14.3 热机（讲义）物理新教材沪科版九年级全一册

本初中物理讲义聚焦“内能与热机”核心知识点，先阐述热机概念、能量转化及分类，再深入内燃机，通过模型与挂图详解汽油机、柴油机的构造及吸气、压缩、做功、排气四冲程工作原理，最后用对比表格梳理两者异同，构建从基础到应用的学习支架。 该资料设计亮点突出，通过随学随练、活学活用等分层练习巩固知识，结合中考真题与生活实例（如易拉罐蒸汽推动风车）培养物理观念与科学思维，对比表格助力模型建构，环保意识渗透体现科学态度与责任，课中辅助教师高效教学，课后帮助学生查漏补缺。

第十四章 内能与热机 第3节 热机 课标要点 1.知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。 2.初步认识发动机的作用，知道热机的概念，了解内燃机是热机的一种。 3.通过模型、挂图了解汽油机的构造。 4.通过模型、挂图了解柴油机的构造。 5.了解热机的工作原理，能用文字或口头表述内燃机各冲程的工作状态和能量转化。 6.了解热机对环境的影响，树立环保意识。 学习重难点 重点：内燃机各个冲程的工作状态和能量转化。 难点：汽油机和柴油机的构造、工作原理及工作过程的异同点。 知识点 热机 1.热机 （1）概念：发动机是把其他能量转化为机械能的机器，其中能将燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的发动机则称为热机. （2）能量转化：燃料燃烧将化学能转化为内能,对外做功将内能转化为机械能. （3）分类：常见的热机有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等. 2.内燃机 燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机.内燃机中最常见的是汽油机和柴油机. 随学随练 1．（2026·北京·中考真题）如图所示，易拉罐中装有适量的水，用酒精灯加热，当有蒸汽喷出时，风车的扇叶就转动起来。下列说法正确的是（     ） A．易拉罐中水的内能增加是通过做功的方式实现的 B．酒精灯内的酒精减少会导致酒精的比热容变小 C．推动扇叶转动的水蒸气的内能减小 D．推动扇叶转动的水蒸气的内能全部转化为扇叶的机械能 2．汽车的内燃机属于热机，是把燃料燃烧时释放的_______能转化为______能的装置。 知识点 汽油机 1.汽油机 （1）工作原理：利用气缸内汽油燃烧时生成的高温高压的燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能. （2）构造：如图所示，汽油机的主体是一个气缸，气缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞,下部有活塞，活塞通过连杆与曲轴相连. （3）工作过程：活塞在往复运动中从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程.汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程. 汽油机的工作过程如表所示. 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 图示 气阀开闭 进气阀打开 排气阀关闭 进气阀关闭 排气阀关闭 进气阀关闭 排气阀关闭 进气阀关闭 排气阀打开 活塞 向下运动 向上运动 向下运动 向上运动 主要过程 吸入汽油和空气的混合气体 压缩混合气体 火花塞点火形成高温高压气体，推动活塞向下运动 排出废气 总结： (1)汽油机在开始工作时，要靠外力先使曲轴、连杆转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动以后，汽油机才能连续工作； (2)在汽油机的1 个工作循环中，包含4 个冲程，活塞往复运动2 次，曲轴转动2 圈，对外做功1 次。 特别提醒： 1.汽油机的工作原理： 汽油在气缸内燃烧，汽油的化学能转化为内能，产生高温高压的燃气，燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能。 2.运用对比法识别冲程： 1. 区分吸气冲程与排气冲程，只需看打开哪个气阀。 2. 识别做功冲程与压缩冲程，在确定两个气阀都关闭的前提下，只需看活塞的运动情况。活塞向上运动为压缩冲程，活塞向下运动为做功冲程。 随学随练 1．如图所示甲是四冲程内燃机工作循环中的________冲程。若此内燃机曲轴的转速是，每分钟对外做功________次。物理兴趣小组利用塑料瓶制作的“水火箭”如图乙所示，其原理是压缩空气使水从“火箭”尾部向下喷出，推动“火箭”飞向空中，上升过程中“水火箭”瓶内气体的内能________（选填增大/不变/减小）。 2．某单缸四冲程内燃机的其中一个冲程剖面图如图所示，由图可知，所示冲程是____________冲程，若该内燃机飞轮转动速度为3600r/min，则每秒完成涉及能量转化的冲程有____________次。 知识点 柴油机 1. 柴油机与汽油机的共同点 (1)每个工作循环都有吸气、压缩、做功、排气四个冲程。 (2)一个工作循环，曲轴转动2 圈，对外做功1 次。 2.(1)柴油机与汽油机的主要区别 燃料 构造 吸入气体 点火方式 柴油机 柴油 顶部是喷油嘴 空气 压燃式 汽油机 汽油 顶部是火花塞 汽油和空气的混合气体 点燃式 (2)柴油机与汽油机的压缩、做功冲程区别 汽油机 柴油机 压缩冲程 混合气体被压缩后，压强达6~15 atm，温度达250~300 ℃ 空气被压缩后，压强达35 ~45 atm，温度达500 ~700 ℃ 做功冲程 火花塞点火，燃料燃烧，即点燃式 喷油嘴喷出雾状柴油，遇高温空气燃烧，即压燃式 用途 轻巧、体积小，常用于小汽车、飞机等 笨重、功率大，主要用于载重汽车、轮船、坦克、带动发电机发电等 特别提醒 汽油机和柴油机的辨析： 和汽油机相比，柴油机的压缩冲程更充分，压缩冲程末气缸内气体的压强更大，温度更高，已超过了柴油的着火点，此时喷油嘴喷出雾状柴油，燃料燃烧更充分，通过做功获得的动力更大。 易错提醒： 汽油自燃温度高，采用火花塞强制点火，汽油发动机为点燃式发动机；柴油自燃温度低，采用压燃式点火，柴油发动机为压燃式发动机。 教材延伸： 内燃机虽然给人类生活带来了方便，但它们工作时都要排出废气，废气温度高并且携带了一些有毒、有害的物质，会污染环境。 随学随练 1．关于汽油机和柴油机的主要区别，其中正确的是（     ） A．柴油机的顶部是火花塞，汽油机的顶部有喷油嘴 B．在做功冲程中，柴油机的点火方式叫点燃式，汽油机的点火方式叫压燃式 C．柴油机比汽油机笨重，功率较小 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 2．下面关于汽油机与柴油机的说法中，正确的是( ) A．汽油机与柴油机都是内燃机 B．汽油机的压缩冲程中，活塞压缩气体，将内能转化为机械能 C．柴油机汽缸顶部有火花塞，汽油机汽缸顶部有喷油嘴 D．柴油机吸入汽缸里的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入汽缸里的是空气 理由：________________________________________________。 题型 识别内燃机的工作过程 活学活用 1．如图所示，图A、B、C、D是四冲程的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图。其中C图是________冲程，与B图原理相同的是________（选填“E”或“F”）图所示的演示实验。 2．如图所示的是汽油机某一冲程的示意图，可以判断，这是________冲程，在这一冲程中________能转化为机械能。 题型 与热机相关的计算 (1)四冲程汽油机(或柴油机)一个工作循环完成四个冲程，对外做功一次，曲轴转动两转，活塞往复运动两次。如已知某汽油机的转速为1800r/min,则曲轴每秒转30转，完成15个工作循环，对外做功15次，共完成60个冲程。此规律可巧记为“吸压做排四冲程，一个循环一次功，曲轴刚好转两转，活塞往复两次行”。 (2)高温、高压的气体对活塞的压力可以利用F=pS计算，高温、高压的气体做的功可用W=Fs进行计算。 活学活用 1．（25-26九年级上·广西梧州·期中）某四冲程内燃机工作时曲轴1分钟转480转，则该机每秒完成___________个冲程，每秒做功___________次。 2．（25-26九年级上·山东烟台·期中）如图所示是某种内燃机某一冲程的示意图，这种内燃机是______（填“汽油机”或“柴油机”），该内燃机一个工作循环的四个冲程按顺序依次是：吸气冲程、____________、做功冲程、排气冲程，若该内燃机1s对外做功45次，那么它曲轴的转速为______r/min。 基础通关 1．世界上很多发明都是受到生活现象的启发而萌生的创意，如：蒸汽机和汽油机，它们工作时，是将燃料燃烧释放的____________转化为_____________。如图所示模拟实验中：图____________是蒸汽机的工作原理图。 2．（25-26九年级上·甘肃陇南·期中）汽油机和柴油机在构造上的主要区别：汽油机汽缸顶部有________，而柴油机汽缸顶部有喷油嘴；在吸气冲程中的不同：汽油机吸入汽缸里的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入汽缸里的是________。 3．汽油机和柴油机是内燃机中最常见的两种类型，广泛应用于生产，生活的设备中。关于汽油机和柴油机描述正确的是（     ） A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B．汽油机在吸气冲程只将空气吸入气缸 C．柴油机比较轻巧，主要应用在摩托车、小汽车上 D．汽油机和柴油机的大量使用均会对环境造成不良的影响 4．小明爸爸去4S店保养车。爸爸问师傅：“该换什么了？”师傅告诉爸爸：“该换火花塞了。”通过此对话你可以判断他家的车用的热机是_______（选填“汽油机”或“柴油机”）。如图所示的热机工作原理图，这是四冲程内燃机工作循环中的_______冲程。若该单缸四冲程内燃机在工作时转速为3600r/min，则1s火花塞点火_______次。 5．（25-26九年级上·海南省直辖县级单位·期中）汽油机在做功冲程时，将燃料燃烧产生的内能转化为___________能；若某汽油机飞轮的转速为2400r/min，则该汽油机1s内对外做功___________次。 6．（25-26九年级上·海南海口·期末）2025年12月20日，长征五号火箭在文昌发射场将通信技术试验卫星二十三号卫星送入太空，火箭升空时燃料燃烧推动火箭加速。与这一能量转化相似的是（   ） A．热机的压缩冲程 B．风力发电过程 C．火力发电过程 D．钻木取火过程 7．（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 8．（2025·广东肇庆·二模）2024年9月25日，中国成功发射一枚洲际弹道导弹，飞行距离约1.2万公里，精确命中预定海域。该洲际弹道导弹点火后的情景如图所示，其发动机是__________（选填“电动机”或“热机”），工作时主要将化学能转化为______能再转化为______能。 9．（25-26九年级上·湖北武汉·期末）如图是2025年10月31日，搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射时的情景。火箭中的燃料燃烧时将化学能转化为________能，产生的高温高压的燃气推动火箭上升，火箭外壳的内能________（填“增大”“不变”或“减小”），这是通过________的途径改变内能的。 10．（24-25九年级上·贵州铜仁·期中）走马灯，又名马骑灯，是中国传统玩具之一，灯笼的一种。如图所示是某同学用一次性纸杯和蜡烛制作的走马灯，当点燃底部的蜡烛，燃烧产生的高温气体向上运动，带动蜡烛上方的纸杯旋转，这与四冲程汽油机的___________冲程的能量转化相同。 素养提升 1．18世纪第一辆汽车问世时，它的速度只有几千米每小时，而目前最快汽车的速度已经超过了声速（如图）。汽车是如何获得机械能的呢？ 2．如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，观察现象。讨论这个过程中不同形式能量之间转化的情况。 3．小张在吹气球时，被吹大了的气球没能用手握住，呼啸着飞了出去，若他及时捡拾起气球，将会感觉到它喷气的嘴部温度和原来相比___________（选填“变高”、“变低”或“没有变化”），如图甲所示为四冲程汽油机工作过程中的___________冲程，该过程的能量转化情况与图___________相同。若汽油机1 s内对外做功15次，则其曲轴的转速为___________r/min。 4．（25-26九年级上·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。 5．（25-26九年级上·贵州毕节·期中）某品牌插秧机使用北斗导航，农民只需在作业前进行相关设置，即可实现24小时无人值守自动作业。该插秧机使用单缸四冲程汽油机，如果该汽油机工作时飞轮的转速是30r/s，则汽油机1min对外做功________次。 迁移创新 1．（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 2．（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。 3．（25-26九年级上·广东佛山·期中）如图甲所示为四缸发动机，其工作原理：内燃机通过连杆把四个相同汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，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。 某台四缸发动机，其输出功率随转速变化如图丁所示，转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。当汽油机的转速达到时，在该发动机的每个做功冲程里，发动机做功___________J。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十四章 内能与热机 第3节 热机 课标要点 1.知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。 2.初步认识发动机的作用，知道热机的概念，了解内燃机是热机的一种。 3.通过模型、挂图了解汽油机的构造。 4.通过模型、挂图了解柴油机的构造。 5.了解热机的工作原理，能用文字或口头表述内燃机各冲程的工作状态和能量转化。 6.了解热机对环境的影响，树立环保意识。 学习重难点 重点：内燃机各个冲程的工作状态和能量转化。 难点：汽油机和柴油机的构造、工作原理及工作过程的异同点。 知识点 热机 1.