专题03 热机与能量的转化与守恒（6大题型）2026-2027学年九年级物理全一册同步培优训练（人教版）

专题03 热机与能量的转化与守恒 【人教版（2024）： 九年级全一册】 题型归纳 【题型1 能量的转化与转移】 1 【题型2 能量守恒定律】 5 【题型3 热机工作过程中的能量转化】 8 【题型4 汽油机的构造与工作过程】 11 【题型5 柴油机的构造与工作过程】 16 【题型6 制作简易热机模型】 18 【题型1 与转移】 1．火箭升空过程蕴含多种能量之间的转化，下列说法正确的是（     ） A．燃料燃烧的过程内能转化为化学能 B．火箭加速升空的过程内能转化为机械能 C．火箭加速升空的过程动能转化为重力势能 D．火箭与大气摩擦内能转化为机械能 【答案】B 【详解】A．燃料燃烧的过程化学能转化为内能，故A错误； B．火箭加速升空的过程内能转化为机械能，故B正确； C．火箭加速升空的过程动能和重力势能都增大，故C错误； D．火箭与大气摩擦机械能转化为内能，故D错误。 故选B。 2．晋城司徒小镇非遗大秀“打铁花”，是科技与美学的完美融合。表演中，生铁被加热至以上熔为铁水，高温铁水击向高空后迅速散成微小颗粒，在空中飞舞闪烁，形成“铁水泼天、星河倾落”的壮观景象。下列关于打铁花的说法正确的是（     ） A．生铁化为铁水的过程中，内能不变 B．生铁化为铁水的过程中所含热量增加 C．落下的微小颗粒不会烫伤人，原因之一是铁的比热容大，降温快 D．高温铁水在空中闪烁发光时，将内能转化为光能 【答案】D 【详解】AB．生铁化为铁水是熔化过程，需要持续吸热，内能增大，热量是热传递过程中传递能量的多少，是过程量，不能说物体“所含热量”，故AB错误； C．铁的比热容较小，相同质量的铁降温时放出的热量少；且微小颗粒质量极小，总内能少，才不容易烫伤人，故C错误； D．高温铁水颗粒温度很高，自身向外发光的过程中，消耗自身内能、对外辐射出光能，属于内能转化为光能，故D正确。 故选D。 3．我国发射的“中华”号探测器并在月球着陆。如图所示为月球车在月球上的效果图。月球车有提供电力的太阳能帆板和宽大的“大脚”，在阳光的照射下月球车在月球表面留下了影子，以下说法错误的是（     ） A．月球车在刹车时不能马上停下来是因为受到惯性作用 B．月球上的昼夜温差大，是因为月球表面砂石的比热容小 C．“大脚”的面积较大，可以减小探测器对月球表面的压强 D．太阳能帆板可以将太阳能转化为电能 【答案】A 【详解】A．惯性是物体本身的固有属性，不是外界施加的力或者作用，月球车刹车不能马上停下来是因为月球车具有惯性，故A错误； B．根据，质量相同的砂石吸收或放出相同热量时，由于比热容小，温度变化量很大，故B正确； C．根据压强公式​，月球车对月球表面的压力基本不变时，宽大的“大脚”增大了受力面积，可以减小对月面的压强，避免月球车陷入月壤，故C正确； D．太阳能帆板的工作原理就是将接收到的太阳能转化为电能，为月球车提供电力，故D正确。 本题选错误的，故选A。 4．“多米诺骨牌”是一项有趣的活动，按一定距离排列的骨牌，轻轻推倒第一块小木板就会产生连锁反应，使最后一块大木板被推倒，如图所示，下列说法中正确的是（     ） A．骨牌在倒下时将动能转化成重力势能 B．说明了利用较少的能量可以产生较多的能量 C．整个过程机械能逐渐减小，转化成了内能 D．永动机不能实现，因为机械能是守恒的 【答案】C 【详解】A．骨牌倒下时，高度降低、速度变大，是重力势能转化为动能，不是动能转化为重力势能，故A错误； B．能量守恒是自然界的普遍规律，能量既不会凭空产生也不会凭空消失，整个过程中每块骨牌自身储存的重力势能依次被释放，总能量保持不变，不存在用较少能量产生较多能量的情况，故B错误； C．整个过程中，骨牌之间碰撞会有摩擦，一部分机械能会转化为内能，所以机械能逐渐减小，故C正确； D．永动机无法实现的核心原因是它违背了能量守恒定律，在存在摩擦、阻力的实际过程中，机械能会不断向内能转化，机械能本身并不守恒，该选项对永动机无法实现的原因描述错误，故D错误。 故选C。 5．下列事例中，关于能量转化的说法正确的是（     ） A．用电饭锅煮饭，电能转化为内能 B．植物的光合作用，光能转化为内能 C．充电宝充电过程，化学能转化为电能 D．电风扇工作过程，机械能转化为电能 【答案】A 【详解】A．电饭锅煮饭时，消耗电能的同时放热，所以将电能转化为内能，故A正确； B．植物的光合作用，将光能转化为化学能，故B错误； C．充电宝充电时属于用电器，将电能转化为化学能，故C错误； D．电风扇工作时，消耗电能使扇叶转动，所以是将电能转化为机械能，故D错误。 故选 A。 6．2026年9月24日，第十四届环鄱阳湖国际自行车大赛第五站在鹰潭龙虎山举行。自行车轮胎与赛道地面剧烈摩擦，轮胎表面温度升高，这是通过___________的方式改变轮胎的内能；在此过程中，___________能转化为内能。 【答案】 做功 机械 【详解】做功和热传递。自行车轮胎与赛道地面剧烈摩擦的过程中，摩擦力对轮胎做功，消耗了轮胎运动的机械能，转化为轮胎的内能，使得轮胎表面温度升高，这个过程是通过做功的方式改变物体内能，能量转化形式为机械能转化为内能。 7．如图所示，火箭发射升空时，其机械能不断增加，在这个过程中_____能转化为机械能。我们看见的火箭刚点燃时周围大量的“白气”是先_______后_______形成的。（均填物态变化名称） 【答案】 内 汽化 液化 【详解】火箭燃料燃烧时，将储存的化学能转化为内能，再通过做功把内能转化为火箭的机械能，因此是内能转化为机械能； 火箭发射时，发射台底部的水会吸收大量的热，先由液态变为气态的水蒸气，发生汽化现象；高温水蒸气遇冷后，又会凝结成小水滴悬浮在空气中，形成我们看到的“白气”，这一过程是液化，所以白气是先汽化后液化形成的。 8．自然界中的各种现象都是互相联系的。科学家们经过长期探索，发现能量转化非常普遍。在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。如图所示，电加热器在工作时，把______能转化为______能；电灯在工作时，把______能转化为______能。 【答案】 电 内 电 光 【详解】电加热器在工作时，消耗电能，加热物体的过程中，物体内能增加，所以电加热器把电能转化为内能。 电灯在工作时，消耗电能，电灯发光的过程，对外产生光能，所以电灯工作的过程，把电能转化为光能。 【题型2 】 9．有关能量守恒定律，下列说法中正确的是（     ） A．能量在转移和转化的过程中，各种形式的能量的总量不变 B．物体在做功的过程中，如果有摩擦力存在能量就不守恒 C．“ 摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律 D．根据能量守恒定律，可以制造出“永动机” 【答案】A 【详解】A．能量守恒定律的核心内容就是，能量可以从一种形式转化为另一种形式，或是从一个物体转移到另一个物体，在整个转移和转化的过程中，所有形式的能量的总量始终保持不变，故A正确； B．