人教版九年级物理同步训练培优卷：14.1热机
一、单选题
1．（2023·邵阳）如图所示为内燃机工作时的某冲程示意图，该冲程是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【答案】D
【知识点】热机；热机的四个冲程
【解析】【解答】如图排气门打开，所以该冲程为内燃机的排气冲程，故D正确，ABC错误；
故选D。
【分析】排气冲程的特征：排气门打开，活塞向上运动，火花塞未点燃，即将废气或废物等排出。
2．（2023·平遥模拟）如图，是我国古代取火器的模型图。把推杆迅速推入牛角套筒时，套筒底部的艾绒会燃烧起来，在汽油机的四个冲程中，与此过程能量转化相同的是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【答案】B
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】 把推杆迅速推入牛角套筒时， 活塞对气体做功，所以气体内能增加，则温度升高，达到艾绒的着火点，使艾绒着火达到去火的目的；此时机械能转化为内能，与汽油机的压缩冲程的能量转化相同。
故选：B。
【分析】 吸气冲程：无能量转化；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；排气冲程：无能量转化。
3．（2023·郴州模拟）2021年3月12日凌晨，长征七号改遥二运载火箭成功将试验九号卫星送入预定轨道，“长七改”将填补我国运载火箭高轨轨道运载能力的空白。下列说法不正确的是（ ）
A．火箭点火升空时相当于热机的做功冲程，将机械能转化为内能
B．卫星脱离火箭时，由于具有惯性，能保持原有运动状态
C．火箭加速升空的过程中，机械能变大
D．火箭加速升空时，火箭推力大于重力
【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化；热机；惯性及其现象；力与运动的关系
【解析】【解答】A.火箭点火升空时相当于热机的做功冲程，将内能转化为机械能， 故A错误符合题意；
B.卫星脱离火箭时，由于具有惯性，能保持原有运动状态，故B正确不合题意；
C.火箭加速升空的过程中，质量不变，高度增大，则重力势能增大；质量不变，速度增大，则动能增大。根据“机械能=动能+重力势能”可知，机械能变大，故C正确不合题意；
D.火箭加速升空时，合力的方向向上，即F-G>0，那么F>G，即火箭推力大于重力，故D正确不合题意。
故选A。
【分析】（1）根据热机的能量转化过程判断；
（2）物体保持运动状态不变的性质叫惯性；
（3）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能=动能+重力势能；
（4）根据力与运动的关系判断。
4．（2023八下·青浦期末） 如图所示是热机工作时的四个冲程，其中属于机械能转化为内能的冲程是（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】 热机工作时的四个冲程，其中属于机械能转化为内能的冲程压缩冲程
A、该图进气门打开，为内燃机的吸气冲程，无能量转化，故A 不符合题意 ；
B、该图两气门关闭，活塞向上运动，为内燃机的压缩冲程 ， 将机械能转化为内能 ，故B符合题意 ；
C、该图两气门关闭，活塞向下运动，为内燃机的做功冲程， 将内能转化为机械能 ，故C不符合题意 ；
D、该图排气门打开，为内燃机的排气冲程， 无能量转化 ，故D不符合题意。
故选B。
【分析】 内燃机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程 。 其中吸气冲程和排气冲程无能量转化；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。
5．（2023·兖州模拟）如图是四冲程汽油机工作原理示意图，下列说法正确的是（ ）
A．甲图是吸气冲程，吸入汽缸的物质是汽油
B．乙图冲程是通过做功使燃料混合物内能增加
C．丙图冲程中，燃气的内能增加、温度升高
D．甲、丙、丁是辅助冲程，靠飞轮惯性完成
【答案】B
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】A.甲图是吸气冲程，吸入汽缸的物质是汽油和空气的混合物，A不符合题意；
B.乙图冲程是压缩冲程，通过做功使燃料混合物内能增加，B不符合题意；
C.丙图冲程是做功冲程，燃气的内能减小、温度降低，C不符合题意；
D.甲、乙、丁是辅助冲程，靠飞轮惯性完成，D不符合题意。
故答案为：B.
