14.3 热机（举一反三·讲义）物理新教材沪科版九年级全一册

本讲义聚焦“热机”核心知识点，从热机的定义与能量转化原理切入，系统梳理蒸汽机、内燃机（汽油机、柴油机）、汽轮机等种类，详细解析汽油机四冲程工作过程及能量转化，对比柴油机与汽油机的异同，延伸至火箭的组成与能量转化，构建从基础原理到具体应用的递进式学习支架。 该资料以情景导入（汽车速度发展）激发兴趣，通过简易热机模型制作等实验活动培养科学探究能力，利用对比表格（汽油机与柴油机结构、冲程）促进科学思维中的模型建构与对比分析，结合嫦娥六号发射等实例渗透科学态度与责任。课中辅助教师高效授课，课后作业涵盖选择、填空、综合题，助力学生巩固知识、查漏补缺。

14.3 热机 【新教材沪科版】 【知识框架+知识精讲（4个知识归纳+4个题型）+课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 18 世纪第一辆汽车问世时，它的速度只有几千米每小时，而目前最快的汽车的速度已经超过了声速。 汽车是如何获得机械能的呢？ 本节课我们将一起来探究相关问题。 知识归纳 【知识点1 热机的原理和种类】 1.热机的定义： 将燃料燃烧时产生的高温高压气体的内能转化为机械能的机器，统称为热机。 2.热机的原理： 燃料燃烧把化学能转化为内能，内能又转化为机械能。 3.热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机等。 （1）蒸汽机：是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械，蒸汽机需要一个使水沸腾产生高压蒸汽的锅炉，这个锅炉可以使用木头、煤、石油或天然气甚至可燃垃圾作为热源。蒸汽膨胀推动活塞做功。 （2）汽轮机：是一种旋转式蒸汽动力装置，高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外做功。汽轮机是现代火力发电厂的主要设备，也用于冶金工业、化学工业、舰船动力装置中。 （3）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。常见的内燃机有汽油机和柴油机两类。 【例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 【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。 【变式1-1】（25-26九年级上·江苏宿迁·期中）水壶中的水烧开后，壶盖会向上跳动。以下四个事例中能量转化与之相同的是（     ） A．汽油机的做功冲程 B．空气压缩引火仪实验 C．搓手取暖 D．钻木取火 【答案】A 【详解】水烧开后壶盖跳动，是水蒸气的内能转化为壶盖的机械能； A．汽油机做功冲程中燃气膨胀推动活塞做功，将内能转化为机械能，故A符合题意； B．空气压缩引火仪是活塞压缩空气做功，将机械能转化为内能，故B不符合题意； C．搓手取暖是克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，故C不符合题意； D．钻木取火是克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，故D不符合题意。 故选A。 【变式1-2】（25-26九年级上·湖南衡阳·阶段检测）制作简易热机模型： 常德市某中学初三年级学生成立了制作简易热机模型项目小组，按照“项目提出、项目分析、项目实施、展示交流”的流程，收集材料并组装了如图所示的简易热机模型。 取一个空易拉罐，向罐内注入一些水。将一个饮料吸管一端削剪成尖嘴状，使尖端朝外，另一端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放在支架上，吸管尖端对准小风扇扇叶，点燃易拉罐下方的酒精灯，从吸管的尖端可喷出水蒸气，推动风扇转动。这样就完成了一个简易热机模型的制作。 (1)该简易热机模型工作时，热机的工作介质是_________（选填“水蒸气”或“酒精燃料”） (2)这个实验基本展示了蒸汽机的工作原理。当水蒸气从吸管的尖端喷出后，推动风扇转动，水蒸气的内能_________（选填“增大”或“减小”） (3)蒸汽机属于外燃机，也属于热机的一种。与制作在封闭缸体内燃烧燃料的内燃机模型相比较，制作该蒸汽机模型的优点是：________。 【答案】(1)水蒸气 (2)减小 (3)模型简单，易于制作 【详解】（1）酒精燃料燃烧后加热水产生水蒸气，大量的水蒸气会从小孔喷出，推动风车转动，对风车做功，将内能转化为机械能，因此工作的物质是水蒸气。 （2）当水蒸气从吸管的尖端喷出后，推动风扇转动，水蒸气对外做功，内能减小。 （3）与制作在封闭缸体内燃烧燃料的内燃机模型相比较，该蒸汽机模型简单，易于制作。 【变式1-3】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。 【详解】略 【知识点2 汽油机】 1.定义：燃烧汽油的内燃机。 2.结构：主要由气缸、活塞、进气道、进气阀、排气道、排气阀、曲轴连杆、飞轮和火花塞组成。 3.冲程：活塞在气缸内做一次单向运动叫做一个冲程。 4.工作过程：汽油机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。活塞往复2次，飞轮转动2周，对外做功1次。