当做功过程存在摩擦力时，只是部分机械能会转化为内能，机械能的总量会减少，但机械能与转化得到的内能的总和依然是守恒的，整体总能量并没有消失或新增，故B错误； C．“摩擦生热”的本质是通过摩擦力做功，将机械能转化为内能，并不是凭空创造出了热量，整个过程的能量总量没有变化，故C错误； D．“永动机”的设计目标是不消耗任何能量就可以持续对外做功，这违背了能量既不会凭空产生也不会凭空消失的规律，违反能量守恒定律，因此不可能被制造出来，故D错误。 故选A。 10．关于能量的转化和守恒，下列说法正确的是（　　） A．能量可以凭空产生 B．不需要消耗任何能量就能永远运动的机器是可能制成的 C．滚摆上升过程中，动能转化为重力势能 D．能量守恒定律不适用于内燃机 【答案】C 【详解】A．根据能量守恒定律可知，能量不能凭空产生，也不会凭空消失，故A错误； B．不需要消耗能量就永远运动的“永动机”违反能量守恒定律，不可能制成，故B错误； C．滚摆上升过程中，质量不变，其速度减小、高度增大，所以动能减小、重力势能增大，是动能转化为重力势能，故C正确； D．能量守恒定律是自然界的普遍规律，所以也适用于内燃机所有的能量转化过程，故D错误。 故选C。 11．如图所示，小芳学了能量守恒后设计的一个小蒸汽轮机。下列说法正确的是 （     ） A．喷嘴的“白气”是水蒸气汽化形成的 B．如果没有能量补充，轮子最终会停下 C．水蒸气的机械能转化为轮子的内能 D．轮子的转动说明永动机是可以实现的 【答案】B 【详解】A．喷嘴的“白气”不是气体，是高温水蒸气遇冷液化形成的小水滴，并非水蒸气汽化的产物，故A错误； B．轮子转动过程中，会克服摩擦、空气阻力做功，将机械能持续转化为内能消耗掉，如果没有能量补充，轮子的机械能会逐渐耗尽，最终停下，故B正确； C．该过程中是高温水蒸气冲击叶轮，将水蒸气的内能转化为轮子的机械能，故C错误； D．永动机违背能量守恒定律，不可能实现，这个装置运行中存在能量损耗，必须持续补充能量才能维持运转，无法成为永动机，故D错误。 故选B。 12．有人设计出如图所示的“永动机”，认为小球的重力势能和动能之间会不断地相互转化，从而实现“永动”，根据你所学的知识，能判断下列说法正确的是（     ） A．这款永动机没有重力势能和动能之间的转化 B．这款永动机能实现“永动”是因为机械能守恒 C．即使科学技术不断发展永动机也不可能实现 D．按照能量守恒定律，永动机是可能被制造的 【答案】C 【详解】A．小球运动时高度和速度变化，存在重力势能和动能的转化，故A错误； B．转动过程中克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能不守恒，无法“永动”，故B错误； CD．永动机违背能量守恒定律，不可能被制造，故C正确，D错误。 故选C。 13．如图所示，轻轻推倒第一块小木板就会产生连锁反应，使最后一块大木板被推倒。有人认为，实验说明了用很少的能量可以产生较多的能量，所以能量守恒定律不成立，该说法________ （选填“正确”或“不正确”），该连锁反应过程中木块的机械能___________ （选填“守恒”或“不守恒”）。 【答案】 不正确 不守恒 【详解】轻轻推倒第一块小木板只是触发连锁反应。原来竖立的各块木板具有重力势能，木板依次倾倒时，重力势能逐渐转化为动能，并通过碰撞将能量传递给后面的木板，所以较大的木板也能被推倒，并不是用少量能量凭空产生了更多能量。能量在转化和转移过程中总量保持不变，因此认为能量守恒定律不成立的说法不正确。木板倾倒时还存在碰撞、摩擦等现象，部分机械能转化为内能和声能，因此木块的机械能不守恒。 14．如图所示，是一款钢珠“永动机”艺术摆件。当钢珠由轨道A点释放后，钢珠会沿图中轨迹循环往复运动。你认为钢珠在往复运动过程中，__________（选填“需要”或“不需要”）消耗其他形式的能量，此摆件工作时__________（选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 【答案】 需要 遵循 【详解】钢珠运动过程中，会和轨道、空气产生摩擦，部分机械能会持续转化为内能散失，如果不补充其他形式的能量，钢珠的机械能会不断减小，最终一定会停下，因此要让它持续往复循环运动，需要消耗其他形式的能量来补充损耗的能量。 能量守恒定律是自然界普遍适用的基本定律，所有的能量转化和转移过程都符合该规律，这个摆件的工作过程也同样遵循能量守恒定律。 15．如图所示，是一种设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，使叶片转动来对外做功，同时带动抽水机将水从低处抽到高处，从而循环工作。水流从高处流下时，水的重力势能转化为水的______能；水流冲击叶片转动时，水的动能______（选填“转移”或“转化”）到叶片；叶片转动，把水从低处抽到高处时，叶片的动能转化为水的______能。在周而复始的转化过程中，各部件之间由于摩擦，会使得机械能转化为______能，装置的机械能越来越______，所以永动机______（选填“能够”或“不能”）永远转动下去。 【答案】 动 转移 重力势 内 少 不能 【详解】水从高处流下时，水的质量不变、高度变小、重力势能变小，速度变大、动能变大，水的重力势能转化为动能。 水流冲击叶片转动时，水的动能从水转移到叶片上，是能量的转移过程，没有能量形式的本质变化。 叶片转动，运动叶片具有的动能，把水抽到高处时，水的重力势能变大，此过程中叶片的动能转化为运动到高处的水的重力势能。 由于装置的各部件之间在运动时存在摩擦，所以装置会克服摩擦做功从而把机械能转化为内能，从而导致装置具有的机械能越来越少，最终停止运动，因此这个永动机不能永远运动下去。 【题型3 热机工作过程中的能量转化】 16．如图是课外兴趣小组制作的“蒸汽船”模型，在铜制容器中盛有一定量的水之后安装在“船体”上，用蜡烛对铜质容器底部加热，一段时间后铜质容器内水温升高产生蒸汽，铜管会向右喷出蒸汽，“蒸汽船”就会向左行驶，下列说法正确的是（　　） A．水变热是因为内能转化为化学能 B．“蒸汽船”运动时能量转化与热机做功冲程相同 C．水在沸腾时会有热量的散失，所以能量不守恒 D．“蒸汽船”在向左运动时主要将机械能转化为内能 【答案】B 【详解】A．蜡烛燃烧是将化学能转化为内能，放出热量，水吸收热量变热，故A错误； BD．蒸汽船运动时，是水蒸气对外做功，内能转化为船的机械能；热机的做功冲程同样是将内能转化为机械能，二者能量转化方式相同，故B正确，D错误； C．水沸腾时的热量散失只是内能转移到了周围环境中，整个过程的总能量保持不变，依然遵循能量守恒定律，故C错误。 故选B。 17．内燃机做功冲程中能量转化是（　　 ） A．机械能→内能 B．内能→机械能 C．化学能→内能 D．内能→化学能 【答案】B 【详解】内燃机的做功冲程中，气缸内的燃料燃烧释放出的高温高压燃气具有大量内能，燃气膨胀推动活塞向下运动，将内能转化为活塞运动的机械能，因此能量转化过程是内能转化为机械能。 故选B。 18．下列过程中，属于机械能转化为内能的是（　　） A．水蒸气顶开壶盖 B．热水袋取暖 C．给自行车轮胎打气时，气筒壁发热 D．