12.4 热机与社会发展-【暑假大串联】2024-2025学年新教材八年级物理暑假作业教材衔接（沪粤版2024）

12.4 热机与社会发展 1. 热机的共同特点:是将燃料的化学能通过燃烧转化为内能,然后通过做功,把内能转化为机 械能. 2. 汽油机 (1) 结构:由火花塞、气缸、进气门、排气门、曲轴连杆、飞轮以及活塞组成. (2) 原理:汽油机工作时,一个工作循环包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程.在压 缩冲程中,机械能转化为内能;在做功冲程中,内能转化为机械能. 3. 柴油机与汽油机一样,也有四个冲程,所不同的是柴油机顶部有个喷油嘴,汽油机是火花塞, 柴油机是压燃式,汽油机是点燃式.汽油机吸入气缸的物质是汽油和空气,柴油机吸入气缸的 物质是空气. 4. 汽油机和柴油机区别 项目 汽油机 柴油机 构造 火花塞 喷油嘴 燃料 汽油 柴油 吸气冲程 吸入汽油和空气 只吸入空气 点火方式 点燃式 压燃式 应用 汽车、摩托车等 挖掘机、轮船等 5. 热机的热效率定义:热机工作时,用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比. 公式:(车)η= W 有用 Q放 ×100%= Fs qm ×100% (烧水)η= Q吸 Q放×100%= cmΔt qm' ×100% 6. 提高热机效率的方法:保证良好的润滑以减少摩擦、减少各种热量损失等;让燃料燃烧更充 分;设法利用废弃的能量. 例1 下列有关热机的说法正确的是 ( ) A. 内燃机的冷却液需要用比热容较小的物质 B. 内燃机除做功冲程以外的三个冲程都是靠飞轮的惯性来完成的 C. 内燃机工作时将机械能转化为内能 D. 在汽油机的压缩冲程中,进气门、排气门都关闭,活塞向下运动 解析:内燃机的冷却液需要用比热容较大的物质,一般用水,因为水的比热容大,在同等情况下, 可以吸收更多的热量,故A错误;内燃机工作时有四个冲程,只有做功冲程做功,其他三个冲程都 98 是靠飞轮的惯性来完成,故B正确;内燃机工作时将内能转化为机械能,故C错误;汽油机在压缩 冲程中,进气门、排气门都关闭,活塞向上运动,故D错误.故选B. 例2 四冲程汽油机正常工作时,把机械能转化为内能的冲程是 ( ) A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程 解析:汽油机工作的四个冲程中,只有压缩冲程和做功冲程存在能量转化,压缩冲程是机械能转 化为内能,做功冲程是内能转化为机械能.故选B. 例3 关于热值和热机效率,下列说法正确的是 ( ) A. 使燃料燃烧更充分,可以增大燃料的热值 B. 使燃料燃烧更充分,可以提高热机的效率 C. 使用热值更大的燃料,可以提高热机的效率 D. 燃料燃烧释放的热量越多,燃料的热值就越大 解析:A. 燃料的热值与其种类有关,燃烧充不充分不会影响其热值,但会影响热机的效率,故A 错误;B. 使燃料燃烧更充分,可让燃料放出的热量更多,供热机工作的热量更多,而热机效率是 指热机是指用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,所以此举可提高热机 的效率,故B正确;C. 使用热值更大的燃料,与其他燃料相比,在质量相同的情况下,可放出更多 热量,但此燃料在完全燃烧时,放出的热量也更多,所以热机效率不一定更高,故C错误;D. 燃烧 相同质量的燃料,热值越大,放出的热量越多,然而相同热值的燃料燃烧时,燃烧越充分,放出的 热量也越多,所以燃烧放出的热量多,不一定是燃料的热值大,故D错误.故选B. 1. 水烧开时,产生的水蒸气可以将壶盖顶起.汽油机的四个冲程中,能量转化与之相同的是 ( ) A. 做功冲程 B. 压缩冲程 C. 吸气冲程 D. 排气冲程 2. 下列措施中,不能提高热机效率的是 ( ) A. 增加工作时间 B. 减少部件间的摩擦 C. 使燃料充分燃烧 D. 减少废气带走的热量 3. 内燃机的能量流向图如图所示.内燃机的效率为 ( ) A. 7% B. 28% C. 31% D. 34% 4. 小汽车已成为大多数家庭出行代步的工具,其发动机大多数为汽油机.下列有关汽油机的说 法正确的是 ( ) 09 A. 汽油机的吸气冲程吸入的是空气 B. 汽油机的效率一般比柴油机的效率高 C. 汽油机的点火方式是压燃式 D. 汽油机的压缩冲程是把机械能转化为内能 5. 鄂州花湖机场距离北京、上海、广州均约为1 000 km,飞机从鄂州抵达其中任何一地的时间均 约为1.5 h,则飞机飞行的平均速度约为 km/h(结果保留一位小数);飞机是利用流 体流速越大的位置压强越 的原理升空的,起飞过程中,发动机将燃料的化学能转化 为 能,再转化为 能. 6. 如图甲所示,在试管内装些水,用橡胶塞塞住管口,给水加热.这是通过 的方式改变 水的内能.加热一段时间后,橡胶塞在水蒸气压力的作用下冲出去,其能量转化情况与四冲程 热机 冲程相同.如图乙所示,在测量滑动摩擦力大小的实验中,用弹簧测力计拉着木 块水平向右做 运动,木块受到的滑动摩擦力大小等于拉力大小,这里通过测量拉力 大小来间接测出摩擦力大小,运用了 (填“转换法”或“放大法”). 甲 乙 7. 利用内能可以 ,也可以做功.热机是利用内能来做功,把内能转化为 的机 器.热机的种类有蒸汽机、内燃机(汽油机和柴油机)、汽轮机、喷气发动机等. 8. 如图所示,在试管内装些水,用软木塞塞住,加热使水沸腾,水蒸气会把木塞冲开,有的同学由 这个装置联想到内燃机. (1) 酒精灯燃烧, 能转化为 能. (2) 水的温度升高,水汽化产生高温高压的水蒸气,增加了试管内物质的 能. (3) 水蒸气冲开瓶塞后,水蒸气的温度 ,内能 . (4) 水蒸气冲开瓶塞的过程, 能转化为 能,这相当于四冲程内燃机的 冲程. 9. 如图所示,某同学探究物体对外做功时能量的转化情况.他利用酒精灯给试管和水加热,如图 (a);当水沸腾后,水蒸气会把瓶塞“冲”出去,如图(b);在研究过程中发现,如将瓶塞塞紧一 19 些,酒精灯对试管和水的加热时间会长一些,瓶塞被“冲”出去的距离会远一些,如图(c). (a) (b) (c) (1) 观察图(a)和图(b)或图(a)和图(c),在水蒸气把瓶塞“冲”出去的过程中,水蒸气对瓶塞 ,在此过程中,能量的转化情况是 . (2) 分析比较图(b)和图(c)的实验现象,可以得出初步结论: . 10. 天然气灶烧水,燃烧0.5 m3 的天然气,使100 kg的水从20 ℃升高到70 ℃.已知水的比热容 为c=4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值为q=7.0×107 J/m3.求: (1) 0.5 m3 天然气完全燃烧放出的热量Q放. (2) 燃气灶的效率. 11. 某中学为学生供应开水,用锅炉将200 kg的水从25 ℃加热到100 ℃,燃烧了6 kg的无烟 煤.水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),无烟煤的热值是3.4×107 J/kg.求: (1) 锅炉内的水吸收的热量. (2) 无烟煤完全燃烧放出的热量. (3) 此锅炉的效率. 29 第十二章 内能与热机 12.1 认识内能 1. D 2. B 3. B 4. C 5. 右 减小 6. 不变 减小 做功 7. 分子 加剧 增加 热传递 8. 机械 做功 9. (1) 增大 做功 (2) 减小 降 低 (3) 内 机械 10. (1) 热传递 (2) 不变 (3) 质量 (4) 液化 降低 11. (1) -2 (2) 固 液共存态 大于 12.2 热量与热值 1. B 2. C 3. C 4. C 5. 高温物体 低温物体 Q 能量 焦耳 焦 6. 6.4×105 增大 7. 温 度 温度相同 8. (1) 内能 (2) 热量 (3)温度 9. (1) 质量 相等 (2) 煤油 (3) 天平 偏小 10. 冰块的温度低,通过热传递的方式可减小海鲜的 内能,使海鲜温度降低;冰块熔化时,要吸收热 量,降低海鲜的温度. 11. (1) 7×107 J (2) 4.2×107 J 12.3 研究物质的比热容 1. A 2. D 3. B 4. B 5. 增大 不停地做无规 则运动 比热容 6. 有可能 甲 甲 20 000 7. 1 kg的水温度每升高(或降低)1 ℃所吸收(或放 出)的热量是4.2×103 J 不变 比热容大 水 8. 相同 铝 铜 9. (1) 质量 (2) 让物质受热均匀 (3) 52 (4) 错误 (5) 小于 10. (1) 水吸收的热量是Q吸水=c水 m水Δt水=4.2× 103 J/(kg·℃)×2 kg×(70 ℃-20 ℃)=4.2× 105 J.(2) 金属吸收热量为Q金属吸=Q总-Q水吸 =4.43×105 J-4.2×105 J=2.3×104 J,金属锅 的 比 热 容 是 c金属 = Q吸金属 m金属Δt金属 = 2.3×104 J 1 kg×(70 ℃-20 ℃)=0.46×10 3 J/(kg·℃). 12.4 热机与社会发展 1. A 2. A 3. D 4. D 5. 666.7 小 内 机 械 6. 热传递 做功 匀速直线 转换法 7. 加 热 机械能 8. (1) 化学 内 (2) 内 (3) 降低 减小 (4) 内 机械 做功 9. (1) 做功 内能转化为机械能 (2) 物体对外做 功时,内能越大,转化的机械能越多 10. (1) 天然气完全燃烧放出的热量Q放=qV=7.0 ×107 J/m3×0.5 m3=3.5×107 J.(2) 水吸收 的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃) ×100 kg×(70 ℃-20 ℃)=2.1×107 J,燃气灶 的效率η= Q吸 Q放= 2.1×107 J 3.5×107 J ×100%=60%. 11. (1) 锅炉内水吸收的热量Q吸=c水 m1Δt=4.2× 103 J/(kg·℃)×200 kg×(100 ℃-25 ℃)= 6.3×107 J.(2) 无烟煤完全燃烧放出的热量Q放 =m2q=6 kg×3.4×107 J/kg=2.04×108 J. (3) 锅炉的效率η= Q吸 Q放×100%= 6.3×107 J 2.04×108 J ×100%≈30.9%. 第四部分 新知测效 暑期学情测评(一) 一、 1. D 2. B 3. C 4. C 5. B 6. A 7. B 8. C 9. C 10. A 11. C 12. D 13. C 14. A 15. B 二、 1. (1) 振动 (2) 音调 (3) 能量 2. ①③ 导热性 物质状态 3. 液化 凝华 放出 4. 减小 左 5. 不变 变小 6. 漂浮 7. 动 能和重力势能 静止 8. 600 750 80% 9. 热传递 减小 做功 20 10. 比热容 热 传递 三、 1. (1) 像点 (2) 略 2. 略 四、 1. 温度 表面积 物质 表面积 温度 夏天 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 7