人教版九年级物理暑假专练：热机（原卷版+解析）

第04讲热机

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学习目标

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1.了解热机及其工作原理；

2.掌握汽油机的构造和工作过程;

3.区分汽油机和柴油机的异同点。

||雷基础知识

---------------------lllllllllllllllllllllllilllllllllllllllll-----------------------

一、热机

1.探究实验一：热机工作原理

【实验现象】如图所示，在试管中装一些水，用橡皮塞塞住试管口，固定在铁架台上，用酒精灯给试

管加热，水沸腾后，水蒸气会把橡皮塞冲出去，试管口观察到大量“白雾”出现。

【实验分析】酒精燃烧释放出热量(化学能转化为内能)，通过热传递将一部分内能转移给水，水的

内能增加，温度升高，产生大量水蒸气。水蒸气越来越多，对橡皮塞的压力越来越大，最后将橡皮塞冲出，

这时水蒸气对橡皮塞做功。同时，水蒸气内能减小，温度降低，水蒸气液化成小水滴，在试管口可以观察

到“白雾”。

【探究归纳】该实验装置就是一个简单的热机。其工作过程是：燃料燃烧，化学能转化为内能，一部

分内能通过热传递方式传递给工作物质一水，水内能增大，温度升高，产生大量水蒸气，水蒸气将橡皮塞

冲出，水蒸气内能转化为橡皮塞机械能。

【特别提醒】

(1)实验时，橡皮塞不要塞得太紧，否则橡皮塞不易冲出，可能因试管气压太大导致试管炸裂而伤到

人；

(2)试管口不能对着人，以防试管内的水沸腾时冲出试管口伤到人。

利用内能的两种方式

(1)利用内能加热；

(2)利用内能做功。

其中利用内能加热是内能转移过程，利用内能做功是内能转化过程。

2.热机

(1)定义：利用内能做功的机械叫热机。汽车、轮船和飞机等的发动机都是利用燃烧燃料释放的内能

做功的装置，都是热机。

(2)热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。它们构造不同，但它们有一个共同特

点，那就是利用内能做功。

(3)内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机

和柴油机两类。

二、汽油机

1.工作原理

利用气缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。

2.构造

(1)主要结构：如图所示，汽油机的主体是气缸。气缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有

活塞，活塞通过连杆与曲轴相连。

(2)冲程：活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。

利用气缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。

(3)试管实验与汽油机构造比较：如图。

3.工作过程

(1)汽油机的一个工作循环：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。通过四个冲程的不断循环来

连续工作。

次序1234

冲程吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程

工作耳g

示意图

11

气门开闭进开、排闭进闭、排闭进闭、排闭进闭、排开

活塞运动

向下向上向下向上

方向

曲轴的运

半周半周半周半周

动

相同原理

的实验1

i_1

火花塞产生电火花，使燃

料猛烈燃烧，产生高温高

压缩空气和汽油的压气体，高温高压气体推

个冲程的吸入汽油和空气的混合

混合物，使其内能增动活塞向下运动，带动曲排出废气

作用物

力口、温度升高轴转动，对外做功

能的转化机械能转化成内能内能转化成机械能

说明1个工作循环，包含4个冲程，活塞往复运动2次，曲轴和飞轮运转2周，对外做功1次

【特别提示】

判断内燃机处于哪个工作冲程应抓住两点：一是气门的开与关；二是活塞的运动方向。有火花塞的就

是做功冲程，两个气门都关闭，也无火花塞，就是压缩冲程，若是吸气冲程，进气门打开，排气冲程，排

气门打开。

①汽油机在开始工作时，要靠外力先使曲轴、连杆转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动以后，汽油机

才能连续工作；

②在汽油机的一个工作循环中，包含4个冲程，活塞往复运动两次(两圈)，曲轴转动两周，对外做功一

次,巧记为“4-2-2T”；

③在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为机械能，其他三个冲程是靠飞轮的惯性来

完成的，故飞轮的质量要足够大；

④在没有特别说明情况下，四冲程指的是单缸四冲程。

三、柴油机

1.工作原理

利用柴油在气缸内燃烧所产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。

2.构造

3.汽油机和柴油机的异同点:

不同点相同点

项目汽油机柴油机

(1)构造基本

构造汽缸顶部有火花塞汽缸顶部有喷油嘴相同都是燃料

压缩冲程末由喷油嘴向汽缸内喷雾在气缸内燃烧，

点火压缩冲程末由火花塞放出电火花点燃，

状柴油遇到高温高压的空气自动燃都是内燃机。

方式称点燃式

烧，称压燃式

燃料汽油、吸气冲程吸进汽油和空气混合物柴油、吸气冲程吸进汽缸的只是空气

(2)都将内能

压缩冲程末气体体积被压缩为吸进体压缩冲程末气体体积被压缩为吸进

压缩比转化为机械能。

积的1/9至1/6体积的1/22至1/16

做功冲程初燃气压强为30至50个大做功冲程初燃气压强为5。至100

做功气压，温度2000℃至2500℃,高温个大气压，温度1700℃至2000℃,

高压的气体推动活塞做功高温高压的气体推动活塞做功（3）每一个工

作循环都是由

效率效率较低20%至30%效率较高30%至45%

吸气、压缩、做

笨重，多用于拖拉机、载重汽车、轮

用途轻便，多用于汽车、飞机、小型农机具功、排气四个冲

船等重型机械

程组成。

Q考点剖析

—llllllllllltlllllllllllllllllllHIIIIIIII-----------

考点一：热机

角度:1:种类判断

［、例1.下列交通工具中，没有利用热机的是（）

A.蒸汽火车B.飞机C.轮船D.电动车

角度2：工作工程能量转化

2.用酒精灯给试管中的水加热，如图所示，在软木塞被冲出试管口的过程中，下列说法正确的

是（）

A.水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能增大

B.水蒸气的内能转化为软木塞的机械能

C.软木塞的机械能转化为水蒸气的内能

D.能量的转化形式与热机压缩冲程能量转化相同

角度3：热机与环境保护

在2）例3.以内燃机为动力的各种机械，在人类生产生活中应用极为广泛.从轮船、火车，到拖拉机、

摩托车等，它们的动力大都来源于内燃机.它们虽然在构造上略有差异，但工作原理都是一样的，下面对

内燃机的有关叙述，错误的是（）

A.内燃机是内能转化为机械能的装置

B.内燃机用水冷却，是因为水的比热容大

C.它排出的废气无污染，是一种环保型的机器

D.内燃机靠产生的高温、高压气体做功

考点二：内燃机

角度1:汽油机构造和工作过程

例4.神舟飞船穿越大气层返回地面时，与大气层摩擦，将机械能转化为,这与_____图所

示汽油机的冲程一致（选填“甲”或“乙”）。

角度2：采油机与汽油机的联系

「、例5.单缸四冲程柴油机，做功冲程将能转化为能。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，立刻向汽缸内喷