热机 （1）概念：发动机是把其他能量转化为机械能的机器，其中能将燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的发动机则称为热机. （2）能量转化：燃料燃烧将化学能转化为内能,对外做功将内能转化为机械能. （3）分类：常见的热机有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等. 2.内燃机 燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机.内燃机中最常见的是汽油机和柴油机. 随学随练 1．（2026·北京·中考真题）如图所示，易拉罐中装有适量的水，用酒精灯加热，当有蒸汽喷出时，风车的扇叶就转动起来。下列说法正确的是（     ） A．易拉罐中水的内能增加是通过做功的方式实现的 B．酒精灯内的酒精减少会导致酒精的比热容变小 C．推动扇叶转动的水蒸气的内能减小 D．推动扇叶转动的水蒸气的内能全部转化为扇叶的机械能 【答案】C 【难度】0.65 【知识点】热传递改变物体的内能、通过做功改变物体内能时，能量的转化、热机工作过程中的能量转化、热值的概念、单位和物理意义 【详解】A．用酒精灯加热水，水吸收热量，是通过热传递的方式增加内能，故A错误； B．比热容是燃料的特性，与燃料种类有关，与质量无关，酒精减少比热容不变，故B错误； C．水蒸气推动扇叶转动，水蒸气对扇叶做功，内能转化为机械能，水蒸气内能减小，故C正确； D．水蒸气推动扇叶转动时，部分内能散失到空气中，且存在摩擦，内能不可能全部转化为机械能，故D错误。 故选C。 2．汽车的内燃机属于热机，是把燃料燃烧时释放的_______能转化为______能的装置。 【答案】 内 机械 【难度】0.95 【知识点】热机工作过程中的能量转化 【详解】汽车的内燃机是通过燃料燃烧释放内能，再利用内能对外界做功，将内能转化为机械能的装置。 知识点 汽油机 1.汽油机 （1）工作原理：利用气缸内汽油燃烧时生成的高温高压的燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能. （2）构造：如图所示，汽油机的主体是一个气缸，气缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞,下部有活塞，活塞通过连杆与曲轴相连. （3）工作过程：活塞在往复运动中从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程.汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程. 汽油机的工作过程如表所示. 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 图示 气阀开闭 进气阀打开 排气阀关闭 进气阀关闭 排气阀关闭 进气阀关闭 排气阀关闭 进气阀关闭 排气阀打开 活塞 向下运动 向上运动 向下运动 向上运动 主要过程 吸入汽油和空气的混合气体 压缩混合气体 火花塞点火形成高温高压气体，推动活塞向下运动 排出废气 总结： (1)汽油机在开始工作时，要靠外力先使曲轴、连杆转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动以后，汽油机才能连续工作； (2)在汽油机的1 个工作循环中，包含4 个冲程，活塞往复运动2 次，曲轴转动2 圈，对外做功1 次。 特别提醒： 1.汽油机的工作原理： 汽油在气缸内燃烧，汽油的化学能转化为内能，产生高温高压的燃气，燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能。 2.运用对比法识别冲程： 1. 区分吸气冲程与排气冲程，只需看打开哪个气阀。 2. 识别做功冲程与压缩冲程，在确定两个气阀都关闭的前提下，只需看活塞的运动情况。活塞向上运动为压缩冲程，活塞向下运动为做功冲程。 随学随练 1．如图所示甲是四冲程内燃机工作循环中的________冲程。若此内燃机曲轴的转速是，每分钟对外做功________次。物理兴趣小组利用塑料瓶制作的“水火箭”如图乙所示，其原理是压缩空气使水从“火箭”尾部向下喷出，推动“火箭”飞向空中，上升过程中“水火箭”瓶内气体的内能________（选填增大/不变/减小）。 【答案】 做功 1500 减小 【难度】0.87 【知识点】通过做功改变物体内能时，能量的转化、汽油机的构造与工作过程 【详解】由图甲可知，进气门和排气门都关闭，活塞已经点火，活塞向下运动是做功冲程。 因四冲程内燃机曲轴每转2圈对外做功1次，故每分钟对外做功次数 水火箭上升过程中，瓶内气体对外做功，内能转化为机械能，故瓶内气体内能减小。 2．某单缸四冲程内燃机的其中一个冲程剖面图如图所示，由图可知，所示冲程是____________冲程，若该内燃机飞轮转动速度为3600r/min，则每秒完成涉及能量转化的冲程有____________次。 【答案】 压缩 60 【难度】0.7 【知识点】汽油机的构造与工作过程 【详解】由图中进气门、排气门均关闭，活塞向上运动，可知该冲程为压缩冲程。 