14.1 熱機(jī)（5大題型）（含答案解析）

14.1熱機(jī)知識點(diǎn)1熱機(jī)1、實(shí)驗(yàn)探究：利用內(nèi)能可以做功①過程：用酒精燈給試管里的水加熱。②現(xiàn)象：水被加熱到一定程度后，軟木塞飛出，管口有“白氣”產(chǎn)生。③結(jié)論：酒精燃燒，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為水和水蒸氣的內(nèi)能，水蒸氣對軟木塞做功，又將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。同時(shí)，水蒸氣內(nèi)能減小，溫度降低，水蒸氣液化成小水滴，在瓶口產(chǎn)生“白霧”。2、熱機(jī)①概念：利用內(nèi)能做功的機(jī)械。常見的有蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等。②工作原理：燃料的化學(xué)能→內(nèi)能→機(jī)械能。③最常見的熱機(jī)—內(nèi)燃機(jī)：燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力的熱機(jī)。分為汽油機(jī)和柴油機(jī)兩大類。知識點(diǎn)2汽油機(jī)1、構(gòu)造汽缸上部有進(jìn)氣門和排氣門，頂部有火花塞，下部有活塞，活塞用連桿跟曲軸相連。2、工作過程①?zèng)_程：活塞從汽缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過程。②四沖程汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)由四個(gè)沖程組成，分別是吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。汽油機(jī)通過四個(gè)沖程的不斷循環(huán)來保證連續(xù)工作。③工作過程過程吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程圖示氣門進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉進(jìn)氣門、排氣門均關(guān)閉進(jìn)氣門、排氣門均關(guān)閉進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開活塞向下運(yùn)動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)向下運(yùn)動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)能量轉(zhuǎn)化無機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能無作用吸入汽油和空氣的混合物壓縮汽油和空氣的混合物高溫高壓的氣體推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，對外做功把廢氣排出汽缸知識點(diǎn)3柴油機(jī)1、構(gòu)造柴油機(jī)的構(gòu)造與汽油機(jī)的相似，不同的是柴油機(jī)汽缸頂部沒有火花塞，而有一個(gè)噴油嘴。2、應(yīng)用柴油比較便宜，但柴油機(jī)比較笨重，噪音大，主要用在載重汽車、拖拉機(jī)、坦克上。3、汽油機(jī)與柴油機(jī)的異同柴油機(jī)汽油機(jī)不同點(diǎn)燃料柴油汽油構(gòu)造頂部是噴油嘴頂部是火花塞點(diǎn)火方式壓燃式點(diǎn)燃式吸氣沖程吸入的是空氣吸入的是空氣和汽油的混合物壓縮沖程壓縮程度較大壓縮程度較小做功沖程噴出的霧狀柴油遇到高溫高壓的熱空氣燃燒火花塞產(chǎn)生電火花，使混合物燃燒主要特點(diǎn)笨重，輸出功率大輕巧，輸出功率小相同點(diǎn)工作循環(huán)一個(gè)工作循環(huán)都是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程構(gòu)成的，同時(shí)曲軸轉(zhuǎn)兩周，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩次，對外做功一次1、內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)的比例關(guān)系內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)完成四個(gè)沖程，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，活塞往返兩次，對外做功一次，即1：4：2：2：1。