第二章 内能的利用 汽油机的构造与工作过程、柴油机的构造与工作过程专项训练-2026-2027学年人教版九年级物理全一册

**基本信息** 聚焦汽油机与柴油机四冲程工作原理，通过对比性题型构建热机能量转化与机械运动的物理观念，强化科学思维中的模型建构与推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |汽油机的构造与工作过程|5例+5变式|冲程判断、能量转化、转速计算、实验类比|以四冲程模型为核心，从结构到工作过程，结合生活实例（如舰载机弹射）建立能量观念| |柴油机的构造与工作过程|4例+4变式|吸气物质辨析、冲程排序、冷却剂原理|与汽油机对比，突出吸气差异与压缩点火特点，深化热机工作原理的系统性认知|

汽油机的构造与工作过程、柴油机的构造与工作过程专项训练 汽油机的构造与工作过程、柴油机的构造与工作过程专项训练 考点目录 汽油机的构造与工作过程 柴油机的构造与工作过程 考点一 汽油机的构造与工作过程 例1．（25-26九年级上·福建厦门·期中）如图为汽油机的一个工作循环，其中做功冲程为（     ） A． B． C． D． 例2．（25-26九年级上·陕西榆林·期中）在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，电针放电，汽油燃烧，可以观察到软木塞被冲出。软木塞冲出过程的能量转化与下列四个汽油机的哪个冲程能量转化相同（     ） A． B． C． D． 例3．（25-26九年级上·河南新乡·期中）大多数汽车的内燃机采用的都是汽油机，关于以下汽油机的四个冲程，说法正确的是（     ） A．依靠飞轮惯性完成的冲程是：甲、丙、丁 B．四冲程汽油机在一个工作循环中的工作过程依次是丁、丙、乙、甲 C．为汽车提供动力的冲程是乙 D．甲冲程中汽缸内气体的温度会下降 例4．（25-26九年级上·江西·期中）能量是物理学研究的永恒主题。从牛顿提出蒸汽机模型，到瓦特将之变成现实，再到后来的内燃机，热机的发展历程倾注了无数科学家的不懈努力；如图（a）中，水蒸气使叶轮转动，实现了______________（选填“内能到机械能”或“机械能到内能”）的转化，该过程相当于图（b）中四冲程内燃机的______________冲程。 例5．（25-26九年级上·云南玉溪·期中）如图所示是单缸四冲程汽油机某一冲程工作示意图，该冲程是__________冲程。为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，气缸外有一个水套，用水来冷却气缸是因为水的__________较大。 变式1．（25-26九年级上·湖南衡阳·期中）如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列说法正确的是（     ） A．该冲程吸进的物质是空气 B．该冲程将机械能转化为内能 C．该冲程将内能转化为机械能 D．该冲程是依靠飞轮惯性完成的 变式2．（25-26九年级上·宁夏银川·期中）为使舰载机在短时间内达到起飞速度，航母上安装了蒸汽弹射装置，如图所示为其简化原理图。汽缸内蒸汽体积膨胀对外做功，同时推动活塞，从而使舰载机获得巨大的牵引力，弹射出去。从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置原理与汽油机工作的四个冲程中相似的是（     ） A． B． C． D． 变式3．（25-26九年级上·广东潮州·期中）如图，这是汽油机工作循环中的某个冲程，关于此冲程的说法正确的是（     ） A．汽缸内只有空气 B．靠飞轮的惯性完成 C．汽缸内气体温度降低 D．内能转化为机械能 变式4．（25-26九年级上·宁夏固原·期中）某型号汽车发动机采用的是汽油机，如图是该汽油机的________冲程，将__________能转化为________能。该汽油机的飞轮转速为1800r/min，每秒钟对外做功________次。 变式5．（25-26九年级上·河北保定·期中）公园里的花香能引来蜜蜂，是因为发生了____________现象。某同学在公园里利用塑料瓶制作的“水火箭”如图甲所示，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。“水火箭”被推出的过程相当于图乙中____________（选填“A”或“B”）所示的内燃机冲程，若该单缸内燃机1s对外做功20次，则飞轮转速是__________________r/min。 考点二 柴油机的构造与工作过程 例1．（25-26九年级上·辽宁沈阳·阶段检测）如图所示为柴油机的四个冲程示意图，但顺序不对。下列相关说法正确的是（     ） A．它的曲轴转速是1800r/min时，每秒钟对外做功30次 B．甲图冲程吸入空气和柴油的混合物 C．在一个工作循环内，正确的顺序是甲→丙→乙→丁 D．乙图冲程中只存在着内能转化为机械能的过程 例2．（25-26九年级上·辽宁葫芦岛·阶段检测）如图为某汽车转速表。转速表中的示数反映了发动机曲轴每分钟的转动次数。若该汽车用的是四冲程柴油机，根据图中信息，一个气缸每分钟完成做功冲程的次数为（     ） A．50 B．100 C．250 D．