内燃机的做功冲程 【答案】C 【详解】A．水蒸气顶开壶盖，是水蒸气的内能推动壶盖做功，将内能转化为壶盖的机械能，故A错误； B．热水袋取暖是通过热传递的方式转移内能，不存在能量形式的转化，故B错误； C．给自行车胎打气时，人推动活塞压缩筒内空气、同时活塞摩擦筒壁，属于消耗机械能，最终使气筒壁温度升高内能增大，是机械能转化为内能，故C正确； D．内燃机的做功冲程，是燃气膨胀推动活塞做功，将内能转化为机械能，故D错误。 故选C。 19．关于单缸四冲程汽油机，下列说法正确的是（     ） A．加润滑油可以增大汽油机零部件间的摩擦 B．若飞轮的转动速度为1200r/min，则该汽油机每秒钟对外做功40次 C．压缩冲程将内能转化为机械能 D．除做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的 【答案】D 【详解】A．加润滑油的作用是让零部件接触面形成油膜，减小接触面粗糙程度，从而减小摩擦，故A错误； B．飞轮转速为 即每秒飞轮转20r，四冲程汽油机每完成1个工作循环飞轮转2r、对外做功1次，每秒对外做功次数为，故B错误； C．压缩冲程中活塞对气缸内气体做功，将机械能转化为内能，故C错误； D．四冲程汽油机仅做功冲程对外输出动力，其余吸气、压缩、排气三个冲程依靠飞轮的惯性完成，故D正确。 故选D。 20．内燃机的四个冲程分别是吸气冲程、压缩冲程、________冲程、________冲程；其中将机械能转化为内能的是________冲程。 【答案】 做功 排气 压缩 【详解】内燃机的标准工作循环包含四个依次完成的冲程，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。其中压缩冲程中，活塞向上运动压缩气缸内的燃气，消耗活塞的机械能，使气缸内气体内能增大、温度升高，实现了机械能向内能的转化。 21．2026年3月30日，力箭二号遥一运载火箭在东风商业航天创新试验区成功首飞，将多颗卫星送入预定轨道。火箭升空时，燃料燃烧产生的高温高压燃气向后高速喷出。 (1)火箭发射时高温高压的燃气从尾部喷出；火箭获得向上推力，这个过程中的能量转化与热机的________冲程相同。 (2)航天员在太空中有效的锻炼方式是________（选填“跳绳”、“举重”或“拉力器”）。 【答案】(1)做功 (2)拉力器 【详解】（1）火箭发射时高温高压的燃气从尾部喷出；气体推动火箭向上运动，该过程中内能转化为机械能，与热机做功冲程的能量转化一致。 （2）太空处于失重状态，跳绳、举重需依靠重力作用无法达到锻炼效果，拉力器依靠弹力工作，不受失重影响，故应选拉力器。 22．城市“热岛效应”指的是中心城区的气温明显高于郊区的现象。 (1)城市中的道路在日照下升温，这是通过______的方式改变道路的内能。 (2)汽车的汽油机在工作时，______冲程将机械能转化为内能，排气冲程排放的废气带走的热是造成“热岛效应”的原因之一。 【答案】(1)热传递 (2)压缩 【详解】（1）道路吸收太阳辐射的热量升温，内能增加，该过程是通过热传递的方式改变内能。 （2）汽油机的四个冲程中，压缩冲程是活塞向上运动压缩气缸内的燃气，对燃气做功，将活塞的机械能转化为燃气的内能。 23．张斌是班里的小发明家，刚刚学了热机的他，制作了如图所示的模型，他在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒内滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后揿动电火花发生器的按钮…… (1)在此过程中，酒精燃烧后的燃气的____________能转化为盒盖的机械能。 (2)汽油机工作过程中的____________冲程与这一实验过程中能量的转化是一致的。 【答案】(1)内 (2)做功 【详解】（1）燃气对外做功，由能量转化规律可知，内能转化为盒盖的机械能。 （2）因汽油机做功冲程的能量转化为内能转化为机械能，故与实验过程一致。 【题型4 汽油机的构造与工作过程】 24．关于汽油机和柴油机，说法正确的是（　　） A．汽油机的输出功率比柴油机大 B．柴油机通过压缩空气直接点燃柴油，而汽油机需要火花塞点火 C．柴油机对空气的压缩程度比汽油机低 D．吸气冲程中，汽油机吸进汽缸的只有空气，柴油机吸进汽缸的是柴油和空气的混合物 【答案】B 【详解】A．一般情况下，柴油机的输出功率比汽油机大，故A错误； BC．柴油机的压缩程度更高，压缩冲程末空气温度更高，通过压缩空气直接点燃柴油，而汽油机需要火花塞点火，故B正确，C错误； D．吸气冲程中，汽油机吸进汽缸的是汽油和空气的混合物，柴油机吸进汽缸的只有空气，故D错误。 故选B。 25．如图为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，如图b为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断错误的是（     ） A．图a中汽缸内的蒸汽推动活塞时，内能减少 B．图a中汽缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力 C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图b中C图所示的工作原理相似 D．图b中汽油机一个工作循环的正确顺序是A→C→B→D 【答案】C 【详解】A．蒸汽推动活塞时，蒸汽对活塞做功，自身内能转化为活塞的机械能，因此蒸汽内能减少，故A正确； B．汽缸内蒸汽膨胀对外做功，推动活塞运动，通过牵引索带动舰载机，为舰载机提供牵引力，故B正确； C．图b的C冲程，两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，能量转化为机械能→内能；而蒸汽弹射是蒸汽内能转化为舰载机的机械能，故C错误； D．图b中汽油机一个工作循环的正确顺序是A→C→B→D，故D正确。 本题选择错误的，故选 C。 26．如图所示为四冲程汽油机的工作示意图。下列说法正确的是（     ） A．图甲中只有空气进入汽缸 B．图乙中喷油嘴喷出雾状汽油 C．图丁中有明显的内能转化为机械能的过程 D．一个工作循环的顺序是甲、丙、乙、丁 【答案】D 【详解】甲图：进气门打开，活塞向下运行，汽缸容积增大，是吸气冲程； 乙图：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； 丙图：气门都关闭，活塞向上运行，汽缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为内能； 丁图：排气门打开，活塞向上运动，汽缸容积减小，是排气冲程。 A．汽油机吸气冲程吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，并非只有空气，故A错误； B．汽油机顶部是火花塞，靠火花塞点火，喷油嘴是柴油机的部件，汽油机没有喷油嘴，故B错误； C．