在这四个冲程中，利用曲轴的惯性来完成的是吸气、压缩和排气冲程。发生能量转化的有两个冲程：压缩和做功冲程。 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 进气门 开 关 关 关 排气门 关 关 关 开 活塞 下 上 下 上 能量转化 -- 机械能转化为内能 内能转化为机械能 -- 【例2】（2026江苏扬州中考）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山东烟台中考）（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2-2】（2026黑龙江绥化中考）（多选）我国古人曾发明一种点火器，结构如图所示。取火时握住套筒，然后向内猛推推杆，前端的艾绒就会被点燃，拔出推杆后，吹吹艾绒就有火苗产生。下列说法正确的是（     ） A．艾绒燃烧是化学能转化为内能 B．推入推杆过程中是通过做功方式改变气体的内能 C．推入推杆使筒内气体分子运动加快 D．推入推杆过程与汽油机做功冲程的能量转化相似 【答案】ABC 【解析】A．艾绒燃烧时，化学能主要转化为内能，故A正确； B．推入推杆过程中，推杆压缩筒内气体，对气体做功，是通过做功的方式改变气体的内能，故B正确； C．推入推杆使筒内气体温度升高，气体分子热运动加快，故C正确； D．推入推杆过程与汽油机的压缩冲程相似，均为机械能转化为内能；汽油机做功冲程是内能转化为机械能，故D错误。 故选ABC。 【变式2-3】（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 【详解】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。 【知识点3 柴油机】 1. 定义：利用柴油在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功的内燃机。 2. 柴油机和汽油机的异同点 项目 汽油机 柴油机 构造 气缸顶部有一个火花塞 气缸顶部有一个喷油嘴 燃料 汽油 柴油 吸气冲程 吸入汽油与空气的混合物 只吸入空气 压缩冲程 压缩程度较小 压缩程度较大 做功冲程 点燃式，内能转化为机械能 压燃式，内能转化为机械能 排气冲程 排出废气 特点与 适用范围 轻巧、功率小； 小汽车、摩托车等 笨重、功率大； 载重汽车、轮船等 相同点 一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次； 压缩冲程把机械能转化为内能，做功冲程把内能转化为机械能。 【例3】如图甲所示是制作爆米花的机器，玉米粒在密封的锅体内被炉火加热，这是通过___________的方 法改变了玉米粒的内能；图乙是内燃机工作时某冲程示意图，该冲程为___________冲程，它是___________ （选填“汽油”或“柴油”）机。若飞轮的转速为2400r/min，在1s内，完成___________个工作循环。 【答案】 热传递 压缩 柴油 20 【详解】玉米粒被炉火加热，是通过热传递的方式改变内能；观察图乙发现，两个气门都关闭，活塞向上运动，因此该冲程是压缩冲程；该内燃机结构有喷油嘴，汽油机顶部为火花塞，柴油机为压燃式，顶部是喷油嘴，因此这是柴油机； 飞轮转速 即1s内飞轮转40圈，内燃机一个工作循环飞轮转2圈，因此1s内完成的工作循环数为。 【变式3-1】（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。 【变式3-2】（2026·黑龙江绥化·模拟预测）如图为四冲程汽油机工作过程中某冲程的示意图，下列说法正确的是（   ） A．汽油机的气缸顶部有喷油嘴 B．该冲程是汽油机的吸气冲程 C．该冲程燃料的混合物被压缩 D．该冲程缸内气体对活塞做功 【答案】D 【详解】A．汽油机的气缸顶部有火花塞，柴油机的气缸顶部有喷油嘴，故A错误； BCD．由图可知，两气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，此时是汽油机的做功冲程；在压缩冲程，汽油机吸入的混合气体被压缩；该冲程中汽油和空气的混合气体燃烧产生高温高压的气体，气体对活塞做功，将燃料的内能转化为活塞的机械能，为汽车提供动力，故BC错误，D正确。 故选D。 【变式3-3】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， 故选B． 【知识点4 火箭】 1.组成：我国古代最早的火箭由箭头、箭杆、箭羽和火药筒四部分组成，是现代火箭的雏形。 现代火箭使用的是喷气发动机。 液体燃料火箭喷气发动机主要由燃料箱、氧化剂箱、输送装置、燃烧室和喷口组成。 2.能量转化：燃料的化学能转化为内能，进而转化为火箭的机械能。 3.现代火箭优点：功率巨大、可在高空飞行、可飞出大气层。多级火箭可以作为星际航行的运载工具。 【例4】嫦娥六号2024年5月3日成功发射，6月25日返回器携带月球样品着陆地球。如图，为嫦娥六号发射的场景。下列说法正确的有( ) A．嫦娥六号用的火箭喷气发动机不是热机的一种 B．嫦娥六号升空的过程是内能转化为机械能的过程 C．随着科技的发展，会实现火箭喷气发动机的内能全部转化为火箭的机械能 D．嫦娥六号卫星舱内携带的月球车，在升空过程中，内能和机械能都增加 【答案】 B 【详解】A．