10.4 热机 基础巩固+能力提升 2026-2027学年北师大版九年级全一册物理

第十章 机械能、内能及其转化 10.4 热机 一、基础巩固 1.关于汽油机和柴油机，下列说法正确的是(    ) A. 汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B. 汽油机适用于载重汽车，柴油机适用于小型汽车 C. 柴油机在吸气冲程中，柴油和空气的混合物进入汽缸 D. 在做功冲程中，柴油机的燃气温度和压强比汽油机里的高 2.汽车已走进很多现代家庭，下图为四冲程汽油机气缸的工作示意图，按吸气、压缩、做功和排气冲程的顺序排列，下列排序正确的是(    ) A. 丁甲丙乙 B. 甲丁乙丙 C. 丙乙甲丁 D. 乙甲丙丁 3.关于火箭的论述，下列说法中错误的是(    ) A. 火箭是一种新型的热机，是人类征服宇宙空间的工具 B. 火箭可以飞出大气层，在太空中飞行 C. 火箭的飞行是让高温、高压的燃气高速地向后喷出，从而使它获得向前的动力 D. 火箭不需要空气助燃，也不需要带任何氧化剂助燃 4.下列关于汽油机和柴油机的说法中正确的是(    ) A. 汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B. 汽油机是四冲程内燃机，而柴油机不是 C. 在吸气冲程，汽油机和柴油机吸进去的物质相同 D. 汽油机适用于小型汽车，柴油机适用于重型货车 5.物理学科核心素养要求同学们具有物理观念，热机工作过程中，存在能量转化，我们也应该具有能量观，如图所示的情景，下列说法中正确的是(    ) A. 甲图中能量转化过程是内能转化为机械能 B. 甲图中厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的内能减小 C. 乙图中活塞向下运动，是吸气冲程 D. 乙图中燃料燃烧，气门关闭，活塞向下运动，这是内燃机的做功冲程 6.如图甲所示是四冲程汽油机某冲程示意图，图乙为空气压缩引火仪，图丙对试管中水加热一段时间后瓶塞“飞出”。关于这三幅图，下列说法正确的是(    ) A. 三幅图所示的过程改变气体内能的方式不同 B. 三幅图所示的过程气体内能大小的变化情况相同 C. 甲图为汽油机的做功冲程，其能量转化与图丙中的能量转化相同 D. 若该汽油机每秒可完成个图甲冲程，则其飞轮转速为 7.如图所示，是小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作，由此他联想到热机的冲程，下列说法正确的是(    ) A. “鼻孔吸气”所对应的汽油机冲程吸入的是空气 B. “气沉丹田”所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 8.老师在物理课堂上用瓶壁较薄的空矿泉水瓶做了如下演示：首先旋紧瓶盖如图，接着两手分别抛住瓶的上、下部分，使劲拧瓶的下部如图，然后轻轻扭动瓶盖，可看到瓶盖飞出数米远，瓶口和瓶内有“白雾”产生如图。图和图所示的过程，分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似，这两个冲程分别是(    ) A. 吸气冲程和压缩冲程 B. 压缩冲程和做功冲程 C. 做功冲程和排气冲程 D. 压缩冲程和排气冲程 二、能力提升 9.四冲程汽油机的一个工作循环中，对外做功          次，活塞往复          次，飞轮转动          周．若飞轮转动周，则汽油机对外做功          次，完成          个冲程． 10.如图是某种内燃机的结构示意图．这种内燃机是          选填“汽油机”或“柴油机”；图中内燃机处在          冲程；该冲程中发生的能量转化是          能转化为          能． 11.如图是四冲程汽油机的工作示意图，请回答下列问题． 汽油机正常工作时，四个冲程的顺序是          ． 为汽车提供动力的是图          选填“甲”“乙”“丙”或“丁”冲程，此冲程将          能转化为机械能． 若该汽油机的飞轮转速是，则该汽油机每秒完成          个工作循环，经历          个冲程，对外做功          次． 12.如图是我国古代发明的取火器模型图，把推杆迅速推入牛角套筒时，套筒内空气被压缩，推杆前端的艾绒立刻燃烧起来，此过程中机械能转化为          能，内燃机工作的          冲程原理与该过程相同。 