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，这样燃烧同样多的燃料获得了更

多的机械能，提高了热机的效率。为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是—冲程。

角度3：内燃机能量转化问题

例&关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法

①在做功冲程中，是机械能转化为内能；

②在压缩冲程中，是机械能转化为内能

③在一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次；；

④汽油机的点火方式与柴油机不同，汽油机的点火方式是压燃式。

以上说法中正确的是（）

A.①③B.②③C.②③④D.③④

角度4：冲程计算

例7.如图所示是某单缸四冲程汽油机的冲程；若该汽油机飞轮的转速为3000r/kW-h,每1

秒钟对外做功次。

考点三：内燃机

角度1:汽油机的构造

［、］例8.2022年3月，我国最大推力的氢氧发动机在北京完成首次试车。氢氧发动机为火箭腾飞提

供“硬核”动力，结构简图如图。

（1）为便于运输和储存，通常采用降温和压缩体积的方式将氢气和氧气（填物态变化名称）后分别

储存于火箭的液氢贮箱和液氧贮箱；

（2）燃料燃烧产生的高温高压气体，使发动机对火箭持续做功，直至上升到特定轨道，该过程中能量的转

1.（2022・四川达州•统考中考真题）热学世界真了不起，揭开了隐藏在物质世界深处的秘密，瓦特发明的

蒸汽机推动了第一次工业革命……。下列有关热现象描述正确的是（）

A.物体吸收热量后内能一定增大，温度一定升高

B.不同物质组成的质量相同的物体，放出同样多的热量时，降温较多的物体其物质比热容较大

C.柴油机在吸气冲程中吸入汽缸的是柴油和空气的混合物

D.登山运动员在高山上用高压锅煮饭，是因为高山上气压小，液体沸点低，米饭不易煮熟

2.（2022•江苏镇江•统考中考真题）水烧开时产生的水蒸气将壶盖顶起，汽油机的四个冲程中，能量转化

与之相同的是（）

3.（2022・湖南湘潭•统考中考真题）如图，蒸粽子时，锅盖被水蒸气顶起而发生“跳动”，下列说法正确的是

()

A.水沸腾时，温度继续升高

B.蒸锅烫手，因为它含有的温度多

C.闻到粽香，说明加热后分子才运动

D.水蒸气顶起锅盖过程的能量转化与内燃机做功冲程相似

4.（2022•广西梧州•统考中考真题）2022年6月5日，中国载人航天飞船神舟十四号发射成功。如图所示,

飞船在空中加速上升时的能量转化情况是（）

A.飞船的动能转化为重力势能，动能减小

B.飞船的重力势能转化为动能，重力势能减小

C.燃料燃烧产生的内能转化为飞船的机械能

D.没有发生能量的转化，飞船的机械能不变

5.（2022.内蒙古赤峰.统考中考真题）汽油机的四个冲程中，哪个冲程存在着化学能转化为内能的过程（）

6.（2022•辽宁朝阳・统考中考真题）如图所示，将水加热至沸腾后，塞子被冲出，此过程的能量转化方式

与汽油机的冲程相同。若单缸四冲程汽油机飞轮转速为1200r/min,则1s内完成__________个冲

程。

7.（2022.湖南张家界.统考中考真题）如图是汽油机工作过程中的冲程。一单缸四冲程汽油

机的飞轮转速是3600r/min,则该汽油机每秒内对外做功次。

8.（2022.广西玉林.统考中考真题）如图所示是一台四冲程内燃机的（选填“压缩”或“做功”）冲程,

这个冲程是通过（选填“做功”或“热传递”）的方式改变汽缸内气体的内能。

9.（2022•辽宁锦州•统考中考真题）2022年6月5日10时44分，搭载着神舟十四号载人飞船的长征二号

F火箭成功发射。火箭起飞过程中，以发射塔为参照物，火箭是（选填“运动”或“静止”）的；火箭喷

气发动机将燃料燃烧后燃气的内能转化为能，此能量转化过程与四冲程汽油机的冲程相同。

|］昼过关检ST）

-------------------llllllillllilllllllllllllllllllllllllllll------------------------

