【2019版辅导讲义】人教版九年级物理14.1 热机（含答案）

第十四章 内能的利用
第1节 热机

一、热机
1．利用_______做功的机械叫做热机。
2．热机的种类很多，例如_______、______、______、_________等。
3．______直接在发动机的汽缸内燃烧产生______的热机，叫做内燃机。
4．内燃机分为______和_______连大类，它们分别用______和_____作为燃料。
二、汽油机
1．汽油机由_____、_____、_______、_______、______、______、_____几部分组成。
2．活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的_____运动到______的过程，叫做一个冲程。
3．多数汽油机是由_____、____、_____、_____四个冲程的不断循环来保证连续工作的。
三、柴油机
1．柴油机的构造跟汽油机相似，但是柴油机通过压缩空气直接点燃柴油，因此柴油机汽缸顶部没有_____，而是有一个______。
2．柴油机的工作过程也分为____、______、_____、_____四个冲程。
3．柴油机在吸气进程中吸进汽缸的只有_____。在压缩冲程中，汽缸内空气的温度____，已经超过了柴油的_____，此时从喷油嘴喷出_____，_______遇到热空气便立刻燃烧起来。

内能 蒸汽机 内燃机 汽轮机 喷气发动机 燃料 动力 汽油机 柴油机 汽油 柴油
汽缸 进气门 排气门 火花塞 活塞 连杆 曲轴 一端 另一端 吸气 压缩 做功 排气
火花塞 喷油嘴 吸气 压缩 做功 排气 空气 很高 燃点 雾状柴油 雾状柴油



一、汽油机的工作过程
冲程名称 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
示意图
进气门开闭情况 打开 关闭 关闭 关闭
排气门开闭情况 关闭 关闭 关闭 关闭
活塞运动方向 向下 向上 向下 向上
冲程的作用 吸入汽油和空气的混合物 压缩汽油和空气的混合物，使其压强增大，温度升高 在压缩冲程末，火花塞放电点燃燃料，产生高温高压燃气。高温高压燃气推动活塞做功，通过连杆带动曲轴转动 排出废气
能的转化 无能量转化 压缩汽油和空气的混合物，机械能转化为内能 燃料燃烧，化学能转化为内能；燃气推动活塞做功，内能转化为机械能 无能量转化
联系 1．每个工作循环中，活塞往复运动两次，曲轴和飞轮转动两周，完成一个做功冲程 2．在一个工作循环中，只有做功冲程燃气对外做功，其他3个辅助冲程，依靠飞轮的惯性完成，不但不做功，还要消耗机械能
【例题1】 如图所示，在热机的四个冲程中，对外做功的是
A． B． C． D．
参考答案：A

二、汽油机与柴油机的比较
内燃机 项目 汽油机 柴油机
构造 汽缸顶部有火花塞 汽缸顶部有喷油嘴
燃料 汽油 柴油
吸气冲程 汽油机在吸气冲程中吸入的是空气和汽油的混合物 柴油机在吸气冲程中只吸入空气
压缩比 压缩冲程末，气体体积被压缩为吸进体积（汽缸体积）的 压缩冲程末，气体体积被压缩为吸进体积的
点火方式 压缩冲程末，火花塞产生电火花点燃燃料，称为点燃式 压缩冲程末，喷油嘴向汽缸内喷出柴油，遇到温度超过柴油燃点的空气而自动点燃，称为压燃式
做功冲程 做功冲程中燃气压强可达到30~50个大气压，温度达2 000 ℃~2 500 ℃，高温高压气体推动活塞做功 做功冲程中燃气压强可达50~100个大气压强，温度达1 700 ℃~2 000 ℃，高温高压气体推动活塞做功
效率 效率低，20%~30% 效率较高，30%~45%
应用 机体轻便，主要用于汽车、飞机、摩托车等 机体笨重，主要用于载重汽车、火车、轮船等
【例题2】汽油机和柴油机相比较，下列叙述正确的是
A．柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入的是空气
B．在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的
C．柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里高
D．在压缩冲程末，汽油机汽缸内的温度比柴油机的高
参考答案：C

三、判断四个冲程的方法
判断四个冲程的关键是看两个气门的关闭情况和活塞的运动方向，具体情况如表所示。
冲程 进气门 排气门 活塞运动方向
吸气冲程 打开 关闭 向下运动
压缩冲程 关闭 关闭 向上运动
做功冲程 关闭 关闭 向下运动
排气冲程 关闭 打开 向上运动
【例题3】 下图表示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图，它们的正确排列顺序为

A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲
C．甲、丁、乙、丙 D．甲、丙、乙、丁
参考答案：C
试题解析：甲图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程；乙图中两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程；丙图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，排气冲程；丁图中两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故选C。


1．关于功和能，下列说法正确的是
A．0 ℃的物体没有内能
B．物体的机械能越多，内能就越多
C．物体内能增加，一定是从外界吸收了热量
D．在热机的做功冲程中，内能转化为机械能
2． 内燃机工作的四个冲程中，内能转化为机械能的冲程是
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
3．以下机械属于热机的是
A．火箭发动机 B．发电机 C．滑轮组 D．洗衣机
4．下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及的主要能量转化情况。关于对图中①②③④的补充正确的是

A．①做功冲程②内能转化为机械能③压缩冲程④机械能转化为内能
B．①压缩冲程②内能转化为机械能③做功冲程④机械能转化为内能
C．①做功冲程②机械能转化为内能③压缩冲程④内能转化为机械能
D．①压缩冲程②机械能转化为内能③做功冲程④内能转化为机械能
5． 一台四冲程内燃机飞轮转速为3 600 rad/min，它1 s完成了
A．120个冲程，做了30次功 B．120个冲程，做了60次功
C．30个冲程，做了30次功 D．60个冲程，做了15次功
6． 单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图如图所示，下列关于这种内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序排列正确的是

A．丙、丁、乙、甲 B．乙、丁、甲、丙
C．乙、甲、丁、丙 D．甲、乙、丙、丁
7．小洋家购买了一辆小汽车，她高兴极了，把车的里里外外都观察了个够。汽车有很多地方应用到物理知识，下列有关汽车的几种说法中正确的是
A．制作汽车轮胎的材料用橡胶，这是因为橡胶具有较好的弹性
B．汽车发动机一个工作循环的四个冲程顺序是：吸气、做功、压缩、排气
C．汽车的座椅设计得既宽又大，是为了减小对人体的压强
D．汽车发动机常用柴油机或汽油机，一般柴油机比汽油机效率高
8．关于四冲程内燃机，下列说法正确的是
A．四个冲程曲轴转两周，做功两次
B．若转速为2 400 r/min，则每秒钟完成40个冲程
C．进气门和排气门既不能同时关闭也不能同时打开
D．在做功冲程中，燃料燃烧推动活塞向下运动，内能转化为机械能

9． 如图所示，几种热现象的实验中解释正确的是

A．图甲所示说明分子之间只存在引力
B．图乙所示木塞被冲出时试管口出现“白雾”，说明水蒸气的内能增加
C．图丙所示是汽油机的做功冲程，内能转化为机械能
D．图丁所示二氧化氮的密度大于空气的密度，因此不能发生扩散现象
10．两手相互搓一搓会发热，这是通过______的方式改变手的内能的。这种改变内能的方法与汽油机______冲程中的能量转化相同。
11．如图甲所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内的酒精，盒盖被打出去，这是因为酒精燃烧产生的燃气对外做功，燃气的______能转化为盒盖的______能。如图乙、丙所示是四冲程汽油机的两个冲程，其中与点火爆炸演示实验能量转化相同的是______图（选填“乙”或“丙”）。

12． 如图所示，工作中的四冲程汽油机正处于____冲程，该冲程将内能转化为_________；若该汽油机每分钟完成2 400个冲程，则每秒它对外做功____次、飞轮转过____圈。

13． 如图甲所示，用气筒向装有少量水的瓶里打气，当瓶塞从瓶口跳出时，看到瓶中出现了白雾。“出现白雾” 的原因是：物体对外________________________________ ； “嫦娥一号”卫星在绕月飞行的1年时间里，可能会遭遇两次月食，月食期间没有太阳光照射，卫星表面的温度会急剧下降，内能 ______________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；如图乙是汽油机工作的四个冲程中的__________________冲程。

14．在如图所示的“汽油机模型”实验中，厚壁有机玻璃圆筒内底装有两根与静电起电机相连接的放电针。

（1）将适量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机。如果观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体_______，即可模拟四冲程汽油机工作时的______冲程。
（2）实验时若发现点火装置不能工作，可用火柴替代放电针。为了点燃圆筒内的火柴，可用______会聚太阳光使其燃着。
15． 如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧。这与四冲程汽油机的_______冲程的能量转化相同。某台汽油机飞轮的转速为3 600 r/min，在1 min 内，汽油机完成 _______个工作循环。

16．一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为2 400 r/min，该汽油机每秒钟做功______次。如图所示的汽油机正处于______冲程。

17． 若某四冲程汽油机在工作时飞轮转速为3 600 r/min，则每秒做功_______次。
18．汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成，其中在压缩冲程中，气体的温度升高，这是通过______的方式增加内能的；为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，这是通过______的方式减少汽缸的内能的；用水来包围汽缸是因为______。
19．一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3 600转/分，该柴油机活塞1 s对外做功______次，活塞往复______次。
20．如图所示是单缸四冲程汽油机的______冲程。若飞轮转速是2 400 r/min，该汽油机每秒钟内做功______次。


21． 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
22． 下图表示的四冲程汽油机工作循环中的

A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
23． 如图所示是某轿车发动机的四冲程汽油机的一个工作循环示意图。表示做功冲程的是
A．B．C．D．
24． 如图所示是四冲程汽油机工作示意图，其中具有很明显的机械能转化为内能的冲程是

25． 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．
26． 如图，汽油机处于工作过程中的某个冲程，对此冲程下列叙述正确的是

A．压缩冲程，机械能转化为内能
B．压缩冲程，内能转化为机械能
C．做功冲程，机械能转化为内能
D．做功冲程，内能转化为机械能
27． 如图是四冲程汽油工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在　 　冲程，当燃料混合在气缸内燃烧时将　 　能转化为内能。

28． 如图，是汽油机模型，正在进行的是 冲程，该冲程将 能转化为 能。

29． 在四冲程汽油机中，将机械能转化为内能的冲程是______冲程，如图所示的是汽油机的______冲程。

30．（2016·湘西州）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
31．（2016·龙东）做功冲程是四冲程汽油机工作过程的一个冲程，该冲程是______能转化为______能。








1．D【解析】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；影响机械能的因素是质量、速度、高度以及弹性形变，而影响内能的因素是温度、质量以及状态，因此机械能与内能没有必然的联系，故B错误；物体的内能增加，可以是从外界吸收了热量，也可以是外界对物体做功，故C错误；在热机的做功冲程中，内能转化为机械能，故D正确。
2．C【解析】热机的做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，内能转化为机械能，故选C。
3．A【解析】火箭发动机是把内能转化成机械能的装置，属于热机；发电机是把机械能转化为电能的装置；滑轮组是简单的机械，不属于热机；洗衣机是电能转化为机械能的装置，不属于热机，故选A。
4．D【解析】热机的四个冲程，吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。压缩冲程中，活塞上升压缩气缸内的气体，使气体的内能增大，即机械能转化为内能；做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，内能转化为机械能。故选D。
5．A【解析】已知飞轮转速为3 600 r/min=60 r/s，因为一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，对外做功1次，所以该内燃机1 s完成30个工作循环，完成120个冲程，对外做功30次，故A正确，故选A。

8．D【解析】内燃机一个工作循环有四个冲程，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次，故A错误；一台柴油机飞轮的转速为2 400 r/min，则该柴油机每秒钟转40圈，完成20个工作循环，柴油机完成80个冲程，故B错误；压缩冲程和做功冲程中，进、排气门关闭，故C错误；做功冲程中，进、排气门关闭，燃气对活塞做功，活塞由上向下运动，内能转化为机械能，故D正确。
9．C【解析】甲图中两个压紧的铅块能吊起钩码，是由于分子间存在引力，但不是只有引力，故A错误；当加热试管到一定程度时，水蒸气的内能足够大会将塞子冲出，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能会减小，温度降低，故B错误；根据图中冲程中火花塞点火和活塞向下移动的特点，可以判断这个冲程是做功冲程，此冲程是将内能转化为机械能，故C正确；下边瓶子装入二氧化氮气体，因为二氧化氮气体的密度大于空气的密度，本来应该在空气的下方，结果发现上边瓶子内的气体也变成了红棕色，则说明二氧化氮气体分子在做无规则运动，就可以证明扩散现象的存在，故D错误。故选C。
10．做功 压缩
【解析】双手对搓后感觉发热，这是摩擦生热现象，是通过做功的方式改变手的内能的。这与汽油机工作中的压缩冲程的能量转化相同，都是将机械能转化为内能。
11．内 机械 丙
【解析】图甲所示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，盒盖被打出去，这是因为酒精燃烧产生的燃气对外做功，消耗燃气的内能，变成盒盖的机械能，故是将内能转化为机械能的过程；图乙、丙所示是四冲程汽油机的两个冲程中，乙图中两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，是将机械能转化为内能的过程；丙图中两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，是将内能转化为机械能的过程，故与点火爆炸演示实验能量转化相同的是丙图。

13．做功、内能减小、温度降低、液化而成小液滴 减小 压缩
【解析】用气筒向装有少量水的瓶里打气，瓶内气压增大，当气压把瓶塞从瓶口推出时，瓶内气体对瓶塞做功，使气体自身的内能减少，温度降低，受温度降低的影响，瓶口周围的水蒸气遇冷变成小液滴，即发生了液化现象，故这些小水滴就是看到的白雾；没有太阳光照射时的卫星表面的温度会急剧下降，即其质量不变，温度降低，内能减小，这是通过热传递的方式改变物体内能的；进气门和排气门都是关闭的，活塞下行，火花塞没有点火，可以判断是压缩冲程。
14．（1）冲出 做功 （2）凸透镜（或凹面镜）
【解析】（1）汽油燃烧时会产生大量高温高压的气体，能够把软木塞冲出去，相当于四冲程汽油机工作时的做功冲程；（2）凸透镜或凹面镜对光都具有会聚的作用，能够把太阳光会聚到一点，形成较高的温度，能够把火柴点燃。
15．压缩 1 800
【解析】在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞迅速向下压，棉絮燃烧起来，说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增加；压火仪实验中，活塞的机械能转化为空气的内能，与内燃机的压缩冲程相似；四冲程汽油机的飞轮转速为3 600 r/min，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成一个工作循环，则1 min转了3 600转，完成1 800个工作循环。
16．40 压缩
【解析】四冲程汽油机的飞轮转速为1 200 r/min，则该飞轮每秒钟转40圈，如图所示，汽油机的进气门、排气门均关闭，且活塞向上运动，所以该冲程属于压缩冲程。
17．30
【解析】某单缸四冲程汽油机在工作时飞轮转速是3 600 r/min=60 r/s，因为一个工作循环飞轮转2圈，对外做功1次，所以汽油机每秒可以做功的次数为30次。

19．30 60
【解析】已知飞轮转速为3 600 r/min=60 r/s，因一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，所以，该柴油机1 s对外做功30次，活塞往复60次。
20．做功 20
【解析】如图所示，两个气门都关闭，活塞下行，是做功冲程；飞轮转速是2 400 r/min=40 r/s，因一个工作循环有4个冲程，飞轮转2圈，做功一次，所以汽油机1 s可以完成80个冲程，做功的次数：n=×40=20（次）。
21．C【解析】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，故应选C。
22．A【解析】由图可知，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，所以是吸气冲程，故A正确，选项BCD错误。答案为A。
23．C【解析】进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程，A不符合题意；两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，B不符合题意；两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，C符合题意；排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程，D不符合题意；故应选C。
24．A【解析】进气门、排气门关闭，活塞向上移动是压缩冲程，将机械能转化为内能；进气门关闭，排气门打开，活塞向上移动是排气冲程，排放出废气；进气门、排气门关闭，火花塞点火，活塞向下移动是做功冲程，将燃料燃烧将化学能转化为内能，气体膨胀内能再转化为机械能；进气门打开，排气门关闭，活塞向下移动，吸入空气和汽油的混合物是吸气冲程；故应选A。
25．C【解析】A中进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程，不符合题意；B中两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，不符合题意；C中两气门都关闭，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中排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程，不符合题意；故应选C。
26．A【解析】由题图可知，进气门和排气门都是关闭的，活塞上行，可以判断是压缩冲程，在压缩冲程中机械能转化为内能，故A正确，BCD错；故应选A。
27．压缩 化学
【解析】从图中可以看出，两气门都关闭和活塞向上运动的特点，可以判断这个冲程是压缩冲程；汽油机工作时，汽油在气缸内燃烧时将化学能转化为内能。
28．压缩 机械 内
【解析】由题图可知：进气门、排气门关闭，活塞向上运动，所以正在进行的是压缩冲程，该冲程将机械能转化为内能。

30．A
【解析】内能和机械能的相互转化，利用内能来做功的机器称为热机，故其工作过程就是内能转化为机械能的过程；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，故选A。
31．内 机械
【解析】做功冲程中是将内能转化为机械能，对外做功的，完成四个冲程对外做功一次。