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14.1 热 机（分层练习）
目 录
1
考点01 热机 1
考点02 汽油机 4
考点03 柴油机 10
13
22
考点01 热机
1． 下列机械属于热机的是（ ）
A．电动机 B．洗衣机 C．柴油机 D．滑轮组
【答案】C
【解析】热机为汽车构件，C正确，ABC错误，综上选C
2．2024年4月25日， 我国用“长征二号F遥十八”运载火箭成功将神州十八号载人飞船发射升空，如图关于火箭发射过程中涉及的物理知识，下列说法正确的是（ ）
A．火箭发动机属于热机
B．火箭燃料在燃烧过程中，热值不断减小
C．地面控制中心通过超声波向火箭发送指令
D．火箭加速上升的过程中，飞船机械能不变
【答案】A
【解析】A.火箭发动机将燃料燃烧的内能转化为机械能，属于热机，A符合题意；
B.火箭燃料在燃烧过程中，热值不变，B不符合题意；
C.超声波的传播受介质影响，地面控制中心通过电磁波向火箭发送指令，C不符合题意；
D.火箭加速上升的过程中，动能和重力势能变大，飞船机械能变大，D不符合题意。
故答案为：A.
3．如图是蒸汽机工作的原理示意图，关于蒸汽机的工作过程中所涉及的物理知识，下列说法正确的是( )
A．汽缸内的蒸汽推动活塞做功，内能转化为机械能
B．燃料燃烧时产生热量，这是将内能转化为化学能
C．蒸汽推动活塞做功，蒸汽的内能增大
D．蒸汽机加装冷凝器，能减少废气带走的温度
【答案】A
【解析】A.解标汽缸内的蒸汽推动活塞做功，将内能转化为机械能，A正确。
B.燃料燃烧时放出热量，这是将化学能转化为内能，B错误。
C.蒸汽推动活塞做功，将内能转化为机械能，内能减小，C错误。
D.废气带走的不是温度是热量，D错误。
故答案为：A。
4．2024年 1月11日，我国自主研制的全球最大固体运载火箭“引力一号”，在山东海阳附近海域成功首飞，将搭载的3颗卫星顺利送入预定轨道，如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．燃料燃烧越充分，燃料的热值越大
B．固体运载火箭发射前后，轮船所受的浮力不变
C．固体运载火箭发动机是利用内能做功的机械，它属于热机
D．升空时，燃气对火箭向上的推力大于火箭对燃气向下的推力
【答案】C
【解析】A.燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，A错误；
B.由二力平衡可知，漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力，固体运载火箭发射前后，轮船的总重力减小，所受的浮力减小，B错误；
C.固体运载火箭发动机是利用内能做功的机械，它属于热机，C正确；
D.物体间力的作用是相互的，相互作用力大小相等，升空时，燃气对火箭向上的推力等于火箭对燃气向下的推力，D错误；
故答案为：C.
5．某机器的能量流向图如图所示，据此推测该机器可能是（ ）
A．热机 B．电动机 C．发电机 D．电热水器
【答案】A
【解析】如图所示，该机器将大部分电能转化为机械能和内能
A.热机主要是将内能转化为机械能的装置，A错误
B.电动机主要是将电能转化为机械能，还有一部分电能转化为内能损耗，B错误
C.发电机的能量转化为机械能转化为电能装置，C错误
D.电热水器主要是将电能转化为内能的装置，D错误
综上选B
6．热机是把 能转化为 能的机器．热机的总类很多，有蒸汽机、 机、汽轮机、喷气发动机等．
【答案】内；机械；内燃．
【解析】解：热机把内能转化成机械能，蒸汽机、内燃机、火汽轮机、喷气发动机在工作中，都是将燃料燃烧产生的内能最终转化为机械能，都属于热机．
故答案为：内；机械；内燃．
7．小明利用如图2装置进行实验，加热试管使水沸腾是通过 （选填“热传递”或“做功”）的方式改变水的内能，在水蒸气驱动下叶轮转动起来，这个实验体现了 （选填“热机”或“电动机”）的原理。
【答案】热传递；热机
【解析】加热时，温度不同，是通过热传递的方式改变内能，在水蒸气驱动下叶轮转动起来，消耗内能获得机械能，体现了热机的原理。
8．热机（如汽车、拖拉机的发动机等）是将燃料的内能转化为机械能的装置，热机的发展和应用推动了人类社会的进步与发展，但热机在能的转化过程中不可避免地会对环境造成一定程度的污染。请你列举热机对环境造成的污染：① 污染；② 污染。
【答案】噪声；大气
【解析】热机工作时，产生噪声和有害气体，对环境造成的污染：①噪声污染；②大气污染。
9．2022年11月12日搭载天舟五号货运飞船的长征七号遥六运载火箭，在文昌航天发射场准时点火发射，取得圆满成功。火箭发动机 （选填“属于”或“不属于”）热机。火箭在加速升空过程中，火箭外壳会急剧升温，这是通过 方式改变火箭外壳的内能。
【答案】属于；做功
【解析】火箭发动机利用燃料燃烧获取内能再通过做功的方式转化为机械能，火箭发动机属于热机。火箭加速上升过程中，火箭外壳与大气摩擦，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，其内能增加，这是通过做功的方式改变改变火箭外壳的的内能。
10．2022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。
【解析】（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。
考点02 汽油机
1．如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，以下说法正确的是（ ）
A．汽油机一个工作循环四个冲程的正确顺序是：丙、甲、丁、乙
B．汽油机吸气冲程汽缸吸进的物质是汽油
C．若汽油机每秒做功10次，则飞轮的转速为1200 r/min
D．图丁是做功冲程，机械能转化为内能
【答案】C
【解析】A.甲图中两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，乙图是进气门打开，排气门关闭，此时活塞向下运动，是吸气冲程，丙图中进气门关闭，排气门打开，此时活塞向上运动，是排气冲程，丁图中两个气门都关闭，火花塞点火，此时活塞向下运动，是做功冲程，所以，该内燃机一个工作循环有四个冲程正确的顺序是乙、甲、丁、丙，故A错误；
B.汽油机吸气冲程汽缸吸进的物质是汽油和空气，故B错误；
C.由题知，该内燃机每秒做功10次，因飞轮每转2周对外做功一次，则飞轮的转速为1200 r/min ，故C正确；
D.图丁是做功冲程，是把燃气的内能转化为机械能，故D错误。
故答案为：C。
2．下列有关汽油机的说法正确的是 ( )
A．采取有效措施，汽油机效率能达到100%
B．除了做功冲程，其余三个冲程均是靠飞轮的惯性来完成
C．汽油机的压缩冲程，主要是用热传递的方法增加了气缸内的物质的内能
D．某台四冲程汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1s内该汽油机做功10次