2、內(nèi)燃機(jī)與功和壓強(qiáng)的綜合計(jì)算方法設(shè)活塞的面積為S，個(gè)沖程活塞在汽缸中移動(dòng)的距離是l，氣體對活塞的平均壓強(qiáng)為p，飛輪轉(zhuǎn)速為N，則做功沖程中推動(dòng)活塞做的功W=Fs=Fl=pSl。因?yàn)檗D(zhuǎn)速為N，則每秒對外做功N題型一熱機(jī)的工作原理【例1】（23-24九年級上·廣西桂林·期中）科幻大片《流浪地球》中地球?yàn)榱嗣撾x木星，主人公點(diǎn)燃了木星上的可燃?xì)怏w，從而將地球推離木星，其中“點(diǎn)燃木星將地球推開”的過程，相當(dāng)于熱機(jī)的做功沖程。下列機(jī)器中，不屬于熱機(jī)的是（）A．洗衣機(jī) B．柴油機(jī) C．火箭 D．蒸汽輪機(jī)【答案】A【解析】A．洗衣機(jī)是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，不是熱機(jī)，故A符合題意；B．柴油機(jī)是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，屬于熱機(jī)，故B不符合題意；C．火箭是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，屬于熱機(jī)，故C不符合題意；D．蒸汽輪機(jī)是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，屬于熱機(jī)，故D不符合題意。故選A。【變式1-1】（23-24九年級上·遼寧阜新·期中）2021年6月17日，我國運(yùn)載火箭將“神舟十二號”載人飛船準(zhǔn)確送入預(yù)定軌道?；鸺铀偕仙龝r(shí)將能轉(zhuǎn)化為能；火箭熱機(jī)（選填“屬于”或“不屬于”）?！敬鸢浮績?nèi)機(jī)械屬于【解析】[1][2][3]火箭噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)靠燃燒燃料獲得內(nèi)能，將燃料燃燒的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為火箭運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，屬于熱機(jī)?！咀兪?-2】（23-24九年級上·廣東佛山·階段練習(xí)）如圖所示，給試管內(nèi)的水加熱，水沸騰后，在水蒸氣推動(dòng)活塞迅速?zèng)_出試管口這一過程中，下列說法正確的是（）A．圖中所示實(shí)驗(yàn)揭示了熱機(jī)的工作原理B．圖中所示實(shí)驗(yàn)揭示了機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能C．試管內(nèi)水蒸氣的內(nèi)能增加D．管口的“白氣”為熱的水蒸氣【答案】A【解析】AB．活塞沖出的過程中，水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能，能量轉(zhuǎn)化情況與內(nèi)燃機(jī)做功沖程相同，即揭示了熱機(jī)的工作原理，故A正確，B錯(cuò)誤；C．活塞沖出的過程中，水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能，同時(shí)水蒸氣的內(nèi)能減小、溫度降低；故C錯(cuò)誤；D．活塞沖出試管口出現(xiàn)“白霧”，是水蒸氣液化為小水珠漂浮在空中形成的，故D錯(cuò)誤；故選A?！咀兪?-3】（2022·山西·三模）如圖所示，課外綜合實(shí)踐活動(dòng)小組的同學(xué)們用酒精燈加熱水到一定程度時(shí)，試管中噴出水蒸氣，下列有關(guān)說法正確的是（）A．實(shí)驗(yàn)過程中“白霧”彌漫在試管口屬于擴(kuò)散現(xiàn)象B．水蒸氣驅(qū)動(dòng)小風(fēng)車轉(zhuǎn)動(dòng)的過程水蒸氣內(nèi)能增大C．酒精燈通過熱傳遞的方式使水的內(nèi)能增大D．此實(shí)驗(yàn)過程的能量轉(zhuǎn)化與熱機(jī)壓縮沖程相同【答案】C【解析】A．實(shí)驗(yàn)過程中“白霧”是噴出的水蒸氣遇冷液化形成的小水珠，不屬于擴(kuò)散現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；B．水蒸氣驅(qū)動(dòng)小風(fēng)車轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，水蒸氣對外做功，則水蒸氣的內(nèi)能減少了，故B錯(cuò)誤；C．用酒精燈給水加熱時(shí)，是通過熱傳遞的方式使水的內(nèi)能增大，故C正確；D．熱機(jī)在做功沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，壓縮沖程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D錯(cuò)誤。故選C。【變式1-4】（2024·廣東惠州·三模）如圖，圖（選填“B”或“C”）是熱機(jī)的原理圖。圖A是汽油機(jī)的沖程，與它改變內(nèi)能方式相同的是圖所示的演示實(shí)驗(yàn)?！敬鸢浮緾做功C【解析】[1]B圖是用力將活塞壓下，活塞對空氣做功，空氣的內(nèi)能增大，溫度升高，達(dá)到了棉花的著火點(diǎn)，棉花就會燃燒，是通過對物體做功來增大物體內(nèi)能的，即是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程；C圖對試管中的水加熱，加快水的汽化，使試管中水的內(nèi)能增大，體積膨脹，對外做功，使塞子飛出去，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能；熱機(jī)就是利用內(nèi)能來做功的機(jī)器，故C圖是熱機(jī)的原理圖。[2]圖A中，兩氣門都關(guān)閉，火花塞點(diǎn)火，活塞下行，是做功沖程，此沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。[3]汽油機(jī)的做功沖程中將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，因此與做功沖程原理相同的是C實(shí)驗(yàn)。題型二內(nèi)燃機(jī)的工作過程和能量轉(zhuǎn)化【例2】（2024·湖北荊州·三模）如圖是兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)的示意圖，甲圖是在一個(gè)配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小團(tuán)硝化棉，用力把活塞迅速下壓，棉花就會立即燃燒；乙圖是給試管里的水加熱，水沸騰一段時(shí)間后，水蒸氣推動(dòng)橡膠塞迅速?zèng)_出試管口。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷，下列說法中錯(cuò)誤的是（）A．甲圖壓下活塞的過程中，筒中氣體的內(nèi)能增大B．甲圖中壓下活塞過程的能量轉(zhuǎn)化與熱機(jī)壓縮沖程的能量轉(zhuǎn)化相同C．乙圖中水蒸氣推動(dòng)橡膠塞沖出試管口過程的能量轉(zhuǎn)化與內(nèi)熱機(jī)排氣沖程的能量轉(zhuǎn)化相同D．乙圖中水蒸氣推動(dòng)橡膠塞沖出試管口的過程中，水蒸氣內(nèi)能減少，瓶口會出現(xiàn)白霧【答案】C【解析】AB．圖甲所示，在一個(gè)配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小團(tuán)硝化棉，迅速向下壓活塞，由于壓縮玻璃筒內(nèi)的空氣對其做功，使得空氣的內(nèi)能增加，溫度升高，故是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程，與內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程能量轉(zhuǎn)化相同，故AB正確，不符合題意；CD．圖乙所示，用酒精燈加熱試管中的水，當(dāng)水沸騰一段時(shí)間以后，橡膠塞被試管內(nèi)水蒸氣推出，即該過程中水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為橡膠塞的機(jī)械能，與熱機(jī)做功沖程的能量轉(zhuǎn)化相同，水蒸氣的內(nèi)能減小，溫度降低，遇冷液化形成大量小水珠，就形成我們看到的白霧，故C錯(cuò)誤，符合題意；D正確，不符合題意。故選C?！咀兪?-1】（23-24九年級上·湖南衡陽·期末）如圖所示為四沖程內(nèi)燃機(jī)四個(gè)沖程的示意圖，箭頭表示活塞的運(yùn)動(dòng)方向。請你結(jié)合氣門的位置做出判斷，下列說法中不正確的是（）A．甲沖程中將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 B．丙沖程中將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C．正確的工作順序是：乙甲丙丁 D．甲、乙、丁三個(gè)沖程依靠飛輪慣性完成【答案】C【解析】甲圖中兩個(gè)氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，因此是壓縮沖程，是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程。乙圖中進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運(yùn)動(dòng)，因此排氣沖程；丙圖中兩個(gè)氣門都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，因此是做功沖程，是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程；丁圖中進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，因此是吸氣沖程。A．甲沖程是壓縮沖程，即將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A正確，不符合題意；B．丙沖程是做功沖程，即將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故B正確，不符合題意；C．正確的工作順序是：丁甲丙乙，故C錯(cuò)誤，符合題意；D．甲、乙、丁三個(gè)沖程依靠飛輪慣性完成，而丙沖程，即做功沖程是靠燃料燃燒釋放能量提供動(dòng)力的，故D正確，不符合題意。故選C?！咀兪?-2】（22-23九年級上·江西吉安·期中）如圖所示為內(nèi)燃機(jī)四沖程工作示意圖，下列說法正確的是（）

A．甲圖沖程依靠慣性完成活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)，燃?xì)鈨?nèi)能變大B．乙圖沖程能獲得動(dòng)力C．丙圖沖程存在化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程D．丁圖沖程有明顯機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程【答案】D【解析】A．甲圖中兩個(gè)氣閥都關(guān)閉，火花塞點(diǎn)火，活塞向下運(yùn)動(dòng)，是做功沖程，此沖程將燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故燃?xì)獾膬?nèi)能減小，故A錯(cuò)誤；B．乙圖中進(jìn)氣門打開，活塞向下運(yùn)行，汽缸容積增大，是吸氣沖程，而獲得動(dòng)力的是做功沖程，故B錯(cuò)誤；C．丙圖中排氣門打開，活塞向上運(yùn)動(dòng)，汽缸容積減小，是排氣沖程，不存在化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程，故C錯(cuò)誤；D．丁圖中兩個(gè)氣閥都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，所以為壓縮沖程，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D正確。故選D?！咀兪?-3】（23-24九年級上·廣東惠州·期中）內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程中，沖程把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，沖程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；并且四個(gè)沖程中，除了做功沖程對外做功，依靠飛輪的來完成?！敬鸢浮繅嚎s做功慣性【解析】[1][2][3]壓縮沖程機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使氣缸內(nèi)汽油和空氣的混合物內(nèi)能增加，做功沖程中高溫高壓燃?xì)馔苿?dòng)活塞做功，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。汽油機(jī)的四個(gè)沖程，只有做功沖程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，對外提供動(dòng)力，其它沖程是靠飛輪的慣性來工作的?！咀兪?-4】（23-24九年級上·江蘇鹽城·階段練習(xí)）汽油機(jī)是熱機(jī)的一種，汽油在氣缸內(nèi)燃燒時(shí)將能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，如圖所示的是四沖程汽油機(jī)工作狀態(tài)示意圖，由圖可以看出沖程，汽油機(jī)轉(zhuǎn)速1800r/min，則該汽油機(jī)在1s內(nèi)做了次功。【答案】化學(xué)做功15【解析】[1]汽油機(jī)工作時(shí)，汽油在汽缸內(nèi)燃燒時(shí)，消耗化學(xué)能，產(chǎn)生內(nèi)能，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。[2]從圖中可以看出，進(jìn)氣門和排氣門關(guān)閉，火花塞點(diǎn)火，活塞向下移動(dòng)，可以判斷這個(gè)沖程是做功沖程。[3]汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩圈，對外做功一次。某單缸四沖程汽油機(jī)轉(zhuǎn)速1800r/min，故汽油機(jī)在1s轉(zhuǎn)30轉(zhuǎn)。完成了15個(gè)循環(huán)，故該汽油機(jī)在1s內(nèi)做了15次功?！咀兪?-5】（2024·廣東清遠(yuǎn)·一模）如圖甲所示是一臺單缸四沖程汽油機(jī)工作狀態(tài)示意圖，此時(shí)它正處在沖程，其能量轉(zhuǎn)化情況與（選填“乙”或“丙”）圖相同，是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為能?！敬鸢浮孔龉σ覚C(jī)械【解析】[1][2][3]圖甲中，汽油機(jī)兩個(gè)氣門都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，因此是做功沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；乙圖中，燃著的酒精燈對試管中的水加熱，加快水的蒸發(fā)，使試管中水的內(nèi)能增大，體積膨脹，對外做功，使塞子飛出去，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能；丙圖是用力將活塞壓下，活塞對空氣做功，空氣的內(nèi)能增大，溫度升高，達(dá)到了棉花的著火點(diǎn)，棉花就會燃燒，是通過對物體做功來增大物體內(nèi)能的，即是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程；因此與做功沖程中能量轉(zhuǎn)化情況相同的是乙圖實(shí)驗(yàn)。題型三汽油機(jī)和柴油機(jī)的區(qū)別【例3】（24-25九年級上·山東濱州·開學(xué)考試）關(guān)于熱機(jī)，下列說法正確的是（

）A．汽油機(jī)頂部有噴油嘴，柴油機(jī)頂部有火花塞B．汽油機(jī)和柴油機(jī)除了做功沖程外，其他三個(gè)沖程都是依靠飛輪的慣性完成的C．柴油機(jī)在吸氣沖程中，將柴油和空氣的混合氣吸入氣缸D．改正技術(shù)后，熱機(jī)的效率可以達(dá)到100%【答案】B【解析】A．由汽油機(jī)和柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)可知，汽油機(jī)的頂部有火花塞，柴油機(jī)的頂部有噴油嘴，故A錯(cuò)誤；B．汽油機(jī)和柴油機(jī)除了做功沖程外，其他三個(gè)沖程都是依靠飛輪的慣性完成的，故B正確；C．柴油機(jī)在吸氣沖程中，只將空氣吸入氣缸，故C錯(cuò)誤；D．熱機(jī)在工作時(shí)不可避免地有能量的損耗與散失，故熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%，故D錯(cuò)誤。故選B。【變式3-1】（24-25九年級上·全國·課后作業(yè)）有關(guān)汽油機(jī)和柴油機(jī)的異同，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．汽油機(jī)與柴油機(jī)使用的燃料不同B．柴油機(jī)一般用于大型、重型機(jī)械，汽油機(jī)一般用于輕型、小型機(jī)械C．吸氣沖程，汽油機(jī)吸入的只有空氣，柴油機(jī)吸入的是柴油和空氣的混合物D．柴油機(jī)壓縮沖程末的溫度比汽油機(jī)高【答案】C【解析】A．柴油機(jī)和汽油機(jī)都屬于內(nèi)燃機(jī)，汽油機(jī)與柴油機(jī)使用的燃料不同，柴油機(jī)使用柴油，汽油機(jī)使用汽油，故A正確，不符合題意；BD．柴油機(jī)屬于壓燃式，壓縮沖程末的溫度比汽油機(jī)高，燃料燃燒更完全，效率比汽油機(jī)高，所以柴油機(jī)一般用于大型、重型機(jī)械，汽油機(jī)一般用于輕型、小型機(jī)械，故BD正確，不符合題意；C．工作過程中，汽油機(jī)吸入的是空氣和汽油的混合物，柴油機(jī)吸入的是空氣，故C錯(cuò)誤，符合題意。故選C?！咀兪?-2】（23-24九年級上·湖南郴州·期末）關(guān)于柴油機(jī)和汽油機(jī)的下列說法中正確的是（）A．汽油機(jī)頂部有噴油嘴，柴油機(jī)頂部有火花塞B．進(jìn)、排氣門同時(shí)關(guān)閉的沖程是做功沖程和壓縮沖程C．柴油機(jī)在吸氣沖程中將柴油和空氣吸入汽缸D．柴油機(jī)的壓縮沖程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能【答案】B【解析】A．汽油機(jī)頂部有火花塞，柴油機(jī)頂部有噴油嘴，故A錯(cuò)誤；B．做功沖程和壓縮沖程中，進(jìn)氣門和排氣門都是關(guān)閉的，故B正確；C．柴油機(jī)在吸氣沖程中將空氣吸入汽缸，故C錯(cuò)誤；D．柴油機(jī)的壓縮沖程中，活塞對氣缸內(nèi)的氣體做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D錯(cuò)誤。故選B?！咀兪?-3】（多選）（23-24九年級上·山東青島·階段練習(xí)）汽油機(jī)和柴油機(jī)的主要不同點(diǎn)是（）A．在構(gòu)造上汽油機(jī)汽缸頂部有火花塞，而柴油機(jī)的汽缸頂部有噴油嘴B．在吸氣沖程中汽油機(jī)吸入汽缸的是汽油，柴油機(jī)吸入汽缸的是柴油C．在壓縮沖程末汽油機(jī)用點(diǎn)燃式點(diǎn)火，而柴油機(jī)采用的是壓燃式點(diǎn)火D．在做功過程中汽油機(jī)里的燃?xì)鉁囟群蛪簭?qiáng)比柴油機(jī)里的高【答案】AC【解析】A．根據(jù)汽油機(jī)和柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)可知，汽油機(jī)汽缸頂部有火花塞，柴油機(jī)的汽缸頂部有噴油嘴，故A正確；B．汽油機(jī)在吸氣沖程中吸入了汽油和空氣的混合氣體，柴油機(jī)吸入的只是空氣，故B錯(cuò)誤；C．柴油機(jī)在吸氣沖程中吸入空氣，在壓縮沖程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，空氣的內(nèi)能增大，溫度升高達(dá)到柴油的著火點(diǎn)，柴油機(jī)氣缸頂端有個(gè)噴油嘴，此時(shí)噴油嘴噴出霧狀的柴油，柴油依靠壓縮時(shí)內(nèi)能增大，溫度升高，達(dá)到柴油著火點(diǎn)而燃燒，點(diǎn)燃方式是壓燃式；汽油機(jī)的壓縮沖程末尾，火花塞產(chǎn)生電火花，引燃汽油和空氣的混合物，故為點(diǎn)燃式點(diǎn)火，故C正確；D．汽油機(jī)中在吸氣沖程中，吸入的是汽油與空氣的燃料混合物，而柴油機(jī)則吸入的是空氣，由于柴油機(jī)吸入的是不可燃的空氣，所以在壓縮沖程中，柴油機(jī)可以壓縮的程度更大，從而造成了其在做功沖程中燃?xì)鈱钊膲簭?qiáng)更大，導(dǎo)致了其效率更高，故D錯(cuò)誤。故選AC。【變式3-4】（2024·貴州遵義·模擬預(yù)測）如圖是一種常用“柴油平板夯機(jī)”，廣泛應(yīng)用于路面施工、場地填土等多個(gè)方面。使用時(shí)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，激蕩器帶動(dòng)夯板上下運(yùn)動(dòng)。下列關(guān)于使用該夯機(jī)說法正確的是（）A．可通過火花塞點(diǎn)火啟動(dòng)B．發(fā)動(dòng)機(jī)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C．利用水比熱容小的特性降溫D．行走輪輔助移動(dòng)可減小壓力【答案】B【解析】A．柴油機(jī)是壓燃式點(diǎn)燃柴油，即通過壓縮空氣直接點(diǎn)燃柴油，故A錯(cuò)誤；B．發(fā)動(dòng)機(jī)的做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而提供動(dòng)力，故B正確；C．利用水來降溫，是因?yàn)樗谋葻崛葺^大，與其它質(zhì)量相同的液體相比，在吸收相同熱量時(shí)，升溫不明顯，故C錯(cuò)誤；D．行走輪的受力面積較大，可在壓力一定時(shí)通過增大受力面積來減小壓強(qiáng)，故D錯(cuò)誤。故選B?！咀兪?-5】（22-23九年級上·廣東佛山·期末）2020年，山東濰柴動(dòng)力發(fā)布全球首款突破50%熱效率的商業(yè)化柴油機(jī)。柴油機(jī)在沖程結(jié)束時(shí)，汽缸內(nèi)空氣超過了柴油的點(diǎn)，此時(shí)噴油嘴噴出的霧狀柴油便立刻燃燒起來，然后通過做功沖程把高溫高壓氣體的轉(zhuǎn)化為機(jī)械能?！敬鸢浮恐饍?nèi)能【解析】[1][2]柴油機(jī)在吸氣沖程中吸入空氣，在壓縮沖程中，壓縮空氣做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使空氣內(nèi)能增大，溫度升高達(dá)到柴油的著火點(diǎn)，在壓縮沖程結(jié)束時(shí)，噴油嘴噴出霧狀的柴油，柴油燃燒產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)馔苿?dòng)活塞做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。題型四內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)的數(shù)量關(guān)系【例4】（23-24九年級上·黑龍江雙鴨山·期中）為汽車提供動(dòng)力的是汽油機(jī)的沖程；某單缸四沖程汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速為1200r/min，在1s內(nèi)汽油機(jī)對外做了次功。【答案】做功10【解析】[1]汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)有四個(gè)沖程，其中只有做功沖程是為汽車提供動(dòng)力的。[2]單缸四沖程汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速為，即汽油機(jī)飛輪每秒轉(zhuǎn)20周，一個(gè)工作循環(huán)飛輪轉(zhuǎn)2周，對外做功1次，所以在1s內(nèi)汽油機(jī)對外做了10次功?！咀兪?-1】（2023·四川眉山·模擬預(yù)測）如圖所示是四沖程汽油機(jī)工作過程中的沖程。該內(nèi)燃機(jī)正常工作時(shí)的轉(zhuǎn)速為1800r/min，該內(nèi)燃機(jī)每秒完成個(gè)沖程?！敬鸢浮孔龉?0【解析】[1]由圖可知，進(jìn)氣門和排氣門都是關(guān)閉的，活塞向下運(yùn)動(dòng)，可知正在進(jìn)行的是做功沖程。[2]一臺單缸四沖程汽油機(jī)正常工作時(shí)的轉(zhuǎn)速為1800r/min=30r/s因?yàn)槠蜋C(jī)的一個(gè)工作循環(huán)中飛輪轉(zhuǎn)2圈，完成4個(gè)沖程，該內(nèi)燃機(jī)每秒完成沖程的個(gè)數(shù)為【變式4-2】（22-23九年級上·河南新鄉(xiāng)·期末）熱機(jī)是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。如圖所示是汽油機(jī)的構(gòu)造示意圖，此時(shí)為沖程。若此單缸汽油機(jī)工作時(shí)飛輪的轉(zhuǎn)速為，則在1s內(nèi)對外做功次?！敬鸢浮繅嚎s30【解析】[1]圖示中，兩個(gè)氣門關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，是壓縮沖程。[2]飛輪的轉(zhuǎn)速飛輪每轉(zhuǎn)動(dòng)兩圈，完全四個(gè)沖程，對外做功一次，所以1s內(nèi)對外做功30次?！咀兪?-3】（2024·河南駐馬店·模擬預(yù)測）在如圖所示的三幅圖中，甲、乙是課堂上看到的兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)示意圖，丙是四沖程汽油機(jī)工作過程中的其中一個(gè)過程示意圖，其能量轉(zhuǎn)化情況與（選填“甲”或“乙”）圖相同，某臺汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為4800r/min，在1min內(nèi)，汽油機(jī)對外做功次。【答案】甲2400【解析】[1]甲是外界對氣體做功，使氣體內(nèi)能增大，與汽油機(jī)的壓縮沖程能量轉(zhuǎn)化情況相同；乙是水蒸氣對活塞做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，與汽油機(jī)的做功沖程能量轉(zhuǎn)化情況相同。丙圖進(jìn)氣門和排氣門關(guān)閉，活塞上行，所以是壓縮沖程，故其能量轉(zhuǎn)化情況與甲圖相同。[2]汽油機(jī)工作1個(gè)循環(huán)，完成四個(gè)沖程，活塞往復(fù)兩次，飛輪轉(zhuǎn)兩圈，做一次功；汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為4800r/min，可知1min轉(zhuǎn)了4800轉(zhuǎn)，做了2400次功?！咀兪?-4】（23-24九年級上·湖北武漢·開學(xué)考試）在四沖程汽油機(jī)中，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的沖程是沖程；汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)飛輪轉(zhuǎn)了3600r/min，1s做次功。若該汽油機(jī)1s對外做功20次，則汽油機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速為r/min；發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)會產(chǎn)生大量的熱量，為讓它正常工作，“水冷”是冷卻方式之一，這是因?yàn)樗妮^大?！敬鸢浮繅嚎s302400比熱容【解析】[1]汽油機(jī)的壓縮沖程是活塞向上運(yùn)動(dòng)，壓縮汽油和空氣的混合物，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。[2]汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速為說明1s內(nèi)汽油機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)為60轉(zhuǎn)，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，對外做功1次，則1s內(nèi)做功30次。[3]若該汽油機(jī)1s對外做功20次，則1s曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)40周，則飛輪的轉(zhuǎn)數(shù)為[4]用水做冷卻劑是因?yàn)樗谋葻崛葺^大，與其他物質(zhì)相比，升高相同的溫度，水吸收的熱量較多，所以發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器常用水做冷卻劑。題型五熱機(jī)、功、壓強(qiáng)的綜合【例5】（24-25九年級上·全國·假期作業(yè)）在做功沖程中，汽油機(jī)燃?xì)獾膲簭?qiáng)可達(dá)5.0×105Pa，柴油機(jī)燃?xì)獾膲簭?qiáng)可達(dá)1.0×106Pa，如果汽油機(jī)和柴油機(jī)的活塞面積、活塞運(yùn)動(dòng)的距離都相同，則在一個(gè)做功沖程中柴油機(jī)與汽油機(jī)做功之比是（）A．1∶2 B．1∶1 C．2∶1 D．4∶1【答案】C【解析】汽油機(jī)和柴油機(jī)的活塞面積、活塞運(yùn)動(dòng)的距離都相同，則說明汽油機(jī)和柴油機(jī)的活塞面積S之比為1∶1；運(yùn)動(dòng)距離s之比為1∶1；燃?xì)鈮簭?qiáng)之比為5.0×105Pa∶1.0×106Pa=1∶2則柴油機(jī)與汽油機(jī)做功之比為故選C?！咀兪?-1】（23-24九年級上·江蘇泰州·階段練習(xí)）如圖為某單缸四沖程汽油機(jī)的沖程，若1s內(nèi)該汽油機(jī)對外做功20次，則飛輪轉(zhuǎn)速為r/min；該汽油機(jī)工作時(shí)汽缸內(nèi)燃?xì)鈱钊骄屏?000N，活塞向下運(yùn)動(dòng)的距離是50cmkW。【答案】排氣240020【解析】[1]由圖可知，一氣門關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，該沖程是汽油機(jī)的排氣沖程。[2]在四沖程內(nèi)燃機(jī)的工作過程中曲軸轉(zhuǎn)2圈，完成4個(gè)沖程，6個(gè)工作循環(huán)外做功1次；如果此汽油機(jī)1s內(nèi)對外做功20次，則每秒完成20個(gè)工作循環(huán)，即每分鐘轉(zhuǎn)2400圈，飛輪的轉(zhuǎn)速為2400r/min。[3]活塞向下運(yùn)動(dòng)的距離是一個(gè)做功沖程做的功該汽油機(jī)工作1s時(shí)所做的功則汽油機(jī)的功率為【變式5-2】（23-24九年級上·云南昭通·階段練習(xí)）某四沖程內(nèi)燃機(jī)，飛輪轉(zhuǎn)速為300r/min，活塞面積為120cm2，行程s是0.3m，假如做功沖程中燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)是5×105Pa。求：（1）做功沖程中燃?xì)鈱钊钠骄鶋毫Α＃?）一個(gè)做功沖程中燃?xì)鈱钊龅墓?。?）內(nèi)燃機(jī)的功率?！敬鸢浮浚?）6000N；（2）1800J；（3）4500W【解析】解：（1）活塞的