飞轮每秒转动的圈数为 每秒完成的工作循环数为 每秒涉及能量转化的冲程次数为 知识点 柴油机 1. 柴油机与汽油机的共同点 (1)每个工作循环都有吸气、压缩、做功、排气四个冲程。 (2)一个工作循环，曲轴转动2 圈，对外做功1 次。 2.(1)柴油机与汽油机的主要区别 燃料 构造 吸入气体 点火方式 柴油机 柴油 顶部是喷油嘴 空气 压燃式 汽油机 汽油 顶部是火花塞 汽油和空气的混合气体 点燃式 (2)柴油机与汽油机的压缩、做功冲程区别 汽油机 柴油机 压缩冲程 混合气体被压缩后，压强达6~15 atm，温度达250~300 ℃ 空气被压缩后，压强达35 ~45 atm，温度达500 ~700 ℃ 做功冲程 火花塞点火，燃料燃烧，即点燃式 喷油嘴喷出雾状柴油，遇高温空气燃烧，即压燃式 用途 轻巧、体积小，常用于小汽车、飞机等 笨重、功率大，主要用于载重汽车、轮船、坦克、带动发电机发电等 特别提醒 汽油机和柴油机的辨析： 和汽油机相比，柴油机的压缩冲程更充分，压缩冲程末气缸内气体的压强更大，温度更高，已超过了柴油的着火点，此时喷油嘴喷出雾状柴油，燃料燃烧更充分，通过做功获得的动力更大。 易错提醒： 汽油自燃温度高，采用火花塞强制点火，汽油发动机为点燃式发动机；柴油自燃温度低，采用压燃式点火，柴油发动机为压燃式发动机。 教材延伸： 内燃机虽然给人类生活带来了方便，但它们工作时都要排出废气，废气温度高并且携带了一些有毒、有害的物质，会污染环境。 随学随练 1．关于汽油机和柴油机的主要区别，其中正确的是（     ） A．柴油机的顶部是火花塞，汽油机的顶部有喷油嘴 B．在做功冲程中，柴油机的点火方式叫点燃式，汽油机的点火方式叫压燃式 C．柴油机比汽油机笨重，功率较小 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】D 【难度】0.85 【知识点】汽油机的构造与工作过程、柴油机的构造与工作过程 【详解】A．汽油机顶部为火花塞，柴油机顶部为喷油嘴，故A错误； B．做功冲程里，汽油机靠火花塞电火花点燃油气混合物，是点燃式；柴油机依靠压缩空气产生的高温直接点燃柴油，是压燃式，故B错误； C．柴油机比汽油机笨重，且压缩比更大，功率更大，故C错误； D．吸气冲程中柴油机吸入汽缸的只有空气，汽油机吸入的是汽油和空气的混合物，故D正确。 故选D。 2．下面关于汽油机与柴油机的说法中，正确的是( ) A．汽油机与柴油机都是内燃机 B．汽油机的压缩冲程中，活塞压缩气体，将内能转化为机械能 C．柴油机汽缸顶部有火花塞，汽油机汽缸顶部有喷油嘴 D．柴油机吸入汽缸里的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入汽缸里的是空气 理由：________________________________________________。 【答案】 A A．内燃机是燃料在汽缸内燃烧的热机，汽油机和柴油机都属于内燃机，它们都是通过燃料在汽缸内燃烧，将内能转化为机械能来工作的，故A正确； B．在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩气体，对气体做功，使气体的内能增加，温度升高，是将机械能转化为内能，故B错误； C．汽油机汽缸顶部有火花塞，在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，点燃汽油和空气的混合物，使燃料剧烈燃烧；柴油机汽缸顶部有喷油嘴，在压缩冲程结束时，喷油嘴向汽缸内喷入雾状柴油，遇到高温空气后燃烧，故C错误； D．在吸气冲程中，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入汽缸的只是空气，因为柴油机是靠压缩空气使其温度升高，达到柴油的着火点后再喷入柴油燃烧，故D错误。 故选A。 【难度】0.85 【知识点】汽油机的构造与工作过程、柴油机的构造与工作过程 【详解】略 题型 识别内燃机的工作过程 活学活用 1．如图所示，图A、B、C、D是四冲程的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图。其中C图是________冲程，与B图原理相同的是________（选填“E”或“F”）图所示的演示实验。 【答案】 做功 E 【难度】0.65 【知识点】通过做功改变物体内能时，能量的转化、汽油机的构造与工作过程、热机工作过程中的能量转化 【详解】如C图所示，该冲程两气门关闭、活塞下行、火花塞点火，由此可判断该冲程为做功冲程。 如B图所示，该冲程两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，由此可判断该冲程为压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能。 E图是压缩气体做功，机械能转化为内能； 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B图原理相同的是E图。 