火箭使用的喷气式发动机工作时将内能转化为机械能，是热机的一种，故A错误； B．嫦娥六号升空的过程，消耗燃料，将燃料燃烧释放出的内能转化为机械能，故B正确； C．由于热机工作过程中不可避免的存在热损失，不可能将内能全部转化为机械能，故C错误； D．卫星舱内月球车在升空过程中，质量不变，高度和速度都会增加，则动能和重力势能都增大，因此机械能增加。由于不知道月球车的温度变化情况，因此不能判断月球车的内能变化情况，故D错误。 故选B。 【变式4-1】（2026四川泸州中考）2026年5月24日，神舟二十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。运载火箭分离装置、爆炸螺栓等关键部件需承受极端高温，这就要求其材料的热膨胀系数必须很低，在高温下仍不发生较大的______；发动机推动火箭升空时的能量转化情况与汽油机的______冲程相同；空地通信利用了______波。 【答案】 膨胀 做功 电磁 【解析】材料热膨胀系数低，温度升高时膨胀形变很小，高温下不会发生较大变形，保障部件结构稳定； 火箭发动机燃料燃烧，将内能转化为机械能，汽油机做功冲程同样是内能转化为机械能，二者能量转化形式一致； 太空为真空环境，声波无法传播，地面与飞船的通信依靠电磁波传递信息。 【变式4-2】如图甲是小华用饮料瓶制作的“水火箭”，向瓶内打气到一定程度时，“水火箭”向下喷水，同时 向上飞出，说明______；喷水结束后“水火箭”由于______依然能向上飞行一段距离；如图乙，火箭发射时将 ______能转化为______能。 【答案】 力的作用是相互的 惯性 内 机械 【详解】[1]“水火箭”向下喷水，则“水火箭”对水有向下的力，“水火箭”向上飞出，则“水火箭”受到水向上的力，说明力的作用是相互的。 [2]惯性是保持原来运动状态不变的性质，“水火箭”向上飞出，喷水结束后，“水火箭”由于惯性保持原来的运动状态继续向上运动，所以会向上飞行一段距离。 [3][4]火箭的发动机属于热机，火箭发射时燃料燃烧产生的内能转化成机械能，所以火箭升空。 【变式4-3】（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 【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。 模块三 课后作业 一、填空题 1．如图所示，2026年4月14日，我国在东风商业航天创新试验区使用力箭一号遥十二运载火箭，成功将吉星高分07A02星等8颗卫星发射升空。该火箭的发动机通过燃烧推进剂（如液氧+液氢）为火箭提供动力，其工作时将燃料的化学能转化为燃气的______能，再转化为火箭的_______能，从而为火箭提供动力。 【答案】 内 机械 【详解】火箭发动机工作时，燃料燃烧发生化学变化，将化学能转化为燃气的内能；随后高温高压的燃气膨胀对外做功，推动火箭运动，将内能转化为火箭的机械能。 2．（25-26九年级上·山东德州·阶段检测）如图所示，先在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，然后迅速压活塞，你观察到的现象是___________；对这一现象的解释是，活塞压缩玻璃筒内的空气，对筒内空气___________，使空气的___________增加，温度升高，达到乙醚燃点；这个过程的实质就是内燃机的___________冲程。 【答案】 棉花燃烧 做功 内能 压缩 【详解】因下压活塞时对筒内空气做功，故空气内能增加、温度升高，达到乙醚燃点后棉花燃烧；该过程机械能转化为内能，与内燃机的压缩冲程能量转化形式一致。 3．（25-26九年级上·河北唐山·期中）图1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，高温气体的__________能转化成纸风车转动的__________能，上述过程中的能量转化，与图2汽油机工作的两个冲程中__________图相同。 【答案】 内 机械 乙 【详解】蜡烛燃烧释放热量，使灯内气体温度升高、内能增大，高温气体上升推动纸风车转动，过程中高温气体的内能转化为纸风车转动的机械能。 甲图：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；乙图：两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，和走马灯的能量转化过程一致。 4．（25-26九年级上·河南许昌·期中）汽油机的四个冲程中，只有_______冲程是燃气对活塞做功，这个冲程将_______能转化为_______能，其他三个冲程要靠惯性来完成。 【答案】 做功 内 机械 【详解】汽油机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，做功冲程中燃气对活塞做功，把内能转化为机械能，对外提供动力；其他三个冲程要靠飞轮的惯性来完成。 5．（25-26九年级上·江苏泰州·阶段检测）汽车发动机采用以水为主要成分的冷却液来降温，这是因为水的_____较大；一台单缸四冲程汽油机工作时，______冲程将内能转化为机械能，若该汽油机每分钟做功1800次，则每秒______个冲程，飞轮转速是______r/min。 【答案】 比热容 做功 120 3600 【详解】相同质量的水和其他物质，升高相同温度时，比热容大的水吸收的热量更多，适合作为冷却液。 