(共23张PPT)
第二章 改变世界的热机
第二节 内燃机
1.知道内燃机的基本原理。
2.了解汽油机的工作过程。
3.了解汽油机和柴油机的异同。
内燃机
例1 如图所示，在透明塑料盒的底部钻一个孔，将电子式火花发生器的
放电针管紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒中滴入数滴酒精，再将
盒盖盖紧，然后揿动电火花发生器的按钮，随着“砰”的一声响，盒盖飞
出去了。下列说法错误的是( )
A.盒盖被酒精燃烧后产生的燃气做功后，机械能增加
B.盒盖飞出是由于酒精燃烧后产生的燃气做功所致
C.酒精燃烧后产生的燃气对盒盖做功后，内能减小，
温度升高
D.根据此原理制造了汽油机等机器
C
变式1 如图所示是某同学制作的“酒精炮”，他在矿泉水瓶的侧壁安装了
电火花发生器，实验时从瓶口喷入少量酒精并盖上锥形纸筒，按动发生
器按钮，纸筒即刻飞出。下列分析正确的是( )
D
A.酒精燃烧越充分，其热值越大
B.酒精燃烧获得的内能全部转化为纸筒的机械能
C.纸筒被冲开的能量转化与内燃机的压缩冲程相同
D.纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，温度降低
汽油机
例2 如图所示为汽油机四冲程工作示意图，下列说法正确的是( )
D
A.一个工作循环的正确顺序是乙、甲、丙、
丁
B.乙图冲程能获得动力
C.丙图冲程，将化学能转化为内能
D.丁图冲程，将机械能转化为内能
变式2 气步枪是靠枪机储气装置内的高压气体击发弹丸，四冲程汽油机
工作循环中，与气步枪击发弹丸时的能量转化相同的是( )
C
A. B. C. D.
柴油机
例3 汽油机、柴油机是最常见的热机，关于这两种热机，下列说法中错
误的是( )
D
A.燃料燃烧时均是将化学能转化为燃气的内能
B.做功冲程均是将燃气的内能转化为飞轮的机械能
C.压缩冲程均是将飞轮的机械能转化为汽缸里气体的内能
D.汽油的热值比柴油高，所以汽油机的效率可以达到
变式3 关于汽油机和柴油机，下列说法正确的是( )
D
A.汽油机汽缸顶部有喷油嘴，柴油机汽缸顶部有火花塞
B.柴油机吸入的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入的是空气
C.汽油机在做功冲程中，进气门关闭，排气门打开
D.汽油机在做功冲程中，是把内能转化为机械能
1.如图所示，将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，往易拉罐里喷少量酒
精，然后将一个空的纸杯迅速套上，用手拿着这个“冲天炮”对着前方点
燃的打火机靠近易拉罐底部的小孔，纸杯就会“冲天”飞出去，下列说法
正确的是( )
D
第1题图
A.酒精燃烧时，将化学能转化为机械能
B.纸杯飞出去的过程，相当于内燃机的排气冲程
C.纸杯飞出去时，易拉罐对纸杯做了功
D.纸杯飞出去时，易拉罐内气体的内能减小
第2题图
2.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( )
B
A.吸气冲程 B.做功冲程 C.压缩冲程 D.排气冲程
3.某汽车厂技术进行了创新，在同样油耗和使用条件下，汽车发动机工
作时较以前排放的尾气中“汽油味”明显降低，动力更强劲。如图所示，
是汽油机工作时的某个冲程示意图，下列说法正确的是( )
A
第3题图
A.该发动机减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护
B.尾气中“汽油味”降低，可增大汽油的热值
C.该冲程温度降低，内能减小
D.该冲程为做功冲程，内能全部转化为机械能，所以动力更强劲
第4题图
4.“嫦娥”奔月成功，如图是运载嫦娥四号探测器的长征三号
乙运载火箭成功发射时的场景，下列与火箭发射能量转化一
致的冲程是( )
