基础过关练
一、热机工作中的能量转化
1．如图，物理兴趣小组制作了一个简易汽轮机装置。在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后从管口喷出蒸汽使风车转动。简易汽轮机工作过程中 ()
A．酒精燃烧将内能转化为化学能 B．水的内能增加的方式是热传递
C．蒸汽被喷出后内能保持不变 D．蒸汽的内能全部转化为风车的机械能
【答案】B
【详解】A．酒精燃烧的过程是将化学能转化为内能的过程，故A 不符合题意；
B．加热过程中，易拉罐中的水吸收热量，温度升高，是通过热传递的方式增加内能，故B 符合题意；
C．蒸汽喷出后，对外做功，内能转化为机械能，内能减小，故C 不符合题意；
D．因为热量损失，所以蒸汽的内能不会全部转化为风车的机械能，故D 不符合题意。故选B。
2．下图是汽油机工作时某冲程的示意图。下列说法正确的是 ()
A．该冲程是吸气冲程 B．该冲程主要将机械能转化为内能
C．该冲程使汽车获得了动力 D．该冲程能排出汽车的废气
【答案】C
【详解】ABC．由图可知，汽油机两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，该冲程主要将内能转化为机械能，使汽车获得动力，故AB 错误，C正确；
D．汽油机的排气冲程排出汽车的废气，该冲程为做功冲程，故D 错误。
故选C。
3．如图甲所示，爆破时电加热管发热使筒内的液态CO2迅速汽化，形成高压气体从泄气孔中喷出实施爆破。选项图中，汽油机的能量转化与它的能量转化情况相同的是 ()
A．
C．
B．
D．
【答案】C
【详解】A．由题意可知，爆破时的能量转化情况为内能转化为机械能，本选项为汽油机的吸气冲
程，此冲程不存在能量转化，故A 不符合题意；
B．由图像可知，本选项为汽油机的压缩冲程，此冲程的能量转化情况为机械能转化为内能，与爆破时的能量转化情况不相同，故B 不符合题意；
C．由图像可知，本选项为汽油机的做功冲程，此冲程的能量转化情况为内能转化为机械能，与爆破时的能量转化情况相同，故C 符合题意；
D．由图像可知，此选项为汽油机的排气冲程，此冲程不存在能量转化，故D 不符合题意。故选C。
4．内燃机的工作能量来源于燃料的 ()
A．机械能 B．内能 C．化学能D．化学能和内能
【答案】C
【详解】内燃机工作时，将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，燃气推动活塞做功，把内能转化为机械能．所以内燃机的工作能量来源于燃料的化学能。
故选C。
5．2025 年4月24 日，我国在酒泉卫星发射中心，使用长征二号运载火箭，成功将神舟二十号载人飞船送入预定轨道，如图所示。下列说法正确的是 ()
A．卫星在加速上升时，具有的动能保持不变
B．卫星在加速上升时，受到平衡力的作用
C．火箭上升时外壳温度升高，具有的内能减少
D．发射火箭与热机做功冲程的能量转化相同
【答案】D
【详解】A．动能的大小与质量和速度有关，卫星加速上升，质量不变、速度增大，动能增大，故A错误；
B．卫星加速上升，受到的推力大于重力，运动状态改变，受力不平衡，故B 错误；
C．火箭上升时外壳与空气摩擦，温度升高，质量不变、温度升高，内能增大，故C 错误；
D．发射火箭时，燃料化学能转化为内能，再转化为机械能；热机做功冲程也是内能转化为机械能，能量转化相同，故D 正确。
故选D。
二、汽油机的构造与工作过程
6．如图所示，将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，从易拉罐开口端向罐内喷适量酒精喷雾，然后将一个空纸杯迅速套上。用细线将易拉罐水平悬挂在铁架台上，将点燃的打火枪靠近底部的小孔，纸杯就会“向前”飞去。纸杯飞出过程中，下列说法正确的是 ()
A．罐内气体的内能增加
B．该过程机械能转化为内能
C．能量转化情况与内燃机的压缩冲程相同
D．能量转化情况与内燃机的做功冲程相同
【答案】D
【详解】纸杯飞出过程中，罐内气体体积膨胀，对外做功，将气体的内能转化为纸杯的机械能，罐内气体的内能减小；内燃机的做功冲程中，缸内气体推动活塞做功，将内能转化为机械能，故纸杯飞出过程中，能量转化情况与内燃机的做功冲程相同，故D 正确，ABC 错误。
故选D。
7．一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是2400r/min，则此汽油机每秒完成的冲程个数和对外做功次数分别是()
A．完成80 个冲程，对外做功20次 B．完成80 个冲程，对外做功40次
C．完成40 个冲程，对外做功10次 D．完成40个冲程，对外做功40次
【答案】A
【详解】四冲程内燃机一个工作循环，活塞往复两次、飞轮转两周，完成四个冲程，对外做功一次，当飞轮的转速是2400r/min，即40r/s时，每秒内完成80 个冲程，对外做功20次，故A正确，BCD错误。
故选A。
8．如图是单缸四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是 ( )
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【答案】B
【详解】由图可知，进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内气体，火花塞未点火，即为压缩冲程，故ACD 不符合题意，B 符合题意。
故选B。
9．课外活动中，小亮将刚喝完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上但不拧紧，用手握住瓶子的上下两部分，用力迅速拧成图示状态时，瓶盖被弹出并伴有爆响声，同时瓶口内出现白雾。关于上述过程，下列说法错误的是()
A．矿泉水瓶被用力拧成图示形状，说明力可以使物体发生形变
B．瓶盖弹出前，拧瓶子的过程与汽油机的做功冲程类似
C．瓶盖被弹出时，瓶内压缩气体的内能转化为瓶盖的机械能
D．瓶口内出现的白雾，是水蒸气温度降低后液化形成的小水滴
【答案】B
【详解】A．矿泉水瓶在力的作用下被拧成图示形状，瓶子的形状发生了改变，说明力可以使物体发生形变，故A 正确，不符合题意。
B．瓶盖弹出前，拧瓶子时，瓶子体积变小，压缩瓶内气体，是对气体做功，瓶内气体内能增大，此过程与汽油机的压缩冲程类似，都是将机械能转化为内能；而汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能，故B 错误，符合题意。
C．瓶盖被弹出时，瓶内压缩气体对瓶盖做功，将自身的内能转化为瓶盖的机械能，使瓶盖获得动能而飞出，故C正确，不符合题意。
D．瓶盖被弹出时，瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，瓶口处的水蒸气遇冷液化形成小水滴，从而出现白雾现象，故D 正确，不符合题意。
故选B。
10．图甲是四冲程汽油机某冲程的示意图，图乙是空气压缩引火仪，图丙是对试管中的水加热一段时间后而塞“飞出”。下列说法正确的是 ()
A．三个过程中改变气体内能的方式相同
B．三个过程中气体内能大小的变化情况相同
C．图甲是做功冲程，其能量转化与图丙中的能量转化相同
D．若该汽油机每秒可完成10 个图甲冲程，则其飞轮转速为600r/min
【答案】A
【详解】ABC．图甲，两气门关闭，活塞上行，为压缩冲程，活塞压缩缸内气体，对气体做功，
气体内能增大，通过做功改变缸内气体内能，机械能转化为内能；图乙，向下压活塞，活塞压缩筒内气体，对气体做功，气体内能增大，通过做功改变筒内气体内能，机械能转化为内能；图丙，试管内气体推动塞子做功，气体内能减小，通过做功改变缸内气体内能，内能转化为机械能；故A正确，BC 错误；
D．汽油机一个工作循环包括四个冲程，其中只有一个压缩冲程，飞轮转两周；若该汽油机每秒可完成10 个图甲冲程，即压缩冲程，则其飞轮转速为20r/s=1200r/min，故D 错误。
故选A。
三、柴油机的构造与工作过程
11．民为国垒，谷为民命，粮食事关国运民生。粮食安全是国家安全的重要基础。如图是两台收割机正在收割小麦的场景。晓凤同学提出问题：收割机用四冲程柴油机提供动力，其中压缩冲程过程中，柴油机气缸内气体 ()
A．质量变大 B．内能减小 C．体积变大 D．温度升高
【答案】D
【详解】A．质量：在压缩冲程中，气缸是封闭的，气体的质量不会发生变化，故A 不符合题意。
B．内能：压缩冲程中，活塞对气体做功，机械能转化为气体的内能，气体的内能增大，故B 不符合题意。
C．体积：压缩冲程，活塞向上运动，气缸内气体的体积变小，故C 不符合题意。
D．温度：由于活塞对气体做功，气体内能增大，温度升高，D 符合题意。
故选D。
12．晓凤同学提出问题：收割机用四冲程柴油机提供动力，其中压缩冲程过程中，柴油机汽缸内气体()
A．质量变大 B．内能减小 C．体积变大 D．温度升高
【答案】D
【详解】四冲程柴油机中的压缩冲程，活塞向上移动，汽缸内气体体积变小，气体质量不变，压缩冲程将机械能转化为内能，内能变大，温度升高，故D 符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
13．我国在柴油机的研制上已将本体热效率突破53%。在柴油机的四个冲程中，内能转化为机械
能的是()
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【答案】C
【详解】柴油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，故C 符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
14．小红到乡村参加劳动实践，发现农用拖拉机使用的是柴油机，其结构原理如图，关于其四冲程柴油机的描述正确的是 ()
A．吸气冲程中吸入汽缸的只有空气 B．压缩冲程中机械能转化为柴油和空气混合物的内能
C．做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的D．排气冲程中，废气带走的能量最少
【答案】A
【详解】A．柴油机在吸气冲程中，进气门开启，排气门关闭，活塞向下运动，吸入气缸的是空气，故A正确；
B．在柴油机的压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内的空气，使空气的温度升高、内能增大。此过程中是将活塞的机械能转化为空气的内能，由于此时还没有喷入柴油，所以不存在柴油和空气混合物，故B 错误；
C．做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，带动曲轴旋转对外做功，将内能转化为机械能的过程，不是依靠飞轮的惯性完成的。而吸气、压缩和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，故C错误；
D．因为燃料燃烧后产生的废气温度较高，含有大量的内能，这些内能随着废气的排出而损失掉。在柴油机的能量损失中，排气冲程中废气带走的能量是主要部分之一，故D 错误。
故选A。
15．关于四冲程汽油机，下列说法中正确的是 ()
A．在吸气冲程，吸入汽缸内的是空气 B．在压缩冲程，燃料燃烧，内能转化为化学能
C．汽油机的效率一般比柴油机的低 D．在排气冲程，进气门和排气门都打开
【答案】C
【详解】A．四冲程汽油机，在吸气冲程，吸入汽缸内的是汽油和空气的混合物，故A 错误；
B．从能量转化的角度看，四冲程内燃机在压缩冲程末燃料燃烧将化学能转化为内能，故B 错误；
C．柴油机在压缩冲程中压缩程度更大，压缩冲程末空气温度更高，喷油嘴喷出的柴油与空气接触更充分，提高柴油的烧燃率，所以柴油机属于压燃式，柴油机的机械效率更高，汽油机的效率低，故C正确；
D．排气冲程，进气门关闭，排气门打开，故D 错误。
故选C。
四、火箭的构造与工作过程
16．2025 年 4 月 24 号，神舟二十号载人飞船发射成功，中国航天事 业再上新台阶。下列关于飞船发射的说法错误的是 ()
A．火箭上升时，利用了力的作用是相互的原理
B．火箭发射时，载人飞船相对火箭是运动的
C．火箭中的燃料燃烧时，把化学能转化成内能
D．火箭开始上升时，速度越来越快，飞船的动能也越来越大
【答案】B
【详解】A．火箭上升时，火箭对喷出的气体有向下的力，由于力的作用是相互的，则气体对火箭产生一个与火箭运动方向相反的作用力，故A 正确，不符合题意；
B．火箭发射时，载人飞船与火箭没有位置的改变，则载人飞船相对火箭是静止的，故B 错误，符合题意；
C．火箭中的燃料燃烧时，是将化学能转化成内能，故C 正确，不符合题意；
D．质量一定时，速度越大，动能越大，则火箭开始上升时，速度越来越快，所以飞船的动能也越来越大，故D 正确，不符合题意。
故选B。
17．如图所示，2019 年6月5 日，我国在黄海海域用长征十一号海射运载火箭“CZ-11WEY号”成功发射技术试验卫星捕风一号A、B 星及5 颗商业卫星，试验取得圆满成功。这是我国首次发射固体推进剂火箭发动机。火箭上升时，固体燃料的能通过燃烧转化为内能，又把内能转化为火箭的机械能。在发射过程中，以捕风一号卫星为参照物，商业卫星是的（选填“运动”或“静止”）。
【答案】 化学静止
【详解】[1]火箭上升时，固体燃料的化学能通过燃烧转化为内能，又把内能转化为火箭的机械能。
[2]在发射过程中，以捕风一号卫星为参照物，商业卫星没有相对运动，故是静止的
能力提升练
18．如图为我国古代智慧成果“取火器”的模型图，把木质推杆迅速推入内壁光滑的牛角套筒时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来，这是通过方式使筒内空气温度升高，达到艾绒着火点，这一过程与四冲程柴油机的冲程原理相同。
【答案】 做功压缩
【详解】[1]封闭的气体被推杆压缩过程中，推杆对气体做功，所以气体内能增加，则温度升高，达到艾绒的着火点，使艾绒着火达到取火的目的。
[2]此过程中是机械能转化为内能，与四冲程柴油机的压缩冲程的能量转化相同。
19．如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，其中图是将机械能转化为内能的冲程，图 为不是靠飞轮惯性完成的冲程。现有一台四冲程汽油机，飞轮的转速为1800r/min，这台汽油机每分钟完成个冲程，对外做了次功。
【答案】乙丙3600900
【详解】[1]图乙为压缩冲程，把机械能转化为内能。
[2]图丙为做功冲程，靠燃料燃烧做功来完成该冲程，不是靠飞轮惯性完成的冲程。
[3]飞轮转2 转完成1 个工作循环，有4 个冲程；飞轮的转速为1800r/min ，即1 分钟转1800 转，完成900 个工作循环，冲程数为 900×4 = 3600个
[4]1 个工作循环对外做功1次，900 个工作循环做功900次。
20．如图所示，一辆自身质量为1.6t的小轿车静止停放在水平地面上，每个轮胎与地面的接触面积为200cm2，则该车每个轮胎对水平地面的压强为Pa，在水平路面上高速行驶时车子对地面的压力自身重力（选填“大于”“等于”或“小于”）。（g＝10N/kg）如图是轿车的单缸四冲
程汽油机的冲程；在设计制造时，汽缸外有一个水套，用水来冷却汽缸，这是因为水的较大。汽油机工作时飞轮每秒钟转50 转，则每秒完成个冲程。
【答案】 2×105 小于 压缩比热容100
【详解】[1]该汽车受到的重力G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N汽车静止时对水平地面的压力F 压=G=1.6×104N
汽车静止时对水平地面的压强
其中一个轮胎对地面的压强与整车对地面的压强相等，为2×105Pa。
[2]小汽车外型是流线型，当汽车高速行驶时，相同时间内，空气经过上方的路程比下方路程长，
上方空气流速大，压强小，下方空气流速小，压强大，汽车在压强差下产生向上的升力，汽车对路面的压力变小，车子对地面的压力小于重力。
[3]由图可知，进气门和排气门都是关闭的，活塞向上运动，因此可知图中汽油机处于压缩冲程。
[4]水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以用水来冷却汽缸，能更好地吸收发动机产生的热量，使发动机温度不会升得太高。
[5]四冲程汽油机1 个工作循环完成4 个冲程，飞轮和曲轴转2圈，飞轮每秒钟转50 转，则完成25个工作循环，100 个冲程。
21．常规潜艇以四冲程热机为动力，其中做功冲程将内能转化为能，如图所示是该热机的冲程；潜艇以柴油作为动力燃料，每消耗1t 柴油产生的热量为J，若这些热量的40%被水吸收，可以将kg的水由20℃加热到100℃。[q柴油=4.2×107J/kg，c水=4.2×103J/(kg•℃)]若海水密度的变化忽略不计，潜艇在海水里下潜过程中受到海水的压强，上浮出水前的过程中受到的浮力。（后两格均选填“变大”、“变小”或“不变”）
【答案】 机械 做功 4.2×1010 5×104 变大 不变
【详解】[1][2]图中两个气门关闭，高温高压气体推动活塞向下运动，对外做功，燃气的内能转化为活塞的机械能，是该热机的做功冲程。故做功冲程中将内能转化为机械能。
[3]每消耗1t 柴油产生的热量为Q放=mq柴油=4.2×107J/kg×1000kg=4.2×1010J
[4]水吸收的热量Q吸= Q放η=4.2×1010J×40%=1.68×1010J
水的质量m水
[5]由公式p=ρ液gh 可知，潜艇在海水里下潜过程中，海水密度不变，深度变大，受到海水的压强变大。
[6]由公式F 浮=ρ液gV 排可知，潜艇上浮出水前的过程中，海水的密度不变，潜艇排开水的体积不变，故其受到的浮力不变。