人教版九年级物理 第十四章内能的利用
第2节 热机（基础训练）
【基础巩固练习】
热机
1.如图所示,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。
【答案】做功 内 机械
【解析】用酒精灯给试管中的水加热时,会产生大量的水蒸气,这些高温的水蒸气对软木塞做功,将软木塞冲出。水蒸气膨胀对软木塞做功,水蒸气的一部分内能转化为软木塞的机械
能,利用这一原理,可以制成利用内能做功，把内能转化为机械能的热机。
2.人类最早发明的热机是【 】
A．蒸汽机 B．内燃机 C．喷气发动机 D．火箭发动机
【答案】A
【解析】热机是指各种利用内能做功的机械，17世纪人类发明了热机，最早的热机是蒸汽机；内燃机、喷气发动机、火箭发动机都是19世纪后期发明出来的热机。
3.以下机械属于内燃机的是【 】
A．火箭喷气发动机 B．汽油机
C．滑轮组 D．洗衣机
【答案】B
【解析】A.火箭喷气发动机属于热机，但与内燃机并不完全相同，它是以高温高压燃气向后喷出，利用产生的相反方向的作用力向前运动的喷气推进装置。它自身携带燃料与氧化剂，不依赖空气中的氧助燃，火箭在飞行过程中随着火箭推进剂的消耗，其质量不断减小，是变质量飞行体，因此不属于内燃机；
B.汽油机工作时，燃料在气缸内燃烧，通过燃气对外做功，将内能转化为机械能，属于内燃机；
C.滑轮组是简单机械，不是内燃机；
D.洗衣机利用的是电动机来工作，不属于内燃机。
4.（2025年四川凉山州中考题）2025年5月14日，长征二号丁运载火箭成功将太空计算卫星星座（12颗计算卫星）送入预定轨道，如图所示，这标志着我国首个整轨互联的太空计算星座正式进入组网阶段。下列说法正确的是【 】
A. 十二颗卫星在太空中用超声波传递信息
B. 十二颗卫星进入预定轨道前后，质量会发生改变
C. 若在长征二号丁运载火箭加速升空时，所有外力消失，火箭将保持静止
D. 长征二号丁运载火箭的发动机与轿车的汽油机都是热机
【答案】D
【解析】A．电磁波可以传递信息，而且可以在真空中传播，因此在太空中用电磁波传递信息，超声波不能在太空（真空）中传播；
B．质量不随位置的改变而改变，所以十二颗卫星进入预定轨道前后，质量不变；
C．根据牛顿第一定律，若在长征二号丁运载火箭加速升空时，所有外力消失，火能将以外力消失时的运动速度做匀速直线运动；
D．运载火箭的发动机是火箭喷气发动机与轿车的汽油机一样都属于热机，都是利用内能做功的，工作时都是将内能转化为机械能的。
汽油机
5.下列热机冲程示意图中(火花塞产生电火花未画出),将机械能转化为内能的冲程是【 】
【答案】C
【解析】A.图中,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气缸,是吸气冲程；
B.图中,进气门和排气门都关闭,高温高压的燃气推动活塞向下运动,带动曲轴转动,对外做功,是做功冲程,此过程中内能转化为机械能；
C.图中,进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,燃料混合物被压缩,是压缩冲程,此过程是机械能转化为内能的过程；
D.图中,进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,把做功后的废气排出气缸,是排气冲程。
6.（2025年江苏扬州中考题）如图是单缸四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是【 】
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
【答案】B
【解析】由图可知，汽油机的进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，压缩气缸内气体做功，把机械能转化为气体的内能，使气体的内能增大温度升高，是压缩冲程。
7.（2025年四川乐山中考题）如图所示，试管内的水沸腾后，塞子受到水蒸气的压力而冲出去，这个过程中能量转化的情况与汽油机___________冲程能量转化的情况相同；课前准备时，给酒精灯添加酒精，闻到了酒精味，这是___________现象。
【答案】 做功 扩散
【解析】图示装置中试管内的水沸腾后，水蒸气内能增加，塞子受到水蒸气的压力冲出去，所以水蒸气的内能转化为塞子的机械能，而汽油机的做功冲程的内能转化是内能转化为机械能，能量转化情况与汽油机的做功冲程的能量转化情况相同。
