14.1热机同步练习
1.热机利用内能做功的机械，例蒸气机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
2.内燃机工作原理：燃料直接在发动机气缸内燃烧，产生高温高压的燃气，燃气对外做功，把内能转化成机械能。种类：汽油机、柴油机等。
3.汽油机工作时，活塞在汽缸内往复运动；活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程。
4.压缩冲程机械能转化为内能，做功冲程内能转化为机械能。
5.柴油机结构与汽油机不同的是没有火花塞但有喷油嘴；点火方式为压燃式。
1．利用内能可以 ，也可以做功。热机是利用内能来做功，把内能转化为 的机器。热机的种类有蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机等。
【答案】 加热 机械能
【详解】[1]利用内能可以加热，也可以做功。
[2]热机是利用内能来做功，把内能转化为机械能的机器。
2．汽油机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，其中为汽车提供动力的是 冲程，它将内能转化为 能。
【答案】 做功 机械
【详解】[1][2]做功冲程时汽缸内的燃料燃烧，产生高温高压的燃气推动活塞由上向下运动，所以其中为汽车提供动力的是做功冲程，该过程中高温高压的燃气对活塞做功，将内能转化为机械能的过程。
3．如图所示，这是一个 （选填“柴油机”或“汽油机”）模型。家用汽车一般选用 （选填“柴油机”或“汽油机”）做为发动机。
【答案】 柴油机 汽油机
【详解】[1]柴油机和汽油机构造上的区别：柴油机汽缸顶部有喷油嘴，而汽油机顶部有火花塞，图中顶部是喷油嘴，所以这是一个柴油机的模型。
[2]汽油机轻巧、便利，噪声相对较小，一般家用汽车的发动机是汽油机。
4．如图甲所示为一单缸四冲程汽油机某冲程剖面图，该图表示为 冲程，此冲程中活塞向 运动，图乙、丙是演示实验的示意图，与甲图原理相同的是 图所示的演示实验。
【答案】 压缩 上 乙
【详解】[1][2]甲图中，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能。
[3]乙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧。是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程，与甲图原理相同。丙图试管中的水加热沸腾后，塞子被水蒸气推出，此过程中水蒸气的内能转化为塞子的机械能，与甲图原理不相同。
5．2022 年 11 月 12 日 10 时 03 分，天舟五号货运飞船在长征七号火箭的稳稳托举下，满载货物飞天云霄， 跨越星海奔赴天宫，如图所示。火箭喷气发动机将燃料燃烧后燃气的内能转化为火箭的 能， 这个能量转化过程与四冲程汽油机的 冲程能量转化相同。
【答案】 机械 做功
【详解】[1]火箭升空的过程机械能是通过将燃料燃烧后的内能转化而来的。
汽油机的做功冲程将内能转化为机械能，与这个过程的能量转化相同。
6．在汽油机的工作循环中，将内能转化为机械能，对外提供动力的冲程是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【答案】C
【详解】在汽油机的工作循环中，做功冲程将内能转化为机械能，提供动力，压缩冲程将机械能转化为内能，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
7．关于汽油机和柴油机描述正确的是（ ）
A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
B．柴油机在吸气冲程中，柴油和空气的混合物进入汽缸
C．做功冲程中，燃料释放的能量100%转化为机械能
D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的大部分能量
【答案】D
【详解】A．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，故A错误；
B．柴油机在吸气冲程中，将空气吸入汽缸（没有吸入柴油），故B错误；
C．在做功冲程中，燃料燃烧释放的内能大部分需要克服摩擦、发生热传递而散失，只有一少部分转化为机械能，故C错误；
D．在排气冲程中，排出的废气温度仍很高，废气带走了燃料释放的大部分能量，故D正确。
故选D。
8．关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（ ）
A．在做功冲程中，是机械能转化为内能
B．在做功冲程中，是内能转化为机械能
C．一个工作循环中，只有一个冲程发生能量转化
D．汽油机和柴油机的点火方式相同
【答案】B
【详解】AB．在做功冲程中，燃气膨胀对活塞做功将内能转化为机械能，故A错误、B正确；
C．汽油机在一个工作循环中，在做功冲程中，将内能转化为机械能；压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能，故C错误；
D．汽油机和柴油机的点火方式不相同，汽油机是火花塞点火，柴油机是柴油和空气的混合气体达到着火点自然，故D错误。
故选B。
9．如图为汽油机工作过程中某冲程的示意图，此冲程是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【答案】B
【详解】由图可知，进气门和排气门都是关闭的，活塞上行，因此是压缩冲程，压缩冲程中机械能转化为内能。
故选B。
10．“礼花筒”是一些喜庆场合烘托气氛的必备用品，如图所示，“礼花筒”使用时，利用筒内高压的空气膨胀，将彩带喷向空中。与其能量转化相同的是内燃机的（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【答案】C
【详解】内燃机的做功冲程，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能；礼花筒内的高压空气膨胀对外做功，将内能转化为机械能，相当于内燃机的做功冲程。故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
1．汽油机在吸气冲程中，吸入的气体是 。在内燃机的四个冲程中，只有做功冲程对外做，其他三个冲程靠飞轮的 来完成；为了降低汽缸的温度，汽缸外有一个水箱包围着，用水来包围汽缸是因为水的 。
【答案】 空气和汽油的混合物 惯性 比热容大
【详解】[1]汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的燃料混合物。
[2]在做功冲程中，内能转化为机械能，使活塞向下运动，通过连杆使曲轴转动，而曲轴和外面的飞轮相连，从而使飞轮转动起来。虽然其他三个冲程没有对外做功，但飞轮具有惯性，不会马上停下来，会继续转动下去，等到下一个循环的做功冲程继续对外做功。
[3]汽缸外有一个水箱体，使汽缸被水包围着，是利用水的比热容大，散热效果好。
2．如图所示，甲、乙、丙、丁分别表示汽油机的四个冲程，请你按正确的顺序进行排列： ；若该汽油机活塞1s内对外做功30次，则该汽油机的飞轮的转速为 r/min。
【答案】 丁、乙、甲、丙 3600
【详解】[1]由图知，甲两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程；乙两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；丙一个气门打开，一个气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程；丁一个气门打开，一个气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，所以顺序应为丁、乙、甲、丙。
[2]汽油机一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周。汽油机活塞ls内对外做功30次，则该汽油机的飞轮转速为60r/s，轮转速为3600r/min。
3．如图所示，迅速下压活塞，棉花燃烧，这是通过 的方式改变物体的内能，它和单缸四冲程汽油机的 冲程的能量转化方式相同。若该汽油机的飞轮转速为3000r/min，那么该汽油机每秒做功 次。
【答案】 做功 压缩 25
【详解】[1]迅速下压活塞，棉花燃烧，是因为活塞迅速向下压时，活塞压缩气体做功，空气内能增加，温度升高。
[2]压缩过程中，活塞的机械能转化为空气的内能，与单缸四冲程汽油机的压缩冲程能量转化方式相同。
[3]由题意可知，该汽油机飞轮转速是3000r/min=50r/s，因为一个工作循环中飞轮转动2圈，所以汽油机每秒钟完成25个工作循环，对外做功25次。
4．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。汽缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，内能 （填“增大”、“减少”或“不变”），推动活塞运动，使舰载机获得巨大的动能。此过程的能量转化方式类似于汽油机的 冲程。
【答案】 减少 做功
【详解】[1][2]汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能。汽缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，内能减少，推动活塞运动，使舰载机获得巨大的动能，此过程的能量转化方式类似于汽油机的做功冲程，都是将内能转化为机械能。
5．随着我国汽车工业的迅速发展，国产汽车发动机技术越来越成熟，长安汽车新推出一款蓝鲸动力1.5T涡轮增压发动机，由四个汽缸排列组成，当发动机转速达到4800r/min时，四个汽缸的最大输出功率为132kW，此时活塞1s内对外做功 次。如果每个活塞一个冲程的运动距离为10cm，每个活塞的面积为5×10-3m2，做功冲程中高温高压气体对活塞的平均压强是 Pa。
【答案】 160 1.65×106
【详解】[1]由题意可知，飞轮转速是4800r/min，即80r/s，因一个工作循环飞轮转2圈，做功一次，所以每个汽缸每秒可以做功40次；四个汽缸每秒可以做功
[2]由可知，四个汽缸活塞1s做功
每个做功冲程做功
根据可知，做功冲程中高温高压气体对活塞的平均压力
做功冲程中高温高压气体对活塞的平均压强
6．如图是小明学习气功的四个基本动作，由此他联想到这四个动作与热机的一个工作循环的四个冲程很相似，但动作顺序已乱，请你判断与做功冲程相似的是（ ）
A． 气沉丹阳 B． 排山倒海
C． 打完收工 D． 鼻孔吸气
【答案】B
【详解】A．气沉丹阳相当于压缩冲程，故A不符合题意；
B．排山倒海相当于做功冲程，故B符合题意；
C．打完收工相当于排气冲程，故C不符合题意；
D．鼻孔吸气相当于吸气冲程，故D不符合题意。
故选B。
7．如图为四冲程汽油机工作示意图，下列说法正确的是（ ）
A．依靠飞轮惯性完成的冲程是甲、乙、丁
B．甲图冲程中能量转化是机械能转化为内能
C．飞轮转速，则该汽油机1s能做功20次
D．在一个工作循环中，工作过程依次是乙、甲、丁、丙
【答案】C
【详解】ABD．甲图中两气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，汽缸容积变大，是做功冲程，内能转化为机械能；乙图中进气门开启，排气门关闭，气体流入汽缸，是吸气冲程，没有能量的转化；丙图中排气门开启，进气门关闭，气体流出汽缸，是排气冲程；丁图中两气门都关闭，活塞向上运动，汽缸容积变小，是压缩冲程；所以正确的排序是乙、丁、甲、丙；内燃机的一个工作循环有四个冲程，只有在做功冲程中使机器获得动力，其它三个冲程均为辅助冲程，依靠飞轮惯性完成，即依靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁，故ABD错误；
C．四冲程汽油机的飞轮转速为，则该飞轮1s转40圈，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以1s飞轮转40圈，共20个工作循环，共80个冲程，共做功20次，故C正确。
故选C。
8．光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图，密闭气室中在光照下会分解，使气室气压增大，推动活塞右移，无光条件下发生逆反应；控制光照即可实现活塞往复运动。活塞右移过程相当于汽油机的（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【答案】C
【详解】当活塞右移时，活塞对外做功，则该过程相当于汽油机四个冲程中的做功冲程。故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
9．如图所示，下列说法中错误的是（ ）
A．甲图玻璃筒内的空气被压缩时，空气的内能增加
B．甲图和乙图中能量转化是一致的
C．乙图四冲程汽油机的转速是3000r/min，每秒对外做功25次
D．甲图玻璃筒内的空气被压缩时，其分子无规则运动越剧烈
【答案】B
【详解】A．甲图中的玻璃筒内空气被压缩时，活塞的机械能转化为空气的内能，空气内能增大，故A正确，不符合题意；
B．图乙中，汽缸的两个气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，内能转化为机械能，与甲图的能量转化不一致，故B错误，符合题意；
C．图乙汽油机的转速3000r/min，即50r/s，汽油机的飞轮每转动两圈，完成一个工作循环，做功一次，所以每秒对外做功25次。故C正确，不符合题意；
D．甲图中玻璃筒内空气被压缩时，内能增大，温度升高，所以分子的热运动变剧烈，故D正确，不符合题意。
故选B。
10．（多选）如图中说法正确的是（ ）
A．甲图实验揭示了热机的工作原理
B．乙图实验中的能量转化是内能转化为机械能
C．丙图是内燃机的吸气冲程
D．丁图是内燃机的压缩冲程
【答案】AD
【详解】A．甲图中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，内能转化为塞子的机械能；热机利用内能做功，将内能转化为机械能，所以这个实验能够展示热机的基本工作原理，故A正确；
B．乙图中厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的内能增大，温度升高，是通过做功的方式改变空气内能，将机械能转化为内能，故B错误；
C．图丙中，气门都关闭，活塞向下运动，所以是内燃机的做功冲程，故C错误；
D．图丁中，气门都关闭，活塞向上运动，所以是内燃机的压缩冲程，故D正确。
故选AD。
11．（2021·全国·九年级课时练习）某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1200周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），求
(1)汽油机一个循环所做的功是 J
(2)汽油机的功率是 W。
【答案】 135J 1350W
【详解】解：（1）由题意可得，燃气对活塞的平均压力
汽油机一个循环只做一次功，做功为
（2）因飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮1min转动1200周，做功600次，则燃气对活塞做的总功
汽油机的功率
答：（1）汽油机一个循环所做的功是135J；
（2）汽油机的功率为1350W。14.1热机同步练习
1.热机利用内能 的机械，例蒸气机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
2.内燃机工作原理：燃料直接在发动机气缸内燃烧，产生高温高压的燃气，燃气对外做功，把内能转化成 能。种类： 、 等。
3.汽油机工作时，活塞在汽缸内往复运动；活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。一个工作循环包括 、 、 、 四个冲程。
4.压缩冲程 能转化为 能，做功冲程 能转化为 能。
5.柴油机结构与汽油机不同的是没有火花塞但有 ；点火方式为 。
1．利用内能可以 ，也可以做功。热机是利用内能来做功，把内能转化为 的机器。热机的种类有蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机等。
2．汽油机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，其中为汽车提供动力的是 冲程，它将内能转化为 能。
3．如图所示，这是一个 （选填“柴油机”或“汽油机”）模型。家用汽车一般选用 （选填“柴油机”或“汽油机”）做为发动机。
4．如图甲所示为一单缸四冲程汽油机某冲程剖面图，该图表示为 冲程，此冲程中活塞向 运动，图乙、丙是演示实验的示意图，与甲图原理相同的是 图所示的演示实验。
5．2022 年 11 月 12 日 10 时 03 分，天舟五号货运飞船在长征七号火箭的稳稳托举下，满载货物飞天云霄， 跨越星海奔赴天宫，如图所示。火箭喷气发动机将燃料燃烧后燃气的内能转化为火箭的 能， 这个能量转化过程与四冲程汽油机的 冲程能量转化相同。
6．在汽油机的工作循环中，将内能转化为机械能，对外提供动力的冲程是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
7．关于汽油机和柴油机描述正确的是（ ）
A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
B．柴油机在吸气冲程中，柴油和空气的混合物进入汽缸
C．做功冲程中，燃料释放的能量100%转化为机械能
D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的大部分能量
8．关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（ ）
A．在做功冲程中，是机械能转化为内能
B．在做功冲程中，是内能转化为机械能
C．一个工作循环中，只有一个冲程发生能量转化
D．汽油机和柴油机的点火方式相同
9．如图为汽油机工作过程中某冲程的示意图，此冲程是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
10．“礼花筒”是一些喜庆场合烘托气氛的必备用品，如图所示，“礼花筒”使用时，利用筒内高压的空气膨胀，将彩带喷向空中。与其能量转化相同的是内燃机的（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
1．汽油机在吸气冲程中，吸入的气体是 。在内燃机的四个冲程中，只有做功冲程对外做，其他三个冲程靠飞轮的 来完成；为了降低汽缸的温度，汽缸外有一个水箱包围着，用水来包围汽缸是因为水的 。
2．如图所示，甲、乙、丙、丁分别表示汽油机的四个冲程，请你按正确的顺序进行排列： ；若该汽油机活塞1s内对外做功30次，则该汽油机的飞轮的转速为 r/min。
3．如图所示，迅速下压活塞，棉花燃烧，这是通过 的方式改变物体的内能，它和单缸四冲程汽油机的 冲程的能量转化方式相同。若该汽油机的飞轮转速为3000r/min，那么该汽油机每秒做功 次。
4．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。汽缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，内能 （填“增大”、“减少”或“不变”），推动活塞运动，使舰载机获得巨大的动能。此过程的能量转化方式类似于汽油机的 冲程。
5．随着我国汽车工业的迅速发展，国产汽车发动机技术越来越成熟，长安汽车新推出一款蓝鲸动力1.5T涡轮增压发动机，由四个汽缸排列组成，当发动机转速达到4800r/min时，四个汽缸的最大输出功率为132kW，此时活塞1s内对外做功 次。如果每个活塞一个冲程的运动距离为10cm，每个活塞的面积为5×10-3m2，做功冲程中高温高压气体对活塞的平均压强是 Pa。
6．如图是小明学习气功的四个基本动作，由此他联想到这四个动作与热机的一个工作循环的四个冲程很相似，但动作顺序已乱，请你判断与做功冲程相似的是（ ）
A． 气沉丹阳 B． 排山倒海
C． 打完收工 D． 鼻孔吸气
7．如图为四冲程汽油机工作示意图，下列说法正确的是（ ）
A．依靠飞轮惯性完成的冲程是甲、乙、丁
B．甲图冲程中能量转化是机械能转化为内能
C．飞轮转速，则该汽油机1s能做功20次
D．在一个工作循环中，工作过程依次是乙、甲、丁、丙
8．光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图，密闭气室中在光照下会分解，使气室气压增大，推动活塞右移，无光条件下发生逆反应；控制光照即可实现活塞往复运动。活塞右移过程相当于汽油机的（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
9．如图所示，下列说法中错误的是（ ）
A．甲图玻璃筒内的空气被压缩时，空气的内能增加
B．甲图和乙图中能量转化是一致的
C．乙图四冲程汽油机的转速是3000r/min，每秒对外做功25次
D．甲图玻璃筒内的空气被压缩时，其分子无规则运动越剧烈
10．（多选）如图中说法正确的是（ ）
A．甲图实验揭示了热机的工作原理
B．乙图实验中的能量转化是内能转化为机械能
C．丙图是内燃机的吸气冲程
D．丁图是内燃机的压缩冲程
11．（2021·全国·九年级课时练习）某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1200周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），求
(1)汽油机一个循环所做的功是 J
(2)汽油机的功率是 W。