375 例3．（25-26九年级上·四川宜宾·阶段检测）柴油机在吸气冲程吸入气缸的是________（选填“空气”“柴油”或“柴油和空气”）；柴油机压缩冲程中，随着活塞的运动，气缸内气体密度________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 例4．（25-26九年级上·广东佛山·阶段检测）如图所示是柴油机的四个冲程的示意图，图中表示压缩冲程的是图______（填图号）；该柴油机吸气冲程吸入的是______，一个工作循环中活塞往复运动______次。 变式1．（25-26九年级上·湖南郴州·阶段检测）一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速为1800r/min，它在1秒内完成的做功次数和冲程数分别是（　　） A．15次，60个冲程 B．30次，60个冲程 C．15次，30个冲程 D．30次，120个冲程 变式2．（25-26九年级上·山东枣庄·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 变式3．（25-26九年级上·江西·期中）一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速是，吸气冲程吸入的是______________。则它每秒钟对外做功______________次。 变式4．（25-26九年级上·河北保定·阶段检测）如图所示，在玻璃筒底部放一小团硝化棉，快速压下活塞，可观察到硝化棉着火燃烧。迅速下压过程中是通过_________方法使筒内空气内能增大的，该能量转化过程与柴油机的_________冲程相同。 2 学科网（北京）股份有限公司 $汽油机的构造与工作过程、柴油机的构造与工作过程专项训练 汽油机的构造与工作过程、柴油机的构造与工作过程专项训练 考点目录 汽油机的构造与工作过程 柴油机的构造与工作过程 考点一 汽油机的构造与工作过程 例1．（25-26九年级上·福建厦门·期中）如图为汽油机的一个工作循环，其中做功冲程为（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．图中进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，为吸气冲程，故A不符合题意； B．图中进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，故B不符合题意； C．图中进气门和排气门均关闭，火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程，故C符合题意； D．图中进气门关闭、排气门打开，活塞向上运动，为排气冲程，故D不符合题意。 故选 C。 例2．（25-26九年级上·陕西榆林·期中）在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，电针放电，汽油燃烧，可以观察到软木塞被冲出。软木塞冲出过程的能量转化与下列四个汽油机的哪个冲程能量转化相同（     ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】实验中软木塞被冲出，是燃气膨胀对软木塞做功，将内能转化为机械能。 A．进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，机械能转化为内能，故A不符合题意； BC．B图排气门打开、活塞向上运动（排气冲程），C图进气门打开、活塞向下运动（吸气冲程），这两个冲程依靠飞轮惯性完成，不涉及内能转化为机械能，故BC不符合题意； D．进气门和排气门均关闭，火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程，内能转化为机械能，与实验过程能量转化相同，故D符合题意。 故选D。 例3．（25-26九年级上·河南新乡·期中）大多数汽车的内燃机采用的都是汽油机，关于以下汽油机的四个冲程，说法正确的是（     ） A．依靠飞轮惯性完成的冲程是：甲、丙、丁 B．四冲程汽油机在一个工作循环中的工作过程依次是丁、丙、乙、甲 C．为汽车提供动力的冲程是乙 D．甲冲程中汽缸内气体的温度会下降 【答案】D 【详解】由图可知：甲图两气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程；乙图进气门打开，活塞向下运动，为吸气冲程；丙图两气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程；丁图排气门打开，活塞向上运动，为排气冲程。 A．依靠飞轮惯性完成的冲程是吸气、压缩和排气冲程，即乙、丙、丁，甲是做功冲程，靠燃气推动，故A错误； B．四冲程汽油机一个工作循环的顺序是吸气、压缩、做功、排气，即乙、丙、甲、丁，故B错误； C．为汽车提供动力的冲程是做功冲程，即甲，故C错误； D．甲是做功冲程，汽缸内气体对外做功，内能减小，温度下降，故D正确。 故选D。 例4．（25-26九年级上·江西·期中）能量是物理学研究的永恒主题。