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沪科版九年级全册第三节 内燃机一课一练
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这是一份沪科版九年级全册第三节 内燃机一课一练，共18页。试卷主要包含了3内燃机等内容，欢迎下载使用。
13.3内燃机
【知识梳理】
一、内燃机
1、定义：利用内能做功的机械叫做热机。
2、原理：燃料燃烧释放化学能产生高温高压气体，推动活塞对外做功转化成机械能。
3、种类：热机的种类有很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气式发动机等。其中燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。根据燃料的不同分为汽油机和柴油机。
二、汽油机与柴油机
1、根据活塞的运动特点及作用不同，将冲程分为四种。
①吸气冲程：进气门开，排气门关。活塞依靠惯性往下运动，吸入汽油与空气的混合物。
②压缩冲程：进气门关，排气门关。活塞依靠惯性往上运动，压缩内部气体，对气体做功，使气体温度升高。
③做功冲程：进气门关，排气门关。在压缩冲程末，做功冲程初火花塞点火，内部气体燃烧产生高温高压气体。高温高压气体对活塞做功，使往下运动，进而实现对外做功。
④排气冲程：进气门关，排气门开。活塞依靠惯性往上运动，排出内部高温气体。（然后进入吸气冲程）
2、比例关系
1个工作循环由4个冲程组成，曲轴要转2圈，对外做功1次
3、柴油机与汽油机的异同
在记忆柴油机与汽油机区别时，注意从结构特点出发进行记忆。
例：火花塞（点火）→点燃式→吸入空气汽油混合物
喷油嘴（不点火）→压燃式→只吸入空气
【易错点】
热机是利用内能来做功的机器，工作过程有吸气、压缩、做功、排气四个冲程。在内燃机冲程分析时，由于图片相似，往往给同学们造成判断的的困难。
【规律总结】
内燃机四冲程的简要判断方法是：一看气门开闭情况，二看指示标志，三看活塞运动方向。活塞向下运动，若进气门打开、排气门关闭为吸气冲程（一般在进气门处标有吸入气体的方向指示箭头）；活塞向下运动，若两气门关闭（且图片上方中常有火花塞点火或喷油嘴喷油标志）为做功冲程；活塞向上运动，若两气门关闭为压缩冲程；活塞向上运动，若进气门关闭、排气门打开（一般在排气门处有排出气体的方向指示箭头）为排气冲程。
做功和热传递都可以使得物体内能改变，做功与热传递在改变内能效果上是一致的。当物体内能发生改变时，有可能是做功造成的，有可能是热传递造成的。
【典例分析】
（2021·辽宁锦州·）如图所示是一台四冲程汽油机工作时某一时刻的示意图，请回答下列问题：
（1）该汽油机此时处于哪个冲程？
（2）在此冲程中发生了怎样的能量转化？
（3）请写出汽油机在工作过程中靠飞轮惯性来完成的任意一个冲程的名称？
【思路小结】
内燃机四冲程的简要判断方法是：一看气门开闭情况，二看指示标志，三看活塞运动方向。本图中，进气门和排气门关闭，活塞上行，因此是压缩冲程。此时活塞压缩缸内气体，对气体做功，使气体内能增大，能量转化为机械能转化为内能。
【真题操练】
1．（2021 江苏淮安）如图所示，将铁丝快速弯折十余次，弯折处温度升高，该过程与四冲程汽油机哪一个冲程能量转化相同？（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
2．（2021 广东）关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（ ）
A．吸气冲程：只吸入空气B．压缩冲程：缸内温度降低
C．做功冲程：气体推动活塞做功D．排气冲程：内能转化为机械能
3．（2021·广西百色·）用酒精灯给试管内的水加热至一定程度，发现塞在试管口的木塞被冲出，如图所示。下列描述正确的是（ ）
A．试管中的水是靠做功的方式增加内能的B．水蒸气对木塞做功，把机械能转化为内能
C．水蒸气对木塞做功，与汽油机做功冲程的原理相同D．水蒸气对木塞做功，水蒸气内能增加
4．（2021 湖南邵阳）小汽车已成为大多数家庭出行代步的工具，其发动机大多数为汽油机，下列有关汽油机的说法正确的是（ ）
A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气B．汽油机的效率一般比柴油机的效率高
C．汽油机的点火方式是压燃式D．汽油机的压缩冲程是把机械能转化为内能
5．（2021 海南）双手相互摩擦时感觉发热，这一过程的能量转化与四冲程汽油机的哪个冲程相同（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
6．（2021·四川遂宁市·九年级期末）如图所示的某单缸四冲程汽油机说法正确的是（ ）
A．飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁
B．四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙乙甲
C．甲图中能量的转化是内能转化为机械能
D．乙图中气缸内气体温度会下降
7．（2019 北京市八年级期末）如图是某赛车紧急刹车时轮胎冒烟的场景，在这个现象中和下图内燃机四个冲程中能量转化方式一致的是（ ）
A．B．C．D．
8．（2021 德州市九年级开学考试）关于汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（ ）
A．汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴
B．汽油机用压燃式点火，柴油机用点燃式点火
C．吸气冲程中，汽油机吸入汽油和空气混合物，柴油机只吸入空气
D．小汽车、摩托车通常用汽油机做发动机；卡车、挖掘机用柴油机做发动机
9．（2020 武汉六中）如图所示是四冲程柴油机的剖面图，其中是做功冲程的是（ ）
A．B．C．D．
10．（2021 江苏九年级期末）如图所示，机械能与内能相互转化的事例中，与图中内燃机工作冲程相同的是（ ）
A．瓶塞飞出 B．搓手取暖
C．压缩气体 D．钻木取火
11．（2021 广东九年级期末）内燃机在压缩冲程末，气缸内的（ ）
A．内能增大，温度升高B．内能不变，温度升高
C．内能减小，温度升高D．内能减小，温度降低
12．（2021 全国九年级课时练习）利用内能可以______，也可以做功。热机是利用内能来做功，把内能转化为______的机器。热机的种类有蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机等。
13．（2021 辽宁）图中是某四冲程内燃机工作循环中的______冲程，此内燃机1秒内对外做功20次，则飞轮转速是______r/min。
14．（2020·新疆昌吉·九年级）目前我国研发出一款新型空气动力汽车，在第十四届中国北京国际科技博览会荣获“最佳发明奖”；它利用压缩空气膨胀推动活塞做功可以提供动力，这种汽车在开动时将空气的_________能转化为_______能，相当于四冲程汽油机的_______冲程，这种汽车与汽油机相比较，其优点是_______。
15．（2020·河北石家庄二十三中）一次烧水过程中，水烧开后，她看到锅盖向上跳动，其原因是水蒸气的___________能转化为锅盖___________能。此过程中，水蒸气的内能改变是通过___________方式实现的。四冲程汽油机工作过程中的___________冲程与上述能量转化过程相同。
16．（2021 辽宁阜新）2021年6月17日，我国运载火箭将“神舟十二号”载人飞船准确送入预定轨道。以火箭为参照物，该飞船是______的；火箭工作时将______能转化为机械能；火箭______热机（选填“属于”或“不属于”）。
17．（2021 长沙市九年级）2021年4月14日，在长沙湘江两岸，上演别开生面的国家安全主题灯光秀，为市民献上视觉盛宴，如图所示为展会中的“走马灯”，点燃底部蜡烛，热空气密度___________，上升驱动扇叶转动，观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来。热空气上升驱动扇叶转动的过程与四冲程汽油机的___________冲程相同。
18．（2021 辽宁）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?
19．（2020 湖南长沙九年级月考）阅读短文，回答问题
美国《大众科学》杂志评出2006-2007年度奇思妙想十大发明，其中最引人注意的是“六冲程汽油机”。
这种汽油机在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。
(1)六冲程汽油机的第五冲程相当于四冲程汽油机的_______冲程；
(2)在第六冲程中，水蒸汽在液化过程中放出热量，内能_______(填“增大”或“减小”或“不变”）；
(3)六冲程汽油机与四冲程汽油机相比，优点是___________________________（写一条即可）。
20．（2020 辽宁葫芦岛）“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｡DF-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？
沪科版九年级
第十三章《内能与热机》
13.3内燃机
【知识梳理】
一、内燃机
1、定义：利用内能做功的机械叫做热机。
2、原理：燃料燃烧释放化学能产生高温高压气体，推动活塞对外做功转化成机械能。
3、种类：热机的种类有很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气式发动机等。其中燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。根据燃料的不同分为汽油机和柴油机。
二、汽油机与柴油机
1、根据活塞的运动特点及作用不同，将冲程分为四种。
①吸气冲程：进气门开，排气门关。活塞依靠惯性往下运动，吸入汽油与空气的混合物。
②压缩冲程：进气门关，排气门关。活塞依靠惯性往上运动，压缩内部气体，对气体做功，使气体温度升高。
③做功冲程：进气门关，排气门关。在压缩冲程末，做功冲程初火花塞点火，内部气体燃烧产生高温高压气体。高温高压气体对活塞做功，使往下运动，进而实现对外做功。
④排气冲程：进气门关，排气门开。活塞依靠惯性往上运动，排出内部高温气体。（然后进入吸气冲程）
2、比例关系
1个工作循环由4个冲程组成，曲轴要转2圈，对外做功1次
3、柴油机与汽油机的异同
在记忆柴油机与汽油机区别时，注意从结构特点出发进行记忆。
例：火花塞（点火）→点燃式→吸入空气汽油混合物
喷油嘴（不点火）→压燃式→只吸入空气
【易错点】
热机是利用内能来做功的机器，工作过程有吸气、压缩、做功、排气四个冲程。在内燃机冲程分析时，由于图片相似，往往给同学们造成判断的的困难。
【规律总结】
内燃机四冲程的简要判断方法是：一看气门开闭情况，二看指示标志，三看活塞运动方向。活塞向下运动，若进气门打开、排气门关闭为吸气冲程（一般在进气门处标有吸入气体的方向指示箭头）；活塞向下运动，若两气门关闭（且图片上方中常有火花塞点火或喷油嘴喷油标志）为做功冲程；活塞向上运动，若两气门关闭为压缩冲程；活塞向上运动，若进气门关闭、排气门打开（一般在排气门处有排出气体的方向指示箭头）为排气冲程。
做功和热传递都可以使得物体内能改变，做功与热传递在改变内能效果上是一致的。当物体内能发生改变时，有可能是做功造成的，有可能是热传递造成的。
【典例分析】
（2021·辽宁锦州·）如图所示是一台四冲程汽油机工作时某一时刻的示意图，请回答下列问题：
（1）该汽油机此时处于哪个冲程？
（2）在此冲程中发生了怎样的能量转化？
（3）请写出汽油机在工作过程中靠飞轮惯性来完成的任意一个冲程的名称？
【答案】（1）压缩冲程；（2）机械能转化为内能；（3）吸气冲程（或压缩冲程、或排气冲程）
【详解】
（1）由图可知，进气门和排气门关闭，活塞上行，因此是压缩冲程。
（2）压缩冲程中，活塞压缩缸内气体，对气体做功，使气体内能增大，能量转化为机械能转化为内能。
（3）除了做功冲程，其它冲程都是依靠飞轮惯性来工作的，即吸气冲程、压缩冲程、排气冲程靠飞轮惯性来完成。
【思路小结】
内燃机四冲程的简要判断方法是：一看气门开闭情况，二看指示标志，三看活塞运动方向。本图中，进气门和排气门关闭，活塞上行，因此是压缩冲程。此时活塞压缩缸内气体，对气体做功，使气体内能增大，能量转化为机械能转化为内能。
【真题操练】
1．（2021 江苏淮安）如图所示，将铁丝快速弯折十余次，弯折处温度升高，该过程与四冲程汽油机哪一个冲程能量转化相同？（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
【答案】B
【解析】
将铁丝快速弯折十余次，弯折处温度升高，该过程属于机械能转化为内能，吸气冲程和排气冲程不涉及能量转化，压缩冲程为机械能转化为内能，做功冲程为内能转化为机械能，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
2．（2021 广东）关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（ ）
A．吸气冲程：只吸入空气B．压缩冲程：缸内温度降低
C．做功冲程：气体推动活塞做功D．排气冲程：内能转化为机械能
【答案】C
【解析】
A．吸气冲程：吸入空气和汽油的混合物，故A错误；B．压缩冲程：活塞压缩混合气做功，缸内气体内能增大，温度升高，故B错误；C．做功冲程：燃烧后的高温高压气体推动活塞做功，内能转化为机械能，故C正确；D．排气冲程：排气门打开，进气门开闭，由飞轮的惯性带曲轴转动，带活塞上移，排出废气，不涉及内能与机械能间的转化，故D错误。故选C。
3．（2021·广西百色·）用酒精灯给试管内的水加热至一定程度，发现塞在试管口的木塞被冲出，如图所示。下列描述正确的是（ ）
A．试管中的水是靠做功的方式增加内能的B．水蒸气对木塞做功，把机械能转化为内能
C．水蒸气对木塞做功，与汽油机做功冲程的原理相同D．水蒸气对木塞做功，水蒸气内能增加
【答案】C
【解析】
A．试管中的水是靠热传递的方式增加内能的，故A错误；B．水蒸气对木塞做功，把内能转化为机械能，故B错误；C．水蒸气对木塞做功，将水蒸气的内能转化为木塞的机械能，与汽油机做功冲程的原理相同，故C正确；D．水蒸气对木塞做功，将水蒸气的内能转化为木塞的机械能，水蒸气的内能减少，故D错误。
故选C。
4．（2021 湖南邵阳）小汽车已成为大多数家庭出行代步的工具，其发动机大多数为汽油机，下列有关汽油机的说法正确的是（ ）
A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气B．汽油机的效率一般比柴油机的效率高
C．汽油机的点火方式是压燃式D．汽油机的压缩冲程是把机械能转化为内能
【答案】D
【解析】
A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物，故A错误；B．柴油机是压燃式，一般是柴油机的效率高，故B错误；C．汽油机的点火方式是用火花塞点火，故C错误；D．汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩空气和汽油的混合物，混合物内能增大，温度升高，是把机械能转化为内能，故D正确。故选D。
5．（2021 海南）双手相互摩擦时感觉发热，这一过程的能量转化与四冲程汽油机的哪个冲程相同（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
【答案】B
【解析】
双手相互摩擦时感觉发热，是克服摩擦做功，机械能转化为内能；汽油机的工作过程中，将机械能转化为内能的是压缩冲程。故选B。
6．（2021·四川遂宁市·九年级期末）如图所示的某单缸四冲程汽油机说法正确的是（ ）
A．飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁
B．四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙乙甲
C．甲图中能量的转化是内能转化为机械能
D．乙图中气缸内气体温度会下降
【答案】D
【解析】
AD．甲图：气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程；乙图：排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，气缸内气体温度会下降；丙图：气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程；丁图：进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程；在热机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程是靠飞轮的惯性完成的，依靠飞轮惯性完成的冲程是：甲、乙、丁冲程，故A错误，D正确；B．热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，即丁甲丙乙，故B错误；C．甲图是压缩冲程，将机械能转化为了内能，故C错误。故选D。
7．（2019 北京市八年级期末）如图是某赛车紧急刹车时轮胎冒烟的场景，在这个现象中和下图内燃机四个冲程中能量转化方式一致的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【解析】
观察图片可知，某赛车紧急刹车时轮胎冒烟时，克服摩擦做功，内能变大，是通过做功的方式改变内能的。
A．图中，两气门都关闭，活塞向上运动，将机械能转化为内能，是压缩冲程，气体的内能变大，故A符合题意；B．图中，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程，该冲程没有能量转化，故B不符合题意；C．图中，两气门都关闭，活塞下行，燃气对活塞做功，内能减小，故C不符合题意；D．图中，进气门开启，活塞下行，是吸气冲程，该冲程没有能量转化，故D不符合题意。故选A。
8．（2021 德州市九年级开学考试）关于汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（ ）
A．汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴
B．汽油机用压燃式点火，柴油机用点燃式点火
C．吸气冲程中，汽油机吸入汽油和空气混合物，柴油机只吸入空气
D．小汽车、摩托车通常用汽油机做发动机；卡车、挖掘机用柴油机做发动机
【答案】B
【解析】
A．汽油机汽缸顶部有火花塞，柴油机汽缸顶部有喷油嘴，故A正确；B．柴油机与汽油机采用的点火方式不同，柴油机采用压燃式，汽油机采用点燃式，故B错误；C．在热机的吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合气体，柴油机吸入的只有空气，故C正确；D．柴油机一般用于大型机械，例如卡车、挖掘机；汽油机用于小型机械，例如小汽车、摩托车，故D正确。故选B。
9．（2020 武汉六中）如图所示是四冲程柴油机的剖面图，其中是做功冲程的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【解析】
A．进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程，故A不符合题意；B．两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，故B符合题意；C．两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，故C不符合题意；D．排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程，故D不符合题意。故选B。
10．（2021 江苏九年级期末）如图所示，机械能与内能相互转化的事例中，与图中内燃机工作冲程相同的是（ ）
A．瓶塞飞出 B．搓手取暖
C．压缩气体 D．钻木取火
【答案】A
【解析】
由图可知，内燃机两气门关闭，活塞下行，是做功冲程，对外做功时，内能转化为机械能；
A．当瓶塞跳起时，同时还能看到瓶口出现“白雾”的现象，说明水蒸气对塞子做功，内能减少，温度降低，这一过程的能量转化为内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程的能量转化相同；故A符合题意；B．搓手取暖是机械能转化为内能，与图中内燃机工作冲程不同，故B不符合题意；C．对气体做功，机械能转化为内能，与图中内燃机工作冲程不同，故C不符合题意；D．钻木取火是机械能转化为内能，与图中内燃机工作冲程不同，故D不符合题意。故选A。
11．（2021 广东九年级期末）内燃机在压缩冲程末，气缸内的（ ）
A．内能增大，温度升高B．内能不变，温度升高
C．内能减小，温度升高D．内能减小，温度降低
【答案】A
【解析】
压缩冲程是活塞压缩气体对气体做功的冲程，气体内能增加，温度升高，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
12．（2021 全国九年级课时练习）利用内能可以______，也可以做功。热机是利用内能来做功，把内能转化为______的机器。热机的种类有蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机等。
【答案】加热 机械能
【解析】
利用内能可以加热，也可以做功。热机是利用内能来做功，把内能转化为机械能的机器。
13．（2021 辽宁）图中是某四冲程内燃机工作循环中的______冲程，此内燃机1秒内对外做功20次，则飞轮转速是______r/min。
【答案】做功 2400
【解析】
[1]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。[2]四冲程内燃机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。
14．（2020·新疆昌吉·九年级）目前我国研发出一款新型空气动力汽车，在第十四届中国北京国际科技博览会荣获“最佳发明奖”；它利用压缩空气膨胀推动活塞做功可以提供动力，这种汽车在开动时将空气的_________能转化为_______能，相当于四冲程汽油机的_______冲程，这种汽车与汽油机相比较，其优点是_______。
【答案】内 机械 做功 无污染
【解析】
新型空气动力汽车利用压缩空气膨胀推动活塞做功可以提供动力，压缩空气膨胀推动活塞做功，使活塞获取机械能，空气的内能转化为活塞的机械能。汽车在开动时将空气的内能转化为机械能，而四冲程汽油机的做功冲程也是把内能转化为机械能，它们的能量转化相同。这种汽车是空气动力汽车，不需要汽油提供能量，那么不会产生污染物质，则与汽油机相比较，其优点是无污染。
15．（2020·河北石家庄二十三中）一次烧水过程中，水烧开后，她看到锅盖向上跳动，其原因是水蒸气的___________能转化为锅盖___________能。此过程中，水蒸气的内能改变是通过___________方式实现的。四冲程汽油机工作过程中的___________冲程与上述能量转化过程相同。
【答案】内 机械 做功 做功
【解析】
水烧开后，锅盖跳动是水蒸气的内能转化为锅盖的机械能。这个过程中，水蒸气对锅盖做功，内能减少。四冲程汽油机的做功冲程与这个能量转化相同。
16．（2021 辽宁阜新）2021年6月17日，我国运载火箭将“神舟十二号”载人飞船准确送入预定轨道。以火箭为参照物，该飞船是______的；火箭工作时将______能转化为机械能；火箭______热机（选填“属于”或“不属于”）。
【答案】静止 内能 属于
【解析】
运载火箭将载人飞船送入预定轨道，以火箭为参照物，飞船的位置不变，是静止的。利用内能做功的机器叫热机，火箭工作时，利用燃料燃烧获得的内能做功，使火箭和飞船升空，将内能转化为机械能，故火箭属于热机。
17．（2021 长沙市九年级）2021年4月14日，在长沙湘江两岸，上演别开生面的国家安全主题灯光秀，为市民献上视觉盛宴，如图所示为展会中的“走马灯”，点燃底部蜡烛，热空气密度___________，上升驱动扇叶转动，观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来。热空气上升驱动扇叶转动的过程与四冲程汽油机的___________冲程相同。
【答案】变小 做功
【解析】
点燃蜡烛时，气体温度升高，热空气就会向上运动，气体的密度变小，运动的热空气推动扇叶转动，运动的热空气对外做功，将内能转化为机械能，该过程和四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同。
18．（2021 辽宁）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）汽油机做功冲程；（2）见详解
【解析】
（1）氢气爆炸实验中，将氢气燃烧释放的内能转化为纸杯的机械能，与汽油机做功冲程相同。（2）由于纸杯具有惯性将保持原来的运动状态不变，由于在竖直方向上受到重力的作用和纸杯在上升的过程中将动能转化为重力势能，高度增大，重力势能增大，动能减小，速度越来越小。
19．（2020 湖南长沙九年级月考）阅读短文，回答问题
美国《大众科学》杂志评出2006-2007年度奇思妙想十大发明，其中最引人注意的是“六冲程汽油机”。
这种汽油机在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。
(1)六冲程汽油机的第五冲程相当于四冲程汽油机的_______冲程；
(2)在第六冲程中，水蒸汽在液化过程中放出热量，内能_______(填“增大”或“减小”或“不变”）；
(3)六冲程汽油机与四冲程汽油机相比，优点是___________________________（写一条即可）。
【答案】做功 减小 提高热机的效率
【解析】
(1)“六冲程汽油机”在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力；由此可知，第五冲程与做功冲程相似，内能转化为机械能。(2)在第六冲程中，水蒸汽在液化过程中放出热量，内能转化为机械能，内能减小。(3)六冲程汽油机与四冲程汽油机相比，优点是提高了热机的效率，节约了能源。
20．（2020 辽宁葫芦岛）“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｡DF-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？
【答案】(1)助燃火箭的发动机属于热机；(2)弹头飞行过程中发生的能量转化是：机械能转化为内能；(3)耐高温材料保护弹头时会发生的物态变化是：熔化、汽化或升华
【解析】
(1)助推火箭的发动机也是热机，因为热机指的是利用内能做功的机械，而助推火箭的发动机是也是利用燃料燃烧来获取动力的。(2)弹头发行过程中，与空气之间有摩擦阻力，在克服摩擦做功时，弹头温度会升高，这是弹头的机械能转化为内能。(3)耐高温材料保护弹头时，会熔化进而汽化或者直接升华，在这些物态变化过程中，吸走大量的热，从而让弹头的温度不至于升得过高。机种
项目
汽油机
柴油机
构造
气缸顶部有火花塞
气缸顶部有喷油嘴
燃料
汽油
柴油
点燃方式
点燃式
压燃式
工作过程
吸气冲程
吸入汽油与空气的混合物
只吸入空气
压缩冲程
燃料被压缩后，缸内压强较高
空气被压缩后，缸内压强很高
做功冲程
压缩冲程末火花塞点火
压缩冲程末喷油嘴喷出雾状柴油
效率
20%—30%
30%—45%
用途
轻巧、体积小，常用于小型汽车、飞机和小型农业器械
笨重、经济、功率大，主要用于载重汽车、轮船、坦克
机种
项目
汽油机
柴油机
构造
气缸顶部有火花塞
气缸顶部有喷油嘴
燃料
汽油
柴油
点燃方式
点燃式
压燃式
工作过程
吸气冲程
吸入汽油与空气的混合物
只吸入空气
压缩冲程
燃料被压缩后，缸内压强较高
空气被压缩后，缸内压强很高
做功冲程
压缩冲程末火花塞点火
压缩冲程末喷油嘴喷出雾状柴油
效率
20%—30%
30%—45%
用途
轻巧、体积小，常用于小型汽车、飞机和小型农业器械
笨重、经济、功率大，主要用于载重汽车、轮船、坦克
13.3内燃机
【知识梳理】
一、内燃机
1、定义：利用内能做功的机械叫做热机。
2、原理：燃料燃烧释放化学能产生高温高压气体，推动活塞对外做功转化成机械能。
3、种类：热机的种类有很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气式发动机等。其中燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。根据燃料的不同分为汽油机和柴油机。
二、汽油机与柴油机
1、根据活塞的运动特点及作用不同，将冲程分为四种。
①吸气冲程：进气门开，排气门关。活塞依靠惯性往下运动，吸入汽油与空气的混合物。
②压缩冲程：进气门关，排气门关。活塞依靠惯性往上运动，压缩内部气体，对气体做功，使气体温度升高。
③做功冲程：进气门关，排气门关。在压缩冲程末，做功冲程初火花塞点火，内部气体燃烧产生高温高压气体。高温高压气体对活塞做功，使往下运动，进而实现对外做功。
④排气冲程：进气门关，排气门开。活塞依靠惯性往上运动，排出内部高温气体。（然后进入吸气冲程）
2、比例关系
1个工作循环由4个冲程组成，曲轴要转2圈，对外做功1次
3、柴油机与汽油机的异同
在记忆柴油机与汽油机区别时，注意从结构特点出发进行记忆。
例：火花塞（点火）→点燃式→吸入空气汽油混合物
喷油嘴（不点火）→压燃式→只吸入空气
【易错点】
热机是利用内能来做功的机器，工作过程有吸气、压缩、做功、排气四个冲程。在内燃机冲程分析时，由于图片相似，往往给同学们造成判断的的困难。
【规律总结】
内燃机四冲程的简要判断方法是：一看气门开闭情况，二看指示标志，三看活塞运动方向。活塞向下运动，若进气门打开、排气门关闭为吸气冲程（一般在进气门处标有吸入气体的方向指示箭头）；活塞向下运动，若两气门关闭（且图片上方中常有火花塞点火或喷油嘴喷油标志）为做功冲程；活塞向上运动，若两气门关闭为压缩冲程；活塞向上运动，若进气门关闭、排气门打开（一般在排气门处有排出气体的方向指示箭头）为排气冲程。
做功和热传递都可以使得物体内能改变，做功与热传递在改变内能效果上是一致的。当物体内能发生改变时，有可能是做功造成的，有可能是热传递造成的。
【典例分析】
（2021·辽宁锦州·）如图所示是一台四冲程汽油机工作时某一时刻的示意图，请回答下列问题：
（1）该汽油机此时处于哪个冲程？
（2）在此冲程中发生了怎样的能量转化？
（3）请写出汽油机在工作过程中靠飞轮惯性来完成的任意一个冲程的名称？
【思路小结】
内燃机四冲程的简要判断方法是：一看气门开闭情况，二看指示标志，三看活塞运动方向。本图中，进气门和排气门关闭，活塞上行，因此是压缩冲程。此时活塞压缩缸内气体，对气体做功，使气体内能增大，能量转化为机械能转化为内能。
【真题操练】
1．（2021 江苏淮安）如图所示，将铁丝快速弯折十余次，弯折处温度升高，该过程与四冲程汽油机哪一个冲程能量转化相同？（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
2．（2021 广东）关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（ ）
A．吸气冲程：只吸入空气B．压缩冲程：缸内温度降低
C．做功冲程：气体推动活塞做功D．排气冲程：内能转化为机械能
3．（2021·广西百色·）用酒精灯给试管内的水加热至一定程度，发现塞在试管口的木塞被冲出，如图所示。下列描述正确的是（ ）
A．试管中的水是靠做功的方式增加内能的B．水蒸气对木塞做功，把机械能转化为内能
C．水蒸气对木塞做功，与汽油机做功冲程的原理相同D．水蒸气对木塞做功，水蒸气内能增加
4．（2021 湖南邵阳）小汽车已成为大多数家庭出行代步的工具，其发动机大多数为汽油机，下列有关汽油机的说法正确的是（ ）
A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气B．汽油机的效率一般比柴油机的效率高
C．汽油机的点火方式是压燃式D．汽油机的压缩冲程是把机械能转化为内能
5．（2021 海南）双手相互摩擦时感觉发热，这一过程的能量转化与四冲程汽油机的哪个冲程相同（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
6．（2021·四川遂宁市·九年级期末）如图所示的某单缸四冲程汽油机说法正确的是（ ）
A．飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁
B．四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙乙甲
C．甲图中能量的转化是内能转化为机械能
D．乙图中气缸内气体温度会下降
7．（2019 北京市八年级期末）如图是某赛车紧急刹车时轮胎冒烟的场景，在这个现象中和下图内燃机四个冲程中能量转化方式一致的是（ ）
A．B．C．D．
8．（2021 德州市九年级开学考试）关于汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（ ）
A．汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴
B．汽油机用压燃式点火，柴油机用点燃式点火
C．吸气冲程中，汽油机吸入汽油和空气混合物，柴油机只吸入空气
D．小汽车、摩托车通常用汽油机做发动机；卡车、挖掘机用柴油机做发动机
9．（2020 武汉六中）如图所示是四冲程柴油机的剖面图，其中是做功冲程的是（ ）
A．B．C．D．
10．（2021 江苏九年级期末）如图所示，机械能与内能相互转化的事例中，与图中内燃机工作冲程相同的是（ ）
A．瓶塞飞出 B．搓手取暖
C．压缩气体 D．钻木取火
11．（2021 广东九年级期末）内燃机在压缩冲程末，气缸内的（ ）
A．内能增大，温度升高B．内能不变，温度升高
C．内能减小，温度升高D．内能减小，温度降低
12．（2021 全国九年级课时练习）利用内能可以______，也可以做功。热机是利用内能来做功，把内能转化为______的机器。热机的种类有蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机等。
13．（2021 辽宁）图中是某四冲程内燃机工作循环中的______冲程，此内燃机1秒内对外做功20次，则飞轮转速是______r/min。
14．（2020·新疆昌吉·九年级）目前我国研发出一款新型空气动力汽车，在第十四届中国北京国际科技博览会荣获“最佳发明奖”；它利用压缩空气膨胀推动活塞做功可以提供动力，这种汽车在开动时将空气的_________能转化为_______能，相当于四冲程汽油机的_______冲程，这种汽车与汽油机相比较，其优点是_______。
15．（2020·河北石家庄二十三中）一次烧水过程中，水烧开后，她看到锅盖向上跳动，其原因是水蒸气的___________能转化为锅盖___________能。此过程中，水蒸气的内能改变是通过___________方式实现的。四冲程汽油机工作过程中的___________冲程与上述能量转化过程相同。
16．（2021 辽宁阜新）2021年6月17日，我国运载火箭将“神舟十二号”载人飞船准确送入预定轨道。以火箭为参照物，该飞船是______的；火箭工作时将______能转化为机械能；火箭______热机（选填“属于”或“不属于”）。
17．（2021 长沙市九年级）2021年4月14日，在长沙湘江两岸，上演别开生面的国家安全主题灯光秀，为市民献上视觉盛宴，如图所示为展会中的“走马灯”，点燃底部蜡烛，热空气密度___________，上升驱动扇叶转动，观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来。热空气上升驱动扇叶转动的过程与四冲程汽油机的___________冲程相同。
18．（2021 辽宁）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?
19．（2020 湖南长沙九年级月考）阅读短文，回答问题
美国《大众科学》杂志评出2006-2007年度奇思妙想十大发明，其中最引人注意的是“六冲程汽油机”。
这种汽油机在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。
(1)六冲程汽油机的第五冲程相当于四冲程汽油机的_______冲程；
(2)在第六冲程中，水蒸汽在液化过程中放出热量，内能_______(填“增大”或“减小”或“不变”）；
(3)六冲程汽油机与四冲程汽油机相比，优点是___________________________（写一条即可）。
20．（2020 辽宁葫芦岛）“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｡DF-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？
沪科版九年级
第十三章《内能与热机》
13.3内燃机
【知识梳理】
一、内燃机
1、定义：利用内能做功的机械叫做热机。
2、原理：燃料燃烧释放化学能产生高温高压气体，推动活塞对外做功转化成机械能。
3、种类：热机的种类有很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气式发动机等。其中燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。根据燃料的不同分为汽油机和柴油机。
二、汽油机与柴油机
1、根据活塞的运动特点及作用不同，将冲程分为四种。
①吸气冲程：进气门开，排气门关。活塞依靠惯性往下运动，吸入汽油与空气的混合物。
②压缩冲程：进气门关，排气门关。活塞依靠惯性往上运动，压缩内部气体，对气体做功，使气体温度升高。
③做功冲程：进气门关，排气门关。在压缩冲程末，做功冲程初火花塞点火，内部气体燃烧产生高温高压气体。高温高压气体对活塞做功，使往下运动，进而实现对外做功。
④排气冲程：进气门关，排气门开。活塞依靠惯性往上运动，排出内部高温气体。（然后进入吸气冲程）
2、比例关系
1个工作循环由4个冲程组成，曲轴要转2圈，对外做功1次
3、柴油机与汽油机的异同
在记忆柴油机与汽油机区别时，注意从结构特点出发进行记忆。
例：火花塞（点火）→点燃式→吸入空气汽油混合物
喷油嘴（不点火）→压燃式→只吸入空气
【易错点】
热机是利用内能来做功的机器，工作过程有吸气、压缩、做功、排气四个冲程。在内燃机冲程分析时，由于图片相似，往往给同学们造成判断的的困难。
【规律总结】
内燃机四冲程的简要判断方法是：一看气门开闭情况，二看指示标志，三看活塞运动方向。活塞向下运动，若进气门打开、排气门关闭为吸气冲程（一般在进气门处标有吸入气体的方向指示箭头）；活塞向下运动，若两气门关闭（且图片上方中常有火花塞点火或喷油嘴喷油标志）为做功冲程；活塞向上运动，若两气门关闭为压缩冲程；活塞向上运动，若进气门关闭、排气门打开（一般在排气门处有排出气体的方向指示箭头）为排气冲程。
做功和热传递都可以使得物体内能改变，做功与热传递在改变内能效果上是一致的。当物体内能发生改变时，有可能是做功造成的，有可能是热传递造成的。
【典例分析】
（2021·辽宁锦州·）如图所示是一台四冲程汽油机工作时某一时刻的示意图，请回答下列问题：
（1）该汽油机此时处于哪个冲程？
（2）在此冲程中发生了怎样的能量转化？
（3）请写出汽油机在工作过程中靠飞轮惯性来完成的任意一个冲程的名称？
【答案】（1）压缩冲程；（2）机械能转化为内能；（3）吸气冲程（或压缩冲程、或排气冲程）
【详解】
（1）由图可知，进气门和排气门关闭，活塞上行，因此是压缩冲程。
（2）压缩冲程中，活塞压缩缸内气体，对气体做功，使气体内能增大，能量转化为机械能转化为内能。
（3）除了做功冲程，其它冲程都是依靠飞轮惯性来工作的，即吸气冲程、压缩冲程、排气冲程靠飞轮惯性来完成。
【思路小结】
内燃机四冲程的简要判断方法是：一看气门开闭情况，二看指示标志，三看活塞运动方向。本图中，进气门和排气门关闭，活塞上行，因此是压缩冲程。此时活塞压缩缸内气体，对气体做功，使气体内能增大，能量转化为机械能转化为内能。
【真题操练】
1．（2021 江苏淮安）如图所示，将铁丝快速弯折十余次，弯折处温度升高，该过程与四冲程汽油机哪一个冲程能量转化相同？（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
【答案】B
【解析】
将铁丝快速弯折十余次，弯折处温度升高，该过程属于机械能转化为内能，吸气冲程和排气冲程不涉及能量转化，压缩冲程为机械能转化为内能，做功冲程为内能转化为机械能，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
2．（2021 广东）关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（ ）
A．吸气冲程：只吸入空气B．压缩冲程：缸内温度降低
C．做功冲程：气体推动活塞做功D．排气冲程：内能转化为机械能
【答案】C
【解析】
A．吸气冲程：吸入空气和汽油的混合物，故A错误；B．压缩冲程：活塞压缩混合气做功，缸内气体内能增大，温度升高，故B错误；C．做功冲程：燃烧后的高温高压气体推动活塞做功，内能转化为机械能，故C正确；D．排气冲程：排气门打开，进气门开闭，由飞轮的惯性带曲轴转动，带活塞上移，排出废气，不涉及内能与机械能间的转化，故D错误。故选C。
3．（2021·广西百色·）用酒精灯给试管内的水加热至一定程度，发现塞在试管口的木塞被冲出，如图所示。下列描述正确的是（ ）
A．试管中的水是靠做功的方式增加内能的B．水蒸气对木塞做功，把机械能转化为内能
C．水蒸气对木塞做功，与汽油机做功冲程的原理相同D．水蒸气对木塞做功，水蒸气内能增加
【答案】C
【解析】
A．试管中的水是靠热传递的方式增加内能的，故A错误；B．水蒸气对木塞做功，把内能转化为机械能，故B错误；C．水蒸气对木塞做功，将水蒸气的内能转化为木塞的机械能，与汽油机做功冲程的原理相同，故C正确；D．水蒸气对木塞做功，将水蒸气的内能转化为木塞的机械能，水蒸气的内能减少，故D错误。
故选C。
4．（2021 湖南邵阳）小汽车已成为大多数家庭出行代步的工具，其发动机大多数为汽油机，下列有关汽油机的说法正确的是（ ）
A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气B．汽油机的效率一般比柴油机的效率高
C．汽油机的点火方式是压燃式D．汽油机的压缩冲程是把机械能转化为内能
【答案】D
【解析】
A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物，故A错误；B．柴油机是压燃式，一般是柴油机的效率高，故B错误；C．汽油机的点火方式是用火花塞点火，故C错误；D．汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩空气和汽油的混合物，混合物内能增大，温度升高，是把机械能转化为内能，故D正确。故选D。
5．（2021 海南）双手相互摩擦时感觉发热，这一过程的能量转化与四冲程汽油机的哪个冲程相同（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
【答案】B
【解析】
双手相互摩擦时感觉发热，是克服摩擦做功，机械能转化为内能；汽油机的工作过程中，将机械能转化为内能的是压缩冲程。故选B。
6．（2021·四川遂宁市·九年级期末）如图所示的某单缸四冲程汽油机说法正确的是（ ）
A．飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁
B．四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙乙甲
C．甲图中能量的转化是内能转化为机械能
D．乙图中气缸内气体温度会下降
【答案】D
【解析】
AD．甲图：气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程；乙图：排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，气缸内气体温度会下降；丙图：气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程；丁图：进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程；在热机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程是靠飞轮的惯性完成的，依靠飞轮惯性完成的冲程是：甲、乙、丁冲程，故A错误，D正确；B．热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，即丁甲丙乙，故B错误；C．甲图是压缩冲程，将机械能转化为了内能，故C错误。故选D。
7．（2019 北京市八年级期末）如图是某赛车紧急刹车时轮胎冒烟的场景，在这个现象中和下图内燃机四个冲程中能量转化方式一致的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【解析】
观察图片可知，某赛车紧急刹车时轮胎冒烟时，克服摩擦做功，内能变大，是通过做功的方式改变内能的。
A．图中，两气门都关闭，活塞向上运动，将机械能转化为内能，是压缩冲程，气体的内能变大，故A符合题意；B．图中，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程，该冲程没有能量转化，故B不符合题意；C．图中，两气门都关闭，活塞下行，燃气对活塞做功，内能减小，故C不符合题意；D．图中，进气门开启，活塞下行，是吸气冲程，该冲程没有能量转化，故D不符合题意。故选A。
8．（2021 德州市九年级开学考试）关于汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（ ）
A．汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴
B．汽油机用压燃式点火，柴油机用点燃式点火
C．吸气冲程中，汽油机吸入汽油和空气混合物，柴油机只吸入空气
D．小汽车、摩托车通常用汽油机做发动机；卡车、挖掘机用柴油机做发动机
【答案】B
【解析】
A．汽油机汽缸顶部有火花塞，柴油机汽缸顶部有喷油嘴，故A正确；B．柴油机与汽油机采用的点火方式不同，柴油机采用压燃式，汽油机采用点燃式，故B错误；C．在热机的吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合气体，柴油机吸入的只有空气，故C正确；D．柴油机一般用于大型机械，例如卡车、挖掘机；汽油机用于小型机械，例如小汽车、摩托车，故D正确。故选B。
9．（2020 武汉六中）如图所示是四冲程柴油机的剖面图，其中是做功冲程的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【解析】
A．进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程，故A不符合题意；B．两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，故B符合题意；C．两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，故C不符合题意；D．排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程，故D不符合题意。故选B。
10．（2021 江苏九年级期末）如图所示，机械能与内能相互转化的事例中，与图中内燃机工作冲程相同的是（ ）
A．瓶塞飞出 B．搓手取暖
C．压缩气体 D．钻木取火
【答案】A
【解析】
由图可知，内燃机两气门关闭，活塞下行，是做功冲程，对外做功时，内能转化为机械能；
A．当瓶塞跳起时，同时还能看到瓶口出现“白雾”的现象，说明水蒸气对塞子做功，内能减少，温度降低，这一过程的能量转化为内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程的能量转化相同；故A符合题意；B．搓手取暖是机械能转化为内能，与图中内燃机工作冲程不同，故B不符合题意；C．对气体做功，机械能转化为内能，与图中内燃机工作冲程不同，故C不符合题意；D．钻木取火是机械能转化为内能，与图中内燃机工作冲程不同，故D不符合题意。故选A。
11．（2021 广东九年级期末）内燃机在压缩冲程末，气缸内的（ ）
A．内能增大，温度升高B．内能不变，温度升高
C．内能减小，温度升高D．内能减小，温度降低
【答案】A
【解析】
压缩冲程是活塞压缩气体对气体做功的冲程，气体内能增加，温度升高，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
12．（2021 全国九年级课时练习）利用内能可以______，也可以做功。热机是利用内能来做功，把内能转化为______的机器。热机的种类有蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机等。
【答案】加热 机械能
【解析】
利用内能可以加热，也可以做功。热机是利用内能来做功，把内能转化为机械能的机器。
13．（2021 辽宁）图中是某四冲程内燃机工作循环中的______冲程，此内燃机1秒内对外做功20次，则飞轮转速是______r/min。
【答案】做功 2400
【解析】
[1]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。[2]四冲程内燃机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。
14．（2020·新疆昌吉·九年级）目前我国研发出一款新型空气动力汽车，在第十四届中国北京国际科技博览会荣获“最佳发明奖”；它利用压缩空气膨胀推动活塞做功可以提供动力，这种汽车在开动时将空气的_________能转化为_______能，相当于四冲程汽油机的_______冲程，这种汽车与汽油机相比较，其优点是_______。
【答案】内 机械 做功 无污染
【解析】
新型空气动力汽车利用压缩空气膨胀推动活塞做功可以提供动力，压缩空气膨胀推动活塞做功，使活塞获取机械能，空气的内能转化为活塞的机械能。汽车在开动时将空气的内能转化为机械能，而四冲程汽油机的做功冲程也是把内能转化为机械能，它们的能量转化相同。这种汽车是空气动力汽车，不需要汽油提供能量，那么不会产生污染物质，则与汽油机相比较，其优点是无污染。
15．（2020·河北石家庄二十三中）一次烧水过程中，水烧开后，她看到锅盖向上跳动，其原因是水蒸气的___________能转化为锅盖___________能。此过程中，水蒸气的内能改变是通过___________方式实现的。四冲程汽油机工作过程中的___________冲程与上述能量转化过程相同。
【答案】内 机械 做功 做功
【解析】
水烧开后，锅盖跳动是水蒸气的内能转化为锅盖的机械能。这个过程中，水蒸气对锅盖做功，内能减少。四冲程汽油机的做功冲程与这个能量转化相同。
16．（2021 辽宁阜新）2021年6月17日，我国运载火箭将“神舟十二号”载人飞船准确送入预定轨道。以火箭为参照物，该飞船是______的；火箭工作时将______能转化为机械能；火箭______热机（选填“属于”或“不属于”）。
【答案】静止 内能 属于
【解析】
运载火箭将载人飞船送入预定轨道，以火箭为参照物，飞船的位置不变，是静止的。利用内能做功的机器叫热机，火箭工作时，利用燃料燃烧获得的内能做功，使火箭和飞船升空，将内能转化为机械能，故火箭属于热机。
17．（2021 长沙市九年级）2021年4月14日，在长沙湘江两岸，上演别开生面的国家安全主题灯光秀，为市民献上视觉盛宴，如图所示为展会中的“走马灯”，点燃底部蜡烛，热空气密度___________，上升驱动扇叶转动，观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来。热空气上升驱动扇叶转动的过程与四冲程汽油机的___________冲程相同。
【答案】变小 做功
【解析】
点燃蜡烛时，气体温度升高，热空气就会向上运动，气体的密度变小，运动的热空气推动扇叶转动，运动的热空气对外做功，将内能转化为机械能，该过程和四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同。
18．（2021 辽宁）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）汽油机做功冲程；（2）见详解
【解析】
（1）氢气爆炸实验中，将氢气燃烧释放的内能转化为纸杯的机械能，与汽油机做功冲程相同。（2）由于纸杯具有惯性将保持原来的运动状态不变，由于在竖直方向上受到重力的作用和纸杯在上升的过程中将动能转化为重力势能，高度增大，重力势能增大，动能减小，速度越来越小。
19．（2020 湖南长沙九年级月考）阅读短文，回答问题
美国《大众科学》杂志评出2006-2007年度奇思妙想十大发明，其中最引人注意的是“六冲程汽油机”。
这种汽油机在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。
(1)六冲程汽油机的第五冲程相当于四冲程汽油机的_______冲程；
(2)在第六冲程中，水蒸汽在液化过程中放出热量，内能_______(填“增大”或“减小”或“不变”）；
(3)六冲程汽油机与四冲程汽油机相比，优点是___________________________（写一条即可）。
【答案】做功 减小 提高热机的效率
【解析】
(1)“六冲程汽油机”在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力；由此可知，第五冲程与做功冲程相似，内能转化为机械能。(2)在第六冲程中，水蒸汽在液化过程中放出热量，内能转化为机械能，内能减小。(3)六冲程汽油机与四冲程汽油机相比，优点是提高了热机的效率，节约了能源。
20．（2020 辽宁葫芦岛）“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｡DF-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？
【答案】(1)助燃火箭的发动机属于热机；(2)弹头飞行过程中发生的能量转化是：机械能转化为内能；(3)耐高温材料保护弹头时会发生的物态变化是：熔化、汽化或升华
【解析】
(1)助推火箭的发动机也是热机，因为热机指的是利用内能做功的机械，而助推火箭的发动机是也是利用燃料燃烧来获取动力的。(2)弹头发行过程中，与空气之间有摩擦阻力，在克服摩擦做功时，弹头温度会升高，这是弹头的机械能转化为内能。(3)耐高温材料保护弹头时，会熔化进而汽化或者直接升华，在这些物态变化过程中，吸走大量的热，从而让弹头的温度不至于升得过高。机种
项目
汽油机
柴油机
构造
气缸顶部有火花塞
气缸顶部有喷油嘴
燃料
汽油
柴油
点燃方式
点燃式
压燃式
工作过程
吸气冲程
吸入汽油与空气的混合物
只吸入空气
压缩冲程
燃料被压缩后，缸内压强较高
空气被压缩后，缸内压强很高
做功冲程
压缩冲程末火花塞点火
压缩冲程末喷油嘴喷出雾状柴油
效率
20%—30%
30%—45%
用途
轻巧、体积小，常用于小型汽车、飞机和小型农业器械
笨重、经济、功率大，主要用于载重汽车、轮船、坦克
机种
项目
汽油机
柴油机
构造
气缸顶部有火花塞
气缸顶部有喷油嘴
燃料
汽油
柴油
点燃方式
点燃式
压燃式
工作过程
吸气冲程
吸入汽油与空气的混合物
只吸入空气
压缩冲程
燃料被压缩后，缸内压强较高
空气被压缩后，缸内压强很高
做功冲程
压缩冲程末火花塞点火
压缩冲程末喷油嘴喷出雾状柴油
效率
20%—30%
30%—45%
用途
轻巧、体积小，常用于小型汽车、飞机和小型农业器械
笨重、经济、功率大，主要用于载重汽车、轮船、坦克
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