8.如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图。B图是 冲程，与它原理相同的是 图所示的演示实验。
【答案】压缩 E
【解析】A图中，进气门开启，排气门关闭，活塞向下运动，燃料混合物进入气缸，是吸气冲程；B图中，两气门都关闭，活塞向上运动，气缸内气体被压缩，是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能；C图中，两气门都关闭，活塞向下运动，气缸内燃气膨胀推动活塞做功，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；D图中，进气门关闭，排气门开启，活塞向上运动，做功后的废气被排出气缸，是排气冲程；E图中用力将活塞压下，活塞对筒内空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的燃点，棉花燃烧起来。是通过对物体做功来增大物体内能的，是将机械能转化为内能的过程；F图中水蒸气膨胀对管塞做功，将管塞冲出，是内能转化为机械能。综上所述，图E、F是演示实验的原理示意图。B图是压缩冲程，与它原理相同的是E图所示的演示实验。
柴油机
9.2024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】A．如图，两气门都关闭，活塞向下运动，气缸内气体推动活塞对外做功，为做功冲程，
B．如图，进气门关闭，排气门打开，为排气冲程；
C．如图，两气门都关闭，活塞向上运动，活塞压缩气缸内气体对气体做功，将机械能转化为内能，为压缩冲程；
D．如图，进气门打开，排气门关闭，空气进入气缸，为吸气冲程；
内燃机一个工作循环的四个冲程的顺序为吸气、压缩、做功、排气，压缩冲程后气缸内气体温度都比吸气冲程中进入气缸中的气体的温度高，故吸气冲程中气缸内气体的内能最小。
10.热机包括内燃机,柴油机和汽油机都属于内燃机,关于热机的下列说法正确的是【 】
A.汽油机顶部有喷油嘴,柴油机顶部有火花塞
B.柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合物吸入气缸
C.四冲程汽油机在工作过程中,进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
D.在柴油机的压缩冲程中,内能转化为机械能
【答案】C
【解析】A.汽油机气缸顶部有一个火花塞,柴油机气缸顶部是一个喷油嘴；
B.内燃机工作过程中,汽油机吸气冲程吸入气缸的是空气和汽油的混合物,柴油机吸入气缸的是空气；
C.四冲程汽油机在工作过程中,进、排气门同时关闭的冲程不是做功冲程就是压缩冲程；
D.柴油机的压缩冲程，活塞压缩气缸内的空气做功，将机械能转化为空气的内能。
11.如图所示的柴油机处于______（选填“压缩”或“做功”）冲程，这个冲程将 能转化 能。某单缸四冲程柴油机的飞轮转动速度是2400r/min，则此汽油机每秒对外做功 次。
【答案】压缩 机械 内 20
【解析】由图可知，柴油机的两个气门都关闭，活塞向上运动，压缩气缸内的空气对空气做功，将机械能转化为空气的内能，使气缸内的空气内能增加温度升高，故可以判断这个冲程是压缩冲程。
柴油机的转速为2400r/min，曲轴1s内转动次数为40r.一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，因此1s内曲轴转动40次，对外做功20次。
12.如图是我国古代发明的取火器模型图，把推杆迅速推入牛角套筒时，套筒内空气被压缩，推杆前端的艾绒立刻燃烧起来，此过程中机械能转化为___________能，柴油机工作的_________冲程原理与该过程相同。
【答案】内 压缩
【解析】把推杆迅速推入牛角套筒时，推杆压缩套筒内空气对空气做功，机械能转化为空气的内能，套筒内空气的内能增加温度升高，达到艾绒的燃点时，推杆前端的艾绒立刻燃烧起来。在该实验中，活塞的机械能转化为筒内空气的内能，与汽油机的压缩冲程的能量转化相同。
【能力提升练习】
13.如图所示的四个情景，下列说法正确的是【 】
A．图甲中，闻到花香说明了分子在永不停息地做无规则运动
B．图乙中，让笔杆热起来，只能采用做功的方式
C．图丙中，两个铅块紧压在一起后能吊住重物，说明分子间存在斥力
D．图丁中，汽油机的做功冲程把机械能转化为内能
【答案】A
