人教版物理九年级（全册）同步练习14.1热机（基础卷）
一、选择题
1．（2024九上·成都月考）下列机械的动力装置不是使用热机的是（ ）
A．玉兔号月球车 B．山东号航母
C．C919客机 D．长征五号火箭
【答案】A
【知识点】热机
【解析】【解答】A、热机的工作原理为内能在空气中燃烧转化为机械能，月球中无空气所以不属于热机，A正确；
BCD．山东号航母、C919客机、长征五号火箭都是利用燃料燃烧产生的内能来做功，符合热机的特点，故BCD不符合题意。
故选 A。
【分析】热机：是利用内能转化为机械能，包括四个冲程包括：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，根据特点进行识别。
吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。
2．（2024九上·成都月考）热机在工作时，能量的转化过程是（ ）
A．内能→化学能→机械能 B．化学能→内能→机械能
C．化学能→机械能→内能 D．内能→机械能→化学能
【答案】B
【知识点】热机
【解析】【解答】热机工作时，燃料的化学能燃烧转化为内能，通过做功冲程，将内能转化为机械能，使得汽车运动，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
【分析】燃料燃烧时，化学能转化为内能，空气内能增加，在做功冲程中，内能转化为机械能。
3．（2024九上·惠阳期末）下图为四冲程汽油机工作过程中的某冲程示意图，该冲程为（ ）
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】图中，两个气门关闭，火花塞上产生电火花，活塞向下运动，是做功冲程，C符合题意。故选C。
【分析】根据汽油机气门状态和活塞运动方向，判断冲程。
4．（2024九上·南平模拟）下列设备工作过程中使用热机的是（ ）
A．“歼20”战斗机 B．亚运会比赛帆船
C．共享单车 D．航拍无人机
【答案】A
【知识点】热机
【解析】【解答】A．战斗机中的动力装置是柴油机，是热机的一种，将内能转化为机械能，故A符合题意；
BC．运动会比赛帆船、共享单车，动力是人力，消耗人体的化学能，转化为机械能，故BC不符合题意；
D．航拍的无人机，动力是电动机，消耗电能，将电能转化为机械能，故D不符合题意。
故选A。
【分析】热机工作时，燃烧燃料，产生内能，做功时，把内能转化为机械能。
5．（2024九上·石家庄月考）下列说法正确的是（ ）
A．物体的温度为0℃时，内能也为零
B．物体吸收热量，温度一定升高
C．甲物体传递了热量给乙物体，说明甲物体的内能大
D．四冲程汽油机的做功冲程，是将内能转化为机械能的过程
【答案】D
【知识点】内能的概念；温度、热量与内能的关系；热传递改变物体内能；热机
【解析】【解答】解：A、一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动，即一切物体都有内能，故A错误；
B、晶体熔化时吸收热量，内能增加，温度不变，故B错误；
C、甲物体传递了热量给乙物体，说明甲物体的温度高，但甲物体内能不一定大，故C错误；
C、四冲程汽油机的做功冲程是将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，故D正确。
故选：D。
【分析】 （1）内能是物体内部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和，物体的温度越高，内能越大；一切物体都有内能；
（2）物体的内能发生变化，可能表现在物体的温度变化，也可能是状态的变化；
（3）发生热传递的条件是有温度差；
（4）汽油机做功冲程中将内能转化为机械能。
6．（2023九上·武城月考）如图所示为生活中常用的热水瓶，注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞常会跳起来。内燃机的哪个冲程与这一现象的能量转化相同（ ）
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】做功改变物体内能；热机
【解析】【解答】 注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞常会跳起来 ，内能转化为机械能，和做功冲程的能量变化相同，C正确，ABD错误。
综上选C。【分析】吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。
7．（2024九上·黄梅月考）热机是利用内能来做功的机器。热机在人类生活中发挥着重要的作用，现代化的工业、农业、军事、交通工具等都靠它提供动力。我国已将发动机研发列为国家重大科技专项，目前已取得重大突破。下列我国“陆、海、空、天”装备中动力机械不属于热机的是（ ）
A．长征序列火箭使用的液氢液氧发动机
B．055大型导弹驱逐舰使用的燃气轮机
C．歼20战机涡扇15使用的煤油发动机
D．中国高铁使用的交流异步牵引电动机
【答案】D
【知识点】热机
【解析】【解答】ABC热机是利用燃料的化学能转化为内能在转化为机械能的装置，题目中ABC 液氢液氧发动机 、 燃气轮机 、 煤油发动机 均属于热机，ABC错误；
D、 交流异步牵引电动机 属于电能转化为机械能，所以D错误。
综上选D。
【分析】热机是利用燃料的化学能转化为机械能的装置，利用 交流异步牵引电动机 属于电能转化为机械能，所以不是热机。
8．（2024九上·顺德月考）下列现象的解释，说法正确的是（ ）
A．甲图中抽掉玻璃板后二氧化氮进入上面的空气瓶中，说明二氧化氮分子是运动的，空气分子是静止的
B．乙图中塞子受到水蒸气的压力而冲出去，水蒸气的内能转化为塞子的动能
C．丙图把活塞迅速压下，玻璃筒中的硝化棉燃烧，说明空气被压缩时内能减少
D．丁图为四冲程汽油机的吸气冲程
【答案】B
【知识点】温度、热量与内能的关系；做功改变物体内能；热机的四个冲程；分子热运动
【解析】【解答】A．图中，二氧化氮和空气混合，是分子不停地做无规则运动，发生扩散现象，故A错误；
