人教版广东省深圳市初中物理八升九暑期衔接专题9：热机
一、单选题
1．（2023·龙子湖模拟）“摩擦生热”是生活中常见的现象，关于该现象，下列判断正确的是（ ）
A．“摩擦生热”中的“热”是指热量
B．“摩擦生热”是通过做功的方式改变物体的内能
C．“摩擦生热”的能量转化与四冲程汽油机做功冲程相同
D．“摩擦生热”的实质是内能的转移
2．（2023九上·驿城期末）内燃机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是（ ）
A．压缩冲程 B．吸气冲程 C．排气冲程 D．做功冲程
3．（2023·大庆模拟）如图表示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图，其中压缩冲程是（ ）
A．A B．B C．C D．D
4．（2023·合肥模拟）如图所示，甲、乙、丙、丁是单缸内燃机一个工作循环的四个冲程，该内燃机工作时飞轮转速为。以下说法正确的是（ ）
A．该内燃机四个冲程正确的顺序是丙、甲、丁、乙
B．该内燃机每秒完成次做功冲程
C．丁冲程发生的能量转化为机械能转化为内能
D．甲、乙、丁三个冲程是靠飞轮的惯性完成的
5．（2023·岳池模拟）如图所示，在试管里盛适量的水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。下列说法正确的是（ ）
A．水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度升高
B．“白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的压缩冲程
C．玻璃管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气
D．实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大
6．（2023·政和模拟）如图所示，生活中常见热水瓶的软木塞跳起现象，与下列四冲程汽油机的冲程图中具有同样的能量转化的是（ ）
A． B．
C． D．
7．（2022九上·长汀月考）如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是（ ）
A．做功冲程中，实现了机械能向内能转化
B．吸气冲程中，只有汽油进入汽缸
C．压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能增大
D．排气冲程中，废气不会带走燃料释放的能量
8．（2022九上·陈仓期中）某单缸四冲程汽油机的转速是600r/min，则下列说法正确的是（ ）
A．1min内燃机对外做了600次功 B．1s内完成了10个工作循环
C．燃气做一次功的时间间隔是0.2s D．1s内活塞共来回20次
9．（2022九上·永定期中）关于汽油机和柴油机的区别，下列说法正确的是（ ）
A．汽油机有喷油嘴，柴油机有火花塞
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，汽油机只吸入空气，柴油机吸入柴油和空气混合物
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
10．（2022九上·青岛期中）火箭喷气发动机是利用燃料在燃烧室中燃烧，经喷管燃气向后高速喷出，从而获得向前的动力。下列内燃机四个冲程工作时，其原理跟火箭发动机燃烧室工作时原理一致的是( )
A． B．
C． D．
11．（2022·日照）喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图甲）；扭转瓶子（如图乙）；轻轻扰动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾（如图丙）。图乙和图丙所示的过程，分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似，这两个冲程是（ ）
A．吸气冲程和压缩冲程 B．压缩冲程和做功冲程
C．做功冲程和排气冲程 D．压缩冲程和排气冲程
12．（2022·龙江模拟）小明家买的新车有6只汽缸，但工作原理还是四冲程的内燃机，下列有关四冲程的内燃机工作过程，下列说法正确的是（ ）
①压缩冲程，汽缸内气体被压缩，机械能转化为内能
②做功冲程中，内能转化为机械能
③只有做功冲程是燃气对外做功，所以其他3个冲程可有可无
④该汽油机转速3000转/分，则每秒钟做功25次
A．只有①② B．只有②④ C．只有①②④ D．①②③④
13．（2022九上·兴隆期末）如图是两个演示实验的示意图，甲图是在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉，用力把活塞迅速下压，棉花就会立即燃烧；乙图是给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡胶塞迅速冲出试管口。根据实验现象判断下列说法中不正确的是（ ）
A．甲图中活塞下压过程中，筒中气体的内能增大
B．甲图中活塞下压过程的能量转化与热机压缩冲程能量转化相同
C．乙图中水蒸气推动橡胶塞迅速冲出试管口的过程中，水蒸气的内能增加
D．乙图中水蒸气推动橡胶塞过程内能转化为机械能
14．（2021九上·番禺期末）如图所示是一种海浪发电航标灯的气室部分结构图。其工作原理是利用海浪上下起伏的力量，当海水下降时将空气吸入气室：当海水上升时，将气室内的空气推入工作室，然后在工作室内推动涡轮机，涡轮机带动发电机发电。发出的电储存在蓄电池中，夜间释放出来提供给航标灯。那么以下说法正确的是（ ）
A．当海水下降时，阀门K1开启，阀门K2关闭
B．当海水上升时，阀门K1关闭，阀门K2开启
C．当海水下降时，该装置的工作状态类似于汽油机的排气冲程
D．夜间，蓄电池的化学能转化为电能
15．（2020九上·陕西月考）如图甲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，如图乙为汽油机的四个冲程。下列判断错误的是（ ）
A．牵引索与蒸汽活塞连接的两个滑轮均是定滑轮
B．舰载机获得的牵引力是因为气缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞
C．气缸内的蒸汽推动活塞后，内能增加
D．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图乙中C所示的原理相似
二、填空题
16．（2023九下·昆明开学考）如图所示是一台四冲程内燃机的 冲程。这个冲程是通过 的方式改变气缸内气体的内能。
17．（2023九上·成都期末）2022年11月12日搭载天舟五号货运飞船的长征七号遥六运载火箭，在文昌航天发射场准时点火发射，取得圆满成功。火箭发动机 （选填“属于”或“不属于”）热机。火箭在加速升空过程中，火箭外壳会急剧升温，这是通过 方式改变火箭外壳的内能。
18．（2022九上·龙岗期中）如图是汽油机工作的四个冲程（顺序已打乱），图中
冲程为汽车提供了动力。丁冲程是吸气冲程，活塞向 运动，吸入汽缸的是
（选填“空气”、“汽油”或“汽油和空气的混合物”）。
19．（2022九上·江都期中）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．此过程中活塞对筒内气体做功，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2400r/min，该汽油机每秒钟对外做 次功。图中乙所示是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 冲程。
20．（2021九上·江城期末）如图是某单缸四冲程汽油机工作循环的 冲程，飞轮转速为3000r/min，则1s内该汽油机对外做功 次；该汽油机工作时气缸内燃气对活塞平均推力为2000N，活塞向下运动的距离是50cm，则汽油机的功率是 kW。
三、实验探究题
21．（2021九上·南宁期中）
（1）如图1所示，抽掉玻璃板后，两瓶中气体会混合在一起，颜色逐渐变均匀，这属于 现象；
（2）如图2所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，对水加热到一定程度，水蒸气会把软木塞冲出。在这个实验中，水蒸气的 能转化为塞子的机械能；
（3）在探究“不同物质吸热能力”的实验中，实验装置如图3甲、乙所示；
①实验中应取 （选填“质量”或“体积”）相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，使用规格相同的电加热器加热。实验中通过 （选填“升高的温度”或“加热时间”）来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少；
②实验数据如表所示，液体 的吸热能力强（选填“甲”或“乙”）；
加热时间/min 0 1 2 3 4
甲的温度/℃ 30 34 38 42 46
乙的温度/℃ 30 38 46 54 62
③图3丙中B是乙加热时温度随时间变化的图线，如果将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍，不考虑热量损失，用相同的加热器加热，再绘制出一条温度随时间变化的图线，则为图中的 （选填“A”、“B”或“C”）图线。
四、综合题
22．（2020九上·襄汾月考）阅读短文回答问题：
热机小史
生产的发展需要强大的动力。17世纪，人类发明了热机。最早的热机是蒸汽机。在锅炉里把水烧成水蒸气，水蒸气在气缸里推动活塞做功。原始的蒸汽机不便于使用，后来许多人对它不断改进，使蒸汽机成为可以广泛使用的动力机。
交通运输的发展迫切需要轻便的热机。于是，内燃机应运而生。内燃机分为汽油机、柴油机两大类。汽油机是1876年发明的，柴油机是1892年发明的。内燃机行驶时不需要携带很多的水和煤，不但轻便，效率也提高了很多。早期的飞机是由内燃机提供动力的。
从上世纪40年代开始，飞机上越来越多的使用喷气发动机，它向后高速喷出气体，从而获得前进的动力。在功率相同时，喷气发动机比内燃机更轻便，这就使生产高速的大型飞机成为可能。喷气式发动机中自带燃料和氧化剂的，叫火箭喷气发动机，它工作时不需要空气中的氧气，可以在大气层外工作，能够用来发射人造卫星和宇宙飞船。
（1）为了纪念英国科学家 在改进蒸汽机工作中所做出的杰出贡献，人们把他的名字作为功率的单位。
（2）内燃机工作过程中，将机械能转化为内能的是 冲程。
（3）相对于内燃机，喷气式发动机的优点是 。
（4）除了飞机、汽车、摩托车之外，你认为用到热机的工具还有 。
五、科普阅读题
23．（2021九上·揭西月考）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”的一下飞出去了，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。图是某新型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90 L，可储存标准大气压下90 m3的空气，其设计最高速度可达154 km/h，平均每加一次气能行驶200 km或10 h。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，这是因为物体间力的作用是相互的
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，靠汽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）空气发动机的优点 、 （写出两个）；
（5）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： 。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】温度、热量与内能的关系；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】 A、摩擦生热中的热是指通过做功的方式增加了内能，故A错误；
B、摩擦生热时克服摩擦做功，通过做功的方式改变物体的内能，故B正确；
C、摩擦生热时克服摩擦做功，将机械能转化为内能，与四冲程汽油机压缩冲程相同，故C错误；
D、摩擦生热时克服摩擦做功，做功改变内能的实质是能量的转化，故D错误。
故选：B。
【分析】 克服摩擦，使内能增加属于做功改变内能，此过程将机械能转化为内能，与四冲程汽油机压缩冲程相同。
2．【答案】D
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】汽油机的四个冲程吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程中，吸气冲程和排气冲程没有能量转化，做功冲程把内能转化为机械能，对外提供动力，其他三个冲程要靠飞轮的惯性来完成，压缩冲程把机械能转化为内能，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】内燃机的做功冲程，将内能转化为机械能。
3．【答案】B
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A、A图是吸气冲程，故A错误
B、B图是压缩冲程，故B正确
C、C图是做功冲程，故C错误
D、D图是排气冲程，故D错误
故答案为：B
【分析】
热机的四个冲程分别为，吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。
4．【答案】B
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A. 该内燃机四个冲程正确的顺序是乙、甲、丁、丙，故A选项错误
B. 该内燃机工作时飞轮转速为 ，则每秒转速为40r，每两转做功一次，40转做功20次，故B选项正确
C. 丁冲程是做功冲程发生的能量转化为内能转化为机械能，故C选项错误
D. 甲、乙、丙三个冲程是靠飞轮的惯性完成的 ，丁是做功冲程，故D选项错误
故答案为：B
【分析】A.汽油机的四个冲程的顺序：吸气、压缩、做功、排气
B.汽油机完成一个工作循环由四个冲程，飞轮转两圈，对外做功一次
C.做功冲程的能量转化是内能转化为机械能
D.汽油机只有做功冲程对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮惯性完成的
5．【答案】D
【知识点】液化及液化放热；热传递改变物体内能；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动，
A.水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度不变，A不符合题意；
B.“白气”使小叶轮转动的过程是将内能转化为机械能，相当于汽油机的做功冲程，B不符合题意；
C.玻璃管口冒出的“白气”是水蒸气液化形成的，C不符合题意；
D.实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大，D符合题意。
故答案为：D.
【分析】液体沸腾时，吸收热量，温度保持不变；内能对外做功时，转化为内能；温度不同的物体间通过热传递改变内能。
6．【答案】C
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】生活中常见热水瓶的软木塞跳起现象，是瓶内气体膨胀对外做功，气体的内能转化为瓶塞的机械能，这一过程瓶内气体是通过做功改变了内能。
A．进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，为吸气冲程，没有能量转化。A不符合题意；
B．两气门均关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，将机械能转化为内能。B不符合题意；
C．两气门均关闭，火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程，将内能转化为机械能。C符合题意；
D．进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，为排气冲程，该冲程没有能量转化。D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】内能使物体运动，将内能转化为机械能；汽油机的气门关闭活塞上行，是做功冲程，将内能转后为机械能。
7．【答案】C
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A．做功冲程，是内能转化为机械能，A不符合题意；
B．汽油机吸气冲程中，吸入空气和汽油，B不符合题意；
C．压缩冲程中，活塞对汽缸内气体做功，将机械能转化为内能，气体的内能增大，C符合题意；
D．排气冲程中，废气会带走一部分能量，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能后，是做功的方式改变内能。
8．【答案】C
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】四冲程汽油机一个工作循环活塞往复2次，飞轮转动2周，做功1次，完成4个冲程。
AC．某单缸四冲程汽油机的转速是600r/min，飞轮转2圈做一次功，故汽油机1min对外做了300次功，做一次的时间为
A不符合题意，C符合题意；
BD．飞轮转速是600r/min，则1s内飞轮转10圈，1s内活塞共来回10次，完成5个工作循环，BD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】汽油机工作时，飞轮转数是做功数的2倍。
9．【答案】D
【知识点】热机；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】AB．汽油机汽缸的顶部有火花塞，用以点燃汽油内的燃料，所以是点燃式点火；柴油机汽缸顶部有喷油嘴，在压缩冲程结束时，汽缸内空气被压缩到温度超过柴油燃点时，喷出柴油，是压燃式点火，AB不符合题意；
C．吸气冲程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机只吸入空气，柴油由喷油嘴喷出，C不符合题意；
D．小汽车、摩托车通常较轻巧，需要的输出功率较小，用汽油机做发动机，卡车、挖掘机所需的输出功率较大，较为笨重，用柴油机做发动机，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】汽油机汽缸的顶部有火花塞，是点燃式点火；柴油机汽缸顶部有喷油嘴，是压燃式点火；吸气冲程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机只吸入空气；小汽车、摩托车通常较轻巧，用汽油机做发动机；卡车、挖掘机所需的输出功率较大，用柴油机做发动机。
10．【答案】A
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】解：火箭的喷气发动机工作时，燃料燃烧产生高温高压的气体，经喷管向后高速喷出，从而获得向前的动力，使火箭发射出去，燃料燃烧时将化学能转化为内能，然后再将内能转化为火箭的机械能；
A、该图中两个气门关闭，活塞下行，为做功冲程，内能转化为机械能，A符合题意；
B、该图中排气门打开，活塞上行，为排气冲程，没有能量的转化，B不符合题意；
C、该图中进气门打开，活塞下行，为吸气冲程，没有能量的转化，C不符合题意；
D、该图中两个气门关闭，活塞上行，为压缩冲程，是机械能转化为内能，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】火箭的喷气发动机工作时，将内能转化为火箭的机械能；两个气门关闭，活塞下行，为做功冲程，内能转化为机械能。
11．【答案】B
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】扭转瓶子（如图乙），对气体做功，机械能转化为内能，相当于为压缩冲程；如图丙，膨胀的气体对外做功，内能转化为机械能，相当于热机的做功冲程，B符合题意；ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】对气体做功，机械能转化为内能，相当于为压缩冲程；膨胀的气体对外做功，内能转化为机械能，相当于热机的做功冲程。
12．【答案】A
【知识点】热机；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】①内燃机的四个冲程中，压缩冲程中汽缸内气体被压缩，机械能转化为内能，故①正确；
②做功冲程将内能转化成机械能，故②正确；
③四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，其他三个冲程为完成做功冲程做准备，不可缺少，故③错误；
④四冲程内燃机曲轴转一圈，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。该汽油机有6只汽缸，转速3000 r/min=50r/s，每秒钟转50r，故共经过的冲程50×2×6=600
即做功150次，故④错误。
综上所述，只有①②正确。
故答案为：A。
【分析】汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周。各冲程的特点不同，因此根据气门的状态和活塞的运行方向确定冲程；并且只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；另外还有压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能。
13．【答案】C
【知识点】做功改变物体内能；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】AB．图甲所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉，迅速向下压活塞，由于压缩玻璃筒内的空气对其做功，使得空气的内能增加，温度升高，故是将机械能转化为内能的过程，故与内燃机的压缩冲程相类似，AB正确，不符合题意；
CD．图乙所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，橡胶塞被试管内水蒸气推出，即该过程中水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，所以水蒸气的内能减少，C错误，符合题意，D正确，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】压缩体积，是做功的方式改变内能；内能对外做功时，内能减少。
14．【答案】D
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】AC．海水下降时，气室的容积增大，其内部气体压强减小，阀门K1关闭，阀门K2开启，将空气吸入气室，类似于汽油机的吸气冲程，AC不符合题意；
B．海水上升时，气室的容积减小，其内部气体压强增大，阀门K1开启，阀门K2关闭，压缩后将空气推入工作室，B不符合题意；
D．夜间蓄电池给航标灯供电，蓄电池的化学能转化为电能，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】当海水下降时，气室的容积增大，压强减小，阀门K1关闭，阀门K2开启；当海水上升时，气室的容积减小，压强增大，阀门K2关闭，阀门K1开启。
15．【答案】C
【知识点】内燃机的四个冲程；定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】A．定滑轮是轴的位置固定不动的滑轮，由图可知，牵引索与蒸汽活塞连接的两个滑轮均为定滑轮，A正确，不符合题意；
B．气缸内的蒸汽体积膨胀对活塞做功，从而推动活塞向右运动，由图可知，活塞带动牵引所作用给飞机一个牵引力，B正确，不符合题意；
C．气缸内的蒸汽体积膨胀对活塞做功，自身内能减小，C错误，符合题意；
D．蒸汽弹射装置工作时将内能转化为机械能，而图乙中C活塞两个气门均关闭且活塞向下运动，为做功冲程，也是将内能转化为机械能，D正确，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】定滑轮可以改变力的方向；气体对外做功，内能转化为机械能。
16．【答案】压缩；做功
【知识点】做功改变物体内能；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】由图可知，该冲程两个气门都关闭，活塞向上运动，所以是压缩冲程。压缩冲程中，活塞压缩气缸内的气体做功，机械能转化为内能。
【分析】汽油机的气门关闭活塞上行，是压缩冲程，压缩体积，是做功方式改变内能。
17．【答案】属于；做功
【知识点】做功改变物体内能；热机
【解析】【解答】火箭发动机利用燃料燃烧获取内能再通过做功的方式转化为机械能，火箭发动机属于热机。火箭加速上升过程中，火箭外壳与大气摩擦，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，其内能增加，这是通过做功的方式改变改变火箭外壳的的内能。
【分析】火箭的发动机属于热机；物体间相互摩擦，是做功改变内能。
18．【答案】丙；下；汽油和空气的混合物
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】图中丙冲程的两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，为汽车提供了动力。
丁冲程是吸气冲程，进气门关闭，排气门打开，活塞向下运动，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物。
【分析】两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，为汽车提供了动力；吸气冲程，进气门关闭，排气门打开，活塞向下运动，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物。
19．【答案】压缩；20；做功
【知识点】做功改变物体内能；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】活塞对筒内气体做功，气体的内能会增加，机械能转化为内能，这与汽油机的压缩冲程中的能量转化是相同的。
汽油机飞轮的转速为2400r/min，则在1s内转40r，飞轮转2r一个工作循环，故1s内汽油机完成20个工作循环，对外做功20次。
图示中的冲程中，两气门闭合，火花塞点燃，活塞向下运动，所以是做功冲程。
【分析】压缩气体体积，是做功方式改变内能，和汽油机的压缩冲程相同；汽油机的飞轮转数是做功数的2倍；
20．【答案】压缩；25；25
【知识点】功率的计算；内燃机的四个冲程；功的计算及应用
【解析】【解答】由图可知，当两气门关闭，活塞向上运动，该冲程是汽油机的压缩冲程。
在四冲程内燃机的工作过程中完成一个工作循环，曲轴转2圈，对外做功1次；由题意可知，单缸四冲程汽油机的飞轮转速是3000r/min＝50r/s
即每秒钟转50r，因为飞轮转2r，对外做功1次，所以飞轮转50r，对外做功25次。
活塞向下运动的距离是s＝50cm＝0.5m
一个做功冲程做的功W1＝Fs＝2000N×0.5m＝1000J
该汽油机工作1s时所做的功W＝25W1＝25×1000J＝25000J
则汽油机的功率为
【分析】汽油机的气门关闭，活塞上行，是压缩冲程；飞轮的转数是做功数的2倍，根据力和距离的乘积，计算做功多少，功和时间的比值， 计算功率。
21．【答案】（1）扩散
（2）内
（3）质量；加热时间；甲；C
【知识点】热机；比较不同物质吸热的情况实验；分子热运动
【解析】【解答】（1）空气和二氧化氮气体相互接触时，由于分子的无规则运动，两瓶中气体会混合在一起，彼此进入对方的现象是扩散现象。
（2）水蒸气顶开软木塞，水蒸气对软木塞做了功，把内能转化为机械能。
（3）①根据热量的计算公式的方法，物体吸热的多少与物体的质量、温度、比热容有关，故实验中应控制质量相等，故应取质量相同的甲、乙两种液体别倒入相同的烧杯中。
热量的多少难以直接测量，实验使用规格相同的电加热器加热，通过加热时间来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少，属于转换法。
②根据实验数据知，质量相同的甲乙两种液体，从34℃升高到42℃，甲加热2分钟，乙加热1分钟，即甲吸收的热量比乙的多，故甲液体的吸热能力强。
③由温度-时间图像可知，加热4min时，乙的温度变化量为32℃，不考虑热损失，用相同的加热器加热，将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍，加热相同时间，它们吸收的热量相同，根据可知，质量大的温度变化量小一些，质量增加到原来的2倍，则温度变化量为原来的一半，故曲线为图中的C。
【分析】（1）相互接触的物质彼此进入对方的现象是扩散现象；
（2）水蒸气对软木塞做了功，把内能转化为机械能；
（3）物体吸热的多少与物体的质量、温度、比热容有关，故实验中应控制质量相等；通过加热时间来比较两种液体吸收热量的多少；根据，结合图像信息，选择正确的图像。
22．【答案】（1）瓦特
（2）压缩
（3）更轻便
（4）轮船
【知识点】功率的概念；热机；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】(1)为了纪念英国科学家瓦特在改进蒸汽机工作中所做出的杰出贡献，人们把他的名字作为功率的单位。
(2)在四冲程内燃机工作的四个冲程中，将机械能转化为内能的是压缩冲程。
(3)喷气式发动机的燃料在燃烧室内燃烧后产生高温、高压的气体，这种气体从尾部以极高的速度喷出，同时产生很大的反作用力推动机身向前运动，由于它不需要活塞、螺旋桨等那样的传动装置，更轻便，从而减少了能量的损失，大大提高了机身的飞行速度。
(4)飞机、汽车、摩托车、轮船等都是利用热机来工作的。
【分析】（1）功率的国际单位是瓦特，简称瓦，符号是W。
（2）内燃机在压缩冲程的能量转化是机械能转化为内能。
（3）喷气式发动机不需要活塞、螺旋桨等那样的传动装置，从而减少了能量的损失。
（4）飞机、汽车、摩托车、轮船等都是利用热机来工作的。
23．【答案】（1）电动机
（2）内；C
（3）A；B
（4）体积小；结构简单
（5）气缸内的空气对外做功，内能减少，温度下降
【知识点】内能的利用及其意义；做功改变物体内能；内燃机的四个冲程；力作用的相互性
【解析】【解答】（1）压缩空气动力汽车最理想的加气工具应是是电动机，因电动机较节能，且环保，不会对空气有污染。
（2）空气发动机是将空气压缩，让其内能增大，从而对外做功，将内能转化为机械能，所以是利用内能做功的。
这个过程与四总冲程汽油机的做功冲程相似，因为做功冲程也是将内能转化为机械能。C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
（3）A．松开鼓起来的气球，气球飞出去时，气球内的气体对空气有力的作用，反过来，空气对气球也有力的作用，于是气球飞出去了，这说明力的作用是相互的。A符合题意；
BC．空气动力的汽车工作时，是被压缩的空气，将其内能转化为机械能，而不是靠燃烧燃料产生能量，B符合题意，C不符合题意；
D．空气动力汽车工作时也有能量打损失，譬如克服机械间的摩擦就带走了一部分能量等，D不符合题意。
故答案为：AB。
（4）由上文分析得，空气发动机的优点是体积小、结构简单、节能环保等。
（5）发动机排放的尾气温度低于周围空气的温度，是因为气缸内的气体对外做功，内能减少，温度降低，所以低于周围空气的内能。
【分析】（1）从节能和环保的角度分析即可判断。
（2）把燃料燃烧时释放的能量转化为机械能的装置称为热机；汽油机的一个工作循环由四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；燃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。判断出是哪个冲程，再判断能量是怎样转化的。
（3）结合力的相互作用、能量的转化、空气发动机的工作原理以及能量的守恒条件等知识，可对选项中的描述逐一做出判断。
（4）结合材料内容分析解答。
（5）根据做功可以改变物体的内能做出分析即可。
人教版广东省深圳市初中物理八升九暑期衔接专题9：热机
一、单选题
1．（2023·龙子湖模拟）“摩擦生热”是生活中常见的现象，关于该现象，下列判断正确的是（ ）
A．“摩擦生热”中的“热”是指热量
B．“摩擦生热”是通过做功的方式改变物体的内能
C．“摩擦生热”的能量转化与四冲程汽油机做功冲程相同
D．“摩擦生热”的实质是内能的转移
【答案】B
【知识点】温度、热量与内能的关系；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】 A、摩擦生热中的热是指通过做功的方式增加了内能，故A错误；
B、摩擦生热时克服摩擦做功，通过做功的方式改变物体的内能，故B正确；
C、摩擦生热时克服摩擦做功，将机械能转化为内能，与四冲程汽油机压缩冲程相同，故C错误；
D、摩擦生热时克服摩擦做功，做功改变内能的实质是能量的转化，故D错误。
故选：B。
【分析】 克服摩擦，使内能增加属于做功改变内能，此过程将机械能转化为内能，与四冲程汽油机压缩冲程相同。
2．（2023九上·驿城期末）内燃机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是（ ）
A．压缩冲程 B．吸气冲程 C．排气冲程 D．做功冲程
【答案】D
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】汽油机的四个冲程吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程中，吸气冲程和排气冲程没有能量转化，做功冲程把内能转化为机械能，对外提供动力，其他三个冲程要靠飞轮的惯性来完成，压缩冲程把机械能转化为内能，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】内燃机的做功冲程，将内能转化为机械能。
3．（2023·大庆模拟）如图表示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图，其中压缩冲程是（ ）
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A、A图是吸气冲程，故A错误
B、B图是压缩冲程，故B正确
C、C图是做功冲程，故C错误
D、D图是排气冲程，故D错误
故答案为：B
【分析】
热机的四个冲程分别为，吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。
4．（2023·合肥模拟）如图所示，甲、乙、丙、丁是单缸内燃机一个工作循环的四个冲程，该内燃机工作时飞轮转速为。以下说法正确的是（ ）
A．该内燃机四个冲程正确的顺序是丙、甲、丁、乙
B．该内燃机每秒完成次做功冲程
C．丁冲程发生的能量转化为机械能转化为内能
D．甲、乙、丁三个冲程是靠飞轮的惯性完成的
【答案】B
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A. 该内燃机四个冲程正确的顺序是乙、甲、丁、丙，故A选项错误
B. 该内燃机工作时飞轮转速为 ，则每秒转速为40r，每两转做功一次，40转做功20次，故B选项正确
C. 丁冲程是做功冲程发生的能量转化为内能转化为机械能，故C选项错误
D. 甲、乙、丙三个冲程是靠飞轮的惯性完成的 ，丁是做功冲程，故D选项错误
故答案为：B
【分析】A.汽油机的四个冲程的顺序：吸气、压缩、做功、排气
B.汽油机完成一个工作循环由四个冲程，飞轮转两圈，对外做功一次
C.做功冲程的能量转化是内能转化为机械能
D.汽油机只有做功冲程对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮惯性完成的
5．（2023·岳池模拟）如图所示，在试管里盛适量的水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。下列说法正确的是（ ）
A．水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度升高
B．“白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的压缩冲程
C．玻璃管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气
D．实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大
【答案】D
【知识点】液化及液化放热；热传递改变物体内能；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动，
A.水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度不变，A不符合题意；
B.“白气”使小叶轮转动的过程是将内能转化为机械能，相当于汽油机的做功冲程，B不符合题意；
C.玻璃管口冒出的“白气”是水蒸气液化形成的，C不符合题意；
D.实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大，D符合题意。
故答案为：D.
【分析】液体沸腾时，吸收热量，温度保持不变；内能对外做功时，转化为内能；温度不同的物体间通过热传递改变内能。
6．（2023·政和模拟）如图所示，生活中常见热水瓶的软木塞跳起现象，与下列四冲程汽油机的冲程图中具有同样的能量转化的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】生活中常见热水瓶的软木塞跳起现象，是瓶内气体膨胀对外做功，气体的内能转化为瓶塞的机械能，这一过程瓶内气体是通过做功改变了内能。
A．进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，为吸气冲程，没有能量转化。A不符合题意；
B．两气门均关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，将机械能转化为内能。B不符合题意；
C．两气门均关闭，火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程，将内能转化为机械能。C符合题意；
D．进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，为排气冲程，该冲程没有能量转化。D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】内能使物体运动，将内能转化为机械能；汽油机的气门关闭活塞上行，是做功冲程，将内能转后为机械能。
7．（2022九上·长汀月考）如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是（ ）
A．做功冲程中，实现了机械能向内能转化
B．吸气冲程中，只有汽油进入汽缸
C．压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能增大
D．排气冲程中，废气不会带走燃料释放的能量
【答案】C
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A．做功冲程，是内能转化为机械能，A不符合题意；
B．汽油机吸气冲程中，吸入空气和汽油，B不符合题意；
C．压缩冲程中，活塞对汽缸内气体做功，将机械能转化为内能，气体的内能增大，C符合题意；
D．排气冲程中，废气会带走一部分能量，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能后，是做功的方式改变内能。
8．（2022九上·陈仓期中）某单缸四冲程汽油机的转速是600r/min，则下列说法正确的是（ ）
A．1min内燃机对外做了600次功 B．1s内完成了10个工作循环
C．燃气做一次功的时间间隔是0.2s D．1s内活塞共来回20次
【答案】C
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】四冲程汽油机一个工作循环活塞往复2次，飞轮转动2周，做功1次，完成4个冲程。
AC．某单缸四冲程汽油机的转速是600r/min，飞轮转2圈做一次功，故汽油机1min对外做了300次功，做一次的时间为
A不符合题意，C符合题意；
BD．飞轮转速是600r/min，则1s内飞轮转10圈，1s内活塞共来回10次，完成5个工作循环，BD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】汽油机工作时，飞轮转数是做功数的2倍。
9．（2022九上·永定期中）关于汽油机和柴油机的区别，下列说法正确的是（ ）
A．汽油机有喷油嘴，柴油机有火花塞
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，汽油机只吸入空气，柴油机吸入柴油和空气混合物
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】D
【知识点】热机；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】AB．汽油机汽缸的顶部有火花塞，用以点燃汽油内的燃料，所以是点燃式点火；柴油机汽缸顶部有喷油嘴，在压缩冲程结束时，汽缸内空气被压缩到温度超过柴油燃点时，喷出柴油，是压燃式点火，AB不符合题意；
C．吸气冲程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机只吸入空气，柴油由喷油嘴喷出，C不符合题意；
D．小汽车、摩托车通常较轻巧，需要的输出功率较小，用汽油机做发动机，卡车、挖掘机所需的输出功率较大，较为笨重，用柴油机做发动机，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】汽油机汽缸的顶部有火花塞，是点燃式点火；柴油机汽缸顶部有喷油嘴，是压燃式点火；吸气冲程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机只吸入空气；小汽车、摩托车通常较轻巧，用汽油机做发动机；卡车、挖掘机所需的输出功率较大，用柴油机做发动机。
10．（2022九上·青岛期中）火箭喷气发动机是利用燃料在燃烧室中燃烧，经喷管燃气向后高速喷出，从而获得向前的动力。下列内燃机四个冲程工作时，其原理跟火箭发动机燃烧室工作时原理一致的是( )
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】解：火箭的喷气发动机工作时，燃料燃烧产生高温高压的气体，经喷管向后高速喷出，从而获得向前的动力，使火箭发射出去，燃料燃烧时将化学能转化为内能，然后再将内能转化为火箭的机械能；
A、该图中两个气门关闭，活塞下行，为做功冲程，内能转化为机械能，A符合题意；
B、该图中排气门打开，活塞上行，为排气冲程，没有能量的转化，B不符合题意；
C、该图中进气门打开，活塞下行，为吸气冲程，没有能量的转化，C不符合题意；
D、该图中两个气门关闭，活塞上行，为压缩冲程，是机械能转化为内能，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】火箭的喷气发动机工作时，将内能转化为火箭的机械能；两个气门关闭，活塞下行，为做功冲程，内能转化为机械能。
11．（2022·日照）喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图甲）；扭转瓶子（如图乙）；轻轻扰动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾（如图丙）。图乙和图丙所示的过程，分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似，这两个冲程是（ ）
A．吸气冲程和压缩冲程 B．压缩冲程和做功冲程
C．做功冲程和排气冲程 D．压缩冲程和排气冲程
【答案】B
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】扭转瓶子（如图乙），对气体做功，机械能转化为内能，相当于为压缩冲程；如图丙，膨胀的气体对外做功，内能转化为机械能，相当于热机的做功冲程，B符合题意；ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】对气体做功，机械能转化为内能，相当于为压缩冲程；膨胀的气体对外做功，内能转化为机械能，相当于热机的做功冲程。
12．（2022·龙江模拟）小明家买的新车有6只汽缸，但工作原理还是四冲程的内燃机，下列有关四冲程的内燃机工作过程，下列说法正确的是（ ）
①压缩冲程，汽缸内气体被压缩，机械能转化为内能
②做功冲程中，内能转化为机械能
③只有做功冲程是燃气对外做功，所以其他3个冲程可有可无
④该汽油机转速3000转/分，则每秒钟做功25次
A．只有①② B．只有②④ C．只有①②④ D．①②③④
【答案】A
【知识点】热机；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】①内燃机的四个冲程中，压缩冲程中汽缸内气体被压缩，机械能转化为内能，故①正确；
②做功冲程将内能转化成机械能，故②正确；
③四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，其他三个冲程为完成做功冲程做准备，不可缺少，故③错误；
④四冲程内燃机曲轴转一圈，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。该汽油机有6只汽缸，转速3000 r/min=50r/s，每秒钟转50r，故共经过的冲程50×2×6=600
即做功150次，故④错误。
综上所述，只有①②正确。
故答案为：A。
【分析】汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周。各冲程的特点不同，因此根据气门的状态和活塞的运行方向确定冲程；并且只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；另外还有压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能。
13．（2022九上·兴隆期末）如图是两个演示实验的示意图，甲图是在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉，用力把活塞迅速下压，棉花就会立即燃烧；乙图是给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡胶塞迅速冲出试管口。根据实验现象判断下列说法中不正确的是（ ）
A．甲图中活塞下压过程中，筒中气体的内能增大
B．甲图中活塞下压过程的能量转化与热机压缩冲程能量转化相同
C．乙图中水蒸气推动橡胶塞迅速冲出试管口的过程中，水蒸气的内能增加
D．乙图中水蒸气推动橡胶塞过程内能转化为机械能
【答案】C
【知识点】做功改变物体内能；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】AB．图甲所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉，迅速向下压活塞，由于压缩玻璃筒内的空气对其做功，使得空气的内能增加，温度升高，故是将机械能转化为内能的过程，故与内燃机的压缩冲程相类似，AB正确，不符合题意；
CD．图乙所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，橡胶塞被试管内水蒸气推出，即该过程中水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，所以水蒸气的内能减少，C错误，符合题意，D正确，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】压缩体积，是做功的方式改变内能；内能对外做功时，内能减少。
14．（2021九上·番禺期末）如图所示是一种海浪发电航标灯的气室部分结构图。其工作原理是利用海浪上下起伏的力量，当海水下降时将空气吸入气室：当海水上升时，将气室内的空气推入工作室，然后在工作室内推动涡轮机，涡轮机带动发电机发电。发出的电储存在蓄电池中，夜间释放出来提供给航标灯。那么以下说法正确的是（ ）
A．当海水下降时，阀门K1开启，阀门K2关闭
B．当海水上升时，阀门K1关闭，阀门K2开启
C．当海水下降时，该装置的工作状态类似于汽油机的排气冲程
D．夜间，蓄电池的化学能转化为电能
【答案】D
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】AC．海水下降时，气室的容积增大，其内部气体压强减小，阀门K1关闭，阀门K2开启，将空气吸入气室，类似于汽油机的吸气冲程，AC不符合题意；
B．海水上升时，气室的容积减小，其内部气体压强增大，阀门K1开启，阀门K2关闭，压缩后将空气推入工作室，B不符合题意；
D．夜间蓄电池给航标灯供电，蓄电池的化学能转化为电能，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】当海水下降时，气室的容积增大，压强减小，阀门K1关闭，阀门K2开启；当海水上升时，气室的容积减小，压强增大，阀门K2关闭，阀门K1开启。
15．（2020九上·陕西月考）如图甲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，如图乙为汽油机的四个冲程。下列判断错误的是（ ）
A．牵引索与蒸汽活塞连接的两个滑轮均是定滑轮
B．舰载机获得的牵引力是因为气缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞
C．气缸内的蒸汽推动活塞后，内能增加
D．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图乙中C所示的原理相似
【答案】C
【知识点】内燃机的四个冲程；定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】A．定滑轮是轴的位置固定不动的滑轮，由图可知，牵引索与蒸汽活塞连接的两个滑轮均为定滑轮，A正确，不符合题意；
B．气缸内的蒸汽体积膨胀对活塞做功，从而推动活塞向右运动，由图可知，活塞带动牵引所作用给飞机一个牵引力，B正确，不符合题意；
C．气缸内的蒸汽体积膨胀对活塞做功，自身内能减小，C错误，符合题意；
D．蒸汽弹射装置工作时将内能转化为机械能，而图乙中C活塞两个气门均关闭且活塞向下运动，为做功冲程，也是将内能转化为机械能，D正确，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】定滑轮可以改变力的方向；气体对外做功，内能转化为机械能。
二、填空题
16．（2023九下·昆明开学考）如图所示是一台四冲程内燃机的 冲程。这个冲程是通过 的方式改变气缸内气体的内能。
【答案】压缩；做功
【知识点】做功改变物体内能；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】由图可知，该冲程两个气门都关闭，活塞向上运动，所以是压缩冲程。压缩冲程中，活塞压缩气缸内的气体做功，机械能转化为内能。
【分析】汽油机的气门关闭活塞上行，是压缩冲程，压缩体积，是做功方式改变内能。
17．（2023九上·成都期末）2022年11月12日搭载天舟五号货运飞船的长征七号遥六运载火箭，在文昌航天发射场准时点火发射，取得圆满成功。火箭发动机 （选填“属于”或“不属于”）热机。火箭在加速升空过程中，火箭外壳会急剧升温，这是通过 方式改变火箭外壳的内能。
【答案】属于；做功
【知识点】做功改变物体内能；热机
【解析】【解答】火箭发动机利用燃料燃烧获取内能再通过做功的方式转化为机械能，火箭发动机属于热机。火箭加速上升过程中，火箭外壳与大气摩擦，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，其内能增加，这是通过做功的方式改变改变火箭外壳的的内能。
【分析】火箭的发动机属于热机；物体间相互摩擦，是做功改变内能。
18．（2022九上·龙岗期中）如图是汽油机工作的四个冲程（顺序已打乱），图中
冲程为汽车提供了动力。丁冲程是吸气冲程，活塞向 运动，吸入汽缸的是
（选填“空气”、“汽油”或“汽油和空气的混合物”）。
【答案】丙；下；汽油和空气的混合物
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】图中丙冲程的两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，为汽车提供了动力。
丁冲程是吸气冲程，进气门关闭，排气门打开，活塞向下运动，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物。
【分析】两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，为汽车提供了动力；吸气冲程，进气门关闭，排气门打开，活塞向下运动，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物。
19．（2022九上·江都期中）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．此过程中活塞对筒内气体做功，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2400r/min，该汽油机每秒钟对外做 次功。图中乙所示是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 冲程。
【答案】压缩；20；做功
【知识点】做功改变物体内能；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】活塞对筒内气体做功，气体的内能会增加，机械能转化为内能，这与汽油机的压缩冲程中的能量转化是相同的。
汽油机飞轮的转速为2400r/min，则在1s内转40r，飞轮转2r一个工作循环，故1s内汽油机完成20个工作循环，对外做功20次。
图示中的冲程中，两气门闭合，火花塞点燃，活塞向下运动，所以是做功冲程。
【分析】压缩气体体积，是做功方式改变内能，和汽油机的压缩冲程相同；汽油机的飞轮转数是做功数的2倍；
20．（2021九上·江城期末）如图是某单缸四冲程汽油机工作循环的 冲程，飞轮转速为3000r/min，则1s内该汽油机对外做功 次；该汽油机工作时气缸内燃气对活塞平均推力为2000N，活塞向下运动的距离是50cm，则汽油机的功率是 kW。
【答案】压缩；25；25
【知识点】功率的计算；内燃机的四个冲程；功的计算及应用
【解析】【解答】由图可知，当两气门关闭，活塞向上运动，该冲程是汽油机的压缩冲程。
在四冲程内燃机的工作过程中完成一个工作循环，曲轴转2圈，对外做功1次；由题意可知，单缸四冲程汽油机的飞轮转速是3000r/min＝50r/s
即每秒钟转50r，因为飞轮转2r，对外做功1次，所以飞轮转50r，对外做功25次。
活塞向下运动的距离是s＝50cm＝0.5m
一个做功冲程做的功W1＝Fs＝2000N×0.5m＝1000J
该汽油机工作1s时所做的功W＝25W1＝25×1000J＝25000J
则汽油机的功率为
【分析】汽油机的气门关闭，活塞上行，是压缩冲程；飞轮的转数是做功数的2倍，根据力和距离的乘积，计算做功多少，功和时间的比值， 计算功率。
三、实验探究题
21．（2021九上·南宁期中）
（1）如图1所示，抽掉玻璃板后，两瓶中气体会混合在一起，颜色逐渐变均匀，这属于 现象；
（2）如图2所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，对水加热到一定程度，水蒸气会把软木塞冲出。在这个实验中，水蒸气的 能转化为塞子的机械能；
（3）在探究“不同物质吸热能力”的实验中，实验装置如图3甲、乙所示；
①实验中应取 （选填“质量”或“体积”）相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，使用规格相同的电加热器加热。实验中通过 （选填“升高的温度”或“加热时间”）来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少；
②实验数据如表所示，液体 的吸热能力强（选填“甲”或“乙”）；
加热时间/min 0 1 2 3 4
甲的温度/℃ 30 34 38 42 46
乙的温度/℃ 30 38 46 54 62
③图3丙中B是乙加热时温度随时间变化的图线，如果将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍，不考虑热量损失，用相同的加热器加热，再绘制出一条温度随时间变化的图线，则为图中的 （选填“A”、“B”或“C”）图线。
【答案】（1）扩散
（2）内
（3）质量；加热时间；甲；C
【知识点】热机；比较不同物质吸热的情况实验；分子热运动
【解析】【解答】（1）空气和二氧化氮气体相互接触时，由于分子的无规则运动，两瓶中气体会混合在一起，彼此进入对方的现象是扩散现象。
（2）水蒸气顶开软木塞，水蒸气对软木塞做了功，把内能转化为机械能。
（3）①根据热量的计算公式的方法，物体吸热的多少与物体的质量、温度、比热容有关，故实验中应控制质量相等，故应取质量相同的甲、乙两种液体别倒入相同的烧杯中。
热量的多少难以直接测量，实验使用规格相同的电加热器加热，通过加热时间来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少，属于转换法。
②根据实验数据知，质量相同的甲乙两种液体，从34℃升高到42℃，甲加热2分钟，乙加热1分钟，即甲吸收的热量比乙的多，故甲液体的吸热能力强。
③由温度-时间图像可知，加热4min时，乙的温度变化量为32℃，不考虑热损失，用相同的加热器加热，将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍，加热相同时间，它们吸收的热量相同，根据可知，质量大的温度变化量小一些，质量增加到原来的2倍，则温度变化量为原来的一半，故曲线为图中的C。
【分析】（1）相互接触的物质彼此进入对方的现象是扩散现象；
（2）水蒸气对软木塞做了功，把内能转化为机械能；
（3）物体吸热的多少与物体的质量、温度、比热容有关，故实验中应控制质量相等；通过加热时间来比较两种液体吸收热量的多少；根据，结合图像信息，选择正确的图像。
四、综合题
22．（2020九上·襄汾月考）阅读短文回答问题：
热机小史
生产的发展需要强大的动力。17世纪，人类发明了热机。最早的热机是蒸汽机。在锅炉里把水烧成水蒸气，水蒸气在气缸里推动活塞做功。原始的蒸汽机不便于使用，后来许多人对它不断改进，使蒸汽机成为可以广泛使用的动力机。
交通运输的发展迫切需要轻便的热机。于是，内燃机应运而生。内燃机分为汽油机、柴油机两大类。汽油机是1876年发明的，柴油机是1892年发明的。内燃机行驶时不需要携带很多的水和煤，不但轻便，效率也提高了很多。早期的飞机是由内燃机提供动力的。
从上世纪40年代开始，飞机上越来越多的使用喷气发动机，它向后高速喷出气体，从而获得前进的动力。在功率相同时，喷气发动机比内燃机更轻便，这就使生产高速的大型飞机成为可能。喷气式发动机中自带燃料和氧化剂的，叫火箭喷气发动机，它工作时不需要空气中的氧气，可以在大气层外工作，能够用来发射人造卫星和宇宙飞船。
（1）为了纪念英国科学家 在改进蒸汽机工作中所做出的杰出贡献，人们把他的名字作为功率的单位。
（2）内燃机工作过程中，将机械能转化为内能的是 冲程。
（3）相对于内燃机，喷气式发动机的优点是 。
（4）除了飞机、汽车、摩托车之外，你认为用到热机的工具还有 。
【答案】（1）瓦特
（2）压缩
（3）更轻便
（4）轮船
【知识点】功率的概念；热机；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】(1)为了纪念英国科学家瓦特在改进蒸汽机工作中所做出的杰出贡献，人们把他的名字作为功率的单位。
(2)在四冲程内燃机工作的四个冲程中，将机械能转化为内能的是压缩冲程。
(3)喷气式发动机的燃料在燃烧室内燃烧后产生高温、高压的气体，这种气体从尾部以极高的速度喷出，同时产生很大的反作用力推动机身向前运动，由于它不需要活塞、螺旋桨等那样的传动装置，更轻便，从而减少了能量的损失，大大提高了机身的飞行速度。
(4)飞机、汽车、摩托车、轮船等都是利用热机来工作的。
【分析】（1）功率的国际单位是瓦特，简称瓦，符号是W。
（2）内燃机在压缩冲程的能量转化是机械能转化为内能。
（3）喷气式发动机不需要活塞、螺旋桨等那样的传动装置，从而减少了能量的损失。
（4）飞机、汽车、摩托车、轮船等都是利用热机来工作的。
五、科普阅读题
23．（2021九上·揭西月考）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”的一下飞出去了，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。图是某新型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90 L，可储存标准大气压下90 m3的空气，其设计最高速度可达154 km/h，平均每加一次气能行驶200 km或10 h。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，这是因为物体间力的作用是相互的
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，靠汽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）空气发动机的优点 、 （写出两个）；
（5）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）A；B
（4）体积小；结构简单
（5）气缸内的空气对外做功，内能减少，温度下降
【知识点】内能的利用及其意义；做功改变物体内能；内燃机的四个冲程；力作用的相互性
【解析】【解答】（1）压缩空气动力汽车最理想的加气工具应是是电动机，因电动机较节能，且环保，不会对空气有污染。
（2）空气发动机是将空气压缩，让其内能增大，从而对外做功，将内能转化为机械能，所以是利用内能做功的。
这个过程与四总冲程汽油机的做功冲程相似，因为做功冲程也是将内能转化为机械能。C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
（3）A．松开鼓起来的气球，气球飞出去时，气球内的气体对空气有力的作用，反过来，空气对气球也有力的作用，于是气球飞出去了，这说明力的作用是相互的。A符合题意；
BC．空气动力的汽车工作时，是被压缩的空气，将其内能转化为机械能，而不是靠燃烧燃料产生能量，B符合题意，C不符合题意；
D．空气动力汽车工作时也有能量打损失，譬如克服机械间的摩擦就带走了一部分能量等，D不符合题意。
故答案为：AB。
（4）由上文分析得，空气发动机的优点是体积小、结构简单、节能环保等。
（5）发动机排放的尾气温度低于周围空气的温度，是因为气缸内的气体对外做功，内能减少，温度降低，所以低于周围空气的内能。
【分析】（1）从节能和环保的角度分析即可判断。
（2）把燃料燃烧时释放的能量转化为机械能的装置称为热机；汽油机的一个工作循环由四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；燃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。判断出是哪个冲程，再判断能量是怎样转化的。
（3）结合力的相互作用、能量的转化、空气发动机的工作原理以及能量的守恒条件等知识，可对选项中的描述逐一做出判断。
（4）结合材料内容分析解答。
（5）根据做功可以改变物体的内能做出分析即可。
