14.2《热机》（课时分层作业）2026-2027学年人教版九年级物理全一册

**基本信息** 初中物理新授课同步练，分层清晰，从基础概念到综合应用再到拓展延伸，适配新授课知识巩固与能力进阶。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A基础达标|热机概念与分类、能量转化、四冲程循环、汽油机/柴油机构造|选择填空直接考查单一知识点，如热机能量转化顺序，夯实物理观念| |B能力提升|转速换算、柴油机工作过程、内能做功实验、做功冲程计算|实验探究（改变橡胶塞松紧测距离）和计算题结合，培养科学探究与科学推理| |C扩展培优|四冲程压强图像分析、增程式电动汽车跨学科应用|图像信息题和跨学科实践题，体现科学态度与责任，深化科学思维|

14.2 《热机》（ 课时分层作业） 目录 【A基础达标题】···································································· 知识点 01 热机的概念与分类 知识点 02 热机中的能量转化 知识点 03 四冲程工作循环 知识点 04 汽油机的构造与工作过程 知识点 05 柴油机的构造与工作过程 【B能力提升题】··································································· 【C 扩展培优题】···································································· 【A基础达标题】 一、选择题（每小题3分，共21分。每小题只有一个选项符合题意） 1．【知识点：热机的概念】2025年端午节，广州猎德涌举行龙舟展演，岸边补给点的各种设备正在工作。下列设备中，工作时把内能转化为机械能、属于热机的是（　　） A．电饭锅煮饭 B．电风扇送风 C．汽油发电机中带动发电机的汽油机 D．电热水壶烧水 【答案】C 【详解】本题考查热机的概念：热机是把内能转化为机械能的机器。 A．电饭锅煮饭是利用电流的热效应，把电能转化为内能，没有把内能转化为机械能，不属于热机，故A不符合题意。 B．电风扇送风是把电能转化为机械能，并非利用内能做功，不属于热机，故B不符合题意。 C．汽油机工作时，汽油燃烧把化学能转化为内能，再通过做功把内能转化为机械能，从而带动发电机工作，属于热机，故C符合题意。 D．电热水壶烧水是把电能转化为内能，不属于热机，故D不符合题意。 故选C。 2．【知识点：热机中的能量转化】热机工作时，燃料在机器内部或外部燃烧，释放能量推动机械运转。热机工作过程中能量转化的先后顺序是（　　） A．内能→化学能→机械能 B．化学能→内能→机械能 C．机械能→内能→化学能 D．化学能→机械能→内能 【答案】B 【详解】本题考查热机工作过程中的能量转化顺序：燃料燃烧先把化学能转化为内能，燃气再通过做功把内能转化为机械能。 A．燃料的化学能不可能由内能转化而来，能量转化顺序颠倒，故A不符合题意。 B．燃料燃烧，化学能转化为内能；高温高压的燃气推动机械做功，内能转化为机械能，先后顺序正确，故B符合题意。 C．机械能转化为内能、内能再转化为化学能的过程在热机工作过程中不存在，故C不符合题意。 D．化学能应先转化为内能，再由内能转化为机械能，而不是直接转化为机械能，故D不符合题意。 故选B。 3．【知识点：内能对外做功的实验】如图所示的课堂演示：在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，用酒精灯将水加热至沸腾，一段时间后橡胶塞被推出管口。关于这一过程，下列说法正确的是（　　） A．管口出现的“白雾”是水汽化成的水蒸气 B．水蒸气对橡胶塞做功，水蒸气的内能减少 C．此过程的能量转化与汽油机的压缩冲程相同 D．橡胶塞获得的机械能是酒精灯直接传递给它的 【答案】B 【详解】本题考查“内能对外做功”实验中的现象分析与能量转化：水蒸气膨胀对橡胶塞做功，把内能转化为机械能。 A．管口出现的“白雾”是水蒸气对外做功后温度降低、遇冷液化形成的小水滴；水蒸气本身无色透明，肉眼看不见，故A不符合题意。 B．水蒸气膨胀对橡胶塞做功，把自身的内能转化为橡胶塞的机械能，所以水蒸气的内能减少、温度降低，故B符合题意。 C．此过程是内能转化为机械能，与汽油机的做功冲程能量转化相同；而压缩冲程是机械能转化为内能，故C不符合题意。 D．橡胶塞获得的机械能是由水蒸气的内能转化而来的，酒精灯只是加热水使其产生水蒸气，并没有直接把机械能传递给橡胶塞，故D不符合题意。 故选B。 4．【知识点：冲程的判断】如图所示（文字描述）：某单缸四冲程汽油机工作过程中的某一冲程，进气门和排气门都关闭，活塞在飞轮带动下沿气缸向上运动。该冲程是（　　） 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】本题考查根据气门的开闭情况和活塞的运动方向判断汽油机的工作冲程。 A．吸气冲程中进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，与“两气门都关闭、活塞向上运动”不符，故A不符合题意。 B．压缩冲程中进气门和排气门都关闭，活塞在飞轮带动下沿气缸向上运动，压缩气缸内的混合气体，与题述特征完全相符，故B符合题意。 C．做功冲程中两气门虽然都关闭，但活塞是被高温高压的燃气推动向下运动的，而不是在飞轮带动下向上运动，故C不符合题意。 D．排气冲程中排气门打开、活塞向上运动，与“两气门都关闭”不符，故D不符合题意。 故选B。 5．【知识点：压缩冲程的能量转化】在四冲程汽油机的压缩冲程中，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高。这一冲程的能量转化情况是（　　） A．内能转化为机械能 B．机械能转化为内能 C．化学能转化为内能 D．内能转化为化学能 【答案】B 【详解】本题考查四冲程汽油机压缩冲程中的能量转化：活塞对气体做功，机械能转化为内能。 A．内能转化为机械能是做功冲程的能量转化情况，不是压缩冲程，故A不符合题意。 B．压缩冲程中，活塞对气缸内的气体做功，气体的内能增大、温度升高，此过程是机械能转化为内能，故B符合题意。 C．化学能转化为内能是燃料燃烧时的能量转化，发生在做功冲程中，压缩冲程尚未点火，故C不符合题意。 D．压缩冲程中不存在内能转化为化学能的过程，故D不符合题意。 故选B。 6．【知识点：做功冲程】四冲程汽油机工作到某一时刻：压缩冲程末，火花塞产生电火花，气缸内的混合气体猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动。关于此时对应的冲程，下列说法正确的是（　　） A．是吸气冲程，吸入汽油和空气的混合物 B．是压缩冲程，活塞对燃气做功 C．是做功冲程，燃气的内能转化为活塞的机械能 D．是排气冲程，把废气排出气缸 【答案】C 【详解】本题考查汽油机做功冲程的工作特点及能量转化：火花塞点火后燃气膨胀推动活塞做功，内能转化为机械能。 A．吸气冲程是进气门打开、吸入汽油和空气的混合物，此时火花塞不产生电火花，也没有燃气推动活塞，故A不符合题意。 B．题中描述的是压缩冲程末火花塞点火之后的过程，已进入做功冲程；且此时是燃气对活塞做功，而不是活塞对燃气做功，故B不符合题意。 C．压缩冲程末火花塞产生电火花，混合气体猛烈燃烧，产生高温高压的燃气推动活塞向下运动，此冲程为做功冲程，燃气的内能转化为活塞的机械能，故C符合题意。 D．排气冲程是把燃烧后的废气排出气缸，不存在燃气推动活塞做功的过程，故D不符合题意。 故选C。 7．【知识点：汽油机与柴油机的构造】爸爸开车带小明去加油站，加油枪上标有“92#汽油”，旁边一台农用抽水机则加柴油。关于汽油机与柴油机，下列说法正确的是（　　） A．汽油机气缸顶部安装的是喷油嘴 B．柴油机气缸顶部安装的是火花塞 C．汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物 D．柴油机吸气冲程吸入的是柴油和空气的混合物 【答案】C 【详解】本题考查汽油机与柴油机在构造和吸气冲程上的区别：汽油机顶部有火花塞、吸入汽油和空气的混合物；柴油机顶部有喷油嘴、只吸入空气。 A．汽油机气缸顶部安装的是火花塞，喷油嘴是柴油机气缸顶部的装置，故A不符合题意。 B．柴油机气缸顶部安装的是喷油嘴，没有火花塞，故B不符合题意。 C．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C符合题意。 D．柴油机在吸气冲程中吸入气缸的只有空气，柴油是在压缩冲程末由喷油嘴喷入气缸的，故D不符合题意。 故选C。 二、填空题（每空2分，共24分） 8．【知识点：热机的概念与分类】热机是把______能转化为______能的机器。燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机叫做______机，如汽油机和柴油机；而蒸汽机的燃料在气缸______（选填“内”或“外”）部燃烧。 【答案】内；机械；内燃；外 【详解】本题考查热机的概念与分类。热机是把内能转化为机械能的机器；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，汽油机和柴油机都属于内燃机；而蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧，属于外燃机。故依次填：内、机械、内燃、外。 9．【知识点：四冲程工作循环】四冲程汽油机的一个工作循环依次由______冲程、______冲程、______冲程、______冲程组成，其中只有______冲程燃气对外做功，其余三个冲程靠飞轮的______来完成。 【答案】吸气；压缩；做功；排气；做功；惯性 【详解】本题考查四冲程汽油机的工作循环。四冲程汽油机的一个工作循环依次由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程组成；四个冲程中只有做功冲程是燃气膨胀推动活塞对外做功，其余三个冲程是辅助冲程，靠飞轮的惯性来完成。故依次填：吸气、压缩、做功、排气、做功、惯性。 10．【知识点：工作循环的数量关系】一台单缸四冲程内燃机完成一个工作循环，活塞在气缸内往复运动______次，曲轴（飞轮）转动______周，对外做功______次。 【答案】2；2；1 【详解】本题考查四冲程内燃机一个工作循环中的数量关系。一个工作循环包含4个冲程：活塞在气缸内往复运动2次（每往复1次完成2个冲程），曲轴（飞轮）转动2周，只有做功冲程对外做功，即对外做功1次。故依次填：2、2、1。 11．【知识点：柴油机的构造与工作过程】柴油机吸气冲程中吸入气缸的只有______；压缩冲程末，气缸顶部的______把柴油喷成雾状，此时被压缩的空气温度很高，超过了柴油的燃点，柴油立即燃烧，这种点火方式称为______式。 【答案】空气；喷油嘴；压燃 【详解】本题考查柴油机的构造与工作过程。柴油机在吸气冲程中吸入气缸的只有空气；压缩冲程末，气缸顶部的喷油嘴把柴油喷成雾状，此时被压缩的空气温度很高，超过了柴油的燃点，柴油立即燃烧，这种不依靠火花塞点火的方式称为压燃式。故依次填：空气、喷油嘴、压燃。 【B能力提升题】 一、选择题（每小题4分，共8分。每小题只有一个选项符合题意） 12．【知识点：转速与做功次数的换算】某单缸四冲程汽油机的铭牌上标有“飞轮转速 1800 r/min”。该汽油机正常工作时，每秒钟对外做功的次数是（　　） A．60次 B．30次 C．15次 D．7.5次 【答案】C 【详解】本题考查飞轮转速与对外做功次数的换算：单缸四冲程汽油机每完成一个工作循环，飞轮转动2周，对外做功1次。飞轮转速1800 r/min＝1800÷60 r/s＝30 r/s，即飞轮每秒转30周，每秒对外做功30÷2＝15次。 A．60次是把飞轮每秒转动的周数误乘了2，计算错误，故A不符合题意。 B．30次是飞轮每秒钟转动的周数，而不是对外做功的次数，故B不符合题意。 C．每2周做功1次，30÷2＝15次，计算正确，故C符合题意。 D．7.5次相当于按每4周做功1次计算，与四冲程汽油机“每2周做功1次”的数量关系不符，故D不符合题意。 故选C。 13．【知识点：柴油机工作过程辨析】一台单缸四冲程柴油机正在工作，关于它的工作过程，下列说法正确的是（　　） A．吸气冲程吸入气缸的是柴油和空气的混合物 B．压缩冲程末喷油嘴喷出雾状柴油，靠火花塞点火使柴油燃烧 C．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 D．四个冲程中，只有排气冲程不涉及能量的转化或转移 【答案】C 【详解】本题考查柴油机的工作过程及各冲程中的能量转化。 A．柴油机的吸气冲程中吸入气缸的只有空气，柴油是在压缩冲程末由喷油嘴喷入的，故A不符合题意。 B．柴油机没有火花塞；压缩冲程末喷油嘴喷出雾状柴油，依靠被压缩的高温空气使柴油自行燃烧，属于压燃式，故B不符合题意。 C．做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，对活塞做功，燃气的内能转化为活塞的机械能，故C符合题意。 D．压缩冲程中机械能转化为内能，做功冲程中内能转化为机械能，排气冲程中废气也会带走大量的内能，仍存在能量的转移，故D不符合题意。 故选C。 二、填空题（每空2分，共6分） 14．【知识点：工作循环的数量关系·综合换算】某单缸四冲程汽油机的飞轮转速为3600 r/min，则它每秒曲轴转动______周，完成______个冲程，对外做功______次。 【答案】60；120；30 【详解】本题考查工作循环中“转速—冲程数—做功次数”的综合换算。飞轮转速3600 r/min＝3600÷60 r/s＝60 r/s，即曲轴每秒转动60周；曲轴每转1周完成2个冲程，所以每秒完成60×2＝120个冲程；每完成一个工作循环（曲轴转2周、4个冲程）对外做功1次，所以每秒对外做功60÷2＝30次。故依次填：60、120、30。 三、实验探究题（共10分） 15．【知识点：内能对外做功·实验探究】物理兴趣小组利用图中所示装置（文字描述：铁架台水平固定一支大试管，试管内装约占其容积三分之一的水，管口用橡胶塞塞紧，用酒精灯对试管底部加热，管口正前方约1 m处竖直放置一块贴有刻度纸的挡板）探究“内能对外做功”。 （1）实验原理：水沸腾后产生大量水蒸气，水蒸气膨胀对橡胶塞做功，把______能转化为______能。（2分） （2）除铁架台（带夹具）、试管、酒精灯、水之外，本实验还需要的器材有______（写出一种即可）。（1分） （3）小组通过改变橡胶塞的松紧程度进行三次实验，测得橡胶塞在挡板上落点的水平距离，记录如下表： 实验次数 橡胶塞松紧程度 飞出水平距离 s/m 管口“白雾”多少 1 较松 0.6 少量 2 适中 1.3 较多 3 较紧 2.1 大量 分析表中数据可初步得出结论：在水的质量和加热情况相同时，橡胶塞塞得越______，水蒸气对橡胶塞做的功越______（选填“多”或“少”）。（2分） （4）橡胶塞冲出后，管口出现大量“白雾”，这是水蒸气对外做功后内能______、温度______，遇冷发生______（填物态变化名称）形成的。（3分） （5）请从安全或减小误差的角度，对本实验提出一条改进建议：______。（2分） 【答案】（1）内；机械　（2）橡胶塞（或刻度纸挡板、火柴等，合理即可）　（3）紧；多　（4）减少；降低；液化　（5）试管口不要对着人（或多次实验取平均减小误差、用防护挡板，合理即可） 【详解】本题考查“内能对外做功”的实验探究，涉及实验原理、器材选择、数据分析与物态变化。 （1）水沸腾后产生大量水蒸气，水蒸气膨胀对橡胶塞做功，把内能转化为机械能。 （2）由实验装置可知，除铁架台（带夹具）、试管、酒精灯、水之外，还需要橡胶塞来塞紧管口（或刻度纸挡板、火柴等），写出一种即可。 （3）由表中数据可知，在水的质量和加热情况相同时，橡胶塞塞得越紧，飞出的水平距离越远（0.6 m→1.3 m→2.1 m），说明水蒸气对橡胶塞做的功越多。 （4）橡胶塞冲出后，水蒸气对外做功，内能减少、温度降低，水蒸气遇冷液化成小水滴，从而形成“白雾”。 （5）从安全角度：加热时试管口不要对着人（或在管口前加防护挡板）；从减小误差角度：多次实验取平均值等，合理即可。 四、计算题（共8分。要求写出已知量、公式、代入过程和结果） 16．【知识点：做功冲程的定量计算】某国产单缸四冲程汽油机的部分参数如下：做功冲程中燃气对活塞的平均压强 p＝8×10⁵ Pa，活塞的横截面积 S＝50 cm²，一个做功冲程中活塞移动的距离 L＝0.1 m，飞轮转速 n＝2400 r/min。 （1）求做功冲程中燃气对活塞的平均压力 F。（2分） （2）求一个做功冲程中燃气对活塞做的功 W。（2分） （3）该汽油机每秒钟对外做功多少次？（2分） （4）该汽油机1 s内对外做的总功是多少焦？（2分） 【答案】（1）4000 N　（2）400 J　（3）20次　（4）8000 J 【详解】本题考查压强与功的定量计算及热机做功次数的换算，核心公式为 F＝pS、W＝FL。 （1）已知 p＝8×10⁵ Pa，S＝50 cm²＝50×10⁻⁴ m²＝5×10⁻³ m²。由 p＝F/S 得，燃气对活塞的平均压力 F＝pS＝8×10⁵ Pa×5×10⁻³ m²＝4000 N。 （2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功 W＝FL＝4000 N×0.1 m＝400 J。 （3）飞轮转速 n＝2400 r/min＝2400÷60 r/s＝40 r/s；单缸四冲程汽油机每完成一个工作循环飞轮转2周、对外做功1次，故每秒对外做功40÷2＝20次。 （4）该汽油机1 s内对外做的总功 W总＝20×400 J＝8000 J。 【C 扩展培优题】 一、选择题（4分。只有一个选项符合题意） 17．【知识点：四冲程工作过程·图像信息题】某学习小组用压强传感器测得单缸四冲程汽油机一个工作循环内气缸中气体压强 p 随曲轴转角 θ 变化的大致图像，其特征如下（文字描述图像）：θ 从 0° 到 180°，缸内压强较低且接近不变；从 180° 到 360°，压强明显增大；在 360° 附近压强急剧升高达到最大值，随后从 360° 到 540° 压强逐渐减小；从 540° 到 720°，压强略高于外界大气压且接近不变。则曲轴转角在 360°～540° 区间对应的冲程是（　　） 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】本题考查根据气缸内气体压强随曲轴转角变化的图像判断冲程：四冲程汽油机一个工作循环曲轴转2周（720°），依次经历吸气、压缩、做功、排气四个冲程。 A．吸气冲程对应0°～180°，此区间进气门打开，缸内压强较低且接近不变，不是360°～540°区间，故A不符合题意。 B．压缩冲程对应180°～360°，此区间活塞向上运动压缩气体，压强明显增大，不是360°～540°区间，故B不符合题意。 C．360°附近火花塞点火，燃气猛烈燃烧，压强急剧升高达到最大值；随后360°～540°区间燃气膨胀推动活塞向下运动，压强逐渐减小，正是做功冲程，故C符合题意。 D．排气冲程对应540°～720°，此区间排气门打开，压强略高于外界大气压且接近不变，不是360°～540°区间，故D不符合题意。 故选C。 二、素养综合题（共9分） 18．【知识点：热机综合·跨学科实践】阅读短文，回答问题。 增程式电动汽车是近年来的热门车型。它车内装有一台小型汽油机，称为“增程器”。增程器并不直接驱动车轮，而是带动发电机发电：电池电量充足时，汽车由电池供电行驶；当电池电量不足时，增程器自动启动，汽油燃烧产生的能量经发电机转化为电能，一部分电能驱动电动机使汽车前进，另一部分存入电池。车主既不用担心“里程焦虑”，又能享受电驱的安静与平顺。 （1）增程器中的汽油机属于热机，判断依据是：它通过燃烧汽油把______能先转化为内能，再通过做功转化为______能。（2分） （2）增程器启动后，从汽油燃烧到车轮转动，完整的能量转化链条是：化学能→______能→______能→电能→机械能。（2分） （3）从能量转化的角度看，汽油机与发电机有何不同？（2分）______。 （4）有人认为：“增程器工作时只是带动发电机，汽油机并没有经历做功冲程。”请判断这种说法是否正确，并说明理由。（3分）______。 【答案】（1）化学；机械　（2）内；机械　（3）汽油机把内能转化为机械能，发电机把机械能转化为电能　（4）不正确。汽油机是四冲程内燃机，正是做功冲程中燃气膨胀推动活塞对外做功，才能带动发电机转动发电。 【详解】本题考查热机中的能量转化及四冲程工作过程的综合应用。 （1）增程器中的汽油机属于热机，判断依据是：它通过燃烧汽油把化学能先转化为内能，再通过做功把内能转化为机械能。 （2）从汽油燃烧到车轮转动：汽油燃烧，化学能转化为内能；燃气推动活塞做功，内能转化为机械能；发电机发电，机械能转化为电能；电动机驱动车轮，电能转化为机械能。故完整的能量转化链条是：化学能→内能→机械能→电能→机械能，两空依次填：内、机械。 （3）从能量转化的角度看，汽油机是把内能转化为机械能的机器，而发电机是把机械能转化为电能的机器，二者的能量转化方向不同。 （4）这种说法不正确。汽油机是四冲程内燃机，只有经历做功冲程，燃气膨胀推动活塞对外做功、把内能转化为机械能，才能带动发电机转动发电；若没有做功冲程，汽油机就无法持续运转。 参考答案 【A基础达标题】 1．C　　2．B　　3．B　　4．B　　5．B　　6．C　　7．C 8．内　机械　内燃　外 9．吸气　压缩　做功　排气　做功　惯性 10．2　2　1 11．空气　喷油嘴　压燃 【B能力提升题】 12．C　　13．C 14．60　120　30 15．（1）内　机械　（2）橡胶塞（或刻度纸挡板、火柴等，合理即可）　（3）紧　多　（4）减少　降低　液化　（5）试管口不要对着人（或多次实验取平均减小误差、用防护挡板，合理即可） 16．（1）已知 p＝8×10⁵ Pa，S＝50 cm²＝5×10⁻³ m²，由 F＝pS 得 F＝8×10⁵ Pa×5×10⁻³ m²＝4000 N （2）W＝FL＝4000 N×0.1 m＝400 J （3）飞轮转速 2400 r/min＝40 r/s，每转2周做功1次，故每秒对外做功 40÷2＝20 次 （4）W总＝20×400 J＝8000 J 【C 扩展培优题】 17．C 18．（1）化学　机械　（2）内　机械　（3）汽油机把内能转化为机械能，发电机把机械能转化为电能　（4）不正确。汽油机是四冲程内燃机，正是做功冲程中燃气膨胀推动活塞对外做功，才能带动发电机转动发电。 学科网（北京）股份有限公司 $ 14.2 《热机》（ 课时分层作业） 目录 【A基础达标题】···································································· 知识点 01 热机的概念与分类 知识点 02 热机中的能量转化 知识点 03 四冲程工作循环 知识点 04 汽油机的构造与工作过程 知识点 05 柴油机的构造与工作过程 【B能力提升题】··································································· 【C 扩展培优题】···································································· 【A基础达标题】 一、选择题（每小题3分，共21分。每小题只有一个选项符合题意） 1．【知识点：热机的概念】2025年端午节，广州猎德涌举行龙舟展演，岸边补给点的各种设备正在工作。下列设备中，工作时把内能转化为机械能、属于热机的是（　　） A．电饭锅煮饭 B．电风扇送风 C．汽油发电机中带动发电机的汽油机 D．电热水壶烧水 2．【知识点：热机中的能量转化】热机工作时，燃料在机器内部或外部燃烧，释放能量推动机械运转。热机工作过程中能量转化的先后顺序是（　　） A．内能→化学能→机械能 B．化学能→内能→机械能 C．机械能→内能→化学能 D．化学能→机械能→内能 3．【知识点：内能对外做功的实验】如图所示的课堂演示：在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，用酒精灯将水加热至沸腾，一段时间后橡胶塞被推出管口。关于这一过程，下列说法正确的是（　　） A．管口出现的“白雾”是水汽化成的水蒸气 B．水蒸气对橡胶塞做功，水蒸气的内能减少 C．此过程的能量转化与汽油机的压缩冲程相同 D．橡胶塞获得的机械能是酒精灯直接传递给它的 4．【知识点：冲程的判断】如图所示（文字描述）：某单缸四冲程汽油机工作过程中的某一冲程，进气门和排气门都关闭，活塞在飞轮带动下沿气缸向上运动。该冲程是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 5．【知识点：压缩冲程的能量转化】在四冲程汽油机的压缩冲程中，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高。这一冲程的能量转化情况是（　　） A．内能转化为机械能 B．机械能转化为内能 C．化学能转化为内能 D．内能转化为化学能 6．【知识点：做功冲程】四冲程汽油机工作到某一时刻：压缩冲程末，火花塞产生电火花，气缸内的混合气体猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动。关于此时对应的冲程，下列说法正确的是（　　） A．是吸气冲程，吸入汽油和空气的混合物 B．是压缩冲程，活塞对燃气做功 C．是做功冲程，燃气的内能转化为活塞的机械能 D．是排气冲程，把废气排出气缸 7．【知识点：汽油机与柴油机的构造】爸爸开车带小明去加油站，加油枪上标有“92#汽油”，旁边一台农用抽水机则加柴油。关于汽油机与柴油机，下列说法正确的是（　　） A．汽油机气缸顶部安装的是喷油嘴 B．柴油机气缸顶部安装的是火花塞 C．汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物 D．柴油机吸气冲程吸入的是柴油和空气的混合物 二、填空题（每空2分，共24分） 8．【知识点：热机的概念与分类】热机是把______能转化为______能的机器。燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机叫做______机，如汽油机和柴油机；而蒸汽机的燃料在气缸______（选填“内”或“外”）部燃烧。 9．【知识点：四冲程工作循环】四冲程汽油机的一个工作循环依次由______冲程、______冲程、______冲程、______冲程组成，其中只有______冲程燃气对外做功，其余三个冲程靠飞轮的______来完成。 10．【知识点：工作循环的数量关系】一台单缸四冲程内燃机完成一个工作循环，活塞在气缸内往复运动______次，曲轴（飞轮）转动______周，对外做功______次。 11．【知识点：柴油机的构造与工作过程】柴油机吸气冲程中吸入气缸的只有______；压缩冲程末，气缸顶部的______把柴油喷成雾状，此时被压缩的空气温度很高，超过了柴油的燃点，柴油立即燃烧，这种点火方式称为______式。 【B能力提升题】 一、选择题（每小题4分，共8分。每小题只有一个选项符合题意） 12．【知识点：转速与做功次数的换算】某单缸四冲程汽油机的铭牌上标有“飞轮转速 1800 r/min”。该汽油机正常工作时，每秒钟对外做功的次数是（　　） A．60次 B．30次 C．15次 D．7.5次 13．【知识点：柴油机工作过程辨析】一台单缸四冲程柴油机正在工作，关于它的工作过程，下列说法正确的是（　　） A．吸气冲程吸入气缸的是柴油和空气的混合物 B．压缩冲程末喷油嘴喷出雾状柴油，靠火花塞点火使柴油燃烧 C．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 D．四个冲程中，只有排气冲程不涉及能量的转化或转移 二、填空题（每空2分，共6分） 14．【知识点：工作循环的数量关系·综合换算】某单缸四冲程汽油机的飞轮转速为3600 r/min，则它每秒曲轴转动______周，完成______个冲程，对外做功______次。 三、实验探究题（共10分） 15．【知识点：内能对外做功·实验探究】物理兴趣小组利用图中所示装置（文字描述：铁架台水平固定一支大试管，试管内装约占其容积三分之一的水，管口用橡胶塞塞紧，用酒精灯对试管底部加热，管口正前方约1 m处竖直放置一块贴有刻度纸的挡板）探究“内能对外做功”。 （1）实验原理：水沸腾后产生大量水蒸气，水蒸气膨胀对橡胶塞做功，把______能转化为______能。（2分） （2）除铁架台（带夹具）、试管、酒精灯、水之外，本实验还需要的器材有______（写出一种即可）。（1分） （3）小组通过改变橡胶塞的松紧程度进行三次实验，测得橡胶塞在挡板上落点的水平距离，记录如下表： 实验次数 橡胶塞松紧程度 飞出水平距离 s/m 管口“白雾”多少 1 较松 0.6 少量 2 适中 1.3 较多 3 较紧 2.1 大量 分析表中数据可初步得出结论：在水的质量和加热情况相同时，橡胶塞塞得越______，水蒸气对橡胶塞做的功越______（选填“多”或“少”）。（2分） （4）橡胶塞冲出后，管口出现大量“白雾”，这是水蒸气对外做功后内能______、温度______，遇冷发生______（填物态变化名称）形成的。（3分） （5）请从安全或减小误差的角度，对本实验提出一条改进建议：______。（2分） 四、计算题（共8分。要求写出已知量、公式、代入过程和结果） 16．【知识点：做功冲程的定量计算】某国产单缸四冲程汽油机的部分参数如下：做功冲程中燃气对活塞的平均压强 p＝8×10⁵ Pa，活塞的横截面积 S＝50 cm²，一个做功冲程中活塞移动的距离 L＝0.1 m，飞轮转速 n＝2400 r/min。 （1）求做功冲程中燃气对活塞的平均压力 F。（2分） （2）求一个做功冲程中燃气对活塞做的功 W。（2分） （3）该汽油机每秒钟对外做功多少次？（2分） （4）该汽油机1 s内对外做的总功是多少焦？（2分） 【C 扩展培优题】 一、选择题（4分。只有一个选项符合题意） 17．【知识点：四冲程工作过程·图像信息题】某学习小组用压强传感器测得单缸四冲程汽油机一个工作循环内气缸中气体压强 p 随曲轴转角 θ 变化的大致图像，其特征如下（文字描述图像）：θ 从 0° 到 180°，缸内压强较低且接近不变；从 180° 到 360°，压强明显增大；在 360° 附近压强急剧升高达到最大值，随后从 360° 到 540° 压强逐渐减小；从 540° 到 720°，压强略高于外界大气压且接近不变。则曲轴转角在 360°～540° 区间对应的冲程是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 二、素养综合题（共9分） 18．【知识点：热机综合·跨学科实践】阅读短文，回答问题。 增程式电动汽车是近年来的热门车型。它车内装有一台小型汽油机，称为“增程器”。增程器并不直接驱动车轮，而是带动发电机发电：电池电量充足时，汽车由电池供电行驶；当电池电量不足时，增程器自动启动，汽油燃烧产生的能量经发电机转化为电能，一部分电能驱动电动机使汽车前进，另一部分存入电池。车主既不用担心“里程焦虑”，又能享受电驱的安静与平顺。 （1）增程器中的汽油机属于热机，判断依据是：它通过燃烧汽油把______能先转化为内能，再通过做功转化为______能。（2分） （2）增程器启动后，从汽油燃烧到车轮转动，完整的能量转化链条是：化学能→______能→______能→电能→机械能。（2分） （3）从能量转化的角度看，汽油机与发电机有何不同？（2分）______。 （4）有人认为：“增程器工作时只是带动发电机，汽油机并没有经历做功冲程。”请判断这种说法是否正确，并说明理由。（3分）______。 学科网（北京）股份有限公司 $ 14.2《热机》（课时分层作业）参考答案 【A基础达标题】 1.【答案】C 2.【答案】B 3.【答案】B 4.【答案】B 5.【答案】B 6.【答案】C 7.【答案】C 8.【答案】内；机械；内燃；外 9.【答案】吸气；压缩；做功；排气；做功；惯性 10.【答案】2；2；1 11.【答案】空气；喷油嘴；压燃 【B能力提升题】 12.【答案】C 13.【答案】C 14.【答案】60；120；30 15.【答案】（1）内；机械　（2）橡胶塞（或刻度纸挡板、火柴等，合理即可）　（3）紧；多　（4）减少；降低；液化　（5）试管口不要对着人（或多次实验取平均减小误差、用防护挡板，合理即可） 16.【答案】（1）F＝pS＝8×10⁵ Pa×5×10⁻³ m²＝4000 N　（2）W＝FL＝4000 N×0.1 m＝400 J　（3）2400 r/min＝40 r/s，每秒对外做功 40÷2＝20 次　（4）W总＝20×400 J＝8000 J 【C 扩展培优题】 17.【答案】C 18.【答案】（1）化学；机械　（2）内；机械　（3）汽油机把内能转化为机械能，发电机把机械能转化为电能　（4）不正确。汽油机是四冲程内燃机，正是做功冲程中燃气膨胀推动活塞对外做功，才能带动发电机转动发电 学科网（北京）股份有限公司 $ 14.2 《热机》（ 课时分层作业） 目录 【A基础达标题】···································································· 知识点 01 热机的概念与分类 知识点 02 热机中的能量转化 知识点 03 四冲程工作循环 知识点 04 汽油机的构造与工作过程 知识点 05 柴油机的构造与工作过程 【B能力提升题】··································································· 【C 扩展培优题】···································································· 【A基础达标题】 一、选择题（每小题3分，共21分。每小题只有一个选项符合题意） 1．【知识点：热机的概念】2025年端午节，广州猎德涌举行龙舟展演，岸边补给点的各种设备正在工作。下列设备中，工作时把内能转化为机械能、属于热机的是（　　） A．电饭锅煮饭 B．电风扇送风 C．汽油发电机中带动发电机的汽油机 D．电热水壶烧水 2．【知识点：热机中的能量转化】热机工作时，燃料在机器内部或外部燃烧，释放能量推动机械运转。热机工作过程中能量转化的先后顺序是（　　） A．内能→化学能→机械能 B．化学能→内能→机械能 C．机械能→内能→化学能 D．化学能→机械能→内能 3．【知识点：内能对外做功的实验】如图所示的课堂演示：在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，用酒精灯将水加热至沸腾，一段时间后橡胶塞被推出管口。关于这一过程，下列说法正确的是（　　） A．管口出现的“白雾”是水汽化成的水蒸气 B．水蒸气对橡胶塞做功，水蒸气的内能减少 C．此过程的能量转化与汽油机的压缩冲程相同 D．橡胶塞获得的机械能是酒精灯直接传递给它的 4．【知识点：冲程的判断】如图所示（文字描述）：某单缸四冲程汽油机工作过程中的某一冲程，进气门和排气门都关闭，活塞在飞轮带动下沿气缸向上运动。该冲程是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 5．【知识点：压缩冲程的能量转化】在四冲程汽油机的压缩冲程中，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高。这一冲程的能量转化情况是（　　） A．内能转化为机械能 B．机械能转化为内能 C．化学能转化为内能 D．内能转化为化学能 6．【知识点：做功冲程】四冲程汽油机工作到某一时刻：压缩冲程末，火花塞产生电火花，气缸内的混合气体猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动。关于此时对应的冲程，下列说法正确的是（　　） A．是吸气冲程，吸入汽油和空气的混合物 B．是压缩冲程，活塞对燃气做功 C．是做功冲程，燃气的内能转化为活塞的机械能 D．是排气冲程，把废气排出气缸 7．【知识点：汽油机与柴油机的构造】爸爸开车带小明去加油站，加油枪上标有“92#汽油”，旁边一台农用抽水机则加柴油。关于汽油机与柴油机，下列说法正确的是（　　） A．汽油机气缸顶部安装的是喷油嘴 B．柴油机气缸顶部安装的是火花塞 C．汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物 D．柴油机吸气冲程吸入的是柴油和空气的混合物 二、填空题（每空2分，共24分） 8．【知识点：热机的概念与分类】热机是把______能转化为______能的机器。燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机叫做______机，如汽油机和柴油机；而蒸汽机的燃料在气缸______（选填“内”或“外”）部燃烧。 9．【知识点：四冲程工作循环】四冲程汽油机的一个工作循环依次由______冲程、______冲程、______冲程、______冲程组成，其中只有______冲程燃气对外做功，其余三个冲程靠飞轮的______来完成。 10．【知识点：工作循环的数量关系】一台单缸四冲程内燃机完成一个工作循环，活塞在气缸内往复运动______次，曲轴（飞轮）转动______周，对外做功______次。 11．【知识点：柴油机的构造与工作过程】柴油机吸气冲程中吸入气缸的只有______；压缩冲程末，气缸顶部的______把柴油喷成雾状，此时被压缩的空气温度很高，超过了柴油的燃点，柴油立即燃烧，这种点火方式称为______式。 【B能力提升题】 一、选择题（每小题4分，共8分。每小题只有一个选项符合题意） 12．【知识点：转速与做功次数的换算】某单缸四冲程汽油机的铭牌上标有“飞轮转速 1800 r/min”。该汽油机正常工作时，每秒钟对外做功的次数是（　　） A．60次 B．30次 C．15次 D．7.5次 13．【知识点：柴油机工作过程辨析】一台单缸四冲程柴油机正在工作，关于它的工作过程，下列说法正确的是（　　） A．吸气冲程吸入气缸的是柴油和空气的混合物 B．压缩冲程末喷油嘴喷出雾状柴油，靠火花塞点火使柴油燃烧 C．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 D．四个冲程中，只有排气冲程不涉及能量的转化或转移 二、填空题（每空2分，共6分） 14．【知识点：工作循环的数量关系·综合换算】某单缸四冲程汽油机的飞轮转速为3600 r/min，则它每秒曲轴转动______周，完成______个冲程，对外做功______次。 三、实验探究题（共10分） 15．【知识点：内能对外做功·实验探究】物理兴趣小组利用图中所示装置（文字描述：铁架台水平固定一支大试管，试管内装约占其容积三分之一的水，管口用橡胶塞塞紧，用酒精灯对试管底部加热，管口正前方约1 m处竖直放置一块贴有刻度纸的挡板）探究“内能对外做功”。 （1）实验原理：水沸腾后产生大量水蒸气，水蒸气膨胀对橡胶塞做功，把______能转化为______能。（2分） （2）除铁架台（带夹具）、试管、酒精灯、水之外，本实验还需要的器材有______（写出一种即可）。（1分） （3）小组通过改变橡胶塞的松紧程度进行三次实验，测得橡胶塞在挡板上落点的水平距离，记录如下表： 实验次数 橡胶塞松紧程度 飞出水平距离 s/m 管口“白雾”多少 1 较松 0.6 少量 2 适中 1.3 较多 3 较紧 2.1 大量 分析表中数据可初步得出结论：在水的质量和加热情况相同时，橡胶塞塞得越______，水蒸气对橡胶塞做的功越______（选填“多”或“少”）。（2分） （4）橡胶塞冲出后，管口出现大量“白雾”，这是水蒸气对外做功后内能______、温度______，遇冷发生______（填物态变化名称）形成的。（3分） （5）请从安全或减小误差的角度，对本实验提出一条改进建议：______。（2分） 四、计算题（共8分。要求写出已知量、公式、代入过程和结果） 16．【知识点：做功冲程的定量计算】某国产单缸四冲程汽油机的部分参数如下：做功冲程中燃气对活塞的平均压强 p＝8×10⁵ Pa，活塞的横截面积 S＝50 cm²，一个做功冲程中活塞移动的距离 L＝0.1 m，飞轮转速 n＝2400 r/min。 （1）求做功冲程中燃气对活塞的平均压力 F。（2分） （2）求一个做功冲程中燃气对活塞做的功 W。（2分） （3）该汽油机每秒钟对外做功多少次？（2分） （4）该汽油机1 s内对外做的总功是多少焦？（2分） 【C 扩展培优题】 一、选择题（4分。只有一个选项符合题意） 17．【知识点：四冲程工作过程·图像信息题】某学习小组用压强传感器测得单缸四冲程汽油机一个工作循环内气缸中气体压强 p 随曲轴转角 θ 变化的大致图像，其特征如下（文字描述图像）：θ 从 0° 到 180°，缸内压强较低且接近不变；从 180° 到 360°，压强明显增大；在 360° 附近压强急剧升高达到最大值，随后从 360° 到 540° 压强逐渐减小；从 540° 到 720°，压强略高于外界大气压且接近不变。则曲轴转角在 360°～540° 区间对应的冲程是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 二、素养综合题（共9分） 18．【知识点：热机综合·跨学科实践】阅读短文，回答问题。 增程式电动汽车是近年来的热门车型。它车内装有一台小型汽油机，称为“增程器”。增程器并不直接驱动车轮，而是带动发电机发电：电池电量充足时，汽车由电池供电行驶；当电池电量不足时，增程器自动启动，汽油燃烧产生的能量经发电机转化为电能，一部分电能驱动电动机使汽车前进，另一部分存入电池。车主既不用担心“里程焦虑”，又能享受电驱的安静与平顺。 （1）增程器中的汽油机属于热机，判断依据是：它通过燃烧汽油把______能先转化为内能，再通过做功转化为______能。（2分） （2）增程器启动后，从汽油燃烧到车轮转动，完整的能量转化链条是：化学能→______能→______能→电能→机械能。（2分） （3）从能量转化的角度看，汽油机与发电机有何不同？（2分）______。 （4）有人认为：“增程器工作时只是带动发电机，汽油机并没有经历做功冲程。”请判断这种说法是否正确，并说明理由。（3分）______。 参考答案 【A基础达标题】 1．C　　2．B　　3．B　　4．B　　5．B　　6．C　　7．C 8．内　机械　内燃　外 9．吸气　压缩　做功　排气　做功　惯性 10．2　2　1 11．空气　喷油嘴　压燃 【B能力提升题】 12．C　　13．C 14．60　120　30 15．（1）内　机械　（2）橡胶塞（或刻度纸挡板、火柴等，合理即可）　（3）紧　多　（4）减少　降低　液化　（5）试管口不要对着人（或多次实验取平均减小误差、用防护挡板，合理即可） 16．（1）已知 p＝8×10⁵ Pa，S＝50 cm²＝5×10⁻³ m²，由 F＝pS 得 F＝8×10⁵ Pa×5×10⁻³ m²＝4000 N （2）W＝FL＝4000 N×0.1 m＝400 J （3）飞轮转速 2400 r/min＝40 r/s，每转2周做功1次，故每秒对外做功 40÷2＝20 次 （4）W总＝20×400 J＝8000 J 【C 扩展培优题】 17．C 18．（1）化学　机械　（2）内　机械　（3）汽油机把内能转化为机械能，发电机把机械能转化为电能　（4）不正确。汽油机是四冲程内燃机，正是做功冲程中燃气膨胀推动活塞对外做功，才能带动发电机转动发电。 学科网（北京）股份有限公司 $