2．如图所示的是汽油机某一冲程的示意图，可以判断，这是________冲程，在这一冲程中________能转化为机械能。 【答案】 做功 内 【难度】0.65 【知识点】汽油机的构造与工作过程、热机工作过程中的能量转化 【详解】由图中进气门、排气门均关闭，火花塞点火，活塞向下运动可知该冲程为做功冲程；因做功冲程中燃气推动活塞对外做功，故内能转化为机械能。 题型 与热机相关的计算 (1)四冲程汽油机(或柴油机)一个工作循环完成四个冲程，对外做功一次，曲轴转动两转，活塞往复运动两次。如已知某汽油机的转速为1800r/min,则曲轴每秒转30转，完成15个工作循环，对外做功15次，共完成60个冲程。此规律可巧记为“吸压做排四冲程，一个循环一次功，曲轴刚好转两转，活塞往复两次行”。 (2)高温、高压的气体对活塞的压力可以利用F=pS计算，高温、高压的气体做的功可用W=Fs进行计算。 活学活用 1．（25-26九年级上·广西梧州·期中）某四冲程内燃机工作时曲轴1分钟转480转，则该机每秒完成___________个冲程，每秒做功___________次。 【答案】 16 4 【难度】0.65 【知识点】汽油机的构造与工作过程 【详解】曲轴每秒转动的转数为 因四冲程内燃机曲轴每转动2周，对应完成4个冲程，即每圈对应2个冲程，每秒转8转，所以每秒完成冲程数为 个 每2圈对外做功1次，所以每秒做功 4次 2．（25-26九年级上·山东烟台·期中）如图所示是某种内燃机某一冲程的示意图，这种内燃机是______（填“汽油机”或“柴油机”），该内燃机一个工作循环的四个冲程按顺序依次是：吸气冲程、____________、做功冲程、排气冲程，若该内燃机1s对外做功45次，那么它曲轴的转速为______r/min。 【答案】 柴油机 压缩冲程 【难度】0.7 【知识点】柴油机的构造与工作过程、热机的种类 【详解】因内燃机顶部有喷油嘴，故为柴油机； 四冲程柴油机的一个工作循环的四个冲程按顺序依次是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程； 因四冲程内燃机每对外做功1次，曲轴转动2周，故每分钟对外做功次数 曲轴转速 基础通关 1．世界上很多发明都是受到生活现象的启发而萌生的创意，如：蒸汽机和汽油机，它们工作时，是将燃料燃烧释放的____________转化为_____________。如图所示模拟实验中：图____________是蒸汽机的工作原理图。 【答案】 内能 机械能 甲 【难度】0.85 【知识点】热机工作过程中的能量转化 【详解】蒸汽机和汽油机在工作时，将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，然后通过做功，将内能转化为机械能。 图中甲，是加热水产生水蒸气后，通过高温的水蒸气驱动风车转动，揭示了蒸汽机的工作原理；图中乙，是燃料燃烧加热空气，通过高温的空气驱动风车转动，揭示内燃机的工作原理。 2．（25-26九年级上·甘肃陇南·期中）汽油机和柴油机在构造上的主要区别：汽油机汽缸顶部有________，而柴油机汽缸顶部有喷油嘴；在吸气冲程中的不同：汽油机吸入汽缸里的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入汽缸里的是________。 【答案】 火花塞 空气 【难度】0.95 【知识点】汽油机的构造与工作过程、柴油机的构造与工作过程 【详解】汽油机依靠火花塞产生电火花点燃油气混合物，因此汽缸顶部安装火花塞； 柴油机只吸入空气，后续再通过喷油嘴将柴油喷入汽缸完成燃烧准备。 3．汽油机和柴油机是内燃机中最常见的两种类型，广泛应用于生产，生活的设备中。关于汽油机和柴油机描述正确的是（     ） A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B．汽油机在吸气冲程只将空气吸入气缸 C．柴油机比较轻巧，主要应用在摩托车、小汽车上 D．汽油机和柴油机的大量使用均会对环境造成不良的影响 【答案】D 【难度】0.85 【知识点】汽油机的构造与工作过程、柴油机的构造与工作过程 【详解】A. 汽油机顶部为火花塞，柴油机顶部为喷油嘴，该选项描述相反，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，仅柴油机吸气冲程只吸入空气，故B错误； C. 柴油机较笨重，多用于重型设备，汽油机更轻巧，应用于摩托车、小汽车，故C错误； D. 汽油机和柴油机工作时燃烧化石燃料，会排放有害气体、产生噪声等，均会对环境造成不良影响，故D正确。 故选D。 4．小明爸爸去4S店保养车。爸爸问师傅：“该换什么了？”师傅告诉爸爸：“该换火花塞了。”通过此对话你可以判断他家的车用的热机是_______（选填“汽油机”或“柴油机”）。如图所示的热机工作原理图，这是四冲程内燃机工作循环中的_______冲程。若该单缸四冲程内燃机在工作时转速为3600r/min，则1s火花塞点火_______次。 