B．图中，塞子受到压力冲出，水蒸气的内能通过做功转化为塞子的动能，故B正确；
C．图中，活塞压下时，压缩筒内空气体积，对气体做功，空气的内能增大，温度升高，故C错误；
D．图中，汽油机进气门关闭，排气门打开，活塞向上，是排气冲程，故D错误。
故选B。
【分析】气体混合，是分子不停的无规则运动形成的扩散现象；内能对外做功，机械能转化为内能；压缩体积，机械能转化为内能；根据汽油机的气门状态和活塞方向，判断冲程。
9．（2024九上·紫金期中）汽油机的一个工作循环是由以下四个冲程组成的，图中四个冲程的工作顺序是 ( )
A．甲、乙、丙、丁 B．丁、甲、乙、丙
C．丙、甲、乙、丁 D．乙、甲、丙、丁
【答案】B
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】根据图像，甲的气门关闭，活塞向上，是压缩冲程；乙中气门关闭，活塞向下，是做功冲程；丙中排气门打开，活塞向上，是排气冲程；丁图进气门打开，活塞向下，是吸气冲程，根据汽油机的工作循环，排列顺序为丁、甲、乙、丙，B符合题意。
故选B。
【分析】根据汽油机的气门状态和活塞运行方向，判断冲程，结合汽油机的工作循环，排序。
10．（2024九上·福田期中）小雨是一名善于观察、思考的学生，他在厨房劳动中联想到的下列物理知识正确的是（ ）
A．火焰将炒菜的锅烧热，这是利用做功改变物体的内能
B．盛热汤的碗很烫，是因为热汤把温度传给了碗
C．水烧开时将壶盖顶起，此过程中内能转化为机械能
D．不断翻炒将菜炒熟，这是利用做功改变物体的内能
【答案】C
【知识点】温度、热量与内能的关系；热传递改变物体内能；热机
【解析】【解答】A、 火焰将炒菜的锅烧热 ，火焰温度高于铁锅，通过热传递将热量传给铁锅，A错误；
B、 盛热汤的碗很烫，是因为热汤把热浪传给了碗 ，B错误；
C、 水烧开时将壶盖顶起 ，水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，C正确；
D、铁锅吸收了热量，锅再把热量传给菜，这是利用热传递改变物体内能，故AD错误；综上选C。
【分析】1、改变物体内能的方式有做功和热传递，如钻木取火、搓手取暖属于做功改变物体内能，用酒精灯热水属于热传递改变物体内能；
2、热传递是热量从温度高的物体传到温度低的物体，或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。
11．（2024九上·汕头期中）如图是四冲程汽油机的工作原理图，关于汽油机正确的是（ ）
A．一个工作循环的顺序是甲乙丁丙
B．丁图是机械能转化为内能
C．获得动力的是乙图冲程
D．丙图吸入的是空气
【答案】B
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】根据图像，甲中气门关闭，活塞下行，火花塞点火，是做功冲程，将内能转化为机械能，为汽车提供动力；乙中，排气门打开，活塞向上，是排气冲程；丙中，进气门打开，活塞向下，是吸气冲程，吸入空气和汽油的混合物，丁中，气门关闭，活塞向上，是压缩冲程，机械能转化为内能，根据汽油机的一个循环是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，排序为丙、丁、甲、乙，B符合题意，ACD不符合题意。
故选B.
【分析】根据汽油机的气门状态和活塞运行方向，判断冲程，分析能量变化。
12．（2024九上·东莞期中） 如图为单缸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3000r/ min， 则该汽油机 1s 能做功25次；
D．在一个工作循环中，工作过程依次是乙、甲、丁 丙。
【答案】C
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】A、 依靠飞轮惯性完成的冲程 吸气冲程、压缩、排气冲程，即乙丙丁，A错误；
B、甲火花塞点燃，进气和排气口关闭，活塞下移，属于做功冲程，内能转化为机械能，B错误；
C、 飞轮转速3000r/ min ，即50r/s，所以一秒做功为25次，C正确；
D、工作冲程进气、压缩、做功和排气冲程，所以工作冲程一次为乙、丁、甲、丙，D错误；
综上选C。
【分析】1、汽油机四个冲程包括：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，根据特点进行识别。
吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。
2、热机转速和做功的关系，热机转2次，对应一次做功，对应四个冲程。
二、填空题
13．（2024九上·中山期中）物理学的发展推动了社会的进步。如图所示，是世界上早期的蒸汽机汽车模型，燃料燃烧使水温沸腾产生水蒸气，水蒸气的 能转化为汽车的 能，使汽车前进；此工作原理相当于内燃机的 冲程。
【答案】内；机械；做功
【知识点】做功改变物体内能；热机
【解析】【解答】 燃料燃烧使水温沸腾产生水蒸气， 水蒸气对汽车做功，将内能转化为汽车的机械能，和做功冲程能量转化相同。
综上 第1空、 内；第2空、机械； 第3空、做功。
【分析】做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能。
14．（2024九上·珠海期中）汽油机是热机的一种，汽油在汽缸内燃烧时将化学能转化为 能，如图所示是四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在 冲程。若飞轮的转速为，则每秒对外做功 次。
【答案】内；做功；
【知识点】热机；热机的四个冲程
【解析】【解答】汽油在汽缸内燃烧时将化学能转化为内能。由图可知，火花塞点燃以及进气口排气口关闭，活塞下移，所以是做功冲程。飞轮的转速是3000r/min，所以每秒转动的圈数为n=50r，飞轮转动两圈对外做功一次，所以1s可以做功的次数×100=25。
综上 第1空、内； 第2空、做功； 第3空、25.