1.水烧开时，产生的水蒸气可以将壶盖顶起。汽油机的四个冲程中，能量转化与之相同的是（）

A.做功冲程B.压缩冲程

C.吸气冲程D.排气冲程

2.下列说法中不正确的是（）

A.汽油机采用“点燃式”方式点火

B.用水作汽车冷却剂是利用了水的比热容大的特点

C.“破镜不能重圆”说明分子间斥力太大了

D.中秋期间，育才校园金桂飘香，能闻到桂花香是由于分子在不停地做无规则运动

3.下列工具工作过程中使用热机的是（）

A.“山东舰”上的战斗机B.奥运会上的帆船C.共享单车D.电动新能源汽车

4.如图是四冲程汽油机工作示意图。其中使汽车获得动力的冲程是（）

5.有一个转速为3600r/min的四冲程汽油机，如图所示，为该汽油机某冲程的示意图，则下列说法不正确

的是（）

A.汽油机的效率越高，做功越快

B.这是汽油机的压缩冲程，机械能转化为内能

C.汽油机的该冲程是靠飞轮惯性完成的

D.汽油机正常工作时，1s对外做功30次

6.如图所示，陨石在大气层中坠落时会发热发光而成为流星，这是通过的方式，将陨石的机

械能转化为陨石的内能。一台单缸四冲程汽油机，如图所示，汽油机正处于冲程。

7.如图所示是某单缸四冲程汽油机某冲程，此过程中燃料混合物的内能（填“增加”、“不变”或“减少”）；

热机中用水对汽缸冷却，其散热方式主要是通过（填“做功”或“热传递”）方式实现的。

8.汽油机的工作过程由吸气、、做功、排气四个冲程组成，其中将内能转化为机械能的是冲

程，其他三个冲程都是靠飞轮的来完成的。

9.如图所示，将水加热至沸腾后，塞子被冲出，此过程的能量转化方式与汽油机的冲程相同。若单

缸四冲程汽油机1S内对外做功25次，则其飞轮转速为r/min。

第04讲热机

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学习目标

4.了解热机及其工作原理；

5.掌握汽油机的构造和工作过程;

6.区分汽油机和柴油机的异同点。

1隼।基础知£

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一、热机

1.探究实验一：热机工作原理

【实验现象】如图所示，在试管中装一些水，用橡皮塞塞住试管口，固定在铁架台上，用酒精灯给试

管加热，水沸腾后，水蒸气会把橡皮塞冲出去，试管口观察到大量“白雾”出现。

【实验分析】酒精燃烧释放出热量(化学能转化为内能)，通过热传递将一部分内能转移给水，水的

内能增加，温度升高，产生大量水蒸气。水蒸气越来越多，对橡皮塞的压力越来越大，最后将橡皮塞冲出，

这时水蒸气对橡皮塞做功。同时，水蒸气内能减小，温度降低，水蒸气液化成小水滴，在试管口可以观察

到“白雾”。

【探究归纳】该实验装置就是一个简单的热机。其工作过程是：燃料燃烧，化学能转化为内能，一部

分内能通过热传递方式传递给工作物质一水，水内能增大，温度升高，产生大量水蒸气，水蒸气将橡皮塞

冲出，水蒸气内能转化为橡皮塞机械能。

【特别提醒】

(1)实验时，橡皮塞不要塞得太紧，否则橡皮塞不易冲出，可能因试管气压太大导致试管炸裂而伤到

人；

(2)试管口不能对着人，以防试管内的水沸腾时冲出试管口伤到人。

利用内能的两种方式

(1)利用内能加热；

(2)利用内能做功。

其中利用内能加热是内能转移过程，利用内能做功是内能转化过程。

2.热机

(1)定义：利用内能做功的机械叫热机。汽车、轮船和飞机等的发动机都是利用燃烧燃料释放的内能

做功的装置，都是热机。

(2)热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。它们构造不同，但它们有一个共同特

点，那就是利用内能做功。

(3)内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机

和柴油机两类。

二、汽油机

1.工作原理

利用气缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。

2.构造

(1)主要结构：如图所示，汽油机的主体是气缸。气缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有

活塞，活塞通过连杆与曲轴相连。

(2)冲程：活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。

利用气缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。

(3)试管实验与汽油机构造比较：如图。

活

汽缸

3.工作过程

（1）汽油机的一个工作循环：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。通过四个冲程的不断循环来

连续工作。

次序1234

冲程吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程

工作

示意图裔而

气门开闭进开、排闭进闭、排闭进闭、排闭进闭、排开

活塞运动

向下向上向下向上

方向

曲轴的运

半周半周半周半周

动

相同原理▽

的实验

1-------------------(―1

火花塞产生电火花，使燃

料猛烈燃烧，产生高温高

压缩空气和汽油的压气体，高温高压气体推

个冲程的吸入汽油和空气的混合

混合物，使其内能增动活塞向下运动，带动曲排出废气

作用物

力口、温度升高轴转动，对外做功

能的转化机械能转化成内能内能转化成机械能

说明1个工作循环，包含4个冲程，活塞往复运动2次，曲轴和飞轮运转2周，对外做功1次

【特别提示】

判断内燃机处于哪个工作冲程应抓住两点：一是气门的开与关；二是活塞的运动方向。有火花塞的就

是做功冲程，两个气门都关闭，也无火花塞，就是压缩冲程，若是吸气冲程，进气门打开，排气冲程，排

气门打开。

①汽油机在开始工作时，要靠外力先使曲轴、连杆转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动以后，汽油机

