第十四章 内能的利用第2节 热机 寒假巩固（含解析）2025-2026学年人教版（2024）九年级全册

人教版（2024）九年级全册 第十四章 内能的利用第2节 热机 寒假巩固
【题型1】热机
【典型例题】人们发现内能可以做功，并制造出各种利用内能做功的机械－热机，下面这些机械中不属于热机的是(　　)
A.电动机　 B.柴油机　 C.汽油机　 D.蒸汽机
【举一反三1】如图所示，下列工具在工作过程中使用了热机的是(　　)
A.推土机
B.自行车
C.电动车
D.洗衣机
【举一反三2】如图所示的四种交通工具，不用热机作为动力机械的是(　　)
A.自行车 B.轮船 C.卡车 D.飞机
【举一反三3】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
【举一反三4】“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”，夏季雨水充足的季节里，瀑布周围往往会笼罩上一层“面纱”，这其实是水雾的运动，水雾的运动__________分子热运动。“美妙银河标宇宙，神舟火箭速寰声”，我国的载人航天飞船发动机 __________热机。(均选填“属于”或“不属于”)
【举一反三5】“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”，夏季雨水充足的季节里，瀑布周围往往会笼罩上一层“面纱”，这其实是水雾的运动，水雾的运动__________分子热运动。“美妙银河标宇宙，神舟火箭速寰声”，我国的载人航天飞船发动机 __________热机。(均选填“属于”或“不属于”)
【举一反三6】2024年9月25日，中国人民解放军向太平洋相关公海海域，成功发射一发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹(如图所示)，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”)，工作时将化学能转化为内能再转化为__________能。
【题型2】汽（柴）油机的工作原理
【典型例题】2022年5月20日，我国使用长征二号丙运载火箭同时将3颗试验卫星发射成功。火箭从地面向上发射过程中，其外壳与大气摩擦后温度升高，这里面的能量转化过程与下面哪个冲程相同(　　)
A.
B.
C.
D.
【举一反三1】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，下列说法中正确的是(　　)
A.图甲是压缩冲程，是将内能转化为机械能
B.在一个工作循环中，活塞上下往复一次
C.图丙冲程中，汽缸内的内能减小、温度降低
D.图丁是吸气冲程，吸入汽缸的物质是汽油
【举一反三2】如图所示，这是单缸四冲程汽油机的__________冲程；汽油机工作时，需要用水为其降温，这是利用水的__________大的特点。
【举一反三3】图中的可擦笔通过用橡皮摩擦发热可以使字迹消失。从能量转化的角度来看，此过程是机械能转化为 ，与汽油机的 冲程相同。
【举一反三4】学习了分子动理论后，请将以下内容补充完整。
(1)甲图：活塞压缩空气，硝化棉燃烧。这个过程首先是 能转化为 能，与发动机的 冲程类似；
(2)乙图：瓶内空气推开瓶塞，瓶口出现的“白汽”是 （填物态变化）现象，说明瓶内空气温度 （选填“升高”“不变”或“降低”），内能 （选填“增大”“减小”或“不变”）；
(3)丙图：抽出玻璃板，下瓶中出现红棕色， （选填“能”或“不能”）表明气体间可以发生扩散现象；
(4)丁图：悬挂重物不能把两块铅块分开，说明分子间有 。
【举一反三5】根据实验现象，完成问题：
(1)如图甲所示，红墨水在热水中比在冷水中扩散得 （“快”或“慢”），由此说明物体内能的大小与物体的 有关；
(2)如图乙所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾后，塞子被试管内的水蒸气推出。“塞子被试管内的水蒸气推出”的能量转化方式与四冲程汽油机的 冲程相同。
【题型3】汽油机与柴油机的区别
【典型例题】下面关于汽油机与柴油机的说法中，正确的是(　　)
A.汽油机与柴油机在吸气冲程吸入的燃料相同
B.柴油机和汽油机采用的点火方式相同
C.柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞
D.柴油机的效率比汽油机低
【举一反三1】关于四冲程内燃机，下列说法正确的是(　　)
A.汽油机和柴油机都是内燃机，吸入气缸的物质相同