四冲程汽油机的做功冲程，燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能。 四冲程汽油机每完成1个工作循环，包含4个冲程，飞轮转2圈，对外做功1次，已知每分钟做功1800次，则每秒做功次，所以每秒完成个冲程，飞轮每分钟转动转，因此飞轮的转速为 6．（25-26九年级上·江苏无锡·阶段检测）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 【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 7．（24-25九年级上·四川成都·期中）如图A，迅速来回拉动绳子看到塞子被顶出，塞子被顶出过程的能量转化相当于B图中的________（选填“甲”“乙”“丙”或“丁”）冲程能量转化过程。若四缸四冲程柴油机的转速为3000r/min；1s内该缸对外做功________次。 【答案】 乙 25 【详解】图A中塞子被顶出时，是气体的内能转化为塞子的机械能，对应四冲程汽油机的做功冲程。 对B图冲程判断： 甲中排气门打开，活塞向上，是排气冲程； 乙中气门都关闭，活塞向下，火花塞点火，是做功冲程，内能转化为机械能，和塞子被顶出的能量转化一致； 丙中进气门打开，活塞向下，是吸气冲程； 丁中气门都关闭，活塞向上，是压缩冲程，机械能转化为内能。 柴油机转速 即每秒飞轮转50转。四冲程柴油机每飞轮转2圈，单个气缸对外做功1次，因此1s内该缸对外做功次。 二、单选题 8．以下交通工具中，常用汽油机作为动力装置的是（     ） A．坦克 B．小轿车 C．载重卡车 D．远洋轮船 【答案】B 【详解】ACD．坦克、载重卡车、远洋轮船均为重型、大型装备，动力装置使用功率大的柴油机，故ACD错误； B．小轿车为小型乘用车，常用轻便的汽油机作为动力装置，故B正确。 故选B。 9．下列是四冲程汽油机的四个冲程示意图，其中表示做功冲程的是（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，火花塞喷出电火花，是做功冲程，故A符合题意； B．排气门开启，活塞上行，废气被排出汽缸，是排气冲程，故B不符合题意； C．两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，故C不符合题意； D．进气门开启，活塞下行，燃料和空气的混合物进入汽缸，是吸气冲程，故D不符合题意。 故选A。 10．（25-26九年级上·河南洛阳·阶段检测）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 【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。 11．（25-26九年级上·河南南阳·期中）如图所示，在纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年的九三阅兵中，国产99B主战坦克方队以整齐编队通过天安门广场，该坦克采用柴油内燃机驱动，则下列分析不正确的是（　　） A．柴油燃烧时将化学能转化为内能 B．柴油燃烧过程中其热值保持不变 C．柴油机选用水做发动机的冷却液利用了水的比热容小 D．柴油机在吸气冲程中吸入的只有空气 【答案】C 【详解】A．柴油燃烧是化学变化，将燃料的化学能转化为内能，故A正确，不符合题意； B．热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与燃烧过程无关，因此柴油燃烧过程中热值保持不变，故B正确，不符合题意； C．柴油机选用水做发动机的冷却剂，是利用了水的比热容大的特点（相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度时水能吸收更多热量），故C不正确，符合题意； D．柴油机在吸气冲程中吸入的只有空气，柴油是在压缩冲程末通过喷油嘴喷入气缸的， 故D正确，不符合题意。 故选C。 12．（25-26九年级上·江西赣州·阶段检测）如图所示是一个四冲程柴油机的剖面图，下列关于柴油机和汽油机工作的相关说法正确的是（　　） A．柴油机和汽油机吸气冲程吸进的都是空气 B．除了做功冲程外，其余冲程都需要依靠飞轮转动的能量来完成 C．柴油机顶部的喷油嘴可以替换成火花塞 D．柴油机和汽油机气缸内的燃料都是点燃的 【答案】B 【详解】A．柴油机在吸气冲程中吸入的是空气，而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．在内燃机的四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为机械能，为曲轴和飞轮提供能量。吸气、压缩、排气这三个没有对外做功的冲程都是依靠飞轮转动的惯性来完成的，故B正确； C．柴油机采用压燃方式，气缸顶部是喷油嘴，在压缩冲程末期向高温高压的空气中喷射柴油，所以喷油嘴不可以替换成火花塞，故C错误； D．柴油机的燃料是在高温高压下自燃的，称为压燃式；汽油机的燃料是由火花塞点燃的，称为点燃式，故D错误。 故选B。 13．（25-26九年级上·陕西西安·阶段检测）如图所示，是小普跟爷爷学习功夫的四个基本动作，由此他联想到热机的四个冲程，以下说法正确的是（　　） A．“鼻孔吸气”对应的汽油机冲程吸入的是空气 B．