图丁是排气冲程，依靠飞轮惯性排出废气，没有内能转化为机械能的过程，故C错误； D．热机的四个冲程依次是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，即一个工作循环的正确顺序是甲、丙、乙、丁，故D正确。 故选D。 27．如图所示为汽油机的四冲程示意图，下列说法中正确的是（     ） A．一个工作循环的正确顺序是：丁→乙→丙→甲 B．乙冲程中，汽油机吸入气缸的是空气和汽油的混合物 C．甲冲程涉及内能转化为机械能的能量转化过程 D．汽油机主要应用在载重汽车、拖拉机、坦克、火车和轮船上 【答案】B 【详解】由图可知，甲图两气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程；乙图进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，为吸气冲程；丙图进气门关闭、排气门打开，活塞向上运动，为排气冲程；丁图两气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程。 A．汽油机一个工作循环的正确顺序是吸气→压缩→做功→排气，因此是乙→甲→丁→丙，故A错误； B．乙冲程是吸气冲程，汽油机吸入气缸的是空气和汽油的混合物，故B正确； C．甲冲程是压缩冲程，能量转化是机械能转化为内能，故C错误； D．载重汽车、拖拉机、坦克、轮船使用的是柴油机，故D错误。 故选B。 28．某省科技馆新馆正式开馆。小丽响应物理老师号召：利用十一假期走进“科技殿堂”，点亮“智慧之光”。她在馆中看到一台转速为1800r/min的四冲程汽油机，如图所示，它正处在______冲程，若做功冲程一次做功1500J，则这台汽油机的功率是______kW。 【答案】 压缩 22.5 【详解】图中进气门、排气门全部关闭，活塞向上运动，所以是压缩冲程。 四冲程汽油机，曲轴转2圈完成1个工作循环，对外做功1次。转速1800r/min，代表每分钟飞轮转动 1800 圈。 则每分钟做功次数900次。 一次做功1500J，1 分钟总功 汽油机的功率 29．2026年3月28日国产摩托“张雪机车”首次在全球比赛夺冠，打破欧美日数十年垄断。如图所示是一单缸四冲程汽油机工作的冲程示意图，高温高压气体推动活塞对外做功的冲程是_________，飞轮每分钟转2400转，每秒钟完成_________个工作循环。 【答案】 做功冲程 20 【详解】[1]内燃机做功冲程的特点是：两个气门全部关闭，火花塞点火，高温高压气体推动活塞向下运动，对外做功。 [2]飞轮每分钟转2400转，每秒钟转 飞轮转2转，一个工作循环，因此每秒钟完成 30．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，若该单缸内燃机对外做功20次，则飞轮转速是___________r/min。 【答案】 B 2400 【详解】水火箭被推出过程中内能转化为机械能；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、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； 单缸四冲程内燃机每完成1个工作循环，对外做功1次，飞轮转动2圈；已知1 s内对外做功20次，那么1 s内飞轮转动的圈数为 换算为1分钟（60s）的转数。 31．现有一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为2400 r/min，这台汽油机每秒钟内完成________个冲程，则每秒它对外做功________次、飞轮转过________圈。 【答案】 80 20 40 【详解】飞轮的转速为，在一个工作循环中有四个冲程，飞轮转动2圈，对外做功一次，所以此汽油机每秒钟内完成80个冲程；对外做功20次；每秒转40圈。 【题型5 】 32．小红到乡村参加劳动实践，发现农用拖拉机使用的是柴油机，其结构原理如图。下列关于四冲程柴油机的描述正确的是（     ） A．吸气冲程中吸入汽缸的只有空气 B．排气冲程中，进气阀和排气阀都处于打开状态 C．做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的 D．飞轮的转速为1800r/min，则该柴油机每秒做功60次 【答案】A 【详解】A‌．柴油机的吸气冲程中，进气门开启、排气门关闭，活塞向下运动，仅将空气吸入汽缸，柴油是在压缩冲程末由喷油嘴喷入汽缸的，该描述符合四冲程柴油机的工作特征，故A正确； B‌．排气冲程的工作要求是排气阀打开、进气阀关闭，活塞向上运动将汽缸内的废气排出，并非两个阀门都处于打开状态，故B错误； C‌．四冲程柴油机的四个冲程里，只有做功冲程是高温高压燃气推动活塞对外做功，为设备提供动力；吸气、压缩、排气三个辅助冲程才是依靠飞轮的惯性完成的，故C错误； D‌．四冲程柴油机飞轮每转2圈完成一个完整的工作循环，对外做功1次。飞轮转速为1800r/min，换算后为每秒转30圈，因此每秒完成15个工作循环，对外做功15次，并非60次，故D错误。 故选A。 33．关于汽油机与柴油机，下列说法错误的是（     ） A．一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为600r/min，则它每秒钟对外做功10次 B．汽油机采用点燃式点火，柴油机采用压燃式点火 C．一般情况下，柴油机做功冲程中燃气的温度和压强比汽油机大，因而输出的功率更大 D．汽油机吸入气缸的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入气缸的是空气 【答案】A 【详解】A．四冲程汽油机的飞轮每转2圈，完成4个冲程、对外做功1次。飞轮转速，也就是每秒飞轮转10圈，因此每秒对外做功5次，故A错误； B．汽油机顶部是火花塞，采用点燃式点火，柴油机顶部是喷油嘴，依靠压缩空气升温点燃柴油，属于压燃式点火，故B正确； C．柴油机的压缩比远大于汽油机，做功冲程中燃气的温度、压强都更高，因此通常柴油机的输出功率更大，故C正确； D．吸气冲程中，汽油机吸入汽油和空气的混合物，柴油机只吸入空气，柴油是在压缩冲程末由喷油嘴喷入气缸，故D正确。 本题选择错误的，故选A。 34．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．在一个工作循环内，正确的顺序是甲→丙→乙→丁 B．只有丙冲程获得动力，其他冲程都是靠惯性运转的 C．甲图冲程吸入空气和柴油的混合物 D．乙图冲程中只存在着内能转化为机械能的过程 【答案】A 【详解】A．甲图进气门打开、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；乙图两气门关闭、活塞向下运动，为做功冲程；丁图排气门打开、活塞向上运动，为排气冲程。正确顺序为甲→丙→乙→丁，故A正确； B．只有做功冲程（乙）对外做功获得动力，其他三个冲程靠飞轮惯性运转，故B错误； C．