【解析】A．闻到花香，是鲜花的芳香油分子运动到空气中的结果，这种现象叫做扩散现象，说明了组成物质的分子在永不停息地做无规则运动；
B．让笔杆热起来，即让笔杆的内能增大温度升高，采取做功和热传递的方式都能实现；
C．图丙中，底面削平的铅块紧压后，能吊住重物，是因为两铅块分子距离足够小，分子间的作用力表现为引力，而不是斥力；
D．图丁中，汽油机的两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，该冲程内能转化为机械能。
14.在吹气球时,吹大了的气球没握住,它呼啸着飞跑了!图甲情景中的能量转化过程与图______(选填“乙”或“丙”)所示热机工作冲程的相同。若该热机的飞轮转速是1 800 r/min,则热机每秒对外做功__________次。
【答案】乙 15
【解析】气球喷出气体的过程中，喷出的气体推动气球做功，将内能转化为机械能。图乙中,进气门和排气门都关闭,活塞向下运动,燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，是做功冲程；图丙中,进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,活塞压缩气缸内气体做功，将机械能转化为内能，是压缩冲程；因此图甲情景中的能量转化过程与图乙所示冲程的能量转化过程相同。
热机（汽油机）在一个工作循环中,飞轮转动两转,对外做功一次,完成四个冲程。该热机飞轮转速是1800r/min=1 800 r/60 s=30 r/s,即每秒钟飞轮转动30转,完成15个工作循环,完成60个冲程,对外做功15次。
15.如图是一款四冲程汽油机工作的一个冲程。下列说法正确的是【 】
A.该冲程将机械能转化为内能
B.该冲程是靠飞轮的惯性完成的
C.若汽油机1 s内完成60个冲程,则飞轮转速为1 800 r/min
D.完成该冲程气缸内的物质内能会增大
【答案】C
【解析】A、B、D.由图可知,汽油机的两个气门都关闭,活塞向下运动,燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，做功后的燃气内能减少温度降低，该冲程为做功冲程；做功冲程中汽油机获得动力,排气冲程、吸气冲程和压缩冲程是靠安装在曲轴上的飞轮的惯性完成的；
C.若汽油机1s内完成60个冲程,则该汽油机1s内飞轮转动30转,则飞轮的转速为30 r/s=1800r/min.
16.（2025年四川遂宁中考题）2024年12月，我国春节申遗成功。欢度春节期间，人们有“放鞭炮”、“舞龙狮”“逛庙会”、“吃汤圆”等习俗。关于春节习俗中的物理现象，下列描述错误的是【 】
A.鞭炮爆炸与内燃机做功冲程的能量转化方式相同
B.舞龙狮时力改变了物体的运动状态
C.庙会上各种小吃香气四溢是一种扩散现象
D.汤圆漂浮在水面上时受到的浮力大于重力
【答案】D
【解析】A.鞭炮爆炸是鞭炮中的火药燃烧产生的高温高压燃气膨胀对鞭炮做功，将内能转化为机械能，与内燃机做功冲程的能量转化方式相同；
B.舞龙狮时龙狮上下翻飞运动状态不断变化，是由于受到舞狮人力的作用；
C.庙会上各种小吃香气四溢是扩散现象，是物质中的分子不停地做无规则运动引起的；
D.汤圆漂浮在水面上时处于静止平衡状态，受到的浮力和重力是平衡力，大小相等。
【素养升提练习】
17.小明在给热水瓶装完水后,瓶塞却弹了起来,由此他想到了刚刚学到的热机,他认为瓶塞弹起的过程中是 能转化成 能,这个过程与热机中的 冲程相似。
【答案】内 机械 做功
【解析】热水瓶中装完水后瓶塞弹起的过程是瓶内温度高的水蒸气膨胀推动瓶塞做功，把内能转化为机械能，这个过程与热机中的做功冲程相似。
18.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柴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
【解析】在蒸汽弹射装置中，气缸内的蒸汽膨胀推动活塞做功，把内能转化为机械能，从而使舰载机获得巨大的牵引力,弹射出去。蒸汽弹射装置做工作时的能量转化与柴油机工作的做功冲程中的能量转化相同。
19.2022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 返回舱进入大气层，克服与大气层的摩擦力做功，将一部分机械能转化为内能 （2）属于热机
【解析】（1）返回舱进入大气层后，与大气层发生剧烈摩擦，一部分机械能转化为内能。所以返回舱的机械能会减小。