【分析】汽油机的吸气冲程，吸入汽油和空气的混合物；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。
6．（2023·合肥模拟）如图所示，甲、乙、丙、丁是单缸内燃机一个工作循环的四个冲程，该内燃机工作时飞轮转速为。以下说法正确的是（ ）
A．该内燃机四个冲程正确的顺序是丙、甲、丁、乙
B．该内燃机每秒完成次做功冲程
C．丁冲程发生的能量转化为机械能转化为内能
D．甲、乙、丁三个冲程是靠飞轮的惯性完成的
【答案】B
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】A. 该内燃机四个冲程正确的顺序是乙、甲、丁、丙，故A选项错误
B. 该内燃机工作时飞轮转速为 ，则每秒转速为40r，每两转做功一次，40转做功20次，故B选项正确
C. 丁冲程是做功冲程发生的能量转化为内能转化为机械能，故C选项错误
D. 甲、乙、丙三个冲程是靠飞轮的惯性完成的 ，丁是做功冲程，故D选项错误
故答案为：B
【分析】A.汽油机的四个冲程的顺序：吸气、压缩、做功、排气
B.汽油机完成一个工作循环由四个冲程，飞轮转两圈，对外做功一次
C.做功冲程的能量转化是内能转化为机械能
D.汽油机只有做功冲程对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮惯性完成的
7．（2023·郫都模拟）如图，透明圆筒内装有两根与起电机相连的放电针。将适量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机。看到放电针放电引起汽油燃烧，软木塞被冲出，该过程相当于四冲程汽油机工作时的（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【答案】C
【知识点】热机的四个冲程；能量的转化或转移
【解析】【解答】汽油燃烧，对软木塞做功，该过程中，内能转化为机械能，相当于四冲程汽油机工作时的做功冲程，故答案为：C。
【分析】
（1）汽油机的四个冲程与能量转化。
8．（2023·武汉模拟）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。气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．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【答案】C
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】气缸内蒸汽体积膨胀对外做功，蒸汽的内能转化为舰载机的机械能，汽油机的做功冲程是汽油燃烧对外做功，汽油内能转化为机械能，两者原理相似。
故本题答案为C。
【分析】汽油机的四个冲程和能量转化
9．（2023九上·武侯期末）随着科技的发展，机械走进人们的生活，为我们的生产生活带来了方便，下列常用机械中属于热机的是（ ）
A．汽车发动机 B．洗衣机 C．自行车 D．滑轮组
【答案】A
【知识点】热机
【解析】【解答】热机是指各种利用内能做功的机械，是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能的机器动力机械的一类，如蒸汽机、汽轮机、燃气轮机、内燃机、喷气发动机，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】热机通过燃烧燃料提供内能再转化为机械能。
10．（2022九上·长汀月考）如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是（ ）
A．做功冲程中，实现了机械能向内能转化
B．吸气冲程中，只有汽油进入汽缸
C．压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能增大
D．排气冲程中，废气不会带走燃料释放的能量
【答案】C
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】A．做功冲程，是内能转化为机械能，A不符合题意；
B．汽油机吸气冲程中，吸入空气和汽油，B不符合题意；
C．压缩冲程中，活塞对汽缸内气体做功，将机械能转化为内能，气体的内能增大，C符合题意；
D．排气冲程中，废气会带走一部分能量，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能后，是做功的方式改变内能。
11．（2022九上·陈仓期中）某单缸四冲程汽油机的转速是600r/min，则下列说法正确的是（ ）
A．1min内燃机对外做了600次功 B．1s内完成了10个工作循环
C．燃气做一次功的时间间隔是0.2s D．1s内活塞共来回20次
【答案】C
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】四冲程汽油机一个工作循环活塞往复2次，飞轮转动2周，做功1次，完成4个冲程。
AC．某单缸四冲程汽油机的转速是600r/min，飞轮转2圈做一次功，故汽油机1min对外做了300次功，做一次的时间为
A不符合题意，C符合题意；
BD．飞轮转速是600r/min，则1s内飞轮转10圈，1s内活塞共来回10次，完成5个工作循环，BD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】汽油机工作时，飞轮转数是做功数的2倍。
12．（2022九上·徐州期中）关于四冲程汽油机和柴油机，下列说法错误的是（ ）
A．都是内燃机
B．在吸气冲程吸入气缸的都是空气
C．柴油机的气缸顶部是喷油嘴
D．汽油机在压缩冲程末是火花塞点火
【答案】B
【知识点】热机；热机的四个冲程
【解析】【解答】A．根据汽油机和柴油机的结构特点可知，它们都属于内燃机；A符合题意，不符合题意；
B．柴油机在吸气冲程吸入气缸的是空气，汽油机在吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物；B不符合题意，符合题意；
C．汽油机的气缸顶部是火花塞，柴油机的气缸顶部是喷油嘴；C符合题意，不符合题意；
D．由两种内燃机的点火方式可知，汽油机在压缩冲程末是火花塞点火；D符合题意，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】汽油机和柴油机都属于内燃机；柴油机在吸气冲程吸入气缸的是空气，汽油机在吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物；汽油机的气缸顶部是火花塞，柴油机的气缸顶部是喷油嘴；汽油机在压缩冲程末是火花塞点火。
13．（2022九上·桥西期中）柴油机压缩冲程中，汽缸中空气的温度、压强、体积的变化情况是（ ）
A．温度升高、压强减小、体积增大
B．温度降低、压强减小、体积减小
C．温度升高、压强增大、体积减小
D．温度降低、压强减小、体积增大
【答案】C
【知识点】做功改变物体内能；热机的四个冲程
【解析】【解答】柴油机在压缩冲程中因为气体被压缩了分子距离减小了，分子体积减小； 所含物质多少不变，故质量不变；体积变小，压强升高很大；因为对气体做功，内能增大，温度升高．
故答案为：C．
【分析】柴油机的压缩冲程中，通过压缩体积，内能变大，温度升高，压强变大。
14．（2023·五通桥模拟）下列有关热机的说法中不正确的是（ ）
A．热机工作的过程是将燃料燃烧释放的内能转化成机械能的过程
B．为了防止热机过热，通常用水来降温，是利用水的比热容大的特性
C．热机分为汽油机和柴油机两种
D．热机的大量使用会造成环境污染
【答案】C
【知识点】比热容；热机
【解析】【解答】A.热机工作的过程是将燃料燃烧释放的内能转化成机械能的过程，故A正确不合题意；
B.为了防止热机过热，通常用水来降温，是利用水的比热容大的特性，故B正确不合题意；
C.热机分分为喷气式发动机，蒸汽机、内燃机等，故C错误符合题意；
D.热机的大量使用，会消耗大量的石油，从而产生大量的二氧化碳、二氧化硫等有害气体，从而对环境造成严重污染，故D正确不合题意。
故选C。
【分析】（1）根据对热机工作原理的认识判断；
（2）比热容是表示物质吸放热本领大小的物理量；
（3）根据热机的分类判断；
（4）根据热机燃料的燃烧产物判断。
15．（2023九下·乐平月考）人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示，其工作原理是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机带动发电机发电。那么（ ）
A．当海水下降时，类似于汽油机的吸气冲程
B．当海水上升时，类似于汽油机的压缩冲程
C．当海水下降时，阀门K1开启，阀门K2关闭
D．当海水上升时，阀门K1关闭，阀门K2开启
【答案】A
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】AC．海水下降时，气室的容积增大，其内部气体压强减小，阀门K1关闭，阀门K2开启，外界大气压将空气压入气室，类似于汽油机的吸气冲程，A符合题意，C不符合题意；
BD．海水上升时，阀门K1开启，阀门K2关闭，压缩后将空气推入工作室，类似于汽油机的排气冲程，BD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】结合题意和图示，分析可知：当海水下降时，气室的容积增大，压强减小，阀门K1关闭，阀门K开启；当海水上升时，气室的容积减小，压强增大，阀门K2关闭，阀门K1开启。
二、填空题
16．（2023九下·潜山期末）某单缸四冲程内燃机内对外做功15次，则其曲轴的转速为 。若做功冲程推动活塞一次做功，则该内燃机工作时的功率是 W。
【答案】1800；
【知识点】热机
【解析】【解答】（1）某单缸四冲程内燃机内对外做功15次，则每分钟做功：15次×60s=900次，则每分钟曲轴转动次数：900×2=1800次，即1800r/min。
（2）内燃机1s对外做功：W=1200J×15=18000J；
那么内燃机工作时的功率为：。
【分析】（1）在四冲程内燃机中，活塞往复两次，曲轴转动2圈，做功1次，据此分析计算；
（2）根据计算内燃机做功的功率。
17．（2023·河北月考）汽车是我们熟悉的交通工具之一。如图所示是汽油机的 冲程；汽车发动机工作时，会在汽车周围闻到汽油味，这是 现象；发动机常用水做冷却剂，散热过程通过 的方式改变了水箱内水的内能。
【答案】压缩；扩散；热传递
【知识点】热传递改变物体内能；热机；分子热运动
【解析】【解答】（1）根据图片可知，两个气门关闭，活塞向上运动，那么为压缩冲程；
（2）汽车发动机工作时，会在汽车周围闻到汽油味，这是扩散现象；
（3）发动机常用水做冷却剂，散热过程通过热传递的方式改变了水箱内水的内能。
【分析】（1）根据气门的开合和活塞的运行方向确定冲程的名称；
（2）不同的物质相互接触时彼此进入对方的现象叫扩散；
（3）改变内能的方式：①做功，本质是能量的转化；②热传递，本质是能量的转移。
18．（2023·泸州） 塑料瓶是一种常见的生活物品，空塑料瓶可以做许多物理小实验。在安全情况下，小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气，如图所示。随着瓶内气压增加，气体内能增大，这是通过 方式改变瓶内气体内能。当气压达到一定程度时，瓶盖飞出，这一过程与内燃机 冲程的能量转化情况相同；瓶盖飞出的同时，瓶口冒“白雾”，其物态变化是 。
【答案】做功；做功；液化
【知识点】液化及液化放热；做功改变物体内能；热机的四个冲程
【解析】【解答】用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气，随着瓶内气压增加，气体内能增大，通过做功方式改变瓶内气体内能‘’当气压达到一定程度时，瓶盖飞出，这一过程内能转化为机械能，与内燃机做功冲程的能量转化情况相同；瓶盖飞出的同时，瓶口冒“白雾”，其物态变化是液化。
【分析】压缩气体体积时，做功改变了内能；内能对外做功时，内能转化为机械能；气体变为液体，是液化现象。
19．（2023·苏州）工地上太阳暴晒的钢筋热得烫手，钢筋内能是通过 的方式增加的，用切割机切割钢筋，切割片温度急剧上升，该过程内能变化情况与热机的 冲程相同。
【答案】热传递；压缩
【知识点】热传递改变物体内能；热机的四个冲程
【解析】【解答】工地上太阳暴晒的钢筋热得烫手，钢筋内能是通过热传递的方式增加的，用切割机切割钢筋，切割片温度急剧上升，是机械能转化为内能，内能变化情况与热机的压缩冲程相同。
【分析】温度不同的物体间，通过热传递改变内能；物体间摩擦时，机械能转化为内能。
20．（2022·长春模拟）内能转化为机械能的是汽油机的 冲程，若汽油机飞轮转速是1200r/min，该汽油机每秒钟内做功 次。
【答案】做功；10
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】汽油机的做功冲程将内能转化为机械能；汽油机的飞轮转数是做功数的2倍，若每分钟转1200次，则每秒转动20次，做功数是10次。
【分析】汽油机的做功冲程将内能转化为机械能；汽油机的飞轮转数是做功数的2倍，根据转数可以计算做功数。
21．（2023八下·凤台期中）美国《大众科学》杂志评出2006—2007年度奇思妙想十大发明，其中最引人注意的是“六冲程引擎”，这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。其中第五冲程相当于四冲程内燃机的 冲程，在第六冲程中发生的物态变化是一个 热过程（选填“吸”或“放”）。请你指出该“六冲程引擎”的一个优点： 。
【答案】做功；放；提高效率（节约能源等其他合理答案）
【知识点】热机的效率；热机的四个冲程
【解析】【解答】做功冲程是高温高压的燃气推动活塞对其做功，将内能转化为机械能。六冲程引擎中的第五冲程，是水变为水蒸气推动活塞做功，从而为汽车提供动力，所以相当于四冲程内燃机的做功冲程。
第六冲程中水蒸气变为水，所以属于液化。六冲程引擎不用燃烧燃料做功，所以节约能源，同时无污染，防止燃气带走大量的热，提高了效率。
【分析】做功冲程是高温高压的燃气推动活塞对其做功，将内能转化为机械能；物质从气态变为液态的过程叫液化，液化放热。
三、实验探究题
22．（2022·六盘水）小明发现篮球的气压不足，于是用打气筒给篮球打气。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，10秒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t/s 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
小明分析上表实验数据得出：导致打气筒外壁发热的原因是 ；
（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，理由是 ，于是他们对实验进行改进，对猜想A再次进行探究，你认为他们的改进方法是 。
【答案】（1）热传递
（2）压缩
（3）活塞在筒内往复运动时，不断压缩气体做功导致发热
（4）在实验过程中，活塞向下运动时既克服摩擦做功，又压缩空气做功，无法准确的确定外壁发热的原因；根据控制变量法，要探究猜想A，应让活塞只克服摩擦做功，而不压缩空气做功；打气筒不与篮球连接，直接让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数，用测温枪测出打气筒外壁的温度与打气筒往气压不足的篮球内打气时打气筒外壁的温度进行比较，进而得出结论。
【知识点】热传递改变物体内能；热机的四个冲程
【解析】【解答】（1）打气筒内壁的温度高，外壁的温度低，热量从温度高的内壁传递到温度低的外壁，是通过热传递的方式。
（2）活塞在打气筒内向下运动时，活塞对筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能，能量转化情况与内燃机压缩冲程相同。
（3）由表中数据可知，打气筒下部温度高于上部温度，说明活塞在打气筒内向下运动时，活塞对筒内的空气做功，空气内能增加，温度升高，造成下部温度高于上部温度，故导致打气筒外壁发热的原因是活塞在筒内往复运动时，不断压缩气体做功导致发热。
（4）在实验过程中，活塞向下运动时既克服摩擦做功，又压缩空气做功，无法准确的确定外壁发热的原因；根据控制变量法，要探究猜想A，应让活塞只克服摩擦做功，而不压缩空气做功，故他们的改进方法是：打气筒不与篮球连接，直接让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数，用测温枪测出打气筒外壁的温度与打气筒往气压不足的篮球内打气时打气筒外壁的温度进行比较，进而得出结论。
【分析】（1）温度不同的物体间，通过热传递改变内能；
（2）压缩体积时，物体的机械能转化为内能，和汽油机的压缩冲程能量变化相同；
（3）压缩气体体积，使物体的内能增大了，是做功方式在改变内能；
（4）摩擦和压缩体积，都可以改变内能；通过只摩擦，不压缩体积，可以探究摩擦对改变内能的作用。
23．（2019九上·汕头月考）如图为四缸发动机图，其工作原理为：四个气缸的活塞连在一根曲轴上，并使各气缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功，其他三个气缸分别在做吸气、压缩和排气工作。有一台四缸发动机，其主要技术指标如下表所示。其中排量等于四个气缸工作容积的总和，气缸工作容积指活塞从气缸顶部到底部所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（即冲程长）。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。则：
排量 2L
输出功率 120 kW
转速 6 000 r/min
（1）该汽车发动机的单缸排量为 L，它的 冲程是把内能转化为机械能，从而获得动力。
（2）该汽车发动机每分钟对外做功 次，每分钟对外做功 J。
（3）在每个做功冲程里，发动机做功W= J。在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为 ，式中p表示燃气对活塞的压强，则p= Pa（1L=10-3m3）。
【答案】（1）0.5；做功
（2）12000；
（3）600；
【知识点】功率计算公式的应用；热机的四个冲程；压强的大小及其计算
【解析】【解答】(1)因为四缸总排量为2L，单缸排量： 在做功冲程中，燃气对外做功，将内能转化为机械能；(2)由表格信息可知，4缸发动机转速为6000r/min，即每分钟转6000周，在飞轮转动的每半周里都有一个汽缸在做功，所以发动机每分钟对外做功12000次；已知输出功率：
所以由 得每分钟做功： (3)发动机每分钟做功 ，因为每分钟做功12000次，所以每个做功冲程做功： 汽车发动机的单缸排量：
所以由 得燃气对活塞的压强：
【分析】（1）根据总排气量，计算单缸排气量；内燃机做功冲程将内能转化为机械能；（2）根据汽油机飞轮转数可以计算做功数，根据功率和时间的乘积计算做功多少；（3）根据功和做功次数的比值计算每次做功多少；根据功和气体体积的比值计算压强大小。
四、简答题
24．（2022·本溪）2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱进入大气层后下落（如图所示）。接近地面时反推发动机点火，最终返回舱在东风着陆场预定区内实现软着陆。
（1）返回舱刚进入大气层下落时，机械能大小如何变化，为什么？
（2）反推发动机属于喷气式发动机，反推发动机是否属于热机？
【答案】（1）机械能减小。原因是返回舱刚进入大气层后，降落伞相继打开，临近地面时，反推发动机启动向下喷气，给气体一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，气体给返回舱一个向上的力，迫使返回舱减速“刹车”，由于速度减小，故动能减小；返回舱下落过程中高度减小，故重力势能减小；由于返回舱与大气摩擦，机械能转化为内能，故机械能减小。
（2）热机的种类很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气式发动机都属于热机。
【知识点】机械能及其转化；热机
【解析】【分析】（1）质量一定时，位置越低，重力势能越小，速度越小，动能越小；机械能是动能和重力势能的总和；
（2）热机是将内能转化为机械能的装置。
1 / 1人教版九年级物理同步训练培优卷：14.1热机
一、单选题
1．（2023·邵阳）如图所示为内燃机工作时的某冲程示意图，该冲程是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
2．（2023·平遥模拟）如图，是我国古代取火器的模型图。把推杆迅速推入牛角套筒时，套筒底部的艾绒会燃烧起来，在汽油机的四个冲程中，与此过程能量转化相同的是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
3．（2023·郴州模拟）2021年3月12日凌晨，长征七号改遥二运载火箭成功将试验九号卫星送入预定轨道，“长七改”将填补我国运载火箭高轨轨道运载能力的空白。下列说法不正确的是（ ）
A．火箭点火升空时相当于热机的做功冲程，将机械能转化为内能
B．卫星脱离火箭时，由于具有惯性，能保持原有运动状态
C．火箭加速升空的过程中，机械能变大
D．火箭加速升空时，火箭推力大于重力
4．（2023八下·青浦期末） 如图所示是热机工作时的四个冲程，其中属于机械能转化为内能的冲程是（ ）
A． B． C． D．
5．（2023·兖州模拟）如图是四冲程汽油机工作原理示意图，下列说法正确的是（ ）
A．甲图是吸气冲程，吸入汽缸的物质是汽油
B．乙图冲程是通过做功使燃料混合物内能增加
C．丙图冲程中，燃气的内能增加、温度升高
D．甲、丙、丁是辅助冲程，靠飞轮惯性完成
6．（2023·合肥模拟）如图所示，甲、乙、丙、丁是单缸内燃机一个工作循环的四个冲程，该内燃机工作时飞轮转速为。以下说法正确的是（ ）
A．该内燃机四个冲程正确的顺序是丙、甲、丁、乙
B．该内燃机每秒完成次做功冲程
C．丁冲程发生的能量转化为机械能转化为内能
D．甲、乙、丁三个冲程是靠飞轮的惯性完成的
7．（2023·郫都模拟）如图，透明圆筒内装有两根与起电机相连的放电针。将适量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机。看到放电针放电引起汽油燃烧，软木塞被冲出，该过程相当于四冲程汽油机工作时的（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
8．（2023·武汉模拟）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。气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．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
9．（2023九上·武侯期末）随着科技的发展，机械走进人们的生活，为我们的生产生活带来了方便，下列常用机械中属于热机的是（ ）
A．汽车发动机 B．洗衣机 C．自行车 D．滑轮组
10．（2022九上·长汀月考）如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是（ ）
A．做功冲程中，实现了机械能向内能转化
B．吸气冲程中，只有汽油进入汽缸
C．压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能增大
D．排气冲程中，废气不会带走燃料释放的能量
11．（2022九上·陈仓期中）某单缸四冲程汽油机的转速是600r/min，则下列说法正确的是（ ）
A．1min内燃机对外做了600次功 B．1s内完成了10个工作循环
C．燃气做一次功的时间间隔是0.2s D．1s内活塞共来回20次
12．（2022九上·徐州期中）关于四冲程汽油机和柴油机，下列说法错误的是（ ）
A．都是内燃机
B．在吸气冲程吸入气缸的都是空气
C．柴油机的气缸顶部是喷油嘴
D．汽油机在压缩冲程末是火花塞点火
13．（2022九上·桥西期中）柴油机压缩冲程中，汽缸中空气的温度、压强、体积的变化情况是（ ）
A．温度升高、压强减小、体积增大
B．温度降低、压强减小、体积减小
C．温度升高、压强增大、体积减小
D．温度降低、压强减小、体积增大
14．（2023·五通桥模拟）下列有关热机的说法中不正确的是（ ）
A．热机工作的过程是将燃料燃烧释放的内能转化成机械能的过程
B．为了防止热机过热，通常用水来降温，是利用水的比热容大的特性
C．热机分为汽油机和柴油机两种
D．热机的大量使用会造成环境污染
15．（2023九下·乐平月考）人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示，其工作原理是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机带动发电机发电。那么（ ）
A．当海水下降时，类似于汽油机的吸气冲程
B．当海水上升时，类似于汽油机的压缩冲程
C．当海水下降时，阀门K1开启，阀门K2关闭
D．当海水上升时，阀门K1关闭，阀门K2开启
二、填空题
16．（2023九下·潜山期末）某单缸四冲程内燃机内对外做功15次，则其曲轴的转速为 。若做功冲程推动活塞一次做功，则该内燃机工作时的功率是 W。
17．（2023·河北月考）汽车是我们熟悉的交通工具之一。如图所示是汽油机的 冲程；汽车发动机工作时，会在汽车周围闻到汽油味，这是 现象；发动机常用水做冷却剂，散热过程通过 的方式改变了水箱内水的内能。
18．（2023·泸州） 塑料瓶是一种常见的生活物品，空塑料瓶可以做许多物理小实验。在安全情况下，小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气，如图所示。随着瓶内气压增加，气体内能增大，这是通过 方式改变瓶内气体内能。当气压达到一定程度时，瓶盖飞出，这一过程与内燃机 冲程的能量转化情况相同；瓶盖飞出的同时，瓶口冒“白雾”，其物态变化是 。
19．（2023·苏州）工地上太阳暴晒的钢筋热得烫手，钢筋内能是通过 的方式增加的，用切割机切割钢筋，切割片温度急剧上升，该过程内能变化情况与热机的 冲程相同。
20．（2022·长春模拟）内能转化为机械能的是汽油机的 冲程，若汽油机飞轮转速是1200r/min，该汽油机每秒钟内做功 次。
21．（2023八下·凤台期中）美国《大众科学》杂志评出2006—2007年度奇思妙想十大发明，其中最引人注意的是“六冲程引擎”，这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。其中第五冲程相当于四冲程内燃机的 冲程，在第六冲程中发生的物态变化是一个 热过程（选填“吸”或“放”）。请你指出该“六冲程引擎”的一个优点： 。
三、实验探究题
22．（2022·六盘水）小明发现篮球的气压不足，于是用打气筒给篮球打气。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，10秒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t/s 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
小明分析上表实验数据得出：导致打气筒外壁发热的原因是 ；
（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，理由是 ，于是他们对实验进行改进，对猜想A再次进行探究，你认为他们的改进方法是 。
23．（2019九上·汕头月考）如图为四缸发动机图，其工作原理为：四个气缸的活塞连在一根曲轴上，并使各气缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功，其他三个气缸分别在做吸气、压缩和排气工作。有一台四缸发动机，其主要技术指标如下表所示。其中排量等于四个气缸工作容积的总和，气缸工作容积指活塞从气缸顶部到底部所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（即冲程长）。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。则：
排量 2L
输出功率 120 kW
转速 6 000 r/min
（1）该汽车发动机的单缸排量为 L，它的 冲程是把内能转化为机械能，从而获得动力。
（2）该汽车发动机每分钟对外做功 次，每分钟对外做功 J。
（3）在每个做功冲程里，发动机做功W= J。在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为 ，式中p表示燃气对活塞的压强，则p= Pa（1L=10-3m3）。
四、简答题
24．（2022·本溪）2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱进入大气层后下落（如图所示）。接近地面时反推发动机点火，最终返回舱在东风着陆场预定区内实现软着陆。
（1）返回舱刚进入大气层下落时，机械能大小如何变化，为什么？
（2）反推发动机属于喷气式发动机，反推发动机是否属于热机？
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】热机；热机的四个冲程
【解析】【解答】如图排气门打开，所以该冲程为内燃机的排气冲程，故D正确，ABC错误；
故选D。
【分析】排气冲程的特征：排气门打开，活塞向上运动，火花塞未点燃，即将废气或废物等排出。
2．【答案】B
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】 把推杆迅速推入牛角套筒时， 活塞对气体做功，所以气体内能增加，则温度升高，达到艾绒的着火点，使艾绒着火达到去火的目的；此时机械能转化为内能，与汽油机的压缩冲程的能量转化相同。
故选：B。
【分析】 吸气冲程：无能量转化；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；排气冲程：无能量转化。
3．【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化；热机；惯性及其现象；力与运动的关系
【解析】【解答】A.火箭点火升空时相当于热机的做功冲程，将内能转化为机械能， 故A错误符合题意；
B.卫星脱离火箭时，由于具有惯性，能保持原有运动状态，故B正确不合题意；
C.火箭加速升空的过程中，质量不变，高度增大，则重力势能增大；质量不变，速度增大，则动能增大。根据“机械能=动能+重力势能”可知，机械能变大，故C正确不合题意；
D.火箭加速升空时，合力的方向向上，即F-G>0，那么F>G，即火箭推力大于重力，故D正确不合题意。
故选A。
【分析】（1）根据热机的能量转化过程判断；
（2）物体保持运动状态不变的性质叫惯性；
（3）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能=动能+重力势能；
（4）根据力与运动的关系判断。
4．【答案】B
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】 热机工作时的四个冲程，其中属于机械能转化为内能的冲程压缩冲程
A、该图进气门打开，为内燃机的吸气冲程，无能量转化，故A 不符合题意 ；
B、该图两气门关闭，活塞向上运动，为内燃机的压缩冲程 ， 将机械能转化为内能 ，故B符合题意 ；
C、该图两气门关闭，活塞向下运动，为内燃机的做功冲程， 将内能转化为机械能 ，故C不符合题意 ；
D、该图排气门打开，为内燃机的排气冲程， 无能量转化 ，故D不符合题意。
故选B。
【分析】 内燃机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程 。 其中吸气冲程和排气冲程无能量转化；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。
5．【答案】B
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】A.甲图是吸气冲程，吸入汽缸的物质是汽油和空气的混合物，A不符合题意；
B.乙图冲程是压缩冲程，通过做功使燃料混合物内能增加，B不符合题意；
C.丙图冲程是做功冲程，燃气的内能减小、温度降低，C不符合题意；
D.甲、乙、丁是辅助冲程，靠飞轮惯性完成，D不符合题意。
故答案为：B.
【分析】汽油机的吸气冲程，吸入汽油和空气的混合物；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。
6．【答案】B
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】A. 该内燃机四个冲程正确的顺序是乙、甲、丁、丙，故A选项错误
B. 该内燃机工作时飞轮转速为 ，则每秒转速为40r，每两转做功一次，40转做功20次，故B选项正确
C. 丁冲程是做功冲程发生的能量转化为内能转化为机械能，故C选项错误
D. 甲、乙、丙三个冲程是靠飞轮的惯性完成的 ，丁是做功冲程，故D选项错误
故答案为：B
【分析】A.汽油机的四个冲程的顺序：吸气、压缩、做功、排气
B.汽油机完成一个工作循环由四个冲程，飞轮转两圈，对外做功一次
C.做功冲程的能量转化是内能转化为机械能
D.汽油机只有做功冲程对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮惯性完成的
7．【答案】C
【知识点】热机的四个冲程；能量的转化或转移
【解析】【解答】汽油燃烧，对软木塞做功，该过程中，内能转化为机械能，相当于四冲程汽油机工作时的做功冲程，故答案为：C。
【分析】
（1）汽油机的四个冲程与能量转化。
8．【答案】C
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】气缸内蒸汽体积膨胀对外做功，蒸汽的内能转化为舰载机的机械能，汽油机的做功冲程是汽油燃烧对外做功，汽油内能转化为机械能，两者原理相似。
故本题答案为C。
【分析】汽油机的四个冲程和能量转化
9．【答案】A
【知识点】热机
【解析】【解答】热机是指各种利用内能做功的机械，是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能的机器动力机械的一类，如蒸汽机、汽轮机、燃气轮机、内燃机、喷气发动机，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】热机通过燃烧燃料提供内能再转化为机械能。
10．【答案】C
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】A．做功冲程，是内能转化为机械能，A不符合题意；
B．汽油机吸气冲程中，吸入空气和汽油，B不符合题意；
C．压缩冲程中，活塞对汽缸内气体做功，将机械能转化为内能，气体的内能增大，C符合题意；
D．排气冲程中，废气会带走一部分能量，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能后，是做功的方式改变内能。
11．【答案】C
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】四冲程汽油机一个工作循环活塞往复2次，飞轮转动2周，做功1次，完成4个冲程。
AC．某单缸四冲程汽油机的转速是600r/min，飞轮转2圈做一次功，故汽油机1min对外做了300次功，做一次的时间为
A不符合题意，C符合题意；
BD．飞轮转速是600r/min，则1s内飞轮转10圈，1s内活塞共来回10次，完成5个工作循环，BD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】汽油机工作时，飞轮转数是做功数的2倍。
12．【答案】B
【知识点】热机；热机的四个冲程
【解析】【解答】A．根据汽油机和柴油机的结构特点可知，它们都属于内燃机；A符合题意，不符合题意；
B．柴油机在吸气冲程吸入气缸的是空气，汽油机在吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物；B不符合题意，符合题意；
C．汽油机的气缸顶部是火花塞，柴油机的气缸顶部是喷油嘴；C符合题意，不符合题意；
D．由两种内燃机的点火方式可知，汽油机在压缩冲程末是火花塞点火；D符合题意，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】汽油机和柴油机都属于内燃机；柴油机在吸气冲程吸入气缸的是空气，汽油机在吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物；汽油机的气缸顶部是火花塞，柴油机的气缸顶部是喷油嘴；汽油机在压缩冲程末是火花塞点火。
13．【答案】C
【知识点】做功改变物体内能；热机的四个冲程
【解析】【解答】柴油机在压缩冲程中因为气体被压缩了分子距离减小了，分子体积减小； 所含物质多少不变，故质量不变；体积变小，压强升高很大；因为对气体做功，内能增大，温度升高．
故答案为：C．
【分析】柴油机的压缩冲程中，通过压缩体积，内能变大，温度升高，压强变大。
14．【答案】C
【知识点】比热容；热机
【解析】【解答】A.热机工作的过程是将燃料燃烧释放的内能转化成机械能的过程，故A正确不合题意；
B.为了防止热机过热，通常用水来降温，是利用水的比热容大的特性，故B正确不合题意；
C.热机分分为喷气式发动机，蒸汽机、内燃机等，故C错误符合题意；
D.热机的大量使用，会消耗大量的石油，从而产生大量的二氧化碳、二氧化硫等有害气体，从而对环境造成严重污染，故D正确不合题意。
故选C。
【分析】（1）根据对热机工作原理的认识判断；
（2）比热容是表示物质吸放热本领大小的物理量；
（3）根据热机的分类判断；
（4）根据热机燃料的燃烧产物判断。
15．【答案】A
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】AC．海水下降时，气室的容积增大，其内部气体压强减小，阀门K1关闭，阀门K2开启，外界大气压将空气压入气室，类似于汽油机的吸气冲程，A符合题意，C不符合题意；
BD．海水上升时，阀门K1开启，阀门K2关闭，压缩后将空气推入工作室，类似于汽油机的排气冲程，BD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】结合题意和图示，分析可知：当海水下降时，气室的容积增大，压强减小，阀门K1关闭，阀门K开启；当海水上升时，气室的容积减小，压强增大，阀门K2关闭，阀门K1开启。
16．【答案】1800；
【知识点】热机
【解析】【解答】（1）某单缸四冲程内燃机内对外做功15次，则每分钟做功：15次×60s=900次，则每分钟曲轴转动次数：900×2=1800次，即1800r/min。
（2）内燃机1s对外做功：W=1200J×15=18000J；
那么内燃机工作时的功率为：。
【分析】（1）在四冲程内燃机中，活塞往复两次，曲轴转动2圈，做功1次，据此分析计算；
（2）根据计算内燃机做功的功率。
17．【答案】压缩；扩散；热传递
【知识点】热传递改变物体内能；热机；分子热运动
【解析】【解答】（1）根据图片可知，两个气门关闭，活塞向上运动，那么为压缩冲程；
（2）汽车发动机工作时，会在汽车周围闻到汽油味，这是扩散现象；
（3）发动机常用水做冷却剂，散热过程通过热传递的方式改变了水箱内水的内能。
【分析】（1）根据气门的开合和活塞的运行方向确定冲程的名称；
（2）不同的物质相互接触时彼此进入对方的现象叫扩散；
（3）改变内能的方式：①做功，本质是能量的转化；②热传递，本质是能量的转移。
18．【答案】做功；做功；液化
【知识点】液化及液化放热；做功改变物体内能；热机的四个冲程
【解析】【解答】用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气，随着瓶内气压增加，气体内能增大，通过做功方式改变瓶内气体内能‘’当气压达到一定程度时，瓶盖飞出，这一过程内能转化为机械能，与内燃机做功冲程的能量转化情况相同；瓶盖飞出的同时，瓶口冒“白雾”，其物态变化是液化。
【分析】压缩气体体积时，做功改变了内能；内能对外做功时，内能转化为机械能；气体变为液体，是液化现象。
19．【答案】热传递；压缩
【知识点】热传递改变物体内能；热机的四个冲程
【解析】【解答】工地上太阳暴晒的钢筋热得烫手，钢筋内能是通过热传递的方式增加的，用切割机切割钢筋，切割片温度急剧上升，是机械能转化为内能，内能变化情况与热机的压缩冲程相同。
【分析】温度不同的物体间，通过热传递改变内能；物体间摩擦时，机械能转化为内能。
20．【答案】做功；10
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】汽油机的做功冲程将内能转化为机械能；汽油机的飞轮转数是做功数的2倍，若每分钟转1200次，则每秒转动20次，做功数是10次。
【分析】汽油机的做功冲程将内能转化为机械能；汽油机的飞轮转数是做功数的2倍，根据转数可以计算做功数。
21．【答案】做功；放；提高效率（节约能源等其他合理答案）
【知识点】热机的效率；热机的四个冲程
【解析】【解答】做功冲程是高温高压的燃气推动活塞对其做功，将内能转化为机械能。六冲程引擎中的第五冲程，是水变为水蒸气推动活塞做功，从而为汽车提供动力，所以相当于四冲程内燃机的做功冲程。
第六冲程中水蒸气变为水，所以属于液化。六冲程引擎不用燃烧燃料做功，所以节约能源，同时无污染，防止燃气带走大量的热，提高了效率。
【分析】做功冲程是高温高压的燃气推动活塞对其做功，将内能转化为机械能；物质从气态变为液态的过程叫液化，液化放热。
22．【答案】（1）热传递
（2）压缩
（3）活塞在筒内往复运动时，不断压缩气体做功导致发热
（4）在实验过程中，活塞向下运动时既克服摩擦做功，又压缩空气做功，无法准确的确定外壁发热的原因；根据控制变量法，要探究猜想A，应让活塞只克服摩擦做功，而不压缩空气做功；打气筒不与篮球连接，直接让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数，用测温枪测出打气筒外壁的温度与打气筒往气压不足的篮球内打气时打气筒外壁的温度进行比较，进而得出结论。
【知识点】热传递改变物体内能；热机的四个冲程
【解析】【解答】（1）打气筒内壁的温度高，外壁的温度低，热量从温度高的内壁传递到温度低的外壁，是通过热传递的方式。
（2）活塞在打气筒内向下运动时，活塞对筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能，能量转化情况与内燃机压缩冲程相同。
（3）由表中数据可知，打气筒下部温度高于上部温度，说明活塞在打气筒内向下运动时，活塞对筒内的空气做功，空气内能增加，温度升高，造成下部温度高于上部温度，故导致打气筒外壁发热的原因是活塞在筒内往复运动时，不断压缩气体做功导致发热。
（4）在实验过程中，活塞向下运动时既克服摩擦做功，又压缩空气做功，无法准确的确定外壁发热的原因；根据控制变量法，要探究猜想A，应让活塞只克服摩擦做功，而不压缩空气做功，故他们的改进方法是：打气筒不与篮球连接，直接让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数，用测温枪测出打气筒外壁的温度与打气筒往气压不足的篮球内打气时打气筒外壁的温度进行比较，进而得出结论。
【分析】（1）温度不同的物体间，通过热传递改变内能；
（2）压缩体积时，物体的机械能转化为内能，和汽油机的压缩冲程能量变化相同；
（3）压缩气体体积，使物体的内能增大了，是做功方式在改变内能；
（4）摩擦和压缩体积，都可以改变内能；通过只摩擦，不压缩体积，可以探究摩擦对改变内能的作用。
23．【答案】（1）0.5；做功
（2）12000；
（3）600；
【知识点】功率计算公式的应用；热机的四个冲程；压强的大小及其计算
【解析】【解答】(1)因为四缸总排量为2L，单缸排量： 在做功冲程中，燃气对外做功，将内能转化为机械能；(2)由表格信息可知，4缸发动机转速为6000r/min，即每分钟转6000周，在飞轮转动的每半周里都有一个汽缸在做功，所以发动机每分钟对外做功12000次；已知输出功率：
所以由 得每分钟做功： (3)发动机每分钟做功 ，因为每分钟做功12000次，所以每个做功冲程做功： 汽车发动机的单缸排量：
所以由 得燃气对活塞的压强：
【分析】（1）根据总排气量，计算单缸排气量；内燃机做功冲程将内能转化为机械能；（2）根据汽油机飞轮转数可以计算做功数，根据功率和时间的乘积计算做功多少；（3）根据功和做功次数的比值计算每次做功多少；根据功和气体体积的比值计算压强大小。
24．【答案】（1）机械能减小。原因是返回舱刚进入大气层后，降落伞相继打开，临近地面时，反推发动机启动向下喷气，给气体一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，气体给返回舱一个向上的力，迫使返回舱减速“刹车”，由于速度减小，故动能减小；返回舱下落过程中高度减小，故重力势能减小；由于返回舱与大气摩擦，机械能转化为内能，故机械能减小。
（2）热机的种类很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气式发动机都属于热机。
【知识点】机械能及其转化；热机
【解析】【分析】（1）质量一定时，位置越低，重力势能越小，速度越小，动能越小；机械能是动能和重力势能的总和；
（2）热机是将内能转化为机械能的装置。
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