“气沉丹田”对应的汽油机冲程是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．“排山倒海”所对应的汽油机冲程是靠飞轮的惯性来完成的 【答案】B 【详解】A．“鼻孔吸气”所对应的汽油机的吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物，故A错误； B ．“气沉丹田”所对应的汽油机的压缩冲程是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（点燃式），而柴油机是通过压燃式（压缩空气使温度升高，达到柴油燃点而燃烧），并非都用火花塞点火，故C错误； D ．“排山倒海”所对应的汽油机的做功冲程，是高温高压的燃气对活塞做功，内能转化为机械能，而吸气、压缩、排气冲程是靠飞轮的惯性完成，故D错误； 故选B． 14．（25-26九年级上·北京·期中）如图所示为单缸四冲程柴油机工作时各冲程的示意图，说法正确的是（    ） A．甲是做功冲程，是内能转化为机械能的过程 B．乙是吸气冲程，是柴油机的辅助冲程 C．丙是做功冲程，是内能转化为机械能的过程 D．丁是吸气冲程，这个冲程使汽车获得动力 【答案】C 【详解】A．甲图：气门都关闭，活塞向上运动，汽缸容积减少，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故A错误； B．乙图：排气门打开，活塞向上运动，汽缸容积减小，是排气冲程，故 B 错误； C．丙图：气门都关闭，活塞向下运行，汽缸容积增大，是做功冲程，将内能转化为机械能，故 C 正确； D．丁图：进气门打开，活塞向下运行，汽缸容积增大，是吸气冲程，没有能量转化的过程，不能提供汽车动力，故 D 错误。 故选C。 三、综合题 15．（25-26九年级上·贵州黔南·期中）小宇利用易拉罐、纸杯等材料自制了一个简易火箭引擎，如图1所示。他在易拉罐内喷入少量酒精作为燃料，将纸杯倒扣在罐口上，用电子点火器在罐壁下方开孔处点火，随即看到纸杯迅速升空。请在坐标图2中画出从开始点火到纸杯离开罐口这一过程中，罐内的气体内能E随时间变化的大致图像。 【答案】 【详解】开始时，罐内气体内能较小，随着温度升高，气体内能增大，增大到一定程度，推动纸杯运动，对外做功，内能减小，据此作图。 16．（2026·山西临汾·二模）在跨学科实践课上，某小组围绕“制作内燃机还是外燃机模型”进行了探究，最终完成了简易热机模型的设计与制作。 热机的原理：如图（a），将试管中的水加热一段时间后，塞子冲了出去，此实验基本展示了热机的工作原理。 (1)热机的分类 外燃机：燃烧室在气缸外，如蒸汽机，燃烧燃料使水变成水蒸气，推动活塞做功。 内燃机：燃料在气缸内部燃烧，利用燃烧产生的高温高压气体推动活塞做功。其原理与图（b）中_______的原理相同。 (2)制作简易内燃机模型 如图（c），在塑料瓶的侧壁上打一个小孔，向瓶内喷入适量酒精，将塑料杯倒扣在瓶口，用点火器通过侧壁小孔点燃瓶内酒精，塑料杯被向上弹开，此过程与四冲程内燃机_______冲程的能量转化相同。 (3)有同学自己制作了“等离子炮”，原理与内燃机类似，通过燃料燃烧产生的能量推动空气，形成冲击效果，即燃料燃烧后产生的内能转化为_______能。 (4)评价交流 若喷入酒精少，实验效果差；喷入酒精多，_______，存在安全隐患。综合安全性与可操作性的考虑，同学们最终选择了制作外燃机模型。 【答案】(1)甲 (2)做功 (3)机械 (4)燃烧会产生大量高温高压气体，使装置内压强过大，容易发生爆炸 【详解】（1）根据题干定义，内燃机是燃料在气缸内部燃烧的热机，图(b)的甲中燃料在试管内部燃烧，符合内燃机原理，乙是外部加热试管内的水，属于外燃机原理。 （2）瓶内酒精燃烧后，内能增大，推动塑料杯弹开，将内能转化为机械能，和四冲程内燃机的做功冲程能量转化一致。 （3）过程中燃料燃烧产生的内能对外做功，推动空气获得运动的能量，因此内能转化为机械能。 （4）酒精过多时，燃烧会产生大量高温高压气体，使装置内压强过大，容易发生爆炸，因此存在安全隐患。 17．（25-26九年级上·江苏苏州·期中）阅读短文，回答问题。 汽车发动机 发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在汽缸中往复运动，一个工作循环经历进气、压缩、做功和排气四个冲程，汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在汽缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（冲程长度）。如果发动机有若干个汽缸，那么所有汽缸“工作容积”之和称为发动机排量，实际汽车往往采用多缸发动机。 如图所示发动机有4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。 在汽车领域，大家习惯用“推重比”来表示车辆的动力性能。汽车的推重比通常指发动机的最大功率与车辆质量之比，常用单位是千瓦每吨（kW/t）。 (1)汽油机工作时的能量转化是_____。 (2)若一个汽缸排量为V，燃气对活塞的平均压强为p，则一个做功冲程中燃气对活塞所做的功为W=______（用字母表示）。 (3)某四缸发动机的最高转速为，则每缸每秒对外做功_____次；一辆质量为、排量为的汽车装有该四缸发动机，做功冲程燃气对活塞的平均压强是，则该车的推重比为_____。 