（2）喷气式发动机工作时，它的燃料在燃烧室内燃烧生成高温高压的燃气，燃气从尾部以极高的速度喷出，同时产生很大的反向推力，使机身做减速运动。热机是利用内能做功的机械，所以喷气式发动机属于热机。由于反推发动机属于喷气式发动机，所以它也属于热机。
20.阅读短文,回答下列问题。
空气的动力
空气动力是指空气与物体做相对运动时作用在物体上的力,简称气动力。当我们快速地松开鼓起来的气球时,气球“嗖”一下就出去了,这时气球获得了气动力。
经过长时间探索,人们已经成功制造出多种使用压缩空气为动力推动叶片或者活塞运动的发动机,即叶片式、活塞式空气发动机。
如图是某新型的以空气发动机为动力的汽车。它共有4个压缩空气缸,总容量为90 L,可储存标准大气压下90 m3的空气,其设计最高速度可达154 km/h,平均每加一次气能行驶200 km或10 h。由于空气发动机不直接使用燃料,因而具有体积小、结构简单、维修成本低、操控方便、“零排放”等优点。虽然因为技术不成熟导致某些缺点,在科学界引起不小的争议,但这项技术仍然具有广阔的发展空间。
（1）压缩空气动力汽车最理想的应是 (选填“内燃机”、“电动机”或“蒸汽机”)提供动力；
（2）空气发动机是利用内能做功的,空气发动机获得动力时与四冲程汽油机的 冲程工作过程相似；
A.吸气 B.压缩 C.做功 D.排气
（3）分析短文,下列说法正确的是【 】
A.松开鼓起来的气球时,气球飞出去,这是因为物体受到惯性的作用
B.空气动力汽车工作时将内能转化为机械能
C.以空气发动机为动力的汽车,靠汽缸内空气燃烧产生能量
D.空气动力汽车工作时不会有能量的损失
（4）资料表明,空气发动机排出的尾气温度低于周围空气的温度,对于产生此现象的原因,请你提出一条合理的解释: 。
【答案】（1）电动机 （2）C （3）B （4）气体对外做功,内能减小,温度降低
【解析】（1）从节能、环保角度分析,压缩空气动力汽车最理想的应是电动机提供动力。
（2）热机的工作原理是利用燃料燃烧产生的高温高压燃气推动活塞做功,从而把内能转化为机械能,所以空气发动机获得动力时与四冲程汽油机的做功冲程工作过程相似。
（3）A.松开鼓起来的气球时,气球飞出去,这是因为气球向外喷气时,自身也获得一个反向作用力,说明物体间力的作用是相互的；B.空气动力汽车工作时压缩的气体对外做功,将内能转化为机械能；C.以空气发动机为动力的汽车,靠气缸内空气膨胀对外做功,而不是燃烧燃料产生能量；空气动力汽车工作时能量会有一定的损失。
（4）空气发动机排出的尾气温度低于周围空气的温度,这主要是因为气体对外做功,内能减小,温度降低。人教版九年级物理 第十四章内能的利用
第2节 热机（基础训练）
【基础巩固练习】
热机
1.如图所示,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。
2.人类最早发明的热机是【 】
A．蒸汽机 B．内燃机 C．喷气发动机 D．火箭发动机
3.以下机械属于内燃机的是【 】
A．火箭喷气发动机 B．汽油机
C．滑轮组 D．洗衣机
4.（2025年四川凉山州中考题）2025年5月14日，长征二号丁运载火箭成功将太空计算卫星星座（12颗计算卫星）送入预定轨道，如图所示，这标志着我国首个整轨互联的太空计算星座正式进入组网阶段。下列说法正确的是【 】
A. 十二颗卫星在太空中用超声波传递信息
B. 十二颗卫星进入预定轨道前后，质量会发生改变
C. 若在长征二号丁运载火箭加速升空时，所有外力消失，火箭将保持静止
D. 长征二号丁运载火箭的发动机与轿车的汽油机都是热机
汽油机
5.下列热机冲程示意图中(火花塞产生电火花未画出),将机械能转化为内能的冲程是【 】
6.（2025年江苏扬州中考题）如图是单缸四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是【 】
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
7.（2025年四川乐山中考题）如图所示，试管内的水沸腾后，塞子受到水蒸气的压力而冲出去，这个过程中能量转化的情况与汽油机___________冲程能量转化的情况相同；课前准备时，给酒精灯添加酒精，闻到了酒精味，这是___________现象。
8.如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图。B图是 冲程，与它原理相同的是 图所示的演示实验。