从牛顿提出蒸汽机模型，到瓦特将之变成现实，再到后来的内燃机，热机的发展历程倾注了无数科学家的不懈努力；如图（a）中，水蒸气使叶轮转动，实现了______________（选填“内能到机械能”或“机械能到内能”）的转化，该过程相当于图（b）中四冲程内燃机的______________冲程。 【答案】 内能到机械能 做功 【详解】水蒸气对叶轮做功，将内能转化为机械能。四冲程内燃机的四个冲程里：吸气、排气冲程没有能量转化，压缩冲程是机械能转化为内能，只有做功冲程是燃气的内能转化为活塞的机械能，和水蒸气推动叶轮的能量转化过程一致。 例5．（25-26九年级上·云南玉溪·期中）如图所示是单缸四冲程汽油机某一冲程工作示意图，该冲程是__________冲程。为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，气缸外有一个水套，用水来冷却气缸是因为水的__________较大。 【答案】 压缩 比热容 【详解】观察示意图，汽油机的两个气门都处于关闭状态，活塞向上运动，符合四冲程汽油机中压缩冲程的特征，因此该冲程是压缩冲程。 用水来冷却气缸，是因为水的比热容较大。相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度时可以吸收更多的热量，冷却效果更好，适合作为发动机的冷却介质。 变式1．（25-26九年级上·湖南衡阳·期中）如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列说法正确的是（     ） A．该冲程吸进的物质是空气 B．该冲程将机械能转化为内能 C．该冲程将内能转化为机械能 D．该冲程是依靠飞轮惯性完成的 【答案】D 【详解】图示进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，判断为吸气冲程。 A．汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物，故A错误； B．压缩冲程活塞向上运动，将机械能转化为内能，故B错误； C．做功冲程中高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，故C错误； D．吸气冲程是依靠飞轮惯性完成的，故D正确。 故选D。 变式2．（25-26九年级上·宁夏银川·期中）为使舰载机在短时间内达到起飞速度，航母上安装了蒸汽弹射装置，如图所示为其简化原理图。汽缸内蒸汽体积膨胀对外做功，同时推动活塞，从而使舰载机获得巨大的牵引力，弹射出去。从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置原理与汽油机工作的四个冲程中相似的是（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】汽缸内蒸汽体积膨胀对外做功，同时推动活塞，使舰载机获得巨大的牵引力，此过程中内能转化为机械能，相当于汽油机的做功冲程。 A．A图中进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，故A不符合题意； B．B图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，为吸气冲程，故B不符合题意； C．C图中进气门和排气门均关闭，活塞向下运动，为做功冲程，故C符合题意； D．D图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，为排气冲程，故D不符合题意。 故选C。 变式3．（25-26九年级上·广东潮州·期中）如图，这是汽油机工作循环中的某个冲程，关于此冲程的说法正确的是（     ） A．汽缸内只有空气 B．靠飞轮的惯性完成 C．汽缸内气体温度降低 D．内能转化为机械能 【答案】B 【详解】由图可知，进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，此为压缩冲程。 A．汽油机汽缸内吸入的是汽油和空气的混合物，故A错误； B．吸气、压缩、排气冲程均靠飞轮的惯性完成，故B正确； CD．压缩冲程中活塞对气体做功，机械能转化为内能，气体内能增加，温度升高，故CD错误。 故选B。 变式4．（25-26九年级上·宁夏固原·期中）某型号汽车发动机采用的是汽油机，如图是该汽油机的________冲程，将__________能转化为________能。该汽油机的飞轮转速为1800r/min，每秒钟对外做功________次。 【答案】 压缩 机械 内 15 【详解】由图可知，两气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；将机械能转化为内能； 在汽油机的一个工作循环中，完成4个冲程，并对外做功1次，曲轴和飞轮转2圈，该汽油机的飞轮转速为1800r/min，即30r/s，则每秒钟完成15个工作循环，对外做功15次。 变式5．（25-26九年级上·河北保定·期中）公园里的花香能引来蜜蜂，是因为发生了____________现象。某同学在公园里利用塑料瓶制作的“水火箭”如图甲所示，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。“水火箭”被推出的过程相当于图乙中____________（选填“A”或“B”）所示的内燃机冲程，若该单缸内燃机1s对外做功20次，则飞轮转速是__________________r/min。 【答案】 扩散 B 2400/ 【详解】花香能引来蜜蜂，是因为分子在不停地做无规则运动，发生了扩散现象。 水火箭被推出过程中内能转化为机械能；由内燃机冲程特点可知，A图两气门关闭、活塞向上运动，为压缩冲程，将机械能转化为内能；B图两气门关闭、火花塞点火、活塞向下运动，为做功冲程，将内能转化为机械能，因此“水火箭”被推出的过程相当于图乙中B所示的内燃机冲程。 四冲程内燃机每对外做功1次，飞轮转动2r。1min内对外做功的次数为 飞轮每分钟转动的次数为 考点二 柴油机的构造与工作过程 例1．（25-26九年级上·辽宁沈阳·阶段检测）如图所示为柴油机的四个冲程示意图，但顺序不对。下列相关说法正确的是（     ） A．它的曲轴转速是1800r/min时，每秒钟对外做功30次 B．甲图冲程吸入空气和柴油的混合物 C．在一个工作循环内，正确的顺序是甲→丙→乙→丁 D．乙图冲程中只存在着内能转化为机械能的过程 【答案】C 【详解】A. 曲轴转速 1s内曲轴转动圈数 四冲程柴油机曲轴每转2r对外做功1次，1s内做功次数 ，故A错误； B. 甲图进气门打开，活塞向下运动，是吸气冲程，柴油机吸入气缸的只有空气，故B错误； C. 甲图进气门打开活塞向下为吸气冲程，丙图两气门关闭活塞向上为压缩冲程，乙图两气门关闭活塞向下为做功冲程，丁图排气门打开活塞向上为排气冲程，正确顺序为甲→丙→乙→丁，故C正确； D. 乙图两气门关闭活塞向下为做功冲程，燃气推动活塞做功，内能转化为机械能，同时活塞与气缸壁摩擦克服摩擦力做功，机械能转化为内能，故D错误。 故选C。 例2．（25-26九年级上·辽宁葫芦岛·阶段检测）如图为某汽车转速表。转速表中的示数反映了发动机曲轴每分钟的转动次数。若该汽车用的是四冲程柴油机，根据图中信息，一个气缸每分钟完成做功冲程的次数为（     ） A．50 B．100 C．250 D．375 【答案】D 【详解】由图可知转速表指针指向，发动机转速 四冲程柴油机曲轴每转圈完成个做功冲程 每分钟做功冲程次数次 故选C。 例3．（25-26九年级上·四川宜宾·阶段检测）柴油机在吸气冲程吸入气缸的是________（选填“空气”“柴油”或“柴油和空气”）；柴油机压缩冲程中，随着活塞的运动，气缸内气体密度________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 空气 增大 【详解】柴油机在吸气冲程中吸入气缸的是空气，柴油是在压缩冲程末由喷油嘴喷入气缸的； 柴油机压缩冲程中，活塞压缩气缸内气体，气缸内空气质量不变，体积减小，由可知气缸内气体密度增大。 例4．（25-26九年级上·广东佛山·阶段检测）如图所示是柴油机的四个冲程的示意图，图中表示压缩冲程的是图______（填图号）；该柴油机吸气冲程吸入的是______，一个工作循环中活塞往复运动______次。 【答案】 b 空气 2 【详解】因压缩冲程的特征为两气门均关闭、活塞向上运动，故图b为压缩冲程。柴油机吸气冲程吸入空气。四冲程柴油机一个工作循环中活塞往复运动2次。 变式1．（25-26九年级上·湖南郴州·阶段检测）一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速为1800r/min，它在1秒内完成的做功次数和冲程数分别是（　　） A．15次，60个冲程 B．30次，60个冲程 C．15次，30个冲程 D．30次，120个冲程 【答案】A 【详解】单缸四冲程柴油机1个工作循环，完成四个冲程，飞轮转2转，对外做功1次，已知柴油机的飞轮转速为 即每秒飞轮转30r，完成15个工作循环，完成60个冲程，对外做功15次。故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 变式2．（25-26九年级上·山东枣庄·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。 变式3．（25-26九年级上·江西·期中）一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速是，吸气冲程吸入的是______________。则它每秒钟对外做功______________次。 【答案】 空气 15 【详解】柴油机和汽油机吸入气缸的物质是不一样的，柴油机吸入气缸的只有空气； 飞轮每秒的转速为 由四冲程内燃机工作规律可知，飞轮每转2转对外做功1次，故每秒对外做功次数为 15 次。 变式4．（25-26九年级上·河北保定·阶段检测）如图所示，在玻璃筒底部放一小团硝化棉，快速压下活塞，可观察到硝化棉着火燃烧。迅速下压过程中是通过_________方法使筒内空气内能增大的，该能量转化过程与柴油机的_________冲程相同。 【答案】 做功 压缩 【详解】下压活塞时对筒内空气做功，使筒内空气内能增大；柴油机压缩冲程的能量转化为机械能转化为内能，与该过程能量转化一致。 2 学科网（北京）股份有限公司 $