航空燃油，已知航空燃油的热值为，求： (1)此次巡航中发动机的功率； (2)此次巡航飞机克服阻力做的功； (3)WS-15涡扇发动机此次巡航的热机效率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由题意得，飞机飞行速度 根据表格可知，速度为500m/s时，飞机所受阻力 飞机匀速飞行时，牵引力与阻力平衡，即 故发动机的功率 （2）飞机巡航时间 飞机巡航的路程 飞机克服阻力做的功 （3）消耗燃油的质量 燃油完全燃烧释放的热量 故热机效率 12．(25-26九上·陕西咸阳实验中学·期中)发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质，现代汽车主要分汽油和柴油两类发动机，其中汽油发动机提供动力的是内燃机的汽缸。如图所示，是一辆以汽油为燃料的汽车，其内部发动机的相关数据如下表所示（“排气量”是指发动机气缸的工作容积；“空燃比”是指汽缸内空气和燃油的质量比）。在某次测试过程中，该汽车发动机以最大功率正常工作了。 内完成工作循环 2000次 汽缸内汽油和空气的混合气密度 排气量 1.5L 汽油热值 发动机最大功率 75kW 空燃比 14：1 (1)汽车完成测试后，油箱中剩余汽油的质量减小，热值___________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 (2)测试过程中，消耗的汽油完全燃烧放出的热量是多少？ (3)测试过程中，汽车发动机的效率是多少？（结果精确至0.1%） (4)为减少能源消耗，保护环境，须合理利用能源。若每辆汽车每年消耗汽油，汽车发动机的效率平均值取35%，如果能把发动机效率提高5%，汽车数量按100万辆来计算，每年可以节约汽油多少t？ 【答案】(1)不变 (2) (3) (4) 【详解】（1）热值是燃料本身的固有特性，热值大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，因此剩余汽油的热值不变。 （2）排气量 一次工作循环中，汽缸内混合气的总质量为 空燃比为，即空气质量与汽油质量比为，因此一次工作循环中汽油质量 1min完成2000次工作循环，总消耗汽油质量 汽油完全燃烧放出的热量 （3）发动机最大功率 工作时间 发动机做的有用功 发动机效率 （4）设汽车每年做的有用功为，汽油热值为，原效率，提高后效率 由可得：，化简得，每辆车每年节约汽油质量 100万辆汽车每年总共节约汽油 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章 改变世界的热机 常考题型·精准突破 考点一 热机 ◆题型1 汽油机的工作过程 1. C 2. C 3. B 4. D 5. B 6. 压缩 做功 ◆题型2 汽油机与柴油机的工作区别 7. C 8. D 9. D 10. BD 11. 空气和汽油的混合物 火花塞 ◆题型3 热机工作中的能量转化 12. A 13. D 14. D 15. 压缩 丙 ◆题型4 关于工作循环的计算 16. C 17. D 18. D 19. 20 惯性 20. 做功 600 300 150 21. 甲 机械 内 25 考点二 热机效率 ◆题型1 提高热机效率的方法 1. A 2. B 3. B 4. D ◆题型2 热机燃料燃烧能量走向示意图 5. B 6. B 7. D 8. 化学 30% ◆题型3 热机效率的计算 9. D 10. A 11. 75 4.2×107 1.12×108 37.5% 12. (1) (2) (3)33.3% 【详解】（1）根据公式可知，1min内做的有用功为 （2）做功一次即一个工作循环，吸入气缸的混合气体的体积等于发动机的排气量V，一个工作循环吸入混合气体的质量为 由题可知，空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比，即 混合气体的质量为汽油和空气的质量总和，则汽油的质量为 （3）该发动机为四冲程汽油机，飞轮转2圈，做功1次，已知发动机转速为5000r/min，则1min内做功的次数为2500次，1min内汽油完全燃烧放出的总热量为 根据公式可知，该汽油机的效率为 13. (1)pSL (2) 【详解】（1）做功冲程中，燃气对活塞的平均压力为 活塞在做功冲程中移动的距离为 ，所以一个做功冲程中燃气对活塞做的功为 因为一个工作循环只包含一个做功冲程，所以每个工作循环对外做功的大小为 。 （2）在时间 内，曲轴转动 圈，因为四冲程汽油机曲轴转2圈完成一个工作循环，对外做功1次，所以在时间 内汽油机对外做功的次数为 在时间 内，汽油机对外做的有用功为 在时间 内，消耗汽油的质量为 汽油完全燃烧放出的总热量为 汽油机把内能转化为机械能的效率为 综合攻坚·知能拔高 1. B 2. D 3. A 4. C 5. B 6. 30 7. 8. BADC 15 9. 做功 2 15 10. 400 11. (1) (2) (3) 【详解】（1）由题意得，飞机飞行速度 根据表格可知，速度为500m/s时，飞机所受阻力 飞机匀速飞行时，牵引力与阻力平衡，即 故发动机的功率 （2）飞机巡航时间 飞机巡航的路程 飞机克服阻力做的功 （3）消耗燃油的质量 燃油完全燃烧释放的热量 故热机效率 12. (1)不变 (2) (3) (4) 【详解】（1）热值是燃料本身的固有特性，热值大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，因此剩余汽油的热值不变。 （2）排气量 一次工作循环中，汽缸内混合气的总质量为 空燃比为，即空气质量与汽油质量比为，因此一次工作循环中汽油质量 1min完成2000次工作循环，总消耗汽油质量 汽油完全燃烧放出的热量 （3）发动机最大功率 工作时间 发动机做的有用功 发动机效率 （4）设汽车每年做的有用功为，汽油热值为，原效率，提高后效率 由可得：，化简得，每辆车每年节约汽油质量 100万辆汽车每年总共节约汽油 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $