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预习模块-第十四章《内能的利用》第2课时.热机-【成长宝典】2025年八升九年级物理暑期升级训练（人教版）
一、选择题
1．（2024九上·黄梅月考）如图所示是一种氮气弹簧的结构简图，氮气弹簧可用于自动开启和关闭汽车后备箱盖。通过设置适当的气压和弹簧力量，氮气弹簧可以帮助后备箱盖在打开时提供足够的支撑力，而在关闭时则提供足够的缓冲力量，使得操作更加轻松和安全。当活塞顶部受到压力向下运动时，下列说法正确的是（　　）
A．缸体内氮气的密度变大
B．缸体内的气体被压紧后，氮气分子不再运动
C．缸体内的气体压强减小
D．该过程中能量的转化方式与汽油机的做功冲程相同
【答案】A
【知识点】热机的四个冲程；压强的大小及其计算
【解析】【解答】A、 活塞顶部受到压力向下运动时，气体的体积减小，质量不变，所以密度变大，A正确；
B、分子每时每刻都在做无规则运动，B错误；
C、气体质量不变，体积减小，压强增加，C错误。
D、 活塞顶部受到压力向下运动时，机械能转化为气体的内能，和压缩冲程相同，D错误；
综上选A。
【分析】1、密度的计算：公式为m=ρv，所以质量不变时，密度和体积成反比，题目重体积减小，所以密度增大；
2、气体经过压缩后，其压强变大；
3、分子热运动的特点：分子无规则运动，肉眼无法观察，常见例子有：气体颜色的改变，味道的扩散；且温度越高，分子热运动速度越快。
2．（2024九上·黄梅月考）热机是利用内能来做功的机器。热机在人类生活中发挥着重要的作用，现代化的工业、农业、军事、交通工具等都靠它提供动力。我国已将发动机研发列为国家重大科技专项，目前已取得重大突破。下列我国“陆、海、空、天”装备中动力机械不属于热机的是（　　）
A．长征序列火箭使用的液氢液氧发动机
B．055大型导弹驱逐舰使用的燃气轮机
C．歼20战机涡扇15使用的煤油发动机
D．中国高铁使用的交流异步牵引电动机
【答案】D
【知识点】热机
【解析】【解答】ABC热机是利用燃料的化学能转化为内能在转化为机械能的装置，题目中ABC 液氢液氧发动机 、 燃气轮机 、 煤油发动机 均属于热机，ABC错误；
D、 交流异步牵引电动机 属于电能转化为机械能，所以D错误。
综上选D。
【分析】热机是利用燃料的化学能转化为机械能的装置，利用 交流异步牵引电动机 属于电能转化为机械能，所以不是热机。
3．（2023九下·蔡甸模拟）如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是（　　）
A．一个工作循环的正确顺序是：甲乙丙丁
B．乙图冲程能获得动力
C．丁图冲程有明显机械能转化为内能的过程
D．丙图冲程存在化学能转化为内能的过程
【答案】C
【知识点】热机；热机的四个冲程
【解析】【解答】A、热机四个冲程的顺序依次为进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，图中甲图中两个气阀都关闭，火花塞点火，活塞下运动，是做功冲程，乙进气口打开属于进气冲程，丙排气口打开属于排气冲程，丁活塞向上运动，所以为压缩冲程，所以四个冲程的正确顺序是乙丁甲丙，故A错误；
B、热机获取动力为做功冲程，所以是图中甲，B错误；
C、 丁图（压缩）冲程有明显机械能转化为内能的过程 ，C正确；
D、 化学能转化为内能 为做功冲程，属于A，D错误。
综上选C。【分析】汽油机四个冲程包括：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，根据特点进行识别。
吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。
4．（2024九上·武汉月考）如图，当向瓶内打气到一定程度，可以看到瓶口的塞子飞出，下列汽油机的四个冲程中发生的能量转化与塞子从瓶口飞出过程的能量转化相同的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】做功改变物体内能；热机的四个冲程
【解析】【解答】瓶塞跳起时，瓶内气体对瓶塞做功，瓶内气体的内能减少，将内能转化为机械能，瓶内气体温度降低。
A．图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，气体不做功，没能量的转化，故A不符合题意；
B．图中进气门排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故B不符合题意；
C．图中进气门排气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，故C符合题意；
D．进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，气体不做功，没能量的转化，故D不符合题意。
故选C。
【分析】改变物体内能的两种方法：对物体做功、热传递，对物体做功物体的内能增加，物体对外做功，物体的内能减少；
汽油机有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，根据进气门和排气门的开关情况和活塞的运动方向来判断冲程的类型，其中压缩冲程中，将机械能转化内能；做功冲程中，将内能转化为机械能。
5．（2024九上·黄石期末）景颇族的祖先曾发明一种活塞式点火器，如图所示，以牛角作套筒，木质推杆前端粘附艾绒。取火时，一手握住套筒，一手猛推推杆，艾绒即燃，随即将杆拔出，口吹立见火苗。手推杆入筒的过程与内燃机工作的哪个冲程相同（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【答案】B
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】取火时，一手握住套筒，一手猛推推杆，艾绒即燃，次过程中封闭的气体被压缩，活塞对气体做功，气体内能增加，将机械能转化为内能，与内燃机的压缩冲程的能量转化相同，故B正确。
故选B。
【分析】外界对物体做功，物体的内能增加；
内燃机压缩冲程能量转化：将机械能转化为内能。
6．（2024九上·大冶月考）如图所示，用酒精灯对试管加热，等水沸腾后，可以看到蒸汽把软木塞顶跑。下列说法正确的是（　　）
A．用酒精灯加热试管，水内能的增加是通过做功的方式实现的
B．蒸气把软木塞顶跑的过程，实现了内能向机械能的转化
C．蒸气把软木塞顶跑的过程，相当于汽油机的排气冲程
D．试管口出现的白雾是水汽化后形成的水蒸气
【答案】B
【知识点】物质的三态；热传递改变物体内能；热机的四个冲程
【解析】【解答】A．热传递是高温物体将热量传给低温物体，酒精灯火焰的温度较高，水温较低，热量从火焰转移到水，通过热传递的方式实现，故A错误；
B．蒸气把软木塞顶跑的过程，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，故B正确。
C、在汽油机的排气冲程中，机械能转化为内能，故C错误；
D．水蒸气把软木塞向上冲起时，水蒸气的内能减少，温度降低，液化为小水滴，在试管口形成“白雾”，故D错误。
故选B。
【分析】根据热传递改变物体内能，物质物态来解答
1、加热，热量从火焰转移到水，通过热传递的方式，使水的内能增加，
2、蒸气把软木塞顶跑的过程，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能
3、水蒸气的内能减少，温度降低，液化为小水滴。
7．（2024九上·孝感月考）上世纪人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示，其工作原理是利用海浪上下起伏将空气吸入气室，推入工作室后再压缩，然后推动涡轮机带动发电机发电。那么（　　）
A．当海水上升时，空气的内能转化为海水的机械能
B．当海水下降时，是活塞吸力将空气吸入气室
C．当海水下降时，空气从气室被推入工作室
D．当海水上升时，S1打开，S2关闭
【答案】D
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】AD．图中，海水上升时，向上压缩气室体积，海水的机械能转化为空气的内能，压强增大，阀门S1开启，阀门S 2关闭，空气推入工作室，类似于汽油机的压缩冲程，故A不符合题意，D符合题意；
BC．海水下降时，气室体积增大，压强减小，在大气压的作用下，阀门S 1关闭，阀门S2开启，空气吸入气室，故BC不符合题意。
故选D。
【分析】根据海水的升降，分析气室内体积，判断压强和气门状态；压缩体积时，机械能转化为内能。
8．（2024九上·武汉月考）图1甲为注射器，在室温恒为T1的环境中，老师快速向下推动活塞压缩针筒内的气体后松手，活塞即刻被向上弹起，此过程中针筒内均处于密封，针筒内物质均处于气态，针筒内气体温度随时间变化图像如图1乙，（由于气体分子间距比较大，此实验过程不考虑分子势能的变化），则说法正确的个数是（　　）
①活塞下压时，是通过做功改变针筒内气体的内能
②t1-t2过程的能量转化与图2中丙相同
③密封气体在t2时刻的内能小于t3时刻的内能
④活塞静止后，密封气体的温度最终保持在 T2
⑤图2丙存在化学能能转化成内能的过程
⑥若图 2 内燃机飞轮转动速度为3600r/ min，则每秒完成涉及内能和机械能相互转化的冲程有30次
A．2个 B．3 个 C．4个 D．5个
【答案】A
【知识点】热机；热机的四个冲程
【解析】【解答】①活塞下压时，压缩气体做功，是通过做功改变针筒内气体的内能，故①正确；
②乙图是内燃机的压缩冲程，该过程是机械能转为内能，应该对应的是密封气体内能增加的那一段过程，即t1～t2过程，故②错误；
③由图知道，密闭气体的质量不变，t2时刻温度比t3时刻的高，因此t2时刻气体内能更大，故③错误；
④装置会与周围的空气发生热传递，最终会与室温平衡，温度相等，所以最终温度为T1，故④错误；
⑤图2丙中，两气门都关闭，活塞下行，是做功冲程，将内能转化为机械能，故⑤正确；
⑥若图2内燃机飞轮转动速度为3600r/min=60r/s；
表示每秒飞轮转动60周，完成30个工作循环，对外做功30次，由于做功冲程将内能转化为机械能、压缩冲程将机械能转化为内能，则每秒完成内能和机械能相互转化的冲程有60次，故⑦错误。
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
【分析】①根据改变物体内能的方式解答；
②根据内燃机的能量转化过程判断；
③内能大小与温度高低有关；
④气体的最终温度与外界温度相平；
⑤根据活塞的运行方向和气门的开合确定冲程名称，弄清能量转化；
⑥四冲程内燃机的一个工作循环中，飞轮转动2圈，对外做功1次。
二、多选题
9．（2019九上·麻城月考）下图是四冲程内燃机某个冲程的示意图。根据图中活塞和曲轴的位置、进气门和排气门的开闭情况，下列分析正确的是（　　）
A．该冲程是吸气冲程
B．该冲程机械能转化为内能
C．该冲程内能转化为机械能
D．该冲程工作时，气缸内气体内能减小
【答案】C,D
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】解：A、由图可知，进气门、排气门都关闭，活塞向下运动，为做功冲程，A不符合题意；BCD、在做功冲程中，气缸内的气体膨胀做功，将气体的内能转化为活塞的机械能，气缸内气体内能减小、温度较低，CD符合题意、B不符合题意。
故答案为：CD。
【分析】四冲程内燃机的四个冲程中只有做功冲程燃料燃烧对外做功，内能转化为机械能，其余三个冲程都是靠惯性完成的。
10．（2019九上·衡阳月考）汽油机和柴油机比较，下列说法中正确的是（　　）
A．柴油机顶部有一个喷油嘴，没有活花塞
B．汽油机的点火方式为点燃式，柴油机是压燃式
C．汽油机比柴油机经济、效率高
D．汽油机吸气冲程中吸进来的是汽油和空气
【答案】A,B,D
【知识点】热机
【解析】【解答】解：A、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正确；
B、汽油机采用点燃式，柴油机采用压燃式，故B正确；
C、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C错误；
D、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D正确．
故选ABD．
【分析】①汽油机和柴油机结构不同之一：汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴．
②汽油机采用点燃式，柴油机采用压燃式；
③柴油机比汽油机的效率高，但不如汽油机轻便；
④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．
11．下列说法正确的是（　　）
A．在四冲程内燃机巾减少废气带走的大量热量可以提高热机效率
B．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
C．沿海地区昼夜温差较小，主要原因是水的比热容较大
D．60℃的水比30℃的水所放出的热量多但比热容相同
【答案】A,C
【知识点】比热容；热机的四个冲程
【解析】【解答】解：A、减少废气带走的大量热量，可以提高用来做有用功的能量占燃料燃烧放出总能量的百分比，从而大大提高热机效率，故A正确；
B、柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油机在吸气冲程中吸入的是空气，在压缩冲程中压缩程度大，做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值大，与热值大小无关，故B错误；
C、根据公式Q=cm△t，当质量（m）相同的不同物质吸收（或放出）相同的热量（Q）后，升高（或降低）的温度△t和比热c成反比，因为水的比热容大，因此白天吸收热量后，温度升的小，而夜晚放出热量后，温度降得也小，故沿海地区的昼夜温差小，故C正确；
D、60℃的水和30℃的水比热容是相同的，但不知道水的质量和末温，所以无法比较放出热量的多少，故D错误．
故选AC．
【分析】（1）充分利用废气带走的能量，从而提高燃料的利用率；
（2）1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值，用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫热机效率；
（3）质量相同的不同物质，吸收（放出）相同的热量后，比热容大的物质温度升高（降低）的小；
（4）根据公式Q=cm△t可求物体放出热量的多少．
　
12．随着人们生活水平的不断提高，汽车作为常用的交通工具逐步步入寻常百姓家．有关汽车中各部件的下列说法，正确的是（　　）
A．汽油机可将内能转化为机械能
B．安全带可以防止紧急刹车时由于惯性造成的伤害
C．汽油机工作时飞轮的作用是带动做功冲程
D．汽车行驶时给蓄电池充电是机械能转化为电能
【答案】A,B
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】解：A、汽油机是热机的一种，它们是将内能转化为机械能的一种装置，故A正确；
B、安全带可以防止紧急刹车时由于惯性造成的伤害，故B正确；
C、汽油机工作时飞轮的作用是靠飞轮的旋转惯性完成吸气、压缩、排气三个冲程 致使整个汽油机能连续运转，故C不正确；
D、汽车行驶时给蓄电池充电时，机械能转化为电能，再转化为为蓄电池的化学能，故D不正确。
故选AB。
【分析】（1）热机是将内能转化为机械能的机器，汽油机是热机的一种；
（2）系安全带其目的是防止惯性带来的伤害；
（3）飞轮是储能或储存惯性的装置，汽油机有吸气、压缩、做功、排气四个冲程．四冲程里里只有做功冲程是将汽油点燃膨胀做功产生能量输出并且带动飞轮旋转，再完成其他的三个冲程 致使整个汽油机能连续运转；
（4）给蓄电池充电的过程是机械能转化为电能，再转化为化学能。
13．随着人们生活水平的不断提高，汽车作为常用的交通工具逐步步入寻常百姓家．有关汽车中各部件的下列说法，正确的是（　　）
A．汽油机可将内能转化为机械能
B．安全带可以防止紧急刹车时由于惯性造成的伤害
C．汽油机工作时飞轮的作用是带动做功冲程
D．汽车驾驶操作杆可以控制转向灯，其作用相当于开关
【答案】A,B,D
【知识点】热机
【解析】【解答】解：A、汽油机是热机的一种，它们是将内能转化为机械能的一种装置，故A正确；
B、安全带可以防止紧急刹车时由于惯性造成的伤害，故B正确；
C、汽油机工作时飞轮的作用是靠飞轮的旋转惯性完成吸气、压缩、排气三个冲程 致使整个汽油机能连续运转，故C不正确；
D、司机拨动方向盘旁的杆子，转向灯才会工作，所以这根杆子起到了开关的作用，故D正确．
故选ABD．
【分析】（1）热机是将内能转化为机械能的机器，汽油机是热机的一种．
（2）司机系安全带其目的是防止惯性带来的伤害．
（3）飞轮是储能或储存惯性的装置 汽油机一般吸气、压缩、做功、排气四个冲程．四冲程里里只有做功冲程是将汽油点燃膨胀做功产生能量输出并且带动飞轮旋转，再完成其他的三个冲程 致使整个汽油机能连续运转．
（4）串联电路，电流只有一条通路，开关控制整个电路，用电器工作时相互影响．
三、实验探究题
14．（2023九上·浠水期中）为了探究做功对物体内能的影响，小明利用注射器、数字温度传感器等器材进行了如图所示探究。
（1）如图甲，在注射器前端筒壁上钻一个小孔，将温度传感器的探头插入注射器内，用密封胶将小孔密封，读出此时温度传感器的示数；
（2）如图乙，用橡皮帽将注射器的注射口堵住，用力向左推动活塞，传感器的示数逐渐增大，说明活塞压缩筒内气体做功，使气体内能　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）；推动活塞过程中，小明感觉十分费力，证明分子间存在　 　力；
（3）快速取下橡皮帽，注射口喷出“白气”，温度传感器示数　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）；此过程中的能量转化与汽油机的　 　冲程相同。
【答案】增大；斥；变小；做功
【知识点】做功改变物体内能；热机；分子间相互作用力
【解析】【解答】（2）活塞压缩筒内气体做功，使气体内能增大， 推动活塞过程中，小明感觉十分费力，证明分子间存在斥力。
（3）快速取下橡皮帽，注射口喷出“白气”，水蒸气液化为小水珠，内能减小，温度降低，内能转化为机械能，做功冲程的能量转换相同。
综上 第1空、 增大； 第2空、斥； 第3空变小； 第4空、做功
【分析】1、改变物体内能的方式有做功和热传递，如钻木取火、搓手取暖，活塞压缩桶内气体属于做功改变物体内能，用酒精灯热水属于热传递改变物体内能，比热容是物体的固有属性，与质量无关
2、做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能
15．（2023九上·宜都月考）汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，其中在压缩冲程中，气体的温度升高，这是通过　 　方式增加内能的。为了降低汽缸体的温度，汽缸外有一个水箱体，使汽缸被水包围着，这是通过　 　的方式减少汽缸内能的。
【答案】做功；热传递
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】在压缩冲程中，活塞压缩气缸内的气体，对气体做功，使得气体的内能增加，这是通过做功的方式增加内能。汽缸被水包围着，可以让水将汽缸产生的热量带走，这是通过热传递的方式改变内能的。
故答案为：做功；热传递。
【分析】汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，其中在压缩冲程中，活塞压缩气体，对气体做功，气体内能增加，温度升高，通过做功的方式增加内能。为了降低汽缸体的温度，汽缸外有一个水套，使汽缸被水包围着，汽缸体放出热量，温度降低、内能减小，这是通过热传递的方式减少汽缸内能的。
四、简答题
16．如图是火箭发动机，火箭前部是储运仓，装载仪器或弹头等，后部箭体内装有燃料箱，氧化剂箱，均有输送泵与之相连，输送泵类似家用煤气炉的减压阀，一方面可控制流量，另一方面还可以减压，通过输送泵后的两管道都进入燃烧室，燃烧室尾部有喷口．
原理：燃料（主要是液氢）和氧化剂（主要是液氧）按2：1的比例输入密闭的燃烧室剧烈燃烧，产生大量高温高压的水蒸气，急剧向后喷出时推动箭体高速飞行．
请回答下列问题：
（1）火箭中为什么使用的是液态的氢和氧而不是气态的氢和氧呢？
（2）在空气喷气发动机的基础上，火箭有哪些改进与提高？
【答案】解：（1）采用压缩的方法使氢气和氧气液化为液态，体积大大减小，便于贮存，装机的容量增加；
（2）第一燃料不同，液氢的热值最大，能获得更多的能量；第二燃烧程度不同，在空气中燃烧，燃烧不充分，在太空，没有空气，所以携带液氧做为氧化剂，解决了燃烧的问题，燃烧的程度也大大提高；第三，把燃气密封起来，通过喷口向外喷出，能量转化的效率提高了很多．
故答案为：（1）主要是因为液化后便于贮存且装机容量更大．
（2）一是自带氧化剂，可以不受大气限制，二是燃料是热值最大的氢，氧是纯的，具有极大的能量和更彻底的燃烧优势，三是将燃气用燃烧室密封起来可以克服空气发动机这方面的缺点，因此火箭的活动范围大为拓展，工作效率也有了很大的提高．
【知识点】热机
【解析】【分析】采用液态的氢和氧是便于贮存，节省空间；和空气发动机相比，燃料不同，燃烧的程度也不同．
17．热机能流图：
【答案】解：
热机能流图：燃料具有化学能，在压缩冲程的末端，燃料燃烧，燃烧时化学能转化为内能，产生高温高压的燃气，推动活塞做功，内能转化为机械能．
故答案为：化学；内；做功；机械．
【知识点】热机
【解析】【分析】热机将燃料的化学能通过燃烧转化为内能；在做功冲程中，内能转化成活塞的机械能．
18．比较汽油机与柴油机的不同点：
汽油机 柴油机
①构造 汽缸顶部有　　 汽缸顶部有　
②燃料 　　
③吸入的气体 　　和　　 只吸入　
④点火方式 　　式 　　式
⑤效率 可达　　　% 可达　%
⑥用途 汽油机震动小、转速
高，适用于轿车和轻型车辆
【答案】解：汽油机与柴油机的不同点：
　 汽油机 柴油机
①构造 汽缸顶部有火花塞 汽缸顶部有喷油嘴
②燃料 汽油 柴油
③吸入的气体 汽油和空气的混合物 只吸入空气
④点火方式 点燃式 压燃式
⑤效率 可达20%～30% 可达30%～45%
⑥用途 汽油机震动小、转速
高，适用于轿车和轻型车辆 柴油机功率大，经济性能好，适用于卡车和大型客车
【知识点】热机
【解析】【分析】根据我们对于汽油机和柴油机的了解来作答．
汽油机是在气缸内燃烧汽油，生成高温高压的燃气，用来推动活塞做功的机器；气缸的顶端有一个火花塞，在压缩冲程末，火花塞冒出电火花；吸气冲程中吸进的是汽油和空气的混合物；效率比较低．
柴油机是在气缸内燃烧柴油，生成高温高压的燃气，用来推动活塞做功的机器；气缸的顶端有一个喷油嘴，在压缩冲程末，喷油嘴喷出雾状的柴油；吸气冲程中吸进的是单纯的空气；效率比较高．
1 / 1预习模块-第十四章《内能的利用》第2课时.热机-【成长宝典】2025年八升九年级物理暑期升级训练（人教版）
一、选择题
1．（2024九上·黄梅月考）如图所示是一种氮气弹簧的结构简图，氮气弹簧可用于自动开启和关闭汽车后备箱盖。通过设置适当的气压和弹簧力量，氮气弹簧可以帮助后备箱盖在打开时提供足够的支撑力，而在关闭时则提供足够的缓冲力量，使得操作更加轻松和安全。当活塞顶部受到压力向下运动时，下列说法正确的是（　　）
A．缸体内氮气的密度变大
B．缸体内的气体被压紧后，氮气分子不再运动
C．缸体内的气体压强减小
D．该过程中能量的转化方式与汽油机的做功冲程相同
2．（2024九上·黄梅月考）热机是利用内能来做功的机器。热机在人类生活中发挥着重要的作用，现代化的工业、农业、军事、交通工具等都靠它提供动力。我国已将发动机研发列为国家重大科技专项，目前已取得重大突破。下列我国“陆、海、空、天”装备中动力机械不属于热机的是（　　）
A．长征序列火箭使用的液氢液氧发动机
B．055大型导弹驱逐舰使用的燃气轮机
C．歼20战机涡扇15使用的煤油发动机
D．中国高铁使用的交流异步牵引电动机
3．（2023九下·蔡甸模拟）如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是（　　）
A．一个工作循环的正确顺序是：甲乙丙丁
B．乙图冲程能获得动力
C．丁图冲程有明显机械能转化为内能的过程
D．丙图冲程存在化学能转化为内能的过程
4．（2024九上·武汉月考）如图，当向瓶内打气到一定程度，可以看到瓶口的塞子飞出，下列汽油机的四个冲程中发生的能量转化与塞子从瓶口飞出过程的能量转化相同的是（　　）
A． B．
C． D．
5．（2024九上·黄石期末）景颇族的祖先曾发明一种活塞式点火器，如图所示，以牛角作套筒，木质推杆前端粘附艾绒。取火时，一手握住套筒，一手猛推推杆，艾绒即燃，随即将杆拔出，口吹立见火苗。手推杆入筒的过程与内燃机工作的哪个冲程相同（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
6．（2024九上·大冶月考）如图所示，用酒精灯对试管加热，等水沸腾后，可以看到蒸汽把软木塞顶跑。下列说法正确的是（　　）
A．用酒精灯加热试管，水内能的增加是通过做功的方式实现的
B．蒸气把软木塞顶跑的过程，实现了内能向机械能的转化
C．蒸气把软木塞顶跑的过程，相当于汽油机的排气冲程
D．试管口出现的白雾是水汽化后形成的水蒸气
7．（2024九上·孝感月考）上世纪人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示，其工作原理是利用海浪上下起伏将空气吸入气室，推入工作室后再压缩，然后推动涡轮机带动发电机发电。那么（　　）
A．当海水上升时，空气的内能转化为海水的机械能
B．当海水下降时，是活塞吸力将空气吸入气室
C．当海水下降时，空气从气室被推入工作室
D．当海水上升时，S1打开，S2关闭
8．（2024九上·武汉月考）图1甲为注射器，在室温恒为T1的环境中，老师快速向下推动活塞压缩针筒内的气体后松手，活塞即刻被向上弹起，此过程中针筒内均处于密封，针筒内物质均处于气态，针筒内气体温度随时间变化图像如图1乙，（由于气体分子间距比较大，此实验过程不考虑分子势能的变化），则说法正确的个数是（　　）
①活塞下压时，是通过做功改变针筒内气体的内能
②t1-t2过程的能量转化与图2中丙相同
③密封气体在t2时刻的内能小于t3时刻的内能
④活塞静止后，密封气体的温度最终保持在 T2
⑤图2丙存在化学能能转化成内能的过程
⑥若图 2 内燃机飞轮转动速度为3600r/ min，则每秒完成涉及内能和机械能相互转化的冲程有30次
A．2个 B．3 个 C．4个 D．5个
二、多选题
9．（2019九上·麻城月考）下图是四冲程内燃机某个冲程的示意图。根据图中活塞和曲轴的位置、进气门和排气门的开闭情况，下列分析正确的是（　　）
A．该冲程是吸气冲程
B．该冲程机械能转化为内能
C．该冲程内能转化为机械能
D．该冲程工作时，气缸内气体内能减小
10．（2019九上·衡阳月考）汽油机和柴油机比较，下列说法中正确的是（　　）
A．柴油机顶部有一个喷油嘴，没有活花塞
B．汽油机的点火方式为点燃式，柴油机是压燃式
C．汽油机比柴油机经济、效率高
D．汽油机吸气冲程中吸进来的是汽油和空气
11．下列说法正确的是（　　）
A．在四冲程内燃机巾减少废气带走的大量热量可以提高热机效率
B．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
C．沿海地区昼夜温差较小，主要原因是水的比热容较大
D．60℃的水比30℃的水所放出的热量多但比热容相同
12．随着人们生活水平的不断提高，汽车作为常用的交通工具逐步步入寻常百姓家．有关汽车中各部件的下列说法，正确的是（　　）
A．汽油机可将内能转化为机械能
B．安全带可以防止紧急刹车时由于惯性造成的伤害
C．汽油机工作时飞轮的作用是带动做功冲程
D．汽车行驶时给蓄电池充电是机械能转化为电能
13．随着人们生活水平的不断提高，汽车作为常用的交通工具逐步步入寻常百姓家．有关汽车中各部件的下列说法，正确的是（　　）
A．汽油机可将内能转化为机械能
B．安全带可以防止紧急刹车时由于惯性造成的伤害
C．汽油机工作时飞轮的作用是带动做功冲程
D．汽车驾驶操作杆可以控制转向灯，其作用相当于开关
三、实验探究题
14．（2023九上·浠水期中）为了探究做功对物体内能的影响，小明利用注射器、数字温度传感器等器材进行了如图所示探究。
（1）如图甲，在注射器前端筒壁上钻一个小孔，将温度传感器的探头插入注射器内，用密封胶将小孔密封，读出此时温度传感器的示数；
（2）如图乙，用橡皮帽将注射器的注射口堵住，用力向左推动活塞，传感器的示数逐渐增大，说明活塞压缩筒内气体做功，使气体内能　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）；推动活塞过程中，小明感觉十分费力，证明分子间存在　 　力；
（3）快速取下橡皮帽，注射口喷出“白气”，温度传感器示数　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）；此过程中的能量转化与汽油机的　 　冲程相同。
15．（2023九上·宜都月考）汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，其中在压缩冲程中，气体的温度升高，这是通过　 　方式增加内能的。为了降低汽缸体的温度，汽缸外有一个水箱体，使汽缸被水包围着，这是通过　 　的方式减少汽缸内能的。
四、简答题
16．如图是火箭发动机，火箭前部是储运仓，装载仪器或弹头等，后部箭体内装有燃料箱，氧化剂箱，均有输送泵与之相连，输送泵类似家用煤气炉的减压阀，一方面可控制流量，另一方面还可以减压，通过输送泵后的两管道都进入燃烧室，燃烧室尾部有喷口．
原理：燃料（主要是液氢）和氧化剂（主要是液氧）按2：1的比例输入密闭的燃烧室剧烈燃烧，产生大量高温高压的水蒸气，急剧向后喷出时推动箭体高速飞行．
请回答下列问题：
（1）火箭中为什么使用的是液态的氢和氧而不是气态的氢和氧呢？
（2）在空气喷气发动机的基础上，火箭有哪些改进与提高？
17．热机能流图：
18．比较汽油机与柴油机的不同点：
汽油机 柴油机
①构造 汽缸顶部有　　 汽缸顶部有　
②燃料 　　
③吸入的气体 　　和　　 只吸入　
④点火方式 　　式 　　式
⑤效率 可达　　　% 可达　%
⑥用途 汽油机震动小、转速
高，适用于轿车和轻型车辆
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】热机的四个冲程；压强的大小及其计算
【解析】【解答】A、 活塞顶部受到压力向下运动时，气体的体积减小，质量不变，所以密度变大，A正确；
B、分子每时每刻都在做无规则运动，B错误；
C、气体质量不变，体积减小，压强增加，C错误。
D、 活塞顶部受到压力向下运动时，机械能转化为气体的内能，和压缩冲程相同，D错误；
综上选A。
【分析】1、密度的计算：公式为m=ρv，所以质量不变时，密度和体积成反比，题目重体积减小，所以密度增大；
2、气体经过压缩后，其压强变大；
3、分子热运动的特点：分子无规则运动，肉眼无法观察，常见例子有：气体颜色的改变，味道的扩散；且温度越高，分子热运动速度越快。
2．【答案】D
【知识点】热机
【解析】【解答】ABC热机是利用燃料的化学能转化为内能在转化为机械能的装置，题目中ABC 液氢液氧发动机 、 燃气轮机 、 煤油发动机 均属于热机，ABC错误；
D、 交流异步牵引电动机 属于电能转化为机械能，所以D错误。
综上选D。
【分析】热机是利用燃料的化学能转化为机械能的装置，利用 交流异步牵引电动机 属于电能转化为机械能，所以不是热机。
3．【答案】C
【知识点】热机；热机的四个冲程
【解析】【解答】A、热机四个冲程的顺序依次为进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，图中甲图中两个气阀都关闭，火花塞点火，活塞下运动，是做功冲程，乙进气口打开属于进气冲程，丙排气口打开属于排气冲程，丁活塞向上运动，所以为压缩冲程，所以四个冲程的正确顺序是乙丁甲丙，故A错误；
B、热机获取动力为做功冲程，所以是图中甲，B错误；
C、 丁图（压缩）冲程有明显机械能转化为内能的过程 ，C正确；
D、 化学能转化为内能 为做功冲程，属于A，D错误。
综上选C。【分析】汽油机四个冲程包括：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，根据特点进行识别。
吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。
4．【答案】C
【知识点】做功改变物体内能；热机的四个冲程
【解析】【解答】瓶塞跳起时，瓶内气体对瓶塞做功，瓶内气体的内能减少，将内能转化为机械能，瓶内气体温度降低。
A．图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，气体不做功，没能量的转化，故A不符合题意；
B．图中进气门排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故B不符合题意；
C．图中进气门排气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，故C符合题意；
D．进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，气体不做功，没能量的转化，故D不符合题意。
故选C。
【分析】改变物体内能的两种方法：对物体做功、热传递，对物体做功物体的内能增加，物体对外做功，物体的内能减少；
汽油机有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，根据进气门和排气门的开关情况和活塞的运动方向来判断冲程的类型，其中压缩冲程中，将机械能转化内能；做功冲程中，将内能转化为机械能。
5．【答案】B
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】取火时，一手握住套筒，一手猛推推杆，艾绒即燃，次过程中封闭的气体被压缩，活塞对气体做功，气体内能增加，将机械能转化为内能，与内燃机的压缩冲程的能量转化相同，故B正确。
故选B。
【分析】外界对物体做功，物体的内能增加；
内燃机压缩冲程能量转化：将机械能转化为内能。
6．【答案】B
【知识点】物质的三态；热传递改变物体内能；热机的四个冲程
【解析】【解答】A．热传递是高温物体将热量传给低温物体，酒精灯火焰的温度较高，水温较低，热量从火焰转移到水，通过热传递的方式实现，故A错误；
B．蒸气把软木塞顶跑的过程，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，故B正确。
C、在汽油机的排气冲程中，机械能转化为内能，故C错误；
D．水蒸气把软木塞向上冲起时，水蒸气的内能减少，温度降低，液化为小水滴，在试管口形成“白雾”，故D错误。
故选B。
【分析】根据热传递改变物体内能，物质物态来解答
1、加热，热量从火焰转移到水，通过热传递的方式，使水的内能增加，
2、蒸气把软木塞顶跑的过程，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能
3、水蒸气的内能减少，温度降低，液化为小水滴。
7．【答案】D
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】AD．图中，海水上升时，向上压缩气室体积，海水的机械能转化为空气的内能，压强增大，阀门S1开启，阀门S 2关闭，空气推入工作室，类似于汽油机的压缩冲程，故A不符合题意，D符合题意；
BC．海水下降时，气室体积增大，压强减小，在大气压的作用下，阀门S 1关闭，阀门S2开启，空气吸入气室，故BC不符合题意。
故选D。
【分析】根据海水的升降，分析气室内体积，判断压强和气门状态；压缩体积时，机械能转化为内能。
8．【答案】A
【知识点】热机；热机的四个冲程
【解析】【解答】①活塞下压时，压缩气体做功，是通过做功改变针筒内气体的内能，故①正确；
②乙图是内燃机的压缩冲程，该过程是机械能转为内能，应该对应的是密封气体内能增加的那一段过程，即t1～t2过程，故②错误；
③由图知道，密闭气体的质量不变，t2时刻温度比t3时刻的高，因此t2时刻气体内能更大，故③错误；
④装置会与周围的空气发生热传递，最终会与室温平衡，温度相等，所以最终温度为T1，故④错误；
⑤图2丙中，两气门都关闭，活塞下行，是做功冲程，将内能转化为机械能，故⑤正确；
⑥若图2内燃机飞轮转动速度为3600r/min=60r/s；
表示每秒飞轮转动60周，完成30个工作循环，对外做功30次，由于做功冲程将内能转化为机械能、压缩冲程将机械能转化为内能，则每秒完成内能和机械能相互转化的冲程有60次，故⑦错误。
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
【分析】①根据改变物体内能的方式解答；
②根据内燃机的能量转化过程判断；
③内能大小与温度高低有关；
④气体的最终温度与外界温度相平；
⑤根据活塞的运行方向和气门的开合确定冲程名称，弄清能量转化；
⑥四冲程内燃机的一个工作循环中，飞轮转动2圈，对外做功1次。
9．【答案】C,D
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】解：A、由图可知，进气门、排气门都关闭，活塞向下运动，为做功冲程，A不符合题意；BCD、在做功冲程中，气缸内的气体膨胀做功，将气体的内能转化为活塞的机械能，气缸内气体内能减小、温度较低，CD符合题意、B不符合题意。
故答案为：CD。
【分析】四冲程内燃机的四个冲程中只有做功冲程燃料燃烧对外做功，内能转化为机械能，其余三个冲程都是靠惯性完成的。
10．【答案】A,B,D
【知识点】热机
【解析】【解答】解：A、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正确；
B、汽油机采用点燃式，柴油机采用压燃式，故B正确；
C、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C错误；
D、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D正确．
故选ABD．
【分析】①汽油机和柴油机结构不同之一：汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴．
②汽油机采用点燃式，柴油机采用压燃式；
③柴油机比汽油机的效率高，但不如汽油机轻便；
④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．
11．【答案】A,C
【知识点】比热容；热机的四个冲程
【解析】【解答】解：A、减少废气带走的大量热量，可以提高用来做有用功的能量占燃料燃烧放出总能量的百分比，从而大大提高热机效率，故A正确；
B、柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油机在吸气冲程中吸入的是空气，在压缩冲程中压缩程度大，做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值大，与热值大小无关，故B错误；
C、根据公式Q=cm△t，当质量（m）相同的不同物质吸收（或放出）相同的热量（Q）后，升高（或降低）的温度△t和比热c成反比，因为水的比热容大，因此白天吸收热量后，温度升的小，而夜晚放出热量后，温度降得也小，故沿海地区的昼夜温差小，故C正确；
D、60℃的水和30℃的水比热容是相同的，但不知道水的质量和末温，所以无法比较放出热量的多少，故D错误．
故选AC．
【分析】（1）充分利用废气带走的能量，从而提高燃料的利用率；
（2）1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值，用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫热机效率；
（3）质量相同的不同物质，吸收（放出）相同的热量后，比热容大的物质温度升高（降低）的小；
（4）根据公式Q=cm△t可求物体放出热量的多少．
　
12．【答案】A,B
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】解：A、汽油机是热机的一种，它们是将内能转化为机械能的一种装置，故A正确；
B、安全带可以防止紧急刹车时由于惯性造成的伤害，故B正确；
C、汽油机工作时飞轮的作用是靠飞轮的旋转惯性完成吸气、压缩、排气三个冲程 致使整个汽油机能连续运转，故C不正确；
D、汽车行驶时给蓄电池充电时，机械能转化为电能，再转化为为蓄电池的化学能，故D不正确。
故选AB。
【分析】（1）热机是将内能转化为机械能的机器，汽油机是热机的一种；
（2）系安全带其目的是防止惯性带来的伤害；
（3）飞轮是储能或储存惯性的装置，汽油机有吸气、压缩、做功、排气四个冲程．四冲程里里只有做功冲程是将汽油点燃膨胀做功产生能量输出并且带动飞轮旋转，再完成其他的三个冲程 致使整个汽油机能连续运转；
（4）给蓄电池充电的过程是机械能转化为电能，再转化为化学能。
13．【答案】A,B,D
【知识点】热机
【解析】【解答】解：A、汽油机是热机的一种，它们是将内能转化为机械能的一种装置，故A正确；
B、安全带可以防止紧急刹车时由于惯性造成的伤害，故B正确；
C、汽油机工作时飞轮的作用是靠飞轮的旋转惯性完成吸气、压缩、排气三个冲程 致使整个汽油机能连续运转，故C不正确；
D、司机拨动方向盘旁的杆子，转向灯才会工作，所以这根杆子起到了开关的作用，故D正确．
故选ABD．
【分析】（1）热机是将内能转化为机械能的机器，汽油机是热机的一种．
（2）司机系安全带其目的是防止惯性带来的伤害．
（3）飞轮是储能或储存惯性的装置 汽油机一般吸气、压缩、做功、排气四个冲程．四冲程里里只有做功冲程是将汽油点燃膨胀做功产生能量输出并且带动飞轮旋转，再完成其他的三个冲程 致使整个汽油机能连续运转．
（4）串联电路，电流只有一条通路，开关控制整个电路，用电器工作时相互影响．
14．【答案】增大；斥；变小；做功
【知识点】做功改变物体内能；热机；分子间相互作用力
【解析】【解答】（2）活塞压缩筒内气体做功，使气体内能增大， 推动活塞过程中，小明感觉十分费力，证明分子间存在斥力。
（3）快速取下橡皮帽，注射口喷出“白气”，水蒸气液化为小水珠，内能减小，温度降低，内能转化为机械能，做功冲程的能量转换相同。
综上 第1空、 增大； 第2空、斥； 第3空变小； 第4空、做功
【分析】1、改变物体内能的方式有做功和热传递，如钻木取火、搓手取暖，活塞压缩桶内气体属于做功改变物体内能，用酒精灯热水属于热传递改变物体内能，比热容是物体的固有属性，与质量无关
2、做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能
15．【答案】做功；热传递
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】在压缩冲程中，活塞压缩气缸内的气体，对气体做功，使得气体的内能增加，这是通过做功的方式增加内能。汽缸被水包围着，可以让水将汽缸产生的热量带走，这是通过热传递的方式改变内能的。
故答案为：做功；热传递。
【分析】汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，其中在压缩冲程中，活塞压缩气体，对气体做功，气体内能增加，温度升高，通过做功的方式增加内能。为了降低汽缸体的温度，汽缸外有一个水套，使汽缸被水包围着，汽缸体放出热量，温度降低、内能减小，这是通过热传递的方式减少汽缸内能的。
16．【答案】解：（1）采用压缩的方法使氢气和氧气液化为液态，体积大大减小，便于贮存，装机的容量增加；
（2）第一燃料不同，液氢的热值最大，能获得更多的能量；第二燃烧程度不同，在空气中燃烧，燃烧不充分，在太空，没有空气，所以携带液氧做为氧化剂，解决了燃烧的问题，燃烧的程度也大大提高；第三，把燃气密封起来，通过喷口向外喷出，能量转化的效率提高了很多．
故答案为：（1）主要是因为液化后便于贮存且装机容量更大．
（2）一是自带氧化剂，可以不受大气限制，二是燃料是热值最大的氢，氧是纯的，具有极大的能量和更彻底的燃烧优势，三是将燃气用燃烧室密封起来可以克服空气发动机这方面的缺点，因此火箭的活动范围大为拓展，工作效率也有了很大的提高．
【知识点】热机
【解析】【分析】采用液态的氢和氧是便于贮存，节省空间；和空气发动机相比，燃料不同，燃烧的程度也不同．
17．【答案】解：
热机能流图：燃料具有化学能，在压缩冲程的末端，燃料燃烧，燃烧时化学能转化为内能，产生高温高压的燃气，推动活塞做功，内能转化为机械能．
故答案为：化学；内；做功；机械．
【知识点】热机
【解析】【分析】热机将燃料的化学能通过燃烧转化为内能；在做功冲程中，内能转化成活塞的机械能．
18．【答案】解：汽油机与柴油机的不同点：
　 汽油机 柴油机
①构造 汽缸顶部有火花塞 汽缸顶部有喷油嘴
②燃料 汽油 柴油
③吸入的气体 汽油和空气的混合物 只吸入空气
④点火方式 点燃式 压燃式
⑤效率 可达20%～30% 可达30%～45%
⑥用途 汽油机震动小、转速
高，适用于轿车和轻型车辆 柴油机功率大，经济性能好，适用于卡车和大型客车
【知识点】热机
【解析】【分析】根据我们对于汽油机和柴油机的了解来作答．
汽油机是在气缸内燃烧汽油，生成高温高压的燃气，用来推动活塞做功的机器；气缸的顶端有一个火花塞，在压缩冲程末，火花塞冒出电火花；吸气冲程中吸进的是汽油和空气的混合物；效率比较低．
柴油机是在气缸内燃烧柴油，生成高温高压的燃气，用来推动活塞做功的机器；气缸的顶端有一个喷油嘴，在压缩冲程末，喷油嘴喷出雾状的柴油；吸气冲程中吸进的是单纯的空气；效率比较高．
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