14.1 热机（专题训练）【五大题型】（解析版）

141 热机（专题训练）【五大题型】 【题型1 汽油机的工作冲程的判断】.....................................................................................................................1 【题型2 汽油机工作过程中能量的转化】.............................................................................................................5 【题型3 柴油机与汽油机的异同】.........................................................................................................................9 【题型4 内燃机工作循环与做功的简单计算】....................................................................................................13 【题型5 热机的工作原理及应用】.......................................................................................................................16 【题型1 汽油机的工作冲程的判断】 1．（2023•乐东县二模）海口市的生活垃圾焚烧发电厂，利用焚烧垃圾释放的能量加热锅 炉，产生高温水蒸气推动发电机组转子转动，这个过程中的能量转化情况与四冲程内燃 机的哪个冲程相同（ ） ．吸气冲程 B．压缩冲程 ．做功冲程 D．排气冲程 【答】 【分析】（1）当物体对外做功时，物体的内能转化为机械能，物体的内能减小； （2）汽油机的四个冲程中，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。 【解答】解：加热锅炉，产生高温水蒸气推动发电机组转子转动，该过程是将内能转化 为机械能的过程，此过程与汽油机的做功冲程类似，在做功冲程中也是燃气的内能转化 为活塞的机械能。 故选：。 2．（2023•思明区二模）光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图，密闭气室中24在光 照下会分解，使气室气压增大，推动活塞右移，无光条件下发生逆反应，控制光照即可 实现活塞往复运动。活塞右移过程相当于汽油机的（ ） ．吸气冲程 B．压缩冲程 ．做功冲程 D．排气冲程 【答】 【分析】分析光发动机的能量转化，然后与汽油机的能量转化进行比较即可。 【解答】解：当太阳光照射时，反应室内发生化学反应，导致室内气压增大，这时将化 学能转化为机械能，从而推动活塞移动，相当于汽油机的做功冲程。 故选：。 3．（2023•秀英区模拟）下列关于内燃机的四个冲程说法中正确的是（ ） ． 如图是汽油机的压缩冲程 B． 如图是汽油机的排气冲程 ． 如图是汽油机的吸气冲程 D． 如图是汽油机的做功冲程 【答】D 【分析】根据图中排气门打开情况和活塞运动的方向，分析得出是哪个冲程。 【解答】解：、进气门打开，活塞下行，说明是吸气冲程，故错误； B、两个气门关闭，活塞上行，气缸容积变小，说明是压缩冲程，故B 错误； 、排气门打开，活塞上行，排除废气，是排气冲程，故错误； D、两个气门关闭，活塞下行，气缸容积变大，火花塞点火，说明是做功冲程，故D 正 确。 故选：D。 4．（2023•三明二模）如图，用酒精灯加热试管中的水，水沸腾后所产生的水蒸气将软木 塞冲起。水蒸气冲起软木塞的过程相当于汽油机的（ ） ．吸气冲程 B．压缩冲程 ．做功冲程 D．排气冲程 【答】 【分析】内燃机的做功冲程中内能转化为机械能。 【解答】解：水蒸气对软木塞做功，将内能转化为木塞的机械能，此过程与汽油机的做 功冲程相同。 故选：。 5．（2022 秋•鞍山期末）（多选）如图所示为汽油机的四冲程示意图，下列说法中正确的 是（ ） ．一个工作循环的正确顺序是：丁→乙→丙→甲 B．丙冲程是内能转化为机械能 ．乙冲程中存在着化学能转化为内能的过程 D．丁冲程吸入汽缸的是汽油和空气的混合物 【答】D 【分析】判断汽油机的四个冲程，先看进气门和排气门的关闭情况，进气门打开的是吸 气冲程，排气门打开的是排气冲程，进气门和排气门都关闭的是压缩冲程或者做功冲程； 活塞上行为压缩冲程和排气冲程；活塞下行为吸气冲程和做功冲程；在压缩冲程中机械 能转化为内能；做功冲程中内能转化为机械能；对外提供内能的冲程只有做功冲程，其 它三个冲程都是依靠惯性完成的。 【解答】解：甲冲程，排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，是第 四冲程； 乙冲程，气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，将内 能转化为了机械能是第三冲程； 丙冲程，两气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为 了内能，是第二冲程； 丁冲程，进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，是第一冲程； 、四个冲程的正确顺序是丁丙乙甲，故错误； B、丙冲程压缩冲程，是机械能转化为内能，故B 错误； 、乙冲程是做功冲程，燃料燃烧，化学能转化为内能的过程，故正确； D、丁冲程是吸气冲程，吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，故D 正确。 故选：D。 6．（2023•广安）汽车已成为现代生活中不可缺少的一部分，燃油汽车多采用四冲程汽油 机，它主要通过 做功 冲程获得动力。随着科技的发展，太阳能汽车进入了人们的 视野，其主要通过将太阳能转化为电能来获得动力，太阳能是 可再生 （选填“可 再生”或“不可再生”）能源。 【答】做功；可再生。 【分析】在汽油机的做功冲程中，将燃气的内能转化为机械能，提供动力； 能够短期内从自然界中得到补充的能源叫可再生能源。 【解答】解：燃油汽车多采用四冲程汽油机，做功冲程中，将燃气的内能转化为机械能， 提供动力； 太阳能能够短期内从自然界中得到补充的能源，属于可再生能源。 故答为：做功；可再生。 7．（2023•抚远市三模）为使舰载机在短时间内达到起飞速度，某航母上安装了蒸汽弹射 装置。如图所示为其工作原理示意图，高压蒸汽推动活塞牵引舰载机加速向右运动，2s 左右舰载机即可达到起飞速度。此过程中，蒸汽的内能会 减小 （选填“增大”或 “减小”），其能量转化与内燃机的 做功 冲程相同。 【答】减小；做功 【分析】物体对外做功，本身的内能会减小；内燃机的做功冲程中，内能转化为机械能。 【解答】解：高压蒸汽推动活塞牵引舰载机加速向右运动，蒸气产生的内能转化为活塞 的机械能，蒸汽的内能会减小。 内燃机的做功冲程中也是将内能转化为机械能，所以上述能量转化与做功冲程相同。 故答为：减小；做功。 8．（2023•香洲区校级一模）如图所示是我国传统的“走马灯”。点燃底部蜡烛，在热空 气上升驱动扇叶转动的过程中， 能量的转化方式是 内 能转化为 机械 能，这与四冲程汽油机的 做功 冲程相 同。 【答】内；机械；做功 【分析】（1）气体温度升高，气体的密度变小，热空气向上运动，再结合能量的转化 的特点可做出判断。 （2）内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，将机械能转化 为内能的是压缩冲程，将内能转化为机械能的是做功冲程；压缩冲程和做功冲程都是通 过做功的方式改变内能的。 【解答】解：点燃蜡烛时，气体温度升高，气体的密度变小，热空气就会向上运动，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。 故答为：内；机械；做功。 【题型2 汽油机工作过程中能量的转化】 9．（2023•长春模拟）冬天，站在室外的人们经常搓手取暖，这一过程的能量转化与四冲 程汽油机工作过程中的哪个冲程能量转化相同（ ） ．吸气冲程 B．压缩冲程 ．做功冲程 D．排气冲程 【答】B 【分析】做功可以改变物体的内能；汽油机的压缩冲程中，活塞压缩空气做功，将机械 能转化为内能。 【解答】解：人们在冬天常常搓手取暖，是通过搓手将机械能转化为内能，内能增加， 温度升高，手暖和，这是通过做功的方式改变手的内能，这与汽油机工作中的压缩冲程 的能量转化相同，都是将机械能转化为内能。 故选：B。 10．（2023•平遥县一模）如图，是我国古代取火器的模型图。把推杆迅速推入牛角套筒时， 套筒底部的艾绒会燃烧起来，在汽油机的四个冲程中，与此过程能量转化相同的是（ ） ．吸气冲程 B．压缩冲程 ．做功冲程 D．排气冲程 【答】B 【分析】猛推推杆时间较短，气体来不及吸、放热，主要是外力对气体做功，气体内能 增加，温度升高。 汽油机的压缩冲程中，机械能转化为内能，做功冲程中，内能转化为机械能。 【解答】解：封闭的气体被推杆压缩过程中，活塞对气体做功，所以气体内能增加，则 温度升高，达到艾绒的着火点，使艾绒着火达到去火的目的；此过程中是机械能转化为 内能，与汽油机的压缩冲程的能量转化相同。 故选：B。 11．（2022 秋•简阳市期末）如图所示，下列说法正确的是（ ） ．是做功冲程，将内能转化为机械能 B．是压缩冲程，将机械能转化为内能 ．是吸气冲程，没有内能转化 D．是排气冲程，将机械能转化为内能 【答】 【分析】四冲程汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、压缩、做功和排气，其 中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。 【解答】解：由图可知，两个气门关闭、活塞下行，为做功冲程，内能转化为机械能， 故正确。 故选：。 12．（2022 秋•泰山区期末）如图所示现象或装置在工作时，与热机做功冲程的能量转化 相同的是（ ） ． 钻木取火 B． 水蒸气将塞子冲出 ． 电磁铁 D． 电炉子 【答】B 【分析】（1）热机的做功冲程将内能转化为机械能。 （2）做功和热传递都可以改变物体的内能，做功是能量的转化，热传递是能量的转移。 【解答】解：热机的做功冲程中，是内能转化为机械能； 、钻木取火是克服摩擦做功，机械能转化为内能，故错误； B、加热试管中的水，试管内水蒸气内能增大，当水蒸气将塞子冲出时，水蒸气内能转 化为机械能，故B 正确； 、电磁铁工作时消耗电能，得到机械能，电能转化为机械能，故错误； D、电炉子工作时消耗电能，得到内能，电能转化为内能，故D 错误。 故选：B。 13．（2022•杭州模拟）（多选）汽油机一个工作循环有四个冲程，下列说法正确的是（ ） ．吸气冲程，吸入的是空气和汽油的混合物 B．压缩冲程，是机械能转化为内能的过程 ．做功冲程，是内能转化为机械能的过程 D．排气冲程，这个过程使汽车获得动力 【答】B 【分析】四冲程汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲 程和排气冲程，其中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。 【解答】解：．汽油机的吸气冲程中，吸入的是空气和汽油的混合物，故正确； B．汽油机的压缩冲程将燃料混合物压缩，是通过做功的方式使燃料混合物的内能变大， 是机械能转化为内能的过程，故B 正确； ．在做功冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生的高温高压的气体推 动活塞向下运动，是内能转化为机械能的过程，使汽车获得动力，故正确； D．排气冲程活塞向上运动，将废气排出汽缸，没有能量的转化，这个过程中，汽车不 会获得动力，故D 错误。 故选：B。 14．（2023•合肥一模）如图所示，将水加热至沸腾后，塞子被冲出，此过程的能量转化方 式与汽油机的 做功 冲程相同。 【答】做功 【分析】汽油机的做功冲程中把内能转化为机械能。 【解答】解：将水加热至沸腾后，塞子被冲出，在此过程中内能转化为机械能，汽油机 的做功冲程也是把内能转化为机械能。 故答为：做功。 15．（2022 秋•扶沟县期末）如图所示，8 月4 日，东部战区组织兵力在位于台岛周边海空 域开展规模空前的实战化演训，对预定海域成功实施远程火力及常规导弹火力实弹射击， 导弹全部精准命中目标。火箭弹发射过程中，火药燃烧释放大量的能量，推动火箭弹加 速运动，该过程相当于内燃机的 做功 冲程。此过程中，燃料燃烧时释放的 内能 转化为 机械能 。 【答】做功；内能；机械能 【分析】内燃机是利用内能做功的机器，在做功冲程中将内能转化为机械能； 【解答】解：火药燃烧是化学变化，火药的化学能转化为燃气的内能，使燃气温度升高， 内能增加；燃气推动子弹在枪膛中运动，燃气内能转化为子弹的机械能，相当于内燃机 的做功冲程。 故答为：做功；内能；机械能。 16．（2023•定远县校级模拟）2022 年9 月13 日21 时18 分，我国在文昌航天发射场使用 长征七号改运载火箭，成功将“中星1E”卫星发射升空，如图所示。火箭上升通过燃料 燃烧发生的能量转化过程与四冲程汽油机的 做功 冲程相同。 【答】做功。 【分析】火箭发动机工作时将内能转化成了机械能；四冲程汽油机在做功冲程中将燃料 燃烧释放的内能转化为机械能。 【解答】解：火箭起飞过程中，将内能转化为火箭的机械能，四冲程汽油机做功冲程将 燃料燃烧释放的内能转化为机械能，火箭发射过程的能量转化与内燃机的做功冲程的原 理是相同的。 故答为：做功。 【题型3 柴油机与汽油机的异同】 17．（2022 秋•婺源县期末）下列说法中，正确的是（ ） ．蒸汽机、汽轮机、喷气发动机不全都是热机 B．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 ．设法利用废气的能量是提高燃料利用率的重要措施 D．能量守恒定律不是自然界最普遍、最重要的基本定律之一 【答】 【分析】（1）利用内能做功的机器叫做热机； （2）柴油机顶部有喷油嘴，汽油机顶部有火花塞； （3）热机效率是有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的总能量之比，热机工作过程中 存在的各种形式的能量损失，包括热机排出的废气损失能量、克服摩擦做功损失的能量 和机械吸收的能量等； （4）能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。 【解答】解：、蒸汽机、汽轮机、喷气发动机都是利用内能做功的，属于热机，故错误； B、柴油机顶部有喷油嘴，汽油机顶部有火花塞，故B 错误； 、在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量是提高燃料利用率 的重要措施，故正确； D、能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，故D 错误。 故选：。 18．（2022 秋•滨城区校级期末）下列关于汽油机和柴油机的主要区别，说法正确的是（ ） ．构造上，汽油机汽缸顶部有喷油嘴，柴油机汽缸顶部有火花塞 B．在做功冲程中，柴油机的燃气温度和压强比汽油机里的高 ．在压缩冲程末，柴油机的点火方式是点燃式，汽油机的点火方式是压燃式 D．吸气冲程中，柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入汽缸的是空气 【答】B 【分析】柴油机和汽油机的主要区别： （1）汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合气体，在压缩冲程中，机械能转化 为内能，内能增大，温度升高，汽油机气缸顶端有个火花塞，此时火花塞喷出电火花， 点燃汽油，产生高温高压的燃气推动活塞做功； （2）柴油机在吸气冲程中吸入空气，在压缩冲程中，机械能转化为内能，空气的内能 增大；柴油机气缸顶端有个喷油嘴，此时喷油嘴喷出雾状的柴油，柴油遇到高温的空气， 达到着火点而燃烧，点燃方式是压燃式，燃烧产生高温高压的燃气推动活塞做功，柴油 机的压缩比例更大、温度更高、做功更多，效率更高。 【解答】解：、柴油机和汽油机的结构不同：柴油机的气缸上是喷油嘴，汽油机的顶部 有火花塞，故错误； B、在压缩冲程，柴油机的压缩比例更大，柴油机的燃气温度和压强比汽油机里的高， 故B 正确； 、在做功冲程，汽油机的点火方式叫点燃式，柴油机的点火方式叫压燃式，故错误； D、在吸气冲程，柴油机吸入气缸的只是空气，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合 物，故D 错误。 故选：B。 19．（2022 秋•巴中期末）下面关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是（ ） ．柴油机与汽油机除使用的燃料不同外，在构造上完全相同 B．柴油机气缸顶部有个喷油嘴，汽油机气缸顶部有个火花塞 ．汽油机与柴油机使用的燃料不同 D．柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火 【答】 【分析】柴油机和汽油机的区别： （1）燃料：柴油机燃烧的是柴油，汽油机燃烧的是汽油。 （2）构造和点火方式：柴油机顶部没有火花塞，有一喷油嘴，是压燃式。 （3）汽油机顶部有火花塞，为点燃式。 （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。 【解答】解：、汽油机和柴油机除使用的燃料不同，其构造、点火方式等还有多处不同， 故错误； B、汽油机气缸顶部有个火花塞，柴油机气缸顶部有个喷油嘴，故B 正确； 、汽油机与柴油机使用的燃料不同，汽油机使用汽油，柴油机使用柴油，故正确； D、汽油机与柴油机的点火方式不同，汽油机采用点燃式点火，柴油机采用压燃式点火， 故D 正确。 故选：。 20．（2021 秋•费县月考）四冲程内燃机工作的共同特点正确的是（ ） ．都有燃料进入汽缸 B．将机械能转化为内能的冲程是做功冲程 ．都能把燃料燃烧时释放出的内能全部转化为机械能 D．一个工作循环中有三个冲程都要靠飞轮的惯性来完成 【答】D 【分析】汽油机和柴油机的异同点： （1）相同点：四个冲程相同，能的转化相同。 （2）不同点：①吸入的物质不同；②结构不同；③压强不同，效率不同；④点火方 式不同。 【解答】解：、在吸气冲程中，汽油机吸入的是空气和燃料的混合物，柴油机吸入的只 有空气，故错误； B、将机械能转化为内能的冲程压缩冲程，故B 错误； 、有一部分内能散失掉或克服摩擦力做了功，所以燃料燃烧所释放出的内能没有全部转 化为机械能，故错误； D、一个工作循环中除了做功冲程，其它三个冲程都要靠飞轮的惯性来完成，故D 正确。 故选：D。 21．（2022 秋•二七区校级期末）（多选）学习了热机的知识后，小洛同学通过比较，分 析了汽油机和柴油机的异同点，其中正确的是（ ） ．在构造上，汽油机汽缸顶部是喷油嘴，柴油机汽缸顶部是火花塞 B．在吸气冲程中，汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是柴油和空气的混合物 ．汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式 D．汽油机和柴油机都是将内能转化为机械能的机器 【答】D 【分析】柴油机和汽油机的主要区别： （1）汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合气体，在压缩冲程中，机械能转化 为内能，内能增大，温度升高，汽油机气缸顶端有个火花塞，此时火花塞喷出电火花， 点燃汽油，产生高温高压的燃气推动活塞做功。 （2）柴油机在吸气冲程中吸入空气，在压缩冲程中，机