柴油机吸气冲程吸入气缸的只有空气，汽油机吸入的才是空气和燃料的混合物，故C错误； D．乙图为做功冲程，柴油燃烧将化学能转化为内能，高温高压燃气推动活塞做功将内能转化为机械能，且活塞运动存在摩擦生热，并非只存在内能转化为机械能，故D错误。 故选A。 35．内燃机分为汽油机和柴油机，它们结构、工作特点略微不同，其中汽油机气缸顶部是__________；柴油机吸气冲程吸的是_________。若飞轮的转速为2400r/min，则该汽油机每秒钟对外做功_______次。 【答案】 火花塞 空气 20 【详解】汽油机气缸顶部是火花塞，而柴油机气缸顶部是喷油嘴； 柴油机吸气冲程吸的是空气，汽油机吸气冲程吸的是汽油和空气的混合物； 若飞轮的转速为2400r/min，则该汽油机每秒钟飞轮转速为 说明该汽油机飞轮每秒转40r，内燃机一个工作循环飞轮转2圈，对外做功1次，故该汽油机每秒对外做功次。 36．如图是四冲程内燃机的某冲程示意图，由图可知，该内燃机是__________（选填“汽油机”或“柴油机”），此时正在进行的是________冲程；与它原理相同的是图______（选填“A”或“B”）所示的演示实验。 【答案】 柴油机 压缩 A 【详解】因气缸顶部有喷油嘴，故该内燃机是柴油机。 图中进气门、排气门均关闭，活塞向上运动，可知此时为压缩冲程。 A图中，用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，是将机械能转化为内能；B图中，对试管中的水加热，水的内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，水蒸气的内能转化为塞子的机械能；柴油机的压缩冲程将机械能转化为内能，因此与压缩冲程原理相同的是A实验。 【题型6 】 37．热机在生产生活中有着广泛应用，为了更好地探究热机工作原理，项目学习小组制作了如图所示的简易热机模型。关于该模型，下列说法正确的是（　　） A．蜡烛燃烧越充分，蜡烛的热值越大 B．蜡烛燃烧过程中，将内能转化为化学能 C．水被加热过程中，其内能是通过做功的方式改变的 D．风扇转动过程中，其能量转化方式与内燃机的做功冲程相同 【答案】D 【详解】A．热值表示燃料完全燃烧放出热量的本领，只与燃料自身有关，与燃料是否燃烧、是否完全燃烧、燃烧多少无关；所以，蜡烛燃烧越充分，蜡烛的热值不变，故A错误； B．蜡烛在燃烧过程中，放出热量，将化学能转化为内能，故B错误； C．水被加热的过程中，水吸收热量，水的温度升高内能增大，这是通过热传递的方式改变内能的，故C错误； D．风扇在转动过程中，将内能转化为机械能；内燃机的做功冲程也是将内能转化为机械能，两者能量转化方式相同，故D正确。 故选D。 38．跨学科实践：制作简易热机模型。如图所示，易拉罐里盛有适量的水，用酒精灯加热使罐内水沸腾，中性笔管口冒出的蒸汽推动小风扇转动。下列说法正确的是（　　） A．罐中水的内能增大是通过做功方式实现的 B．此热机从工作方式和分类上看属于内燃机 C．水在沸腾时不断吸热，温度升高，内能增大 D．蒸汽使风扇转动过程与汽油机做功冲程类似 【答案】D 【详解】A．酒精灯加热罐内的水，是通过热传递的方式增大水的内能，不是做功，故A错误。 B．内燃机的定义是燃料在机器内部燃烧做功，该模型中酒精在易拉罐外燃烧，依靠喷出的蒸汽对外做功，不属于内燃机，故B错误。 C．水沸腾的特点是持续吸热，温度保持沸点不变，内能增大但温度不升高，故C错误。 D．蒸汽推动风扇转动，是将内能转化为机械能；汽油机的做功冲程也是将内能转化为机械能，二者原理类似，故D正确。 故选D。 39．图为小明制作的简易热机模型：在易拉罐中装入适量水，瓶口密封并插一根吸管，吸管出口正对小风扇叶片。点燃易拉罐下方的蜡烛，罐内水受热后，水蒸气从吸管喷出，推动小风扇转动。关于此过程，下列说法正确的是（　　） A．罐内的水是通过做功的方式增大内能的 B．该过程中，水蒸气的内能转化为小风扇的机械能 C．蜡烛燃烧时，其热值会随剩余质量减少而变小 D．若尽可能减少热量散失，该热机模型的效率能达到100% 【答案】B 【详解】A．罐内的水吸收蜡烛燃烧放出的热量，温度升高，内能增大，故是通过热传递的方式增大内能的，故A错误； B．罐内水受热后，水蒸气从吸管喷出，推动小风扇转动，故该过程中，将水蒸气的内能转化为小风扇的机械能，故B正确； C．热值是燃料的一种特性，大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量、是否燃烧等无关，故蜡烛燃烧时，质量减小，但热值不变，故C错误； D．因为加热过程中，不可避免地会有热量散失，并且废气也要带走一部分热量，故该热机模型的效率不可能达到100%，故D错误。 故选B。 40．同学们在进行跨学科实践活动——制作简易热机模型时，有同学制作了如图的简易汽轮机模型，它是把内能转化为___________能的装置。请根据你的制作过程和心得回答：如果要使蒸汽的推力更大，可以采取的措施是___________；使用酒精灯加热比使用蜡烛加热的好处是___________。（蜡的热值约为，酒精的热值约为） 【答案】 机械 增大酒精灯火焰 酒精燃烧更充分，热量利用率更高 【详解】[1]简易汽轮机属于热机，将内能转化为机械能。 [2]由蒸汽推力随蒸汽压强增大而增大可知，可通过增大酒精灯火焰，使更多水汽化，提高罐内蒸汽压强，从而增大蒸汽推力。 [3]蜡的热值虽更大，但蜡烛燃烧不完全、热量损失多，酒精燃烧更充分，热量利用率更高，故使用酒精灯加热效果更好。 41．跨学科实践：制作简易热机模型—“蒸汽船”模型。用蜡烛对铜制容器底部加热，水变热是通过___________方式来改变水的内能的（选填“做功”或“热传递”）。一段时间后容器向右喷出蒸汽，“蒸汽船”就会向左行驶，“蒸汽船”运动时能量转化是___________，其能量转化与热机___________冲程相同。 【答案】 热传递 内能转化为机械能 做功 【详解】[1]蜡烛对铜制容器底部加热导致容器内水温升高，这是通过热传递的方式改变水的内能。 [2][3]当管向右喷蒸汽时，“蒸汽船”由于获得机械能而向左运动，这个过程中消耗了内能，故“蒸汽船”运动时能量转化是内能转化为机械能。热机的做功冲程也是将内能转化为机械能，故二者能量转化相同。 42．1776年，瓦特对蒸汽机进行了重大改良，使热机效率大幅提升，有力地推动了第一次工业革命。学校科技兴趣小组开展了研究制作一个简易热机模型的项目化活动。 【项目提出】制作简易热机模型 【项目分析】热机的工作原理是什么？热机包含哪些主要装置？ 【项目实施】 (1)制作叶轮：取一个空易拉罐，剪下一块圆形片，将圆形金属片剪成螺旋桨的形状。在金属片中心钻孔，用铁丝穿过小孔，并将铁丝固定在立柱上，如图甲。 组装“汽轮机”：在另一个易拉罐盖上打个孔，倒出饮料后往其内部装入半罐水，如图乙：用铁丝制作支架，最后组装器材，如图丙，该“汽轮机”属于______（选填“内燃机”或“外燃机”）。 (2)“汽轮机”工作：点燃固体酒精，加热易拉罐中的水直至沸腾，当孔周围出现大量的“白气”时，再将叶轮移到正对孔的位置。该“汽轮机”工作时，图丙中的水蒸气的______能转化为叶轮的______能，这是通过______的方式改变水蒸气能量。 【展示交流】 (3)小组同学发现，该“汽轮机”工作时，叶轮转动断断续续，根据这一现象，请你提出一条改进措施：____________________________________。 (4)小组同学在测试过程中，发现加热很长时间后，叶轮才开始转动。针对此情况，可行的改进方法是_____________________________________。 【答案】(1)外燃机 (2) 内 机械 做功 (3)将易拉罐盖上的单孔改为多个对称的小孔，让蒸汽持续稳定喷出 (4)增大水的初始温度 【详解】（1）内燃机的燃料是在汽缸内部燃烧的，这个简易装置里固体酒精在装水的易拉罐外部燃烧加热水，属于燃料在工作腔室外燃烧的热机，因此是外燃机。 （2）高温水蒸气冲击叶轮时，水蒸气的内能对外做功，转化为叶轮的机械能；这个过程中水蒸气自身能量减少，是通过对外做功的方式改变自身内能。 （3）叶轮断断续续转动，是因为喷出的蒸汽气流不稳定、不持续，通过增加出汽孔数量、优化密封减少蒸汽泄漏等方式，可以让蒸汽持续稳定喷出，解决转动断续的问题，其他合理的方案也可以。 （4）加热很久叶轮才转动，是因为水升温至沸腾产生足够蒸汽的耗时太长，增大水的初始温度可以缩短水沸腾的时间，加快蒸汽产生的速度，其他合理的提速加热的方案也符合要求。 43．跨学科实践：制作简易汽轮机模型 【项目提出】 热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制作简易汽轮机模型。 【项目实施】 (1)设计并制作：设计方案如图所示。向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用橡皮泥将罐的开口处____________________。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的____________________。 (2)测试实验：点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 实验改进：同学们在测试过程中，发现加热很长时间后，扇叶才开始转动，这是因为____________________。 【项目拓展】 (3)同学交流过程中，有同学设想：用凹面镜会聚太阳光替代酒精灯加热易拉罐，制成一个“太阳能蒸汽机”。请你认为这个“太阳能蒸汽机”的优势是______________________________。（写出一条即可） 【答案】(1) 密封 扇叶 (2)加热时间不足，无法产生足够的水蒸气 (3)清洁无污染 【详解】（1）如果易拉罐开口处不密封，罐内产生的蒸汽会从缝隙泄漏，无法从笔管集中喷出，所以需要用橡皮泥将开口处密封，保证罐内气压升高后蒸汽只能从笔的尖端喷出。 将喷出的蒸汽对准小风扇的扇叶，蒸汽的冲击力才能作用在叶片上，推动扇叶转动。 （2）酒精灯加热时，需要先让易拉罐本身吸热升温，再让罐内的水吸热升温、达到沸点，持续沸腾才能产生足量、流速足够大的蒸汽，蒸汽的动能大到可以推动扇叶转动时，扇叶才会开始运动，因此需要较长的预热时间。 （3）用凹面镜会聚太阳光替代酒精灯加热易拉罐，不会产生燃烧废气，更加节能环保。 2 / 30 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 热机与能量的转化与守恒 【人教版（2024）： 九年级全一册】 题型归纳 【题型1 能量的转化与转移】 1 【题型2 能量守恒定律】 3 【题型3 热机工作过程中的能量转化】 5 【题型4 汽油机的构造与工作过程】 6 【题型5 柴油机的构造与工作过程】 8 【题型6 制作简易热机模型】 9 【题型1 与转移】 1．火箭升空过程蕴含多种能量之间的转化，下列说法正确的是（     ） A．燃料燃烧的过程内能转化为化学能 B．火箭加速升空的过程内能转化为机械能 C．火箭加速升空的过程动能转化为重力势能 D．火箭与大气摩擦内能转化为机械能 2．晋城司徒小镇非遗大秀“打铁花”，是科技与美学的完美融合。表演中，生铁被加热至以上熔为铁水，高温铁水击向高空后迅速散成微小颗粒，在空中飞舞闪烁，形成“铁水泼天、星河倾落”的壮观景象。下列关于打铁花的说法正确的是（     ） A．生铁化为铁水的过程中，内能不变 B．生铁化为铁水的过程中所含热量增加 C．落下的微小颗粒不会烫伤人，原因之一是铁的比热容大，降温快 D．高温铁水在空中闪烁发光时，将内能转化为光能 3．我国发射的“中华”号探测器并在月球着陆。如图所示为月球车在月球上的效果图。月球车有提供电力的太阳能帆板和宽大的“大脚”，在阳光的照射下月球车在月球表面留下了影子，以下说法错误的是（     ） A．月球车在刹车时不能马上停下来是因为受到惯性作用 B．月球上的昼夜温差大，是因为月球表面砂石的比热容小 C．“大脚”的面积较大，可以减小探测器对月球表面的压强 D．太阳能帆板可以将太阳能转化为电能 4．“多米诺骨牌”是一项有趣的活动，按一定距离排列的骨牌，轻轻推倒第一块小木板就会产生连锁反应，使最后一块大木板被推倒，如图所示，下列说法中正确的是（     ） A．骨牌在倒下时将动能转化成重力势能 B．说明了利用较少的能量可以产生较多的能量 C．整个过程机械能逐渐减小，转化成了内能 D．永动机不能实现，因为机械能是守恒的 5．下列事例中，关于能量转化的说法正确的是（     ） A．用电饭锅煮饭，电能转化为内能 B．植物的光合作用，光能转化为内能 C．充电宝充电过程，化学能转化为电能 D．电风扇工作过程，机械能转化为电能 6．2026年9月24日，第十四届环鄱阳湖国际自行车大赛第五站在鹰潭龙虎山举行。自行车轮胎与赛道地面剧烈摩擦，轮胎表面温度升高，这是通过___________的方式改变轮胎的内能；在此过程中，___________能转化为内能。 7．如图所示，火箭发射升空时，其机械能不断增加，在这个过程中_____能转化为机械能。我们看见的火箭刚点燃时周围大量的“白气”是先_______后_______形成的。（均填物态变化名称） 8．自然界中的各种现象都是互相联系的。科学家们经过长期探索，发现能量转化非常普遍。在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。如图所示，电加热器在工作时，把______能转化为______能；电灯在工作时，把______能转化为______能。 【题型2 】 9．有关能量守恒定律，下列说法中正确的是（     ） A．能量在转移和转化的过程中，各种形式的能量的总量不变 B．物体在做功的过程中，如果有摩擦力存在能量就不守恒 C．“ 摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律 D．根据能量守恒定律，可以制造出“永动机” 10．关于能量的转化和守恒，下列说法正确的是（　　） A．能量可以凭空产生 B．不需要消耗任何能量就能永远运动的机器是可能制成的 C．滚摆上升过程中，动能转化为重力势能 D．