【分析】1、汽油机四个冲程包括：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，根据特点进行识别。
吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。
2、热机转速和做功的关系，热机转2次，对应一次做功，对应四个冲程。
15．（2024九上·深圳期中）如图所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。与做功冲程原理相同的是 图所示的演示实验，其能量转化是内能转化为 。如果某汽油机飞轮的转速是，则该汽油机每秒钟对外做功 次。
【答案】甲；机械；15
【知识点】热机；热机的四个冲程
【解析】【解答】根据图像，甲图加热试管中的水，试管中水的内能增大，水蒸气对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能；
乙图压下活塞，活塞压缩筒内空气做功，空气的内能增大，温度升高，棉花燃烧，是通过做功增大内能，将机械能转化为内能的过程；
丙图两气门关闭，活塞下行，火花塞点火，是做功冲程，将内能转化为机械能；
丁图两气门关闭，活塞上行，是压缩冲程，机械能转化为内能的过程；
综合分析，与做功冲程原理相同的是甲实验。
汽油机的飞轮转动2周，对外做功1次，已知汽油机飞轮转速是1800r/min=30r/s，飞轮每秒转30圈，对外做功15次。
【分析】压缩气体体积，对气体做功，将机械能转化为内能；内能对外做功，转化为机械能；根据汽油机的气门状态和活塞运行方向，判断冲程；汽油机的飞轮转动2周，对外做功一次。
16．（2024九上·茂南月考）如图为某单缸四冲程汽油机的 冲程，若1s内该汽油机对外做功20次，则飞轮转速为 r/min；该汽油机工作时汽缸内燃气对活塞平均推力为2000N，活塞向下运动的距离是50cm，这过程功率为 kW。
【答案】排气；2400；20
【知识点】热机；热机的四个冲程
【解析】【解答】图中排气口打开，属于排气冲程，转速和做功的比例为1：2，做功为20次/s，所以转速为40r/s=2400r/min；一次做功W=2000N×0.5m=1000J，一次做功的时间0.05s，根据W=Pt可知P=20kW.
综上第1空、排气；第2空、2400；第3空、20。
【分析】1、排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。
2、热机转速和做功的关系，热机转2次，对应一次做功，对应四个冲程。
3、做功：公式为W=Fs，功率为W=Pt，据此计算热机做功的功率。
17．（2024九上·广东期末）如图是四冲程汽油机的 冲程，汽缸内气体的内能 （选填“增大”“减小”或“不变”）；汽油机工作时，在能量转化过程中能量的总量 。
【答案】压缩；增大；（保持）不变
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】（1）根据图像可知该汽油机的活塞向上运动，进气门与排气门都关闭，可判断该冲程为汽油机的压缩冲程；
（2）在汽油机的压缩冲程中，活塞的机械能转化为汽油和空气混合物的内能，气缸内的气体和内能增大；
（3）在该冲程中，机械能转化为内能，能量的总量不变。
【分析】在汽油机的吸气冲程中，进气门打开排气门关闭、活塞向下运动；在汽油机的压缩冲程中，进气门与排气门都关闭，活塞向上运动，该冲程中活塞的机械能转化为混合气体的内能；在汽油机的做功冲程中，进气门与排气门都关闭、活塞向下运动，燃料燃烧产生的内能转化为活塞的机械能；在汽油机的排气冲程中，进气门关闭排气门打开、活塞向上运动；能量转换或转移的过程中能量的总量保持不变，熟记汽油机的四个冲程及能量转换本题即可求解。
18．（2024九上·清新期中） 内燃机的一个工作循环有四个冲程，题图中表示的是其中的 冲程。某小型单缸四冲程汽油机飞轮的转速为2400r/min。该汽油机每秒对外做功 次，能够完成 个冲程。
【答案】做功；20；80
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】图中火花塞点燃，活塞下移，进气口、排气口关闭，所以为做功冲程， 转速为2400r/min =40r/s，转速和做功的关系为2：1，和冲程的关系为1：2，所以每秒做功20次，完成80个冲程。
综上 第1空、做功； 第2空、20； 第3空、80.
【分析】1、汽油机四个冲程包括：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，根据特点进行识别。
吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。
2、热机转速和做功的关系，热机转2次，对应一次做功，对应四个冲程。
19．（2024九上·龙岗期中）2024 年 9 月 25 日，中国人民解放军向太平洋相关公海海域，成功发射 1 发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹（如图所示），飞越约 1.2 万公里，准确落入预定海域，该洲际弹道导弹的发动机是 （选填“电动机”或“热机”），工作时将 能转化为内能再转化为 能．
【答案】热机；化学；机械
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】 洲际弹道导弹的发动机是热机，工作是将化学能转化为内能，在转化为机械能。
综上 第1空、 热机；第2空、化学； 第3空、机械。
【分析】热机包括4个冲程，是通过燃烧化学燃料，将其转化为内能，空气内能增加，转化为热机的机械能。
20．（2024九上·江门期中）汽油机工作的四个冲程为：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，如图所示为 冲程．在压缩冲程中，活塞压缩气体做功，气体的内能 （选填“增加”、“减少”或“不变”）， 能转为气体的内能。
【答案】做功；增加；机械
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】图中火花塞点燃，进气口和排气口关闭，活塞下移，所以处于做功冲程，压缩冲程：机械能转化为气体内能，内能增加。
综上 第1空、 做功； 第2空、增加； 第3空、机械。
【分析】1、做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；
2、压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加。
21．（2024九上·宝安月考）若汽油机飞轮的转速是2400r/min，每秒钟完成了 个冲程，每秒钟对外做 次功，若每次做功500J，则此内燃机的功率为 W。
【答案】80；20；104
【知识点】功率计算公式的应用；热机的四个冲程；功的计算及应用
【解析】【解答】解：热机一个工作循环包含4个冲程，飞轮转2圈，对外做功1次，
飞轮的转速是2400r/min，则每秒转，完成80个冲程；对外做功20次；内燃机的功率：。
故答案为：80；20；104。
【分析】热机一个工作循环包含4个冲程，飞轮转2圈，对外做功1次；根据和已经得到的每秒做功次数，可内燃机的功率。
三、作图题
22．（2024九上·龙岗期中）如图 所示，图（a）为四冲程内燃机压缩冲程的示意图，图中画出了压缩冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况，请在图（b）中，画出做功冲程中活塞运动的方向（用“↑”或“↓”表示）和进气门、排气门的开闭情况（用“T”表示）。
【答案】
【知识点】热机；热机的四个冲程
【解析】【解答】压缩冲程的特点为进气口和排气口关闭，活塞向上移动，做功冲程活塞向下移动，进气和排气口关闭，据此作图：
【分析】压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能。
四、综合题
23．（2024九上·鹤山期中）随着生活水平的提高，汽车已经进入百姓家庭，它给我们的生活提供了便利，促进了社会的发展。汽车应用了许多物理知识，请你解答：
（1）汽油机是汽车的“心脏”，其中 冲程将机械能转化为内能。
（2）当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将 （选填“升高”“不变”或“降低”）。
（3）汽车发动机在工作时，发动机的温度会升得很高，汽车发动机用水作为冷却剂，在发动机开始工作后一段时间内，水箱中水的内能会 （填“增加”或“减少”）。
（4）某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1s内，汽油机完成 个冲程，对外做功 次。
（5）汽车各转向灯能独立工作，因此转向灯是 联的；干毛巾刚擦完车玻璃，很容易吸附灰尘，这是因为带电体能 。
【答案】（1）压缩
（2）降低
（3）增加
（4）80；20
（5）并；吸引轻小物体
【知识点】热机；热机的四个冲程
【解析】【解答】（1）热机的压缩冲程将机械能转化为动能。
综上 第1空、 压缩；
（2）燃烧不充分会导致额外功的增加，效率降低；
综上 第1空、 降低；
（3）发动机温度高，二者通过热传递将水的内能增加。
综上 第1空、增加；
（4） 汽油机飞轮的转速为2400r/min ，转速为40r/s，所以1s完成80个冲程，对外做功20次。
综上 第1空、 80；第2空、20.