【答案】 汽油机 做功 30 【难度】0.85 【知识点】汽油机的构造与工作过程、柴油机的构造与工作过程、热机工作过程中的能量转化 【详解】【小题1】[1]由题可知，他家的车需要更换火花塞，火花塞是汽油机的结构，因此他家的车用的汽油机。 [2][3]由图可知，该冲程两气门关闭，火花塞点火，说明其是做功冲程；对于四冲程内燃机，一个完整的工作循环（包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程）需要曲轴转动2圈，而火花塞只在“做功冲程”开始时点火一次。因此当转速为，火花塞点火的次数为 5．（25-26九年级上·海南省直辖县级单位·期中）汽油机在做功冲程时，将燃料燃烧产生的内能转化为___________能；若某汽油机飞轮的转速为2400r/min，则该汽油机1s内对外做功___________次。 【答案】 机械 20 【难度】0.7 【知识点】汽油机的构造与工作过程、热机工作过程中的能量转化 【详解】汽油机的做功冲程的能量转化是燃料燃烧释放的内能推动活塞做功，将内能转化为机械能。 1s内飞轮转动的转数为 ，因汽油机每飞轮转动2周对外做功1次，故1s内对外做功次数为 次。 6．（25-26九年级上·海南海口·期末）2025年12月20日，长征五号火箭在文昌发射场将通信技术试验卫星二十三号卫星送入太空，火箭升空时燃料燃烧推动火箭加速。与这一能量转化相似的是（   ） A．热机的压缩冲程 B．风力发电过程 C．火力发电过程 D．钻木取火过程 【答案】C 【难度】0.85 【知识点】通过做功改变物体内能时，能量的转化、火箭的构造与工作原理、热机工作过程中的能量转化 【详解】A．题目中描述的是"燃料燃烧推动火箭加速"，这是一个化学能转化为内能，再转化为机械能的过程。具体来说：火箭燃料燃烧时，化学能转化为内能，通过喷出的高温气体产生推力，内能进一步转化为火箭的机械能。热机的压缩冲程是机械能转化为内能的过程，与题目中的能量转化过程不同，故A不符合题意； B．风力发电过程是风的动能转化为电能的过程，没有燃料燃烧，能量来源不同，故B不符合题意； C．火力发电过程是燃料的化学能转化为内能，内能通过推动汽轮机转化为机械能，机械能再通过发电机转化为电能。其包含的化学能→内能→机械能的转化过程与火箭升空时相似，故C符合题意。 D．钻木取火过程是机械能转化为内能的过程，与题目中的能量转化方向相反，故D不符合题意。 故选C 。 7．（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 【难度】0.85 【知识点】火箭的构造与工作原理、热机的种类 【详解】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。 8．（2025·广东肇庆·二模）2024年9月25日，中国成功发射一枚洲际弹道导弹，飞行距离约1.2万公里，精确命中预定海域。该洲际弹道导弹点火后的情景如图所示，其发动机是__________（选填“电动机”或“热机”），工作时主要将化学能转化为______能再转化为______能。 【答案】 热机 内 机械 【难度】0.85 【知识点】火箭的构造与工作原理、热机工作过程中的能量转化、能量的转化 【详解】热机是利用内能来做功的机器，洲际弹道导弹的发动机通过燃烧燃料，将燃料的化学能转化为内能，产生高温高压气体，然后这些气体膨胀对外做功，将内能转化为导弹的机械能，推动导弹飞行。而电动机是将电能转化为机械能的装置，不符合导弹发动机的工作原理。所以该洲际弹道导弹发动机是热机，工作时主要将化学能转化为内能再转化为机械能。 9．（25-26九年级上·湖北武汉·期末）如图是2025年10月31日，搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射时的情景。火箭中的燃料燃烧时将化学能转化为________能，产生的高温高压的燃气推动火箭上升，火箭外壳的内能________（填“增大”“不变”或“减小”），这是通过________的途径改变内能的。 【答案】 内 增大 做功 【难度】0.85 【知识点】通过做功改变物体内能时，能量的转化、火箭的构造与工作原理 【详解】[1]火箭中的燃料燃烧时，将燃料的化学能转化为内能，产生巨大热量，使燃气温度升高。 [2][3]火箭上升过程中，外壳与空气摩擦，温度升高，内能增大；这是通过做功的途径改变内能的。 10．（24-25九年级上·贵州铜仁·期中）走马灯，又名马骑灯，是中国传统玩具之一，灯笼的一种。如图所示是某同学用一次性纸杯和蜡烛制作的走马灯，当点燃底部的蜡烛，燃烧产生的高温气体向上运动，带动蜡烛上方的纸杯旋转，这与四冲程汽油机的___________冲程的能量转化相同。 【答案】做功 【难度】0.75 【知识点】做功改变物体的内能、汽油机的构造与工作过程 【详解】因走马灯工作时内能转化为机械能，四冲程汽油机的做功冲程同样将内能转化为机械能，因此二者能量转化相同。 素养提升 1．18世纪第一辆汽车问世时，它的速度只有几千米每小时，而目前最快汽车的速度已经超过了声速（如图）。