13.汽油机是热机的一种，如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，汽油机飞轮的转速为，由图可知这个冲程        能转化为        能，此冲程的能量转化情况与        选填“乙”或“丙”图相同。此内燃机每秒对外做功        次；若每次做功为，则该发动机的功率是        。当汽油燃烧不充分时，排气管会冒“黑烟”，此时汽油机的效率将        选填“变大”“不变”或“变小”。若某辆汽车汽油机的能量流向图如图丁所示，该汽油机的热机效率为        。 14.金属管内装有少量乙醚，迅速拉动缠在金属管外的皮绳，在此过程金属管与皮绳摩擦生热，        能转化为        能，此过程与汽油机的        冲程能量转化过程相同。 摩擦后的金属管温度升高，管内乙醚气体温度升高加速迅速汽化；最终会使堵在管口的橡皮塞从管口飞出，在橡皮塞向外飞出的过程中，管内的乙醚气体又对橡皮塞做功，将乙醚气体的        能转化为橡皮塞的        能，此过程与汽油机的        冲程能量转化过程相同。 由于管内的乙醚气体又对橡皮塞做功，瓶内气体温度        ，空气中的水蒸气会液化形成小水珠，管口会出现白雾。 15.早在八百多年前，我国就发明了流行于民间的走马灯，如图甲所示。如图乙点燃走马灯内的蜡烛，纸筒内部的空气温度升高，体积膨胀，密度变        选填“大”或“小”而上升，形成气流，驱动纸筒顶部的纸风车和固定在转轴上的纸马转动。该过程中，空气的        能转化为风车的机械能，这与四冲程汽油机        冲程的能量转化情况相同。若一汽油机曲轴的转速为，则该汽油机对外做功        次。 1.【答案】  【解析】略 2.【答案】  【解析】题图甲中两气门都关闭，活塞向上运动，气缸容积变小，是压缩冲程 题图乙中排气门开启，进气门关闭，是排气冲程 题图丙中两气门都关闭，火花塞打火，活塞向下运动，气缸容积变大，是做功冲程 题图丁中进气门开启，排气门关闭，是吸气冲程故排列顺序是：丁甲丙乙。 3.【答案】  【解析】火箭必须自身携带燃料和氧化剂，这样既可在大气中飞行，又可在太空中飞行，故 D错误。 4.【答案】  【解析】 类型 结构特点 冲程特点 吸气冲程的特点 应用 汽油机 顶部有火花塞 四个冲程 吸入空气和汽油的混合物 适用于小型汽车 柴油机 顶部有喷油嘴 四个冲程 只吸入空气 适用于重型货车 5.【答案】  【解析】甲图中活塞向下压，外界对筒内空气做功，机械能转化为内能，空气内能增加，故AB错误； C.乙图中两气门关闭，火花塞发出电火花，活塞向下运动，是做功冲程，故C错误； D.乙图中燃料燃烧产生高温高压燃气，气门关闭，活塞向下运动，对外做功，是内燃机的做功冲程，故D正确。 故选D。 6.【答案】  【解析】【详解】甲图中进气门和排气门都关闭，活塞上行，是汽油机的压缩冲程，活塞压缩汽缸内的气体，对气体做功，气体的内能增大，温度升高，机械能转化为内能，属于做功增加气体的内能；乙图中活塞迅速下压，压缩筒内的空气，对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到硝化棉的燃点，硝化棉燃烧，机械能转化为活塞内气体的内能，属于做功改变内能；丙图中，试管内高温高压的水蒸气对塞子做功，将塞子推出，水蒸气内能减小，内能转化为机械能，属于做功改变内能。故ABC错误； D.汽油机的一个工作循环有四个冲程，压缩一次汽缸内气体，飞轮转两圈，若该汽油机每秒可完成个图甲冲程，即每秒飞轮转圈，则飞轮转速为  ，故D正确。 故选D。 7.【答案】  【解析】解： A、“鼻孔吸气”相当于吸气冲程，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”相当于压缩冲程，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使汽油燃烧，柴油机是靠喷油嘴喷出雾状柴油达到着火点自燃，故C错误； D、排山倒海时对外做功，相当于做功冲程，此冲程内能转化为机械能，不是靠飞轮的惯性来完成的，故D错误。 故选：。 内燃机四个冲程中的能量转化情况：吸气和排气冲程不发生能量转化，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； 汽油机是通过火花塞点火，而柴油机是由喷油嘴喷出雾状柴油而燃烧。 