B.燃料在气缸内燃烧，将机械能转化为内能是做功冲程
C.汽车在行驶时，内燃机将燃料的化学能全部转化为了机械能
D.压缩冲程主要是通过做功的方式增大气缸内气体的内能
【举一反三2】下列关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是(　　)
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.柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火
C.汽油机与柴油机使用的燃料不同
D.汽油机吸入汽缸里的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入汽缸里的是空气
【举一反三3】关于内燃机，下列说法是正确的(　　)
A.汽油机有喷油嘴，柴油机有火花塞
B.柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入气缸
C.汽油机在做功冲程中进气门关闭排气门打开
D.汽油机做功冲程中把内能转化为机械能
【举一反三4】某单缸四冲程内燃机的一个冲程剖面图如图所示。由图可知，该内燃机是 （选填“汽油机”或“柴油机”），该冲程是 冲程。若该内燃机的一个工作循环对外做功30J，则燃料完全燃烧放出的热量一定 （选填“大于”“等于”或“小于”）30J。
【举一反三5】如图，将活塞迅速向下压，玻璃筒底部的火柴头烧着了。这是因为活塞压缩空气时，空气的内能 ，温度 ；火柴头 （选填“吸收”或“放出”） 热量，内能 ，温度达到燃点开始燃烧。此实验使火柴头燃烧起来的方式与 （选填“汽油机”或“柴油机”）中燃料燃烧起来的方式相同。
【举一反三6】某单缸四冲程内燃机的一个冲程剖面图如图所示。由图可知，该内燃机是 （选填“汽油机”或“柴油机”），该冲程是 冲程。若该内燃机的一个工作循环对外做功30J，则燃料完全燃烧放出的热量一定 （选填“大于”“等于”或“小于”）30J。
【题型4】有关内燃机工作循环的简单计算
【典型例题】四冲程汽油机工作原理的部分示意图如图所示，下列说法不正确的是（　　）
A.若四冲程汽油机的飞轮转速为2400r/min，则每秒对外做功40次
B.乙图是压缩冲程，该冲程是靠飞轮的惯性来完成的
C.丙图中，火花塞产生火花，点燃燃料，将化学能转化为内能
D.甲图是吸气冲程，吸入汽缸的物质是空气和汽油的混合物
【举一反三1】汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代家庭用汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的一个冲程，下列对汽油机和该冲程判断正确的是（　　）
A.该冲程汽油机汽缸内只有空气
B.该冲程活塞运动是靠飞轮的惯性来完成的
C.若该四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min，它1s完成了15个冲程，做了15次功
D.该冲程为压缩冲程，内能转化为机械能
【举一反三2】一台单缸四冲程内燃机的飞轮转速为3600r/min，那么每秒钟内(　　)
A.活塞完成60个冲程
B.燃气对活塞做功30次
C.曲轴转动240转
D.完成120个工作循环
【举一反三3】如图是四冲程内燃机工作循环中的 冲程，在内燃机的能量损失中，带走能量最多的是 冲程，若此内燃机1s内对外做功20次，则飞轮转速是 r/min。
【举一反三4】如图所示，给试管中的水加热至一定程度后，发现试管口的木塞会被推出。给水加热是通过__________的方式使水的内能增加，塞子被试管内水蒸气推出，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，若该汽油机飞轮的转速为2400转/min，则1s内对外做功__________次。
【举一反三5】如图所示是某热机工作的两个冲程：
(1)其中把内能转化成机械能的是____图。
(2)若该热机1 s内对外做功10次，则1 s内完成____个冲程，活塞往复____次，曲轴转动____周，飞轮的转速是________ r/min。
【举一反三6】世界内燃机大会于2024年4月20日在天津拉开帷幕，本届大会发布了中国内燃机行业的最新技术成果——全球首款热效率53.09％的柴油机，进一步推进高效、低碳、环保内燃机发展。如图所示是一台四冲程内燃机的示意图，已知活塞面积，活塞在压缩冲程移动的距离为0.1m，相当于的恒力使活塞移动相同的距离，压缩气体传递给汽缸的热量为25J。求：
(1)压缩过程中活塞对气体做的功；
(2)汽缸内气体内能的变化量；
(3)压缩过程活塞承受的压强；
人教版（2024）九年级全册 第十四章 内能的利用第2节 热机 寒假巩固（参考答案）
【题型1】热机
【典型例题】人们发现内能可以做功，并制造出各种利用内能做功的机械－热机，下面这些机械中不属于热机的是(　　)
A.电动机　 B.柴油机　 C.汽油机　 D.蒸汽机
【答案】A
【解析】蒸汽机、汽油机、柴油机都是利用热机工作的，工作过程中都是将内能转化为机械能．而电动机是利用电能转化成机械能的。
【举一反三1】如图所示，下列工具在工作过程中使用了热机的是(　　)
A.推土机
B.自行车
C.电动车
D.洗衣机
【答案】A
【举一反三2】如图所示的四种交通工具，不用热机作为动力机械的是(　　)
A.自行车 B.轮船 C.卡车 D.飞机
【答案】A
【解析】自行车是消耗人的生物质能，转化为自行车的机械能；轮船、卡车、飞机工作时都要使用化石能源作燃料，燃料燃烧时将内能转化为机械能驱使它们运动，所以它们都是使用热机工作的。故选A。
【举一反三3】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
【举一反三4】“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”，夏季雨水充足的季节里，瀑布周围往往会笼罩上一层“面纱”，这其实是水雾的运动，水雾的运动__________分子热运动。“美妙银河标宇宙，神舟火箭速寰声”，我国的载人航天飞船发动机 __________热机。(均选填“属于”或“不属于”)
【答案】不属于　属于
【解析】水雾在空中的运动属于机械运动，不属于分子热运动，分子热运动是肉眼看不见的；我国的载人航天飞船发动机发动机属于热机的一种。
【举一反三5】“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”，夏季雨水充足的季节里，瀑布周围往往会笼罩上一层“面纱”，这其实是水雾的运动，水雾的运动__________分子热运动。“美妙银河标宇宙，神舟火箭速寰声”，我国的载人航天飞船发动机 __________热机。(均选填“属于”或“不属于”)
【答案】不属于　属于
【解析】水雾在空中的运动属于机械运动，不属于分子热运动，分子热运动是肉眼看不见的；我国的载人航天飞船发动机发动机属于热机的一种。
【举一反三6】2024年9月25日，中国人民解放军向太平洋相关公海海域，成功发射一发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹(如图所示)，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”)，工作时将化学能转化为内能再转化为__________能。
【答案】热机　机械
【解析】该洲际弹道导弹的发动机是热机，因为发动机是通过燃烧燃料来进行发射的，
热机工作时将燃料的化学能转化为内能，再通过做功的方式将内能转化为机械能使洲际弹道导弹升空。
【题型2】汽（柴）油机的工作原理
【典型例题】2022年5月20日，我国使用长征二号丙运载火箭同时将3颗试验卫星发射成功。火箭从地面向上发射过程中，其外壳与大气摩擦后温度升高，这里面的能量转化过程与下面哪个冲程相同(　　)
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】火箭在大气层中高速飞行时，外壳与空气剧烈摩擦，此过程克服摩擦做功，机械能转化为内能，从而使火箭外壳温度升高，内能增大；
D汽油机中两个气门关闭，活塞上行，是压缩冲程，将机械能转化为内能，与实验过程中的能量转化是一致的。
【举一反三1】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，下列说法中正确的是(　　)
A.图甲是压缩冲程，是将内能转化为机械能
B.在一个工作循环中，活塞上下往复一次
C.图丙冲程中，汽缸内的内能减小、温度降低
D.图丁是吸气冲程，吸入汽缸的物质是汽油
【答案】C
【解析】图甲两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，活塞压缩气体做功，是将机械能转化为内能，故A错误；
在一个工作循环中，活塞上下往复两次，故B错误；
图丙两气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，燃料燃烧产生的高温高压气体推动活塞做功，汽缸内的内能减小、温度降低，故C正确；
图丁一气门打开，一气门关闭，活塞向下运动，是汽油机的吸气冲程，吸入汽缸的物质是汽油和空气的混合物，故D错误。
【举一反三2】如图所示，这是单缸四冲程汽油机的__________冲程；汽油机工作时，需要用水为其降温，这是利用水的__________大的特点。
【答案】做功　比热容
【解析】由图可知，进气门和排气门都是关闭的，火花塞点火，活塞下行，可以判断是做功冲程；
因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，汽车发动机常用水来做冷却剂。
【举一反三3】图中的可擦笔通过用橡皮摩擦发热可以使字迹消失。从能量转化的角度来看，此过程是机械能转化为 ，与汽油机的 冲程相同。
【答案】内能 压缩
【解析】可擦笔通过用橡皮摩擦发热，机械能转化为内能，汽油机压缩冲程中机械能转化成内能，与汽油机的压缩冲程相同。
【举一反三4】学习了分子动理论后，请将以下内容补充完整。
(1)甲图：活塞压缩空气，硝化棉燃烧。这个过程首先是 能转化为 能，与发动机的 冲程类似；
(2)乙图：瓶内空气推开瓶塞，瓶口出现的“白汽”是 （填物态变化）现象，说明瓶内空气温度 （选填“升高”“不变”或“降低”），内能 （选填“增大”“减小”或“不变”）；
(3)丙图：抽出玻璃板，下瓶中出现红棕色， （选填“能”或“不能”）表明气体间可以发生扩散现象；
(4)丁图：悬挂重物不能把两块铅块分开，说明分子间有 。
【答案】(1) 机械 内 压缩
(2) 液化 降低 减小
(3)不能
(4)引力
【举一反三5】根据实验现象，完成问题：
(1)如图甲所示，红墨水在热水中比在冷水中扩散得 （“快”或“慢”），由此说明物体内能的大小与物体的 有关；
(2)如图乙所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾后，塞子被试管内的水蒸气推出。“塞子被试管内的水蒸气推出”的能量转化方式与四冲程汽油机的 冲程相同。
【答案】(1) 快 温度
(2)做功
【题型3】汽油机与柴油机的区别
【典型例题】下面关于汽油机与柴油机的说法中，正确的是(　　)
A.汽油机与柴油机在吸气冲程吸入的燃料相同
B.柴油机和汽油机采用的点火方式相同
C.柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞
D.柴油机的效率比汽油机低
【答案】C
【解析】在吸气冲程中，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合气体，柴油机吸入汽缸的是空气，故A错误；
在压缩冲程末，汽油机中火花塞打出的电火花点燃汽油和空气的混合气体，柴油机中喷油嘴喷出的雾状柴油遇到高温高压的空气被点燃，故B错误；
柴油机气缸顶部有个喷油嘴，汽油机气缸顶部有个火花塞，故C正确；
在做功冲程中，柴油机里燃气的压强比汽油机的大，所以柴油机的效率比汽油机高，故D错误。
【举一反三1】关于四冲程内燃机，下列说法正确的是(　　)
A.汽油机和柴油机都是内燃机，吸入气缸的物质相同
B.燃料在气缸内燃烧，将机械能转化为内能是做功冲程
C.汽车在行驶时，内燃机将燃料的化学能全部转化为了机械能
D.压缩冲程主要是通过做功的方式增大气缸内气体的内能
【答案】D
【解析】柴油机和汽油机都属于内燃机，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，故A错误；
在做功冲程中，燃料在气缸内燃烧，燃气的内能转化为活塞的机械能，故B错误；
汽车在行驶时，并不能将燃料所蕴藏的化学能全部转化为机械能，用来对外做有用功，而是有很大一部分能量在工作过程中损耗掉了，故C错误；
压缩冲程主要是通过做功气体的方式，把机械能转化为内能，增大缸内气体的内能，故D正确。
【举一反三2】下列关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是(　　)
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.柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火
C.汽油机与柴油机使用的燃料不同
D.汽油机吸入汽缸里的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入汽缸里的是空气
【答案】A
【解析】柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞，故A说法不正确；
柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火，故B说法正确；
汽油机与柴油机使用的燃料不同，故C说法正确；
汽油机吸入汽缸里的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入汽缸里的是空气，故D说法正确。
【举一反三3】关于内燃机，下列说法是正确的(　　)
A.汽油机有喷油嘴，柴油机有火花塞
B.柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入气缸
C.汽油机在做功冲程中进气门关闭排气门打开
D.汽油机做功冲程中把内能转化为机械能
【答案】D
【解析】柴油机气缸顶部有个喷油嘴，汽油机气缸顶部有个火花塞，故A错误；
在吸气冲程中，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合气体，柴油机吸入汽缸的是空气，故B错误；
汽油机在做功冲程中进气门和排气门均关闭，故C错误；
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，并让发动机获得动力，故D正确。
【举一反三4】某单缸四冲程内燃机的一个冲程剖面图如图所示。由图可知，该内燃机是 （选填“汽油机”或“柴油机”），该冲程是 冲程。若该内燃机的一个工作循环对外做功30J，则燃料完全燃烧放出的热量一定 （选填“大于”“等于”或“小于”）30J。
【答案】汽油机 做功 大于
【解析】由图可知，内燃机的顶端是火花塞，所以该内燃机是汽油机。
图中内燃机的两气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程。
热机在工作过程中，排放废气、克服摩擦做功等会带走大量的热量，所以内燃机一个工作循环对外做功30J，则燃料完全燃烧所放出的热量一定大于30J。
【举一反三5】如图，将活塞迅速向下压，玻璃筒底部的火柴头烧着了。这是因为活塞压缩空气时，空气的内能 ，温度 ；火柴头 （选填“吸收”或“放出”） 热量，内能 ，温度达到燃点开始燃烧。此实验使火柴头燃烧起来的方式与 （选填“汽油机”或“柴油机”）中燃料燃烧起来的方式相同。
【答案】增加 升高 吸收 增加 柴油机
【解析】活塞压缩空气，对空气做功，空气的内能增加，温度升高。
原来火柴头与筒内空气温度相等，后来空气温度升高了，火柴头从空气中吸收热量，内能增加。
通过压缩的方式使物体温度升高达到物质的燃点，使物质燃烧，这与柴油机中柴油燃烧方式相同。
【举一反三6】某单缸四冲程内燃机的一个冲程剖面图如图所示。由图可知，该内燃机是 （选填“汽油机”或“柴油机”），该冲程是 冲程。若该内燃机的一个工作循环对外做功30J，则燃料完全燃烧放出的热量一定 （选填“大于”“等于”或“小于”）30J。
【答案】汽油机 做功 大于
【解析】由图可知，内燃机的顶端是火花塞，所以该内燃机是汽油机。
图中内燃机的两气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程。
热机在工作过程中，排放废气、克服摩擦做功等会带走大量的热量，所以内燃机一个工作循环对外做功30J，则燃料完全燃烧所放出的热量一定大于30J。
【题型4】有关内燃机工作循环的简单计算
【典型例题】四冲程汽油机工作原理的部分示意图如图所示，下列说法不正确的是（　　）
A.若四冲程汽油机的飞轮转速为2400r/min，则每秒对外做功40次
B.乙图是压缩冲程，该冲程是靠飞轮的惯性来完成的
C.丙图中，火花塞产生火花，点燃燃料，将化学能转化为内能
D.甲图是吸气冲程，吸入汽缸的物质是空气和汽油的混合物
【答案】A
【解析】四冲程汽油机的一个工作循环对外做功1次，飞轮转动2周。飞轮的转速为每分钟转2400转，则每秒转40转，每秒对外做功20次，故A错误，符合题意；
乙图中进气门和排气门闭合，活塞向上运动，是压缩冲程，四冲程汽油机只有做功冲程能够产生动力，其它冲程都是靠飞轮的惯性来完成的，故B正确，不符合题意；
图丙火花塞点燃将燃料的化学能转化为内能，再将内能转化为机械能，该冲程是做功冲程，故C正确，不符合题意；
图甲进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，该冲程是吸气冲程，吸入的是空气和汽油的混合物，故D正确，不符合题意。
【举一反三1】汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代家庭用汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的一个冲程，下列对汽油机和该冲程判断正确的是（　　）
A.该冲程汽油机汽缸内只有空气
B.该冲程活塞运动是靠飞轮的惯性来完成的
C.若该四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min，它1s完成了15个冲程，做了15次功
D.该冲程为压缩冲程，内能转化为机械能
【答案】B
【解析】图中两气门都关闭，活塞向上运行，汽缸容积减小，是压缩冲程，汽缸内是汽油和空气的混合物，该冲程中活塞对汽油和空气的混合物做功，机械能转化为内能，压缩冲程和吸气冲程、排气冲程的活塞运动是靠飞轮的惯性来完成的，故A、D错误，B正确；
四冲程汽油机的一个工作循环有四个冲程，飞轮转两圈，做功一次。若该四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min，则每秒飞轮转30圈，完成60个冲程，做功15次，故C错误。
【举一反三2】一台单缸四冲程内燃机的飞轮转速为3600r/min，那么每秒钟内(　　)
A.活塞完成60个冲程
B.燃气对活塞做功30次
C.曲轴转动240转
D.完成120个工作循环
【答案】B
【解析】飞轮转速3600r/min＝60r/s，因为飞轮转动2转为一个工作循环，对外做功1次，完成4个冲程，所以内燃机每秒钟曲轴转动60转，完成30个工作循环，燃气对外做功30次，完成120个冲程。
【举一反三3】如图是四冲程内燃机工作循环中的 冲程，在内燃机的能量损失中，带走能量最多的是 冲程，若此内燃机1s内对外做功20次，则飞轮转速是 r/min。
【答案】做功 排气 2400
【解析】图中进气门和排气门都关闭，活塞下行，是燃气推着活塞运动，为做功冲程。
内燃机工作时能量损失最大的一部分是废气带走的热量，排出废气的冲程为排气冲程。
四冲程内燃机完成一个工作循环做功一次、飞轮转2转，此内燃机1秒内对外做功20次，则飞轮转40转，故飞轮转速是40r/s，即2400r/min。
【举一反三4】如图所示，给试管中的水加热至一定程度后，发现试管口的木塞会被推出。给水加热是通过__________的方式使水的内能增加，塞子被试管内水蒸气推出，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，若该汽油机飞轮的转速为2400转/min，则1s内对外做功__________次。
【答案】热传递　乙　20
【解析】给水加热是通过热传递的方式使水的内能增加。热传递是物体之间由于温度差异而发生的内能转移过程。
观察实验过程，当试管内的水蒸气达到一定压力时，会将塞子推出，这个过程是做功冲程，即内能转化为机械能。对比汽油机的工作过程，可以发现这与汽油机的做功冲程原理是一致的。在汽油机的做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞做功，也是内能转化为机械能的过程。观察图示，甲图中排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程；乙图中进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程。因此，与实验过程原理一致的是乙图。
根据汽油机飞轮转速来计算1秒内对外做功的次数。已知飞轮转速为2400转/分，即40转/秒。由于汽油机的工作循环包括吸气、压缩、做功和排气四个冲程，飞轮每转两圈完成一个工作循环，对外做功一次。因此，1秒内飞轮转40圈，完成20个工作循环，对外做功20次。
【举一反三5】如图所示是某热机工作的两个冲程：
(1)其中把内能转化成机械能的是____图。
(2)若该热机1 s内对外做功10次，则1 s内完成____个冲程，活塞往复____次，曲轴转动____周，飞轮的转速是________ r/min。
【答案】(1)甲　(2)40　20　20　1 200
【举一反三6】世界内燃机大会于2024年4月20日在天津拉开帷幕，本届大会发布了中国内燃机行业的最新技术成果——全球首款热效率53.09％的柴油机，进一步推进高效、低碳、环保内燃机发展。如图所示是一台四冲程内燃机的示意图，已知活塞面积，活塞在压缩冲程移动的距离为0.1m，相当于的恒力使活塞移动相同的距离，压缩气体传递给汽缸的热量为25J。求：
(1)压缩过程中活塞对气体做的功；
(2)汽缸内气体内能的变化量；
(3)压缩过程活塞承受的压强；
【答案】(1)200J
(2)175J
(3)
【解析】（1）压缩过程中活塞对气体做的功
（2）汽缸内气体内能的变化量
（3）压缩过程活塞承受的压强