汽车是如何获得机械能的呢？ 【答案】汽车内部的燃料通过燃烧，把化学能转化为内能，膨胀的气体推动活塞运动，把内能转化为机械能，然后通过传动装置，把活塞的机械能传给汽车，使其行驶。 【难度】0.85 【知识点】热机工作过程中的能量转化 【详解】略 2．如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，观察现象。讨论这个过程中不同形式能量之间转化的情况。 【答案】酒精储存有化学能，燃烧时发生化学变化，将化学能转化为内能释放出来。火焰的内能通过热传递转移给试管内的水，水的内能增加、温度升高，逐渐汽化为高温高压的水蒸气。水蒸气膨胀对橡胶塞做功，将橡胶塞推出，水蒸气的内能减少，橡胶塞的机械能增加，完成内能到机械能的转化。 【难度】0.85 【知识点】做功改变物体的内能、热传递改变物体的内能、热机工作过程中的能量转化 【详解】略 3．小张在吹气球时，被吹大了的气球没能用手握住，呼啸着飞了出去，若他及时捡拾起气球，将会感觉到它喷气的嘴部温度和原来相比___________（选填“变高”、“变低”或“没有变化”），如图甲所示为四冲程汽油机工作过程中的___________冲程，该过程的能量转化情况与图___________相同。若汽油机1 s内对外做功15次，则其曲轴的转速为___________r/min。 【答案】 变低 压缩 乙 1800 【难度】0.65 【知识点】做功改变物体的内能、通过做功改变物体内能时，能量的转化、汽油机的构造与工作过程、热机工作过程中的能量转化 【详解】气球内的气体向外喷出并对外做功，内能减小，温度降低，所以喷气嘴部温度变低； 图甲中两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能； 图乙中迅速下压活塞，活塞对气体做功，机械能转化为内能，使气体温度升高，能量转化与压缩冲程相同；图丙中酒精燃烧后将塞子冲出，是内能转化为机械能，所以该过程的能量转化情况与图乙相同； 四冲程汽油机完成一个工作循环，曲轴转两周，对外做功一次，1s内对外做功15次，1s内曲轴转的圈数为圈，1min有60s，则其曲轴的转速为 4．（25-26九年级上·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 【难度】0.7 【知识点】汽油机的构造与工作过程、热机工作过程中的能量转化 【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。 5．（25-26九年级上·贵州毕节·期中）某品牌插秧机使用北斗导航，农民只需在作业前进行相关设置，即可实现24小时无人值守自动作业。该插秧机使用单缸四冲程汽油机，如果该汽油机工作时飞轮的转速是30r/s，则汽油机1min对外做功________次。 【答案】900 【难度】0.65 【知识点】汽油机的构造与工作过程 【详解】1min内飞轮转动的总转数为 因单缸四冲程汽油机每飞轮转动2周对外做功1次，故1min对外做功次数为 迁移创新 1．（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 【难度】0.4 【知识点】汽油机的构造与工作过程、热机工作过程中的能量转化 【详解】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。 2．（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# 【难度】0.45 【知识点】做功改变物体的内能、热传递改变物体的内能、汽油机的构造与工作过程 【详解】[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 3．（25-26九年级上·广东佛山·期中）如图甲所示为四缸发动机，其工作原理：内燃机通过连杆把四个相同汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，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。 某台四缸发动机，其输出功率随转速变化如图丁所示，转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。当汽油机的转速达到时，在该发动机的每个做功冲程里，发动机做功___________J。 【答案】300 【难度】0.4 【知识点】汽油机的构造与工作过程 【详解】当发动机的转速达到3000r/min，输出功率为 该发动机在1s内做功3×104J；发动机的转速达到3000r/min=50r/s，一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，完成4个冲程，故该汽油机每秒钟完成100个冲程，在该发动机的每个做功冲程里，发动机做功300J。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $