14.2 热机 分层精编练习 -2026-2027学年人教版物理九年级全一册

**基本信息** 以“基础巩固-能力提升-拓展实践-中考精选”分层，覆盖热机、汽油机等知识点，通过基础题→综合题→探究题→中考题进阶，强化物理观念与科学探究能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础巩固|热机、汽油机、柴油机、火箭单一知识点|选择/填空为主，如热机识别、冲程判断，夯实物理观念| |能力提升|多知识点综合应用|综合题，如冲程能量转化与飞轮转速计算，培养科学思维| |拓展实践|实验探究与科学方法|探究题，如酒精火箭控制变量实验，体现科学探究| |中考精选|中考核心考点|中考真题，如热机应用与能量转化，衔接阶段测评|

【核心素养】14.2 热机 分层练习 （原卷版） ( 基础巩固 ) 知识点1：热机 1．热机的广泛使用已成为一个国家工业化程度的标志，下列交通或运输工具中，动力设备不是使用热机的是（　　） A．远洋货轮 B．C919客机 C．载重汽车 D．木帆船 2.下图是正在煮饭的高压锅限压阀被气流顶起转动起来，这一现象与热机工作循环中的冲程原理相同的是（   ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 3.如图所示，是小滨在学校科技节中制作的一个“冲天炮”，他将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，往易拉罐里喷少量酒精，用手拿着这个“冲天炮”对着前方点燃的打火机靠近易拉罐底部的小孔，纸杯就会“冲天”飞出去。下列说法正确的是（　　） A．酒精燃烧时，将化学能全部转化为内能 B．纸杯飞出去的过程的能量转化，与内燃机的吸气冲程相同 C．纸杯飞出去时，易拉罐内气体的内能减小 D．纸杯飞出去时，易拉罐对纸杯做了功 4.如图所示，在试管里装些水，用橡胶塞住管口，将水加热一段时间，观察现象： (1)实验时燃料燃烧放出热量，通过 的方式使水的内能增加，温度升高，水沸腾后由于汽化形成大量的水蒸气，此过程的实质是能量的 。 (2)实验时观察到的现象是 ，这是因为管内的水蒸气对外做功，将它的内能转化为塞子的 能，此过程和汽油机的 冲程相似； (3)通过此实验可知：利用内能可以 和 。 知识点二：汽油机 5.如图为四冲程汽油机内部结构图，下列说法正确的是（　　） A．汽油机吸气冲程吸入的只有空气 B．汽车利用汽油机的压缩冲程获得动力 C．图中冲程能量转化是将机械能转为内能 D．飞轮每转2转，汽油机对外做功1次 6．如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，把水加热至沸腾一段时间后，塞子会冲出去。有关塞子冲出过程中的能量转化形式与下图所示汽油机的四个冲程的说法中正确的是（    ） A．塞子冲出过程中的能量转化形式与甲图的能量转化情况相同 B．若该汽油机飞轮转速是1200r/min，则每2s对外做功20次 C．该汽油机一个工作循环有四个冲程，正确的顺序是乙、丁、甲、丙 D．靠惯性完成的冲程是甲、乙、丁 7．如图所示为单缸四冲程汽油机工作示意图，下列说法正确的是（　　） A．图甲：吸入汽缸的是空气 B．图乙：气体对活塞做功，是压缩冲程 C．图丙：汽油的内能转化为机械能，为汽油机提供动力 D．图丁：废气带走的能量占比大，是汽油机效率低的一个原因 8.如图甲所示，在玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧，此实验主要是想说明通过 方式可增加内能；乙图所示的是汽油机的 冲程，若飞轮的转速为3000r/min，则在1s内，该单缸汽油机做功 次。 知识点三：柴油机 9.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 10.如图是四冲程柴油机工作循环中的某一冲程，以下关于此冲程说法正确的是（　　） A．此冲程是排气冲程 B．此冲程吸入的是柴油和空气的混合物 C．此冲程是依靠飞轮的惯性来完成的 D．此冲程将内能转化为机械能来向外输出动力 11．一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速是2400r/min，柴油机每秒内做功 次，其中只有 冲程不是依靠惯性完成的。在设计制造时，汽缸外有一个“水套”是利用水吸热来降低汽缸温度的，这是利用了水的 大的性质。 12．如图是内燃机工作时某冲程示意图，该冲程为 冲程，它是 （“汽油”或“柴油”）机。若飞轮的转速为2400r/min，在1s内，该内燃机完成 个工作循环。 知识点四：火箭 13.涡轮发动机(内燃机)的工作过程如图所示。