柴油机
9.2024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
10.热机包括内燃机,柴油机和汽油机都属于内燃机,关于热机的下列说法正确的是【 】
A.汽油机顶部有喷油嘴,柴油机顶部有火花塞
B.柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合物吸入气缸
C.四冲程汽油机在工作过程中,进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
D.在柴油机的压缩冲程中,内能转化为机械能
11.如图所示的柴油机处于______（选填“压缩”或“做功”）冲程，这个冲程将 能转化 能。某单缸四冲程柴油机的飞轮转动速度是2400r/min，则此汽油机每秒对外做功 次。
12.如图是我国古代发明的取火器模型图，把推杆迅速推入牛角套筒时，套筒内空气被压缩，推杆前端的艾绒立刻燃烧起来，此过程中机械能转化为___________能，柴油机工作的_________冲程原理与该过程相同。
【能力提升练习】
13.如图所示的四个情景，下列说法正确的是【 】
A．图甲中，闻到花香说明了分子在永不停息地做无规则运动
B．图乙中，让笔杆热起来，只能采用做功的方式
C．图丙中，两个铅块紧压在一起后能吊住重物，说明分子间存在斥力
D．图丁中，汽油机的做功冲程把机械能转化为内能
14.在吹气球时,吹大了的气球没握住,它呼啸着飞跑了!图甲情景中的能量转化过程与图______(选填“乙”或“丙”)所示热机工作冲程的相同。若该热机的飞轮转速是1 800 r/min,则热机每秒对外做功__________次。
15.如图是一款四冲程汽油机工作的一个冲程。下列说法正确的是【 】
A.该冲程将机械能转化为内能
B.该冲程是靠飞轮的惯性完成的
C.若汽油机1 s内完成60个冲程,则飞轮转速为1 800 r/min
D.完成该冲程气缸内的物质内能会增大
16.（2025年四川遂宁中考题）2024年12月，我国春节申遗成功。欢度春节期间，人们有“放鞭炮”、“舞龙狮”“逛庙会”、“吃汤圆”等习俗。关于春节习俗中的物理现象，下列描述错误的是【 】
A.鞭炮爆炸与内燃机做功冲程的能量转化方式相同
B.舞龙狮时力改变了物体的运动状态
C.庙会上各种小吃香气四溢是一种扩散现象
D.汤圆漂浮在水面上时受到的浮力大于重力
【素养升提练习】
17.小明在给热水瓶装完水后,瓶塞却弹了起来,由此他想到了刚刚学到的热机,他认为瓶塞弹起的过程中是 能转化成 能,这个过程与热机中的 冲程相似。
18.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柴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
19.2022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？
20.阅读短文,回答下列问题。
空气的动力
空气动力是指空气与物体做相对运动时作用在物体上的力,简称气动力。当我们快速地松开鼓起来的气球时,气球“嗖”一下就出去了,这时气球获得了气动力。
经过长时间探索,人们已经成功制造出多种使用压缩空气为动力推动叶片或者活塞运动的发动机,即叶片式、活塞式空气发动机。
如图是某新型的以空气发动机为动力的汽车。它共有4个压缩空气缸,总容量为90 L,可储存标准大气压下90 m3的空气,其设计最高速度可达154 km/h,平均每加一次气能行驶200 km或10 h。由于空气发动机不直接使用燃料,因而具有体积小、结构简单、维修成本低、操控方便、“零排放”等优点。虽然因为技术不成熟导致某些缺点,在科学界引起不小的争议,但这项技术仍然具有广阔的发展空间。
（1）压缩空气动力汽车最理想的应是 (选填“内燃机”、“电动机”或“蒸汽机”)提供动力；
（2）空气发动机是利用内能做功的,空气发动机获得动力时与四冲程汽油机的 冲程工作过程相似；
A.吸气 B.压缩 C.做功 D.排气
（3）分析短文,下列说法正确的是【 】
A.松开鼓起来的气球时,气球飞出去,这是因为物体受到惯性的作用
B.空气动力汽车工作时将内能转化为机械能
C.以空气发动机为动力的汽车,靠汽缸内空气燃烧产生能量
D.空气动力汽车工作时不会有能量的损失
（4）资料表明,空气发动机排出的尾气温度低于周围空气的温度,对于产生此现象的原因,请你提出一条合理的解释: 。