【答案】B
【解析】A、用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫热机效率，无论科技如何发展，热机的效率可以提高，总存在摩擦、要做额外功，效率一定不会达到100%，故A错误。
B、汽油机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；做功冲程把内能转化为机械能，对外提供动力；其他三个冲程要靠飞轮的惯性来完成，故B正确。
C、汽油机的压缩冲程，主要是用做功的方法增加了气缸内的物质的内能，故C错误。
D、汽油机飞轮的转速为2400r/min=40r/s，即飞轮每秒转40圈，由于汽油机的1个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以，在1s内，该汽油机完成80个冲程，对外做功20次，故D错误。
故答案为：B。
3．如图所示的实验装置中，一个装有适量水的试管通过橡胶塞密封。当水被加热一段时间后，橡胶塞被推出，同时管口出现了大量“白气”。下列说法正确的是（ ）
A．管口出现的“白气”是水蒸气
B．水蒸气推出橡胶塞导致水蒸气内能增加
C．水被加热的过程中，其内能是通过热传递的方式改变的
D．水蒸气推出橡胶塞与汽油机压缩冲程能量转化情况相同
【答案】C
【解析】A.管口出现的“白气”是水蒸气从气态变成液体发生液化形成的小水珠，故A错误；
B.水蒸气推出橡胶塞，将内能转化为机械能，会导致水蒸气内能减小，故B错误；
C.水被加热的过程中，其内能是通过热传递的方式改变的，故C正确；
D.水蒸气推出橡胶塞与汽油机做功冲程能量转化情况相同，故D错误。
故选C。
4．景颇族的祖先曾发明一种活塞式点火器，如题图所示.以牛角做套筒，木质推杆前端粘附艾绒(一种很容易被点燃的物质).取火时， 一手握住套筒，另一手猛推推杆，艾绒即燃，随即将杆拔出，口吹立见火苗，与手推杆入筒过程能量转化过程相同的冲程是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】根据“ 一手握住套筒，另一手猛推推杆，艾绒即燃”可知，能量转化为将机械能转化为内能。
A.两个气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，将机械能转化为内能，故A符合题意；
B.排气门打开，为排气冲程，没有能量转化，故B不合题意；
C.火花塞点火，为做功冲程，将内能转化为机械能，故C不合题意；
D.进气门打开，为吸气冲程，没有能量转化，故D不合题意。
故选A。
5．家用燃油汽车的发动机主要是汽油机，下列说法正确的是（ ）
A．汽油机的效率能达到100%
B．汽油机燃烧汽油会造成环境污染
C．汽油机的一个工作循环中，对外做功4次
D．汽油机在吸气冲程中只吸入汽油
【答案】B
【解析】 A.汽油机工作时要克服机械间的摩擦做额外功、同时存在热散失，并且废气带走大部分能量，所以热机的效率很低，不能达到100%，故A错误；
B.汽油机燃烧汽油放出的废气会造成环境污染，故B正确；
C.汽油机一个工作循环有4个冲程，对外做功一次，故C错误；
D.汽油机在吸气冲程中吸入的是空气和汽油的混合气体，故D错误。
故选B。
6．汽油机、电动机分别是燃油汽车和电动汽车的动力装置。如图甲所示是四冲程汽油机某一冲程的示意图，如图乙所示是电动机。下列说法正确的是（ ）
A．图甲所示是汽油机的做功冲程
B．图甲所示的冲程中，燃气的内能减小
C．图乙所示的电动机的效率比汽油机的高，可达到100%
D．图乙所示的电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动
【答案】A,B,D
【解析】AB.火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程，能量转化为内能转化为机械能，燃气的内能减小，故AB正确；
C.由于能量损耗，热机效率不能达到100%，故C错误；
D.电动机是根据通电导体在磁场中受力运动制作而成的，故D正确。
故选ABD。
7．汽车已成为现代生活中不可缺少的一部分，燃油汽车多采用四冲程汽油机，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．吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸
B．压缩冲程中，两气门关闭且活塞自下而上运动
C．做功冲程中，将内能转化为机械能从而提供动力
D．排气冲程中，废气带走了燃料燃烧释放能量的极少部分
【答案】A,B,C
【解析】A.汽油机在吸气冲程中，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸，故A正确。
B.压缩冲程中，两气门关闭，活塞自下而上运动，压缩汽油和空气的混合物，故B正确。
C.汽油机的四冲程中，只有做功冲程提供动力，燃气对活塞做功，内能转化为机械能，故C正确。
D.在排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的大部分，故D错误。
故答案为：ABC。
8．汽油机的一个工作循环有 个冲程，如图所示是汽油机的 冲程，若飞轮转速是1800r/min，则汽油机每秒钟完成 个冲程．
【答案】4；做功；15
【解析】（1）汽油机的一个工作循环有4个冲程。两个气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程；
（2） 若飞轮转速是1800r/min， 那么每分钟对外做功次数：1800÷2=900，每秒对外做功次数：900÷60=15。
9．汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，汽油机一个工作循环正确的顺序是： ，若汽油机飞轮的转速为3600r/min，则在1s内，汽油机对外做功的次数是 次。
【答案】丁甲丙乙；30
【解析】（1）根据图片可知，甲：两个气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程；
乙：排气门打开，为排气冲程；
丙：火花塞点火，为做功冲程；
丁：进气门打开，为吸气冲程。
则一个工作循环的排序为：吸气，压缩，做功和排序，即丁甲丙乙。
（2）飞轮的转速3600r/min，则每分钟工作循环的个数：3600÷2=1800；
那么每分钟做功次数1800次；
因此1s内汽油机对外做功的次数为：1800÷60=30。
10．根据图中实验回答问题。
（1）如图1所示，在热水和冷水中分别滴入两滴墨水，不要搅动杯中的水，热水杯中的墨水扩散得快，选用热水和冷水做实验的目的是便于探究分子无规则运动速度与 的关系。
（2）如图2所示，瓶内装有少量的水，水上方有水蒸气，塞紧瓶塞，用打气筒向瓶内打气，当塞跳起时，有白雾产生，白雾是水蒸气 而成的，这说明气体对外做功时，内能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）如图3所示是热机的 冲程，这个冲程是通过 的方式改变它的内能。
（4）如图4所示，当软木塞被冲出时，发生的能量转化是 转化为 。
（5）如图5的实验说明了 。
【答案】（1）温度
（2）液化；减小
（3）压缩；做功
（4）内能；机械能
（5）分子之间存在引力
【解析】解答（1）如图1，在热水和冷水中分别滴入墨水，热水杯中的墨水扩散快，温度不同，扩散不同，探究了分子无规则运动速度与温度的关系；
（2）如图2，瓶口的白雾是水蒸气液化形成的；用打气筒向瓶内打气，当塞跳起时，瓶内的气体内能对外做功，内能减少，水蒸气发生液化现象，气体对外做功时，内能减小；
（3）根据图3，汽油机的气门关闭，活塞向上，是热机的压缩冲程，压缩体积，通过做功的方式改变内能；
（4）根据图4，当软木塞被冲出时，消耗了内能，水蒸气内能转化为机械能；
（5）根据图5，压紧的铅块不会被拉开，说明了分子之间存在引力。
考点03 柴油机
1．关于热机，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．柴油机在吸气过程中，将柴油和空气的混合物吸入气缸中
C．汽油机在做功冲程中，机械能转化为内能
D．汽油机和柴油机除了做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的
【答案】D
【解析】A：汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，A错误；
B：柴油机在吸气过程中，将空气吸入气缸中，B错误；
C：汽油机在做功冲程中，内能转化为机械能，C错误；
D：汽油机和柴油机除了做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的，D正确。
故选D。
2.有关汽油机和柴油机的异同，下列说法正确的是（ ）
A．汽油机与柴油机使用的燃料不同
B．柴油机一般用于大型、重型机械，汽油机一般用于轻型、小型机械
C．吸气冲程，汽油机吸入的只有空气，柴油机吸入的是柴油和空气的混合物
D．柴油机压缩冲程末的温度比汽油机高
【答案】C
【解析】A.汽油机燃料是汽油，柴油机的燃料是柴油，燃料不同，A不符合题意；
B.柴油机力度大，一般用于大型、重型机械，汽油机力度较小，一般用于轻型、小型机械，B不符合题意；
C.吸气冲程，汽油机吸入的空气和汽油的混合物，柴油机吸入的只空气，C符合题意；
D.柴油机压缩冲程的压缩程度更大，产生的内能更多，压缩冲程末的温度比汽油机高，D不符合题意。
故答案为：C.
3．中国“探月工程”总设计师巴中籍院士吴伟仁是我们学习的榜样。如果请你协助吴院士设计一辆在月球上使用的月球车，但月球上没有大气，你准备用以下哪个作动力装置（ ）
A．柴油机 B．汽油机
C．空气喷气发动机 D．电动机
【答案】D
【解析】ABC．因为月球上没有大气，所以柴油机、汽油机和空气喷气发动机不能正常工作，ABC不符合题意；
D．电动机正常工作时不需要大气，只要有充足的电能即可正常工作，D符合题意。
故答案为：D。
4．2023年4月8日中国人民解放军东部战区已展开环台岛战备警巡和“联合利剑”演习，如图所示海军驱护舰的动力是由柴油机提供的，下列说法正确的是（ ）
A．以驱护舰为参照物，货物是运动的
B．驱护舰受到的浮力和停在甲板上的直升机对驱护舰的压力是一对平衡力
C．柴油机效率高，是因为柴油的热值大
D．柴油机是利用内能做功的机器
【答案】D
【解析】A.以驱护舰为参照物，货物的位置保持不变，是静止的，故A错误；
B.驱护舰受到的浮力等于直升机和驱逐舰的总重力，停在甲板上的直升机对驱护舰的压力只等于直升机的重力，二者大小不同，肯定不是平衡力，故B错误；
C.柴油机效率高，是因为压缩冲程末气缸内燃气的温度比较高，转化成的机械能较多，故C错误；
D.柴油机是利用内能做功的机器，故D正确。
故选D。
5．内燃机的发明，使人类的许多梦想得以实现：飞机、汽车、潜艇、坦克等等，都是在内燃机发明之后才研制成功的。下列有关四冲程内燃机的说法正确的是（ ）
A．汽油机和柴油机吸入汽缸的物质相同
B．汽油机和柴油机都通过火花塞点火
C．压缩冲程把内能转化为机械能
D．一个工作循环对外做1次功
【答案】D
【解析】A．柴油机和汽油机在工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气，A不符合题意；
B．汽油机是通过火花塞点火的，而柴油机是通过压燃式点火的，B不符合题意；
C．压缩冲程中，活塞压缩气体，对气体做功，机械能转化为内能，C不符合题意；
D．四冲程汽油机和柴油机的一个工作循环，四个冲程，活塞往复运动两次，曲轴连杆转两周，飞轮转两周，只有做功冲程对外做功一次，D符合题意。
故答案为：D。
6．柴油机经过 个冲程，飞轮转一周；某柴油机的转速为1200r/min，则在1s内这台柴油机对外做功 次，在这1s内这台柴油机经历了 个工作循环。
【答案】2；10；10
【解析】（1）四冲程内燃机中，在一个工作循环中，经历4个冲程，飞轮转动2圈，则柴油机经过2个冲程，飞转转一周；
（2）柴油机的转速1200r/min，则每分钟对外做功次数：1200÷2=600次，每秒钟对外做功次数：600÷60=10次。一个工作循环做功1次，因此1s内柴油机经历了10个工作循环。
7．如图所示是探究改变物体内能的实验：瓶子里装有一些水，用力打气。
（1）在瓶塞未跳起前，外界对气体 ，瓶内气体的内能将 ，温度 。
（2）继续打气，当瓶塞跳起时，观察到瓶口有白雾产生，白雾 水蒸气选填“是”或“不是”。
（3）利用气体膨胀对外做功的原理，人们制造了 。
【答案】（1）做功；变大；升高
（2）不是
（3）热机
【解析】（1） 在瓶塞未跳起前，用力大气，外界对气体做功，机械能转化为内能，内能变大，温度升高。
（2）白雾是由水蒸气遇冷液化而成的小水滴，不是水蒸气。
（3）气体膨胀对外做功，将内能转化为机械能，人们制造了热机。
8．热机是把内能转化为 能的机器； 有经验的柴油机维修师，不用任何仪器，只是靠近柴油机排气管口闻一下，并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度，就能初步判断这台柴油机的节能效果。在同样负荷的情况下，尾气的柴油味越 （填“浓”或“淡”），柴油机的效率越高；尾气温度越 （填“高”或“低”），柴油机越节能。当柴油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率 （选填“升高”、“不变”、“降低”）。
【答案】机械；淡；低；降低
【解析】热机是把燃料燃烧释放的内能转化为机械能的器。
尾气的柴油味浓、颜色黑都说明柴油没有充分燃烧，浪费了燃料，这样柴油机的效率会低。
尾气的温度高，说明散失的热量多，柴油机的效率低，反之，柴油机的效率高，即节能。
冒“黑烟”说明燃烧不充分，用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的比值就小，所以效率降低。
一、选择题
1．（2024·扬州）家用燃油汽车的发动机主要是汽油机，下列说法正确的是（ ）
A．汽油机的效率能达到100%
B．汽油机燃烧汽油会造成环境污染
C．汽油机的一个工作循环中，对外做功4次
D．汽油机在吸气冲程中只吸入汽油
【答案】B
【解析】A.汽油机工作时要克服机械间的摩擦做额外功、同时存在热散失，并且废气带走大部分能量，所以热机的效率很低，不能达到100%，故A错误；
B.汽油机燃烧汽油放出的废气会造成环境污染，故B正确；
C.汽油机一个工作循环有4个冲程，对外做功一次，故C错误；
D.汽油机在吸气冲程中吸入的是空气和汽油的混合气体，故D错误。
故选B。
2．（2024·临沂）2024年4月20日， 我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录.下图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】吸气冲程中，汽油机吸入空气和汽油的混合气体，气体温度较低；
在压缩冲程，活塞压缩汽油与空气形成的燃料混合物，活塞对气体做功，将机械能转化为气体的内能，使气缸内气体内能增加；
做功冲程中，高温高压气体对活塞做功，内能转化机械能；
排气冲程中，将气缸内的废气排出；相比而言，吸气冲程中的气体温度较低，内能最小，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
3．（2024·广安） 内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动1800圈（），则下列说法正确的是（ ）
A．图中所示冲程是做功冲程
B．若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为
C．该汽油机在1s内做功30次
D．汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高
【答案】B
【解析】A．图中所示冲程两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故A错误；
B．若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为
故B正确；
C．飞轮每分钟转动1800圈，则每秒转动30圈，该汽油机飞轮转动2圈对外做功一次，则在1s内做功15次，故C错误；
D．由得，汽油机消耗的燃料越少，完全燃烧释放的热量越少，做的有用功不知，无法比较效率高低，故D错误。
故答案为：B。
4．（2024·泸州）下列物理情境中，对功的理解正确的是（ ）
A．在实际生活中，利用简单机械提升重物时，可以不做额外功
B．内燃机的四个冲程中，只有做功冲程做功，其他冲程均不做功
C．力对物体做功可以改变物体的内能，电流做功也可以改变物体的内能
D．物体在竖直向上拉力作用下匀速上升，物体所受力中，只有拉力对物体做功
【答案】C
【解析】A.利用简单机械提升重物时，会产生额外功，A不符合题意；
B.内燃机的四个冲程中，做功冲程做功，将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能，B不符合题意；
C.做功可以改变内能，力对物体做功可以改变物体的内能，电流做功也可以改变物体的内能，C符合题意；
D.物体在竖直向上拉力作用下匀速上升，物体所受力中，拉力对物体做功，摩擦力也做功，D不符合题意。
故答案为：C.
5．（2024·自贡）下列说法中正确的是（ ）
A．汽油机在做功冲程中将内能转化为机械能
B．温度从热量高的物体传递给热量低的物体
C．0℃冰块的分子不做热运动
D．沿海地区昼夜温差比沙漠地区小，主要原因是水的流动性好，容易发生热交换
【答案】A
【解析】A.汽油机在做功冲程中将内能转化为机械能，A符合题意；
B.热传递的条件是温度差，热量从温度高的物体传递给温度低的物体，B不符合题意；
C.一切物体的分子都在运动，0℃冰块的分子做热运动，C不符合题意；
D.沿海地区昼夜温差比沙漠地区小，主要原因是水的比热容大，吸收或放出热量后，温度变化小，D不符合题意。
故答案为：A.
6．（2024·南充）关于如图所示的四个情景，下列说法正确的是( )
A．甲图中两个底面削平的铅块紧压在一起后能吊住重物，主要是由于大气压强的作用
B．乙图中红墨水在热水中比在冷水中扩散快，说明分子做无规则运动的剧烈程度与温度有关
C．丙图双手互搓取暖，是通过热传递方式改变手的内能
D．丁图中活塞向下运动，这是内然机的压缩冲程
【答案】B
【解析】A.甲图中两个底面削平的铅块紧压在一起后能吊住重物，主要是由于分子之间存在引力，故A错误；
B.乙图中红墨水在热水中比在冷水中扩散快，说明分子做无规则运动的剧烈程度与温度有关，故B正确；
C.丙图双手互搓取暖，是通过做功方式改变手的内能，故C错误；
D.丁图中活塞向下运动，两个气门关闭，则这是内然机的做功冲程，故D错误。
故选B。
7．（2017·烟台）如图所示，是汽油机工作时的四个冲程，其中属于做功冲程的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】解：
A.进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程；不符合题意；
B.两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，不符合题意；
C.两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，符合题意；
D.排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；不符合题意．
故选C．
8．（2023·上海）四冲程内燃机工作时，将内能转化成机械能的冲程是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【答案】C
【解析】解：在四冲程内燃机的四个冲程中，压缩冲程中活塞压缩气体对其做功，将机械能转化为内能；做功冲程是将内能转化为机械能．
故选C．
二、多选题
9．（2023·潜江）一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，如图所示为它工作循环中的一个冲程。下列说法正确的是（ ）
A．汽油是化石能源 B．该冲程为做功冲程
C．该汽油机每秒对外做功20次 D．热机的功率越大，效率就越高
【答案】A,B
【解析】石油、天然气和煤，称为化石能源，故A正确；
两个气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程，故B正确；
飞轮转速1200r/min，则每分钟对外做功：1200÷2=600次，每秒对外做功：600÷60=10次，故C错误；
功率表示做功的快慢，效率表示机械性能的好坏，二者没有任何联系，故D错误。
故选AB。
10．（2022·北京市）下列说法正确的是（ ）
A．沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小，原因之一是水的比热容比沙石的比热容大
B．冬天双手互搓，手的温度升高，是通过热传递的方式改变手的内能
C．长时间紧压在一起的铅片和金片互相渗入，是由于发生了扩散现象
D．汽油机的做功冲程中，燃气对外做功，将内能转化为机械能
【答案】A,C,D
【解析】A．水的比热容比砂石的比热容大，相同质量的水和沙石吸收或放出相同热量时，根据
可知，水的温度变化小于沙石的温度的温度变化，故沿海地区比内陆地区昼夜温差小，A符合题意；
B．冬天双手互搓，双手摩擦做功，手的内能增加，温度升高，B不符合题意；
C．长时间紧压在一起的铅片和金片互相渗入，是因为物体内部的分子不停的做无规则运动进入了对方内部，属于扩散现象，C符合题意；
D．汽油机的做功冲程中，燃气燃烧释放内能，推动活塞做功，内能转化为机械能，D符合题意。
故答案为：ACD。
11．（2023·滨州）下列说法中正确的是（ ）
A．物体吸收热量，温度一定升高
B．冬季取暖用水作为传热介质，是利用了水的比热容大的性质
C．四冲程内燃机工作时，压缩冲程将机械能转化为内能
D．热机效率越高，功率一定越大
【答案】B,C
【解析】A.物体吸收热量后，温度不一定升高，如水沸腾时吸热但温度不变，故A错误；
B.冬季取暖用水作为传热介质，是利用了水的比热容大的性质，故B正确；
C.四冲程内燃机工作时，压缩冲程将机械能转化为内能，故C正确；
D.热机效率表示有用功与燃料放热之比，表示性能好坏，而功率表示做功的快慢，二者没有任何内在联系，故D错误。
故选BC。
三、填空题
12．（2023·枣庄）如图所示，给试管内水加热至一定程度，发现试管口木塞会被推出。给水加热是通过 的方式使水的内能增加；四冲程内燃机的 冲程与上述实验木塞被推出过程的能量转化相同。
【答案】热传递；做功
【解析】
（1）用酒精灯给水加热是通过热传递的方式改变水的内能。
（2）木塞被推出过程的能量转化为内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程相同。
13．（2023·南充）某单缸四冲程汽油机，飞轮每分钟转3000转，则每秒对外做功 次，每次对外做功115J，该汽油机的效率为25%，连续工作1小时需消耗汽油 kg（q汽油=4.6×107J/kg）。
【答案】25；0.9
【解析】汽油机的飞轮每分钟转3000转，每秒钟转动3000/60=50次/s，做功25次/s；1h做功为W=115J×25次/s×3600s=1.035×107J；根据汽油机的效率和热值，计算燃料的质量为；
14．（2023·齐齐哈尔）如图所示是单缸四冲程汽油机某一冲程工作示意图，该冲程是 冲程。若该汽油机1s对外做功15次，则汽油机的飞轮速度为 。
【答案】压缩；1800
【解析】图中活塞向上运动，并且没有排气的小箭头，所以该冲程是压缩冲程；
一个工作循环，对外做功一次，飞轮转两圈，该汽油机1s对外做功15次，则转速为30r/s，单位换算可得转速为1800r/min。
15．（2023·广安）汽车已成为现代生活中不可缺少的一部分，燃油汽车多采用四冲程汽油机，它主要通过 冲程获得动力。随着科技的发展，太阳能汽车进入了人们的视野，其主要通过将太阳能转化为电能来获得动力，太阳能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
【答案】做功；可再生
【解析】第1空 四冲程汽油机，它主要通过做功冲程获得动力 。
第2空 太阳能是可再生能源。
16．（2023·宿迁）反复弯折铁丝，铁丝弯折处会很烫，铁丝内能是通过 （选填“热传递”或“做功”）的方式增加，此能量的转化与四冲程汽油机的 冲程相同。某汽车百公里耗油5kg，这些汽油完全燃烧可放出的热量是 J。（q汽油=4.6×107J/kg）
【答案】做功；压缩；
【解析】（1）（2）反复弯折铁丝，铁丝弯折处会很烫，铁丝内能是通过做功的方式增加，此能量的转化与四冲程汽油机的做功冲程相同；
（3）汽油燃烧放出的热量：Q=qm=4.6×107J/kg×5kg=2.3×108J。
四、实验探究题
17．（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。
【解析】（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。
18．（2020·黔西南）如图所示，给试管内水加热至一定程度，发现试管口木塞会被推出。
（1）给水加热是通过 方式使水的内能增加；木塞被推出后水蒸气的内能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）四冲程内燃机的 冲程与这个原理相同；内燃机工作时，产生的噪声和 会对环境造成污染。
【答案】（1）热传递；减小
（2）做功；废气
【解析】(1)改变内能的方式有两种：做功和热传递。给水加热是通过热传递的方式，将酒精燃烧产生的内能转移到水中，使水的内能增加。木塞被推出是因为水蒸气通过做功的方式，将自身内能转化为木塞的机械能，此过程水蒸气内能减少，温度降低。(2)四冲程中，做功冲程是内燃机中高温高压的气体将内能转化为活塞的机械能，推动活塞向下运动，从而实现对外做功，与(1)中木塞被推出的原理相同。内燃机工作时，产生的噪声和废气会对环境造成污染。
五、简答题
19．（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。
【解析】（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。
六、综合题
20．（2023中考·常州真卷） 压缩空气动力车。
（1）小明将充满气的气球捆绑在小车上，制成压缩空气动力小车，当气球向右喷气时，静止的小车向左运动起来，如图甲所示，该现象说明力的作用是 ；还说明力可以改变物体的 。
（2）为制造压缩空气动力汽车，工程师将装有压缩空气的钢瓶与空气动力发动机连接，该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，如图乙所示。发动机对外做功的是 进气排气冲程，此过程中钢瓶内压缩空气的温度 。若该发动机的转速为，则内发动机对外做功 次。汽车行驶一段路程后，钢瓶内压缩空气的密度 。
【答案】（1）相互的；运动状态
（2）进气；降低；20；减小
【解析】（1）根据图甲，是空气动力小车，当气球向右喷气时，对空气有向右的力，空气对小车产生向左的力，静止的小车向左运动，因为力的作用是相互的；小车受力运动，说明力可以改变物体的运动状态；
（2）根据图乙，进气冲程中压缩空气进入气缸，压缩空气对活塞做功，内能转化为机械能，内能减小，温度降低，则对外做功的是进气冲程；由于发动机只两个冲程，1s内发动机对外做功；汽车行驶一段路程后，压缩空气的质量减小，体积不变，则钢瓶内压缩空气的密度减小。
1. 图1甲为注射器，在室温恒为 T1的环境中，张老师快速向下推动活塞压缩针筒内的气体后松手，活塞即刻被向上弹起，此过程中针筒内均处于密封，针筒内物质均处于气态，针筒内气体温度随时间变化图像如图1乙所示，（由于气体分子间距离比较大，此实验过程不考虑分子势能的变化）（ ）
A．活塞下压时，是通过热传递改变针筒内气体的内能
B．t1－t2过程的能量转化与图2乙相同
C．密封气体在t2时刻的内能小于t3时刻的内能
D．活塞静止后，密封气体的温度最终保持在T2
【答案】B
【解析】A.活塞下压时，压缩气体做功，通过做功改变针筒内气体的内能，A错误
B.乙图是内燃机的压缩冲程，机械能转为内能，对应的是密封气体内能增加的过程（t1-t2过程），B正确
C.由图知道，密闭气体的质量不变，t2时刻温度比t1时刻的高，因此t2时刻气体内能更大，C错误
D.装置会与周围的空气发生热传递，最终会与室温平衡，温度相等，所以最终温度为T1 ，D错误
选项ACD错误，答案选择B。
2．阅读短文，回答文后问题。
航速优化
化石燃料的广泛应用加快了人类文明的进程，但同时也污染了环境。因为大量燃烧化石燃料使大气中CO2浓度增加，引起温室效应而导致全球变暖。人们意识到环境保护的重要性，开始从各个方面着手减少碳排放。
船舶航行大多使用柴油发动机，航行时受到的阻力通常和航行速度的平方成正比。降低航速可以大大减小航行阻力，发动机对推进设备做功的功率即推进功率就会大大减小，从而减少燃油消耗。但航速不是越小越好，因为船舶航行过程中除了推进设备，还有其他辅助设备工作，需要发动机做功。航速减小后，一段航程所需的航行时间就会延长，虽然推进功减少，但辅助功增加了。发动机要做的功包括推进功和辅助功两部分。航速优化就是要找到适合的航速，使发动机做的总功减少，达到节能减排的目的。
（1）在柴油发动机的工作循环中，获得动力的冲程是 。
（2）若船舶以速度v匀速直线航行，航行时受到的阻力为 f=kv2(k 为常量)。则理想情况下，推进功率和速度的关系为P推= 。
（3）某船舶航行时，每公里航程的推进功、辅助功和航速的关系如图所示，柴油发动机的效率为40%，柴油的热值为4.3×107J/kg， 以8m/s 航速航行43公里需要消耗柴油 kg：
（4）结合实际，提出一条节能环保的措施： 。
【答案】（1）做功
（2）KV3
（3）2000
（4）使用电能
【解析】（1）在柴油发动机的工作循环中，做功冲程将机械能转化为动能，获得动力；
（2）船舶匀速直线航行时，受到的阻力为f=kv2，根据二力平衡，F=f，功率为P推=Fv=kv2·v=kv3；
（3）根据图像，当速度为8m/s时推进功和辅助功均为4×108J，航行43km时，推进功为W=4×108J×43×2=3.44×1010J；根据柴油发动机的效率，计算总热量为；结合热值，计算消耗的柴油为；
（4）柴油机的效率底，且对环境有污染，使用电能，可以节能，环保。
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14.1 热 机（分层练习）
目 录
1
考点01 热机 1
考点02 汽油机 3
考点03 柴油机 6
8
13
考点01 热机
1． 下列机械属于热机的是（ ）
A．电动机 B．洗衣机 C．柴油机 D．滑轮组
2．2024年4月25日， 我国用“长征二号F遥十八”运载火箭成功将神州十八号载人飞船发射升空，如图关于火箭发射过程中涉及的物理知识，下列说法正确的是（ ）
A．火箭发动机属于热机
B．火箭燃料在燃烧过程中，热值不断减小
C．地面控制中心通过超声波向火箭发送指令
D．火箭加速上升的过程中，飞船机械能不变
3．如图是蒸汽机工作的原理示意图，关于蒸汽机的工作过程中所涉及的物理知识，下列说法正确的是( )
A．汽缸内的蒸汽推动活塞做功，内能转化为机械能
B．燃料燃烧时产生热量，这是将内能转化为化学能
C．蒸汽推动活塞做功，蒸汽的内能增大
D．蒸汽机加装冷凝器，能减少废气带走的温度
4．2024年 1月11日，我国自主研制的全球最大固体运载火箭“引力一号”，在山东海阳附近海域成功首飞，将搭载的3颗卫星顺利送入预定轨道，如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．燃料燃烧越充分，燃料的热值越大
B．固体运载火箭发射前后，轮船所受的浮力不变
C．固体运载火箭发动机是利用内能做功的机械，它属于热机
D．升空时，燃气对火箭向上的推力大于火箭对燃气向下的推力
5．某机器的能量流向图如图所示，据此推测该机器可能是（ ）
A．热机 B．电动机 C．发电机 D．电热水器
6．热机是把 能转化为 能的机器．热机的总类很多，有蒸汽机、 机、汽轮机、喷气发动机等。
7．小明利用如图2装置进行实验，加热试管使水沸腾是通过 （选填“热传递”或“做功”）的方式改变水的内能，在水蒸气驱动下叶轮转动起来，这个实验体现了 （选填“热机”或“电动机”）的原理。
8．热机（如汽车、拖拉机的发动机等）是将燃料的内能转化为机械能的装置，热机的发展和应用推动了人类社会的进步与发展，但热机在能的转化过程中不可避免地会对环境造成一定程度的污染。请你列举热机对环境造成的污染：① 污染；② 污染。
9．2022年11月12日搭载天舟五号货运飞船的长征七号遥六运载火箭，在文昌航天发射场准时点火发射，取得圆满成功。火箭发动机 （选填“属于”或“不属于”）热机。火箭在加速升空过程中，火箭外壳会急剧升温，这是通过 方式改变火箭外壳的内能。
10．2022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？
考点02 汽油机
1．如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，以下说法正确的是（ ）
A．汽油机一个工作循环四个冲程的正确顺序是：丙、甲、丁、乙
B．汽油机吸气冲程汽缸吸进的物质是汽油
C．若汽油机每秒做功10次，则飞轮的转速为1200 r/min
D．图丁是做功冲程，机械能转化为内能
2．下列有关汽油机的说法正确的是 ( )
A．采取有效措施，汽油机效率能达到100%
B．除了做功冲程，其余三个冲程均是靠飞轮的惯性来完成
C．汽油机的压缩冲程，主要是用热传递的方法增加了气缸内的物质的内能
D．某台四冲程汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1s内该汽油机做功10次
3．如图所示的实验装置中，一个装有适量水的试管通过橡胶塞密封。当水被加热一段时间后，橡胶塞被推出，同时管口出现了大量“白气”。下列说法正确的是
A．管口出现的“白气”是水蒸气
B．水蒸气推出橡胶塞导致水蒸气内能增加
C．水被加热的过程中，其内能是通过热传递的方式改变的
D．水蒸气推出橡胶塞与汽油机压缩冲程能量转化情况相同
4．景颇族的祖先曾发明一种活塞式点火器，如题图所示.以牛角做套筒，木质推杆前端粘附艾绒(一种很容易被点燃的物质).取火时， 一手握住套筒，另一手猛推推杆，艾绒即燃，随即将杆拔出，口吹立见火苗，与手推杆入筒过程能量转化过程相同的冲程是（ ）
A． B．
C． D．
5．家用燃油汽车的发动机主要是汽油机，下列说法正确的是（ ）
A．汽油机的效率能达到100%
B．汽油机燃烧汽油会造成环境污染
C．汽油机的一个工作循环中，对外做功4次
D．汽油机在吸气冲程中只吸入汽油
6．汽油机、电动机分别是燃油汽车和电动汽车的动力装置。如图甲所示是四冲程汽油机某一冲程的示意图，如图乙所示是电动机。下列说法正确的是（ ）
A．图甲所示是汽油机的做功冲程
B．图甲所示的冲程中，燃气的内能减小
C．图乙所示的电动机的效率比汽油机的高，可达到100%
D．图乙所示的电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动
7．汽车已成为现代生活中不可缺少的一部分，燃油汽车多采用四冲程汽油机，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．吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸
B．压缩冲程中，两气门关闭且活塞自下而上运动
C．做功冲程中，将内能转化为机械能从而提供动力
D．排气冲程中，废气带走了燃料燃烧释放能量的极少部分
8．汽油机的一个工作循环有 个冲程，如图所示是汽油机的 冲程，若飞轮转速是1800r/min，则汽油机每秒钟完成 个冲程．
9．汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，汽油机一个工作循环正确的顺序是： ，若汽油机飞轮的转速为3600r/min，则在1s内，汽油机对外做功的次数是 次。
10．根据图中实验回答问题。
（1）如图1所示，在热水和冷水中分别滴入两滴墨水，不要搅动杯中的水，热水杯中的墨水扩散得快，选用热水和冷水做实验的目的是便于探究分子无规则运动速度与 的关系。
（2）如图2所示，瓶内装有少量的水，水上方有水蒸气，塞紧瓶塞，用打气筒向瓶内打气，当塞跳起时，有白雾产生，白雾是水蒸气 而成的，这说明气体对外做功时，内能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）如图3所示是热机的 冲程，这个冲程是通过 的方式改变它的内能。
（4）如图4所示，当软木塞被冲出时，发生的能量转化是 转化为 。
（5）如图5的实验说明了 。
考点03 柴油机
1．关于热机，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．柴油机在吸气过程中，将柴油和空气的混合物吸入气缸中
C．汽油机在做功冲程中，机械能转化为内能
D．汽油机和柴油机除了做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的
2. 有关汽油机和柴油机的异同，下列说法正确的是（ ）
A．汽油机与柴油机使用的燃料不同
B．柴油机一般用于大型、重型机械，汽油机一般用于轻型、小型机械
C．吸气冲程，汽油机吸入的只有空气，柴油机吸入的是柴油和空气的混合物
D．柴油机压缩冲程末的温度比汽油机高
3．中国“探月工程”总设计师巴中籍院士吴伟仁是我们学习的榜样。如果请你协助吴院士设计一辆在月球上使用的月球车，但月球上没有大气，你准备用以下哪个作动力装置（ ）
A．柴油机 B．汽油机
C．空气喷气发动机 D．电动机
4．2023年4月8日中国人民解放军东部战区已展开环台岛战备警巡和“联合利剑”演习，如图所示海军驱护舰的动力是由柴油机提供的，下列说法正确的是（ ）
A．以驱护舰为参照物，货物是运动的
B．驱护舰受到的浮力和停在甲板上的直升机对驱护舰的压力是一对平衡力
C．柴油机效率高，是因为柴油的热值大
D．柴油机是利用内能做功的机器
5．内燃机的发明，使人类的许多梦想得以实现：飞机、汽车、潜艇、坦克等等，都是在内燃机发明之后才研制成功的。下列有关四冲程内燃机的说法正确的是（ ）
A．汽油机和柴油机吸入汽缸的物质相同
B．汽油机和柴油机都通过火花塞点火
C．压缩冲程把内能转化为机械能
D．一个工作循环对外做1次功
6．柴油机经过 个冲程，飞轮转一周；某柴油机的转速为1200r/min，则在1s内这台柴油机对外做功 次，在这1s内这台柴油机经历了 个工作循环。
7．如图所示是探究改变物体内能的实验：瓶子里装有一些水，用力打气。
（1）在瓶塞未跳起前，外界对气体 ，瓶内气体的内能将 ，温度 。
（2）继续打气，当瓶塞跳起时，观察到瓶口有白雾产生，白雾 水蒸气选填“是”或“不是”。
（3）利用气体膨胀对外做功的原理，人们制造了 。
8．热机是把内能转化为 能的机器； 有经验的柴油机维修师，不用任何仪器，只是靠近柴油机排气管口闻一下，并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度，就能初步判断这台柴油机的节能效果。在同样负荷的情况下，尾气的柴油味越 （填“浓”或“淡”），柴油机的效率越高；尾气温度越 （填“高”或“低”），柴油机越节能。当柴油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率 （选填“升高”、“不变”、“降低”）。
一、选择题
1．（2024·扬州）家用燃油汽车的发动机主要是汽油机，下列说法正确的是（ ）
A．汽油机的效率能达到100%
B．汽油机燃烧汽油会造成环境污染
C．汽油机的一个工作循环中，对外做功4次
D．汽油机在吸气冲程中只吸入汽油
2．（2024·临沂）2024年4月20日， 我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录.下图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是（ ）
A． B． C． D．
3．（2024·广安） 内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动1800圈（），则下列说法正确的是（ ）
A．图中所示冲程是做功冲程
B．若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为
C．该汽油机在1s内做功30次
D．汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高
4．（2024·泸州）下列物理情境中，对功的理解正确的是（ ）
A．在实际生活中，利用简单机械提升重物时，可以不做额外功
B．内燃机的四个冲程中，只有做功冲程做功，其他冲程均不做功
C．力对物体做功可以改变物体的内能，电流做功也可以改变物体的内能
D．物体在竖直向上拉力作用下匀速上升，物体所受力中，只有拉力对物体做功
5．（2024·自贡）下列说法中正确的是（ ）
A．汽油机在做功冲程中将内能转化为机械能
B．温度从热量高的物体传递给热量低的物体
C．0℃冰块的分子不做热运动
D．沿海地区昼夜温差比沙漠地区小，主要原因是水的流动性好，容易发生热交换
6．（2024·南充）关于如图所示的四个情景，下列说法正确的是( )
A．甲图中两个底面削平的铅块紧压在一起后能吊住重物，主要是由于大气压强的作用
B．乙图中红墨水在热水中比在冷水中扩散快，说明分子做无规则运动的剧烈程度与温度有关
C．丙图双手互搓取暖，是通过热传递方式改变手的内能
D．丁图中活塞向下运动，这是内然机的压缩冲程
7．（2017·烟台）如图所示，是汽油机工作时的四个冲程，其中属于做功冲程的是（ ）
A． B．
C． D．
8．（2023·上海）四冲程内燃机工作时，将内能转化成机械能的冲程是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
二、多选题
9．（2023·潜江）一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，如图所示为它工作循环中的一个冲程。下列说法正确的是（ ）
A．汽油是化石能源 B．该冲程为做功冲程
C．该汽油机每秒对外做功20次 D．热机的功率越大，效率就越高
10．（2022·北京市）下列说法正确的是（ ）
A．沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小，原因之一是水的比热容比沙石的比热容大
B．冬天双手互搓，手的温度升高，是通过热传递的方式改变手的内能
C．长时间紧压在一起的铅片和金片互相渗入，是由于发生了扩散现象
D．汽油机的做功冲程中，燃气对外做功，将内能转化为机械能
11．（2023·滨州）下列说法中正确的是（ ）
A．物体吸收热量，温度一定升高
B．冬季取暖用水作为传热介质，是利用了水的比热容大的性质
C．四冲程内燃机工作时，压缩冲程将机械能转化为内能
D．热机效率越高，功率一定越大
三、填空题
12．（2023·枣庄）如图所示，给试管内水加热至一定程度，发现试管口木塞会被推出。给水加热是通过 的方式使水的内能增加；四冲程内燃机的 冲程与上述实验木塞被推出过程的能量转化相同。
13．（2023·南充）某单缸四冲程汽油机，飞轮每分钟转3000转，则每秒对外做功 次，每次对外做功115J，该汽油机的效率为25%，连续工作1小时需消耗汽油 kg（q汽油=4.6×107J/kg）。
14．（2023·齐齐哈尔）如图所示是单缸四冲程汽油机某一冲程工作示意图，该冲程是 冲程。若该汽油机1s对外做功15次，则汽油机的飞轮速度为 。
15．（2023·广安）汽车已成为现代生活中不可缺少的一部分，燃油汽车多采用四冲程汽油机，它主要通过 冲程获得动力。随着科技的发展，太阳能汽车进入了人们的视野，其主要通过将太阳能转化为电能来获得动力，太阳能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
16．（2023·宿迁）反复弯折铁丝，铁丝弯折处会很烫，铁丝内能是通过 （选填“热传递”或“做功”）的方式增加，此能量的转化与四冲程汽油机的 冲程相同。某汽车百公里耗油5kg，这些汽油完全燃烧可放出的热量是 J。（q汽油=4.6×107J/kg）
四、实验探究题
17．（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 。
18．（2020·黔西南）如图所示，给试管内水加热至一定程度，发现试管口木塞会被推出。
（1）给水加热是通过 方式使水的内能增加；木塞被推出后水蒸气的内能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）四冲程内燃机的 冲程与这个原理相同；内燃机工作时，产生的噪声和 会对环境造成污染。
五、简答题
19．（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？
六、综合题
20．（2023中考·常州真卷） 压缩空气动力车。
（1）小明将充满气的气球捆绑在小车上，制成压缩空气动力小车，当气球向右喷气时，静止的小车向左运动起来，如图甲所示，该现象说明力的作用是 ；还说明力可以改变物体的 。
（2）为制造压缩空气动力汽车，工程师将装有压缩空气的钢瓶与空气动力发动机连接，该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，如图乙所示。发动机对外做功的是 进气排气冲程，此过程中钢瓶内压缩空气的温度 。若该发动机的转速为，则内发动机对外做功 次。汽车行驶一段路程后，钢瓶内压缩空气的密度 。
1. 图1甲为注射器，在室温恒为 T1的环境中，张老师快速向下推动活塞压缩针筒内的气体后松手，活塞即刻被向上弹起，此过程中针筒内均处于密封，针筒内物质均处于气态，针筒内气体温度随时间变化图像如图1乙所示，（由于气体分子间距离比较大，此实验过程不考虑分子势能的变化）（ ）
A．活塞下压时，是通过热传递改变针筒内气体的内能
B．t1－t2过程的能量转化与图2乙相同
C．密封气体在t2时刻的内能小于t3时刻的内能
D．活塞静止后，密封气体的温度最终保持在T2
2．阅读短文，回答文后问题。
航速优化
化石燃料的广泛应用加快了人类文明的进程，但同时也污染了环境。因为大量燃烧化石燃料使大气中CO2浓度增加，引起温室效应而导致全球变暖。人们意识到环境保护的重要性，开始从各个方面着手减少碳排放。
船舶航行大多使用柴油发动机，航行时受到的阻力通常和航行速度的平方成正比。降低航速可以大大减小航行阻力，发动机对推进设备做功的功率即推进功率就会大大减小，从而减少燃油消耗。但航速不是越小越好，因为船舶航行过程中除了推进设备，还有其他辅助设备工作，需要发动机做功。航速减小后，一段航程所需的航行时间就会延长，虽然推进功减少，但辅助功增加了。发动机要做的功包括推进功和辅助功两部分。航速优化就是要找到适合的航速，使发动机做的总功减少，达到节能减排的目的。
（1）在柴油发动机的工作循环中，获得动力的冲程是 。
（2）若船舶以速度v匀速直线航行，航行时受到的阻力为 f=kv2(k 为常量)。则理想情况下，推进功率和速度的关系为P推= 。
（3）某船舶航行时，每公里航程的推进功、辅助功和航速的关系如图所示，柴油发动机的效率为40%，柴油的热值为4.3×107J/kg， 以8m/s 航速航行43公里需要消耗柴油 kg：
（4）结合实际，提出一条节能环保的措施： 。
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