才能连续工作；

②在汽油机的一个工作循环中，包含4个冲程，活塞往复运动两次(两圈)，曲轴转动两周，对外做功一

次,巧记为“4-2-2T”；

③在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为机械能，其他三个冲程是靠飞轮的惯性来

完成的，故飞轮的质量要足够大；

④在没有特别说明情况下，四冲程指的是单缸四冲程。

三、柴油机

1.工作原理

利用柴油在气缸内燃烧所产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。

3.构造

3.汽油机和柴油机的异同点:

不同点相同点

项目汽油机柴油机

(1)构造基本

构造汽缸顶部有火花塞汽缸顶部有喷油嘴相同都是燃料

压缩冲程末由喷油嘴向汽缸内喷雾在气缸内燃烧，

点火压缩冲程末由火花塞放出电火花点燃，

状柴油遇到高温高压的空气自动燃都是内燃机。

方式称点燃式

烧，称压燃式

燃料汽油、吸气冲程吸进汽油和空气混合物柴油、吸气冲程吸进汽缸的只是空气

(2)都将内能

压缩比压缩冲程末气体体积被压缩为吸进体压缩冲程末气体体积被压缩为吸进

积的1/9至1/6体积的1/22至1/16转化为机械能。

做功冲程初燃气压强为30至50个大做功冲程初燃气压强为50至100

做功气压，温度2000℃至2500℃,高温个大气压，温度1700℃至2000℃,

高压的气体推动活塞做功高温高压的气体推动活塞做功（3）每一个工

作循环都是由

效率效率较低20%至30%效率较高30%至45%

吸气、压缩、做

笨重，多用于拖拉机、载重汽车、轮

功、排气四个冲

用途轻便，多用于汽车、飞机、小型农机具

船等重型机械

程组成。

考点剖曰

---------------------I1IIIIIIIIIII1IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII-----------------------

考点一：热机

角度:1:种类判断

[\]例1.下列交通工具中，没有利用热机的是（）

A.蒸汽火车B.飞机C.轮船D.电动车

【答案】D

【详解】热机是燃料燃烧后，将内能转化为机械能的一种机器，蒸汽火车、飞机、轮船都属于热机，而电

动车是将电能转化为机械能的机器，所以不属于热机。

故选D。

角度2：工作工程能量转化

用酒精灯给试管中的水加热，如图所示，在软木塞被冲出试管口的过程中，下列说法正确的

I一」例I2.

是（）

A.水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能增大

B.水蒸气的内能转化为软木塞的机械能

C.软木塞的机械能转化为水蒸气的内能

D.能量的转化形式与热机压缩冲程能量转化相同

【答案】B

【详解】ABC.在软木塞被冲出试管口的过程中，水蒸气体积膨胀对软木塞做功，水蒸气的内能转化为软

木塞的机械能，水蒸气的内能减小，故B正确，AC错误；

D.热机压缩冲程中将机械能转化为内能，与上述过程中能量的转化不同，故D错误。

故选B。

角度3：热机与环境保护

以内燃机为动力的各种机械，在人类生产生活中应用极为广泛.从轮船、火车，到拖拉机、

I一」例3.

摩托车等，它们的动力大都来源于内燃机.它们虽然在构造上略有差异，但工作原理都是一样的，下面对

内燃机的有关叙述，错误的是（）

A.内燃机是内能转化为机械能的装置

B.内燃机用水冷却，是因为水的比热容大

C.它排出的废气无污染，是一种环保型的机器

D.内燃机靠产生的高温、高压气体做功

【答案】C

【详解】A.内燃机消耗了燃料的化学能，得到内能，最终转化为机械能，所以内燃机是内能转化为机械能

的装置，故A正确；B.水的比热容大，所以经常被用作制冷剂，故B正确；C.内燃机在排气冲程排除的

废气有未燃烧的燃料和产生的二氧化硫等污染物；同时产生噪声，对环境有一定的污染，故C错误，符合

题意；D.内燃机在做功冲程中靠产生的高温、高压燃气对外做功，故D正确；故选C.

