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1 人类最早发明的热机是 （
A.蒸汽机
B.内燃机
C.喷气发动机
D.火箭发动机
A
）A.蒸汽机
B.内燃机
C.喷气发动机
D.火箭发动机
答案
1. A
解析
【分析】首先明确热机的发展历程，需区分不同热机的发明时间，找出最早出现的热机，排除发明时间较晚的选项，从而确定正确答案。
【解析】热机的发展顺序为：蒸汽机是18世纪第一次工业革命中发明的，是人类最早的热机；内燃机在19世纪后期出现；喷气发动机、火箭发动机是20世纪才逐步发展应用的。因此最早发明的热机是蒸汽机，对应选项A。
【答案】A
【知识点】热机的发展史、常见热机类型
【点评】本题考查热机的基础发展史，属于识记类题目，难度较低，需学生牢记不同热机的发明先后顺序。
【难度系数】0.8
【解析】热机的发展顺序为：蒸汽机是18世纪第一次工业革命中发明的，是人类最早的热机；内燃机在19世纪后期出现；喷气发动机、火箭发动机是20世纪才逐步发展应用的。因此最早发明的热机是蒸汽机，对应选项A。
【答案】A
【知识点】热机的发展史、常见热机类型
【点评】本题考查热机的基础发展史，属于识记类题目，难度较低，需学生牢记不同热机的发明先后顺序。
【难度系数】0.8
2 四冲程汽油机在工作过程中，对外提供动力的冲程是（
A.吸气冲程
B.排气冲程
C.做功冲程
D.压缩冲程
C
）A.吸气冲程
B.排气冲程
C.做功冲程
D.压缩冲程
答案
2. C
解析
【分析】
本题考查四冲程汽油机的工作过程，解题思路是明确四冲程汽油机每个冲程的功能：吸气冲程吸入混合气，压缩冲程压缩气体（机械能转化为内能），做功冲程燃气推动活塞做功（内能转化为机械能，对外提供动力），排气冲程排出废气。根据各冲程的作用，即可选出对外提供动力的冲程。
【解析】
四冲程汽油机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成：①吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，吸入汽油和空气的混合物，无能量转化，靠飞轮惯性完成；②压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩气缸内气体，机械能转化为内能，靠飞轮惯性完成；③做功冲程：火花塞点火，燃气剧烈燃烧膨胀，推动活塞向下运动，内能转化为机械能，对外输出动力，是唯一对外做功的冲程；④排气冲程：排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，排出废气，靠飞轮惯性完成。因此对外提供动力的是做功冲程，对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
四冲程汽油机的工作原理
【点评】
本题属于初中物理热学部分的基础题，考查对四冲程汽油机各冲程特点的识记，难度不大，是学生必须掌握的核心知识点。
【难度系数】
0.8
本题考查四冲程汽油机的工作过程，解题思路是明确四冲程汽油机每个冲程的功能：吸气冲程吸入混合气，压缩冲程压缩气体（机械能转化为内能），做功冲程燃气推动活塞做功（内能转化为机械能，对外提供动力），排气冲程排出废气。根据各冲程的作用，即可选出对外提供动力的冲程。
【解析】
四冲程汽油机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成：①吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，吸入汽油和空气的混合物，无能量转化，靠飞轮惯性完成；②压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩气缸内气体，机械能转化为内能，靠飞轮惯性完成；③做功冲程：火花塞点火，燃气剧烈燃烧膨胀，推动活塞向下运动，内能转化为机械能，对外输出动力，是唯一对外做功的冲程；④排气冲程：排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，排出废气，靠飞轮惯性完成。因此对外提供动力的是做功冲程，对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
四冲程汽油机的工作原理
【点评】
本题属于初中物理热学部分的基础题，考查对四冲程汽油机各冲程特点的识记，难度不大，是学生必须掌握的核心知识点。
【难度系数】
0.8
3 [2025江门一模]如图是小明学习了热机后画的四冲程汽油机某个冲程的示意图，根据他画的图中活塞和曲轴的位置、进气门和排气门的开闭情况，可以判断该冲程是（
A.吸气冲程，吸入气缸的是汽油和空气
B.压缩冲程，把机械能转化成内能
C.做功冲程，对外输出动力
D.排气冲程，把废气排出气缸
A
）A.吸气冲程，吸入气缸的是汽油和空气
B.压缩冲程，把机械能转化成内能
C.做功冲程，对外输出动力
D.排气冲程，把废气排出气缸
答案
3. A
解析
【分析】
要判断四冲程汽油机的冲程，需先观察进气门、排气门的开闭状态，再结合曲轴转动方向确定活塞的运动方向，最后对应各冲程的特征分析选项。
【解析】
判断四冲程汽油机的冲程需依据两个关键条件：
1. 气门状态：题图中进气门打开，排气门关闭；
2. 活塞运动方向：曲轴逆时针转动，连杆带动活塞向下运动；
结合汽油机各冲程的特点：吸气冲程的特征是进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，且汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气的混合物，因此该冲程为吸气冲程，对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
四冲程汽油机；吸气冲程特点
【点评】
本题考查四冲程汽油机冲程的判断，需掌握气门状态与活塞运动方向的对应关系，属于基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.5
要判断四冲程汽油机的冲程，需先观察进气门、排气门的开闭状态，再结合曲轴转动方向确定活塞的运动方向，最后对应各冲程的特征分析选项。
【解析】
判断四冲程汽油机的冲程需依据两个关键条件：
1. 气门状态：题图中进气门打开，排气门关闭；
2. 活塞运动方向：曲轴逆时针转动，连杆带动活塞向下运动；
结合汽油机各冲程的特点：吸气冲程的特征是进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，且汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气的混合物，因此该冲程为吸气冲程，对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
四冲程汽油机；吸气冲程特点
【点评】
本题考查四冲程汽油机冲程的判断，需掌握气门状态与活塞运动方向的对应关系，属于基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.5
4 [2025长春期末]在一次车辆保养中，维修师傅通过电脑检测并生成了一份当前发动机的能量流向分析报告，报告以扇形统计图的形式呈现，如图所示。可知其热机效率是（
A.8%
B.29%
C.30%
D.33%
C
）A.8%
B.29%
C.30%
D.33%
答案
4. C
解析
【分析】首先明确热机效率的定义：热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的总能量的比值。观察扇形统计图，各部分能量占比中，“有用的机械能”是做有用功的能量，其余部分为能量损失的部分，因此热机效率等于有用机械能的能量占总能量的比例。
【解析】根据热机效率的计算公式：$\eta=\frac{有用机械能}{总能量}×100\%$，从扇形统计图中可知，有用的机械能占总能量的30%，因此该发动机的热机效率为30%，对应选项C。
【答案】C
【知识点】热机效率、能量转化
【点评】本题考查热机效率的基本概念，核心是理解热机效率为有用功能量占总能量的比例，结合扇形图直接读取有用部分的占比即可，属于基础概念题。
【难度系数】0.2
【解析】根据热机效率的计算公式：$\eta=\frac{有用机械能}{总能量}×100\%$，从扇形统计图中可知，有用的机械能占总能量的30%，因此该发动机的热机效率为30%，对应选项C。
【答案】C
【知识点】热机效率、能量转化
【点评】本题考查热机效率的基本概念，核心是理解热机效率为有用功能量占总能量的比例，结合扇形图直接读取有用部分的占比即可，属于基础概念题。
【难度系数】0.2
5 为节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高热机效率的是 （
A.尽量使燃料充分燃烧
B.尽量减少热机部件间的摩擦
C.尽量减少废气带走的热量
D.尽量增加热机的工作时间
D
）A.尽量使燃料充分燃烧
B.尽量减少热机部件间的摩擦
C.尽量减少废气带走的热量
D.尽量增加热机的工作时间
答案
5. D
解析
【分析】
首先明确热机效率的定义：热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的总能量的比值，提高热机效率的核心是减少能量损耗，提升能量的有效利用率。接下来逐一分析选项：A选项让燃料充分燃烧，可减少未燃烧的能量浪费，提升能量利用率；B选项减少部件间摩擦，能降低克服摩擦消耗的额外能量，减少损耗；C选项减少废气带走的热量，可降低能量损失；D选项增加工作时间，仅延长做功时长，未改变有用功与总能量的比值，无法提高效率，因此该选项符合题意。
【解析】
热机效率的计算公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{Q_{放}}$，其中$W_{有用}$是热机做的有用功，$Q_{放}$是燃料完全燃烧放出的总能量。提高热机效率的关键是减少能量的各种损耗，具体分析各选项：
1. 选项A：使燃料充分燃烧，可减少因燃料未完全燃烧而损失的能量，让更多能量被有效利用，能提高热机效率；
2. 选项B：减少热机部件间的摩擦，可降低克服摩擦所消耗的额外能量，减少能量损耗，能提高热机效率；
3. 选项C：废气会带走大量未被利用的热量，减少废气带走的热量，可降低能量损失，能提高热机效率；
4. 选项D：增加热机的工作时间，仅增加了做功的时间，并未改变有用功与燃料完全燃烧放出总能量的比值，无法提高热机效率。
综上，不能提高热机效率的是选项D。
【答案】
D
【知识点】
热机效率、能量利用效率
【点评】
本题考查热机效率的影响因素，属于初中热学基础知识点，解题关键是明确热机效率的本质是有用功与总能量的比值，理解各选项对能量利用比例的影响，整体难度较低。
【难度系数】
0.7
首先明确热机效率的定义：热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的总能量的比值，提高热机效率的核心是减少能量损耗，提升能量的有效利用率。接下来逐一分析选项：A选项让燃料充分燃烧，可减少未燃烧的能量浪费，提升能量利用率；B选项减少部件间摩擦，能降低克服摩擦消耗的额外能量，减少损耗；C选项减少废气带走的热量，可降低能量损失；D选项增加工作时间，仅延长做功时长，未改变有用功与总能量的比值，无法提高效率，因此该选项符合题意。
【解析】
热机效率的计算公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{Q_{放}}$，其中$W_{有用}$是热机做的有用功，$Q_{放}$是燃料完全燃烧放出的总能量。提高热机效率的关键是减少能量的各种损耗，具体分析各选项：
1. 选项A：使燃料充分燃烧，可减少因燃料未完全燃烧而损失的能量，让更多能量被有效利用，能提高热机效率；
2. 选项B：减少热机部件间的摩擦，可降低克服摩擦所消耗的额外能量，减少能量损耗，能提高热机效率；
3. 选项C：废气会带走大量未被利用的热量，减少废气带走的热量，可降低能量损失，能提高热机效率；
4. 选项D：增加热机的工作时间，仅增加了做功的时间，并未改变有用功与燃料完全燃烧放出总能量的比值，无法提高热机效率。
综上，不能提高热机效率的是选项D。
【答案】
D
【知识点】
热机效率、能量利用效率
【点评】
本题考查热机效率的影响因素，属于初中热学基础知识点，解题关键是明确热机效率的本质是有用功与总能量的比值，理解各选项对能量利用比例的影响，整体难度较低。
【难度系数】
0.7
6 [2025江门段考]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，此时它正处在
做功
冲程，其能量转化情况与乙
（选填“乙”或“丙”）图相同，如果此汽油机每秒内对外做功20次，则汽油机每秒内完成80
个冲程，飞轮的转速为2400
r/min。答案
6. 做功 乙 80 2 400
解析
【分析】
要解决这道题，需分三步思考：1. 判断汽油机冲程：根据气门状态和活塞运动方向，结合做功冲程的特征（两气门关闭、活塞下行、火花塞点火）判断；2. 分析能量转化：做功冲程是内能转化为机械能，对比乙、丙两图的能量转化（乙是内能转机械能，丙是机械能转内能）；3. 计算冲程数和飞轮转速：记住汽油机一个工作循环对应1次做功、4个冲程、飞轮转2圈，据此根据每秒做功次数计算。
【解析】
1. 判断冲程：图甲中，汽油机的进气门和排气门均关闭，活塞向下运动，火花塞点火，符合做功冲程的特征，因此此时处于做功冲程，该冲程的能量转化是内能转化为机械能。
2. 对比能量转化：乙图中，加热试管内的水，水蒸气推动塞子飞出，是内能转化为机械能，与做功冲程的能量转化相同；丙图中，压缩空气使棉花燃烧，是机械能转化为内能，与做功冲程不同，故填乙。
3. 计算冲程数和转速：汽油机的一个工作循环包含4个冲程，对外做功1次，飞轮转动2周。已知每秒对外做功20次，则每秒完成的冲程数为 $20 × 4 = 80$ 个；飞轮每秒转动的圈数为 $20 × 2 = 40$ 圈，换算为每分钟的转速为 $40 × 60 = 2400$ r/min。
【答案】
做功；乙；80；2400
【知识点】
汽油机冲程判断；能量转化；热机工作过程
【点评】
本题考查汽油机的核心知识点，包括冲程判断、能量转化规律及工作循环的数量关系，是热机部分的基础题型，需牢记四冲程汽油机的工作特点和对应规律。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需分三步思考：1. 判断汽油机冲程：根据气门状态和活塞运动方向，结合做功冲程的特征（两气门关闭、活塞下行、火花塞点火）判断；2. 分析能量转化：做功冲程是内能转化为机械能，对比乙、丙两图的能量转化（乙是内能转机械能，丙是机械能转内能）；3. 计算冲程数和飞轮转速：记住汽油机一个工作循环对应1次做功、4个冲程、飞轮转2圈，据此根据每秒做功次数计算。
【解析】
1. 判断冲程：图甲中，汽油机的进气门和排气门均关闭，活塞向下运动，火花塞点火，符合做功冲程的特征，因此此时处于做功冲程，该冲程的能量转化是内能转化为机械能。
2. 对比能量转化：乙图中，加热试管内的水，水蒸气推动塞子飞出，是内能转化为机械能，与做功冲程的能量转化相同；丙图中，压缩空气使棉花燃烧，是机械能转化为内能，与做功冲程不同，故填乙。
3. 计算冲程数和转速：汽油机的一个工作循环包含4个冲程，对外做功1次，飞轮转动2周。已知每秒对外做功20次，则每秒完成的冲程数为 $20 × 4 = 80$ 个；飞轮每秒转动的圈数为 $20 × 2 = 40$ 圈，换算为每分钟的转速为 $40 × 60 = 2400$ r/min。
【答案】
做功；乙；80；2400
【知识点】
汽油机冲程判断；能量转化；热机工作过程
【点评】
本题考查汽油机的核心知识点，包括冲程判断、能量转化规律及工作循环的数量关系，是热机部分的基础题型，需牢记四冲程汽油机的工作特点和对应规律。
【难度系数】
0.5
7 汽油机和柴油机在结构上的主要区别：
汽油机
的点火装置是火花塞，它在吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气的混合物
。此外，在压缩冲程中柴油机
的压缩程度更高。答案
7. 汽油机 汽油和空气的混合物 柴油机
解析
【分析】
解题思路：本题考查汽油机和柴油机的核心区别，需回忆两者在点火装置、吸气冲程吸入物质、压缩冲程压缩程度的差异，对应题目空缺逐一匹配知识点即可。
【解析】
根据汽油机与柴油机的区别：①汽油机的点火装置为火花塞，柴油机采用压燃式点火；②汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气的混合物，柴油机仅吸入空气；③压缩冲程中，柴油机的压缩程度更高，以满足柴油燃烧的温度要求。因此依次填入对应内容。
【答案】
汽油机；汽油和空气的混合物；柴油机
【知识点】
汽油机与柴油机的区别
【点评】
本题为热机部分的基础识记题，聚焦汽油机和柴油机的关键差异，属于初中物理的核心基础考点，难度较低，需准确记忆两者工作过程的不同点。
【难度系数】
0.6
解题思路：本题考查汽油机和柴油机的核心区别，需回忆两者在点火装置、吸气冲程吸入物质、压缩冲程压缩程度的差异，对应题目空缺逐一匹配知识点即可。
【解析】
根据汽油机与柴油机的区别：①汽油机的点火装置为火花塞，柴油机采用压燃式点火；②汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气的混合物，柴油机仅吸入空气；③压缩冲程中，柴油机的压缩程度更高，以满足柴油燃烧的温度要求。因此依次填入对应内容。
【答案】
汽油机；汽油和空气的混合物；柴油机
【知识点】
汽油机与柴油机的区别
【点评】
本题为热机部分的基础识记题，聚焦汽油机和柴油机的关键差异，属于初中物理的核心基础考点，难度较低，需准确记忆两者工作过程的不同点。
【难度系数】
0.6
8 一台柴油机的转速是3 000 r/min，它1 s完成
100
个冲程，活塞往复50
次，对外做功25
次，它完成吸气冲程时，吸入气缸里的物质是空气
。答案
8. 100 50 25 空气
解析
【分析】
要解决本题，需掌握四冲程内燃机的工作规律：飞轮每转动2圈，完成1个工作循环，对应4个冲程、活塞往复2次、对外做功1次；同时要明确柴油机与汽油机吸气冲程的物质差异。第一步先将转速单位换算，再根据飞轮转速与各物理量的对应关系计算，最后确定柴油机吸气冲程的吸入物质。
【解析】
1. 转速单位换算：柴油机转速为3000 r/min，换算为每秒转速：$ 3000 ÷ 60 = 50 \, \mathrm{r/s} $，即每秒飞轮转动50圈。
2. 计算冲程数：四冲程内燃机中，飞轮每转2圈对应4个冲程，因此每秒冲程数为 $ 50 × (4 ÷ 2) = 100 $ 个。
3. 计算活塞往复次数：飞轮每转2圈对应活塞往复2次，因此每秒活塞往复次数为 $ 50 × (2 ÷ 2) = 50 $ 次。
4. 计算对外做功次数：飞轮每转2圈对应对外做功1次，因此每秒对外做功次数为 $ 50 ÷ 2 = 25 $ 次。
5. 柴油机吸气冲程的吸入物质：柴油机吸气冲程仅吸入空气（汽油机吸入汽油和空气的混合物）。
【答案】
100 50 25 空气
【知识点】
四冲程内燃机工作原理、柴油机的工作特点
【点评】
本题考查四冲程内燃机的转速与冲程、做功次数的对应关系，以及柴油机的吸气物质，属于基础知识点应用，需牢记飞轮转动圈数与工作循环的对应关系，区分柴油机和汽油机的差异，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需掌握四冲程内燃机的工作规律：飞轮每转动2圈，完成1个工作循环，对应4个冲程、活塞往复2次、对外做功1次；同时要明确柴油机与汽油机吸气冲程的物质差异。第一步先将转速单位换算，再根据飞轮转速与各物理量的对应关系计算，最后确定柴油机吸气冲程的吸入物质。
【解析】
1. 转速单位换算：柴油机转速为3000 r/min，换算为每秒转速：$ 3000 ÷ 60 = 50 \, \mathrm{r/s} $，即每秒飞轮转动50圈。
2. 计算冲程数：四冲程内燃机中，飞轮每转2圈对应4个冲程，因此每秒冲程数为 $ 50 × (4 ÷ 2) = 100 $ 个。
3. 计算活塞往复次数：飞轮每转2圈对应活塞往复2次，因此每秒活塞往复次数为 $ 50 × (2 ÷ 2) = 50 $ 次。
4. 计算对外做功次数：飞轮每转2圈对应对外做功1次，因此每秒对外做功次数为 $ 50 ÷ 2 = 25 $ 次。
5. 柴油机吸气冲程的吸入物质：柴油机吸气冲程仅吸入空气（汽油机吸入汽油和空气的混合物）。
【答案】
100 50 25 空气
【知识点】
四冲程内燃机工作原理、柴油机的工作特点
【点评】
本题考查四冲程内燃机的转速与冲程、做功次数的对应关系，以及柴油机的吸气物质，属于基础知识点应用，需牢记飞轮转动圈数与工作循环的对应关系，区分柴油机和汽油机的差异，难度适中。
【难度系数】
0.6
9 [2025茂名期中]除雪车是冬季必不可少的应急车辆。如图所示为一辆冬季除雪卡车，除雪卡车在水平路面上匀速直线行驶3 km，牵引力做的功为$6.3×10^6$ J，消耗汽油0.4 kg。求:(汽油的热值取$4.5×10^7$ J/kg)
(1) 0.4 kg汽油完全燃烧放出的热量。
(2) 除雪卡车发动机的效率。
(1) 0.4 kg汽油完全燃烧放出的热量。
(2) 除雪卡车发动机的效率。
答案
9. (1) $1.8×10^7$ J (2) 35%
解析
【分析】
本题考查热值和热机效率的相关计算，解题思路如下：
1. 第(1)问，求汽油完全燃烧放出的热量，需利用热值公式$Q_{放}=mq$，代入汽油的质量和热值计算；
2. 第(2)问，发动机效率是有用功（牵引力做功）与汽油完全燃烧放出热量的比值，利用公式$\eta=\frac{W_{有}}{Q_{放}}×100\%$，代入前两问结果计算效率。
【解析】
解：(1) 0.4 kg汽油完全燃烧放出的热量：
$Q_{放}=mq=0.4\ \mathrm{kg}×4.5×10^7\ \mathrm{J/kg}=1.8×10^7\ \mathrm{J}$；
(2) 除雪卡车发动机的效率：
$\eta=\frac{W_{有}}{Q_{放}}×100\%=\frac{6.3×10^6\ \mathrm{J}}{1.8×10^7\ \mathrm{J}}×100\%=35\%$。
【答案】
(1) $1.8×10^7\ \mathrm{J}$；(2) 35%
【知识点】
热值计算、热机效率计算
【点评】
本题是热值与热机效率的基础计算题，公式应用直接，计算过程简单，考查学生对基础公式的掌握程度，属于常规题型。
【难度系数】
0.7
本题考查热值和热机效率的相关计算，解题思路如下：
1. 第(1)问，求汽油完全燃烧放出的热量，需利用热值公式$Q_{放}=mq$，代入汽油的质量和热值计算；
2. 第(2)问，发动机效率是有用功（牵引力做功）与汽油完全燃烧放出热量的比值，利用公式$\eta=\frac{W_{有}}{Q_{放}}×100\%$，代入前两问结果计算效率。
【解析】
解：(1) 0.4 kg汽油完全燃烧放出的热量：
$Q_{放}=mq=0.4\ \mathrm{kg}×4.5×10^7\ \mathrm{J/kg}=1.8×10^7\ \mathrm{J}$；
(2) 除雪卡车发动机的效率：
$\eta=\frac{W_{有}}{Q_{放}}×100\%=\frac{6.3×10^6\ \mathrm{J}}{1.8×10^7\ \mathrm{J}}×100\%=35\%$。
【答案】
(1) $1.8×10^7\ \mathrm{J}$；(2) 35%
【知识点】
热值计算、热机效率计算
【点评】
本题是热值与热机效率的基础计算题，公式应用直接，计算过程简单，考查学生对基础公式的掌握程度，属于常规题型。
【难度系数】
0.7