【答案】(1) 内能转化为机械能 (2) pV (3) 30 75 【详解】（1）[1]汽油机工作时，在做功冲程中，燃料燃烧释放内能，推动活塞做功，将内能转化为机械能。 （2）[2]在做功冲程，活塞移动的距离为L，发动机的单缸排量V＝SL，燃气对活塞所做的功为W＝FL＝pSL＝pV （3）[1]发动机的最高转速为 一个工作循环，飞轮转动两圈，对外做功一次。则每缸每秒对外做功次数为 [2]单缸燃气对活塞做功的功率为P′= 由于发动机有4个汽缸，所以燃气对活塞做功的总功率为 该车的推重比为 第 1 页 共 22 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 14.3 热机 【新教材沪科版】 【知识框架+知识精讲（4个知识归纳+4个题型）+课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 18 世纪第一辆汽车问世时，它的速度只有几千米每小时，而目前最快的汽车的速度已经超过了声速。 汽车是如何获得机械能的呢？ 本节课我们将一起来探究相关问题。 知识归纳 【知识点1 热机的原理和种类】 1.热机的定义： 将燃料燃烧时产生的高温高压气体的 转化为 的机器，统称为热机。 2.热机的原理： 燃料燃烧把 转化为 ， 又转化为 。 3.热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机等。 （1）蒸汽机：是将 的能量转换为机械功的往复式动力机械，蒸汽机需要一个使水沸腾产生高压蒸汽的锅炉，这个锅炉可以使用木头、煤、石油或天然气甚至可燃垃圾作为热源。蒸汽膨胀推动活塞做功。 （2）汽轮机：是一种旋转式蒸汽动力装置，高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外做功。汽轮机是现代火力发电厂的主要设备，也用于冶金工业、化学工业、舰船动力装置中。 （3）内燃机：燃料直接在发动机 燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。常见的内燃机有汽油机和柴油机两类。 【例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。 【变式1-1】（25-26九年级上·江苏宿迁·期中）水壶中的水烧开后，壶盖会向上跳动。以下四个事例中能量转化与之相同的是（     ） A．汽油机的做功冲程 B．空气压缩引火仪实验 C．搓手取暖 D．钻木取火 【变式1-2】（25-26九年级上·湖南衡阳·阶段检测）制作简易热机模型： 常德市某中学初三年级学生成立了制作简易热机模型项目小组，按照“项目提出、项目分析、项目实施、展示交流”的流程，收集材料并组装了如图所示的简易热机模型。 取一个空易拉罐，向罐内注入一些水。将一个饮料吸管一端削剪成尖嘴状，使尖端朝外，另一端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放在支架上，吸管尖端对准小风扇扇叶，点燃易拉罐下方的酒精灯，从吸管的尖端可喷出水蒸气，推动风扇转动。这样就完成了一个简易热机模型的制作。 (1)该简易热机模型工作时，热机的工作介质是_________（选填“水蒸气”或“酒精燃料”） (2)这个实验基本展示了蒸汽机的工作原理。当水蒸气从吸管的尖端喷出后，推动风扇转动，水蒸气的内能_________（选填“增大”或“减小”） (3)蒸汽机属于外燃机，也属于热机的一种。与制作在封闭缸体内燃烧燃料的内燃机模型相比较，制作该蒸汽机模型的优点是：________。 【变式1-3】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？ 【知识点2 汽油机】 1.定义：燃烧 的内燃机。 2.结构：主要由气缸、活塞、进气道、进气阀、排气道、排气阀、曲轴连杆、飞轮和 组成。 3.冲程：活塞在气缸内做一次单向运动叫做一个冲程。 4.工作过程：汽油机的一个工作循环由 四个冲程组成。活塞往复 次，飞轮转动 周，对外做功 次。在这四个冲程中，利用曲轴的惯性来完成的是吸气、压缩和排气冲程。发生能量转化的有两个冲程： 和 冲程。 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 进气门 开 关 关 关 排气门 关 关 关 开 活塞 下 上 下 上 能量转化 -- 机械能转化为内能 内能转化为机械能 -- 【例2】（2026江苏扬州中考）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山东烟台中考）（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2-2】（2026黑龙江绥化中考）（多选）我国古人曾发明一种点火器，结构如图所示。取火时握住套筒，然后向内猛推推杆，前端的艾绒就会被点燃，拔出推杆后，吹吹艾绒就有火苗产生。下列说法正确的是（     ） A．艾绒燃烧是化学能转化为内能 B．推入推杆过程中是通过做功方式改变气体的内能 C．推入推杆使筒内气体分子运动加快 D．推入推杆过程与汽油机做功冲程的能量转化相似 【变式2-3】（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 【知识点3 柴油机】 1. 