【点睛】水的比热容大，经常被用作制冷剂；内燃机是内能转化为机械能的装置；内燃机在排气冲程排除

的废气有未燃烧的燃料和产生的二氧化硫等污染物；同时产生噪声.

考点二：内燃机

角度1：汽油机构造和工作过程

［>例4.神舟飞船穿越大气层返回地面时，与大气层摩擦，将机械能转化为，这与_____图所

示汽油机的冲程一致（选填“甲”或“乙”）。

【答案】内能甲

【详解】［1］神舟飞船穿越大气层返回地面时，与大气层摩擦，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，飞船

的温度升高。

⑵在图甲中的进气门和排气门都关闭，且活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故图甲符合

题意；图乙中的进气门和排气门都关闭，且活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，故图乙不

符合题意。

角度2：采油机与汽油机的联系

例5.单缸四冲程柴油机，做功冲程将能转化为能。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，立刻向汽缸内喷

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，这样燃烧同样多的燃料获得了更

多的机械能，提高了热机的效率。为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是—冲程。

【答案】内机械排气

【详解】[1][2]单缸四冲程柴油机，做功冲程燃料燃烧产生的高温高压气体对活塞做功，内能转化为机械

能。

[3]这款内燃机第六冲程的工作过程是排气冲程，即：把水蒸气排放到一个冷却器，水蒸气在那里重新变成

水。

角度3：内燃机能量转化问题

关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法

①在做功冲程中，是机械能转化为内能;

②在压缩冲程中，是机械能转化为内能

③在一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次；；

④汽油机的点火方式与柴油机不同，汽油机的点火方式是压燃式。

以上说法中正确的是（）

A.①③B.②③C.②③④D.③④

【答案】B

【详解】①②汽油机四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，将内能转化为机械能，在压缩冲程中将机

械能转化为内能，故①错误，②正确；

③在汽油机的一个工作循环中，可以完成4个冲程，活塞往复2次，曲轴转动2周，对外做功1次，故③

正确；

④汽油机中有火花塞，采用的是点燃式点火，而柴油机是喷油嘴喷出雾状柴油，进行压燃式点火，故④错

误。

故选B。

角度4：冲程计算

在］例7.如图所示是某单缸四冲程汽油机的冲程；若该汽油机飞轮的转速为3000r/kW-h,每1

秒钟对外做功次。

【答案】压缩25

【详解】［1］观察图甲可知，两个气门都关闭，活塞向上运动，压缩气缸内气体，因此是压缩冲程。

⑵汽油机的转速为3000r/min,说明Is内汽油机曲轴的转动50r。因为一个工作循环中，曲轴转动两周，对

外做功一次，所以1s内对外做功25次。

考点三：内燃机

角度1：汽油机的构造

例8.2022年3月，我国最大推力的氢氧发动机在北京完成首次试车。氢氧发动机为火箭腾飞提

供“硬核”动力，结构简图如图。

（1）为便于运输和储存，通常采用降温和压缩体积的方式将氢气和氧气（填物态变化名称）后分别

储存于火箭的液氢贮箱和液氧贮箱;

（2）燃料燃烧产生的高温高压气体，使发动机对火箭持续做功，直至上升到特定轨道，该过程中能量的转

化是

氧化剂泵涡轮泵燃料泵

阀门4阀门

燃烧室

【答案】液化内能转化为机械能

【详解】（1）Ui为便于运输和储存，采用降温和压缩体积的方式，使氢气和氧气由气态变成液态，此时发

生的物态变化是液化。

（2）⑵火箭发动机内燃料燃烧产生的高温、高压的气体，具有很大的内能，气体向后喷射从而使得火箭向

上运动，故是将内能转化为机械能的过程。

||域真题演练Ji

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1.（2022•四川达州•统考中考真题）热学世界真了不起，揭开了隐藏在物质世界深处的秘密，瓦特发明的