C
A. B. C. D.
5.如图所示，下列关于四冲程汽油机的说法中不正确的是( )
A
第5题图
A.图示为汽油机的排气冲程
B.汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是空气和汽油的混合物
C.一个工作循环对外做功一次
D.压缩冲程中将机械能转化为内能
6.如图是汽油机工作的一个冲程，关于这个冲程，下列说法正确的是
( )
第6题图
A.做功冲程，机械能转化为内能
B.压缩冲程，机械能转化为内能
C.做功冲程，内能转化为机械能
D.压缩冲程，内能转化为机械能
B
7.下列关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是( )
A
A.柴油机汽缸顶部有个火花塞，汽油机汽缸顶部有个喷油嘴
B.柴油机通过压缩空气直接点燃柴油
C.汽油机与柴油机使用的燃料不同
D.汽油机与柴油机的工作过程都分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程
第8题图
8.如图所示是内燃机的______冲程；若该内燃机在吸气冲程吸
入汽缸的只有空气，则它是________（选填“汽油机”或“柴油
机”）；如果一台单缸四冲程汽油机飞轮转速为 ，
那么1秒钟该内燃机对外做功____次。
压缩
柴油机
30
9.热水瓶注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来，在
这一现象中瓶内气体的内能转化为软木塞的______能，该能量转化过程
与汽油机的______冲程相同。一台四冲程柴油机的曲轴转速是
，则1秒钟它对外做功____次，它在吸气冲程中，吸入汽缸
里的物质是______。
机械
做功
25
空气
第10题图
10.四冲程内燃机的工作过程由吸气冲程、压缩冲程、做功冲
程、排气冲程组成，如图所示是内燃机的______冲程。
汽油在汽缸内完全燃烧后放出热量__________
，有的航天器发动机用氢作燃料，
这是因为氢的______（选填“密度”“热值”或“比热容”）很大。
做功
热值
11.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
( )
C
第11题图
A.吸气冲程中，只有汽油被吸入汽缸
B.压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内
能减小
C.做功冲程中，燃料释放的能量只有少部分转化为
机械能
D.排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少
部分
12.如图所示，甲、乙是两个演示实验的示意图，丙、丁是四冲程汽油机
工作过程中的两个冲程示意图，下列说法正确的是( )
D
第12题图
A.甲图中玻璃筒内的空气被压缩是通过热
传递的方式使筒内空气的内能增加
B.乙图中酒精灯中酒精用掉一半后，剩余
酒精的热值、比热容不变，密度变小
C.与丙图冲程中能量转化相同的演示实验
是甲图
D.丁图冲程是依靠飞轮惯性完成的
13.某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，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸
内迅速汽化成高温、高压的水蒸气，推动活塞再次做功。如果这种单缸
六冲程内燃机飞轮转速是，则该内燃机 对外做功____次。
为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是______冲程。
40
排气
14.如图所示，某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为 ，一个冲
程活塞在汽缸中移动距离是 ，满负荷工作时，做功冲程中燃气的
平均压强为 ，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），一个做
功冲程中燃气对活塞做的功为_____ 。
500
第14题图
15.如图甲所示为四缸发动机工作原理图：内燃机通过连杆把四个汽缸的
活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功冲程错开，在飞轮转动的每半
周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气。