能量守恒定律不适用于内燃机 11．如图所示，小芳学了能量守恒后设计的一个小蒸汽轮机。下列说法正确的是 （     ） A．喷嘴的“白气”是水蒸气汽化形成的 B．如果没有能量补充，轮子最终会停下 C．水蒸气的机械能转化为轮子的内能 D．轮子的转动说明永动机是可以实现的 12．有人设计出如图所示的“永动机”，认为小球的重力势能和动能之间会不断地相互转化，从而实现“永动”，根据你所学的知识，能判断下列说法正确的是（     ） A．这款永动机没有重力势能和动能之间的转化 B．这款永动机能实现“永动”是因为机械能守恒 C．即使科学技术不断发展永动机也不可能实现 D．按照能量守恒定律，永动机是可能被制造的 13．如图所示，轻轻推倒第一块小木板就会产生连锁反应，使最后一块大木板被推倒。有人认为，实验说明了用很少的能量可以产生较多的能量，所以能量守恒定律不成立，该说法________ （选填“正确”或“不正确”），该连锁反应过程中木块的机械能___________ （选填“守恒”或“不守恒”）。 14．如图所示，是一款钢珠“永动机”艺术摆件。当钢珠由轨道A点释放后，钢珠会沿图中轨迹循环往复运动。你认为钢珠在往复运动过程中，__________（选填“需要”或“不需要”）消耗其他形式的能量，此摆件工作时__________（选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 15．如图所示，是一种设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，使叶片转动来对外做功，同时带动抽水机将水从低处抽到高处，从而循环工作。水流从高处流下时，水的重力势能转化为水的______能；水流冲击叶片转动时，水的动能______（选填“转移”或“转化”）到叶片；叶片转动，把水从低处抽到高处时，叶片的动能转化为水的______能。在周而复始的转化过程中，各部件之间由于摩擦，会使得机械能转化为______能，装置的机械能越来越______，所以永动机______（选填“能够”或“不能”）永远转动下去。 【题型3 热机工作过程中的能量转化】 16．如图是课外兴趣小组制作的“蒸汽船”模型，在铜制容器中盛有一定量的水之后安装在“船体”上，用蜡烛对铜质容器底部加热，一段时间后铜质容器内水温升高产生蒸汽，铜管会向右喷出蒸汽，“蒸汽船”就会向左行驶，下列说法正确的是（　　） A．水变热是因为内能转化为化学能 B．“蒸汽船”运动时能量转化与热机做功冲程相同 C．水在沸腾时会有热量的散失，所以能量不守恒 D．“蒸汽船”在向左运动时主要将机械能转化为内能 17．内燃机做功冲程中能量转化是（　　 ） A．机械能→内能 B．内能→机械能 C．化学能→内能 D．内能→化学能 18．下列过程中，属于机械能转化为内能的是（　　） A．水蒸气顶开壶盖 B．热水袋取暖 C．给自行车轮胎打气时，气筒壁发热 D．内燃机的做功冲程 19．关于单缸四冲程汽油机，下列说法正确的是（     ） A．加润滑油可以增大汽油机零部件间的摩擦 B．若飞轮的转动速度为1200r/min，则该汽油机每秒钟对外做功40次 C．压缩冲程将内能转化为机械能 D．除做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的 20．内燃机的四个冲程分别是吸气冲程、压缩冲程、________冲程、________冲程；其中将机械能转化为内能的是________冲程。 21．2026年3月30日，力箭二号遥一运载火箭在东风商业航天创新试验区成功首飞，将多颗卫星送入预定轨道。火箭升空时，燃料燃烧产生的高温高压燃气向后高速喷出。 (1)火箭发射时高温高压的燃气从尾部喷出；火箭获得向上推力，这个过程中的能量转化与热机的________冲程相同。 (2)航天员在太空中有效的锻炼方式是________（选填“跳绳”、“举重”或“拉力器”）。 22．城市“热岛效应”指的是中心城区的气温明显高于郊区的现象。 (1)城市中的道路在日照下升温，这是通过______的方式改变道路的内能。 (2)汽车的汽油机在工作时，______冲程将机械能转化为内能，排气冲程排放的废气带走的热是造成“热岛效应”的原因之一。 23．张斌是班里的小发明家，刚刚学了热机的他，制作了如图所示的模型，他在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒内滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后揿动电火花发生器的按钮…… (1)在此过程中，酒精燃烧后的燃气的____________能转化为盒盖的机械能。 (2)汽油机工作过程中的____________冲程与这一实验过程中能量的转化是一致的。 【题型4 汽油机的构造与工作过程】 24．关于汽油机和柴油机，说法正确的是（　　） A．汽油机的输出功率比柴油机大 B．柴油机通过压缩空气直接点燃柴油，而汽油机需要火花塞点火 C．柴油机对空气的压缩程度比汽油机低 D．吸气冲程中，汽油机吸进汽缸的只有空气，柴油机吸进汽缸的是柴油和空气的混合物 25．如图为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，如图b为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断错误的是（     ） A．图a中汽缸内的蒸汽推动活塞时，内能减少 B．图a中汽缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力 C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图b中C图所示的工作原理相似 D．图b中汽油机一个工作循环的正确顺序是A→C→B→D 26．如图所示为四冲程汽油机的工作示意图。下列说法正确的是（     ） A．图甲中只有空气进入汽缸 B．图乙中喷油嘴喷出雾状汽油 C．图丁中有明显的内能转化为机械能的过程 D．一个工作循环的顺序是甲、丙、乙、丁 27．如图所示为汽油机的四冲程示意图，下列说法中正确的是（     ） A．一个工作循环的正确顺序是：丁→乙→丙→甲 B．乙冲程中，汽油机吸入气缸的是空气和汽油的混合物 C．甲冲程涉及内能转化为机械能的能量转化过程 D．汽油机主要应用在载重汽车、拖拉机、坦克、火车和轮船上 28．某省科技馆新馆正式开馆。小丽响应物理老师号召：利用十一假期走进“科技殿堂”，点亮“智慧之光”。她在馆中看到一台转速为1800r/min的四冲程汽油机，如图所示，它正处在______冲程，若做功冲程一次做功1500J，则这台汽油机的功率是______kW。 29．2026年3月28日国产摩托“张雪机车”首次在全球比赛夺冠，打破欧美日数十年垄断。如图所示是一单缸四冲程汽油机工作的冲程示意图，高温高压气体推动活塞对外做功的冲程是_________，飞轮每分钟转2400转，每秒钟完成_________个工作循环。 30．