第2章 1 热机-【通成学典】2025年新教材八年级物理暑期升级训练（教科版2024）

19 不再有温度差,它们之间就不能发生热传递,故A 正确;水放出的热量 Q放 =c水m水Δt水 =4.2× 103J/(kg·℃)×0.2kg×(30℃-20℃)=8.4× 103J,若不计热量损失,金属冰块吸收的热量等于 水放出的热量,即Q吸=Q放=8.4×103J,故B正 确;金 属 冰 块 与 水 的 比 热 容 之 比c金属冰 c水 = Q吸 m金属冰Δt金属冰 Q放 m水Δt水 = Q吸 Q放 · m水Δt水 m金属冰Δt金属冰= m水Δt水 m金属冰Δt金属冰= 0.2kg×(30℃-20℃) 0.3kg×[20℃-(-20℃)]= 1 6 ,故C正确;金 属冰块的质量增加到0.4kg,温度升高到10℃ 吸收 的 热 量 Q吸'=c金属冰 m金属冰'Δt金属冰'= 1 6c水m金属冰'Δt金属冰'= 1 6×4.2×10 3J/(kg·°C)× 0.4kg×[10℃-(-20℃)]=8400J,水温下降 到10℃时放出的热量Q放'=c水 m水Δt水'=4.2× 103J/(kg·°C)×0.2kg×(30℃-10℃)= 16800J,由于Q吸'≠Q放',因此只将金属冰块的质量 增加到0.4kg,水温不可以下降到10℃,故D错误。 8. (1) 质量 (2) 等于 (3) 升高的温度 (4) 大于 9. (1) 由ρ= m V 可知,水壶中水的质量m水= ρ水V水=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg (2) 水吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2× 103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-25℃)=6.3× 105J (3) 丁烷气体完全燃烧放出的热量Q放= mq=25×10-3kg×4.8×107J/kg=1.2×106J, 卡 式 炉 的 加 热 效 率 η = Q吸 Q放 ×100% = 6.3×105J 1.2×106J×100%=52.5% 4 跨学科实践:风 知识梳理 1. 空气流动 不均匀 2. 小 快 大 慢 上升 海洋 陆地 下沉 陆地 海洋 3. 可再生 风力发电场 典例演练 典例1 烟台 沿海城市昼夜温差小 典例2 乙 海水和陆地沙石的比热容不同 预学训练 1. 快 比热容大 2. 夜晚 陆地(或沙石) 可再生能源 第2章　改变世界的热机 1 热 机 知识梳理 1. 化学 内 机械 蒸汽机 2. 汽缸 做功 汽油机 柴油机 3. 冲程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排 气冲程 做功 能量 典例演练 典例1 小叶轮转动 化学 机械 热机 典例2 A 典例3 A 预学训练 1. 做功 内 机械 2. 内 机械 做功 3. D 4. D 5. A 解析:由图可知,进气门打开,排气门关闭, 活塞由上端向下端运动,汽油和空气组成的混合 物从进气门吸入汽缸是吸气冲程,故 A 符合 题意。 6. C 解析:点燃底部的蜡烛,上升的热空气驱动 扇叶转动,带动纸片小人转动,是内能转化为机械 能,此过程中的能量转化与四冲程汽油机的做功 冲程相同,故C符合题意。 7. A 解析:图甲:气门都关闭,活塞向上运行,汽 缸容积减小,是压缩冲程,将机械能转化为内能; 图乙:排气门打开,活塞向上运行,汽缸容积减小, 是排气冲程,汽缸内气体温度会下降;图丙:气门 都关闭,火花塞点火,活塞向下运行,汽缸容积增 大,是做功冲程,将燃气的内能转化为机械能;图 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 20 丁:进气门打开,活塞向下运行,汽缸容积增大,是 吸气冲程;热机的四个冲程依次是吸气冲程、压缩 冲程、做功冲程、排气冲程,即丁、甲、丙、乙;在热 机的四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其他三 个冲程是靠飞轮的惯性完成的,所以依靠飞轮惯 性完成的冲程是甲、乙、丁;综上所述,A正确,B、 C、D错误。 2 热机效率 知识梳理 1. 有用 完全燃烧释放的热量 2. W有用 Q放 ηQ放 W有用 η 3. 蒸汽机 轮机 内燃机 喷气式发动机 典例演练 典例1 B 解析:该汽油机工作的效率η=1- 30%-35%-10%=25%,工作时汽油燃烧释放 能量的25%转化为机械能,故A错误;若该汽油 机消耗2kg汽油,产生的热量Q总=mq=2kg× 4.6×107J/kg=9.2×107J,由η= W有用 Q总 ×100% 得,获得的机械能W有用=ηQ总=25%×9.2× 107J=2.3×107J,故B正确;若该汽油机消耗 2kg汽油,损失的能量Q损耗=Q总-W有用=9.2× 107J-2.3×107J=6.9×107J,故C错误;因为 热机在工作过程中总有能量损失,所以热机的效 率总小于1,汽油机的效率不可以提高到100%, 故D错误。 典例2 (1) 航空燃油完全燃烧放出的热量 Q放=mq=1000kg×4×107J/kg=4×1010J (2) 根据 P=Wt 可知,发动机所做的有用功 W有用=Pt=2×107 W×1000s=2×1010J (3) 该 发 动 机 的 效 率 η= W有用 Q放 ×100% = 2×1010J 4×1010J×100%=50% 预学训练 1. (1) 增加 做功 (2) 不变 (3) 不能 2. 内 机械 30 3. 不变 9.2×107 25% 解析:热值是燃料的 一种特性,只取决于燃料的种类,与质量和燃烧情 况等无关,因此在酒泉卫星发射中心发射的“神舟 十九号”载人飞船升空过程中,燃料舱内的液态氢 的热值不变;2kg汽油完全燃烧放出的热量 Q放=mq=2kg×4.6×107J/kg=9.2×107J;该 汽油 机 的 热 机 效 率 η = W有用 Q放 ×100% = 2.3×107J 9.2×107J×100%=25% 。 4. B 5. D 6. C 7. D 解析:已知热机效率公式η= W有用 Q总 × 100%,则Q总= W有用 η ;两台汽油机使用相同的汽 油,设汽油的热值为q,已知Q总=mq,所以m= Q总 q ,那么甲、乙两台汽油机在相同时间内消耗的 汽油质量之比为 m甲 m乙= Q甲总 q Q乙总 q = Q甲总 Q乙总= W甲有用 η甲 W乙有用 η乙 = W甲有用 W乙有用× η乙 η甲 =32× 20% 25%= 6 5 ,故选D。 8. (1) 该汽车的行驶速度v=st = 1800m 3×60s= 10m/s (2) 汽油完全燃烧放出的热量Q放= qm=4.6×107J/kg×0.15kg=6.9×106J (3) 该汽车发动机做的有用功 W有用 =Pt= 11.5×103W×3×60s=2.07×106J,该汽车发 动机的效率η= W有用 Q放 ×100%= 2.07×106J 6.9×106J× 100%=30% 3 跨学科实践:保护地球家园 知识梳理 1. 内 电 2. 热污染 噪声 温室 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 55 第2章　改变世界的热机 1　热　机 1. 热机是将燃料的 能通过燃烧转化 为 能再转化为 能的装置。 是最早的热机。 2. 活塞式内燃机工作时,燃料在 内燃 烧,产生的燃气直接推动活塞 。生 活中常见的活塞式内燃机有 和 。 3. 汽油机工作时,活塞在汽缸里做往复运动, 活塞从汽缸的一端运动到另一端叫作一个 。常见的汽油机要能正常工作,必 须连续完成 、 、 、 四个冲程,且不断循环进行。在四 个冲程中,只有 冲程将内能转化为 机械能,其他三个冲程是靠安装在曲轴上的 飞轮转动的 来完成的。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 (典例1图) 典例1 如图所示,在试管内装一些 水,用带玻璃管的胶塞塞住,在玻 璃管口放一个纸做的小叶轮。加 热试管使水沸腾,细心观察会发现 ,在此过程中是燃 料的 能转化为叶轮的 能。 就是根据这个道理工作的。 内能的利用有两个方面,一是用来加热物 体,二是用来做功。给试管中的水加热,燃料燃 烧的化学能转化成内能,这种内能传递给水,水 汽化为水蒸气,高温的水蒸气可以驱动小叶轮 转动,水蒸气自身的温度会降低,内能会减少, 转化成了叶轮的机械能。 典例2 如图所示为蒸汽机工作的原理示意图。 关于蒸汽机的工作过程中涉及的物理知识,下 列说法中正确的是 ( ) (典例2图) A. 汽缸内的蒸汽推动活塞做功,其能量的转化 过程是内能转化为机械能 B. 在燃料燃烧的时候会产生热量,这是将内能 传递给锅炉中的水 C. 蒸汽推动活塞做功,蒸汽的内能增大 D. 蒸汽机加装冷凝器,能减少废气带走的温度 工作过程中能量的转化:燃料燃烧时将化 学能转化为内能,然后将内能传递给水;蒸汽推 动活塞做功时将内能转化为机械能。 典例3 如图所示为某单缸四冲程汽油机的工作 示意图。下列说法中,正确的是 ( ) (典例3图) A. 仅甲冲程能获得动力,其他冲程都靠惯性运转 B. 乙冲程只吸入空气 C. 丙冲程中排出的废气不含任何能量 D. 丁冲程是做功冲程 汽油机一个工作循环中四个冲程的顺序: 吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。先 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 3预学储备 拍 照 批 改 56 根据曲轴的转动方向判断活塞的运行方向,再 根据气门的开闭情况确定是哪一个冲程;只有 做功冲程把内能转化为机械能,对外提供动力, 其他三个冲程靠飞轮的惯性完成;汽油机在吸 气冲程中,吸入的是汽油和空气的混合物;任何 物体都有内能。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 1. 如图所示,在试管里装入一些水,用软木塞 塞住试管口,将试管放在酒精灯上加热使水 沸腾,水蒸气会把软木塞冲开,在这一过程 中,水蒸气膨胀对软木塞 ,水蒸 气的一部分 能转化为软木塞的 能,利用这一原理,可以制成热机。 (第1题) 2. 2025年我国热映的一部动漫电影中,两位主角 能够联手冲破天元鼎,在水火之力生成蒸汽 冲破巨鼎封印的过程中, 能转换为 能,能量转化与汽油机的 冲程相同。 3. 新情境 科技民生 热机是利用内能来做功 的机器。热机在人类生活中发挥着重要的 作用,现代化的工业、农业、军事、交通工具 等都靠它提供动力。下列装备中,动力机械 不属于热机的是 ( ) A. 长征系列火箭使用的液氢液氧发动机 B. 055型导弹驱逐舰使用的燃气轮机 C. 歼-20战机使用的涡扇15煤油发动机 D. 中国高铁使用的交流异步牵引电动机 4. (内江威远校级一模)热机工作时,所发生的 能量转化过程是 ( ) A. 机械能—内能—化学能 B. 内能—化学能—机械能 C. 化学能—机械能—内能 D. 化学能—内能—机械能 5. 如图所示为小明学习了热机的相关知识后 绘制的四冲程汽油机某个冲程的示意图,请 根据图中活塞和曲轴的位置、进气门和排气 门的开闭情况,判断该冲程是 ( ) A. 吸气冲程,吸入汽缸的是汽油和空气的 混合物 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,把废气排出汽缸 (第5题) (第6题) 6. 新情境 传统文化 如图所示为我国传统的 走马灯。点燃底部的蜡烛,上升的热空气驱 动扇叶转动,带动纸片小人转动。下列汽油 机的四个冲程中,与此过程中的能量转化相 同的是 ( ) A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程 7. 下列有关如图所示的某单缸四冲程汽油机 的说法,正确的是 ( ) (第7题) A. 图乙中汽缸内气体温度会下降 B. 四冲程内燃机在一个工作循环中工作过 程依次是丁、丙、乙、甲 C. 图甲中能量的转化是内能转化为机械能 D. 依靠飞轮惯性完成的冲程是乙、丙、丁 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(教科版)八年级