（5） 汽车各转向灯能独立工作，因此转向灯是 并联的， 干毛巾刚擦完车玻璃，很容易吸附灰尘，这是因为带电体能吸引轻小物体。
综上 第1空、 并； 第2空、吸引轻小物体。
【分析】1、吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。
2、热机转速和做功的关系，热机转2次，对应一次做功，对应四个冲程。
24．（2025九上·中山月考）如图甲所示为四缸发动机，其工作原理：内燃机通过连杆把四个相同汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错，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做吸气、压缩和排气工作。
（1）某汽缸在某时刻的状态如图乙所示，此时为 冲程，这个冲程将 能转化为 能。
（2）小锦同学阅读了某牌号汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图丙所示的图表，请根据给出的信息，计算该内燃机输出的有用功为燃料释放热量的 %
（3）某台四缸发动机，其输出功率随转速变化如图丁所示，转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数，当发动机的转速为 3000r/min时，该发动机在1s内做功 J；在每个做功冲程里，发动机做功W= J。
（4）若某台以汽油为燃料的汽车，其发动机相关数据如下表所示。(汽车排气量是指发动机气缸的工作容积，汽车排气量越大，功率越大，空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比)。
1min内工作循环 2600次 93#汽油 汽缸内汽油和空气的混合密度 1.35kg/m3
排气量 1.8L 汽油热值 4.5×107（J/kg）
发动机最大功率 75（kW） 空燃比 17：1
当发动机输出最大功率时，热机效率为 . %(保留一位小数)
【答案】（1）做功；内；机械
（2）30%
（3）50000；500
（4）28.5
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】（1）气缸火花塞点燃，活塞向下移动，为做功冲程，将内能转化为机械能；
综上 第1空、 做功； 第2空、内； 第3空、机械；
（2）据图可知有用功占比为100%-33%-30%-7%=30.%
综上 第1空、 30%
（3） 发动机的转速为 3000r/min时 ，发动机做功为5×104W，所以1s做功为5×104J；飞轮每秒转50r，做功为100次，所以每个 发动机做功W =500J
综上 第1空、50000； 第2空、500；
（4）汽油当排气量最大时，混合气体的质量最大为1.35kg/ m3 ×1.8×10-3m3=2.43×10-3kg，所以汽油的质量m=1.35×10-4kg，所以1min汽油完全燃烧的热量为Q=1.35×10-4kg ×4.5×107（J/kg）×2600=1.5795×107J；有用功W=Pt=75000W×60s= 4.5×106J，所以 热机效率为 η=
综上 第1空、 28.5.
【分析】1、汽油机四个冲程包括：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，根据特点进行识别。
吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。
2、热机转速和做功的关系，热机转2次，对应一次做功，对应四个冲程。
25．（广东省广州市荔湾区2024-2025学年上学期九年级物理期中试卷）科学家在四冲程发动机的基础上发明了“六冲程引擎”发动机。这种引擎在完成吸气、压缩、做功和排气四冲程工作后，会把水注入气缸，使水瞬间变成水蒸气，从而推动活塞运动，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，变成可再次注入气缸的水，六冲程汽油机的部分技术规格如表所示：
单缸排量V 功率 转速 燃气气压ρ
0.5×103m3 3600r/min 5×104Pa
（1）“六冲程引擎”中第五冲程相当于四冲程热机的 (选填“吸气”“压缩”，“做功"或“排气")冲程：
（2）加入五、六两冲程后，六冲程汽油机每秒有 次吸气冲程，有 次做功冲程。
（3）在做功冲程里，燃气对活塞每次所做的功 W=pV.它每次做的功是 J， 功率是 W。
【答案】（1）做功
（2）20；40
（3）10000；10000
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】（1） 第五冲程，为汽车提供动力 ，属于做功冲程；
综上 第1空、 做功；
（2） 题目中转3r，进行一次吸气冲程，2次做功冲程，六冲程汽油机的转速为60r，完成20个吸气冲程，做40次做功冲程；
综上 第1空、20； 第2空、40；
（3）根据W=Pv可知W= 5×104Pa×0.5×103m3=250J. 由（2）1s做功40次，所以总功为250J×40=10000J，P=10000W。
综上 第1空、10000； 第2空、10000.
【分析】1、汽油机四个冲程包括：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，根据特点进行识别。
吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。
2、热机转速和做功的关系，热机转2次，对应一次做功，对应四个冲程。
3、 题目中转3r，进行一次吸气冲程，2次做功冲程。
1 / 1人教版物理九年级（全册）同步练习14.1热机（基础卷）
一、选择题
1．（2024九上·成都月考）下列机械的动力装置不是使用热机的是（ ）
A．玉兔号月球车 B．山东号航母
C．C919客机 D．长征五号火箭
2．（2024九上·成都月考）热机在工作时，能量的转化过程是（ ）
A．内能→化学能→机械能 B．化学能→内能→机械能
C．化学能→机械能→内能 D．内能→机械能→化学能
3．（2024九上·惠阳期末）下图为四冲程汽油机工作过程中的某冲程示意图，该冲程为（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
4．（2024九上·南平模拟）下列设备工作过程中使用热机的是（ ）
A．“歼20”战斗机 B．亚运会比赛帆船
C．共享单车 D．航拍无人机
5．（2024九上·石家庄月考）下列说法正确的是（ ）
A．物体的温度为0℃时，内能也为零
B．物体吸收热量，温度一定升高
C．甲物体传递了热量给乙物体，说明甲物体的内能大
D．四冲程汽油机的做功冲程，是将内能转化为机械能的过程
6．（2023九上·武城月考）如图所示为生活中常用的热水瓶，注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞常会跳起来。内燃机的哪个冲程与这一现象的能量转化相同（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
7．（2024九上·黄梅月考）热机是利用内能来做功的机器。热机在人类生活中发挥着重要的作用，现代化的工业、农业、军事、交通工具等都靠它提供动力。我国已将发动机研发列为国家重大科技专项，目前已取得重大突破。下列我国“陆、海、空、天”装备中动力机械不属于热机的是（ ）
A．长征序列火箭使用的液氢液氧发动机
B．055大型导弹驱逐舰使用的燃气轮机
C．歼20战机涡扇15使用的煤油发动机
D．中国高铁使用的交流异步牵引电动机
8．（2024九上·顺德月考）下列现象的解释，说法正确的是（ ）
A．甲图中抽掉玻璃板后二氧化氮进入上面的空气瓶中，说明二氧化氮分子是运动的，空气分子是静止的
B．乙图中塞子受到水蒸气的压力而冲出去，水蒸气的内能转化为塞子的动能
C．丙图把活塞迅速压下，玻璃筒中的硝化棉燃烧，说明空气被压缩时内能减少
D．丁图为四冲程汽油机的吸气冲程
9．（2024九上·紫金期中）汽油机的一个工作循环是由以下四个冲程组成的，图中四个冲程的工作顺序是 ( )
A．甲、乙、丙、丁 B．丁、甲、乙、丙
C．丙、甲、乙、丁 D．乙、甲、丙、丁
10．（2024九上·福田期中）小雨是一名善于观察、思考的学生，他在厨房劳动中联想到的下列物理知识正确的是（ ）
A．火焰将炒菜的锅烧热，这是利用做功改变物体的内能
B．盛热汤的碗很烫，是因为热汤把温度传给了碗
C．水烧开时将壶盖顶起，此过程中内能转化为机械能
D．不断翻炒将菜炒熟，这是利用做功改变物体的内能
11．（2024九上·汕头期中）如图是四冲程汽油机的工作原理图，关于汽油机正确的是（ ）
A．一个工作循环的顺序是甲乙丁丙
B．丁图是机械能转化为内能
C．获得动力的是乙图冲程
D．丙图吸入的是空气
12．（2024九上·东莞期中） 如图为单缸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3000r/ min， 则该汽油机 1s 能做功25次；
D．在一个工作循环中，工作过程依次是乙、甲、丁 丙。
二、填空题
13．（2024九上·中山期中）物理学的发展推动了社会的进步。如图所示，是世界上早期的蒸汽机汽车模型，燃料燃烧使水温沸腾产生水蒸气，水蒸气的 能转化为汽车的 能，使汽车前进；此工作原理相当于内燃机的 冲程。
14．（2024九上·珠海期中）汽油机是热机的一种，汽油在汽缸内燃烧时将化学能转化为 能，如图所示是四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在 冲程。若飞轮的转速为，则每秒对外做功 次。
15．（2024九上·深圳期中）如图所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。与做功冲程原理相同的是 图所示的演示实验，其能量转化是内能转化为 。如果某汽油机飞轮的转速是，则该汽油机每秒钟对外做功 次。
16．（2024九上·茂南月考）如图为某单缸四冲程汽油机的 冲程，若1s内该汽油机对外做功20次，则飞轮转速为 r/min；该汽油机工作时汽缸内燃气对活塞平均推力为2000N，活塞向下运动的距离是50cm，这过程功率为 kW。
17．（2024九上·广东期末）如图是四冲程汽油机的 冲程，汽缸内气体的内能 （选填“增大”“减小”或“不变”）；汽油机工作时，在能量转化过程中能量的总量 。
18．（2024九上·清新期中） 内燃机的一个工作循环有四个冲程，题图中表示的是其中的 冲程。某小型单缸四冲程汽油机飞轮的转速为2400r/min。该汽油机每秒对外做功 次，能够完成 个冲程。
19．（2024九上·龙岗期中）2024 年 9 月 25 日，中国人民解放军向太平洋相关公海海域，成功发射 1 发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹（如图所示），飞越约 1.2 万公里，准确落入预定海域，该洲际弹道导弹的发动机是 （选填“电动机”或“热机”），工作时将 能转化为内能再转化为 能．
20．（2024九上·江门期中）汽油机工作的四个冲程为：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，如图所示为 冲程．在压缩冲程中，活塞压缩气体做功，气体的内能 （选填“增加”、“减少”或“不变”）， 能转为气体的内能。
21．（2024九上·宝安月考）若汽油机飞轮的转速是2400r/min，每秒钟完成了 个冲程，每秒钟对外做 次功，若每次做功500J，则此内燃机的功率为 W。
三、作图题
22．（2024九上·龙岗期中）如图 所示，图（a）为四冲程内燃机压缩冲程的示意图，图中画出了压缩冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况，请在图（b）中，画出做功冲程中活塞运动的方向（用“↑”或“↓”表示）和进气门、排气门的开闭情况（用“T”表示）。
