内容正文:
第十二章 机械能和内能
四、机械能与内能的相互转化
课时1 做功改变物体的内能 热机
过基础 核心知识精练
知识点 1 做功改变物体的内能
1 (1)如图甲,将一根铁丝快速反复弯折数十次,铁丝弯折处发热,表明铁丝的内能 (填“增加”或“减少”),这是通过 的方式改变铁丝的内能。
(2)如图乙,在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化纸,迅速向下压活塞,能观察到的现象是 ;对这一现象的解释是,活塞压缩玻璃筒内的空气,对筒内空气 ,使筒内空气的内能 (填“增加”或“减少”),温度 ,达到硝化纸的着火点。
2 [2026西安高陵区段考]2025年9月3日,中国以一场盛大阅兵,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80 周年。军队从容有序地行进时,鞋底与地面摩擦温度升高,下列情境中改变内能的方式与其相同的是( )
A.用打气筒给自行车打气,气筒壁变热
B.太阳照射下,水温升高
C.用热水袋暖手,手变暖
D.吃饭时,金属勺放在热汤中会烫手
知识点 2 热机
3如图所示是热机的能量转化过程,其中虚线框内应该填( )
A.电能 B.内能 C.动能 D.势能
4 如图所示,在试管内装些水,用橡胶塞塞住管口,加热水至沸腾,将会看到的现象是橡胶塞 。此过程中燃料的 能转化为 能传递给水和水蒸气,水蒸气的 能转化为橡胶塞的 能。利用内能可以做功的原理,可以制成 ,我国的载人飞船发动机 (填“属于”或“不属于”)热机。
知识点 /3汽油机
5汽油机是燃油汽车的重要组成部分。如图所示,这是汽油机工作过程中的两个冲程示意图,其中给燃油汽车提供动力的是 (填“甲”或“乙”)冲程,将 能转化为 能,另一个冲程是由飞轮的 来完成的。
6汽油机是热机的一种,汽油在汽缸内燃烧时的能量转化情况是 ,在设计制造时,汽缸外有一个水套,让汽缸被水包围着,这是通过 的方式减少汽缸的内能。一台单缸四冲程汽油机,飞轮转速是1 200 r/min,该汽油机每分钟内完成 个工作循环、 个冲程、活塞往返 次、对外做功 次。
知识点 4 柴油机和汽油机的异同
7[2026城固月考]下列关于柴油机和汽油机的主要区别不正确的是( )
A.吸气冲程中,柴油机吸入汽缸的是空气,汽油机吸入汽缸的是空气和汽油的混合物
B.在压缩冲程末,柴油机的燃气温度和压强比汽油机里的高
C.构造上,汽油机汽缸顶部有喷油嘴,柴油机汽缸顶部有火花塞
D.汽油机的点火方式是点燃式,柴油机的点火方式是压燃式
过能力 解题能力提升
1小明用塑料矿泉水瓶进行了如下探究:瓶中留有少量水,盖上瓶盖(图甲),扭转瓶子(图乙),此时瓶内气体的内能 (填“增大”“减小”或“不变”),此能量转化与汽油机 冲程的工作过程一致;若某台汽油机1s内对外做功20 次,则飞轮转速是 r/ min。
2[2026 广州花都区期中]如图甲,在一塑料瓶内装入少量的液态乙醚,待乙醚充满整个塑料瓶后,启动电子打火器,活塞瞬间飞出。“活塞瞬间飞出”的过程与汽油机 冲程的能量转化情况相同;汽油机 冲程存在很明显的机械能转化为内能的过程;图乙是四冲程汽油机顺序被打乱的工作图,四冲程的顺序应该是 (填写字母符号)。
3 [2025韩城新城四中模拟]“六冲程发动机”是内燃机的一项新发展。在普通四冲程发动机的四个冲程工作后,把水喷进炽热的汽缸里面,水马上就变成了温度高的水蒸气,这属于 (填物态变化)现象,缸里面水蒸气的内能 (填“增大”“减小”或“不变”),体积急剧膨胀1600 倍,推动活塞再次做功,产生第五冲程。如此一来,每6个冲程中就出现 个做功冲程。
素养提升
4 请阅读短文并回答问题。
如图甲所示是液体火箭喷气发动机的工作原理示意图,燃料和氧化剂分别装在两个箱子里,由输送系统按时按量地把燃料和氧化剂喷入燃烧室,用电火花点燃,燃烧产生的气体以很高的速度从尾部喷出,对火箭产生强大的反冲推力使它前进。
如图乙所示为空气涡轮喷气发动机结构示意图。工作过程中,机身在空气中高速前进,空气从进气道进入,被压气机压缩后进入燃烧室,与从喷雾器喷出的燃料混合,由火花塞点火燃烧,剧烈膨胀的气体以极大的速度从尾部喷管喷出,使机身得到巨大的反冲推力向前飞行。
(1)液体火箭喷气发动机属于 机;液体火箭喷气发动机工作过程中,先将燃料的化学能转化为 能,然后再将其转化为火箭的 能。
(2) (填“液体火箭”或“空气涡轮”)喷气发动机不能在大气层外工作。
(3)如图乙所示的空气涡轮喷气发动机工作过程中,气体温度是不断变化的,下列图像中,能大致反映气体的温度随时间变化的是 。
第十二章 机械能和内能
四、机械能与内能的相互转化
课时1 做功改变物体的内能 热机 答案
过基础 核心知识精练
知识点 1 做功改变物体的内能
1 (1)如图甲,将一根铁丝快速反复弯折数十次,铁丝弯折处发热,表明铁丝的内能增加(填“增加”或“减少”),这是通过 做功 的方式改变铁丝的内能。
(2)如图乙,在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化纸,迅速向下压活塞,能观察到的现象是硝化纸燃烧 ;对这一现象的解释是,活塞压缩玻璃筒内的空气,对筒内空气 做功 ,使筒内空气的内能 增加 (填“增加”或“减少”),温度 升高 ,达到硝化纸的着火点。
2 [2026西安高陵区段考]2025年9月3 日,中国以一场盛大阅兵,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80 周年。军队从容有序地行进时,鞋底与地面摩擦温度升高,下列情境中改变内能的方式与其相同的是(A)
A.用打气筒给自行车打气,气筒壁变热
B.太阳照射下,水温升高
C.用热水袋暖手,手变暖
D.吃饭时,金属勺放在热汤中会烫手
知识点 2 热机
3如图所示是热机的能量转化过程,其中虚线框内应该填(B)
A.电能 B.内能 C.动能 D.势能
4 如图所示,在试管内装些水,用橡胶塞塞住管口,加热水至沸腾,将会看到的现象是橡胶塞 跳起。此过程中燃料的 化学 能转化为 内 能传递给水和水蒸气,水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能。利用内能可以做功的原理,可以制成热机 ,我国的载人飞船发动机属于 (填“属于”或“不属于”)热机。
知识点 3 汽油机
5汽油机是燃油汽车的重要组成部分。如图所示,这是汽油机工作过程中的两个冲程示意图,其中给燃油汽车提供动力的是 乙 (填“甲”或“乙”)冲程,将内能转化为机械能,另一个冲程是由飞轮的惯性 来完成的。
6汽油机是热机的一种,汽油在汽缸内燃烧时的能量转化情况是 化学能转化为内能 ,在设计制造时,汽缸外有一个水套,让汽缸被水包围着,这是通过热传递 的方式减少汽缸的内能。一台单缸四冲程汽油机,飞轮转速是1 200 r/ min,该汽油机每分钟内完成 600 个工作循环、2400 个冲程、活塞往返1200 次、对外做功 600 次。
知识点 4 柴油机和汽油机的异同
7 [2026城固月考]下列关于柴油机和汽油机的主要区别不正确的是(C)
A.吸气冲程中,柴油机吸入汽缸的是空气,汽油机吸入汽缸的是空气和汽油的混合物
B.在压缩冲程末,柴油机的燃气温度和压强比汽油机里的高
C.构造上,汽油机汽缸顶部有喷油嘴,柴油机汽缸顶部有火花塞
D.汽油机的点火方式是点燃式,柴油机的点火方式是压燃式
过能力 解题能力提升
1 小明用塑料矿泉水瓶进行了如下探究:瓶中留有少量水,盖上瓶盖(图甲),扭转瓶子(图乙),此时瓶内气体的内能 增大 (填“增大”“减小”或“不变”),此能量转化与汽油机压缩 冲程的工作过程一致;若某台汽油机1s内对外做功20次,则飞轮转速是 2400 r/ min。
2 [2026 广州花都区期中]如图甲,在一塑料瓶内装入少量的液态乙醚,待乙醚充满整个塑料瓶后,启动电子打火器,活塞瞬间飞出。“活塞瞬间飞出”的过程与汽油机 做功 冲程的能量转化情况相同;汽油机 压缩冲程存在很明显的机械能转化为内能的过程;图乙是四冲程汽油机顺序被打乱的工作图,四冲程的顺序应该是 DACB (填写字母符号)。
3 [2025韩城新城四中模拟]“六冲程发动机”是内燃机的一项新发展。在普通四冲程发动机的四个冲程工作后,把水喷进炽热的汽缸里面,水马上就变成了温度高的水蒸气,这属于汽化 (填物态变化)现象,缸里面水蒸气的内能 增大 (填“增大”“减小”或“不变”),体积急剧膨胀1600 倍,推动活塞再次做功,产生第五冲程。如此一来,每6个冲程中就出现 2 个做功冲程。
素养提升
4 请阅读短文并回答问题。
如图甲所示是液体火箭喷气发动机的工作原理示意图,燃料和氧化剂分别装在两个箱子里,由输送系统按时按量地把燃料和氧化剂喷入燃烧室,用电火花点燃,燃烧产生的气体以很高的速度从尾部喷出,对火箭产生强大的反冲推力使它前进。
如图乙所示为空气涡轮喷气发动机结构示意图。工作过程中,机身在空气中高速前进,空气从进气道进入,被压气机压缩后进入燃烧室,与从喷雾器喷出的燃料混合,由火花塞点火燃烧,剧烈膨胀的气体以极大的速度从尾部喷管喷出,使机身得到巨大的反冲推力向前飞行。
(1)液体火箭喷气发动机属于 热 机;液体火箭喷气发动机工作过程中,先将燃料的化学能转化为 内 能,然后再将其转化为火箭的机械能。
(2)空气涡轮 (填“液体火箭”或“空气涡轮”)喷气发动机不能在大气层外工作。
(3)如图乙所示的空气涡轮喷气发动机工作过程中,气体温度是不断变化的,下列图像中,能大致反映气体的温度随时间变化的是 C 。
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