人教版九年级物理全一册同步考点专题训练14.1热机(原卷版+解析)

这是一份人教版九年级物理全一册同步考点专题训练14.1热机(原卷版+解析)，共27页。试卷主要包含了汽油机，柴油机，解答题等内容，欢迎下载使用。



典例分析＋变式训练
考点1 热机
热机：利用内能做功的机械叫热机
（1）热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。
（2）内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。
一、汽油机：
（1）构造：进气门、排气门、气缸、火花塞、曲轴、连杆等；
（2）工作原理：在气缸内燃烧汽油，生成高温高压的燃气〔化学能→内能〕，使燃气推动活塞做功〔内能→机械能〕；
（3）冲程：活塞在往复运动中从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程；
（4）工作过程：多数汽油机是由吸气、压缩、做功〔燃烧-膨胀做功〕和排气冲程的不断循环来保证连续工作的；
（5）工作过程中能量的转化：①压缩冲程：机械能→内能；②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能；
（6）汽油机工作的四个冲程中，只有做功冲程是燃气对活塞做功，其它三个冲程要靠飞轮的惯性来完成．在开始运转时，要靠外力先使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后，汽油机才能自己工作。
二、柴油机：
（1）构造：与汽油机相似，区别在于柴油机顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴；
（2）工作原理：与汽油机相同；
（3）工作过程：与汽油机相似；
（4）柴油机启动时也要靠外力使飞轮和曲轴转动起来；
（5）特点与应用：
特点：柴油比汽油便宜，但柴油机比较笨重．
应用：载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船以及发电机．
【典例1】（2022•亭湖区校级开学）下列所示的交通工具工作过程中使用热机的是（ ）
A．自行车 B．柴油车
C．电动自行车 D．皮筏艇
【典例2】（2021秋•朝阳县期末）下列关于热机的说法中，错误的是（ ）
A．热机是把内能转化为机械能的装置
B．热机是把机械能转化为内能的装置
C．只要对内燃机不断革新，也不能把气体的内能全部转化为机械能
D．即使没有漏气、也没有摩擦等能量损失，内燃机也不能把内能全部转化为机械能
【典例3】（2022•温江区校级模拟）歼﹣20战斗机，是我国自主研发的隐形战斗机，进入世界先进战斗机行列，它的油箱能装10吨燃油，歼﹣20的发动机是 （选填“电动机”或“热机”），工作时将 能转化成机械能。
【变式训练1】（2021秋•顺平县期末）下列机械应用了热机的是（ ）
A．农用三轮车上的柴油机 B．电脑工作一会儿后主机变热
C．电动自行车 D．洗衣机内部的电动机
【变式训练2】（2021秋•广丰区期末）燃烧燃料不但可以放出热量还能够做功。人们制造了各种利用内能做功的机械叫做 机。生活中的汽油机、电动机和发电机， 就属于这种机械。
【变式训练3】（2021秋•南昌期中）在热机中除了蒸汽机、汽车、摩托车之外，交通运输工具中还有 ；以上这些交通运输工具中， 属于内燃机。（均写出一个即可）
考点2 内燃机的四个冲程
1、 内燃机是热机的一种，是燃料在汽缸内燃烧的热机，内燃机分为汽油机和柴油机：
（1）汽油机的工作原理：燃料在汽缸中燃烧时，将存储的化学能转变为高温高压的燃气（蒸汽）的内能，又通过燃气（蒸汽）推动活塞做功，由内能转变为机械能；
（2）汽油机的工作流程：内燃机通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的，如图：
①吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸；
②压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内燃料混合物，温度升高；
③做功冲程：在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功；
④排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
（3）工作过程中能量的转化：①压缩冲程：机械能→内能；②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能；
（4）一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周，飞轮转2圈。
【典例4】（2022•东莞市模拟）我国电影近年来涌现出大批优秀的作品，科幻大片《流浪地球》就是其中的佼佼者。如图所示，电影中，为帮助地球脱离木星的吸引，主人公点燃了木星上的可燃气体，从而将地球推离木星。其中“点燃木星”将地球推开的过程相当于内燃机的（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
【典例5】（2021秋•安居区期末）图是四冲程汽油机一个工作循环中的两个冲程，下列判断正确的是（ ）

A．甲图为吸气冲程，燃气的内能转化为活塞的机械能
B．乙图为压缩冲程，活塞的机械能转化为燃气的内能
C．甲图为做功冲程，活塞的机械能转化为燃气的内能
D．乙图为排气冲程，燃气的内能转化为活塞的机械能
【典例6】（2021春•宝山区期末）最早出现的热机是 （选填“蒸汽机”或“内燃机”）。四冲程汽油机的一个工作循环中， 冲程是由活塞对气体做功，气体的温度升高，其实质是将 能转化为 能。
【典例7】（2021秋•高州市期中）汽油机是热机的一种，如图甲所示是一台单缸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 做功 冲程，其能量转化情况与 乙 （选填“乙”或“丙”）图相同，如果此汽油机每秒内对外做功20次，则汽油机每秒内完成 个冲程，飞轮的转速为 r/min。

【变式训练1】（2022•西湖区校级模拟）如图，汽油机处于工作循环中的某个冲程，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
【变式训练2】（2021秋•建华区期末）在内燃机的四个冲程中（箭头表示活塞运动方向），其中把机械能转化为内能的是（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
【变式训练3】（2020秋•冠县期末）如图所示的四幅图，甲、乙实验中与汽油机压缩冲程原理相同的是 图所示的演示的实验；丙、丁两图中表示汽油机做功冲程的是 图。

【变式训练4】（2021秋•揭阳期中）一台柴油机飞轮的转速为2400r/min，则在1s内，柴油机完成 个冲程；对外做功的次数是 。它完成吸气冲程时，吸入气缸里的物质是 。
【变式训练5】（2021秋•仙居县期末）老师用图1所示实验装置，加热试管使水沸腾，发现试管斜上方的小风车开始不停地转动。由此引出以下问题，请利用所学的知识回答。

（1）图1实验中能量转化方式与图2中汽油机的哪个冲程相同？ 。
（2）图2汽油机的工作冲程顺序是丁→ →乙。
考点3 汽油机和柴油机区别
1、汽油机和柴油机区别：
（1）构造区别：汽油机汽缸顶部有火花塞，而柴油机汽缸顶部有喷油嘴。
（2）燃料区别：汽油机燃料是汽油，而柴油机燃料是柴油。
（3）工作区别：
①吸气冲程：汽油机吸进的是汽油和空气的混合物，柴油机吸进的仅仅是空气；
②压缩冲程：汽油机压缩的是汽油和空气的混合物，汽油机压缩的仅仅是空气；
③做功冲程：汽油机用火花塞点火（点燃），柴油机用喷油嘴喷油（压燃）。
【典例8】（2021秋•崆峒区期末）关于柴油机与汽油机的区别，下面叙述错误的是（ ）
A．柴油机的汽缸顶部有一个喷油嘴而没有火花塞
B．柴油机在吸气冲程中吸入的是空气
C．柴油机可应用于轮船
D．汽油机在压缩冲程中对气体的压缩程度更高
【典例9】（2022春•阳信县月考）如图所示，这是一个 （选填“柴油机”或“汽油机”）模型。家用汽车一般选用 （选填“柴油机”或“汽油机”）做为发动机。

【变式训练1】（2021秋•衡东县月考）下面关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是（ ）
A．柴油机与汽油机除使用的燃料不同外，在构造上完全相同
B．柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火
C．汽油机与柴油机在吸气冲程中吸进去的气体不同
D．柴油机气缸顶部有个喷油嘴，汽油机气缸顶部有个火花塞
【变式训练2】（2021秋•南山区校级月考）下列关于汽油机和柴油机的主要区别，其中错误的是（ ）
A．柴油机的上部是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞
B．在做功冲程中，柴油机的点火方式叫点燃式，汽油机的点火方式叫压燃式
C．柴油机比汽油机笨重，但效率高
D．柴油机吸入汽缸的只是空气，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物
【变式训练3】（2022•偃师市校级模拟）汽油机和柴油机在构造上相似，又略有不同。汽油机汽缸顶部有一个 ，柴油机汽缸顶部是一个 。一台四冲程汽油机，每完成4个冲程，飞轮要转 圈。
【变式训练4】（2021秋•澧县校级月考）试从热机结构和点火方式回答汽油机和柴油机的区别。当前社会建设非常重视生态环境的保护，许多国家都制定了燃油汽车逐步退出市场的规划，新能源汽车发展前景良好，以电动汽车发展更为突出。试谈一谈电动汽车的优势（请谈两点）。
解：汽油机和柴油机的区别：
结构： 。
点火方式： 。
电动汽车的优势： 。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2022•温江区模拟）以下机械属于热机的是（ ）
A．喷气发动机 B．滑轮组 C．洗衣机 D．螺旋式千斤顶
2．（2021•海南）在冬天，人们常常搓手取暖，这个过程中的能量转化与四冲程内燃机的哪个冲程相同（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
3．（2021秋•渠县期末）关于柴油机和汽油机，下列说法错误的是（ ）
A．柴油机以柴油为燃料 B．汽油机以汽油为燃料
C．柴油机顶部有一个喷油嘴 D．汽油机对环境没有污染
4．（2022•拱墅区一模）光发动机是一种把光能转化为机械能的装置，其核心部分工作原理如图示：带有活塞的密闭化学反应室中有气态物质，当光从窗口射入时，可使气态物质接受光能而反应生成液态物质。而无光照射情况下反应逆向进行，重新生成气态物质。因此可通过控制窗口处射入的光能使气室中的气态物质循环反应，从而推动活塞输出机械能。则光发动机该装置中的活塞向右运动时，相当于选项中汽油机四个冲程中的（ ）
A． B． C． D．
5．（2021秋•高邑县期末）内燃机的发明，使人类的许多梦想得以实现：飞机、汽车、潜艇、坦克等等，都是在内燃机发明之后才研制成功的。下列有关四冲程内燃机的说法正确的是（ ）
A．汽油机和柴油机吸入汽缸的物质相同 B．汽油机和柴油机都通过火花塞点火
C．压缩冲程把内能转化为机械能 D．一个工作循环对外做1次功
6．（2021秋•惠阳区校级期中）如图所示为汽油机工作过程的几个乱序示意图，下列说法正确的是（ ）
A．图甲是压缩冲程，内能转化为机械能
B．该内燃机一个工作循环有四个冲程正确的顺序是乙、丁、甲、丙
C．靠惯性完成的冲程是甲、乙、丁
D．丁是做功冲程，把绝大部分的内能转化为机械能
7．（2020秋•郑州期末）如图a为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，如图b为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断不正确的是（ ）
A．图a中气缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力
B．气缸内的蒸汽推动活塞时，内能减小
C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图A所示的原理相似
D．汽油机一个工作循环的正确顺序是ABCD
二、填空题。
8．（2021•隆回县二模）不管是汽油机还是柴油机，都是利用了燃料燃烧后的 转化成机械能。
9．（2021秋•华容县月考）汽油机和柴油机在构造上的不同之处是：汽油机气缸顶部是 ，柴油机气缸顶部是 。
10．（2022•揭阳模拟）如图所示为一辆汽车的发动机四个冲程中的 冲程；为了不让发动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，用水来冷却汽缸是因为水的 较大。阳江近段时间有关汽车撞伤行人事故频发，据调查，汽车超速和超载是造成重大交通事故的主要原因。当汽车 （选填“超速”或“超载”）时，它的惯性将变大。

11．（2022•连山区校级模拟）如图是小明用气球制作“愤怒的小鸟”，当充所的气球松手后，小鸟”快速的飞向前方。这一过程是 能转化为机械能，该过程与四冲程内燃机
冲程所包含的能量转化相同；而小鸟两侧的翅膀最好设计成 （选填“上平下凸”或“下平上凸”）的形状，才能为其飞行提供向上的升力。
三、解答题。
12．（2021•铁岭）如图为氢气爆炸实验装置，向纸杯中通入适量的氢气与空气混合，用火柴点燃气体，发生爆炸，纸杯被崩起。请回答下列问题：
（1）爆炸的能量转化情况与汽油机工作时的哪一冲程相同？
（2）请你解释崩起的纸杯为什么能继续向上运动，且运动速度越来越小？

13．（2021•金州区校级一模）建筑工地上，常常使用“打桩机”将桩贯入地层。如图所示，是一种常见的柴油锤打桩机。它主要由桩锤、桩架、气缸和柱塞等部分组成，工作时利用喷入气缸内的高温高压的雾化柴油燃爆所产生的强大压力驱动锤头工作。请用学过的功和能的知识解释打桩机的工作过程。
14．（2020秋•连山区月考）“东风快递，使命必达”。如图是国庆阅兵式上我国首次亮相的高超音速导弹DF﹣17，该导弹采用火箭动力助推火箭。D﹣17的表面层由耐高温材料制成，可防止弹头飞行过程中因高温而损坏。
（1）助推火箭的发动机是否属于热机？
（2）弹头飞行过程中温度升高，发生了什么能量转换？
（3）耐高温材料保护弹头时会发生什么物态变化？
14.1 热机（解析版）
考点直击


典例分析＋变式训练
考点1 热机
热机：利用内能做功的机械叫热机
（1）热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。
（2）内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。
一、汽油机：
（1）构造：进气门、排气门、气缸、火花塞、曲轴、连杆等；
（2）工作原理：在气缸内燃烧汽油，生成高温高压的燃气〔化学能→内能〕，使燃气推动活塞做功〔内能→机械能〕；
（3）冲程：活塞在往复运动中从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程；
（4）工作过程：多数汽油机是由吸气、压缩、做功〔燃烧-膨胀做功〕和排气冲程的不断循环来保证连续工作的；
（5）工作过程中能量的转化：①压缩冲程：机械能→内能；②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能；
（6）汽油机工作的四个冲程中，只有做功冲程是燃气对活塞做功，其它三个冲程要靠飞轮的惯性来完成．在开始运转时，要靠外力先使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后，汽油机才能自己工作。
二、柴油机：
（1）构造：与汽油机相似，区别在于柴油机顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴；
（2）工作原理：与汽油机相同；
（3）工作过程：与汽油机相似；
（4）柴油机启动时也要靠外力使飞轮和曲轴转动起来；
（5）特点与应用：
特点：柴油比汽油便宜，但柴油机比较笨重．
应用：载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船以及发电机．
【典例1】（2022•亭湖区校级开学）下列所示的交通工具工作过程中使用热机的是（ ）
A．自行车 B．柴油车
C．电动自行车 D．皮筏艇
【答案】B。
【解答】解：热机是把内能转化为机械能的装置；
AD、自行车、皮筏艇是消耗人体的化学能转化为机械能，故AD错误；
B、柴油车是热机的一种，将内能转化为机械能，故B正确；
C、电动自行车是把电能转化为机械能，故C错误。
故选：B。
【典例2】（2021秋•朝阳县期末）下列关于热机的说法中，错误的是（ ）
A．热机是把内能转化为机械能的装置
B．热机是把机械能转化为内能的装置
C．只要对内燃机不断革新，也不能把气体的内能全部转化为机械能
D．即使没有漏气、也没有摩擦等能量损失，内燃机也不能把内能全部转化为机械能
【答案】B。
【解答】解：AB、热机是把内能转化为机械能的装置，故A不符合题意，B符合题意；
CD、机械工作时肯定有摩擦所以能量在转化的过程中肯定有散失，不可能全部转化，及时机器不断革新，也不能全部转化，故CD不符合题意。
故选：B。
【典例3】（2022•温江区校级模拟）歼﹣20战斗机，是我国自主研发的隐形战斗机，进入世界先进战斗机行列，它的油箱能装10吨燃油，歼﹣20的发动机是 热机 （选填“电动机”或“热机”），工作时将 内 能转化成机械能。
【答案】热机；内。
【解答】解：歼﹣20的发动机是热机，工作时将内能转化成机械能。
故答案为：热机；内。
【变式训练1】（2021秋•顺平县期末）下列机械应用了热机的是（ ）
A．农用三轮车上的柴油机 B．电脑工作一会儿后主机变热
C．电动自行车 D．洗衣机内部的电动机
【答案】A。
【解答】解：
A、农用三轮车上的柴油机是把内能转化成机械能的装置，属于热机，故A符合题意；
B、电脑工作一会儿后主机变热，是电能转化为热能，不属于热机，故B不合题意；
C、电动自行车利用电能工作，不属于热机，故C不合题意；
D、洗衣机内部的电动机，利用电能工作，不属于热机，故D不合题意。
故选：A。
【变式训练2】（2021秋•广丰区期末）燃烧燃料不但可以放出热量还能够做功。人们制造了各种利用内能做功的机械叫做 热 机。生活中的汽油机、电动机和发电机， 汽油机 就属于这种机械。
【答案】热；汽油机。
【解答】解：人们制造了各种利用内能做功的机械叫做热机。生活中的汽油机、电动机和发电机中，汽油机属于热机。
故答案为：热；汽油机。
【变式训练3】（2021秋•南昌期中）在热机中除了蒸汽机、汽车、摩托车之外，交通运输工具中还有 轮船 ；以上这些交通运输工具中， 汽车 属于内燃机。（均写出一个即可）
【答案】轮船；汽车。
【解答】解：（1）飞机、汽车、摩托车、轮船等都是利用热机来工作的。
（2）汽车的燃料在气缸内燃烧，属于内燃机。
故答案为：轮船；汽车。
考点2 内燃机的四个冲程
1、 内燃机是热机的一种，是燃料在汽缸内燃烧的热机，内燃机分为汽油机和柴油机：
（1）汽油机的工作原理：燃料在汽缸中燃烧时，将存储的化学能转变为高温高压的燃气（蒸汽）的内能，又通过燃气（蒸汽）推动活塞做功，由内能转变为机械能；
（2）汽油机的工作流程：内燃机通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的，如图：
①吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸；
②压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内燃料混合物，温度升高；
③做功冲程：在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功；
④排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
（3）工作过程中能量的转化：①压缩冲程：机械能→内能；②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能；
（4）一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周，飞轮转2圈。
【典例4】（2022•东莞市模拟）我国电影近年来涌现出大批优秀的作品，科幻大片《流浪地球》就是其中的佼佼者。如图所示，电影中，为帮助地球脱离木星的吸引，主人公点燃了木星上的可燃气体，从而将地球推离木星。其中“点燃木星”将地球推开的过程相当于内燃机的（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
【答案】C。
【解答】解：“点燃木星”将地球推开，燃料的内能转化为地球机械能，相当于内燃机的做功冲程，
故选：C。
【典例5】（2021秋•安居区期末）图是四冲程汽油机一个工作循环中的两个冲程，下列判断正确的是（ ）

A．甲图为吸气冲程，燃气的内能转化为活塞的机械能
B．乙图为压缩冲程，活塞的机械能转化为燃气的内能
C．甲图为做功冲程，活塞的机械能转化为燃气的内能
D．乙图为排气冲程，燃气的内能转化为活塞的机械能
【答案】B。
【解答】解：如图甲可知，两气门都关闭，活塞下行，火花塞喷出电火花，因此是做功冲程，并将内能转化为机械能；
如图乙可知，两气门都关闭，活塞向上运动，因此是压缩冲程，并将机械能转化为内能；故B正确，ACD错误。
故选：B。
【典例6】（2021春•宝山区期末）最早出现的热机是 蒸汽机 （选填“蒸汽机”或“内燃机”）。四冲程汽油机的一个工作循环中， 压缩 冲程是由活塞对气体做功，气体的温度升高，其实质是将 机械 能转化为 内 能。
【答案】蒸汽机；压缩；机械；内。
【解答】解：（1）人类最早出现的热机是蒸汽机；
（2）四冲程汽油机的一个工作循环中，在压缩冲程中，活塞由下向上压缩气缸内的空气，即对空气做功，机械能转化为内能，使得空气的内能增加，温度升高。
故答案为：蒸汽机；压缩；机械；内。
【典例7】（2021秋•高州市期中）汽油机是热机的一种，如图甲所示是一台单缸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 做功 冲程，其能量转化情况与 乙 （选填“乙”或“丙”）图相同，如果此汽油机每秒内对外做功20次，则汽油机每秒内完成 80 个冲程，飞轮的转速为 2400 r/min。

【答案】做功；乙；80；2400。
【解答】解：（1）两个气门都关闭，活塞向下运动，因此是做功冲程；
（2）乙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。
丙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。
因此与做功冲程原理相同的是乙实验。
（3）汽油机每秒内对外做功20次，完成了80个工作冲程，每分钟做1200次功，飞轮转2400圈，因此飞轮的转速为2400r/min，
故答案为：做功；乙；80；2400。
【变式训练1】（2022•西湖区校级模拟）如图，汽油机处于工作循环中的某个冲程，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
【答案】A。
【解答】解：
由图可知，汽油机的进气门和排气门都是关闭的，活塞上行，可以判断此冲程为压缩冲程，在该冲程中，机械能转化为内能，故A正确。
故选：A。
【变式训练2】（2021秋•建华区期末）在内燃机的四个冲程中（箭头表示活塞运动方向），其中把机械能转化为内能的是（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
【答案】B。
【解答】解：四冲程内燃机的四个冲程依次是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；其中做功冲程是把内能转化为机械能；压缩冲程是把机械能转化为内能。
故选：B。
【变式训练3】（2020秋•冠县期末）如图所示的四幅图，甲、乙实验中与汽油机压缩冲程原理相同的是 乙 图所示的演示的实验；丙、丁两图中表示汽油机做功冲程的是 丙 图。

【答案】乙；丙。
【解答】解：
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；与汽油机的做功冲程原理相同；
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；与汽油机压缩冲程原理相同；
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。
故答案为：乙；丙。
【变式训练4】（2021秋•揭阳期中）一台柴油机飞轮的转速为2400r/min，则在1s内，柴油机完成 80 个冲程；对外做功的次数是 20 。它完成吸气冲程时，吸入气缸里的物质是 空气 。
【答案】80；20；空气。
【解答】解：内燃机的一个工作循环有四个冲程，飞轮转2圈。
单缸四冲程内燃机飞轮的转速为2400r/min＝40r/s，则该柴油机每秒钟转40圈，完成20个工作循环，完成80个冲程，对外做20次功。
柴油机的吸气冲程中，吸入气缸里的物质是空气。
故答案为：80；20；空气。
【变式训练5】（2021秋•仙居县期末）老师用图1所示实验装置，加热试管使水沸腾，发现试管斜上方的小风车开始不停地转动。由此引出以下问题，请利用所学的知识回答。

（1）图1实验中能量转化方式与图2中汽油机的哪个冲程相同？ 丙 。
（2）图2汽油机的工作冲程顺序是丁→ 甲→丙 →乙。
【答案】（1）丙；（2）甲→丙。
【解答】解：（1）由图1知，加热试管使水沸腾，水蒸气推动小风车做功，使之不停地转动；这一过程中内能转化为机械能；
图2中：甲图中汽油机两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能；
乙图中汽油机进气门气门关闭，排气门气门打开，活塞向上运动，属排气冲程，没有能量转化；
丙图中汽油机两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能；
丁图中汽油机排气门气门关闭，进气门气门打开，活塞向下运动，是吸气冲程，没有能量转化；
图1实验中能量转化方式与图2中汽油机的丙冲程相同；
（2）图2汽油机的工作冲程顺序是丁→甲→丙→乙。
故答案为：（1）丙；（2）甲→丙。
考点3 汽油机和柴油机区别
1、汽油机和柴油机区别：
（1）构造区别：汽油机汽缸顶部有火花塞，而柴油机汽缸顶部有喷油嘴。
（2）燃料区别：汽油机燃料是汽油，而柴油机燃料是柴油。
（3）工作区别：
①吸气冲程：汽油机吸进的是汽油和空气的混合物，柴油机吸进的仅仅是空气；
②压缩冲程：汽油机压缩的是汽油和空气的混合物，汽油机压缩的仅仅是空气；
③做功冲程：汽油机用火花塞点火（点燃），柴油机用喷油嘴喷油（压燃）。
【典例8】（2021秋•崆峒区期末）关于柴油机与汽油机的区别，下面叙述错误的是（ ）
A．柴油机的汽缸顶部有一个喷油嘴而没有火花塞
B．柴油机在吸气冲程中吸入的是空气
C．柴油机可应用于轮船
D．汽油机在压缩冲程中对气体的压缩程度更高
【答案】D。
【解答】解：A、汽油机与柴油机的结构上不同：汽油机顶部是个火花塞，柴油机的顶部是喷油嘴，故A正确；
B、工作过程中，柴油机吸入气缸的是空气，故B正确；
C、柴油机比较笨重，可应用于轮船，故C正确；
D、一般柴油机的压缩比比汽油的大得多，且气缸内柴油燃烧要比汽油燃烧更充分，所以柴油机的效率更高一些，故D错误。
故选：D。
【典例9】（2022春•阳信县月考）如图所示，这是一个 柴油机 （选填“柴油机”或“汽油机”）模型。家用汽车一般选用 汽油机 （选填“柴油机”或“汽油机”）做为发动机。

【答案】柴油机；汽油机。
【解答】解：柴油机和汽油机构造上的区别：柴油机气缸顶部有喷油嘴，而汽油机顶部有火花塞，图中顶部是喷油嘴，所以这是一个柴油机的模型；
汽油机轻巧、便利，噪声相对较小，一般家用汽车的发动机是汽油机。
故答案为：柴油机；汽油机。
【变式训练1】（2021秋•衡东县月考）下面关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是（ ）
A．柴油机与汽油机除使用的燃料不同外，在构造上完全相同
B．柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火
C．汽油机与柴油机在吸气冲程中吸进去的气体不同
D．柴油机气缸顶部有个喷油嘴，汽油机气缸顶部有个火花塞
【答案】A。
【解答】解：
A、柴油机气缸顶部有个喷油嘴，没有火花塞，汽油机气缸顶部有个火花塞，没有喷油嘴，所以汽油机与柴油机除使用的燃料不同外，在构造上也不相同，故A错误；
B、柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火，故B正确；
C、汽油机在吸气冲程中吸进去的是汽油和空气的混合气体，柴油机在吸气冲程中吸进去的是空气，故C正确；
D、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D正确。
故选：A。
【变式训练2】（2021秋•南山区校级月考）下列关于汽油机和柴油机的主要区别，其中错误的是（ ）
A．柴油机的上部是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞
B．在做功冲程中，柴油机的点火方式叫点燃式，汽油机的点火方式叫压燃式
C．柴油机比汽油机笨重，但效率高
D．柴油机吸入汽缸的只是空气，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物
【答案】B。
【解答】解：
A、柴油机和汽油机的结构不同：柴油机的气缸上是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞，故A正确；
B、在做功冲程，汽油机顶部有个火花塞，其点火方式叫点燃式，柴油机的点火方式叫压燃式，故B错误；
C、柴油机比汽油机笨重，由于柴油机的点火方式，使得柴油机的效率高一些，故C正确；
D、在吸气冲程，柴油机吸入气缸的只是空气，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，故D正确；
本题选错误的；
故选：B。
【变式训练3】（2022•偃师市校级模拟）汽油机和柴油机在构造上相似，又略有不同。汽油机汽缸顶部有一个 火花塞 ，柴油机汽缸顶部是一个 喷油嘴 。一台四冲程汽油机，每完成4个冲程，飞轮要转 2 圈。
【答案】火花塞；喷油嘴；2。
【解答】解：
汽油机和柴油机在构造上的区别是：汽油机顶部有一个火花塞，柴油机顶部有一个喷油嘴；
四冲程汽油机，每完成4个冲程，飞轮要转2圈。
故答案为：火花塞；喷油嘴；2。
【变式训练4】（2021秋•澧县校级月考）试从热机结构和点火方式回答汽油机和柴油机的区别。当前社会建设非常重视生态环境的保护，许多国家都制定了燃油汽车逐步退出市场的规划，新能源汽车发展前景良好，以电动汽车发展更为突出。试谈一谈电动汽车的优势（请谈两点）。
解：汽油机和柴油机的区别：
结构： 汽油机气缸顶部有火花塞，柴油机气缸顶部是喷油嘴 。
点火方式： 汽油机属于点燃式，柴油机属于压燃式 。
电动汽车的优势： 无尾气排放、不污染大气、噪音小 。
【答案】汽油机气缸顶部有火花塞，柴油机气缸顶部是喷油嘴；汽油机属于点燃式，柴油机属于压燃式；无尾气排放、不污染大气、噪音小。
【解答】解：汽油机和柴油机的区别：
结构上，汽油机气缸顶部有火花塞，柴油机气缸顶部是喷油嘴；
点火方式上，汽油机属于点燃式，柴油机属于压燃式；
电动汽车的优势：无尾气排放，不污染大气；噪音小。
故答案为：汽油机气缸顶部有火花塞，柴油机气缸顶部是喷油嘴；汽油机属于点燃式，柴油机属于压燃式；无尾气排放、不污染大气、噪音小。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2022•温江区模拟）以下机械属于热机的是（ ）
A．喷气发动机 B．滑轮组 C．洗衣机 D．螺旋式千斤顶
【答案】A。
【解答】解：A、喷气发动机是把内能转化成机械能的装置，属于热机，故A符合题意；
B、滑轮组是简单的机械，不属于热机，故B不合题意；
C、洗衣机是电能转化为机械能的装置，不属于热机，故C不合题意；
D、螺旋式千斤顶是利用帕斯卡原理，不属于热机，故D不合题意。
故选：A。
2．（2021•海南）在冬天，人们常常搓手取暖，这个过程中的能量转化与四冲程内燃机的哪个冲程相同（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
【答案】B。
【解答】解：人们在冬天常常搓手取暖，是通过搓手将机械能转化为内能，内能增加，温度升高，手暖和，这是通过做功的方式改变手的内能，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。
故选：B。
3．（2020秋•渠县期末）关于柴油机和汽油机，下列说法错误的是（ ）
A．柴油机以柴油为燃料 B．汽油机以汽油为燃料
C．柴油机顶部有一个喷油嘴 D．汽油机对环境没有污染
【答案】D。
【解答】解：A、柴油机使用的燃料是柴油，故A正确；
B、汽油机的使用的燃料是汽油，故B正确；
C、柴油机气缸顶端有个喷油嘴，汽油机气缸顶端有个火花塞，故C正确；
D、汽油机排放出的SO2和CO2，污染环境，还会形成酸雨，故D错误。
故选：D。
4．（2022•拱墅区一模）光发动机是一种把光能转化为机械能的装置，其核心部分工作原理如图示：带有活塞的密闭化学反应室中有气态物质，当光从窗口射入时，可使气态物质接受光能而反应生成液态物质。而无光照射情况下反应逆向进行，重新生成气态物质。因此可通过控制窗口处射入的光能使气室中的气态物质循环反应，从而推动活塞输出机械能。则光发动机该装置中的活塞向右运动时，相当于选项中汽油机四个冲程中的（ ）
A． B． C． D．
【答案】C。
【解答】解：
由题知，通过控制窗口处射入的光能使气室中的气态物质循环反应，从而推动活塞输出机械能；
这里将光能转化为机械能，使活塞向右运动（气室内的空气对活塞做功），相当于汽油机的做功冲程，此时两个气门关闭，燃气膨胀对活塞做功，使活塞向下运动，观察可知只有C符合题意。
故选：C。
5．（2021秋•高邑县期末）内燃机的发明，使人类的许多梦想得以实现：飞机、汽车、潜艇、坦克等等，都是在内燃机发明之后才研制成功的。下列有关四冲程内燃机的说法正确的是（ ）
A．汽油机和柴油机吸入汽缸的物质相同 B．汽油机和柴油机都通过火花塞点火
C．压缩冲程把内能转化为机械能 D．一个工作循环对外做1次功
【答案】D。
【解答】解：A、柴油机和汽油机在工作过程中，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；
B、汽油机是通过火花塞点火的，而柴油机是通过压燃式点火的，故B错误；
C、压缩冲程中，活塞压缩气体，对气体做功，机械能转化为内能，故C错误；
D、四冲程汽油机和柴油机的一个工作循环，四个冲程，活塞往复运动两次，曲轴连杆转两周，飞轮转两周，只有做功冲程对外做功一次，故D正确。
故选：D。
6．（2021秋•惠阳区校级期中）如图所示为汽油机工作过程的几个乱序示意图，下列说法正确的是（ ）
A．图甲是压缩冲程，内能转化为机械能
B．该内燃机一个工作循环有四个冲程正确的顺序是乙、丁、甲、丙
C．靠惯性完成的冲程是甲、乙、丁
D．丁是做功冲程，把绝大部分的内能转化为机械能
【答案】C。
【解答】解：甲图中一气门关闭，一气门打开，活塞下行，汽缸容积变大，是吸气冲程；乙图中排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；丙图中两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；丁图中两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程；
A、图甲是吸气冲程，没有能量转换，故A错误；
B、该内燃机一个工作循环有四个冲程正确的顺序是甲、丁、丙、乙，故B错误；
C、内燃机的一个工作循环有四个冲程，只有在做功冲程中使机动车获得动力，内能转化为机械能，其它三个冲程均为辅助冲程，依靠惯性完成，即依靠飞轮惯性完成冲程的是甲、乙、丁，故C正确；
D、汽油机的效率约为25%，在做功冲程中，大约有接近四分之一的内能转化为有用的机械能，故D错误。
故选：C。
7．（2020秋•郑州期末）如图a为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，如图b为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断不正确的是（ ）
A．图a中气缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力
B．气缸内的蒸汽推动活塞时，内能减小
C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图A所示的原理相似
D．汽油机一个工作循环的正确顺序是ABCD
【答案】C。
【解答】解：A是吸气冲程、B是压缩冲程、C是做功冲程、D是排气冲程，蒸汽弹射装置是内能转化为机械能，与C图做功冲程相似；
AB、a图中，气缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，其内能减小，同时推动活塞，使舰载机获得巨大的牵引力，该过程中内能转化为机械能，燃气的内能减小，故AB正确；
C、蒸汽弹射装置工作时内能转化为机械能，与汽油机的做功冲程相似，而图A中汽油机的进气门打开，排气门关闭，活塞向下移动，是汽油机的吸气冲程，与蒸汽弹射装置工作时的原理不同，故C错误；
D、四冲程汽油机一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，所以汽油机一个工作循环的正确顺序是ABCD，故D正确。
故选：C。
二、填空题。
8．（2021•隆回县二模）不管是汽油机还是柴油机，都是利用了燃料燃烧后的 内能 转化成机械能。
【答案】内能。
【解答】解：不管是汽油机还是柴油机，都是利用了燃料燃烧后的内能转化成机械能。
故答案为：内能。
9．（2021秋•华容县月考）汽油机和柴油机在构造上的不同之处是：汽油机气缸顶部是 火花塞 ，柴油机气缸顶部是 喷油嘴 。
【答案】火花塞；喷油嘴。
【解答】解：汽油机和柴油机在构造上的区别是：汽油机顶部有一个火花塞，柴油机顶部有一个喷油嘴。
故答案为：火花塞；喷油嘴。
10．（2022•揭阳模拟）如图所示为一辆汽车的发动机四个冲程中的 做功 冲程；为了不让发动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，用水来冷却汽缸是因为水的 比热容 较大。阳江近段时间有关汽车撞伤行人事故频发，据调查，汽车超速和超载是造成重大交通事故的主要原因。当汽车 超载 （选填“超速”或“超载”）时，它的惯性将变大。

【答案】做功；比热容；超载。
【解答】解：（1）图中汽车发动机两气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运行，是做功冲程；
（2）为了避免汽油机在工作时温度升得太高，用水作为冷却剂，因为水的比热容大，即相同质量的水和其他的液体相比较时，升高相同的温度时，水吸收的热量多，故用水冷却效果最好；
（3）惯性大小只跟物体的质量大小有关，质量越大，惯性越大，因此当汽车超载时，质量变大，惯性将变大。
故答案为：做功；比热容；超载。
11．（2022•连山区校级模拟）如图是小明用气球制作“愤怒的小鸟”，当充所的气球松手后，小鸟”快速的飞向前方。这一过程是 内 能转化为机械能，该过程与四冲程内燃机 做功 冲程所包含的能量转化相同；而小鸟两侧的翅膀最好设计成 下平上凸 （选填“上平下凸”或“下平上凸”）的形状，才能为其飞行提供向上的升力。
【答案】内；做功；下平上凸。
【解答】解：（1）气球内的气体向外喷出，气体对外做功，气体的内能转化为球的机械能，球内气体的内能减小、温度降低；
（2）汽油机的做功冲程中，火花塞放电，点燃混合气体，高温高压的燃气推动活塞做功，也是内能转化为机械能。
（3）根据流体压强与流速的关系可知，等质量的空气在相同的时间内同时通过翅膀的上表面和下表面，空气通过翅膀上表面的流速大，压强较小；通过下表面的流速较小，压强大；小鸟受到一个向上的升力，所以小鸟两侧的翅膀最好设计成下平上凸的形状。
故答案为：内；做功；下平上凸。
三、解答题。
12．（2021•铁岭）如图为氢气爆炸实验装置，向纸杯中通入适量的氢气与空气混合，用火柴点燃气体，发生爆炸，纸杯被崩起。请回答下列问题：
（1）爆炸的能量转化情况与汽油机工作时的哪一冲程相同？
（2）请你解释崩起的纸杯为什么能继续向上运动，且运动速度越来越小？

【答案】（1）做功冲程；（2）纸杯具有惯性；纸杯受到竖直向下的重力的作用，做减速运动。
【解答】解：（1）向纸杯中通入适量的氢气与空气混合，用火柴点燃气体，发生爆炸，此过程中化学能转化为内能，纸杯被崩起，燃气的内能转化为了纸杯的机械能，爆炸的能量转化情况与汽油机工作时的做功冲程是相同的；
（2）纸杯被崩起时，具有一定的速度，由于纸杯具有惯性，仍然要向上运动；
纸杯在向上运动的过程中，由于受到竖直向下的重力的作用，所以纸杯会向上做减速运动。
故答案为：（1）做功冲程；（2）纸杯具有惯性；纸杯受到竖直向下的重力的作用，做减速运动。
13．（2021•金州区校级一模）建筑工地上，常常使用“打桩机”将桩贯入地层。如图所示，是一种常见的柴油锤打桩机。它主要由桩锤、桩架、气缸和柱塞等部分组成，工作时利用喷入气缸内的高温高压的雾化柴油燃爆所产生的强大压力驱动锤头工作。请用学过的功和能的知识解释打桩机的工作过程。
【解答】解：柴油在汽缸内燃爆将内能转化为桩锤的机械能，使获得机械能的桩锤上升到较高的高度，此时桩锤具有较大重力势能；接着桩锤在重力作用下加速下落，将重力势能转化为动能；桩锤在撞击地桩前具有较大的动能，接触地桩时对地桩向下做功，将地桩按照设计方位准确地贯人地层。
14．（2020秋•连山区月考）“东风快递，使命必达”。如图是国庆阅兵式上我国首次亮相的高超音速导弹DF﹣17，该导弹采用火箭动力助推火箭。D﹣17的表面层由耐高温材料制成，可防止弹头飞行过程中因高温而损坏。
（1）助推火箭的发动机是否属于热机？
（2）弹头飞行过程中温度升高，发生了什么能量转换？
（3）耐高温材料保护弹头时会发生什么物态变化？
【解答】答：（1）火箭发动机工作时它向后高速喷出气体，从而获得前进的动力，燃料在气缸内部燃烧，属于热机；
（2）DF﹣17弹头飞行过程中与空气发生摩擦，弹头克服摩擦做功，将机械能转化成内能，导致温度升高；
（3）耐高温材料在遇高温时要熔化、汽化而吸收大量的热量，从而防止弹头被烧坏。