四、综合题
23．（2024九上·鹤山期中）随着生活水平的提高，汽车已经进入百姓家庭，它给我们的生活提供了便利，促进了社会的发展。汽车应用了许多物理知识，请你解答：
（1）汽油机是汽车的“心脏”，其中 冲程将机械能转化为内能。
（2）当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将 （选填“升高”“不变”或“降低”）。
（3）汽车发动机在工作时，发动机的温度会升得很高，汽车发动机用水作为冷却剂，在发动机开始工作后一段时间内，水箱中水的内能会 （填“增加”或“减少”）。
（4）某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1s内，汽油机完成 个冲程，对外做功 次。
（5）汽车各转向灯能独立工作，因此转向灯是 联的；干毛巾刚擦完车玻璃，很容易吸附灰尘，这是因为带电体能 。
24．（2025九上·中山月考）如图甲所示为四缸发动机，其工作原理：内燃机通过连杆把四个相同汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错，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做吸气、压缩和排气工作。
（1）某汽缸在某时刻的状态如图乙所示，此时为 冲程，这个冲程将 能转化为 能。
（2）小锦同学阅读了某牌号汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图丙所示的图表，请根据给出的信息，计算该内燃机输出的有用功为燃料释放热量的 %
（3）某台四缸发动机，其输出功率随转速变化如图丁所示，转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数，当发动机的转速为 3000r/min时，该发动机在1s内做功 J；在每个做功冲程里，发动机做功W= J。
（4）若某台以汽油为燃料的汽车，其发动机相关数据如下表所示。(汽车排气量是指发动机气缸的工作容积，汽车排气量越大，功率越大，空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比)。
1min内工作循环 2600次 93#汽油 汽缸内汽油和空气的混合密度 1.35kg/m3
排气量 1.8L 汽油热值 4.5×107（J/kg）
发动机最大功率 75（kW） 空燃比 17：1
当发动机输出最大功率时，热机效率为 . %(保留一位小数)
25．（广东省广州市荔湾区2024-2025学年上学期九年级物理期中试卷）科学家在四冲程发动机的基础上发明了“六冲程引擎”发动机。这种引擎在完成吸气、压缩、做功和排气四冲程工作后，会把水注入气缸，使水瞬间变成水蒸气，从而推动活塞运动，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，变成可再次注入气缸的水，六冲程汽油机的部分技术规格如表所示：
单缸排量V 功率 转速 燃气气压ρ
0.5×103m3 3600r/min 5×104Pa
（1）“六冲程引擎”中第五冲程相当于四冲程热机的 (选填“吸气”“压缩”，“做功"或“排气")冲程：
（2）加入五、六两冲程后，六冲程汽油机每秒有 次吸气冲程，有 次做功冲程。
（3）在做功冲程里，燃气对活塞每次所做的功 W=pV.它每次做的功是 J， 功率是 W。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】热机
【解析】【解答】A、热机的工作原理为内能在空气中燃烧转化为机械能，月球中无空气所以不属于热机，A正确；
BCD．山东号航母、C919客机、长征五号火箭都是利用燃料燃烧产生的内能来做功，符合热机的特点，故BCD不符合题意。
故选 A。
【分析】热机：是利用内能转化为机械能，包括四个冲程包括：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，根据特点进行识别。
吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。
2．【答案】B
【知识点】热机
【解析】【解答】热机工作时，燃料的化学能燃烧转化为内能，通过做功冲程，将内能转化为机械能，使得汽车运动，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
【分析】燃料燃烧时，化学能转化为内能，空气内能增加，在做功冲程中，内能转化为机械能。
3．【答案】C
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】图中，两个气门关闭，火花塞上产生电火花，活塞向下运动，是做功冲程，C符合题意。故选C。
【分析】根据汽油机气门状态和活塞运动方向，判断冲程。
4．【答案】A
【知识点】热机
【解析】【解答】A．战斗机中的动力装置是柴油机，是热机的一种，将内能转化为机械能，故A符合题意；
BC．运动会比赛帆船、共享单车，动力是人力，消耗人体的化学能，转化为机械能，故BC不符合题意；
D．航拍的无人机，动力是电动机，消耗电能，将电能转化为机械能，故D不符合题意。
故选A。
【分析】热机工作时，燃烧燃料，产生内能，做功时，把内能转化为机械能。
5．【答案】D
【知识点】内能的概念；温度、热量与内能的关系；热传递改变物体内能；热机
【解析】【解答】解：A、一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动，即一切物体都有内能，故A错误；
B、晶体熔化时吸收热量，内能增加，温度不变，故B错误；
C、甲物体传递了热量给乙物体，说明甲物体的温度高，但甲物体内能不一定大，故C错误；
C、四冲程汽油机的做功冲程是将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，故D正确。
故选：D。
【分析】 （1）内能是物体内部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和，物体的温度越高，内能越大；一切物体都有内能；
（2）物体的内能发生变化，可能表现在物体的温度变化，也可能是状态的变化；
（3）发生热传递的条件是有温度差；
（4）汽油机做功冲程中将内能转化为机械能。
6．【答案】C
【知识点】做功改变物体内能；热机
【解析】【解答】 注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞常会跳起来 ，内能转化为机械能，和做功冲程的能量变化相同，C正确，ABD错误。
综上选C。【分析】吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。
7．【答案】D
【知识点】热机
【解析】【解答】ABC热机是利用燃料的化学能转化为内能在转化为机械能的装置，题目中ABC 液氢液氧发动机 、 燃气轮机 、 煤油发动机 均属于热机，ABC错误；
D、 交流异步牵引电动机 属于电能转化为机械能，所以D错误。
综上选D。
【分析】热机是利用燃料的化学能转化为机械能的装置，利用 交流异步牵引电动机 属于电能转化为机械能，所以不是热机。
8．【答案】B
【知识点】温度、热量与内能的关系；做功改变物体内能；热机的四个冲程；分子热运动
【解析】【解答】A．图中，二氧化氮和空气混合，是分子不停地做无规则运动，发生扩散现象，故A错误；
B．图中，塞子受到压力冲出，水蒸气的内能通过做功转化为塞子的动能，故B正确；
C．图中，活塞压下时，压缩筒内空气体积，对气体做功，空气的内能增大，温度升高，故C错误；
D．图中，汽油机进气门关闭，排气门打开，活塞向上，是排气冲程，故D错误。
故选B。
【分析】气体混合，是分子不停的无规则运动形成的扩散现象；内能对外做功，机械能转化为内能；压缩体积，机械能转化为内能；根据汽油机的气门状态和活塞方向，判断冲程。
9．【答案】B
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】根据图像，甲的气门关闭，活塞向上，是压缩冲程；乙中气门关闭，活塞向下，是做功冲程；丙中排气门打开，活塞向上，是排气冲程；丁图进气门打开，活塞向下，是吸气冲程，根据汽油机的工作循环，排列顺序为丁、甲、乙、丙，B符合题意。
故选B。
【分析】根据汽油机的气门状态和活塞运行方向，判断冲程，结合汽油机的工作循环，排序。
10．【答案】C
【知识点】温度、热量与内能的关系；热传递改变物体内能；热机
【解析】【解答】A、 火焰将炒菜的锅烧热 ，火焰温度高于铁锅，通过热传递将热量传给铁锅，A错误；
B、 盛热汤的碗很烫，是因为热汤把热浪传给了碗 ，B错误；
C、 水烧开时将壶盖顶起 ，水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，C正确；
D、铁锅吸收了热量，锅再把热量传给菜，这是利用热传递改变物体内能，故AD错误；综上选C。
【分析】1、改变物体内能的方式有做功和热传递，如钻木取火、搓手取暖属于做功改变物体内能，用酒精灯热水属于热传递改变物体内能；
2、热传递是热量从温度高的物体传到温度低的物体，或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。
11．【答案】B
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】根据图像，甲中气门关闭，活塞下行，火花塞点火，是做功冲程，将内能转化为机械能，为汽车提供动力；乙中，排气门打开，活塞向上，是排气冲程；丙中，进气门打开，活塞向下，是吸气冲程，吸入空气和汽油的混合物，丁中，气门关闭，活塞向上，是压缩冲程，机械能转化为内能，根据汽油机的一个循环是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，排序为丙、丁、甲、乙，B符合题意，ACD不符合题意。
故选B.
【分析】根据汽油机的气门状态和活塞运行方向，判断冲程，分析能量变化。
12．【答案】C
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】A、 依靠飞轮惯性完成的冲程 吸气冲程、压缩、排气冲程，即乙丙丁，A错误；
B、甲火花塞点燃，进气和排气口关闭，活塞下移，属于做功冲程，内能转化为机械能，B错误；
C、 飞轮转速3000r/ min ，即50r/s，所以一秒做功为25次，C正确；
D、工作冲程进气、压缩、做功和排气冲程，所以工作冲程一次为乙、丁、甲、丙，D错误；
综上选C。
【分析】1、汽油机四个冲程包括：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，根据特点进行识别。
吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。
2、热机转速和做功的关系，热机转2次，对应一次做功，对应四个冲程。
13．【答案】内；机械；做功
【知识点】做功改变物体内能；热机
【解析】【解答】 燃料燃烧使水温沸腾产生水蒸气， 水蒸气对汽车做功，将内能转化为汽车的机械能，和做功冲程能量转化相同。
综上 第1空、 内；第2空、机械； 第3空、做功。
【分析】做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能。
14．【答案】内；做功；
【知识点】热机；热机的四个冲程
【解析】【解答】汽油在汽缸内燃烧时将化学能转化为内能。由图可知，火花塞点燃以及进气口排气口关闭，活塞下移，所以是做功冲程。飞轮的转速是3000r/min，所以每秒转动的圈数为n=50r，飞轮转动两圈对外做功一次，所以1s可以做功的次数×100=25。
综上 第1空、内； 第2空、做功； 第3空、25.
【分析】1、汽油机四个冲程包括：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，根据特点进行识别。
吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。
2、热机转速和做功的关系，热机转2次，对应一次做功，对应四个冲程。
15．【答案】甲；机械；15
【知识点】热机；热机的四个冲程
【解析】【解答】根据图像，甲图加热试管中的水，试管中水的内能增大，水蒸气对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能；
乙图压下活塞，活塞压缩筒内空气做功，空气的内能增大，温度升高，棉花燃烧，是通过做功增大内能，将机械能转化为内能的过程；
丙图两气门关闭，活塞下行，火花塞点火，是做功冲程，将内能转化为机械能；
丁图两气门关闭，活塞上行，是压缩冲程，机械能转化为内能的过程；
综合分析，与做功冲程原理相同的是甲实验。
汽油机的飞轮转动2周，对外做功1次，已知汽油机飞轮转速是1800r/min=30r/s，飞轮每秒转30圈，对外做功15次。
【分析】压缩气体体积，对气体做功，将机械能转化为内能；内能对外做功，转化为机械能；根据汽油机的气门状态和活塞运行方向，判断冲程；汽油机的飞轮转动2周，对外做功一次。
16．【答案】排气；2400；20
【知识点】热机；热机的四个冲程
【解析】【解答】图中排气口打开，属于排气冲程，转速和做功的比例为1：2，做功为20次/s，所以转速为40r/s=2400r/min；一次做功W=2000N×0.5m=1000J，一次做功的时间0.05s，根据W=Pt可知P=20kW.