蒸汽机推动了第一次工业革命……。下列有关热现象描述正确的是（）

A.物体吸收热量后内能一定增大，温度一定升高

B.不同物质组成的质量相同的物体，放出同样多的热量时，降温较多的物体其物质比热容较大

C.柴油机在吸气冲程中吸入汽缸的是柴油和空气的混合物

D,登山运动员在高山上用高压锅煮饭，是因为高山上气压小，液体沸点低，米饭不易煮熟

【答案】D

【详解】A.改变内能的方式有做功和热传递两种，物体吸收热量内能增大，放出热量内能减小；物体对外

做功内能减小，外界对物体做功内能增大；当物体只吸收热量没有对外做功时，物体内能是增大的，但物

体吸收热量时，温度不一定上升，比如晶体熔化过程中，物体吸收热量但温度不变，故A错误；

B.由物体放热公式Q放的变形可得c="，根据上式可得，当物质的质量机和吸收的放出的热量。

成相同时，温度下降量加越大，物质的比热容C越小，故B错误；

C.柴油机使用的点火方式是压燃式，在做功冲程中由喷油嘴喷出油雾，故柴油机在吸气冲程中只吸入空气

不需要吸入柴油，故C错误；

D.液体的沸点和大气压有关，大气压越低，液体沸点越低，而大气压的大小又和海拔高度有关，海拔高度

越高，大气压越低，因此在高山上，液体的沸点会低于标准大气压下的沸点，导致煮饭时温度较低，不易

煮熟，因此登山运动员用高压锅煮饭，高压锅形成一个密闭空间，当里面的液体汽化时，有大量水蒸气聚

集在液面以上，增大了液面上方的气压，从而提高液体沸点，将饭煮熟，故D正确。

故选D。

2.（2022•江苏镇江•统考中考真题）水烧开时产生的水蒸气将壶盖顶起，汽油机的四个冲程中，能量转化

与之相同的是（）

A.B.C.D.

【答案】C

【详解】水烧开时产生的水蒸气将壶盖顶起，水蒸气的内能会转化为壶盖的机械能；

A.汽油机进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，此冲程机械能转化为内能，故A不符合

题意；

B.汽油机进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，此冲程没有能量转化，故B不符合题意；

C.汽油机进气门和排气门均关闭，活塞向下运动，是做功冲程，此冲程内能转化为机械能，故C符合题意；

D.汽油机进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，此冲程没有能量转化，故D不符合题

,艮、O

故选C。

3.(2022.湖南湘潭・统考中考真题)如图，蒸粽子时，锅盖被水蒸气顶起而发生“跳动”，下列说法正确的是

()

A.水沸腾时，温度继续升高

B.蒸锅烫手，因为它含有的温度多

C.闻到粽香，说明加热后分子才运动

D.水蒸气顶起锅盖过程的能量转化与内燃机做功冲程相似

【答案】D

【详解】A.水沸腾时，吸热温度保持不变，故A错误；

B.温度不能说“含有"，故B错误；

C.一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动，温度越高无规则运动越剧烈，故C错误；

D.水蒸气顶起锅盖是内能转化为机械能，内燃机做功冲程也是内能转化为机械能，故D正确。

故选D。

4.（2022•广西梧州•统考中考真题）2022年6月5日，中国载人航天飞船神舟十四号发射成功。如图所示,

飞船在空中加速上升时的能量转化情况是（）

A.飞船的动能转化为重力势能，动能减小

B.飞船的重力势能转化为动能，重力势能减小

C.燃料燃烧产生的内能转化为飞船的机械能

D.没有发生能量的转化，飞船的机械能不变

【答案】C

【详解】AB.载人飞船加速上升时，质量不变、速度增大、高度增大，所以动能和重力势能均增大，故AB

错误；

CD.载人飞船加速上升时，因为动能和重力势能均增大，所以机械能增大，是由燃料燃烧产生的内能转化

而来的，故C正确，D错误。

故选C。

5.（2022.内蒙古赤峰.统考中考真题）汽油机的四个冲程中，哪个冲程存在着化学能转化为内能的过程（）

【答案】C

【详解】A.进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，没有能量转化，故A不符合题意；

B.两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能，故B不符合题意；

C.两气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，此冲程燃料燃烧时，化学能转化为内能，然后对外做功时内

能转化为机械能，故C符合题意；

D,进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，没有能量转化，故D不符合题意。

故选C。

6.（2022•辽宁朝阳•统考中考真题）如图所示，将水加热至沸腾后，塞子被冲出，此过程的能量转化方式

与汽油机的冲程相同。若单缸四冲程汽油机飞轮转速为1200r/min,则1s内完成__________个冲

程。

【答案】做功40

【详解】［1］木塞冲出时，水蒸气的内能对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能

会减小，温度降低，内燃机的做功冲程也是将内能转化为机械能的过程。

⑵飞轮转速是1200r/min=20r/s

表示每秒飞轮转动20圈，要经过40个冲程，对外做功10次。

7.（2022.湖南张家界.统考中考真题）如图是汽油机工作过程中的冲程。一单缸四冲程汽油

机的飞轮转速是3600r/min,则该汽油机每秒内对外做功次。

【答案】做功30

［详解，1］图中进气门和排气门关闭，活塞向下运动，火花塞产生电火花，故此冲程为汽油机的做功冲程。

⑵汽油机的一个工作循环中，经历四个冲程，飞轮转动两周，对外做功一次，因为该汽油机飞轮的转速是

3600r/min=60r/s,所以飞轮每秒转动60周，则汽油机每秒钟对外做功30次。

8.（2022.广西玉林.统考中考真题）如图所示是一台四冲程内燃机的（选填“压缩”或“做功”）冲程,

这个冲程是通过（选填“做功”或“热传递”）的方式改变汽缸内气体的内能。

【答案】压缩做功

【详解】口］［2］由图可知，内燃机的进气门、排气门均关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内的气体，对气体做

功，将机械能转化为内能，气体的内能增大。因此图中是一台四冲程内燃机的压缩冲程，这个冲程是通过

做功的方式改变汽缸内气体的内能。

9.（2022•辽宁锦州•统考中考真题）2022年6月5日10时44分，搭载着神舟十四号载人飞船的长征二号

F火箭成功发射。火箭起飞过程中，以发射塔为参照物，火箭是（选填“运动”或“静止”）的；火箭喷

气发动机将燃料燃烧后燃气的内能转化为能，此能量转化过程与四冲程汽油机的冲程相同。

【答案】运动机械做功

【详解】［1J火箭起飞过程中，以发射塔为参照物，火箭的位置在不断变化，所以，以发射塔为参照物，火

箭是运动的。

⑵火箭喷气发动机利用燃料燃烧后燃气推动火箭运动，对火箭做功，将燃气的内能转化为机械能。

⑶四冲程汽油机的做功冲程中，燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，与此相同。

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1.水烧开时，产生的水蒸气可以将壶盖顶起。汽油机的四个冲程中，能量转化与之相同的是（）

A.做功冲程B.压缩冲程

C.吸气冲程D.排气冲程

【答案】A

【详解】水烧开时，产生的水蒸气可以将壶盖顶起，此过程中水蒸气的内能转化为壶盖的机械能；在汽油

机的四个冲程中，做功冲程的能量转化也是内能转化为机械能。

故选Ao

2.下列说法中不正确的是（）

A.汽油机采用“点燃式”方式点火

B.用水作汽车冷却剂是利用了水的比热容大的特点

C.“破镜不能重圆”说明分子间斥力太大了

D.中秋期间，育才校园金桂飘香，能闻到桂花香是由于分子在不停地做无规则运动

【答案】C

【详解】A.汽油机的顶部有火花塞，采用“点燃式”方式点火，故A正确，不符合题意；

B.用水作汽车冷却剂是利用了水的比热容大的特点，在同等情况下，能够吸收较多的热量，故B正确，不

符合题意；

C.由于镜子破裂处的绝大多数分子间距离较大，大于分子直径的10倍,分子间的作用力就十分微弱，所以“破

镜不能重圆”，故C错误，符合题意；

D.由于分子在不停地做无规则运动，因此人们可以闻到花香，故D正确，不符合题意。

故选C。

3.下列工具工作过程中使用热机的是（）

A.“山东舰”上的战斗机