例题 01 由气门与箭头判断冲程 知识清单例题
题目
如图所示为汽油机工作过程的示意图,其中表示压缩冲程的是 ( )
答案与解析
解析
A进气门开、活塞向下，是吸气；B有点火、活塞向下，是做功；C两门关、活塞向上，是压缩；D排气门开、活塞向上，是排气。所以选C。
本题结论
C。
外观
热机
热机利用内能做功。燃料先燃烧，燃气再推动活塞，这与电动机直接利用电能推动转动不同，不能因为机器会发热就把它叫作热机。
一、知识点 理解概念
1. 热机的能量方向
热机是利用内能做功的机械。燃料热机的主要能量过程是：
燃料化学能 → 燃气或蒸汽的内能 → 有用机械能。
内燃机的燃料在气缸内燃烧，燃气推动活塞产生动力；“内燃”指燃烧发生在气缸内部。蒸汽机、内燃机、汽轮机等都利用气体或蒸汽做功。输出机械能只占燃料能量的一部分，废气、散热等也带走能量。
2. 汽油机和柴油机的典型结构
| 比较项 | 传统汽油机模型 | 典型柴油机模型 |
|---|---|---|
| 顶部主要装置 | 火花塞 | 喷油嘴 |
| 吸气阶段吸入物 | 汽油和空气的混合物 | 空气 |
| 燃料引燃方式 | 火花塞点燃 | 压缩使空气升温，喷入柴油后压燃 |
| 一般特点 | 机体相对轻，常用于汽车、摩托车等 | 压缩程度通常更高，常用于重型车辆等 |
这里比较的是本章传统教学模型，不把吸入物、功率或效率的差异推广为所有现代机型的绝对规律。教学中常见的典型效率范围：汽油机约20%～40%、柴油机约30%～45%，两范围也有重叠，不能据机型判断任意两台的效率高低。
3. 四个冲程连成一个循环
以下为同一传统汽油机模型，各图先看气门，再看活塞箭头。
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
| 冲程 | 气门状态 | 活塞运动 | 主要过程 |
|---|---|---|---|
| 吸气 | 进气门开，排气门关 | 向下 | 吸入混合气体 |
| 压缩 | 两门关闭 | 向上 | 机械能转为气体内能 |
| 做功 | 两门关闭 | 向下 | 燃气内能转为机械能 |
| 排气 | 进气门关，排气门开 | 向上 | 排出废气 |
一个单缸四冲程循环中，活塞单程移动4次，往复2次，曲轴与飞轮转2周，主要对外做功1次。非做功冲程靠飞轮储存的机械能等维持，多缸机还可由其他缸配合；启动时需要外力先使曲轴转动。
二、考点 方法与例题
1. 关着气门，还要看活塞方向
进气门开、活塞下行，判吸气；排气门开、活塞上行，判排气。两门都关时，上行是压缩，下行且燃气膨胀是做功。点火标记可辅助判断，但不能只看到火花塞结构就说正在点火。
2. 气体推塞与热机做功怎样对应
分析示意实验时，分别看“热源加热水”和“气体推动塞子”两段：前者通过温差供能，后者气体对外做功。以下只用于理解现象，不作为自行加热密闭容器或给玻璃瓶加压的操作指导。
例题 02 水蒸气与软木塞 知识清单例题
题目
如图所示,用酒精灯对试管加热,等水沸腾后,可以观察到水蒸气把软木塞顶出去。下列说法正确的是()
A.用酒精灯加热试管，水内能的增加是通过做功的方式实现的
B. 水蒸气把软木塞顶出去的过程，实现了内能向机械能的转化
C. 水蒸气把软木塞顶出去的过程，相当于汽油机的排气冲程
D.试管口出现的白雾是水汽化后形成的水蒸气
答案与解析
解析
A加热水通过热传递，不是做功。B气体推塞，把部分内能转为塞子机械能，正确；这对应做功冲程而非排气，C错。D可见白雾是水蒸气遇冷液化成小液滴，不是透明的水蒸气。
本题结论
B。
例题 03 瓶塞跳起时的能量变化 2024 山东淄博中考·改编·明确热交换条件
题目
如图，玻璃瓶内有少量水，用橡胶塞塞住瓶口，向瓶内打气，瓶塞跳起。瓶塞跳起的快速过程按气体与外界热交换可忽略处理。下列说法正确的是 （）
A. 向瓶内打气, 通过热传递的方式改变瓶内空气的内能
B.瓶塞跳起时,瓶内空气温度降低,内能减少
C.瓶塞跳起时,瓶内出现“白雾”是汽化现象
D.瓶塞跳起过程与热机压缩冲程的能量转化相同
答案与解析
解析
向瓶内打气的机械作用改变气体内能，不是温差传热，A错。瓶塞快速跳起时气体膨胀对外做功，题设忽略热交换，内能减少、温度降低，B对；水蒸气因降温液化成白雾，C错。能量方向对应做功冲程，不是压缩，D错。
本题结论
B。
三、坑点 辨析与纠错
1. 一转不等于一次做功
错法： 每分钟转数除60之后，直接写成每秒做功次数，或因“四冲程”而再除4。
纠正： 除60得到每秒转数；单缸四冲程每2转完成1个循环，再除2才是每秒主要做功次数。多缸总次数还要看题目给的缸数，不能自行补设。
辨析 01 转速与每秒做功次数 2024 江苏南京中考·改编·明确单缸
题目
一台单缸四冲程汽油机压缩冲程中, ____ 能转化为 ____ 能, 飞轮转速为 1200 , 则该汽油机每秒钟做功 ____ 次。
答案与解析
解析
压缩冲程，活塞对气体做功，机械能转为内能。1200 r/min先除60得到20 r/s，再按2转做功1次，得到10次/s。不要把4冲程当4转。
本题结论
机械；内；10。
2. 教学模型不是所有机型的统一参数
先确认比较的是传统汽油机和典型柴油机，再分别核对吸入物、点火方式和压缩程度。现代喷射构型及具体性能不能仅凭名称推出。
辨析 02 两类内燃机的比较 知识清单例题·改编·明确机型范围
题目
按本页传统汽油机与典型柴油机模型比较，下列叙述正确的是（）
A. 吸气冲程中吸入气缸的都是空气
B. 在压缩冲程末的点火方式是相同的
C. 柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高
D.一般情况下,汽油机的效率都比柴油机的高
答案与解析
解析
A传统汽油机吸入混合物，柴油机吸入空气，错；B分别点燃和压燃，错；C按本题典型模型，柴油机压缩程度与工作压强通常较高，正确；D不能说汽油机效率都更高。
本题结论
C。