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，若该单缸内燃机对外做功20次，则飞轮转速是___________r/min。 31．现有一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为2400 r/min，这台汽油机每秒钟内完成________个冲程，则每秒它对外做功________次、飞轮转过________圈。 【题型5 】 32．小红到乡村参加劳动实践，发现农用拖拉机使用的是柴油机，其结构原理如图。下列关于四冲程柴油机的描述正确的是（     ） A．吸气冲程中吸入汽缸的只有空气 B．排气冲程中，进气阀和排气阀都处于打开状态 C．做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的 D．飞轮的转速为1800r/min，则该柴油机每秒做功60次 33．关于汽油机与柴油机，下列说法错误的是（     ） A．一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为600r/min，则它每秒钟对外做功10次 B．汽油机采用点燃式点火，柴油机采用压燃式点火 C．一般情况下，柴油机做功冲程中燃气的温度和压强比汽油机大，因而输出的功率更大 D．汽油机吸入气缸的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入气缸的是空气 34．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．在一个工作循环内，正确的顺序是甲→丙→乙→丁 B．只有丙冲程获得动力，其他冲程都是靠惯性运转的 C．甲图冲程吸入空气和柴油的混合物 D．乙图冲程中只存在着内能转化为机械能的过程 35．内燃机分为汽油机和柴油机，它们结构、工作特点略微不同，其中汽油机气缸顶部是__________；柴油机吸气冲程吸的是_________。若飞轮的转速为2400r/min，则该汽油机每秒钟对外做功_______次。 36．如图是四冲程内燃机的某冲程示意图，由图可知，该内燃机是__________（选填“汽油机”或“柴油机”），此时正在进行的是________冲程；与它原理相同的是图______（选填“A”或“B”）所示的演示实验。 【题型6 】 37．热机在生产生活中有着广泛应用，为了更好地探究热机工作原理，项目学习小组制作了如图所示的简易热机模型。关于该模型，下列说法正确的是（　　） A．蜡烛燃烧越充分，蜡烛的热值越大 B．蜡烛燃烧过程中，将内能转化为化学能 C．水被加热过程中，其内能是通过做功的方式改变的 D．风扇转动过程中，其能量转化方式与内燃机的做功冲程相同 38．跨学科实践：制作简易热机模型。如图所示，易拉罐里盛有适量的水，用酒精灯加热使罐内水沸腾，中性笔管口冒出的蒸汽推动小风扇转动。下列说法正确的是（　　） A．罐中水的内能增大是通过做功方式实现的 B．此热机从工作方式和分类上看属于内燃机 C．水在沸腾时不断吸热，温度升高，内能增大 D．蒸汽使风扇转动过程与汽油机做功冲程类似 39．图为小明制作的简易热机模型：在易拉罐中装入适量水，瓶口密封并插一根吸管，吸管出口正对小风扇叶片。点燃易拉罐下方的蜡烛，罐内水受热后，水蒸气从吸管喷出，推动小风扇转动。关于此过程，下列说法正确的是（　　） A．罐内的水是通过做功的方式增大内能的 B．该过程中，水蒸气的内能转化为小风扇的机械能 C．蜡烛燃烧时，其热值会随剩余质量减少而变小 D．若尽可能减少热量散失，该热机模型的效率能达到100% 40．同学们在进行跨学科实践活动——制作简易热机模型时，有同学制作了如图的简易汽轮机模型，它是把内能转化为___________能的装置。请根据你的制作过程和心得回答：如果要使蒸汽的推力更大，可以采取的措施是___________；使用酒精灯加热比使用蜡烛加热的好处是___________。（蜡的热值约为，酒精的热值约为） 41．跨学科实践：制作简易热机模型—“蒸汽船”模型。用蜡烛对铜制容器底部加热，水变热是通过___________方式来改变水的内能的（选填“做功”或“热传递”）。一段时间后容器向右喷出蒸汽，“蒸汽船”就会向左行驶，“蒸汽船”运动时能量转化是___________，其能量转化与热机___________冲程相同。 42．1776年，瓦特对蒸汽机进行了重大改良，使热机效率大幅提升，有力地推动了第一次工业革命。学校科技兴趣小组开展了研究制作一个简易热机模型的项目化活动。 【项目提出】制作简易热机模型 【项目分析】热机的工作原理是什么？热机包含哪些主要装置？ 【项目实施】 (1)制作叶轮：取一个空易拉罐，剪下一块圆形片，将圆形金属片剪成螺旋桨的形状。在金属片中心钻孔，用铁丝穿过小孔，并将铁丝固定在立柱上，如图甲。 组装“汽轮机”：在另一个易拉罐盖上打个孔，倒出饮料后往其内部装入半罐水，如图乙：用铁丝制作支架，最后组装器材，如图丙，该“汽轮机”属于______（选填“内燃机”或“外燃机”）。 (2)“汽轮机”工作：点燃固体酒精，加热易拉罐中的水直至沸腾，当孔周围出现大量的“白气”时，再将叶轮移到正对孔的位置。该“汽轮机”工作时，图丙中的水蒸气的______能转化为叶轮的______能，这是通过______的方式改变水蒸气能量。 【展示交流】 (3)小组同学发现，该“汽轮机”工作时，叶轮转动断断续续，根据这一现象，请你提出一条改进措施：____________________________________。 (4)小组同学在测试过程中，发现加热很长时间后，叶轮才开始转动。针对此情况，可行的改进方法是_____________________________________。 43．跨学科实践：制作简易汽轮机模型 【项目提出】 热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制作简易汽轮机模型。 【项目实施】 (1)设计并制作：设计方案如图所示。向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用橡皮泥将罐的开口处____________________。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的____________________。 (2)测试实验：点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 实验改进：同学们在测试过程中，发现加热很长时间后，扇叶才开始转动，这是因为____________________。 【项目拓展】 (3)同学交流过程中，有同学设想：用凹面镜会聚太阳光替代酒精灯加热易拉罐，制成一个“太阳能蒸汽机”。请你认为这个“太阳能蒸汽机”的优势是______________________________。（写出一条即可） 2 / 30 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $