文档文本内容
14.2 热机
目 录
A 组 巩固过关
知识点1：基础概念
知识点2：生活中的比热容问题
知识点3：探究不同物质的吸热本领
知识点4：热量及其相关计算
B 组 能力进阶
C 组 思维拔高
基础概念
1.热机是利用________来做功的装置，是将________能转化为________能的机器。
2.内燃机分为________机和________机两大类，其燃料分别是________和________。
3.汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，分别是________冲程、________冲程、________冲程、________
冲程。
4.在四个冲程中，________冲程是燃气对外做功，将________能转化为________能；在压缩冲程中，将
________能转化为________能。
5.汽油机的四个冲程中，只有________冲程对外做功，其余三个冲程都是依靠飞轮的________完成的。
6.一个工作循环中，曲轴转动________周，活塞往复运动________次，对外做功________次。
7.和汽油机相比，柴油机的气缸顶部没有________，而有一个________。柴油机的吸气冲程中，吸入气缸的
是________；汽油机的吸气冲程中，吸入气缸的是________。
答案：1.内能；内；机械
2.汽油；柴油；汽油；柴油
3.吸气；压缩；做功；排气
4.做功；内；机械；机械；内
5.做功；惯性
6.2；2；1
7.火花塞；喷油嘴；空气；汽油和空气的混合物
知识点1
热机
1．（25-26 九年级上·广西南宁·阶段检测）下列设备不属于热机的是（ ）
A．自行车
B．汽油机
C．蒸汽机
D．柴油机
【答案】A
【详解】汽油机、柴油机、蒸汽机都是燃料燃烧产生内能，然后利用内能做功的机械，都属于热机，自行
车是人提供动力，不是利用内能做功的机械，不属于热机，故A 符合题意BCD 不符合题意。
故选A。
2．（25-26 九年级上·四川成都·期中）下列动力机械不属于热机的是（ ）
A．文老师骑的雅迪电动自行车里的电动机
B．四火老师骑的雅马哈摩托车里的汽油发动机
C．歼-20 战机里的涡扇15 煤油发动机
D．长征五号火箭里的液氢液氧发动机
【答案】A
【详解】汽油发动机、煤油发动机和火箭都是热机，工作时把内能转化为机械能，而电动机是把电能转化
为机械能，不符合热机的特点，故A 符合题意，BCD 不符合题意。
故选A。
3．（25-26 九年级上·黑龙江佳木斯·期末）2024 年12 月27 日，长征6 号遥三运载火箭在海南文昌卫星发射
中心成功将实践二十号卫星送入预定轨道。
(1)点火后，燃料燃烧的过程中_______能转化为__________能
(2)火箭在大气层中加速升空的过程中，头部温度升高，此过程是_________能转化为___________能
【答案】(1)
化学
内
(2)
机械
内
【详解】（1）[1][2]燃料具有化学能，在燃烧过程中发生化学反应，化学能转化为内能，所以点火后，燃料
燃烧的过程中化学能转化为内能。
（2）[1][2]火箭在大气层中加速升空，头部与空气摩擦，温度升高，内能增加。此过程是通过克服摩擦做功
的方式，将机械能转化为内能，所以此过程是机械能转化为内能。
4．（25-26 九年级上·河南鹤壁·期中）如图所示，在试管内装些水，用橡皮塞塞住管口，加热使水沸腾，会
知识点2
看到塞子________，水蒸气的内能转化成塞子的________能，这过程与内燃机的________冲程相似。
【答案】
被弹出
机械能
做功
【详解】如图，当用酒精灯加热水到一定程度时，试管内的水蒸气会对塞子做功，塞子被弹出；通过做功
的方式将水蒸气的内能转化为塞子的机械能；此过程与内燃机的做功冲程类似，在内燃机做功冲程中燃气
的内能转化为活塞的机械能。
5．（25-26 九年级上·重庆开州·期末）2025 年11 月5 日，神舟二十号在轨执行任务时遭空间碎片撞击，返回
舱关键防护结构受损，无法独立安全返回。我国航天深空救援科技硬实力精准迸发，神舟二十一号紧急驰
援，于11 月14 日成功携航天员平安返回！（如图所示）返回舱进入大气层与空气摩擦，将________能转化
为内能，该转化与内燃机________冲程一致。
【答案】
机械
压缩
【详解】[1]由题意可知，当返回舱进入大气层时，要克服与空气摩擦做功，将机械能转化为内能，使返回
舱的温度升高，内能增大。
[2]在内燃机的压缩冲程中，活塞压缩汽缸内的气体做功，将机械能转化为内能，汽缸内气体的温度升高，
内能增大，与该过程中能量转化形式一致。
汽油机的构造及工作过程
6．（25-26 九年级上·天津西青·阶段检测）在四冲程汽油机的工作过程中，做功冲程是（ ）
知识点3
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【详解】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，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，故B 不符合题意；
C．两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，故C 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 C。
7．（25-26 九年级上·山东威海·阶段检测）如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部，放入一小团干燥的
棉花，用力将活塞迅速下压，棉花温度升高到着火点而燃烧。与此过程能量转化相同的是汽油机的哪个冲
程（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【详解】用力下压活塞时，活塞对筒内空气做功，将机械能转化为内能，使空气内能增加、温度升高，最
终点燃棉花。
A．两个气门关闭，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，故A 不符合题意；
B．排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程，无机械能向内能的转化，故B 不符合题意；
C．两个气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，活塞压缩汽缸内气体做功，机械能转化为内能，故C 符合
题意；
D．进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，无机械能向内能的转化，故D 不符合题意。
故选C。
8．（25-26 九年级上·广东湛江·期末）如图所示，是小汽车内的四冲程汽油机工作的部分冲程示意图，其中
___________图是做功冲程，这个冲程中的___________能转化为___________能。
【答案】
甲
内
机械
【详解】[1][2][3]甲图进气门和排气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，符合做功冲程的特点，做功冲
程内能转化为机械能。
9．（25-26 九年级上·湖南长沙·阶段检测）热机是将内能转化成___________能的机器，一台四冲程汽油机飞
轮转速是1200r/min，则汽油机每秒燃气做功___________次。
【答案】
机械
10
【详解】[1]热机是利用内能做功的机器，即将内能转化为机械能的机器。
[2]飞轮转速是1200r/min，则飞轮每秒转20r，一个工作循环飞轮转2r，对外做功一次，故汽油机每秒完成
10 个工作循环，对外做功10 次。
10．（25-26 九年级上·河南信阳·阶段检测）汽车发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在气
缸中往复运动，一个工作循环经历吸气、压缩、______和排气四个冲程。汽油机工作时将燃料燃烧的内能
转化为______能。
【答案】
做功
机械
【详解】[1]汽油机一个工作循环经历吸气、压缩、做功和排气四个冲程。
[2]汽油机工作时，燃料燃烧释放内能，通过做功冲程将燃料燃烧的内能转化为机械能，从而为汽车提供动
力。
柴油机与汽油机的异同
11．（25-26 九年级上·山西大同·阶段检测）如图是“柴油平板夯机”，它由柴油机（提供动力）、装有水的水
箱（为柴油机降温）、夯板等组成。下列说法正确的是（ ）
A．水可以给柴油机降温是因为水的比热容较小
B．水给柴油机降温时，水的比热容变大
C．柴油机工作时，将内能转化为化学能
D．为柴油机提供动力的冲程是做功冲程
【答案】D
【详解】A．水可以给柴油机冷却降温是因为水的比热容较大，改变相同的温度，相同质量的水比其他液体
吸收的热量更多，故A 错误；
B．比热容是物质的属性，同一物质在一定的范围内比热容不随温度而变化，给柴油机降温时，水的比热容
不变，故B 错误；
C．柴油机工作时，燃烧柴油燃料产生高温高压燃气，将燃料的化学能转化为燃气的内能，故C 错误；
D．柴油机的做功冲程中，高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，为柴油机提供动力，故D 正
确。
故选D。
12．（25-26 九年级上·河南南阳·阶段检测）如图所示是一个四冲程柴油机的剖面图，下列关于柴油机和汽油
机工作的相关说法不正确的是（ ）
A．柴油机和汽油机吸气冲程吸进的都是空气
B．除了做功冲程外，其余冲程都需要依靠曲轴的惯性完成
知识点4
C．柴油机顶部是喷油嘴，汽油机顶部是火花塞
D．柴油机多用于载重汽车、火车、轮船、拖拉机等
【答案】A
【详解】A．在吸气冲程中，汽油机吸入的是 汽油和空气的混合物，柴油机吸入的是空气，故A 错误，符
合题意；
B．内燃机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程（吸气、压缩、排气冲程）都是依靠曲轴
的惯性来完成的，故B 正确，不符合题意；
C．柴油机顶部是喷油嘴，通过喷油嘴喷油，利用压缩空气产生的高温高压使柴油自燃；汽油机顶部是火花
塞，靠火花塞点火使汽油燃烧，二者结构不同，故C 正确，不符合题意；
D．柴油机因其功率较大、经济性好等特点，多用于载重汽车、火车、轮船、拖拉机等，故D 正确，不符合
题意。
故选A。
13．（24-25 九年级上·四川成都·期中）如图A，迅速来回拉动绳子看到塞子被顶出，塞子被顶出过程的能量
转化相当于B 图中的________（选填“甲”“乙”“丙”或“丁”）冲程能量转化过程。若四缸四冲程柴油机的转速
为3000r/min；1s 内该缸对外做功________次。
【答案】
乙
25
【详解】图A 中塞子被顶出时，是气体的内能转化为塞子的机械能，对应四冲程汽油机的做功冲程。
对B 图冲程判断：
甲中排气门打开，活塞向上，是排气冲程；
乙中气门都关闭，活塞向下，火花塞点火，是做功冲程，内能转化为机械能，和塞子被顶出的能量转化一
致；
丙中进气门打开，活塞向下，是吸气冲程；
丁中气门都关闭，活塞向上，是压缩冲程，机械能转化为内能。
柴油机转速
3000
3000 / min
50 /
60
r
r
r s
s
=
=
即每秒飞轮转50 转。四冲程柴油机每飞轮转2 圈，单个气缸对外做功1 次，因此1s 内该缸对外做功50
25
2 =
次。
14．（25-26 九年级上·江西赣州·阶段检测）汽油机是应用最为广泛的热机之一，图是汽油机的构造，其做功
冲程中两气门处于______（选填“打开”或“关闭”）状态；汽油机和柴油机在构造上的主要区别是：汽油机汽
缸顶部有火花塞，柴油机汽缸顶部有______。
【答案】
关闭
喷油嘴
【详解】[1]汽油机在做功冲程中，进气门和排气门关闭，高温高压的燃气推动活塞做功，把内能转化为机
械能。
[2]柴油机气缸顶端有个喷油嘴，喷油嘴喷出雾状的柴油，柴油依靠压缩时内能增大，温度升高，达到柴油
着火点而燃烧，点燃方式是压燃式；汽油机的压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，引燃汽油和空气的混合
物，故为点燃式点火。
15．（25-26 九年级上·山东滨州·期末）如图所示，在试管中装些水，用橡皮塞塞住管口，用酒精灯加热试管
使水沸腾一段时间后，水蒸气会把橡皮塞从管口顶开，管口出现白雾。下列说法正确的是（ ）
A．试管口出现的白雾是水蒸气
B．水被加热过程是通过做功的方法改变内能
C．水蒸气顶开橡皮塞使水蒸气的内能减少
D．水蒸气顶开橡皮塞的过程相当于内燃机的排气冲程
【答案】C
【详解】A．试管中的“白雾”是水沸腾产生的水蒸气液化成的小水滴，故A 错误；
B．水在加热过程中温度升高是通过吸收热量实现的，这是热传递的过程，故B 错误；
C．水蒸气顶开橡皮塞时，水蒸气的内能部分转化为橡皮塞的动能，水蒸气的内能减少，故C 正确；
D．水蒸气顶开橡皮塞的过程中，水蒸气的内能转化为橡皮塞的机械能，与内燃机的做功冲程原理相同，故
D 错误。
故选C。
16．（25-26 九年级上·山东日照·期末）二氧化碳
2
CO
爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术，广泛应
用于矿山开采、道路修建等工程。起爆前高压泵将
2
CO 压缩成高压气体，液化后输入爆破筒内；爆破时电
加热管发热，使筒内的液态
2
CO 迅速汽化，形成的高压气体从泄气孔中喷出，从而完成爆破作业。这一过
程的能量转化过程与热机工作过程类似。请结合内能变化和热机工作原理的相关知识，判断下列说法正确
的是（ ）
A．高压泵压缩
2
CO ，相当于热机中的做功冲程
B．高压泵压缩
2
CO ，气体内能减小，温度升高
C．高压
2
CO 气体喷出时，相当于热机中的压缩冲程
D．高压
2
CO 气体喷出时，内能减小，温度降低
【答案】D
【详解】AB．高压泵压缩
2
CO ，此时对气体做功，因此气体内能增大，温度升高，此过程与热机的压缩冲
程类似，都是将机械能转化为内能，故AB 错误；
CD．高压
2
CO 气体喷出时，气体对外做功，内能减小，温度降低，此过程与热机的做功冲程类似，都是将
内能转化为机械能，故C 错误，D 正确。
故选D。
17．（25-26 九年级上·湖南衡阳·期末）如图A 是四冲程汽油机的工作示意图，如图B 是我国古代曾发明的一
种点火器，以牛角为套筒，把艾绒黏附在木质推杆前端。取火时一只手握住套筒，另一只手向内猛推推杆，
推杆前端的艾绒就会被点燃。下列说法错误的是（ ）
A．图A 丁冲程中存在着化学能转化为内能的过程，甲、乙、丙冲程要消耗外部能量
B．图B 把推杆推入牛角套筒内时能量转化过程与热机中的图丁冲程相同
C．做功冲程中，高温、高压燃气减少的内能绝大部分转化为机械能
D．汽油机和柴油机的构造类似，柴油机在压缩冲程中对气体的压缩程度更高
【答案】B
【详解】A．图A 甲中两个气门关闭，活塞向上运动，机械能转化为内能，是压缩冲程；图A 乙中进气门打
开，活塞向下运动，是吸气冲程；图A 丙中排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，图A 丁中两个气门
关闭，活塞向下运动，是做功冲程，高温气体燃烧，先将化学能转化为内能，再将内能转化为机械能，甲、
乙、丙冲程靠飞轮惯性完成，故A 正确，不符合题意；
B．图B 把推杆推入牛角套筒内时，套筒内的温度升高，内能增大，是由机械能转化为内能，能量转化过程
与热机中的压缩冲程相同，即与图甲相同，故B 错误，符合题意；
C．做功冲程中，高温、高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故C 正确，不符合题意；
D．汽油机和柴油机的构造类似，只是汽油机的气缸顶部是火花塞，柴油机的气缸顶部是喷油嘴，柴油机在
压缩冲程中对气体的压缩程度更高，体积更小，内能更大，故D 正确，不符合题意。
故选B。
18．关于四冲程汽油机和柴油机的工作过程有以下几种说法，其中正确的是（ ）
①汽油机和柴油机的点火方式相同
②用酒精灯给试管加热，试管口软木塞冲出的过程中的能量转化情况和内燃机压缩冲程的能量转换情况相
同
③只有做功冲程是燃气对外做功
④若汽油机的转速是600r / min ，1min 内燃机对外做了300 次功
A．只有①②③B．只有①③
C．只有③④
D．只有②③④
【答案】C
【详解】①汽油机和柴油机的点火方式不同，汽油机采用的是点燃式点火；而柴油机采用的是压燃式点火，
故①错误；
②试管口软木塞冲出的过程是试管内气体的内能转化为软木塞的机械能，对应的是内燃机的做功冲程，压
缩冲程是机械能转化为内能，故②错误；
③在内燃机的四个冲程中，其中吸气、压缩、排气都是靠外力或飞轮的惯性来完成的，只有做功冲程对外
做功，故③正确；
④四冲程汽油机每转两圈完成一个工作循环，对外做功一次，1min 内燃机对外做功600
300
2
=
次，故④正
确。
综上可知，只有③④正确，故C 正确，ABD 错误。
故选C。
19．（25-26 九年级上·江西宜春·期末）如图甲所示，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内的硝化棉燃烧起来。活
塞下压过程的能量转化情况与图__________（选填“乙”或“丙”）所示汽油机工作冲程相同。若该汽油机飞轮
转速为1200r / min ，则汽油机每秒完成__________个冲程。
【答案】
乙
40
【详解】[1]甲图下压活塞：机械能→内能（压缩空气升温点燃硝化棉）。
乙图：两气门关闭、活塞上行→压缩冲程，机械能转化为内能，和甲能量转化一致；
丙图：两气门关闭、火花塞点火、活塞下行→做功冲程，内能转化为机械能。 故填乙。
[2]四冲程内燃机一个工作循环中，有四个冲程，燃气推动活塞做功一次，飞轮转动两周。若该热机飞轮转
速1200r/min，即20r / s ，则热机每秒完成40 个冲程。
20．（25-26 九年级上·黑龙江大庆·期末）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，此冲程为 _______ 冲程。它的能量转化情况与 _____ （选填“乙”或“丙”）图相
同，都是_______能向________能的转化，如果此汽油机飞轮的转速为 2400 r/min，则每秒钟对外做功
__________次。
【答案】
做功
乙
内
机械
20
【详解】图甲中汽油机的两个气门关闭，活塞向下运动，火花塞点火，因此该冲程是做功冲程。做功冲程
的能量转化是内能转化为机械能。 乙图中，酒精灯加热使水内能增大，水蒸气推动试管塞子飞出，能量转
化是内能转化为机械能；丙图中压缩空气做功，能量转化是机械能转化为内能，因此和甲冲程能量转化相
同的是乙图。
汽油机飞轮转速2400r / min
40r / s
=
，四冲程汽油机飞轮转2 圈，对外做功1 次，因此每秒对外做功40
20
2 =
次。
21．（25-26 九年级上·山东青岛·阶段检测）如图甲为一种经常在喜庆场合使用的手持礼炮，其结构简化图如
图乙所示。使用时，气罐内的高压气体推动纸筒内的彩条沿纸筒方向快速喷出，这说明力可以改变物体的
______，此过程中的能量转化与内燃机的_______冲程相同。若某单缸四冲程汽油机每秒做功30 次，则飞
轮的转速为_______r/min。
【答案】
运动状态
做功
3600
【详解】[1]气罐内的高压气体对纸筒内的彩条施加力，使原本静止的彩条沿纸筒方向快速喷出运动状态发
生改变。这说明力可以改变物体的运动状态。
[2]此过程中，气罐内高压气体的内能转化为彩条的机械能，内燃机的做功冲程中，将内能转化为活塞的机
械能，该过程的能量转化与内燃机的做功冲程相同。
[3]汽油机每秒内对外做功30 次，每分钟对外做功30
60
1800
´
=
次
次
飞轮转2 转，对外做功1 次，因此飞轮转3600 转，飞轮的转速为3600r/min。
22．（25-26 九年级上·河南周口·期末）如图所示是单缸四冲程汽油机某一冲程的工作示意图，该冲程是
________冲程。若该汽油机的转速是3600r/min，每次对外做功100J，则该汽油机的功率为________W。
【答案】
做功
3000/
3
3 10
´
【详解】[1]由图可知，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，根据单缸四冲程汽油机冲程的特点，
此冲程为做功冲程。
[2]已知汽油机转速为3600r/min，换算为每秒转速是3600 r / s=60r / s
60
因为四冲程汽油机一个工作循环飞轮转2 圈，对外做功1 次，所以每秒完成的工作循环数为60
30
2 =
个，即
每秒对外做功30 次。每次对外做功100J，则每秒做的功
30 100J
3000J
W =
´
=
根据功率公式
W
P
t
=
（
1s
t =
），可得功率
3 0 0 0 J
3 0 0 0 W
1s
W
P
t
=
=
=
23．（25-26 九年级上·广东梅州·期中）吉利牌“涡轮增压”（T 型）轿车，通过给发动机更足量空气使汽油更
充分地燃烧，比普通轿车（L 型）更节能，排气更清洁，同样的汽油加在T 型轿车内与加在L 型轿车内相比，
热值_______（选填“更大”、“一样大”或“更小”）；为防止发动机温度过高，用水进行冷却，这是利用水的
_______较大；若该汽油机每秒钟对外做功15 次，则飞轮转速为_______r/min。
【答案】
一样大
比热容
1800
【详解】[1]热值是燃料本身的特性，与燃烧是否充分无关，所以同样的汽油加在T 型轿车内与加在L 型轿
车内相比，热值一样大。
[2]因为水的比热容较大，相同质量升高相同温度时，水吸收热量更多。所以用水进行冷却。
[3]汽油机每秒钟对外做功15 次，所以每秒完成15 个工作循环。每个工作循环飞轮转2 圈，所以每秒飞轮
转15 2
30
´
=
转，每分钟转30 60
1800
´
=
转。
24．（25-26 九年级上·江苏无锡·期中）若一台四冲程汽油机的汽缸面积为50cm2，活塞行程为0.1m。做功冲
程燃气的平均压强为
5
6 10 Pa
´
，飞轮转速为1800r/min，那么该汽油机1 分钟内对外做功_________次，工
作时汽缸内气体对活塞的平均压力为_________N。这台汽油机的功率是_________W。
【答案】
900
3000
4500
【详解】[1]四冲程汽油机每个工作循环飞轮转2 圈，对外做功1 次。飞轮转速为1800r/min，故1 分钟内做
功次数为
1800
900
2
n =
=
[2]工作时汽缸内气体对活塞的平均压力为
5
4
2
6 10 Pa
50 10 m
3000N
F
pS
-
=
=
´
´
´
=
[3]每次做功冲程做的功
3000N 0.1m
300J
W
Fs
=
=
´
=
1 分钟内做的总功
5
900 300J
2.7 10 J
W
nW
=
=
´
=
´
总
汽油机的功率
5
2.7 10 J
4500W
60s
W
P
t
´
=
=
=
总
25．（25-26 九年级上·安徽安庆·阶段检测）如图甲所示为四缸汽油发动机，制造时通过连杆把四个相同汽缸
的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的半周里，都有一汽缸在做功，其他三
个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。如图乙所示，该汽油发动机的活塞的行程（即活塞上下运动的距
离）L=10cm，每个汽缸在做功冲程时的燃气平均气体压力为5000N，若此四缸汽油发动机飞轮的转速为
3600r/min，则该发动机的功率为______kW。
【答案】60
【详解】每个汽缸在做功冲程时的燃气平均气体压力为5000N，飞轮的转速为
3600r / min
60r / s
n =
=
则1s 飞轮转60 圈，做功30 次，1s 内汽油发动机的活塞的行程
30
30 10
300
3m
s
L
cm
cm
=
=
´
=
=
则四个汽缸1s 做的功
4
4
4 5000N 3m
60000J
W
W
Fs
=
=
=
´
´
=
总
则该发动机的功率为
60000J
60000W
60
1s
W
P
kW
t
=
=
=
=
总
26．（25-26 九年级上·湖南湘西·期末）如图是某单缸四冲程汽油机工作循环的________冲程，若其功率为
10kW，飞轮转速为2400r/min，则该冲程工作一次能对外做功________J。
【答案】
做功
500
【详解】[1]由图可知，两个气门关闭、活塞向下运动，为做功冲程。
[2]单缸四冲程汽油机的飞轮转速是2400r/min，即每秒钟飞轮转40 圈，因曲轴转2 圈完成一个工作循环，
对外做功一次；则汽油机每秒钟内完成20 个工作循环，要经过80 个冲程，活塞往复运动40 次，对外做功
20 次。即做功一次所用的时间为1 s
20 ，所以该冲程工作一次能对外做功
3
1
10 10 W
s=500J
20
W
Pt
=
=
´
´
27．（25-26 九年级上·江苏徐州·期中）如图所示，是某单缸四冲程汽油机的某一冲程示意图，它表示的是
______冲程，若该汽油机的气缸活塞面积为
2
30cm ，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工
作时做功冲程燃气平均压强为
5
6 10 Pa
´
，飞轮转速为2400r/min，则汽油机一个冲程燃气对活塞做的功为
______J，汽油机的功率为______W。
【答案】
压缩
90
1800
【详解】[1]从图中可以看出，进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，该冲程是压缩冲程。
[2]根据公式
F
p
S
=
，可计算出
2
4
2
30cm
30 10 m
S
-
=
=
´
活塞表面所受压力为
5
4
2
6 10 Pa
30 10 m
1800N
F
pS
-
=
=
´
´
´
=
活塞在气缸中移动的距离是
50mm
0.05m
L =
=
则汽油机一个冲程燃气对活塞做的功为
1800N
0.05m=90J
W
FL
=
=
´
[3]飞轮转速为2400r/min，则1min 时间活塞对外做功1200 次，则总功为
5
=
1200 90J=1.08 10 J
W
nW =
´
´
总
则功率为
5
1.08 10 J
1800W
60s
W
P
t
´
=
=
=
总
28．（25-26 九年级上·内蒙古赤峰·期中）传统的爆米花制作方法是将玉米粒经过一段时间的加热，然后在开
罐的瞬间“砰”地蹦出炸裂开的爆米花。试回答：
(1)开罐瞬间爆米花被蹦出，这个过程相当于热机的哪个冲程？
(2)开罐瞬间蹦出爆米花时的能量如何转化？
【答案】(1)做功冲程
(2)开罐瞬间蹦出爆米花时，罐内的气体膨胀做功，罐内气体与玉米的内能减小，将内能转化为爆米花的机
械能。
【详解】（1）热机的做功冲程是内能转化为机械能，开罐瞬间，罐内气体的内能推动玉米粒爆开、弹出，
罐内气体与玉米的内能转化为爆米花的机械能，和做功冲程的能量转化与工作原理一致。
（2）见答案
29．（2025·贵州铜仁·三模）过年期间有小孩用鞭炮炸狗盆，狗盆飞向空中；甚至还有将鞭炮扔进类似密闭
空间的设施附近，导致危险事件发生。请结合此现象回答下列问题：
(1)简述鞭炮爆炸时狗盆飞向空中这一过程与内燃机的哪个冲程相似，同时说明鞭炮爆炸时狗盆飞向空中的
能量转化；
(2)从安全教育和环境保护的角度，分析这种行为可能带来的危险。（写出一条即可）
【答案】(1)做功可以改变内能。鞭炮爆炸时放出热量，对狗盆做功，内能转化为机械能，使得狗盆飞向空
中，这一过程的能量转化与内燃机的做功冲程相似。
(2)用鞭炮炸狗盆，飞出的狗盆可能会砸伤他人，危及他人的生命安全。
【详解】（1）略。
（2）略。
30．（25-26 九年级上·广东珠海·阶段检测）随着人民生活水平的提高，汽车开始进入普通百姓家庭。小明的
爸爸最近也购买了一辆汽车，他高兴极了，把车的里里外外都观察了个够。通过观察，小明发现汽车上的
许多部件都用到了物理知识。
(1)汽车的发动机是四冲程汽油机，图1 表示的是______冲程；压缩冲程可将______能转化为______能。发
动机通常用水作为冷却液，这是因为水的______比较大。
(2)当单缸四冲程汽油机的转速为3600r/min 时，在1s 内汽油机对外做功的次数是______次。
(3)汽车在行驶过程中，很多部位会发热，如：①发动机外壳发烫；②轮胎发热；③刹车片发热；④水箱
中的水变热。其中属于通过做功改变内能的（ ）
A．①②③④
B．②④
C．①③
D．②③
(4)小明通过上网查到了这种汽车的输出功率与转速的关系如图2 所示。小明又向爸爸询问了一些实测数据：
汽车行驶的路况好，平均车速为100km/h，发动机转速为2000r/min，平均油耗为9L/100km，由图2 中数据，
分析这辆汽车在这种状态下行驶时，每小时对外所做的有用功为______J，如该发动机为单缸四冲程发动机，
则该汽油发动机每次做功消耗汽油的质量为______kg。（已知汽油的密度为0.8×103kg/m3）
【答案】(1)
排气
机械
内
比热容
(2)30
(3)D
(4)
1.08×108
1.2×10-4
【详解】（1）[1]如图1，进气门关闭、排气门打开，活塞向上运动，可以判断是排气冲程。
[2][3]在内燃机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩气缸内的混合气体，使其温度和压力都升高。这个过程
中，活塞的机械能被转化为气体的内能，表现为气体温度的升高。因此，压缩冲程是一个将机械能转化为
内能的过程。
[4]水的比热容较大，意味着相同质量的水和其他物质相比，升高（或降低）相同温度时，水吸收（或放出）
的热量更多。因此，发动机用水作为冷却液时，能在吸收大量热量的同时，自身温度不会急剧升高，从而
有效起到冷却作用。
（2）飞轮转速是3600r/min，即60r/s，表示每秒飞轮转动60 圈，而飞轮每转动2 圈，对外做功1 次，所
以1s 内汽油机对外做功30 次。
（3）①发动机外壳发烫，是发动机的内能转移到外壳，使其温度升高，是通过热传递改变内能的；
②轮胎发热，是轮胎和地面摩擦生热，是通过做功改变内能的；
③刹车片发热，是刹车片和车轮摩擦生热，是通过做功改变内能的；
④水箱中的水变热，是发动机的内能传递给水，使其温度升高，是通过热传递改变内能的。
综上所述，属于通过做功改变内能的是②③，故D 符合题意，ABC 不符合题意。
故选D。
（4）[1]由图2 可知，发动机转速为2000r/min 时，其输出功率约为30kW，则每小时对外所做的有用功为
3
8
30 10 W 1 3600s
1.08 10 J
W
Pt
´
´ ´
´
＝
＝
＝
[2]汽车行驶100km 消耗的汽油是
3
3
3
9L
9
9 10 m
V
dm
-
´
＝
＝
＝
则汽油的质量
3
3
3
3
0.8 10
/ m
9 10 m
7.2
m
V
kg
kg
r
-
´
´ ´
＝
＝
＝
单缸四冲程发动机每完成4 个冲程，飞轮转动2 圈，对外做功1 次。发动机转速为2000r/min，则每分钟做
功1000 次，所以每小时做功次数为
4
1000 60
6 10
N
´
´
＝
＝
汽车每小时消耗汽油7.2kg，每小时做功6×104 次，所以每次做功消耗汽油的质量为
4
4
7.2
'
1.2 10
6 10
m
kg
m
kg
N
-
´
´
＝
＝
＝
31．（25-26 九年级上·江苏苏州·期中）阅读短文，回答问题。
汽车发动机
发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在汽缸中往复运动，一个工作循经历进气、压缩、
做功和排气四个冲程，汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在汽缸内通过的容
积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（冲程长度）。如果发动机有若干个汽缸，那么所有汽缸“工
作容积”之和称为发动机排量，实际汽车往往采用多缸发动机。
如图所示发动机有4 个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4 个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽
缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排
气冲程。
在汽车领域，大家习惯用“推重比”来表示车辆的动力性能。汽车的推重比通常指发动机的最大功率与车辆质
量之比，常用单位是千瓦每吨（kW/t）。
(1)汽油机工作时的能量转化是_____。
(2)若一个汽缸排量为V，燃气对活塞的平均压强为p，则一个做功冲程中燃气对活塞所做的功为W=______
（用字母表示）。
(3)某四缸发动机的最高转速为3600r / min ，则每缸每秒对外做功_____次；一辆质量为1.6t 、排量为2.0L的
汽车装有该四缸发动机，做功冲程燃气对活塞的平均压强是
6
2
10 Pa
×
，则该车的推重比为_____kW / t 。
【答案】(1)
内能转化为机械能
(2)
pV
(3)
30
75
【详解】（1）[1]汽油机工作时，在做功冲程中，燃料燃烧释放内能，推动活塞做功，将内能转化为机械能。
（2）[2]在做功冲程，活塞移动的距离为L，发动机的单缸排量V＝SL，燃气对活塞所做的功为W＝FL＝pSL＝
pV
（3）[1]发动机的最高转速为3600r / min=60r/s
一个工作循环，飞轮转动两圈，对外做功一次。则每缸每秒对外做功次数为60
30
2 =
[2]单缸燃气对活塞做功的功率为P′=
3
3
6
2 10 m
2 10
4
4
30000W
1 s
30
V
p
Pa
W
t
t
-
´
´
´
´
=
=
=
由于发动机有4 个汽缸，所以燃气对活塞做功的总功率为
4 '
4 30000W
120000W
120
P
P
kW
=
=
´
=
=
该车的推重比为120
75kW / t
1.6t
kW =