第15题图
（1）有一台四缸发动机，其主要技术指标如表所示：
排量
输出功率
转速
其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点
到下止点所扫过的容积，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。
①该发动机在内做功__________，单缸排量____ ；
②在每个做功冲程中，发动机做功_____ 。
0.5
600
第15题图
（2）在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示
为，式中表示燃气对活塞的压强，则
__________。
（3）如图乙所示为发动机在做功冲程中的示意图。
下面给出了公式 的证明，请将推导过程补充完整：
设活塞的面积为，冲程长为 ，燃气对活塞的压强为，则燃气对活塞的
压力 ，所以燃气对活塞所做的功_____（用、、 表示），
又根据数学知识可知发动机的单缸排量，故 ____。(共33张PPT)
第二章 改变世界的热机
第三节 热机效率
1.了解热机效率的概念。
2.会进行热机效率的计算。
3.了解热机的使用对社会的贡献和给环境带来的影响。
热机效率的概念
例1 关于热机的效率，下列说法正确的是( )
C
A.热机的效率越高说明做功越快
B.柴油机的效率一定比汽油机的效率高
C.热机的效率越高，在做同样多的有用功时消耗的能量越少
D.热机损失的能量中，主要是由于克服机械间的摩擦造成的
变式1 如图所示是某台汽油机的能量流向图，下列有关说法正确的是
( )
B
A.延长汽油机工作时间可以提高汽油机的效率
B.该汽油机的效率为
C.汽油机的做功冲程将机械能转化为内能
D.汽油机常用水作冷却剂是因为水的温度较低
热机效率的计算
例2 2022年第14届中国航展首日，我国自主研制的大
型水陆两栖灭火机“鲲龙”号进行低空投水表演，如图。
若航行，飞机消耗航空燃油 ，发动机的
（1）求消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量;
解：消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量：
；
平均功率为，航空燃油的热值为 。
（2）求发动机的效率。
解： 根据 得，飞机发动机做的功：
，
发动机的效率：
。
变式2 一款汽车发动机的效率是，则其每消耗 汽油，发动机输
出的机械能是____________ ；若损失的能量完全被水吸收，可使_____
的水的温度升高 。
920
改变世界的热机
例3 中央电视台对“水氢发动机”做了专题报道，认为目前的技术尚不成
熟，要真正投入使用还有很长的路要走。对此，下列分析错误的是
( )
D
A.氢气燃烧无污染是“水氢发动机”备受关注的原因之一
B.氢气是发动机的一种理想燃料，是因为氢气的热值大
C.“水氢发动机”是利用内能做功的机械
D.目前利用水制取氢气耗能高，因此“水氢发动机”的效率很高
变式3 热机推动了社会发展，深刻影响着地球环境，下列说法正确的是
( )
B
A.内燃机只有做功冲程对外做功，其余冲程是多余的
B.热机是通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置
C.通过不断优化，可以将热机效率提升到
D.传统内燃机既消耗能源又污染环境，应该立即取缔
1.关于热机效率，下列说法正确的是( )
C
A.热机效率越高，则热机做的有用功越多
B.燃料的热值越大，热机效率越高
C.要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要保证良好的润滑
D.提高热机效率，与节能减排无关
2.某内燃机的能量流向图如图所示。该内燃机的效率为( )
D
第2题图
A. B. C. D.
3.某汽油机工作时的能量损失情况：汽缸散热损失，废气带走 ，
机械摩擦及其他损耗总和为。已知汽油热值为 。下列
说法中正确的是( )
B
A.该汽油机工作的效率是，工作时汽油燃烧释放能量的 转化为
机械能
B.若该汽油机消耗汽油，获得的机械能为
C.若该汽油机消耗汽油，损失的能量为
D.经过不断改进和创新，汽油机的效率可以提高到
4.我国某集团于2020年正式发布全球首款效率突破 的商用柴油机，
世界内燃机发展出现历史性新突破。关于内燃机，下列说法正确的是
( )
B
A.内燃机的效率越低，则表示内燃机做功越慢
B.可通过减少各部件间的摩擦提高内燃机的效率
C.在内燃机的能量损失中，废气带走的能量很少
D.随着技术的进步，内燃机的效率能到达
5.为了提高热机的效率，下列方法无效的是( )
D
A.设法有效利用尾气中带走的那部分热量
B.经常对热机进行保养和润滑以减小各种摩擦
C.使燃料尽量充分燃烧提高燃料的利用率
D.更换热值更高的燃料
6.为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集团研发了一款新
型汽车，与旧款汽车同样油耗和使用条件下相比，其发动机工作时，尾
气中“汽油味”明显降低，动力更强劲。如图为其发动机某一冲程示意图，
下列有关说法正确的是( )
D
第6题图
A.尾气中“汽油味”降低，是因为汽油在汽缸中燃烧不完全
B.该冲程为做功冲程，机械能转化为内能
C.汽油在汽缸内完全燃烧，发动机效率可达
D.该发动机减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护
7.某汽油机工作示意图如图所示，此时正在进行的是______冲程。若汽
油机的效率是，已知汽油的热值为 ，则完全燃烧____
汽油可以得到 的有用功。
做功
80
第7题图
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____（选填“浓”或“淡”），柴油机的效率
越高；尾气温度越____（选填“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”或“降低”）。
机械
淡
低
降低
9.在标准大气压下，用炉子将水从加热至沸腾 ，此过程
燃烧了焦炭，若水的比热容为 ，焦炭的热值
为 ，则水吸收的热量是____________；该炉子烧水的效率
是________。
10.氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能
源，氢燃料新能源公交车逐渐在很多城市投放使用。已知氢的热值为
，水的比热容为 ，求：
（1）质量为 的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少？
解：质量为 的氢燃料完全燃烧放出的热量：
；
（2）若放出的热量全部被初温为 的水吸收后，水的温度升高到
，则水的质量是多少？
解： 放出的热量全部被初温为 的水吸收，则有
,
由 可知，水的质量：
；
（3）燃烧的氢燃料可以使恒定功率为 的公交车匀速
行驶5分钟，则氢燃料公交车的效率为多少？
解： 燃烧 的氢燃料放出的热量：
，
由 可知，氢燃料公交车所做的有用功：
，
氢燃料公交车的效率：
。
11.如图1所示的某品牌插秧机使用北斗导航，农民只需在作业前进行相
关设定，即可实现24小时无人值守自动作业。图2是插秧机单缸四冲程发
动机工作过程中的某个冲程。下列有关说法错误的是( )
A
第11题图
A.若插秧机发动机的转速是 ，则该发动
机每秒钟对外做功80次
B.发动机用水作冷却剂是因为水的比热容较大
C.经过精心保养的发动机的效率也无法达到
D.图2中发动机处于压缩冲程
12.汽油的热值为 ，某辆以汽油为燃料的汽车在水平公路
上匀速行驶了，该行驶过程中汽车的效率为 ，汽车所受阻
力恒定，共消耗了质量为 的汽油，则汽车所受阻力为( )
D
A. B. C. D.
13.随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家。
一辆使用汽油为燃料的小汽车，以 的速度在水平路面上匀速行
驶时，发动机的实际功率为。若小汽车行驶的路程为 ，汽
油的热值，小汽车发动机的效率为 ，则关于小汽
车在这段路程中，下列说法不正确的是( )
D
A.行驶的时间为 B.发动机所做的功为
C.汽车所受的阻力为 D.消耗汽油的质量为
14.“绿色出行，低碳生活”，新能源汽车靠电池提供能量，具有环保节能、
高效等优势，已成为人们日常使用的重要交通工具。如图所示是一款新
型电动汽车，该电动汽车内部的电池能量为 ，电动机工作时把
的电能转化为动能后需重新充电。已知 ，
， ，求：
第14题图
第14题图
（1）该汽车以额定功率 匀速行驶，当速度
为 时，所受平均阻力；
解：汽车行驶的速度 ，
因为汽车以额定功率匀速行驶时处于平衡状态，
所以汽车受到的阻力和牵引力是一对平衡力，
由 可得，汽车所受平均阻力：
；
第14题图
（2）该汽车电池充满电后使用，以 的速度
在 的额定功率下最多可以匀速行驶的路程；
解： 因为 ，所以汽车的电池最大容量：
，
牵引力做的功：
，
汽车在电池充满电的情况下以 的速度最多可行驶的路程：
；
第14题图
（3）燃油汽车把汽油燃烧放出的能量转化为动能
的效率为 。与燃油汽车相比，电动汽车内部
的电池充满一次电来提供动能，燃油汽车需要燃
烧多少千克的汽油？（结果保留一位小数）
解： 电动汽车的有用能量 ，
由 可得，燃烧汽油所需能量：
，
由 可得，所需汽油的质量：
。
15.如表是某品牌轿车的一些技术参数，其中排气量是指发动机汽缸的工
作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大，空燃比是指汽
缸内空气和燃油的质量比，汽油的热值表示每千克汽油完全燃烧放出的
热量为 。当发动机以最大功率工作时，汽缸内汽油和空气的
混合密度为，此时飞轮转速 。请你计算发动机以
最大功率工作时：
（1） 内做的有用功；
解：当发动机以最大功率 工作时，时间
，则 内做的有用功：
；
（2）做功一次消耗汽油的质量；
解： 根据 可知，汽缸内汽油和空气的混合物的质量：
，
因为空燃比是 ，所以汽油的质量是汽缸内汽油和空气的混合物质量
的 ，所以做功一次消耗汽油的质量：
；
（3）发动机的效率。
车型 某品牌轿车
排气量
最大功率
空燃比
汽油的热值
解： 已知飞轮转速，即 内高温高压的燃气推动飞轮转
动，由于飞轮转动对外做功一次，所以 内每个汽缸对外做
功1250次，则 内消耗汽油的质量：
，
内汽油燃烧释放的热量：
，
发动机的效率：
。(共12张PPT)
第二章 改变世界的热机
第一节 热 机
1.认识热机的原理。
2.了解历史上和现实社会中的几种热机。
利用内能来做功
例1 如图所示，在试管内装适量的水，用软木塞塞住管口，加热一段时
间后，软木塞就会被冲出去。以下对于各个过程的解释中错误的是
( )
A.酒精燃烧：化学能转化为内能
B.试管内水温升高：燃烧产生的内能全部被水吸收
C.软木塞被冲出去：水蒸气对软木塞做功，软木塞的机械能
增加
D.管口出现水雾：水蒸气对外做功，内能减少，温度降低，
水蒸气液化成小水滴
B
变式1（1） 图甲，在一个广口厚玻璃内装有少量的水，用塞子塞住，通
过塞上的孔向瓶内打气，当塞子跳起时，可以看到瓶中上出现______，
这是因为瓶内空气对塞子______，将____能转化为塞子的______能，所
以瓶内空气温度降低，使水蒸气______而成的。
白雾
做功
内
机械
液化
甲
乙
丙
（2）图乙和图丙有共同之处都是通过燃烧酒精获得内能，不同之处在于
图乙中烧杯的水获得的内能用来对试管______，而图丙中试管中的水获
得了内能变为水蒸气用来对瓶塞______。
加热
做功
甲
乙
丙
热机
例2 如图是小蒸汽轮机的模拟实验，以下说法不正确的是( )
B
A.通过热传递的方式增加了烧瓶内水的内能
B.酒精燃烧时将内能转化为化学能
C.蒸汽的内能转化为风车的机械能
D.可以利用内能来做功
变式2 下列我国的“大国重器”中属于热机的是( )
A
A.歼战机涡扇 煤油发动机 B.新一代高铁永磁同步牵引电机
C.天宫空间站装备的霍尔推进器 D.白鹤滩水电站的水轮发电机组
1.2022年11月29日晚，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号 遥十五运载
火箭点火升空（如图），成功将航天员费俊龙、邓清明、张陆送入太空，
打响了中国空间站建造阶段的收官之战。火箭喷气发动机是火箭的动力。
下列说法中正确的是( )
第1题图
A.火箭喷气发动机不属于热机
B.火箭通常选用热值较大的物质作为燃料
C.火箭发射升空，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
D.若燃料燃烧不充分，其热值就会减小
B
2.如图显示了热机的共同特点，其中虚线框处应该填( )
第2题图
A
A.内能 B.电能 C.动能 D.势能
3.如图是某机器的能量流向图，据此推测该机器可能是( )
A
第3题图
A.热机 B.电饭煲 C.电风扇 D.电热水器
4.近年来，我国科技高速发展，航天事业成果辉煌!未来，国人畅游月球
将成为现实。未来的你将驾驶自己设计的月球车在月球上畅游，但月球
上没有大气，你设计的月球车做动力装置的设备应为( )
D
A.柴油机 B.汽油机
C.空气喷气发动机 D.电动机
5.2022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______的方式改变火箭外壳的内能。