空气通过压缩机压缩后进入燃烧室与燃料混合燃烧，产生的高温高压燃气向后高速喷出，推动涡轮机旋转，剩余能量经排气管排出。内能转化为机械能的过程发生在(　　) A．进气室 B．压缩室 C．燃烧室 D．排气室 14.如图所示是我国明代发明的一种多级火箭武器——火龙出水。它利用火药燃烧产生大量高温气体向后喷出，从而推动自身向前飞行。下列汽油机冲程中，能量转化情况与之相同的是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 15.2024年3月20日，探月工程四期鹊桥二号中继通信卫星由长征八号遥三运载火箭发射升空。如图所示的是火箭加速升空时的情境，下列描述正确的是（　　） A．火箭加速上升过程中受到平衡力的作用 B．中继通信卫星到达太空后失去惯性 C．中继通信卫星的机械能增加 D．火箭的动能转化为重力势能 ( 能力提升 ) 1.小华用塑料矿泉水瓶子进行了如下实践探究实验：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图a）；扭转瓶子压缩瓶内的气体（如图b）；轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾（如图c）。图b和图c所示的过程分别与下列所示的四冲程内燃机示意图中相对应的两个冲程是（　　） A．甲和乙 B．丁和乙 C．丙和甲 D．丁和甲 2.一台四冲程内燃机的飞轮转速为1800 r/min，则下列说法正确的是(      ) A．1 min飞轮转3600圈，完成1800个冲程 B．1 min完成900个冲程，做功450次 C．1 s飞轮转30圈，完成60个冲程 D．1 s完成30个冲程，做功15次 3.如图所示是内燃机某一冲程的示意图，其中喷油嘴正在喷油，由图可知： （1）这种内燃机是 （选填“汽油机”或“柴油机”）；它在吸气冲程吸入的物质是 （选填“空气”“汽油”“柴油”或“空气和汽油的混合物”）； （2）某一单缸四冲程柴油机的飞轮转速是1200r/min，则它1s内做 次功，完成 个冲程。 4.科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功。在推动活塞做功的过程中，水蒸气的内能将 （选填“变大”或“变小”），第六冲程为 冲程；如果这种单缸六冲程内燃机飞轮转速是2700r/min，则该汽油机每秒钟对外做功 次。 5.如图，小华发现家中蒸蛋器在使用时会通过上方小孔喷出蒸汽，于是小心地将自制的风车放在小孔附近，成功的让风车转了起来，蒸汽推动风车时能量转化与汽油机 冲程的能量转化相同；某单缸四冲程汽油机工作时，飞轮转速为3000r/min，则其1s内对外做功 次；若缸内燃气对活塞平均推力为2000N，活塞向下运动的距离为0.05m，则功率是 W。 ( 拓展实践 ) 1.小明利用注射器、数字温度传感器等器材进行了如图所示探究。 （1）如图所示，在注射器前端筒壁上钻一个小孔，将温度传感器的探头插入注射器内，用密封胶将小孔密封，读出此时温度传感器的示数； （2）用橡皮帽将注射器的注射口堵住，用力向左推动活塞，传感器的示数逐渐增大，说明活塞压缩筒内气体做功，使气体内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）； （3）松开手，发现活塞向右运动，温度传感器示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”），此过程与四冲程汽油机的 冲程的能量转化相同。 2.某兴趣小组成员看到火箭发射的报道后非常激动，一起制作了一个以酒精为燃料的模拟火箭发射装置（如图甲所示）。先用喷雾器在瓶中喷入适量酒精，按下开关，触发点火装置，火箭就可以升空了。小明很好奇，影响酒精火箭发射高度的因素是什么？于是做了如图乙所示的探究实验： 实验序号 箭体质量/g 火箭配重质量/g 燃料质量（喷酒精次数） 发射高度/m 1 80 90 2 1.2 2 80 80 2 1.8 3 80 80 4 2.7 （1）小明根据实验数据得出结论：当箭体质量一定时， ，火箭发射高度越大，此实验用喷酒精的次数来替代燃料质量，这里用到的实验方法是 ； （2）同组的小华指出仅做3次实验得出的结论不太可靠，理由是 ； （3）根据生活经验，你认为还有哪些因素影响酒精火箭的发射高度，请你提出一个可探究的科学问题： 3．如图甲是小明在学习了热机知识后，利用塑料瓶、少量酒精、电子打火器制作了一个简易的内燃机模型，其工作过程如图乙，请回答下列问题： （1）向瓶内喷入雾化酒精使其与空气混合，该工作原理与四冲程汽油机的　 　冲程相似. （2）电子打火器点燃混合气体时产生的燃气将瓶盖冲开，该过程相当于四冲程汽油机的　 　冲程，将内能转化为　 　能. （3）瓶盖被冲开后，瓶内出现“白气”，瓶内气体内能　 　（选填“增加”、“减少”或“不变”），温度　 　，发生了液化现象. （4）该模型在完成一次工作后，要模拟下一工作循环，需先将燃烧后的废气排出并吸入新鲜混合气。“排出废气”的过程与图中____（选填字母）所示热机工作冲程相同. A． B． C． D． 4．小明发现自行车胎的气压不足，于是用打气筒给车胎打气。在收起打气筒时发现外壁有些发热。于是他想，是什么原因导致打气筒的外壁发热呢？小明就这个问题与同学小红进行了交流，联系所学物理知识，他们提出了以下两个猜想： A.活塞在筒内往复运动时，与筒壁摩擦导致发热 B.活塞在筒内往复运动时，不断压缩气体做功导致发热 于是他们设计了实验进行探究，选用的实验器材有：打气筒、测温枪、计时器、气压不足的篮球等，分别在打气筒的上部和下部标注两个测温点，如图所示。请回答下列问题： （1）打气筒内壁的热量是通过　 　的方式传递到外壁； （2）活塞在打气筒内向下运动时的能量转化过程，与四冲程内燃机的　 　冲程相同； （3）用打气筒往气压不足的篮球内打气，10s内使活塞在筒内往复运动20次，立即用测温枪测出此时两个测温点的温度。待打气筒外壁温度降至室温（25℃）后，放出篮球中的部分气体，重复上述操作。实验数据记录如下表： 实验次数 时间 活塞往复次数 上部温度t/℃ 下部温度t/℃ 1 10 20 30.7 36.6 2 10 20 30.2 36.2 3 10 20 30.5 36.3 分析上表实验数据得出：导致打气筒外壁发热的原因与猜想　 　相符；（选填“A”或“B”） （4）小红回顾整个实验过程，分析实验数据，认为小明得出的结论不够严谨，于是他们对实验进行改进，把打气筒的气嘴　 　（选填“敞开”或者“堵住”），对猜想A再次进行探究。 ( 中考精选 ) 1．下列设备工作过程中没有使用热机的是 A．燃油汽车 B．火箭 C．喷气式飞机 D．电瓶车 2．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 3．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 4．如图展示的是我国传统的走马灯，点燃底部的蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸片转动。在这一过程中空气的内能转化为扇叶的　 　 能，这一能量转化过程与四冲程汽油机的　 　 冲程相似。 5． 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 6．在安全教育活动中，老师用图示装置演示面粉爆炸现象。面粉被吹入塑料桶后，遇到火焰爆燃，桶口的硬纸板被迅速弹飞。面粉燃烧释放的内能转化为硬纸板的　 　，该过程相当于汽油机工作时的　 　冲程。 学科网（北京）股份有限公司 【核心素养】14.2 热机 分层练习 （解析版） ( 基础巩固 ) 知识点1：热机 1．热机的广泛使用已成为一个国家工业化程度的标志，下列交通或运输工具中，动力设备不是使用热机的是（　　） A．远洋货轮 B．C919客机 C．载重汽车 D．木帆船 【答案】D 【详解】ABC．远洋货轮、C919客机、载重汽车工作时都需要燃烧燃料，放出热量，将内能转换为机械能，所以都是使用热机工作的，故ABC不符合题意； D．木帆船是利用风力工作的，工作时没有使用热机，故D符合题意。 故选D。 2.下图是正在煮饭的高压锅限压阀被气流顶起转动起来，这一现象与热机工作循环中的冲程原理相同的是（   ） 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】正在煮饭的高压锅限压阀被气流顶起，这是锅内的气体对外做功，锅内气体的内能转化为机械能；热机工作时，吸气冲程和排气冲程不涉及能量转化，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能，因此与热机的做功冲程原理相同。 故选C。 3.如图所示，是小滨在学校科技节中制作的一个“冲天炮”，他将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，往易拉罐里喷少量酒精，用手拿着这个“冲天炮”对着前方点燃的打火机靠近易拉罐底部的小孔，纸杯就会“冲天”飞出去。下列说法正确的是（　　） A．酒精燃烧时，将化学能全部转化为内能 B．纸杯飞出去的过程的能量转化，与内燃机的吸气冲程相同 C．纸杯飞出去时，易拉罐内气体的内能减小 D．纸杯飞出去时，易拉罐对纸杯做了功 【答案】C 【详解】A．酒精燃烧时，除了将酒精的化学能转化为化学能，还会转化为光能，故A错误； B．纸杯飞出去的过程，燃气的内能转化为纸杯的机械能，相当于内燃机的做功冲程，故B错误； CD．纸杯飞出去时，酒精燃烧产生的燃气对纸杯做功，易拉罐内气体的内能减小，温度降低，故C正确，D错误。 故选C。 4.如图所示，在试管里装些水，用橡胶塞住管口，将水加热一段时间，观察现象： (1)实验时燃料燃烧放出热量，通过 的方式使水的内能增加，温度升高，水沸腾后由于汽化形成大量的水蒸气，此过程的实质是能量的 。 (2)实验时观察到的现象是 ，这是因为管内的水蒸气对外做功，将它的内能转化为塞子的 能，此过程和汽油机的 冲程相似； (3)通过此实验可知：利用内能可以 和 。 【答案】(1) 热传递 转移 (2) 橡胶塞冲出时试管口出现白雾 机械 做功 (3) 加热 做功 【详解】（1）[1]酒精燃烧，是将酒精内部的化学能转化为内能释放出来，然后将内能通过热传递转移给水和试管，使水的内能增加，温度升高。 [2]水沸腾后由于汽化形成大量的水蒸气，水的内能转移到水蒸气，此过程的实质是能量的转移。 （2）[1]实验时观察到的现象是橡胶塞冲出时试管口出现白雾，试管口处出现的“白雾”是因为水蒸气对外做功，内能减少，温度降低，使水蒸气遇冷液化形成白雾。 [2][3]这是因为管内的水蒸气对外做功，将它的内能转化为塞子的机械能，此过程和汽油机的做功相似，汽油机做功冲程中燃气推动活塞做功，燃气内能转化为机械能。 （3）[1]热量可以从温度高的物体传到温度低的物体，内能从一个物体转移到另外一个物体，利用内能可以加热。 [2]内能可以向机械能转化，内能可以做功。 知识点二：汽油机 5.如图为四冲程汽油机内部结构图，下列说法正确的是（　　） A．汽油机吸气冲程吸入的只有空气 B．汽车利用汽油机的压缩冲程获得动力 C．图中冲程能量转化是将机械能转为内能 D．飞轮每转2转，汽油机对外做功1次 【答案】D 【详解】A．汽油机吸入气缸的是空气和汽油的混合物，故A错误； B．汽油机的做功冲程中，将内能转化为机械能，所以汽车是利用汽油机的做功冲程获得动力，故B错误； C．图中两气门关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是做功冲程，将内能转化为机械能，故C错误； D．由汽油机的工作过程可知，飞轮每转2转，汽油机对外做功1次，故D正确。 故选D。 6．如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，把水加热至沸腾一段时间后，塞子会冲出去。有关塞子冲出过程中的能量转化形式与下图所示汽油机的四个冲程的说法中正确的是（    ） A．塞子冲出过程中的能量转化形式与甲图的能量转化情况相同 B．若该汽油机飞轮转速是1200r/min，则每2s对外做功20次 C．该汽油机一个工作循环有四个冲程，正确的顺序是乙、丁、甲、丙 D．靠惯性完成的冲程是甲、乙、丁 【答案】B 【详解】A．塞子冲出过程中，试管内的气体推动塞子做功，内能转化为机械能，图甲是压缩冲程，机械能转化为内能，两者的能量转化形式不同，故A错误； B．若该汽油机飞轮转速是1200r/min=20r/s，则每秒曲轴转动20r，完成10个工作循环，对外做功10次，每2s对外做功20次，故B正确； C．甲为压缩冲程，乙为吸气冲程，丙为排气冲程，丁为做功冲程，该汽油机一个工作循环有四个冲程，正确的顺序是乙、甲、丁、丙，故C错误； D．除做功冲程外，其它三个冲程都靠惯性完成，所以，靠惯性完成的冲程是甲、乙、丙，故D错误。 故选 B。 7．如图所示为单缸四冲程汽油机工作示意图，下列说法正确的是（　　） A．图甲：吸入汽缸的是空气 B．图乙：气体对活塞做功，是压缩冲程 C．图丙：汽油的内能转化为机械能，为汽油机提供动力 D．图丁：废气带走的能量占比大，是汽油机效率低的一个原因 【答案】D 【详解】A．汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合物，故A错误； B．由图乙可知为压缩冲程，机械能转化为内能，故B错误； C．图丙为做功冲程，汽油的化学能转化为内能，内能再转化为机械能，为汽油机提供动力，故C错误； D．图丁是排气冲程，废气带走的能量占比大，是汽油机效率低的一个原因，故D正确。 故选D。 8.如图甲所示，在玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧，此实验主要是想说明通过 方式可增加内能；乙图所示的是汽油机的 冲程，若飞轮的转速为3000r/min，则在1s内，该单缸汽油机做功 次。 【答案】 做功 做功 25 【详解】[1]在玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速向下压，棉花燃烧起来；说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增加。 [2]从图中可以看出，气门都关闭、火花塞点火和活塞向下移动的特点，可以判断这个冲程是做功冲程。 [3]四冲程汽油机的飞轮转速为，则该飞轮每秒钟转50圈，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功1次，所以1s内，飞轮转50圈，共25个工作循环，共做功25次。 知识点三：柴油机 9.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 。 10.如图是四冲程柴油机工作循环中的某一冲程，以下关于此冲程说法正确的是（　　） A．此冲程是排气冲程 B．此冲程吸入的是柴油和空气的混合物 C．此冲程是依靠飞轮的惯性来完成的 D．此冲程将内能转化为机械能来向外输出动力 【答案】C 【详解】A．由图可知，柴油机的进气门打开，排气门关闭，活塞下行，气体进入汽缸，可以判断是吸气冲程，故A错误； B．柴油机的吸气冲程只吸入空气，柴油由喷油嘴喷出，故B错误； CD．柴油机的做功冲程将内能转化为机械能来向外输出动力，吸气冲程是依靠飞轮的惯性完成的，吸气冲程没有能量的转化，故C正确，D错误。 故选C。 11．一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速是2400r/min，柴油机每秒内做功 次，其中只有 冲程不是依靠惯性完成的。在设计制造时，汽缸外有一个“水套”是利用水吸热来降低汽缸温度的，这是利用了水的 大的性质。 【答案】 20 做功 比热容 【详解】[1][2]汽油机的一个工作循环包含四个冲程，只有做功冲程对外做功，飞轮转两周。一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速是2400r/min=40r/s，柴油机每秒内完成80个冲程，做功20次，其中只有做功冲程对外做功，不是依靠惯性完成的。 [3]汽缸外有一个“水套”是利用水吸热来降低汽缸温度的，这是利用了水的比热容大的性质，相同质量的水和其它物体相比，升高相同温度时，可以吸收更多热量。 12．如图是内燃机工作时某冲程示意图，该冲程为 冲程，它是 （“汽油”或“柴油”）机。若飞轮的转速为2400r/min，在1s内，该内燃机完成 个工作循环。 【答案】 压缩 柴油 20 【详解】[1]如图，两气门关闭，活塞上行，为压缩冲程。 [2]如图，该内燃机有喷油嘴，是柴油机。 [3]飞轮的转速为 2400r/min=40r/s 一个工作循环飞轮转两周，在1s内，该内燃机完成20个工作循环。 知识点四：火箭 13.涡轮发动机(内燃机)的工作过程如图所示。空气通过压缩机压缩后进入燃烧室与燃料混合燃烧，产生的高温高压燃气向后高速喷出，推动涡轮机旋转，剩余能量经排气管排出。内能转化为机械能的过程发生在(　　) A．进气室 B．压缩室 C．燃烧室 D．排气室 【答案】C 【详解】在涡轮发动机中，空气经压缩后进入燃烧室，与燃料混合燃烧产生高温高压燃气，燃气向后高速喷出推动涡轮机旋转，此过程同样是燃料燃烧释放内能并转化为机械能，与汽油机的做功冲程作用相同。进气室对应汽油机的吸气冲程，压缩室对应压缩冲程，排气室对应排气冲程，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选：C。 14.如图所示是我国明代发明的一种多级火箭武器——火龙出水。它利用火药燃烧产生大量高温气体向后喷出，从而推动自身向前飞行。下列汽油机冲程中，能量转化情况与之相同的是（　　） 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】A、吸气冲程仅吸入混合气，无能量转化，依靠飞轮惯性运转，故 A 错误； B、压缩冲程中活塞压缩气缸内气体，将机械能转化为内能，能量转化形式不符，故 B 错误； C、做功冲程中燃气膨胀推动活塞做功，内能转化为机械能，和火龙出水燃气推动飞行器的能量转化一致，故 C 正确； D、排气冲程仅排出废气，无能量转化，依靠飞轮惯性运转，故 D 错误； 故答案为：C。 15.2024年3月20日，探月工程四期鹊桥二号中继通信卫星由长征八号遥三运载火箭发射升空。如图所示的是火箭加速升空时的情境，下列描述正确的是（　　） A．火箭加速上升过程中受到平衡力的作用 B．中继通信卫星到达太空后失去惯性 C．中继通信卫星的机械能增加 D．火箭的动能转化为重力势能 【答案】C 【详解】A．火箭在加速上升的过程中，其速度在增大，运动状态改变，所以它受到的力一定不是平衡力。故A错误； B．惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，一切物体在任何情况下都具有惯性。中继通信卫星到达太空后，虽然处于失重状态，但仍然具有惯性。故B错误； C．中继通信卫星在加速上升的过程中，其质量不变，速度增大，所以动能增大；同时高度增加，所以重力势能也增大。机械能是动能和势能的总和，因此中继通信卫星的机械能增加。故C正确； D．火箭在加速上升的过程中，需要消耗燃料，将燃料的化学能转化为火箭的机械能，故D错误。 故选C。 ( 能力提升 ) 1.小华用塑料矿泉水瓶子进行了如下实践探究实验：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图a）；扭转瓶子压缩瓶内的气体（如图b）；轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾（如图c）。图b和图c所示的过程分别与下列所示的四冲程内燃机示意图中相对应的两个冲程是（　　） A．甲和乙 B．丁和乙 C．丙和甲 D．丁和甲 【答案】B 【详解】图a：瓶中留有少量水，盖上瓶盖，此时瓶内气体处于初始状态。图b：扭转瓶子，压缩瓶内的气体，此时外力对瓶内气体做功，气体的内能增加，温度升高。 图c：轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的高压气体冲出，同时瓶内出现白雾。这是由于瓶内气体膨胀对外做功，内能减少，温度降低，水蒸气液化形成白雾；图甲为吸气冲程，无能量转化。图乙为做功冲程，将高温高压燃气的内能转化为活塞的机械能。图丙为排气冲程，排出废气，无能量转化。图丁为压缩冲程，将活塞的机械能转化为气体的内能。对比实验过程与内燃机冲程：图b扭转瓶子压缩气体，机械能转化为内能，与内燃机的压缩冲程相似。图c气体膨胀对外做功，内能转化为机械能，与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。 2.一台四冲程内燃机的飞轮转速为1800 r/min，则下列说法正确的是(      ) A．1 min飞轮转3600圈，完成1800个冲程 B．1 min完成900个冲程，做功450次 C．1 s飞轮转30圈，完成60个冲程 D．1 s完成30个冲程，做功15次 【答案】C 【详解】A. 飞轮转速为1800 r/min，即1 min飞轮转1800圈，完成3600个冲程，故A错误； B. 飞轮转动两周一个工作循环，所以1 min完成900个工作循环，做功900次，故B错误； C. D. 飞轮转速为1800 r/min，即30 r/s，所以1 s飞轮转30圈，每圈有两个冲程，所以1 s完成60个冲程，做功15次，故C正确，D错误； 故选C． 3.如图所示是内燃机某一冲程的示意图，其中喷油嘴正在喷油，由图可知： （1）这种内燃机是 （选填“汽油机”或“柴油机”）；它在吸气冲程吸入的物质是 （选填“空气”“汽油”“柴油”或“空气和汽油的混合物”）； （2）某一单缸四冲程柴油机的飞轮转速是1200r/min，则它1s内做 次功，完成 个冲程。 【答案】 柴油机 空气 10 40 【详解】（1）[1] [2] 由题知，内燃机的顶端有喷油嘴，所以该内燃机是柴油机；在柴油机的吸气冲程中吸入的是空气。 （2）[3] 由题知，柴油机的飞轮转速是 1200r/min=20r/s 柴油机的一个工作循环为四个冲程，其中只有一个冲程对外做功，飞轮转两周；故它1s内做10次功，完成40个冲程。 4.科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功。在推动活塞做功的过程中，水蒸气的内能将 （选填“变大”或“变小”），第六冲程为 冲程；如果这种单缸六冲程内燃机飞轮转速是2700r/min，则该汽油机每秒钟对外做功 次。 【答案】 变小 排气 30 【详解】[1]水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功。在推动活塞做功的过程中，内能转化为机械能，水蒸气的内能将变小。 [2]因为四冲程内燃机的工作循环是吸气、压缩、做功、排气四个冲程，而单缸六冲程内燃机前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，因此判断六冲程内燃机的第六个冲程为排气冲程，这样才进入下一个工作循环的吸气冲程。 [3]单缸六冲程内燃机一个工作循环，6个冲程，燃气对外做功2次；如果这种单缸六冲程内燃机飞轮转速是2700r/min，则该内燃机每秒钟转45圈，完成90个冲程，对外做功30次。 5.如图，小华发现家中蒸蛋器在使用时会通过上方小孔喷出蒸汽，于是小心地将自制的风车放在小孔附近，成功的让风车转了起来，蒸汽推动风车时能量转化与汽油机 冲程的能量转化相同；某单缸四冲程汽油机工作时，飞轮转速为3000r/min，则其1s内对外做功 次；若缸内燃气对活塞平均推力为2000N，活塞向下运动的距离为0.05m，则功率是 W。 【答案】 做功 25 2.5×103 【详解】[1]高温的水蒸气推动风车转动，将水蒸气的内能转化成了风车的机械能，与汽油机的做功冲程的能量转化相同。 [2]四冲程汽油机飞轮转速3000r/min即50r/s，即汽油机飞轮每秒转50圈，由于四冲程内燃机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以1s内该汽油机对外做功25次。 [3]汽缸内燃气推动活塞一次所做的功 由于1s内该汽油机对外做功25次，则做功一次所用的时间 汽油机的功率为 ( 拓展实践 ) 1.小明利用注射器、数字温度传感器等器材进行了如图所示探究。 （1）如图所示，在注射器前端筒壁上钻一个小孔，将温度传感器的探头插入注射器内，用密封胶将小孔密封，读出此时温度传感器的示数； （2）用橡皮帽将注射器的注射口堵住，用力向左推动活塞，传感器的示数逐渐增大，说明活塞压缩筒内气体做功，使气体内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）； （3）松开手，发现活塞向右运动，温度传感器示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”），此过程与四冲程汽油机的 冲程的能量转化相同。 【答案】 增大 变小 做功 【详解】（2）[1]根据题意可知，活塞压缩筒内气体做功，活塞的机械能转化为气体的内能，所以气体的内能增大，温度升高。 （3）[2][3]松开手，发现活塞向右运动，则筒内气体对外做功，气体的内能转化为活塞的机械能，所以气体的内能减小，温度降低，温度传感器示数变小。汽油机的做功冲程时，汽缸内气体的内能转化为活塞的机械能，所以此过程与四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同。 2.某兴趣小组成员看到火箭发射的报道后非常激动，一起制作了一个以酒精为燃料的模拟火箭发射装置（如图甲所示）。先用喷雾器在瓶中喷入适量酒精，按下开关，触发点火装置，火箭就可以升空了。小明很好奇，影响酒精火箭发射高度的因素是什么？于是做了如图乙所示的探究实验： 实验序号 箭体质量/g 火箭配重质量/g 燃料质量（喷酒精次数） 发射高度/m 1 80 90 2 1.2 2 80 80 2 1.8 3 80 80 4 2.7 （1）小明根据实验数据得出结论：当箭体质量一定时， ，火箭发射高度越大，此实验用喷酒精的次数来替代燃料质量，这里用到的实验方法是 ； （2）同组的小华指出仅做3次实验得出的结论不太可靠，理由是 ； （3）根据生活经验，你认为还有哪些因素影响酒精火箭的发射高度，请你提出一个可探究的科学问题： 【答案】 火箭配重质量越小，燃料质量越大 转换法 见解析 见解析 【详解】（1）[1]由表中1、2次数据可知，箭体质量和燃料质量不变，火箭配重质量越小，火箭发射高度越大；由表中2、3次数据可知，箭体质量和火箭配重质量不变，燃料质量越大，火箭发射高度越大。 [2]此实验用喷酒精的次数来替代燃料质量，喷酒精的次数越多，燃料的质量越大，用到转换法。 （2）[3]实验次数少，结论不具有普遍性，所以仅做3次实验得出的结论不太可靠。 （3）[4]影响酒精火箭的发射高度：酒精火箭发射高度可能与喷雾器的形状有关。 3．如图甲是小明在学习了热机知识后，利用塑料瓶、少量酒精、电子打火器制作了一个简易的内燃机模型，其工作过程如图乙，请回答下列问题： （1）向瓶内喷入雾化酒精使其与空气混合，该工作原理与四冲程汽油机的　 　冲程相似. （2）电子打火器点燃混合气体时产生的燃气将瓶盖冲开，该过程相当于四冲程汽油机的　 　冲程，将内能转化为　 　能. （3）瓶盖被冲开后，瓶内出现“白气”，瓶内气体内能　 　（选填“增加”、“减少”或“不变”），温度　 　，发生了液化现象. （4）该模型在完成一次工作后，要模拟下一工作循环，需先将燃烧后的废气排出并吸入新鲜混合气。“排出废气”的过程与图中____（选填字母）所示热机工作冲程相同. A． B． C． D． 【答案】（1）吸气 （2）做功；机械 （3）减少；降低 （4）C 【详解】（1）向瓶内喷入雾化酒精使其与空气混合，相当于吸气冲程； （2）电子打火器点燃混合气体时产生的燃气将瓶盖冲开，内能转换为机械能，和做功冲程类似； （3）瓶盖被冲开后，内能转换为机械能，空气内能减小，温度降低，所以瓶内出现“白气”； （4）排出废气属于排气冲程，此过程排气口打开，C正确，ABD错误； 综上选C。 4．小明发现自行车胎的气压不足，于是用打气筒给车胎打气。在收起打气筒时发现外壁有些发热。于是他想，是什么原因导致打气筒的外壁发热呢？小明就这个问题与同学小红进行了交流，联系所学物理知识，他们提出了以下两个猜想： A.活塞在筒内往复运动时，与筒壁摩擦导致发热 B.