定义：利用柴油在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功的内燃机。 2. 柴油机和汽油机的异同点 项目 汽油机 柴油机 构造 气缸顶部有一个 气缸顶部有一个 燃料 汽油 柴油 吸气冲程 吸入 与空气的混合物 只吸入 压缩冲程 压缩程度较 压缩程度较 做功冲程 点燃式， 转化为 能 压燃式， 能转化为 能 排气冲程 排出废气 特点与 适用范围 轻巧、功率小； 小汽车、摩托车等 笨重、功率大； 载重汽车、轮船等 相同点 一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次； 压缩冲程把机械能转化为内能，做功冲程把内能转化为机械能。 【例3】如图甲所示是制作爆米花的机器，玉米粒在密封的锅体内被炉火加热，这是通过___________的方 法改变了玉米粒的内能；图乙是内燃机工作时某冲程示意图，该冲程为___________冲程，它是___________ （选填“汽油”或“柴油”）机。若飞轮的转速为2400r/min，在1s内，完成___________个工作循环。 【变式3-1】（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 【变式3-2】（2026·黑龙江绥化·模拟预测）如图为四冲程汽油机工作过程中某冲程的示意图，下列说法正确的是（   ） A．汽油机的气缸顶部有喷油嘴 B．该冲程是汽油机的吸气冲程 C．该冲程燃料的混合物被压缩 D．该冲程缸内气体对活塞做功 【变式3-3】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 【知识点4 火箭】 1.组成：我国古代最早的火箭由箭头、箭杆、箭羽和火药筒四部分组成，是现代火箭的雏形。 现代火箭使用的是 。 液体燃料火箭喷气发动机主要由燃料箱、氧化剂箱、输送装置、燃烧室和喷口组成。 2.能量转化：燃料的 能转化为 能，进而转化为火箭的 能。 3.现代火箭优点：功率巨大、可在高空飞行、可飞出大气层。多级火箭可以作为星际航行的运载工具。 【例4】嫦娥六号2024年5月3日成功发射，6月25日返回器携带月球样品着陆地球。如图，为嫦娥六号发射的场景。下列说法正确的有( ) A．嫦娥六号用的火箭喷气发动机不是热机的一种 B．嫦娥六号升空的过程是内能转化为机械能的过程 C．随着科技的发展，会实现火箭喷气发动机的内能全部转化为火箭的机械能 D．嫦娥六号卫星舱内携带的月球车，在升空过程中，内能和机械能都增加 【变式4-1】（2026四川泸州中考）2026年5月24日，神舟二十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。运载火箭分离装置、爆炸螺栓等关键部件需承受极端高温，这就要求其材料的热膨胀系数必须很低，在高温下仍不发生较大的______；发动机推动火箭升空时的能量转化情况与汽油机的______冲程相同；空地通信利用了______波。 【变式4-2】如图甲是小华用饮料瓶制作的“水火箭”，向瓶内打气到一定程度时，“水火箭”向下喷水，同时 向上飞出，说明______；喷水结束后“水火箭”由于______依然能向上飞行一段距离；如图乙，火箭发射时将 ______能转化为______能。 【变式4-3】（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 模块三 课后作业 一、填空题 1．如图所示，2026年4月14日，我国在东风商业航天创新试验区使用力箭一号遥十二运载火箭，成功将吉星高分07A02星等8颗卫星发射升空。该火箭的发动机通过燃烧推进剂（如液氧+液氢）为火箭提供动力，其工作时将燃料的化学能转化为燃气的______能，再转化为火箭的_______能，从而为火箭提供动力。 2．（25-26九年级上·山东德州·阶段检测）如图所示，先在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，然后迅速压活塞，你观察到的现象是___________；对这一现象的解释是，活塞压缩玻璃筒内的空气，对筒内空气___________，使空气的___________增加，温度升高，达到乙醚燃点；这个过程的实质就是内燃机的___________冲程。 3．（25-26九年级上·河北唐山·期中）图1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，高温气体的__________能转化成纸风车转动的__________能，上述过程中的能量转化，与图2汽油机工作的两个冲程中__________图相同。 4．（25-26九年级上·河南许昌·期中）汽油机的四个冲程中，只有_______冲程是燃气对活塞做功，这个冲程将_______能转化为_______能，其他三个冲程要靠惯性来完成。 5．（25-26九年级上·江苏泰州·阶段检测）汽车发动机采用以水为主要成分的冷却液来降温，这是因为水的_____较大；一台单缸四冲程汽油机工作时，______冲程将内能转化为机械能，若该汽油机每分钟做功1800次，则每秒______个冲程，飞轮转速是______r/min。 6．（25-26九年级上·江苏无锡·阶段检测）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。 7．