属于
做功
6.歼 战斗机是我国自主研发的隐形战斗机，进入世界先进战斗机行
列，它的油箱能装10吨燃油，歼 的发动机是______（选填“电动机”
或“热机”），工作时将____能转化成机械能。
热机
内
7.如图所示，用酒精灯给试管里的水加热一段时间，试管口的软木塞被
冲出，关于该实验下列说法不正确的是( )
A
第7题图
A.酒精在燃烧过程中热值变得越来越小
B.加热过程中，试管内水的内能是通过热传递方式增加的
C.软木塞被冲出时，试管内水蒸气的内能减小
D.这个实验基本展示了蒸汽机的工作原理
第8题图
8.改变内能有不同的方式，图甲是在一个配有
活塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉
花，当迅速压下活塞时，可看见筒内棉花燃
烧起来。这是通过______的方式使玻璃筒内
的空气______增加，温度升高，达到棉花的
做功
内能
热传递
化学
内
内
机械
燃点，使棉花燃烧。图乙是通过________的方式把试管里的水加热至沸
腾。在酒精燃烧的过程中，能量转化关系是______能转化为____能；软
木塞被冲开，能量转化关系是____能转化为______能。(共44张PPT)
第二章 改变世界的热机
第二章 章末整合
内燃机
例1 如图，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段
时间以后，塞子被试管内水蒸气推出。这是通过_____
（选填“做功”或“热传递”）的方式将水蒸气的内能转
做功
乙
化为塞子的机械能。图____（选填“甲”或“乙”）中汽油机的工作过程与
这一实验过程中原理是一致的。
变式1 如图是四冲程汽油机一个工作循环的四个冲程，下列是按吸气、
压缩、做功和排气冲程的顺序排列的是( )
A
A.乙、丁、甲、丙 B.丙、丁、甲、乙
C.丁、丙、乙、甲 D.甲、乙、丙、丁
热机效率的概念
例2 汽油机甲的效率比汽油机乙的效率高，这说明( )
C
A.甲做的有用功多
B.甲比乙用的汽油少
C.完全燃烧相等的汽油，其内能转化为有用功的能量甲比乙多
D.甲比乙做功更快
变式2 如图所示是汽油机的能量流向图，对照此图，下列说法不正确的
是( )
B
A.该汽油机的能量利用率为
B.该汽油机工作时汽油没有完全燃烧，则汽油的
热值会减小
C.冷却水能量的二次利用可以提高能量的利用率
D.废气的排放所占的比例最大，减少该部分能量
损失是提高热机效率的有效手段
汽油机的转速
例3 一台单缸四冲程汽油机，当飞轮转速是 时，它每秒钟对
外做功____次；做功冲程是将______转化为机械能。
20
内能
变式3 关于某单缸四冲程汽油机，下列说法正确的是( )
D
A.通过技术改进，汽油机的效率可以达到
B.在汽油机的做功冲程中，机械能转化内能
C.汽油机的压缩冲程为汽油机提供动力
D.汽油机在 内完成了15个工作循环，则该汽油机工作时飞轮的转速为
热机效率的计算
例4 如图所示是我国自行设计研制的 全状
态新构型灭火飞机。若该飞机以 的速度
匀速直线航行 ，消耗航空燃油的质量为
，飞机发动机的功率为 ,已知航
空燃油的热值为 ，求：
（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少？
解：消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量：
；
（2）飞机在航行过程中的阻力是多少？
解： 飞机匀速航行的速度：
，
由 可知，飞机在航行过程中的牵
引力：
，
由二力平衡的条件可知，飞机在航行过程中的阻力 ；
（3）飞机发动机的效率是多少？
解： 由 可知，飞机发动机做的功：
，
则飞机发动机的效率：
。
变式4 若某型号汽车行驶一段路程消耗了汽油 ，这些汽油完全燃
烧放出的热量为__________ ；在这段路程中，已知汽车牵引力做的功为
，汽油机的效率为______。（汽油的热值为 ）
第1题图
1.如图所示，在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，将
水加热至沸腾一段时间后，橡胶塞被推出，热机中能量转
化和该实验一致的冲程是( )
C
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
2.关于内能和内能的利用，下列说法中正确的是( )
D
A.5月的街头，杨花飞絮随风舞，好似雪花满天飞，说明分子在不停地做
热运动
B.新能源汽车实现了“零排放”，其效率达到了
C.我国“长征五号B”大型运载火箭使用氢作燃料，是因为氢的密度小
D.内燃机的压缩冲程，主要通过做功的方式增大汽缸内物质的内能
3.下列关于热机的说法正确的是( )
D
A.热机的效率为
B.热机只有汽油机和柴油机两种
C.好的热机工作时不排放废气
D.热机工作时都要利用燃料的化学能
4.如图是几个实验插图，下列有关这几个实验的说法正确的是( )
A
第4题图
A.甲图中活塞压缩气体做功，瓶内气体内
能增加
B.乙图中活塞跳起之前，瓶内气体内能不
断减少
C.丙图中试管内水蒸气的内能转化为活塞
的机械能，与热机的压缩冲程相同
D.丁图是四冲程内燃机的做功冲程
5.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
( )
D
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
6.如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是( )
D
A.在一个工作循环中工作过程依次是丁、丙、
甲、乙
B.飞轮惯性完成冲程的是甲、乙、丁
C.飞轮转速，则该汽油机 能
对外做功50次
D.丁图冲程能量转化：机械能转化为内能
7.关于热机，下列说法正确的是( )
B
A.热机消耗的燃料越多，热机效率越高
B.四冲程汽油机工作过程中，压缩冲程是把活塞的机械能转化为内能
C.热机的对外输出功率越大，热机效率越高
D.热机所做有用功越多，热机效率越高
8.如图所示是汽油机的能量流向图，对照此图，下列说法正确的是
( )
A
第8题图
A.废气的排放所占的比例最大，减少该部分能量
损失可以提高热机效率
B.热机的效率可以达
C.增加该汽油机的工作时间会提高其机械效率
D.排放的废气不会造成环境污染
第9题图
9.如图，在试管里装入一些水，用软木塞塞住试管口，将试
管放在酒精灯上加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲开，在
这一过程中，水蒸气膨胀对软木塞______，水蒸气的一部分
____能转化为软木塞的______能，利用这一原理，可以制成
热机。
做功
内
机械
10.某柴油机工作一段时间后，油箱里的柴油没有发生变化的是________
（填序号：①质量；②密度；③比热容；④热值）。完全燃烧 柴油
放出的热量__________。
②③④
第11题图
11.如图所示，这是演示点火爆炸的实验装置。按动电火花
发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被炸飞出去，这与四
冲程汽油机______冲程中的能量转化相同。若某四冲程汽
油机飞轮的转速为，则 内汽油机可以完成
____个冲程，对外做功____次。
做功
80
20
12.小明用家中的燃气表和温度计测量燃气灶烧水的效率。将 水从
加热到，消耗了 天然气，假设天然气完全燃烧，水的
比热容为，天然气的热值为 ，则燃气
灶烧水的效率为______。
13.小娟准备测量家中燃气灶正常工作时的效率，于是关闭了其他燃气设
备。在标准大气压下，将质量是，初温是 的水加热到沸腾，她
观察到燃气表的示数，使用前是，使用后是 。已知
水的比热容为，天然气的热值为 ，求：
（1）水吸收的热量；
解：在标准大气压下，水的沸点为 ，所以水吸收的热量：
；
（2）燃气灶正常工作时的效率。
解： 由题意可知，消耗的天然气的体积：
，
天然气完全燃烧放出的热量：
，
则燃气灶正常工作时的效率：
。
第14题图
14.为提高城市空气质量，很多城市用雾炮车洒水除尘，
如图所示。一台雾炮车以 的恒定功率匀速行驶
作业，消耗柴油 。求：
（1）柴油机做的功；
解：由 可得，柴油机做的功:
；
第14题图
（2）雾炮车柴油机的热机效率。
解： 完全燃烧 柴油放出热量：
，
雾炮车柴油机的热机效率：
。
15.为了保护环境，泰州城区内禁放烟花爆竹，“礼花筒”便成为一些喜庆
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。下列对使用过程分析正确的是( )
A
第15题图
A.筒内气体的内能减少
B.筒内气体通过热传递方式改变了其内能
C.筒内气体分子热运动加剧
D.该过程能量转化方式与汽油机压缩冲程相同
第16题图
16.（多选）2022年11月29日23时08分，神舟十五号载人
飞船发射成功（如图），下列说法正确的是( )
BD
A.火箭点火加速升空时，将机械能转化为内能
B.火箭选用液态氢作燃料是因为氢的热值大
C.燃料的质量越大，热机效率越高
D.减少机械间的摩擦可以提高热机效率
17.如图a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。下列判断不正确的是
( )
第17题图
A.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
B.汽缸内的蒸汽推动活塞时，内能减小
C.从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图甲所示的原理相似
D.汽油机一个工作循环的正确顺序是甲、乙、丙、丁
第17题图
√
18.如图所示是汽油机的压缩冲程，下列各事例中的能量转化过程，其中
与汽油机压缩冲程中的能量转化相同的是__________（选填“火箭发射”
“钻木取火”“碳烤牛肉”“拉弓射箭”）。若汽油机曲轴的转速为
，则 内对外做功____次。
钻木取火
15
第18题图
第19题图
19.学习了燃料的热值后，小王自己设计如
图实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。
（1）实验装置图中器件的安装顺序是
___________（选填“由下而上”或“由上而
下”）。
由下而上
（2）为保证实验结论的可靠，以及方便比较，小王同学在实验中应保持
____________________、______________以及两个烧杯都应相同。
酒精和碎纸片的质量
两杯水的质量
（3）实验数据记录如表，根据表中数据，计算出碎纸片的热值是
__________ 。
燃料 加热前水温/ 燃料燃尽时水温/ 燃料的热值/
酒精 15 35
碎纸片 15 25 ？
第19题图
（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比______（选填“偏大”或“偏
小”），出现这种情况的主要原因是________________________________
_____（写出一点即可）。
偏小
存在热损失（或燃料没有完全燃烧等）
第19题图
20.汽车的发动机工作时，吸入汽缸的汽油和空气的比例决定了汽车的动
力性能和经济性能。某汽车四冲程汽油发动机的汽缸总排量为
（发动机每个工作循环吸入或排出的流体体积称为汽缸排量），发动机
工作时，吸入汽缸的是由汽油和空气所形成的混合物，混合物的密度
，汽油和空气的质量比为 ，汽油的热值
。如果发动机曲轴在转动 转，发动机的
效率为 ，那么在这种情况下求：
（1）汽车在 做的有用功是多少
解：根据 可得，一次吸入混合物的质量：
，
因为曲轴每转动两周，完成一个工作循环，吸气一次，也做一次功，所
以发动机曲轴在转动 转，吸气和做功都为1500次，
已知混合物中汽油和空气的质量比为 ，可见汽油占混合物总质量的
,
则发动机在 内吸入汽油的总质量：
,
这些汽油完全燃烧放出的热量：
，
根据可得,汽车在 做的有用功：
；
（2）汽车在平直的公路上匀速行驶时受到的阻力 ，汽车行
驶的速度是多少
解： 汽车在 做的有用功的功率：
,
因为汽车匀速行驶，所以汽车受到的阻力与牵引力是一对平衡力，即
，
根据 可得，汽车行驶的速度：
。
21.如图为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在
一根曲轴上，并使各汽缸的做功冲程错开，在飞轮转动的每半周里，都
有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气。有一台四
缸汽油发动机，其排量为 （排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽
缸工作容积等于活塞的面积与活塞上下运动的距离乘积）。
第21题图
（1）在做功冲程中，若活塞所受燃气的平均压强是，
内高温高压的燃气推动活塞做功1000次，求这台发动机做功的平均功率
是多少？
第21题图
第21题图
解：发动机做功一次所做的功：
，
内做的总功：
，
这台发动机做功的平均功率：
；
（2）如果这台汽油发动机的效率是，汽油的热值是 ，
那么它工作一小时需要完全燃烧多少千克的汽油？（结果保留两位小数）
第21题图
第21题图
解： 这台汽油发动机工作一小时做的总功：
，
由 得，汽油完全燃烧放出的总能量：
，
由 得，完全燃烧汽油的质量：
。