综上第1空、排气；第2空、2400；第3空、20。
【分析】1、排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。
2、热机转速和做功的关系，热机转2次，对应一次做功，对应四个冲程。
3、做功：公式为W=Fs，功率为W=Pt，据此计算热机做功的功率。
17．【答案】压缩；增大；（保持）不变
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】（1）根据图像可知该汽油机的活塞向上运动，进气门与排气门都关闭，可判断该冲程为汽油机的压缩冲程；
（2）在汽油机的压缩冲程中，活塞的机械能转化为汽油和空气混合物的内能，气缸内的气体和内能增大；
（3）在该冲程中，机械能转化为内能，能量的总量不变。
【分析】在汽油机的吸气冲程中，进气门打开排气门关闭、活塞向下运动；在汽油机的压缩冲程中，进气门与排气门都关闭，活塞向上运动，该冲程中活塞的机械能转化为混合气体的内能；在汽油机的做功冲程中，进气门与排气门都关闭、活塞向下运动，燃料燃烧产生的内能转化为活塞的机械能；在汽油机的排气冲程中，进气门关闭排气门打开、活塞向上运动；能量转换或转移的过程中能量的总量保持不变，熟记汽油机的四个冲程及能量转换本题即可求解。
18．【答案】做功；20；80
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】图中火花塞点燃，活塞下移，进气口、排气口关闭，所以为做功冲程， 转速为2400r/min =40r/s，转速和做功的关系为2：1，和冲程的关系为1：2，所以每秒做功20次，完成80个冲程。
综上 第1空、做功； 第2空、20； 第3空、80.
【分析】1、汽油机四个冲程包括：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，根据特点进行识别。
吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。
2、热机转速和做功的关系，热机转2次，对应一次做功，对应四个冲程。
19．【答案】热机；化学；机械
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】 洲际弹道导弹的发动机是热机，工作是将化学能转化为内能，在转化为机械能。
综上 第1空、 热机；第2空、化学； 第3空、机械。
【分析】热机包括4个冲程，是通过燃烧化学燃料，将其转化为内能，空气内能增加，转化为热机的机械能。
20．【答案】做功；增加；机械
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】图中火花塞点燃，进气口和排气口关闭，活塞下移，所以处于做功冲程，压缩冲程：机械能转化为气体内能，内能增加。
综上 第1空、 做功； 第2空、增加； 第3空、机械。
【分析】1、做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；
2、压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加。
21．【答案】80；20；104
【知识点】功率计算公式的应用；热机的四个冲程；功的计算及应用
【解析】【解答】解：热机一个工作循环包含4个冲程，飞轮转2圈，对外做功1次，
飞轮的转速是2400r/min，则每秒转，完成80个冲程；对外做功20次；内燃机的功率：。
故答案为：80；20；104。
【分析】热机一个工作循环包含4个冲程，飞轮转2圈，对外做功1次；根据和已经得到的每秒做功次数，可内燃机的功率。
22．【答案】
【知识点】热机；热机的四个冲程
【解析】【解答】压缩冲程的特点为进气口和排气口关闭，活塞向上移动，做功冲程活塞向下移动，进气和排气口关闭，据此作图：
【分析】压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能。
23．【答案】（1）压缩
（2）降低
（3）增加
（4）80；20
（5）并；吸引轻小物体
【知识点】热机；热机的四个冲程
【解析】【解答】（1）热机的压缩冲程将机械能转化为动能。
综上 第1空、 压缩；
（2）燃烧不充分会导致额外功的增加，效率降低；
综上 第1空、 降低；
（3）发动机温度高，二者通过热传递将水的内能增加。
综上 第1空、增加；
（4） 汽油机飞轮的转速为2400r/min ，转速为40r/s，所以1s完成80个冲程，对外做功20次。
综上 第1空、 80；第2空、20.
（5） 汽车各转向灯能独立工作，因此转向灯是 并联的， 干毛巾刚擦完车玻璃，很容易吸附灰尘，这是因为带电体能吸引轻小物体。
综上 第1空、 并； 第2空、吸引轻小物体。
【分析】1、吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。
2、热机转速和做功的关系，热机转2次，对应一次做功，对应四个冲程。
24．【答案】（1）做功；内；机械
（2）30%
（3）50000；500
（4）28.5
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】（1）气缸火花塞点燃，活塞向下移动，为做功冲程，将内能转化为机械能；
综上 第1空、 做功； 第2空、内； 第3空、机械；
（2）据图可知有用功占比为100%-33%-30%-7%=30.%
综上 第1空、 30%
（3） 发动机的转速为 3000r/min时 ，发动机做功为5×104W，所以1s做功为5×104J；飞轮每秒转50r，做功为100次，所以每个 发动机做功W =500J
综上 第1空、50000； 第2空、500；
（4）汽油当排气量最大时，混合气体的质量最大为1.35kg/ m3 ×1.8×10-3m3=2.43×10-3kg，所以汽油的质量m=1.35×10-4kg，所以1min汽油完全燃烧的热量为Q=1.35×10-4kg ×4.5×107（J/kg）×2600=1.5795×107J；有用功W=Pt=75000W×60s= 4.5×106J，所以 热机效率为 η=
综上 第1空、 28.5.
【分析】1、汽油机四个冲程包括：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，根据特点进行识别。
吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。
2、热机转速和做功的关系，热机转2次，对应一次做功，对应四个冲程。
25．【答案】（1）做功
（2）20；40
（3）10000；10000
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】（1） 第五冲程，为汽车提供动力 ，属于做功冲程；
综上 第1空、 做功；
（2） 题目中转3r，进行一次吸气冲程，2次做功冲程，六冲程汽油机的转速为60r，完成20个吸气冲程，做40次做功冲程；
综上 第1空、20； 第2空、40；
（3）根据W=Pv可知W= 5×104Pa×0.5×103m3=250J. 由（2）1s做功40次，所以总功为250J×40=10000J，P=10000W。
综上 第1空、10000； 第2空、10000.
【分析】1、汽油机四个冲程包括：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，根据特点进行识别。
吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。
2、热机转速和做功的关系，热机转2次，对应一次做功，对应四个冲程。
3、 题目中转3r，进行一次吸气冲程，2次做功冲程。
1 / 1