（24-25九年级上·四川成都·期中）如图A，迅速来回拉动绳子看到塞子被顶出，塞子被顶出过程的能量转化相当于B图中的________（选填“甲”“乙”“丙”或“丁”）冲程能量转化过程。若四缸四冲程柴油机的转速为3000r/min；1s内该缸对外做功________次。 二、单选题 8．以下交通工具中，常用汽油机作为动力装置的是（     ） A．坦克 B．小轿车 C．载重卡车 D．远洋轮船 9．下列是四冲程汽油机的四个冲程示意图，其中表示做功冲程的是（     ） A． B． C． D． 10．（25-26九年级上·河南洛阳·阶段检测）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 11．（25-26九年级上·河南南阳·期中）如图所示，在纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年的九三阅兵中，国产99B主战坦克方队以整齐编队通过天安门广场，该坦克采用柴油内燃机驱动，则下列分析不正确的是（　　） A．柴油燃烧时将化学能转化为内能 B．柴油燃烧过程中其热值保持不变 C．柴油机选用水做发动机的冷却液利用了水的比热容小 D．柴油机在吸气冲程中吸入的只有空气 12．（25-26九年级上·江西赣州·阶段检测）如图所示是一个四冲程柴油机的剖面图，下列关于柴油机和汽油机工作的相关说法正确的是（　　） A．柴油机和汽油机吸气冲程吸进的都是空气 B．除了做功冲程外，其余冲程都需要依靠飞轮转动的能量来完成 C．柴油机顶部的喷油嘴可以替换成火花塞 D．柴油机和汽油机气缸内的燃料都是点燃的 13．（25-26九年级上·陕西西安·阶段检测）如图所示，是小普跟爷爷学习功夫的四个基本动作，由此他联想到热机的四个冲程，以下说法正确的是（　　） A．“鼻孔吸气”对应的汽油机冲程吸入的是空气 B．“气沉丹田”对应的汽油机冲程是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．“排山倒海”所对应的汽油机冲程是靠飞轮的惯性来完成的 14．（25-26九年级上·北京·期中）如图所示为单缸四冲程柴油机工作时各冲程的示意图，说法正确的是（    ） A．甲是做功冲程，是内能转化为机械能的过程 B．乙是吸气冲程，是柴油机的辅助冲程 C．丙是做功冲程，是内能转化为机械能的过程 D．丁是吸气冲程，这个冲程使汽车获得动力 三、综合题 15．（25-26九年级上·贵州黔南·期中）小宇利用易拉罐、纸杯等材料自制了一个简易火箭引擎，如图1所示。他在易拉罐内喷入少量酒精作为燃料，将纸杯倒扣在罐口上，用电子点火器在罐壁下方开孔处点火，随即看到纸杯迅速升空。请在坐标图2中画出从开始点火到纸杯离开罐口这一过程中，罐内的气体内能E随时间变化的大致图像。 16．（2026·山西临汾·二模）在跨学科实践课上，某小组围绕“制作内燃机还是外燃机模型”进行了探究，最终完成了简易热机模型的设计与制作。 热机的原理：如图（a），将试管中的水加热一段时间后，塞子冲了出去，此实验基本展示了热机的工作原理。 (1)热机的分类 外燃机：燃烧室在气缸外，如蒸汽机，燃烧燃料使水变成水蒸气，推动活塞做功。 内燃机：燃料在气缸内部燃烧，利用燃烧产生的高温高压气体推动活塞做功。其原理与图（b）中_______的原理相同。 (2)制作简易内燃机模型 如图（c），在塑料瓶的侧壁上打一个小孔，向瓶内喷入适量酒精，将塑料杯倒扣在瓶口，用点火器通过侧壁小孔点燃瓶内酒精，塑料杯被向上弹开，此过程与四冲程内燃机_______冲程的能量转化相同。 (3)有同学自己制作了“等离子炮”，原理与内燃机类似，通过燃料燃烧产生的能量推动空气，形成冲击效果，即燃料燃烧后产生的内能转化为_______能。 (4)评价交流 若喷入酒精少，实验效果差；喷入酒精多，_______，存在安全隐患。综合安全性与可操作性的考虑，同学们最终选择了制作外燃机模型。 17．（25-26九年级上·江苏苏州·期中）阅读短文，回答问题。 汽车发动机 发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在汽缸中往复运动，一个工作循环经历进气、压缩、做功和排气四个冲程，汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在汽缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（冲程长度）。如果发动机有若干个汽缸，那么所有汽缸“工作容积”之和称为发动机排量，实际汽车往往采用多缸发动机。 如图所示发动机有4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。 在汽车领域，大家习惯用“推重比”来表示车辆的动力性能。汽车的推重比通常指发动机的最大功率与车辆质量之比，常用单位是千瓦每吨（kW/t）。 (1)汽油机工作时的能量转化是_____。 (2)若一个汽缸排量为V，燃气对活塞的平均压强为p，则一个做功冲程中燃气对活塞所做的功为W=______（用字母表示）。 (3)某四缸发动机的最高转速为，则每缸每秒对外做功_____次；一辆质量为、排量为的汽车装有该四缸发动机，做功冲程燃气对活塞的平均压强是，则该车的推重比为_____。 第 1 页 共 15 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $