14.1热机
一、选择题
1.关于内燃机，下列说法正确的是(
)
A.四个冲程中只有一个冲程发生内能与机械能相互转化
B.压缩冲程主要是通过做功的方式增大缸内气体的内能
C.汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的
D.只要技术进步，内燃机的效率可以达到100%
2.汽油机和柴油机相比较，下列叙述中正确的是
A.柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高
B.在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的
C.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
D.在压缩冲程末，汽油机汽缸内的温度比柴油机的高
3.如图所示是某个四冲程内燃机在工作过程中的一个冲程，由图中情况可判定这个冲程
A.是排气冲程
B.是做功冲程
C.正在把机械能转化为内能
D.不是依靠飞轮的惯性完成
4.四冲程柴油机在工作过程中，将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
5.“五一”期间，小峰等多名同学组团坐中巴车去往外地旅游观光，在车上同学们歌声不断，沿途还时不时嗅到芳草的清香，下列有关说法正确的是(
)
A.中巴车的汽油机工作时，在压缩冲程中将内能转化为机械能
B.小峰是个模仿秀，他模仿歌星唱歌主要是模仿歌星的音色
C.小东是个“小曲库”，唱了很多歌曲，大家是通过响度分辨出不同歌曲的
D.同学们闻到芳草的清香，说明分子间存在着斥力
6.关于如图所示的四个情景，下列说法正确的是(
)
A.甲图中两个底面削平的铅块紧压在一起后能吊住重物，主要是由于大气压强的存在
B.乙图中试管内的水沸腾后，水蒸气将软木塞推出，表明机械能可以转化为内能
C.丙图中红墨水在热水中比在冷水中扩散快，说明分子做无规则运动的剧烈程度与温度有关
D.丁图中活塞向下运动，这是内燃机的压缩冲程
7.单缸四冲程汽油机一个工作循环涉及到的主要能量转化情况是(
)
A.做功冲程内能转化为机械能
B.吸气冲程内能转化为机械能
C.做功冲程机械能转化为内能
D.压缩冲刺内能转化为机械能
8.柴油机在做功冲程过程中，气缸里燃气的(
)
A.压强增大，温度升高，内能增大
B.压强增大，温度升高，内能减小
C.压强减小，温度降低，内能增大
D.压强减小，温度降低，内能减小
9.如图所示的流程图可以说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环和涉及的主要能量转化情况，下列关于图中①②③④的补充正确的是(
)
A.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
B.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
C.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
D.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
10.目前我国已将发动机研发列为国家重大科技专项。下列我国“陆、海、空、天”装备中动力机械不属于热机(利用内能做功的机械)的是(
)
A.中国高铁交流异步牵引电动机
B.052D型导弹驱逐舰燃气轮机
C.歼20战机涡扇15煤油发动机
D.长征五号火箭液氢液氧发动机
11.如图所示是四冲程汽油机一个工作循环中的三个冲程，缺少的一个冲程的名称及顺序，下列判断正确的是(
)
A.吸气冲程，应在甲图之前
B.压缩冲程，应在甲、乙图之间
C.做功冲程，应在乙、丙图之间
D.排气冲程，应在丙图之后
12.一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是，则该汽油机每秒钟内
A.完成40个冲程，做功20次
B.完成20个冲程，做功20次
C.完成10个冲程，做功10次
D.完成40个冲程，做功10次
二、填空题
13.在内燃机的“吸气”、“压缩”、“做功”、“排气”四个冲程中，将内能转化为机械能的是
冲程；常用水来给内燃机降温，是因为水的
比较大。
14.某单缸柴油机的转速是1200r/min，在1s内这台柴油机要经过
个做功冲程，除做功冲程以外的其他冲程是依靠
来完成的。
15.如图所示为生活中常用的热水瓶，其外壁采用镀银的双层玻璃，注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来。这一过程中瓶内气体的
能转化为软木塞的机械能。汽油机的
冲程也发生同样的能量转化。如果该汽油机飞轮转速是1800r/min，则该汽油机每秒钟内完成
个冲程，对外做功
次。
16.在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。与压缩冲程原理相同的是
图所示的演示实验；汽油机利用内能来做功的冲程是
图。汽油燃烧时，
能转化为
能。
17.汽车已成为我国普通百姓的交通工具，汽油机是汽车的常用动力设备某汽油机飞轮转速为，则该汽油机1s完成______个冲程，使汽车获得动力的是______冲程，汽车上的散热器用水作为冷却剂，这是利用了水的______较大的性质如图是汽油机的某冲程工作示意图，请举一个与此冲程能量的转化方式一致的实例：______.
18.一台四冲程汽油机，其中______冲程将机械能转化为内能；已知所用汽油的热值是，完全燃烧2g汽油所释放的内能是______J，若热机效率为，燃烧2g汽油转化的机械能是______J，若此机械能全部用于发热，能使质量1kg的水，温度升高______，结果保留1位小数，已知水的比热容为
三、解答题
19.单缸四冲程内燃机的飞轮的转速是每分钟转3600转。
(1)每秒对外做功多少次？
(2)1h能完成多少个冲程？
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，气球会“嗖”的一下子出去了，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90L，可储存标准大气压下90m3的空气，其设计最高速度可达154km/h，平均每加一次气能行驶200km或10h。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”排放的优点。即使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。
根据上述材料，回答下列问题
(1)压缩空气动力汽车最理想的加气工具应是
(选填“内燃机”“电动机”或“蒸汽机”)提供动力的；
(2)空气发动机是利用
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)分析上文，下面说法正确的有
；
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，靠气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：
。14.1热机
一、选择题
1.关于内燃机，下列说法正确的是(
)
A.四个冲程中只有一个冲程发生内能与机械能相互转化
B.压缩冲程主要是通过做功的方式增大缸内气体的内能
C.汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的
D.只要技术进步，内燃机的效率可以达到100%
【答案】B。
【解析】AB、内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程，压缩冲程活塞向上运动，压缩气体对气体做功，将机械能转化为内能；做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能。吸气和排气冲程不发生能量转化。故A错误、B正确；
C、在做功冲程初，柴油机是靠喷油嘴喷出雾状柴油而燃烧，所以C错误；
D、不管技术怎么进步，内燃机的效率都不能达到100%，故D错误；
2.汽油机和柴油机相比较，下列叙述中正确的是
A.柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高
B.在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的
C.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
D.在压缩冲程末，汽油机汽缸内的温度比柴油机的高
【答案】A
【解析】A.柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高，A正确；
B.在压缩冲程中它们的压缩程度是不一样的，柴油机的压缩比大，B错误；
C.柴油机吸入汽缸的是空气，汽油机吸入的是汽油和空气混合物，C错误；
D.在压缩冲程末，汽油机汽缸内的温度比柴油机的低，D错误；
故选A。
3.如图所示是某个四冲程内燃机在工作过程中的一个冲程，由图中情况可判定这个冲程
A.是排气冲程
B.是做功冲程
C.正在把机械能转化为内能
D.不是依靠飞轮的惯性完成
【答案】C
【解析】解：图中的气门关闭，活塞上行，这是压缩冲程；在压缩冲程中，将机械能转化为内能；在内燃机的四个冲程中，只有做功冲程是对外做功，吸气、压缩和排气冲程都是依靠飞轮的惯性完成的。
故选：C。
要解决此题首先要掌握内燃机的四个冲程：吸气、压缩、做功、排气冲程，同时需要掌握内燃机四冲程的特点。并且要了解各个冲程中的能量转化情况。
此题考查了汽油机的四个冲程，注意从活塞的运动方向和气门的关闭两方面判断。
4.四冲程柴油机在工作过程中，将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
【答案】C.
【解析】柴油机正常工作时，在压缩冲程中，活塞对气缸内的气体做功，将机械能转化为内能，使气缸内的气体温度升高；在做功冲程中，汽油燃烧生成的高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，带动曲轴转动，对外提供动力.
5.“五一”期间，小峰等多名同学组团坐中巴车去往外地旅游观光，在车上同学们歌声不断，沿途还时不时嗅到芳草的清香，下列有关说法正确的是(
)
A.中巴车的汽油机工作时，在压缩冲程中将内能转化为机械能
B.小峰是个模仿秀，他模仿歌星唱歌主要是模仿歌星的音色
C.小东是个“小曲库”，唱了很多歌曲，大家是通过响度分辨出不同歌曲的
D.同学们闻到芳草的清香，说明分子间存在着斥力
【答案】B。【解析】A、中巴车的汽油机工作时，在压缩冲程中将机械能转化为内能，故A错误；
B、音色是辨别不同声音的依据，小峰是个模仿秀，他模仿歌星唱歌主要是模仿歌星的音色，故B正确；
C、小东是个“小曲库”，唱了很多歌曲，大家是通过音调和旋律分辨出不同歌曲的，故C错误；
D、同学们闻到芳草的清香，说明分子在不停的运动，故D错误。
6.关于如图所示的四个情景，下列说法正确的是(
)
A.甲图中两个底面削平的铅块紧压在一起后能吊住重物，主要是由于大气压强的存在
B.乙图中试管内的水沸腾后，水蒸气将软木塞推出，表明机械能可以转化为内能
C.丙图中红墨水在热水中比在冷水中扩散快，说明分子做无规则运动的剧烈程度与温度有关
D.丁图中活塞向下运动，这是内燃机的压缩冲程
【答案】C。【解析】A、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，故A错误；
B、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，故B错误；
C、红墨水在热水中扩散的比冷水中快，说明温度越高，分子运动速度越快；故C正确；
D、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，故D错误。
7.单缸四冲程汽油机一个工作循环涉及到的主要能量转化情况是(
)
A.做功冲程内能转化为机械能
B.吸气冲程内能转化为机械能
C.做功冲程机械能转化为内能
D.压缩冲刺内能转化为机械能
【答案】A
8.柴油机在做功冲程过程中，气缸里燃气的(
)
A.压强增大，温度升高，内能增大
B.压强增大，温度升高，内能减小
C.压强减小，温度降低，内能增大
D.压强减小，温度降低，内能减小
【答案】：D.
【解析】
柴油机的做功冲程是将内能转化为机械能，故气体的内能减少、温度降低，
做功冲程中活塞向下运动，气缸内气体质量不变，体积变大，故气体的压强减小.
9.如图所示的流程图可以说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环和涉及的主要能量转化情况，下列关于图中①②③④的补充正确的是(
)
A.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
B.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
C.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
D.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
【答案】A。
【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。
10.目前我国已将发动机研发列为国家重大科技专项。下列我国“陆、海、空、天”装备中动力机械不属于热机(利用内能做功的机械)的是(
)
A.中国高铁交流异步牵引电动机
B.052D型导弹驱逐舰燃气轮机
C.歼20战机涡扇15煤油发动机
D.长征五号火箭液氢液氧发动机
【答案】A。
【解析】燃气轮机、煤油发动机和火箭都是热机，工作时把内能转化成机械能，而电动机是把电能转化成机械能，不符合热机的特点，故A正确。
11.如图所示是四冲程汽油机一个工作循环中的三个冲程，缺少的一个冲程的名称及顺序，下列判断正确的是(
)
A.吸气冲程，应在甲图之前
B.压缩冲程，应在甲、乙图之间
C.做功冲程，应在乙、丙图之间
D.排气冲程，应在丙图之后
【答案】C。
【解析】甲图进气门打开、排气门都关闭，活塞由上向下运动，所以为吸气冲程；
乙图中进气门、排气门都关闭，活塞由下向上运动，所以为压缩冲程；
丙图进气门关闭、排气门打开，活塞由下向上运动，所以为排气冲程；
综上所述可以知道，在乙和丙之间补充做功冲程。
12.一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是，则该汽油机每秒钟内
A.完成40个冲程，做功20次
B.完成20个冲程，做功20次
C.完成10个冲程，做功10次
D.完成40个冲程，做功10次
【答案】D
【解析】飞轮转速为，
因一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，完成4个冲程，所以，该汽油机1s内对外做功10次，完成个冲程，故ABC错误，D正确。
故选D。
二、填空题
13.在内燃机的“吸气”、“压缩”、“做功”、“排气”四个冲程中，将内能转化为机械能的是
冲程；常用水来给内燃机降温，是因为水的
比较大。
【答案】做功；比热容。
【解析】内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程，压缩冲程活塞向上运动，压缩气体对气体做功，将机械能转化为内能；做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能。
内燃机工作过程中会产生大量的热，需要及时散去。与其它液体相比较，水的比热容最大，在质量和升高的温度相同时，水吸收的热量最多，制冷效果最好。
14.某单缸柴油机的转速是1200r/min，在1s内这台柴油机要经过
个做功冲程，除做功冲程以外的其他冲程是依靠
来完成的。
【答案】10；飞轮的惯性。
【解析】单缸柴油机的转速为：v＝1200r/min＝20r/s
柴油机每秒转20转，所以要完成10个工作循环，所以要经过10个做功冲程。只有做功冲程将内能转化为机械能，其它三个冲程都是靠飞轮的惯性完成的。
15.如图所示为生活中常用的热水瓶，其外壁采用镀银的双层玻璃，注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来。这一过程中瓶内气体的
能转化为软木塞的机械能。汽油机的
冲程也发生同样的能量转化。如果该汽油机飞轮转速是1800r/min，则该汽油机每秒钟内完成
个冲程，对外做功
次。
【答案】内；做功；60；15。
【解析】瓶塞跳起来，机械能增大，这是由于暖瓶内气体膨胀做功造成的，水蒸气的内能转化成瓶塞的机械能；
汽油机在做功冲程中，气缸内高温气体膨胀推动活塞做功，内能转化为机械能。
汽油机的一个工作循环包括四个冲程，飞轮转两周，对外做功一次：该汽油机飞轮转速是1800r/min＝30r/s，则该汽油机每秒内对外做功15次，完成60个冲程。
16.在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。与压缩冲程原理相同的是
图所示的演示实验；汽油机利用内能来做功的冲程是
图。汽油燃烧时，
能转化为
能。
【答案】乙；丙；化学；内。
【解析】甲图对试管中的水加热，加快水的蒸发，使试管中水的内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能。
乙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧。是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程。
丙图两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，做功冲程将内能转化为机械能。
丁图两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，压缩冲程是把机械能转化为内能的过程。
由以上分析不难看出：压缩冲程是机械能转化成内能，与此原理相同的是乙图所示的演示实验；汽油机利用内能来做功的冲程是丙图。
燃料燃烧过程是将化学能转化为内能的过程；
17.汽车已成为我国普通百姓的交通工具，汽油机是汽车的常用动力设备某汽油机飞轮转速为，则该汽油机1s完成______个冲程，使汽车获得动力的是______冲程，汽车上的散热器用水作为冷却剂，这是利用了水的______较大的性质如图是汽油机的某冲程工作示意图，请举一个与此冲程能量的转化方式一致的实例：______.
【答案】80；做功；比热容；钻木取火
【解析】解：飞轮转速是，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1s可以完成80个冲程，做功20次.
在做功冲程中，汽油机将内能转化为机械能，由此获得动力.
因为水这种物质的比热容较大，在吸收相同的热量时，相同质量升高的温度相对较小，常用来作为冷却剂使用.
根据图示可知，两个气门都关闭，活塞上行，因此该冲程为压缩冲程，将机械能转化为内能，是通过做功改变物体的内能；
机械能转化为内能的实例：
钻木取火、冬天搓手取暖等.
故答案为：80；做功；比热容；钻木取火或冬天搓手取暖等.
单缸四冲程汽油机曲轴转一圈，完成2个冲程，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次；
汽油机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程中机械能转化为内能；二是做功冲程中内能转化为机械能.
水的比热容比其他物质大，常常用来做冷却剂.
根据气门的闭合情况，活塞的运动方向判断是哪一个冲程，进一步判断能量转化形式.
解决此题要结合水比热容较大特点的应用，能量的转化，内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答，记住相关的数据大小，会根据转速进行相关计算.
18.一台四冲程汽油机，其中______冲程将机械能转化为内能；已知所用汽油的热值是，完全燃烧2g汽油所释放的内能是______J，若热机效率为，燃烧2g汽油转化的机械能是______J，若此机械能全部用于发热，能使质量1kg的水，温度升高______，结果保留1位小数，已知水的比热容为
【答案】压缩；；；
【解析】内燃机的四个冲程中，实压缩冲程将机械能转化成内能；
汽油完全燃烧要放出的热量：；
燃烧2g汽油转化的机械能为；
由可知：。
故答案为：压缩；；；。
三、解答题
19.单缸四冲程内燃机的飞轮的转速是每分钟转3600转。
(1)每秒对外做功多少次？
(2)1h能完成多少个冲程？
【答案】
【解析】(1)汽油机一个工作循环包括四个冲程，活塞往复2次，曲轴转动2周，对外做功1次；汽油机的飞轮转速是3600r/min，即每秒钟转60圈，完成120个冲程，做功30次；
(2)汽油机的飞轮转速是3600r/min，即每小时转216000圈，完成432000个冲程。
答：(1)每秒对外做功30次；
(2)1h能完成432000个冲程。
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，气球会“嗖”的一下子出去了，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90L，可储存标准大气压下90m3的空气，其设计最高速度可达154km/h，平均每加一次气能行驶200km或10h。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”排放的优点。即使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。
根据上述材料，回答下列问题
(1)压缩空气动力汽车最理想的加气工具应是
(选填“内燃机”“电动机”或“蒸汽机”)提供动力的；
(2)空气发动机是利用
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)分析上文，下面说法正确的有
；
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，靠气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)内；C；(3)B；(4)气体对外做功，内能减小，温度降低。
【解析】(1)从节能和环保的角度分析，压缩空气动力汽车最理想的加气工具应是电动机；
(2)热机的原理是利用燃烧产生的高温燃气推动活塞做功，从而把内能转化为机械能，所以是做功冲程，故C正确；
(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，自身也获得一个反作用力，因此说明物体间力的作用是相互的，故A错误；
B、空气动力汽车工作时压缩的气体对外做或，将内能转化为机械能，故B正确；
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，而不是燃烧产生能量，故C错误；
D、空气动力汽车工作时能量会有一定的损失，因此能量不可能完全被利用，故D错误；
故选B；
(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。