活塞在筒内往复运动时，不断压缩气体做功导致发热 于是他们设计了实验进行探究，选用的实验器材有：打气筒、测温枪、计时器、气压不足的篮球等，分别在打气筒的上部和下部标注两个测温点，如图所示。请回答下列问题： （1）打气筒内壁的热量是通过　 　的方式传递到外壁； （2）活塞在打气筒内向下运动时的能量转化过程，与四冲程内燃机的　 　冲程相同； （3）用打气筒往气压不足的篮球内打气，10s内使活塞在筒内往复运动20次，立即用测温枪测出此时两个测温点的温度。待打气筒外壁温度降至室温（25℃）后，放出篮球中的部分气体，重复上述操作。实验数据记录如下表： 实验次数 时间 活塞往复次数 上部温度t/℃ 下部温度t/℃ 1 10 20 30.7 36.6 2 10 20 30.2 36.2 3 10 20 30.5 36.3 分析上表实验数据得出：导致打气筒外壁发热的原因与猜想　 　相符；（选填“A”或“B”） （4）小红回顾整个实验过程，分析实验数据，认为小明得出的结论不够严谨，于是他们对实验进行改进，把打气筒的气嘴　 　（选填“敞开”或者“堵住”），对猜想A再次进行探究。 【答案】（1）热传递 （2）压缩 （3）B （4）敞开 【详解】探究改变内能实验时， （1）打气筒打气时，内壁的温度高，外壁的温度低，热量从温度高的内壁传递到温度低的外壁，通过热传递的方式改变内能。 （2）活塞向下运动时，活塞压缩筒内空气，机械能转化为空气的内能，与内燃机压缩冲程能量转化相同。 （3）根据数据，打气筒下部温度高于上部温度，活塞向下运动时，活塞对筒内的空气做功，空气内能增加，温度升高，下部温度高于上部温度，是活塞在筒内往复运动时，不断压缩气体做功导致发热。与猜想B相符。 （4）每次打气时，活塞向下运动，气压越大，用力越大，摩擦力越大，下部筒壁因摩擦生热而温度更高，可把打气筒的气嘴敞开。活塞内筒内上部或下部运动时摩擦力相同，再次比较实验中筒壁下部温度与上部温度关系，则可得到正确结论。 ( 中考精选 ) 1．（2026·内江）下列设备工作过程中没有使用热机的是 A．燃油汽车 B．火箭 C．喷气式飞机 D．电瓶车 【答案】D 【详解】A、燃油汽车依靠内燃机工作，内燃机属于热机，故 A 错误； B、火箭依靠火箭发动机工作，火箭发动机属于热机，故 B 错误； C、喷气式飞机依靠喷气发动机工作，喷气发动机属于热机，故 C 错误； D、电瓶车依靠电动机工作，将电能转化为机械能，没有使用热机，故 D 正确； 故答案为：D。 2．（2026·扬州）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 【详解】A、吸气冲程仅吸入汽油和空气的混合气体，不存在能量转化，故A错误； B、压缩冲程活塞压缩气缸内气体，机械能转化为内能，与实验能量转化方向相反，故B错误； C、做功冲程中汽油燃烧产生的高温高压燃气推动活塞运动，内能转化为机械能，和橡胶塞被冲出的能量转化完全一致，故C正确； D、排气冲程仅将燃烧后的废气排出气缸，不存在能量转化，故D错误。 故选：C。 3．（2026·烟台）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】A,D 【详解】A、图中进气门、排气门均关闭，火花塞点火，活塞向下运动，符合做功冲程特征，故 A 正确；B、压缩冲程活塞向上运动，与图中活塞运动方向不符，故 B 错误； C、机械能转化为内能是压缩冲程的能量转化形式，不是该冲程，故 C 错误； D、做功冲程中燃气膨胀推动活塞下行，将内能转化为机械能，故 D 正确； 故答案为：AD。 4．（2026·青海）如图展示的是我国传统的走马灯，点燃底部的蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸片转动。在这一过程中空气的内能转化为扇叶的　 　 能，这一能量转化过程与四冲程汽油机的　 　 冲程相似。 【答案】机械；做功 【详解】热空气驱动扇叶转动，空气内能转化为扇叶的机械能；四冲程汽油机做功冲程内能转化为机械能，二者能量转化形式一致。 5．（2025·黑龙江） 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】飞轮的转速是2400r/min，即40r/s，完成80个冲程，对外做功20次，故A正确，BCD错误。 故选A。 6．（2026·苏州）在安全教育活动中，老师用图示装置演示面粉爆炸现象。面粉被吹入塑料桶后，遇到火焰爆燃，桶口的硬纸板被迅速弹飞。面粉燃烧释放的内能转化为硬纸板的　 　，该过程相当于汽油机工作时的　 　冲程。 【答案】机械能；做功 【详解】面粉燃烧释放内能，推动硬纸板飞出，将内能转化为硬纸板的机械能；汽油机做功冲程中燃气膨胀推动活塞，也是内能转化为机械能，二者能量转化形式相同。 故答案为：机械能；做功 转化，做功冲程内能转化机械能，压缩冲程机械能转化内能。 $