此题主要考查热机的工作循环特点，解答时要明确它的四个冲程吸气、压缩、做功、排气冲程，压缩冲程、做功冲程能量的转化。 8.【答案】  【解析】解：如图乙，扭转瓶子时，小明施加的外力压缩瓶内的气体，是机械能转化为内能，这一过程与四冲程内燃机的压缩冲程相似；当瓶盖被瓶内的气体冲出时，是瓶内气体对瓶盖做功，内能转化为机械能，这一过程与四冲程内燃机的做功冲程相似。所以、、都错，B正确。 故选：。 四冲程内燃机有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，根据每个冲程的特点和能量转化情况来判断冲程的类型；工作过程中能量的转化：压缩冲程：机械能内能；做功冲程：内能机械能；吸气冲程、排气冲程没有能量转化。 本题考查了四冲程内燃机的四个冲程的特点，正确解答的关键是对四个冲程特点的记忆和理解，属于基础题。 9.【答案】   【解析】略 10.【答案】柴油机 压缩 机械 内   【解析】略 11.【答案】丙、甲、丁、乙 丁 内   【解析】略 12.【答案】内 压缩   【解析】略 13.【答案】内 机械 乙 变小   【解析】解：由图甲可知，两个气门都关闭，火花塞产生电火花，活塞向下运动，因此是做功冲程，将内能转化为机械能， 乙图对试管中的水加热，加快水的蒸发，使试管中水的内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能，丙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，机械能转化为内能，故与乙图能量转化相同； 一个工作循环飞轮转圈对外做功次，若该单缸四冲程汽油机的飞轮转速是，即每秒转转，对外做功次， 则发动机的功率为： ， 若汽缸内汽油燃烧不充分时，排气管会冒“黑烟”，此时汽油机能做的有用功将减少，而完全燃烧放出的热量不变，根据 可知，汽油机的效率将变小； 根据能流图可知，输出有用功占比为：， 所以该汽油机的效率为： 。 故答案为：内；机械；乙；；；变小；。 根据气门开合情况和活塞的移动方向判断哪个冲程，分析出图乙、和图丙的能量转化，即可解答，汽油机一个工作循环飞轮转圈，对外做功次； 根据题意求出汽油机做的总功，再根据求出发动机的功率； 汽油机的效率是指汽油机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出能量的比值，据此分析解答。 此题是通过内燃机的工作原理和课本中的实验来验证做功改变物体内能的方法，是一道比较简单的实验题，掌握热机的工作原理。 14.【答案】机械 内 压缩 内 机械 做功 降低   【解析】解：金属管装有少量的乙醚，迅速拉动缠在金属管外的皮绳，此过程克服摩擦做功，将机械能转化为内能，该过程与汽油机的压缩冲程能量转化过程相同； 金属管和内部乙醚的温度升高，达到乙醚燃点燃烧，产生的高温燃气推动橡皮塞做功，可使橡皮塞从管口飞出，这个过程是乙醚气体的内能转化为橡皮塞的机械能，此过程与汽油机的做功冲程能量转化过程相同； 由于管内的乙醚气体又对橡皮塞做功，乙醚气体的内能转化为瓶塞的机械能，乙醚气体内能减少，温度降低，而空气中的水蒸气会液化形成小水珠，管口会出现白雾。 故答案为：机械；内；压缩； 内；机械；做功； 降低。 对物体做功时，机械能转化为物体的内能，物体的内能增大；物体对外做功时，物体的内能转化为机械能，物体的内能减小； 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； 物体对外做功时，物体的内能减小，温度降低。 本题考查了四冲程能量的转化、做功改变物体内能和液化现象的判断，难度一般。 15.【答案】小 内 做功   【解析】解：点燃蜡烛，上方的空气吸收热量，温度升高，体积膨胀，密度变小，密度小的热空气上升，形成对流，吹动扇叶转动； 该过程中，空气的内能转化为风车的机械能；这与汽油机的做功冲程的能量转化情况相同； 汽油机曲轴的转速为，即汽油机的曲轴每秒转圈，由于汽油机一个工作循环完成个冲程，飞轮和曲轴转圈，对外做功次，所以该汽油机对外做功次。 故答案为：小；内；做功；。 物体温度升高，质量不变，体积膨胀，根据密度公式可知物体密度的变化； 根据能量转化特点分析能量的转化情况，汽油机的做功冲程将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能； 汽油机一个工作循环完成个冲程，飞轮和曲轴转圈，对外做功次。 本题考查密度与温度的关系、汽油机工作过程中的能量转化以及热机的有关计算，难度不大。 第4页，共8页 学科网（北京）股份有限公司 $